CN117553910A - 探测模块、探测器和激光雷达 - Google Patents

Abstract

一种探测模块、探测器以及激光雷达，所述探测模块包括：感光阵列，所述感光阵列包括多个感光器件；微透镜阵列，所述微透镜阵列适宜于汇聚光线至所述感光阵列，所述微透镜阵列包括：多个微透镜单元，所述多个微透镜单元与所述多个感光器件一一对应；平行所述感光阵列表面的平面内，相邻两个所述微透镜单元的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点，能够有效提高填充系数，提高所述微透镜阵列对光线的汇聚能力，有利于探测能力的提高；而且这种设置方式还能够降低微透镜阵列的制备难度，能够有效提高良率，降低工艺成本。

Description

探测模块、探测器和激光雷达

技术领域

本发明涉及激光探测领域，特别涉及一种探测模块、探测器和激光雷达。

背景技术

在遥感、气体检测、激光雷达等应用中，探测器的探测效率与系统性能有直接关系。单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode，SPAD)器件是一种高灵敏度的探测器件，能够探测极弱的光信号，比较适合上述应用。 SPAD器件的探测效率与感光区的面积占比成正相关，即SPAD的面积利用率越高，其探测效率就越高。

但是在实际应用中，由于电极、保护环等结构的存在，SPAD器件中非感光区域总会占用一定面积，导致SPAD器件的感光区域的面积利用率无法达到百分之百。另一方面，为了获得更高的阵列分辨率和动态范围，SPAD阵列中单个SPAD器件的尺寸越小越好。单个SPAD器件尺寸的减小会使感光区域和非感光区域的面积一起减小，如果非感光区域的面积无法进一步降低， SPAD的面积利用率会随着SPAD单元的尺寸缩小而降低，影响探测效率。

为了改善单元尺寸较小的SPAD阵列的探测效率，人们在SPAD阵列的光路中设置微透镜阵列。每个微透镜单元将光线汇聚至SPAD器件，提高SPAD 器件的感光区域接收到的光线的强度，从而在感光区大小保持不变的条件下等效地提高了探测效率。

但是即使设置了微透镜阵列，SPAD阵列的探测效率的提高依旧不甚理想。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种探测模块、探测器和激光雷达，以进一步提高探测效率。

为解决上述问题，本发明提供一种探测模块，包括：

感光阵列，所述感光阵列包括多个感光器件；微透镜阵列，所述微透镜阵列适宜于汇聚光线至所述感光阵列，所述微透镜阵列包括：多个微透镜单元，所述多个微透镜单元与所述多个感光器件一一对应；平行所述感光阵列表面的平面内，相邻两个所述微透镜单元的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点。

可选的，平行所述感光阵列表面的平面内，所述微透镜单元的投影为六边形。

可选的，平行所述感光阵列表面的平面内，任一微透镜单元的投影中，任一边长与边长的平均值之间差值小于平均值的10％。

可选的，所述微透镜单元的投影为正六边形。

可选的，所述微透镜单元的投影的几何中心与所对应感光器件的感光区域相对准。

可选的，平行所述感光阵列表面的平面内，所述微透镜单元的投影的几何中心与所对应感光器件的感光区域的投影的几何中心之间的距离小于所述微透镜单元的投影的任一边长的20％。

可选的，所述微透镜单元包括：透镜部，所述微透镜阵列中，多个微透镜单元的透镜部紧密排列以使所述微透镜阵列的填充系数大于60％。

可选的，垂直所述感光阵列表面的方向上，不同微透镜单元的尺寸的差值小于5微米。

可选的，垂直所述感光阵列表面的方向上，不同微透镜单元的尺寸相同。

可选的，相邻微透镜单元的中心间距在5微米至25微米范围内，其中，相邻微透镜单元的中心间距为平行所述感光阵列表面的平面内，相邻微透镜单元的投影的几何中心之间的距离。

