CN117706568A - 一种发射模组、激光雷达和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种发射模组、激光雷达和电子设备，发射模组包括电源模块、驱动模块和发射器件，所述电源模块用于输出至少两个驱动电压，所述至少两个驱动电压具有不同的电压幅值，所述驱动模块用于生成与所述至少两个驱动电压分别对应的至少两个驱动电流，并通过所述至少两个驱动电流驱动发射器件对应发出至少两种光脉冲，所述至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，以通过至少两种峰值功率不同的光脉冲对同一待测空间内距离不同的物体进行测距，从而可以通过峰值功率较小的光脉冲，对距离发射器件较近的物体和/或反射率较高的物体进行测距，以避免因反射回波的光强过高而导致感光器件过度曝光的问题，进而可以提高测距的准确度。

Description

一种发射模组、激光雷达和电子设备

技术领域

本申请涉及光电检测技术领域，具体涉及一种发射模组、激光雷达和电子设备。

背景技术

激光雷达因具有感测距离长、精度高和能耗低等优点，而被广泛应用于地理测绘、工业扫描以及无人驾驶等众多领域。目前，激光雷达发射的激光的峰值功率都是以其测距范围的最远值为基准固定设置的，但是，在物体距离激光雷达较近的情况下，或者在物体的反射率较高的情况下，会出现因反射回波的光强过高而导致接收模组的感光器件过度曝光的问题，影响激光雷达的测距准确度，从而缩短了激光雷达能够正常工作的动态范围。

发明内容

本申请提供一种发射模组、激光雷达和电子设备，以解决因反射回波的光强过高而导致感光器件过度曝光的问题。

第一方面，本申请提供了一种发射模组，包括电源模块、驱动模块和发射器件；所述电源模块用于输出至少两个驱动电压，所述至少两个驱动电压具有不同的电压幅值；所述驱动模块用于生成与所述至少两个驱动电压分别对应的至少两个驱动电流，并通过所述至少两个驱动电流驱动所述发射器件对应发出至少两种光脉冲，所述至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，以通过至少两种峰值功率不同的光脉冲分别对待测空间内距离不同的物体进行测距。

第二方面，本申请提供了一种激光雷达，包括如上任一项所述的发射模组和接收模组，所述发射模组用于发射至少两种光脉冲，所述至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，所述接收模组可接收由物体反射回的光脉冲以获得所述物体的距离信息。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括如上所述的激光雷达。

本申请提供的发射模组、激光雷达和电子设备，发射模组包括电源模块、驱动模块和发射器件，电源模块用于输出至少两个驱动电压，所述至少两个驱动电压的电压幅值不同，驱动模块用于生成与至少两个驱动电压分别对应的至少两个驱动电流，并通过至少两个驱动电流驱动发射器件分别发出至少两种光脉冲，该至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，以通过至少两种峰值功率不同的光脉冲分别对同一待测空间内距离不同的物体进行测距，从而可以通过峰值功率较小的光脉冲，对距离发射器件较近的物体和/或反射率较高的物体进行测距，以避免因峰值功率过高导致反射回波的光强过高的问题，进而可以避免因反射回波的光强过高而导致感光器件过度曝光的问题，进而可以提高测距的准确度以及激光雷达能够正常工作的动态范围。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请提供的一种ToF激光雷达的结构示意图；

图2为本申请提供的一种直方图的示意图；

图3为本申请提供的另一种直方图的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种发射模组的结构示意图；

图5为本申请一个实施例提供的一种信号时序图；

图6为本申请另一个实施例提供的一种信号时序图；

图7为本申请另一个实施例提供的一种信号时序图；

图8为本申请另一个实施例提供的一种信号时序图；

图9为本申请另一个实施例提供的一种信号时序图；

图10为本申请另一个实施例提供的一种信号时序图；

图11为本申请另一个实施例提供的一种信号时序图；

图12为本申请实施例提供的另一种直方图的示意图；

图13为本申请实施例提供的一种电源模块的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的一种驱动模块的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；

