CN117607838A - 多通道驱动系统、激光雷达及激光雷达发射端驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光电技术领域和自动驾驶技术领域，并提供一种多通道驱动系统、激光雷达及激光雷达发射端驱动方法。多通道驱动系统包括：激光器阵列，由多个激光器构成；电容阵列，由与多个激光器一一对应的多个电容构成；激光器开关装置，用于提供激光器开关信号；选通芯片，用于选择性地选通多个激光器中的一个或者多个激光器，其中，被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光，并且，用于驱动所述被选通的一个或者多个激光器中的第一激光器发光的第一驱动电流至少部分地由所述多个电容中的与所述第一激光器对应的第一电容提供。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达。
Description
技术领域
本申请涉及光电技术领域和自动驾驶技术领域，尤其涉及一种多通道驱动系统、激光雷达及激光雷达发射端驱动方法。
背景技术
汽车激光雷达在自动驾驶技术中占据了重要的地位。全固态激光雷达，取消了机械扫描结构，水平和垂直方向的激光扫描均通过电子方式实现。相比于机械式激光雷达和仍保留有一定机械结构的微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）激光雷达，全固态激光雷达的电子化程度更高，并且其内部没有运动部件，因此具有可靠性高、耐持久使用，系统体积小等优点。全固态激光雷达广泛应用在汽车探测和自动驾驶等应用场景。视场角（Field of view，FOV）是影响激光雷达成像质量和探测性能的重要参数。一般地，更大的视场角意味着更大的光学探测范围也意味着更小的角度盲区。在激光雷达的发射端，通过单个通道能获得的视场角是有限的，为了获得更大的视场角，需要部署更多的通道。现有技术中，为每一个通道单独提供一组单通道激光器驱动电路，通过多个单通道激光器驱动电路分别输出激光器驱动信号，并且，现有技术中的单通道激光器驱动电路采用分立器件级联的设计来提供更大的脉冲电流作为激光器驱动信号以便提高检测精度，这样造成整个激光雷达的模组体积大且成本高，不利于满足在车联网和智能驾驶应用中提出的小型化和高度集成化趋势。
为此，本申请提供了一种多通道驱动系统、激光雷达及激光雷达发射端驱动方法，用于应对现有技术中的技术难题。
发明内容
第一方面，本申请提供了一种多通道驱动系统，应用于激光雷达。所述多通道驱动系统包括：激光器阵列，所述激光器阵列由多个激光器构成；电容阵列，所述电容阵列由与所述多个激光器一一对应的多个电容构成；激光器开关装置，用于提供激光器开关信号；选通芯片，用于选择性地选通所述多个激光器中的一个或者多个激光器，其中，被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光，并且，用于驱动所述被选通的一个或者多个激光器中的第一激光器发光的第一驱动电流至少部分地由所述多个电容中的与所述第一激光器对应的第一电容提供。
通过本申请的第一方面，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一驱动电流包括所述第一电容的放电电流并且部分地由所述激光器开关装置提供。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为可基于所述激光器开关信号在充电状态和放电状态之间切换，其中，所述第一驱动电流至少部分地由处于放电状态的所述第一电容提供。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，当所述被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号不发光时，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容处于充电状态，并且，当所述被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号发光时，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容处于放电状态。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述选通芯片输出与所述多个激光器一一对应的多个选通信号，所述多个激光器中的每一个激光器基于所述多个选通信号中的与该激光器对应的选通信号被选通，所述多个电容中的每一个电容基于所述多个选通信号中的对应了该电容的激光器所对应的选通信号选择性地电连接用于充电该电容的工作电压。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述多个激光器中的每一个激光器的阳极电连接所述多个电容中的与该激光器对应的电容，所述多个激光器共用阴极，所述阴极电连接所述激光器开关装置的负载端，所述阴极在所述激光器开关装置导通时电连接所述激光器开关装置的接地端，所述阴极在所述激光器开关装置关断时与所述激光器开关装置的接地端之间电流断路。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述选通芯片输出与所述多个激光器一一对应的多个选通信号，所述多个激光器中的每一个激光器的阳极基于所述多个选通信号中的与该激光器对应的选通信号选择性地电连接工作电压。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述被选通的一个或者多个激光器各自的阳极电连接所述工作电压，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为：在所述激光器开关装置导通时处于放电状态，在所述激光器开关装置关断时处于充电状态。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一电容被配置为：在所述激光器开关装置导通时提供从所述第一激光器的阳极到所述第一激光器的阴极再到所述激光器开关装置的接地端的放电电流，在所述激光器开关装置关断时利用所述工作电压充电。