可选的，所述微透镜单元的连续曲面的最大曲率半径为相邻微透镜单元的中心间距的0.5倍至1.5倍。

可选的，平行所述感光阵列表面的平面内，所述感光器件的感光区域的投影形状为矩形、六边形或圆形。

可选的，所述多个微透镜的单元沿相交的第一方向和第二方向呈阵列排布；所述第一方向与所述第二方向之间的夹角不等于90度。

可选的，平行所述感光阵列表面的平面内，所述感光器件的感光区域的边界与所述感光器件的边界之间的距离在0微米至5微米范围内。

可选的，所述感光器件为SPAD器件。

可选的，所述微透镜单元包括：透镜部，边缘位置的透镜部的厚度小于中心位置的透镜部的厚度。

可选的，每个微透镜单元还包括：连接部，所述连接部填充于相邻微透镜单元的透镜部之间。

可选的，所述透镜部的表面为连续曲面。

可选的，所述透镜部的表面包括：顶区，所述顶区位于所述透镜部厚度最大的位置，所述顶区的透镜部的表面为平行于所述感光阵列表面的平面。

可选的，所述透镜部的表面还包括：连接区，所述连接区包围所述顶区；所述连接区为连续曲面，或者所述连接区为多个平面相连的折面。

相应的，本发明还提供一种探测器，包括：探测模块，所述探测模块为本发明的探测模块。

此外，本发明还提供一种激光雷达，包括：探测器，所述探测器为本发明的探测器。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案中，平行所述感光阵列表面的平面内，相邻两个所述微透镜单元的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点。通过上述设置，能够有效提高填充系数，提高所述微透镜阵列对光线的汇聚能力，有利于探测能力的提高；而且这种设置方式还能够降低微透镜阵列的制备难度，能够有效提高良率，降低工艺成本。

附图说明

图1是一种分立型微透镜阵列的三维结构示意图；

图2是一种连续型微透镜阵列的三维结构示意图；

图3是另一种微透镜阵列的三维结构示意图；

图4是本发明探测模块一实施例的俯视结构示意图；

图5是图4所示探测模块实施例中所述感光阵列的俯视结构示意图；

图6是图4所示探测模块实施例中所述微透镜阵列的三维结构示意图；

图7是图4所示探测模块实施例中所述微透镜阵列的俯视结构示意图；

图8是图7所示探测模块实施例中所述微透镜阵列沿A1A2线的剖面结构示意图；

图9是本发明探测模块另一实施例中所述微透镜阵列的俯视结构示意图；

图10是图9所示探测模块实施例中所述微透镜阵列中沿点划线B1B2的剖面结构示意图；

图11是本发明探测模块另一实施例中所述微透镜阵列内一个微透镜单元的剖面结构示意图；

图12是形成本发明探测模块一实施例中所述微透镜阵列过程的示意图；

图13是本发明探测模块一实施例中所述微透镜阵列内一个微透镜单元的侧视结构示意图；

图14是本发明探测模块另一实施例中所述微透镜阵列的三维结构示意图；

图15是图14所示探测模块实施例中所述微透镜阵列的俯视结构示意图；

图16是本发明探测模块相邻透镜部之间间隔为1μm时蜂窝状微透镜阵列和方阵微透镜阵列的填充系数。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中即使设置了微透镜阵列，SPAD阵列的探测效率的提高依旧不甚理想。现结合现有微透镜阵列的结构分析探测效率提高效果不佳问题的原因。

影响微透镜对SPAD器件探测效率提升的因素主要有2个：一是微透镜的填充系数，二是微透镜的汇聚能力。其中，微透镜的填充系数定义为微透镜曲面部分在微透镜阵列总面积中的占比，因为只有入射至微透镜的曲面部分的光线会被汇聚，也才有可能进入SPAD器件的感光区域；二是微透镜的汇聚能力与微透镜曲面部分的曲率半径相关，曲率半径越小，微透镜的汇聚能力越强，即曲率半径越小的微透镜能够将更多的光线汇聚到SPAD器件的感光区域内，从而等效地提升探测效率。

基于微透镜的曲面形状，微透镜阵列可以分为分立型微透镜阵列(如图1 所示)和连续型微透镜阵列(如图2所示)。

其中，分立型微透镜如图1所示，所述微透镜阵列的行列方向正交，因此在俯视图中，每两个微透镜共用一条边界，每四条边界共用一个交点，每个微透镜占据的区域为正方形；因此，半球形的微透镜中，曲面部分无法完全占据正方形的角落位置，也就是说，这种微透镜无法汇聚正方形区域四个角落位置入射的光线，即所述微透镜的填充系数小于100％，因此对探测效率的提升效果有限。