图16为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

激光雷达可分为飞行时间(Time of Flight，简称ToF)激光雷达和三角测距激光雷达。ToF激光雷达的测距原理是发射模组中的发射器件按照预设的时间序列发射光脉冲，该光脉冲经过物体后发生反射，并被接收模组中的感光器件接收，然后通过计算光脉冲由发射到接收的飞行时间，确定物体的距离。其中，物体的距离D可以由以下公式计算得到：D＝c*t/2，c为光速，t为飞行时间。

下面结合ToF激光雷达的结构对测距原理进行详细说明。如图1所示，图1为本申请提供的一种ToF激光雷达的结构示意图，其包括发射器件1、感光器件3以及处理电路。其中，处理电路包括计时单元4和直方图构建单元5。

发射器件1可以以预设的时间序列地向外发射光脉冲，该光脉冲经物体2反射后形成反射光脉冲或反射回波，该反射光脉冲或反射回波可以被感光器件3接收。对于每个光脉冲发射周期，计时单元4可以确定从发射器件1发出光脉冲到感光器件3接收到光信号之间的时间间隔，所述光信号可包括反射光脉冲的光子和环境光的光子。计时单元4可以将经多个光脉冲发射周期的多次测量累计的时间间隔发送至直方图构建单元5，直方图构建单元5可以根据记录的多次时间间隔构建直方图，以根据该直方图确定该光脉冲的飞行时间。

其中，发射器件1可以是发光二极管、激光二极管、光纤激光器、边发射激光器、垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，简称VCSEL)等光源，也可以是多个光源组成的阵列光源。可选地，在一些实施例中，该阵列光源可以是在半导体基底上生成多个VCSEL光源所形成的VCSEL阵列光源芯片。发射器件1发射的光脉冲可以是可见光、红外光、近红外光、紫外光等。该激光雷达还可以包括驱动模块，发射器件1可以在驱动模块的驱动下发射光脉冲。

感光器件3可以包括呈阵列分布的多个感光单元，不同的感光单元可用于对应接收来自视场角范围内不同方位的光信号，该视场角范围可定义为激光雷达能够有效地进行三维信息检测的立体空间范围，也可以称为待测空间范围。本申请实施例中的感光器件3可以为光电倍增管、雪崩光电二极管等。该雪崩光电二极管例如可以为单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，简称SPAD)，SPAD可以对入射的单个光子进行响应。光子入射至SPAD时形成光生载流子，光生载流子将在耗尽区加速撞击再产生更多的载流子，从而造成SPAD内的载流子雪崩式倍增，SPAD可以向计时单元4输出雪崩信号。

计时单元4可以包括多个计时子单元。该多个计时子单元与感光器件3的多个感光单元具有对应关系，例如，一个计时子单元对应一个感光单元，或者，一个计时子单元对应多个感光单元。该计时单元4例如可以为时间间隔表(Time Interval Method，简称TIM)、时间数字化器(Time Digitizer)、时间计数器(Time Counter，简称TC)、时间数字转换器(Time to Digital Convert，简称TDC)等。

以计时单元4为TDC和感光器件3为SPAD为例，为了更准确地确定光信号的接收时间，TDC可以在SPAD启动后开始计时，以确定SPAD接收光信号的接收时间。在利用SPAD的测量系统中，光子入射至SPAD将引起雪崩，该光子可包括返回的光脉冲的光子和环境光的光子，SPAD将输出雪崩信号至TDC，TDC根据雪崩信号可以确定SPAD的光信号接收时间。在TDC、SPAD与发射器件1同步的情况下，TDC确定的SPAD的光信号接收时间，即可表示从发射器件1发射光脉冲到SPAD接收到来自视场角范围的光信号之间的时间间隔。