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一激光器基于所述选通芯片输出的第一选通信号被选通，所述第一选通信号由第一选通模块提供，所述第一选通模块包括N型场效应管、P型场效应管、反相器和电平转换器，所述N型场效应管的漏极电连接所述P型场效应管的漏极并且电连接所述第一电容，所述N型场效应管的源极接地，所述P型场效应管的源极电连接用于充电所述第一电容的工作电压，第一控制信号被输出到所述反相器和所述电平转换器，所述反相器的输出被提供给所述N型场效应管的栅极，所述电平转换器的输出被提供给所述P型场效应管的栅极。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，当所述第一控制信号是高电平信号时，所述N型场效应管关断，所述P型场效应管导通，所述第一电容利用所述工作电压充电。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述选通芯片包括电容值检测电路和电容充电状态检测电路，所述电容值检测电路用于检测所述多个电容中的每一个电容的电容值以及电容短路，所述电容充电状态检测电路用于检测所述多个电容中的每一个电容的充电百分比。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述激光器开关装置包括共用负载端和共用接地端的第一激光器开关管和第二激光器开关管，所述激光器阵列的所述多个激光器按照第一方向排列在第一平面上，所述电容阵列包括相同数量的第一电容子阵列和第二电容子阵列，所述第一电容子阵列和所述第二电容子阵列分别按照所述第一方向排列在所述多个激光器的在第二方向上的两侧，所述第二方向垂直于所述第一方向且位于所述第一平面，所述第一激光器开关管和所述第二激光器开关管分别位于所述多个激光器的在所述第一方向上的两侧。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述激光器开关装置包括一个激光器开关管，或者，共用负载端和共用接地端的多个激光器开关管。
在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一激光器是所述被选通的一个或者多个激光器中的任意激光器。
第二方面，本申请提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括根据本申请的第一方面中任一项所述的多通道驱动系统。
在本申请的第二方面的一种可能的实现方式中，所述激光雷达是全固态激光雷达。
第三方面，本申请提供了一种根据本申请的第一方面中任一项所述的多通道驱动系统的激光雷达发射端驱动方法。所述激光雷达发射端驱动方法包括：确定激光雷达发射端的一个或者多个发射通道；通过所述选通芯片，选通所述多个激光器中的与所述一个或者多个发射通道对应的激光器，以及通过所述激光器开关装置控制所述激光器开关信号从而驱动与所述一个或者多个发射通道对应的激光器发光。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种激光雷达系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的第一种实施方式的用于激光雷达的多通道驱动系统的示意图；
图3为本申请实施例提供的第二种实施方式的用于激光雷达的多通道驱动系统的示意图；
图4为本申请实施例提供的第三种实施方式的用于激光雷达的多通道驱动系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。
应当理解的是，在本申请的描述中，“至少一个”指一个或一个以上，“多个”指两个或两个以上。另外，“第一”、“第二”等词汇，除非另有说明，否则仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
图1为一种激光雷达系统的示意图。如图1所示，激光雷达系统包括控制器110，驱动器120，激光器130，传感器150还有数据处理系统160。控制器110控制驱动器120生成脉冲电流，然后利用脉冲电流来驱动激光器130发出脉冲光。激光器130发射光到检测目标140上之后，来自检测目标140的反射光被传感器150接收，从而得到如光子飞行时间等信息，然后经由数据处理系统160的计算得到距离数据，这样就可以确定激光雷达系统与检测目标140之间的距离。在自动驾驶的应用场景，车载激光雷达系统用于检测在探测范围内的各个目标的距离，还可以用于生成激光点云图等，因此占据了重要的地位。为了能够探测更远的距离，需要驱动器120生成更大的脉冲电流，例如40安培的电流。另外，激光器130发射的光经检测目标140反射后，存在严重的衰减，也就是传感器150检测到的反射光的强度一般远远小于发射光的强度。为了提高检测精度和改善信噪比，需要驱动器120生成更大的脉冲电流以便驱动激光器130发射出符合要求的脉冲光。驱动器120的基本结构包括一个预驱动模块和一个大功率开关管。大功率开关管具有高开关频率，能实现高频率的开关操作从而提供高频的脉冲电流。激光器130可以是激光二极管，在高频的脉冲电流作用下生成高频的脉冲光。预驱动模块与大功率开关管一起构成驱动方案，由预驱动模块提供控制大功率开关管进行高频的开关操作的控制信号。当大功率开关管采用氮化镓（GaN）器件时，受限于氮化镓器件自身的元素特性，难以制作P型器件，只能采用N型器件来构成驱动方案。因此，采用氮化镓器件的激光雷达的激光器的驱动方案，需要基于氮化镓技术的N型器件与基于互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）技术的预驱动芯片一起构成驱动方案，也就需要采用分立器件级联的设计，也就是部署分立的两块芯片，这样使得信号质量差、信号完整性不好，也会占用更大的面积。另外，在激光雷达系统的发射端，通过单个通道能获得的视场角是有限的，为了获得更大的视场角，需要部署更多的通道。在车联网和智能驾驶应用中，对激光雷达的设计和制造提出了小型化和高度集成化的要求。因此，激光雷达的模组尺寸是有限的，在有限的激光雷达的模组尺寸限制下需要部署尽可能多的通道，从而获取更大的视场角以便提升探测性能和改善成像质量，也有助于减少视场角没有覆盖到的区域也即减少角度盲区从而提升安全性。下面结合本申请具体实施例详细说明，本申请实施例提供的一种多通道驱动系统、激光雷达及激光雷达发射端驱动方法，如何实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