为解决微透镜填充系数低的问题，一种方案是制备连续型微透镜阵列，如图2所示，连续型微透镜阵列是在上述分立型微透镜阵列的基础之上，对微透镜阵列进一步进行一次或多次刻蚀而实现。由于角落位置比较平坦，因此，与中心部分的曲面部分相比，正方形区域的角落位置的刻蚀深度更大以使微透镜的曲面部分更接近于半球形，从而使填充系数达到100％。

但是这种方法中，刻蚀工艺难度较大，特别是当微透镜的曲面部分的曲率半径较大时，正方形区域的中心位置和角落位置的高度落差较大，刻蚀工艺难度更大，即微透镜的曲面部分的曲率半径越大，连续型微透镜阵列的工艺难度越大。所以为了保证所形成微透镜阵列的性能和良率，连续型微透镜阵列中，微透镜的曲面部分的曲率半径相对较小，因此对探测效率的提高效果也有限。

此外，在另一种方案中，在分立型微透镜的制备过程中，将微透镜横截面制备成方形，但微透镜的曲面通常是通过热回流工艺形成的，那么热回流之后形成的曲面只有中间部分接近半球形，边缘部分，特别是沿着对角线方向的边缘部分的曲率半径会偏大(如图3所示)；过大的曲率半径无法保证微透镜的汇聚能力。因此，形成正方形横截面微透镜的做法，虽然能够提高填充系数，但是会影响微透镜的汇聚能力，依旧无法进一步提升探测效率。

综上，现有的微透镜阵列对光线的汇聚能力受限于结构和制备工艺，从而影响探测效率提高的效果。

为解决所述技术问题，本发明提供一种探测模块，包括：

感光阵列，所述感光阵列包括多个感光器件；微透镜阵列，所述微透镜阵列适宜于汇聚光线至所述感光阵列，所述微透镜阵列包括：多个微透镜单元，所述多个微透镜单元与所述多个感光器件一一对应；平行所述感光阵列表面的平面内，相邻两个所述微透镜单元的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点。

本发明技术方案，平行所述感光阵列表面的平面内，相邻两个所述微透镜单元的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点。通过上述设置，能够有效提高填充系数，提高所述微透镜阵列对光线的汇聚能力，有利于感光器件探测能力的提高；而且这种设置方式还能够降低微透镜阵列的制备难度，能够有效提高良率，降低工艺成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图4，示出了本发明探测模块一实施例的俯视结构示意图。

需要说明的是，为了显示清晰，图4仅示出了部分面积的所述探测模块的俯视结构示意图。

所述探测模块包括：感光阵列110，所述感光阵列110包括多个感光器件 111；微透镜阵列120，所述微透镜阵列120适宜于汇聚光线至所述感光阵列 110，所述微透镜阵列120包括：多个微透镜单元121，所述多个微透镜单元 121与所述多个感光器件111一一对应；平行所述感光阵列110表面的平面 XOY内，相邻两个所述微透镜单元121的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点。

相邻两个所述微透镜单元121的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点，相对于现有技术的行列正交、每四条边界共用一个交点的微透镜阵列，本发明的技术方案能够有效提高填充系数，提高所述微透镜阵列120 对光线的汇聚能力，有利于感光器件探测能力的提高；而且这种设置方式还能够降低微透镜阵列120的制备难度，能够有效降低工艺难度。

所述感光阵列110用以接收光线并进行光电转换。

本发明一些实施例中，平行所述感光阵列110表面的平面XOY内，所述微透镜单元121的投影为六边形。

通过将微透镜单元设置为六边形，可以将微透镜阵列设置为蜂窝状密排，能够进一步提高填充系数，提高微透镜阵列120对光线的汇聚能力，从而进一步提高感光器件的探测能力。

结合参考图5，示出了图4所示探测模块实施例中所述感光阵列的俯视结构示意图。

如图5所示，本发明一些实施例中，平行所述感光阵列110表面的平面 XOY内，所述感光器件111的感光区域的投影(如图5中点状纹理填充的区域)形状为矩形，以简化感光器件111的制备工艺。