通过多次测量后，直方图构建单元5可以根据感光器件3的光信号接收时间构建直方图。可以理解的是，感光器件3接收到的光信号不仅包括反射光脉冲的光子，还包括环境光的光子。因此，构建的直方图为根据环境光和光脉冲的光信号接收时间在对应时间箱(time bin)的累积计数值得出的直方图。在多次测量中，大量环境光在各个时间箱内留下光信号接收时间计数的几率趋于相同，构成了直方图的噪音背底，在环境光较强的场景中，测得的噪音背底的平均水平相对较高，在环境光较弱的场景中，测得的噪音背底的平均水平较低。由此，从物体2反射回来的光脉冲所产生的光信号接收时间计数叠加在噪音背底上，使得与反射光脉冲的光信号接收时间对应的时间箱内的累积计数值会明显高于其他时间箱内的累积计数值，进而形成突出的信号峰。在此基础上，根据直方图中的信号峰所在的时间箱可得到反射光脉冲的接收时间。

可选地，在一些实施例中，处理电路还包括与时间箱对应设置的多个存储单元，每个存储单元被配置为保存与一个时间箱对应的光信号接收时间的计数，一个时间箱可以表示一个时间段或一个时间间隔，代表计时单元4对所接收光信号的接收时间进行记录的最小时间单位，能够反映计时单元4对光信号接收时间进行记录的精度高低，时间箱越细密表示记录光信号接收时间的精度越高。计时单元4可以将光信号接收时间转换成时间码(如二进制码、温度码等编码)，并将该时间码发送至直方图构建单元5。直方图构建单元5可以基于该时间码，在相应的存储单元上进行计数，比如加1。经过多次测量后，直方图构建单元5可以将所有存储单元内的光信号计数进行统计并构建直方图。光信号计数可以由直方图构建单元5中的时间相关单光子计数(Time-Correlated Single-Photon Counting，简称TCSPC)来实现。

如图2所示，图2为本申请提供的一种直方图的示意图，在该直方图中，横坐标表示时间箱，纵坐标表示光信号接收时间计数。处理电路可以根据信号峰所在的时间箱代表的时间间隔值，确定所接收到的反射光脉冲的飞行时间。

目前，激光雷达发射的光脉冲的峰值功率都是以其测距范围的最远值或最大值为基准固定设置的，然而如果被测物体位于待测空间内较为靠近激光雷达的位置或者被测物体的反射率较高，若仍采用固定设置的较高峰值功率的光脉冲，会导致反射回波的光强过高，在检测的前期就会引发大部分的感光单元发生雪崩，而没有足够数量的感光单元继续对较晚返回的光脉冲进行响应进而计数。由此获得的直方图，如图3所示，光信号接收时间的计数集中在时间间隔值靠前的少数几个时间箱内，无法完整体现反射光脉冲的光信号接收时间计数随时间分布的真实情况，导致处理电路不能准确地确定直方图中与反射光脉冲对应的信号峰的峰值位置，进而影响到反射光脉冲飞行时间的测量准确度。

基于此，本申请提供了一种峰值功率可调的发射模组，可以提供峰值功率不同的至少两种光脉冲，对同一待测空间内距离不同的物体进行测距，以通过峰值功率较小的光脉冲，对距离发射器件1较近的物体和/或反射率较高的物体进行测距，来避免因峰值功率过高导致反射回波的光强过高的问题。

作为本申请公开内容的一种可选实现，本申请实施例提供了一种发射模组，如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种发射模组的结构示意图，该发射模组包括电源模块41、驱动模块42和发射器件1。

其中，电源模块41用于输出至少两个驱动电压，所述至少两个驱动电压具有不同的电压幅值。驱动模块42用于生成与至少两个驱动电压分别对应的至少两个驱动电流，并通过至少两个驱动电流驱动发射器件1对应发出至少两种光脉冲，该至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，以通过至少两种峰值功率不同的光脉冲对待测空间内与发射器件1距离不同的物体进行测距。

本申请一些实施例中，如图5所示，图5为本申请一个实施例提供的一种信号时序图，电源模块41可以输出分别具有不同电压幅值的三个驱动电压，如第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3。对应地，驱动模块42可以生成与第一个驱动电压Vld1对应的第一个驱动电流，并通过第一个驱动电流驱动发射器件1发出第一种光脉冲Q1；驱动模块42可以生成与第二个驱动电压Vld2对应的第二个驱动电流，并通过第二个驱动电流驱动发射器件1发出第二种光脉冲Q2；驱动模块42可以生成与第三个驱动电压Vld3对应的第三个驱动电流，并通过第三个驱动电流驱动发射器件1发出第三种光脉冲Q3。其中，第一种光脉冲Q1、第二种光脉冲Q2和第三种光脉冲Q3的峰值功率各不相同，并分别与各自对应的第一驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3的电压幅值成正比。峰值功率各不相同的所述第一种光脉冲Q1、第二种光脉冲Q2和第三种光脉冲Q3可分别用于对远近不同的多个物体进行测距。