图2为本申请实施例提供的第一种实施方式的用于激光雷达的多通道驱动系统的示意图。如图2所示，多通道驱动系统包括：激光器阵列A 210，所述激光器阵列A 210由多个激光器构成；电容阵列A 220，所述电容阵列由与所述多个激光器一一对应的多个电容构成；激光器开关装置A 230，用于提供激光器开关信号；选通芯片A 240，用于选择性地选通所述多个激光器中的一个或者多个激光器。其中，被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光，并且，用于驱动所述被选通的一个或者多个激光器中的第一激光器发光的第一驱动电流至少部分地由所述多个电容中的与所述第一激光器对应的第一电容提供。
参阅图2，选通芯片A 240选择性地选通所述多个激光器中的一个或者多个激光器，因此可以选择所述多个激光器中的一个或者多个激光器来产生用于探测的脉冲光。多个激光器可以对应激光雷达的发射端的多个通道，利用选通芯片A 240可以选择多个通道中的一个通道并选通与该通道对应的激光器产生脉冲光。通过逐个的选择一个通道并选通对应的激光器来产生脉冲光，可以实现激光雷达的逐点扫描。利用选通芯片A 240选择多于一个的通道并选通对应的激光器产生脉冲光，可以实现激光雷达的逐点扫描。因此，通过对选通芯片A 240的编程，以及结合部署在多通道激光雷达的发射端上的多个通道与多个激光器之间的对应关系，可以支持多通道激光雷达的任意合适的扫描模式。激光器开关装置A230用于提供激光器开关信号，而被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光。因此，通过控制激光器开关装置A 230来调整所提供的激光器开关信号，可以控制被选通的一个或者多个激光器的发光，也就可以对激光器产生的激光脉冲宽度进行精细调整。一般来说，激光器产生的脉冲光的激光脉冲宽度越窄，脉冲光的峰值功率越高，有利于获得更好的远距离测量能力及更好的测距精度，为此需要更大的脉冲电流来驱动激光器从而产生窄激光脉冲宽度和更大脉冲光功率的脉冲光。更大的脉冲电流意味着更高的操作电压，例如为了产生40安培的脉冲电流可能需要40伏特以上的高压，也就需要采用能耐高压的器件如P型横向扩散场效应管，但是能耐高压的器件也一般具有更高的导通阻抗，并且占用较大的面积，从而给激光雷达芯片的设计和激光雷达模组的布局增加了难度。这里，用于驱动所述被选通的一个或者多个激光器中的第一激光器发光的第一驱动电流至少部分地由所述多个电容中的与所述第一激光器对应的第一电容提供。这意味着，当被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号发光时，以第一激光器为例，用于驱动第一激光器的第一驱动电流，例如40安培的脉冲电流，至少部分地由第一电容提供。因此，可以通过提供如旁路电容作为第一电容，利用第一电容的放电原理来提供瞬态的脉冲电流，从而驱动第一激光器来产生具有窄激光脉冲宽度和大脉冲光功率的脉冲光。如此，用于驱动第一激光器的第一驱动电流可以大部分地，例如百分之八十或者百分之九十，由第一电容的放电电流来提供，从而就减轻了其它器件的负担。假设不依赖第一电容来至少部分地提供用于驱动第一激光器的第一驱动电流，这意味着需要依赖选通芯片A 240和激光器开关装置A 230来提供足够高的脉冲电流来驱动激光器从而产生具有窄激光脉冲宽度和大脉冲光功率的脉冲光，因此需要额外的电路并占用更大的面积，在激光雷达模组的有限尺寸下只能部署数量较少的通道，而数量较少的通道必然导致视场角受限制，从而不利于提升探测性能和改善成像质量。因此，通过第一电容来至少部分地提供用于驱动第一激光器的第一驱动电流，选通芯片A 240和激光器开关装置A 230不需要面临较高的操作电压，也就不需要采用耐高压的器件。选通芯片A 240可以选用导通阻抗低的器件从而减少需要占用的面积，有利于缩小激光雷达模组的体积。进一步地，因为可以利用第一电容的放电原理来提供瞬态的脉冲电流从而满足用于驱动第一激光器的第一驱动电流的大部分需求，因此减轻了用于提供激光器开关信号的激光器开关装置A 230的负担，这意味着不需要为每一个通道单独提供开关信号并提供对应的开关器件，也就是说可以多个通道共用同一个激光器开关信号，因此减少了所需要的开关器件的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。总之，图2所示的用于激光雷达的多通道驱动系统，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。另外，图2所示的用于激光雷达的多通道驱动系统，可以支持多通道激光雷达的任意合适的扫描模式，多个激光器可以对应激光雷达的发射端的多个通道，可以用于实现任意数量或者线数的多通道激光雷达，例如58通道阵列激光器的激光雷达。另外，可以一个激光器对应一个通道，例如64个激光器对应64个通道也即64线激光雷达。在一些实施例中，也可以一个激光器对应多于一个的通道例如一个激光器对应两个通道。
在一种可能的实施方式中，所述第一驱动电流包括所述第一电容的放电电流并且部分地由所述激光器开关装置A 230提供。如此，通过第一电容来至少部分地提供用于驱动第一激光器的第一驱动电流，选通芯片A 240和激光器开关装置A 230不需要面临较高的操作电压，也就不需要采用耐高压的器件。因为可以利用第一电容的放电原理来提供瞬态的脉冲电流从而满足用于驱动第一激光器的第一驱动电流的大部分需求，因此减轻了用于提供激光器开关信号的激光器开关装置A 230的负担，这意味着不需要为每一个通道单独提供开关信号并提供对应的开关器件，也就是说可以多个通道共用同一个激光器开关信号，因此减少了所需要的开关器件的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。