本发明其他实施例中，平行所述感光阵列表面的平面内，所述感光器件的感光区域的投影形状也可以为圆形、六边形，或其他多边形。

本发明一些实施例中，所述感光器件111为SPAD器件。

本发明一些实施例中，平行所述感光阵列110表面的平面XOY内，所述感光器件111的感光区域的边界与所述感光器件111的边界之间的距离d在0 微米至5微米范围内。优选的，所述感光器件111的感光区域的边界与所述感光器件111的边界之间的距离d在1微米至4微米范围内。

一方面，所述感光器件111的感光区域比整个所述感光器件111尺寸要小，使所述感光器件111的感光区域位于微透镜单元121范围之内，微透镜单元121可以将入射光汇聚在所述感光器件111的感光区域；另一方面，所述感光器件111的感光区域不能过小，否则对于微透镜的聚焦能力要求过高，同时保证所述感光器件111的感光区域在所述感光器件111的面积占比，可以改善探测效率。

继续参考图4，所述探测模块还包括：具有多个微透镜单元121的微透镜阵列120。

结合参考图6和图7，其中图6示出了图4所示探测模块实施例中所述微透镜阵列的三维结构示意图，图7示出了图4所示探测模块实施例中所述微透镜阵列的俯视结构示意图。

所述微透镜阵列120用以将光线汇聚至所述感光阵列110中的感光器件 111的感光区域以改善探测效率。

所述微透镜阵列120的多个微透镜单元121与所述感光阵列110的多个感光器件111一一对应，即一个所述微透镜单元121与一个所述感光器件111 相对应，每个所述微透镜单元121将所透射的光线汇聚至所对应的感光器件 111的感光区域。

为了保证所述微透镜单元121能够将光线汇聚至所所对应的感光器件111 中，本发明一些实施例中，所述微透镜单元121的投影的几何中心与所对应感光器件111的感光区域相对准。

具体的，一些实施例中，平行所述感光阵列110表面的平面XOY内，所述微透镜单元121的投影的几何中心与所对应感光器件111的感光区域的投影的几何中心之间的距离小于所述微透镜单元121的投影的任一边长a的20％，从而保证所述感光器件111的感光区域尽可能对准所述微透镜单元121的中心，尽可能多的接收由所述微透镜单元汇聚的光线。

所述微透镜单元121的截面为六边形；即平行所述感光阵列110表面的平面XOY内，所述微透镜单元121的投影为六边形。所以，本发明一些实施例中，所述多个微透镜单元121沿相交的第一方向OX和第二方向OY呈阵列排布；所述第一方向与所述第二方向之间的夹角不等于90度。

如图6和图7所示，一些实施例中，所述微透镜单元121的投影为正六边形，所述第一方向OX和所述第二方向OY之间的夹角为60°，以实现蜂窝状的密排。

需要说明的是，所述微透镜阵列120的多个微透镜单元121与所述感光阵列110的多个感光器件111一一对应；所述多个微透镜单元121沿相交的第一方向OX和第二方向OY呈阵列排布；所述第一方向与所述第二方向之间的夹角不等于90度，因此所述感光阵列110的多个感光器件111也沿相交的第一方向OX和第二方向OY呈阵列排布，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角不等于90度。

具体的，如图5所示实施例中，所述感光阵列110的多个感光器件111 也沿相交的第一方向OX和第二方向OY呈阵列排布，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角等于60度，即多个感光器件111也为蜂窝状密排。

所述微透镜单元121的截面为六边形，因此所述微透镜阵列120呈蜂窝状密排；所以所述微透镜阵列120具有更高的填充系数，能够更好的汇聚光线，有利于探测能力的提高。

本发明一些实施例中，平行所述感光阵列110表面的平面XOY内，任一微透镜单元121的投影中，任一边长a与边长的平均值之间差值小于平均值的10％。具体的，一些实施例中，所述微透镜单元的投影为正六边形。使微透镜阵列120的排列尽可能接近于蜂窝状，即每个微透镜单元121占据一个正六边形区域，从而以获得尽可能高的填充系数。