其中，所述至少两个驱动电压的幅值大小各不相同，并分别在一个检测时段的不同区段内输出。可选地，在一些实施例中，所述驱动电压可以为恒值电压，即所述驱动电压的幅值在其对应的输出时段内保持恒定不变。例如，在图5-图7所示的实施例中，第一驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3均为恒值电压，不同幅值的驱动电压之间采取阶跃式切换。

可选地，在一些实施例中，所述至少两个驱动电压的电压幅值在一个检测时段内按照时间顺序依次递增。例如，在图5所示的实施例中，所述电源模块41在一个检测时段按照时间先后顺序的第一区段、第二区段和第三区段内分别对应输出所述第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3，在第一区段输出的第一驱动电压Vld1的电压幅值最小，在第二区段输出的第二驱动电压Vld2的电压幅值高于第一驱动电压Vld1的电压幅值，在第三区段输出第三驱动电压Vld3的电压幅值最高。对应地，发射器件1在第一驱动电压Vld1驱动下于第一区段发出的第一种光脉冲Q1具有最小的峰值功率；发射器件1在第二驱动电压Vld2驱动下于第二区段发出的第二种光脉冲Q2，其峰值功率高于第一种光脉冲Q1的峰值功率；发射器件1在第三驱动电压Vld3驱动下于第三区段发出的第三种光脉冲Q3具有最大的峰值功率。

当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，所述至少两个驱动电压的电压幅值在一个检测时段内按照时间顺序依次递减。例如，在图6所示的实施例中，所述电源模块41在一个检测时段按照时间先后顺序的第一区段、第二区段和第三区段内分别对应输出所述第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3，在第一区段输出的第一驱动电压Vld1的电压幅值最大，在第二区段输出的第二驱动电压Vld2的电压幅值次之，在第三区段输出的第三驱动电压Vld3的电压幅值最小。对应地，发射器件1在第一驱动电压Vld1驱动下于第一区段发出的第一种光脉冲Q1具有最高的峰值功率；发射器件1在第二驱动电压Vld2驱动下于第二区段发出的第二种光脉冲Q2的峰值功率次之；发射器件1在第三驱动电压Vld3驱动下于第三区段发出的第三种光脉冲Q3具有最低的峰值功率。

或者，所述至少两个驱动电压的电压幅值在一个检测时段内也可以先增大后减小，如图7所示，所述电源模块41在一个检测时段按照时间先后顺序的第一区段、第二区段和第三区段内分别对应输出所述第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3，在第一区段输出的第一驱动电压Vld1的电压幅值第二大，在第二区段输出的第二驱动电压Vld2的电压幅值最大，在第三区段输出的第三驱动电压Vld3的电压幅值最小。对应地，发射器件1在第一驱动电压Vld1驱动下于第一区段发出的第一种光脉冲Q1具有第二高的峰值功率；发射器件1在第二驱动电压Vld2驱动下于第二区段发出的第二种光脉冲Q2的峰值功率最高；发射器件1在第三驱动电压Vld3驱动下于第三区段发出的第三种光脉冲Q2具有最低的峰值功率。

或者，所述至少两个驱动电压的电压幅值在一个检测时段内也可以先减小后增大，如图8所示，所述电源模块41在一个检测时段按照时间先后顺序的第一区段、第二区段和第三区段内分别对应输出所述第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3，在第一区段输出的第一驱动电压Vld1的电压幅值第二大，在第二区段输出的第二驱动电压Vld2的电压幅值最小，在第三区段输出的第三驱动电压Vld3的电压幅值最大。对应地，发射器件1在第一驱动电压Vld1驱动下于第一区段发出的第一种光脉冲Q1具有第二高的峰值功率；发射器件1在第二驱动电压Vld2驱动下于第二区段发出的第二种光脉冲Q2的峰值功率最低；发射器件1在第三驱动电压Vld3驱动下于第三区段发出的第三种光脉冲Q3具有最高的峰值功率。