在一种可能的实施方式中，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为可基于所述激光器开关信号在充电状态和放电状态之间切换，其中，所述第一驱动电流至少部分地由处于放电状态的所述第一电容提供。如此，在被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光的基础上，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为可基于所述激光器开关信号在充电状态和放电状态之间切换。这意味着，通过控制激光器开关装置A 230来调整所提供的激光器开关信号，不仅可以控制被选通的一个或者多个激光器的发光，也就可以对激光器产生的激光脉冲宽度进行精细调整，而且，还可以控制对应的电容在充电状态和放电状态之间切换。一般地，激光器开关信号的占空比较低，这样可以驱动激光器产生具有较低的占空比的脉冲光。在车载激光雷达的应用中，出于避免装置过热以及平均最大光功率不能太高等考量，用于探测的脉冲光的占空比一般不高于百分之一，例如脉冲光的占空比为千分之一。因此，可以利用脉冲光的占空比低以及相应的激光器开关信号的占空比低这一特性，例如一个周期内只有如千分之一的时间段在发光而其余时间段没有发光，这样可以基于所述激光器开关信号，使得电容在没有发光的时间段得到充足的时间去充电，从而可以在发光的时间段提供足够高的瞬态大电流。进一步地，如果依赖半导体器件在发光的时间段来直接驱动，这意味着需要在很短的时间内例如几个纳秒的时间内提供几十安培的大电流，例如不依赖第一电容而是依赖选通芯片A 240和激光器开关装置A 230在发光的时间段直接驱动并提供几十安培的大电流，这样会需要额外的电路并占用更大的面积。通过控制激光器开关装置A 230来调整所提供的激光器开关信号，从而控制与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容在充电状态和放电状态之间切换，这样可以在较长的时间内例如几个微秒的时间内（不发光的时间段是发光的时间段的数百倍到数千倍）完成电容的充电，从而可以在发光的时间段提供足够高的瞬态大电流，减少了所需要的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，当所述被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号不发光时，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容处于充电状态，并且，当所述被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号发光时，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容处于放电状态。如此，利用脉冲光的占空比低（出于避免装置过热以及平均最大光功率不能太高等考量）以及相应的激光器开关信号的占空比低这一特性，可以在较长的时间内（不发光的时间段是发光的时间段的数百倍到数千倍）完成电容的充电，从而可以在发光的时间段提供足够高的瞬态大电流，减少了所需要的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，所述选通芯片A 240输出与所述多个激光器一一对应的多个选通信号，所述多个激光器中的每一个激光器基于所述多个选通信号中的与该激光器对应的选通信号被选通，所述多个电容中的每一个电容基于所述多个选通信号中的对应了该电容的激光器所对应的选通信号选择性地电连接用于充电该电容的工作电压。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，所述激光器开关装置包括一个激光器开关管，或者，共用负载端和共用接地端的多个激光器开关管。因为可以利用第一电容的放电原理来提供瞬态的脉冲电流从而满足用于驱动第一激光器的第一驱动电流的大部分需求，因此减轻了用于提供激光器开关信号的激光器开关装置A 230的负担，这意味着不需要为每一个通道单独提供开关信号并提供对应的开关器件，也就是说可以多个通道共用同一个激光器开关信号。因此减少了所需要的开关器件的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。
在一种可能的实施方式中，所述第一激光器是所述被选通的一个或者多个激光器中的任意激光器。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
图3为本申请实施例提供的第二种实施方式的用于激光雷达的多通道驱动系统的示意图。如图3所示，所述多通道驱动系统包括：激光器阵列，所述激光器阵列由多个激光器（激光器A 311、激光器B 312、激光器C 313、激光器D 314）构成；电容阵列，所述电容阵列由与所述多个激光器一一对应的多个电容（电容A 321、电容B 322、电容C 323、电容D 324）构成；激光器开关装置B 330，用于提供激光器开关信号；选通芯片B 340，用于选择性地选通所述多个激光器中的一个或者多个激光器。其中，被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光，并且，用于驱动所述被选通的一个或者多个激光器中的第一激光器发光的第一驱动电流至少部分地由所述多个电容中的与所述第一激光器对应的第一电容提供。应当理解的是，图3所示的用于激光雷达的多通道驱动系统，其中的激光器的数量，电容的数量，仅为示例性，只要满足多个激光器与多个电容之间的一一对应关系。在一些实施例中，用于激光雷达的多通道驱动系统，可以支持多通道激光雷达的任意合适的扫描模式，多个激光器可以对应激光雷达的发射端的多个通道，可以用于实现任意数量或者线数的多通道激光雷达，例如58通道阵列激光器的激光雷达。