本发明一些实施例中，相邻微透镜单元121的中心间距w在5微米至25 微米范围内，其中，相邻微透镜单元121的中心间距w为平行所述感光阵列 110表面的平面XOY内，相邻微透镜单元121的投影的几何中心之间的距离。若微透镜单元121的中心间距w太小，对感光器件111和微透镜单元121的形成工艺要求过高，工艺质量难以保证；若微透镜单元121的中心间距w太大，相应的感光器件121的尺寸也比较大，可能会使得SPAD的响应速度变低。

结合参考图8，示出了图7所示探测模块实施例中所述微透镜阵列沿 A1A2线的剖面结构示意图。

本发明一些实施例中，垂直所述感光阵列110表面的方向Z上，不同微透镜单元121的尺寸H的差值小于5微米，也就是说，不同微透镜单元121 的厚度的差值小于5微米。控制不同微透镜单元121的厚度的差值，保证所述微透镜阵列120整体厚度的均匀性，提高所述微透镜阵列120的表面平整度，能够有效降低装配、封装等工艺的难度。

本发明一些实施例中，垂直所述感光阵列120表面的方向z上，不同微透镜单元121的尺寸H相同，即所述微透镜阵列120中，不同微透镜单元120 的厚度均相等。

此外，如图8所示，发明一些实施例中，所述微透镜单元120包括：透镜部122，边缘位置的透镜部122的厚度h2小于中心位置的透镜部122的厚度h1。具体的，厚度h2和h1的差值由透镜部的横截面尺寸和曲率半径确定。

所述透镜部122用以汇聚光线以实现所述微透镜单元120的光学作用。

本发明一些实施例中，所述微透镜阵列120中，多个微透镜单元121的透镜部122紧密排列以使所述微透镜阵列120的填充系数大于60％。具体的，图6至图8所示实施例中，所述微透镜阵列120为连续型微透镜阵列，即所述微透镜阵列120中，所述透镜部122填充满所述微透镜单元121，相邻微透镜单元122的透镜部122之间面接触。因此，图6至图8所示实施例中，所述微透镜阵列120的填充系数接近100％。

如图8所示，本发明一些实施例中，所述透镜部122的表面为连续曲面，也就是说，所述透镜部122背向所述感光器件111的表面为处处可导的曲面。所以，所述透镜部122的表面构成凸透镜以实现光线汇聚。

所述连续曲面的曲率半径与所述透镜部122汇聚光线的能力相关。本发明一些实施例中，相邻微透镜单元121的中心间距w在5微米至25微米范围内，因此所述微透镜单元121的连续曲面的最大曲率半径R为相邻微透镜单元的中心间距的0.5倍至1.5倍，即所述透镜部122的连续曲面的最大曲率半径R为相邻微透镜单元的中心间距的0.5倍至1.5倍，以获得良好的汇聚能力。

需要说明的是，所述透镜部122的表面为连续曲面的做法仅为一示例，本发明其他实施例中，所述透镜部122的表面也可以包括至少部分平面。

具体如图9和图10所示实施例中，所述透镜部222的表面包括：顶区223，所述顶区223位于所述透镜部222厚度最大的位置，所述顶区223的透镜部 222的表面为平行于所述感光阵列(图中未示出)表面的平面。使所述透镜部 222的顶区呈平面的做法，能够有效提高所述微透镜阵列中不同为微透镜单元厚度的一致性，以提高所述微透镜阵列表面的平整度，降低后续工艺的难度。

如图9和图10所示，所述透镜部222的表面还包括：连接区224，所述连接区224包围所述顶区223；所述连接区224为连续曲面。本发明其他实施例中，如图11所示，所述连接区324也可以为多个平面相连的折面，也就是说，所述透镜部322的表面中，包围所述顶区323的连接区324由多个相互连接的平面拼接而成，每个平面相对于平行于所述感光阵列(图中未示出) 表面的平面的偏转方向均有利于把光线向感光器件的感光区域偏转。

需要说明的是，如图12所示，形成所述微透镜阵列的过程包括：

S1、如图12(a)和(b)所示，获得所述感光阵列121之后，在所述感光阵列121上形成平坦层122；

S2、如图12(c)所示，在所述平坦层122上形成透镜材料层123；

S3、如图12(d)所示，对所述透镜层进行图形化处理以形成多个分立的预制柱124，多个所述预制柱124与所述感光阵列121中多个感光器件一一对应；

S4、如图12(e)所示，对多个所述预制柱124进行热回流以形成曲面。

其中，所述平坦层122和所述透镜材料层123通常设置为折射率相同的材料。具体的，所述平坦层122和所述透镜材料层123通常设置为折射率在2 至2.5之间的材料，以更好的实现微透镜阵列的光汇聚作用。

此外，所述微透镜阵列为连续型微透镜阵列，即所述微透镜阵列120的填充系数接近100％，相邻微透镜单元的表面相互连接。因此，形成所述微透镜阵列的过程还包括：

S5、如图12(f)所示，在热回流之后，对所述透镜部和所述平坦层122 进行刻蚀，最终在平坦层122形成曲面相连的连续型微透镜阵列。

如图13所示，将微透镜单元设置为六边形，微透镜阵列设置为蜂窝状密排时，微透镜单元的边缘和角落的高度差d更小，也就是说，热回流之后，平坦层所需刻蚀的深度更小，工艺难度更低，能够提高良率，降低工艺成本。具体的，与现有长方形、正方形的方形阵列相比，蜂窝状密排的微透镜阵列中，微透镜单元的边缘和角落的高度差d可以减小2/3。

需要说明的是，图4至图13所示实施例中，在每个微透镜单元占据的六边形区域内，微透镜阵列均为连续型微透镜阵列；本发明其他实施例中，在每个微透镜单元内，所述微透镜阵列也可以为分立型微透镜阵列。

参考图14至图15，其中图14是本发明探测模块另一实施例中所述微透镜阵列的三维结构示意图；图15是图14所示探测模块实施例中所述微透镜阵列的俯视结构示意图。

与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。与前述实施例不同之处在于，本发明一些实施例中，所述微透镜阵列220为分立型微透镜阵列。

因此，如图14和图15所示，本发明一些实施例中，每个微透镜单元421 还包括：连接部425，所述连接部425填充于相邻微透镜单元421的透镜部 422之间。

所述连接部425作为间隔带，围绕所述透镜部422，填充于相邻微透镜单元421的透镜部422之间。

本发明一些实施例中，所述微透镜阵列120的填充系数大于60％，也就是说，如图14和图15所示实施例中，平行所述感光阵列表面的平面XOY内，所述透镜部422的投影面积总和占所述微透镜阵列总面积的60％以上。

如图15所示，分立型微透镜阵列中，相邻透镜部422之间具有间隔g。在相邻透镜部之间间隔g相等的情况下，将微透镜单元421设置为六边形，微透镜阵列420设置为蜂窝状密排，能够有效提高填充系数。

参考图16，示出了相邻透镜部之间间隔为1μm时蜂窝状微透镜阵列和方阵微透镜阵列的填充系数。

其中，横轴表示微透镜单元占据的面积；纵轴表示微透镜的填充系数；实线151表示蜂窝状微透镜阵列的填充系数变化；点划线表示方阵微透镜阵列的填充系数变化。

由图16所示，与方阵微透镜阵列相比，蜂窝状微透镜阵列的填充系数有明显的提升，从而探测效率也会相应提升。

相应的，本发明还提供一种探测器，包括：探测模块，所述探测模块为本发明的探测模块。

所述探测模块为本发明的探测模块。因此所述探测模块的具体技术方案参考前述探测模块的实施例，本发明在此不再赘述。

所述探测模块中，所述微透镜单元的截面形状为六边形，所述微透镜阵列呈蜂窝状排列，所述微透镜阵列具有更高的填充系数，更低的制备难度，因此所述微透镜阵列具有更好的光汇聚能力；所述微透镜阵列更好的光汇聚能力，能够有效提高所述探测器的探测效率。