继续参阅图3，所述多个激光器中的每一个激光器的阳极电连接所述多个电容中的与该激光器对应的电容。如图3所示，激光器A 311的阳极电连接电容A 321，电容A 321另一端接地。激光器B 312的阳极电连接电容B 322，电容B 322的另一端接地。激光器C 313的阳极电连接电容C 323，电容C 323的另一端接地。激光器D 314的阳极电连接电容D 324，电容D 324的另一端接地。所述多个激光器共用阴极，所述阴极电连接所述激光器开关装置B330的负载端，所述阴极在所述激光器开关装置B 330导通时电连接所述激光器开关装置B330的接地端，所述阴极在所述激光器开关装置B 330关断时与所述激光器开关装置B 330的接地端之间电流断路。如此，多个激光器可以对应多个通道，例如激光器A 311、激光器B312、激光器C 313、激光器D 314分别对应四个通道。多个通道各自的激光器的阴极共同电连接于所述激光器开关装置B 330的负载端，因此多个通道各自的激光器共阴极。激光器开关装置B 330用于提供激光器开关信号，而被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光。因此，通过控制激光器开关装置B 330来调整所提供的激光器开关信号，可以控制被选通的一个或者多个激光器的发光，也就可以对激光器产生的激光脉冲宽度进行精细调整。这样当开关器件导通时，被选通的通道各自的激光器的阳极可以电连接工作电压，而共阴极在导通状态下的开关器件的作用下，可以构建从激光器的阳极到激光器的阴极再经过导通状态下的开关器件到所述激光器开关装置B 330的接地端的电流通路，也就是说，所述阴极在所述激光器开关装置B 330导通时电连接所述激光器开关装置B 330的接地端。这样激光器例如激光二极管可以在该电流通路的作用下产生脉冲光。例如，假设选通芯片B 340选通了激光器A 311，当所述激光器开关装置B 330中的开关器件导通时，激光器A 311的阳极和电容A 321可以电连接工作电压，并且构建了从激光器A 311的阳极到激光器A 311的阴极（也即激光器开关装置B 330的负载端），再经过导通状态下的激光器开关装置B 330的开关器件到所述激光器开关装置B 330的接地端，这样的电流通路。电容A 321可以利用该电流通路放电，因此电容A 321的放电电流是从激光器A 311的阳极到激光器A 311的阴极再经过导通状态下的激光器开关装置B 330的开关器件到所述激光器开关装置B 330的接地端。如此，利用电容的放电原理来提供瞬态的脉冲电流从而满足用于驱动激光器的驱动电流的大部分需求，因此减轻了用于提供激光器开关信号的激光器开关装置B 330的负担，减少了所需要的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。
继续参阅图3，当开关器件关断时，被选通的通道各自的激光器的阳极可以电连接工作电压，而共阴极因为受到关断状态下的激光器开关装置B 330的开关器件的影响，无法构建起从激光器A 311的阳极到激光器A 311的阴极再到所述激光器开关装置B 330的接地端的电流通路。换句话说，所述阴极在所述激光器开关装置B 330关断时与所述激光器开关装置B 330的接地端之间电流断路。如此，可以在开关器件关断时，也就是不发光的时间段来对电容进行充电。可以利用脉冲光的占空比低以及相应的激光器开关信号的占空比低这一特性，例如一个周期内只有如千分之一的时间段在发光而其余时间段没有发光，这样可以基于所述激光器开关信号，使得电容在没有发光的时间段得到充足的时间去充电，从而可以在发光的时间段提供足够高的瞬态大电流。通过控制激光器开关装置B 330来调整所提供的激光器开关信号，从而控制与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容在充电状态和放电状态之间切换，这样可以在较长的时间内例如几个微秒的时间内（不发光的时间段是发光的时间段的数百倍到数千倍）完成电容的充电，从而可以在发光的时间段提供足够高的瞬态大电流，减少了所需要的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，所述选通芯片B 340输出与所述多个激光器一一对应的多个选通信号，所述多个激光器中的每一个激光器的阳极基于所述多个选通信号中的与该激光器对应的选通信号选择性地电连接工作电压。利用选通芯片B 340的控制，可以选择多个通道中的一个或者多个通道为选通也即允许发射激光雷达的探测信号。因此，通过选通芯片B 340，可以针对多个通道中的被选通的通道，使得被选通的通道各自的激光器的阳极电连接工作电压，还可以使得没有被选通的通道各自的激光器的阳极接地。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，所述被选通的一个或者多个激光器各自的阳极电连接所述工作电压，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为：在所述激光器开关装置导通时处于放电状态，在所述激光器开关装置关断时处于充电状态。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，所述第一电容被配置为：在所述激光器开关装置导通时提供从所述第一激光器的阳极到所述第一激光器的阴极再到所述激光器开关装置的接地端的放电电流，在所述激光器开关装置关断时利用所述工作电压充电。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
图4为本申请实施例提供的第三种实施方式的用于激光雷达的多通道驱动系统的示意图。如图4所示，所述激光器开关装置包括共用负载端和共用接地端的第一激光器开关管C 402和第二激光器开关管D 404。所述激光器阵列C 410的所述多个激光器按照第一方向406排列在第一平面上，所述电容阵列包括相同数量的第一电容子阵列C 422和第二电容子阵列D 424，所述第一电容子阵列C 422和所述第二电容子阵列D 424分别按照所述第一方向406排列在所述多个激光器的在第二方向408上的两侧，所述第二方向垂直于所述第一方向且位于所述第一平面，所述第一激光器开关管C 402和所述第二激光器开关管D 404分别位于所述多个激光器的在所述第一方向上的两侧。另外，第一选通芯片C 442和第二选通芯片D 444也分别部署在所述多个激光器的在第二方向408上的两侧。在一些实施例中，所述第一电容子阵列C 422和所述第二电容子阵列D 424各自包括的电容的数量相同。例如，所述第一电容子阵列C 422和所述第二电容子阵列D 424各自包括29个电容，一共有58个电容。激光器阵列C 410的所述多个激光器的数量是58个，也就是58个激光器对应58个通道。为了增强多个通道之间的一致性，可以将多个通道依次编号为1、2、3、4、5直到58，将通道编号为1、3、5、7到57的通道作为一端通道，再将与这些通道对应的电容作为第一电容子阵列C422；将通道编号为2、4、6、8到58的通道作为另一端通道，再将与这些通道对应的电容作为第二电容子阵列D 424。通过在所述多个激光器的在所述第一方向上的两侧分别部署所述第一激光器开关管C 402和所述第二激光器开关管D 404，再将上述旁路电容以环绕的方式对称地沿着所述激光器阵列C 410排列，可以增强各个通道之间的电流波形的一致性。
参阅图2至图4，在一种可能的实施方式中，所述第一激光器基于所述选通芯片输出的第一选通信号被选通，所述第一选通信号由第一选通模块提供，所述第一选通模块包括N型场效应管、P型场效应管、反相器和电平转换器，所述N型场效应管的漏极电连接所述P型场效应管的漏极并且电连接所述第一电容，所述N型场效应管的源极接地，所述P型场效应管的源极电连接用于充电所述第一电容的工作电压，第一控制信号被输出到所述反相器和所述电平转换器，所述反相器的输出被提供给所述N型场效应管的栅极，所述电平转换器的输出被提供给所述P型场效应管的栅极。在一些实施例中，当所述第一控制信号是高电平信号时，所述N型场效应管关断，所述P型场效应管导通，所述第一电容利用所述工作电压充电。如此，利用脉冲光的占空比低（出于避免装置过热以及平均最大光功率不能太高等考量）以及相应的激光器开关信号的占空比低这一特性，可以在较长的时间内（不发光的时间段是发光的时间段的数百倍到数千倍）完成电容的充电，从而可以在发光的时间段提供足够高的瞬态大电流，减少了所需要的元件数量，具有更高的集成度和更高的空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
参阅图2至图4，在一种可能的实施方式中，所述选通芯片包括电容值检测电路和电容充电状态检测电路，所述电容值检测电路用于检测所述多个电容中的每一个电容的电容值以及电容短路，所述电容充电状态检测电路用于检测所述多个电容中的每一个电容的充电百分比。如此，利用电容值检测电路和电容充电状态检测电路，不仅能够检测电容的容值，还能检测电容的短路。在一些实施例中，在利用电容值检测电路检测期间，激光器的阳极的开关关断，使用确定的脉冲电流对旁路电容进行充电，然后用模数转换器进行采样，得到电容上的电压，据此可以计算出电容的电容值，然后可以设置阈值对其进行监控，电压太高说明电容容值低，电压太低说明电容短路（电容容值不会剧烈变大）。在一些实施例中，在利用电容充电状态检测电路检测器件，通过高边的开关管旁路电容充电至高电压，然后在发光的短暂时间（例如数个纳秒量级）进行释放，充电之后若电容上的电压未达到一定阈值例如90%的电源电压，则会报错。可以将用于比较的采样电压设置在80%的电源电压的直流电压值，用二极管对电容上的电压进行采样，当对电容进行充电后，采样电压会被通过二极管的电流抬高，设计到能抬高到距离电源电压一定数值左右，如果电容不能被充满，则采样电压会降低，从而触发报警。
在一种可能的实施方式中，所述激光雷达包括本申请具体实施例所提及的多通道驱动系统。所述激光雷达是全固态激光雷达。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
在一种可能的实施方式中，根据本申请具体实施例所提及的多通道驱动系统的激光雷达发射端驱动方法。所述激光雷达发射端驱动方法包括：确定激光雷达发射端的一个或者多个发射通道；通过所述选通芯片，选通所述多个激光器中的与所述一个或者多个发射通道对应的激光器，以及通过所述激光器开关装置控制所述激光器开关信号从而驱动与所述一个或者多个发射通道对应的激光器发光。如此，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。
参阅图2至图4以及本申请具体实施例、实施方式，本申请实施例提供的用于激光雷达的多通道驱动系统，实现了小型化且高度集成化的多通道激光雷达，并且具有降低元件数量、降低成本、优化模组布局、降低印刷电路板走线难度等优点。另外，本申请实施例提供的用于激光雷达的多通道驱动系统，可以适用于激光雷达模组内部的任意光学设计，通过减少元件数量、具有更高的集成度和空间利用效率，在同样的光学设计下可以支持更多数量的通道，也有利于优化激光雷达模组的布局。基于本申请实施例提供的用于激光雷达的多通道驱动系统，可以实现例如全固态、高度集成化、小型化的车载激光雷达，可以支持例如58通道阵列激光器或者任意通道数或线数的汽车固态多通道激光雷达。另外，本申请实施例提供的用于激光雷达的多通道驱动系统，可以适配各种激光器开光装置的设计，例如可以采用氮化镓场效应晶体管作为开关管，又例如可以采用非氮化镓的器件，又例如可以采用分立器件设计，又例如可以采用非分立器件设计。另外，本申请实施例提供的用于激光雷达的多通道驱动系统，可以适配各种半导体激光器，例如边缘发射激光器（Edge-Emitting Laser，EEL），又例如垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser，VCSEL），又例如任意的车载激光雷达采用的激光器。
本申请实施例提供的方法和设备是基于同一发明构思的，由于方法及设备解决问题的原理相似，因此方法与设备的实施例、实施方式、示例或实现方式可以相互参见，其中重复之处不再赘述。本申请实施例还提供一种系统，该系统包括多个计算设备，每个计算设备的结构可以参照上述所描述的计算设备的结构。该系统可实现的功能或者操作可以参照上述方法实施例中的具体实现步骤和/或上述装置实施例中所描述的具体功能，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备（如一个或者多个处理器）上运行时可以实现上述方法实施例中的方法步骤。所述计算机可读存储介质的处理器在执行上述方法步骤的具体实现可参照上述方法实施例中所描述的具体操作和/或上述装置实施例中所描述的具体功能，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。本申请实施例可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线）或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（如软盘、硬盘、磁带）、光介质、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘，也可以是随机存取存储器，闪存，只读存储器，可擦可编程只读存储器，电可擦可编程只读存储器，寄存器或任何其他形式的合适存储介质。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并或删减；本申请实施例系统中的模块可以根据实际需要进行划分、合并或删减。如果本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (18)