相应的，本发明还提供一种激光雷达，包括：探测器，所述探测器为本发明的探测器。

所述探测器为本发明的探测器。因此所述探测器的具体技术方案参考前述探测器的实施例，本发明在此不再赘述。

所述探测器具有更好的探测效率，因此所述激光雷达具有更好的测距能力，具有更好的性能。

综上，平行所述感光阵列表面的平面内，所述微透镜单元的投影为六边形，所述微透镜阵列呈蜂窝状密排。通过将微透镜单元设置为六边形，将微透镜阵列设置为蜂窝状密排，能够有效提高填充系数，提高所述微透镜阵列对光线的汇聚能力，有利于探测能力的提高；而且这种设置方式还能够降低微透镜阵列的制备难度，能够有效降低工艺难度。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (22)

1.一种探测模块，其特征在于，包括：

感光阵列，所述感光阵列包括多个感光器件；

微透镜阵列，所述微透镜阵列适宜于汇聚光线至所述感光阵列，所述微透镜阵列包括：多个微透镜单元，所述多个微透镜单元与所述多个感光器件一一对应；

平行所述感光阵列表面的平面内，相邻两个所述微透镜单元的投影共用一条边界，每三条所述边界共用一个交点。

2.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，平行所述感光阵列的平面内，所述微透镜单元的投影为六边形。

3.如权利要求2所述的探测模块，其特征在于，平行所述感光阵列表面的平面内，任一微透镜单元的投影中，任一边长与边长的平均值之间差值小于平均值的10％。

4.如权利要求2或3所述的探测模块，其特征在于，所述微透镜单元的投影为正六边形。

5.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，所述微透镜单元的投影的几何中心与所对应感光器件的感光区域相对准。

6.如权利要求5所述的探测模块，其特征在于，平行所述感光阵列表面的平面内，所述微透镜单元的投影的几何中心与所对应感光器件的感光区域的投影的几何中心之间的距离小于所述微透镜单元的投影的任一边长的20％。

7.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，所述微透镜单元包括：透镜部，所述微透镜阵列中，多个微透镜单元的透镜部紧密排列以使所述微透镜阵列的填充系数大于60％。

8.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，垂直所述感光阵列表面的方向上，不同微透镜单元的尺寸的差值小于5微米。

9.如权利要求8所述的探测模块，其特征在于，垂直所述感光阵列表面的方向上，不同微透镜单元的尺寸相同。

10.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，相邻微透镜单元的中心间距在5微米至25微米范围内，其中，相邻微透镜单元的中心间距为平行所述感光阵列表面的平面内，相邻微透镜单元的投影的几何中心之间的距离。

11.如权利要求10所述的探测模块，其特征在于，所述微透镜单元的连续曲面的最大曲率半径为相邻微透镜单元的中心间距的0.5倍至1.5倍。

12.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，平行所述感光阵列表面的平面内，所述感光器件的感光区域的投影形状为矩形、六边形或圆形。

13.如权利要求1或12所述的探测模块，其特征在于，所述多个微透镜单元沿相交的第一方向和第二方向呈阵列排布；所述第一方向与所述第二方向之间的夹角不等于90度。

14.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，平行所述感光阵列表面的平面内，所述感光器件的感光区域的边界与所述感光器件的边界之间的距离在0微米至5微米范围内。

15.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，所述感光器件为SPAD器件。

16.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，所述微透镜单元包括：透镜部，边缘位置的透镜部的厚度小于中心位置的透镜部的厚度。

17.如权利要求16所述的探测模块，其特征在于，每个微透镜单元还包括：连接部，所述连接部填充于相邻微透镜单元的透镜部之间。

18.如权利要求16所述的探测模块，其特征在于，所述透镜部的表面为连续曲面。

19.如权利要求16所述的探测模块，其特征在于，所述透镜部的表面包括：顶区，所述顶区位于所述透镜部厚度最大的位置，所述顶区的透镜部的表面为平行于所述感光阵列表面的平面。

20.如权利要求19所述的探测模块，其特征在于，所述透镜部的表面还包括：连接区，所述连接区包围所述顶区；所述连接区为连续曲面，或者所述连接区为多个平面相连的折面。

21.一种探测器，其特征在于，包括：探测模块，所述探测模块如权利要求1～20中任一项所述。

22.一种激光雷达，其特征在于，包括：探测器，所述探测器如权利要求21所述。