1.一种多通道驱动系统，应用于激光雷达，其特征在于，所述多通道驱动系统包括：
激光器阵列，所述激光器阵列由多个激光器构成；
电容阵列，所述电容阵列由与所述多个激光器一一对应的多个电容构成；
激光器开关装置，用于提供激光器开关信号；
选通芯片，用于选择性地选通所述多个激光器中的一个或者多个激光器，
其中，被选通的一个或者多个激光器被配置为可基于所述激光器开关信号发光，并且，用于驱动所述被选通的一个或者多个激光器中的第一激光器发光的第一驱动电流至少部分地由所述多个电容中的与所述第一激光器对应的第一电容提供。
2.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述第一驱动电流包括所述第一电容的放电电流并且部分地由所述激光器开关装置提供。
3.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为可基于所述激光器开关信号在充电状态和放电状态之间切换，其中，所述第一驱动电流至少部分地由处于放电状态的所述第一电容提供。
4.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，当所述被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号不发光时，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容处于充电状态，并且，当所述被选通的一个或者多个激光器基于所述激光器开关信号发光时，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容处于放电状态。
5.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述选通芯片输出与所述多个激光器一一对应的多个选通信号，所述多个激光器中的每一个激光器基于所述多个选通信号中的与该激光器对应的选通信号被选通，所述多个电容中的每一个电容基于所述多个选通信号中的对应了该电容的激光器所对应的选通信号选择性地电连接用于充电该电容的工作电压。
6.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述多个激光器中的每一个激光器的阳极电连接所述多个电容中的与该激光器对应的电容，所述多个激光器共用阴极，所述阴极电连接所述激光器开关装置的负载端，所述阴极在所述激光器开关装置导通时电连接所述激光器开关装置的接地端，所述阴极在所述激光器开关装置关断时与所述激光器开关装置的接地端之间电流断路。
7.根据权利要求6所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述选通芯片输出与所述多个激光器一一对应的多个选通信号，所述多个激光器中的每一个激光器的阳极基于所述多个选通信号中的与该激光器对应的选通信号选择性地电连接工作电压。
8.根据权利要求7所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述被选通的一个或者多个激光器各自的阳极电连接所述工作电压，所述多个电容中的与所述被选通的一个或者多个激光器分别对应的电容被配置为：在所述激光器开关装置导通时处于放电状态，在所述激光器开关装置关断时处于充电状态。
9.根据权利要求8所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述第一电容被配置为：在所述激光器开关装置导通时提供从所述第一激光器的阳极到所述第一激光器的阴极再到所述激光器开关装置的接地端的放电电流，在所述激光器开关装置关断时利用所述工作电压充电。
10.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述第一激光器基于所述选通芯片输出的第一选通信号被选通，所述第一选通信号由第一选通模块提供，所述第一选通模块包括N型场效应管、P型场效应管、反相器和电平转换器，所述N型场效应管的漏极电连接所述P型场效应管的漏极并且电连接所述第一电容，所述N型场效应管的源极接地，所述P型场效应管的源极电连接用于充电所述第一电容的工作电压，第一控制信号被输出到所述反相器和所述电平转换器，所述反相器的输出被提供给所述N型场效应管的栅极，所述电平转换器的输出被提供给所述P型场效应管的栅极。
11.根据权利要求10所述的多通道驱动系统，其特征在于，当所述第一控制信号是高电平信号时，所述N型场效应管关断，所述P型场效应管导通，所述第一电容利用所述工作电压充电。
12.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述选通芯片包括电容值检测电路和电容充电状态检测电路，所述电容值检测电路用于检测所述多个电容中的每一个电容的电容值以及电容短路，所述电容充电状态检测电路用于检测所述多个电容中的每一个电容的充电百分比。
13.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述激光器开关装置包括共用负载端和共用接地端的第一激光器开关管和第二激光器开关管，所述激光器阵列的所述多个激光器按照第一方向排列在第一平面上，所述电容阵列包括相同数量的第一电容子阵列和第二电容子阵列，所述第一电容子阵列和所述第二电容子阵列分别按照所述第一方向排列在所述多个激光器的在第二方向上的两侧，所述第二方向垂直于所述第一方向且位于所述第一平面，所述第一激光器开关管和所述第二激光器开关管分别位于所述多个激光器的在所述第一方向上的两侧。
14.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述激光器开关装置包括一个激光器开关管，或者，共用负载端和共用接地端的多个激光器开关管。
15.根据权利要求1所述的多通道驱动系统，其特征在于，所述第一激光器是所述被选通的一个或者多个激光器中的任意激光器。
16.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括根据权利要求1-15中任一项所述的多通道驱动系统。
17.根据权利要求16所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达是全固态激光雷达。
18.一种根据权利要求1-15中任一项所述的多通道驱动系统的激光雷达发射端驱动方法，其特征在于，所述激光雷达发射端驱动方法包括：
确定激光雷达发射端的一个或者多个发射通道；
通过所述选通芯片，选通所述多个激光器中的与所述一个或者多个发射通道对应的激光器，以及通过所述激光器开关装置控制所述激光器开关信号从而驱动与所述一个或者多个发射通道对应的激光器发光。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109116366A (zh) * | 2018-06-27 | 2019-01-01 | 上海禾赛光电科技有限公司 | 一种非均匀脉冲能量的多线束激光雷达 |
| US20200178361A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Yuuki OKA | Drive circuit, light emitting device, distance measurement apparatus, and mobile body |
| US20200326425A1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | OPSYS Tech Ltd. | Solid-State LIDAR Transmitter with Laser Control |
| CN212749235U (zh) * | 2019-11-25 | 2021-03-19 | 上海禾赛科技股份有限公司 | 可用于激光雷达发射端的多通道驱动系统和激光雷达 |
| CN112731350A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-04-30 | 复旦大学 | 一种激光雷达的扫描驱动电路及控制方法 |
| CN114089374A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 上海禾赛科技有限公司 | 发射装置、包括其的激光雷达及控制方法 |
| CN114089313A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 上海禾赛科技有限公司 | 用于激光雷达的发光装置的驱动装置和激光雷达 |
| CN216055673U (zh) * | 2021-09-23 | 2022-03-15 | 锐驰智光(苏州)科技有限公司 | 激光发射模块及激光雷达 |
| CN116742470A (zh) * | 2022-03-01 | 2023-09-12 | 西安炬光科技股份有限公司 | 半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组 |
-
2024
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109116366A (zh) * | 2018-06-27 | 2019-01-01 | 上海禾赛光电科技有限公司 | 一种非均匀脉冲能量的多线束激光雷达 |
| US20200178361A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Yuuki OKA | Drive circuit, light emitting device, distance measurement apparatus, and mobile body |
| US20200326425A1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | OPSYS Tech Ltd. | Solid-State LIDAR Transmitter with Laser Control |
| CN212749235U (zh) * | 2019-11-25 | 2021-03-19 | 上海禾赛科技股份有限公司 | 可用于激光雷达发射端的多通道驱动系统和激光雷达 |
| CN114089374A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 上海禾赛科技有限公司 | 发射装置、包括其的激光雷达及控制方法 |
| CN114089313A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 上海禾赛科技有限公司 | 用于激光雷达的发光装置的驱动装置和激光雷达 |
| CN112731350A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-04-30 | 复旦大学 | 一种激光雷达的扫描驱动电路及控制方法 |
| CN216055673U (zh) * | 2021-09-23 | 2022-03-15 | 锐驰智光(苏州)科技有限公司 | 激光发射模块及激光雷达 |
| CN116742470A (zh) * | 2022-03-01 | 2023-09-12 | 西安炬光科技股份有限公司 | 半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组 |
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