当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，所述驱动电压的电压幅值在其对应的输出时段内也可以是随时间变化的非恒值。如图9所示，所述电源模块41在一个检测时段按照时间先后顺序的第一区段、第二区段和第三区段内分别对应输出所述第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3。其中，第三驱动电压Vld3的电压幅值在第三区段内随时间逐渐增大，其最大电压幅值最高；第一驱动电压Vld1的电压幅值在第一区段内随时间逐渐增大，其最大电压幅值次之；第二驱动电压Vld2的电压幅值在第二区段内随时间逐渐增大，其最大电压幅值最低。对应地，发射器件1在第三驱动电压Vld3驱动下于第三区段发出的第三种光脉冲Q3的峰值功率也随时间逐渐增加，其最大峰值功率最高；发射器件1在第一驱动电压Vld1驱动下于第一区段发出的第一种光脉冲Q1的峰值功率也随时间逐渐增加，其最大峰值功率次之；发射器件1在第二驱动电压Vld2驱动下于第二区段发出的第二种光脉冲Q2也随时间逐渐增加，其最大峰值功率最低。在另一些实施例中，所述驱动电压的电压幅值在其对应的输出时段内也可以随时间逐渐减小或者先增大后减小或者先减小后增大，在此不再赘述。

可选地，所述至少两个驱动电压在一个检测时段内对应的输出时长可以相同，如图5至图9所示，第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3分别对应的第一区段、第二区段和第三区段的时长相同。但是，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，不同驱动电压在一个检测时段内对应的输出时长也可以不同，如图10所示，所述电源模块41在一个检测时段按照时间先后顺序的第一区段、第二区段和第三区段内分别对应输出所述第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3的时长不同，以使第一种光脉冲Q1、第二种光脉冲Q2和第三种光脉冲Q3的频率不同。基于此，本申请一些实施例中，至少两种峰值功率不同的光脉冲分别具有不同的频率，例如：峰值功率较高的光脉冲具有相对较低的发射频率，峰值功率较低的光脉冲具有相对较高的发射频率，这样可以使得峰值功率较高的光脉冲能够具有较远测距所需的较长的飞行时间，而用于较近测距的峰值功率较低的光脉冲可以尽可能缩短发射间隔而提高整个激光雷达的检测帧率。对应地，所述第一区段的时长、第二区段的时长和第三区段的时长可以各不相同，也可以其中的一部分相同或者其中的一部分不相同，例如：发射较高峰值功率的光脉冲的区段具有相对较长的时长，而发射较低峰值功率的光脉冲的区段具有相对较短的时长，在此不再赘述。

在实际应用中，可以根据待测空间的物体分布特征，调整不同驱动电压的时长和/或幅值。例如，若待测空间内大多为距离较近和/或反射率较高的物体，则幅值较小的驱动电压的输出时段可以较长，若待测空间内大多为距离较远和/或反射率较低的物体，则幅值较大的驱动电压的输出时段可以较长，反之亦然。

图5至图10仅示出了一个检测时段内不同驱动电压及其所驱动发出的光脉冲信号的时序图，可选地，在一些实施例中，所述发射模组需要在一个检测时段的不同区段对应连续发射多个具有不同峰值功率的光脉冲，对应地，电源模块41可以在对应区段连续输出具有不同电压幅值的多个驱动电压，即按照预设的时间序列输出至少两个驱动电压，如图11所示，电源模块41周期性地输出分别具有不同电压幅值的第一个驱动电压Vld1、第二驱动电压Vld2和第三驱动电压Vld3，发射器件1被对应地驱动以周期性地发射分别具有不同峰值功率的第一种光脉冲Q1、第二种光脉冲Q2和第三种光脉冲Q3。

需要说明的是，发射器件1在同一个检测时段内发出的峰值功率不同的至少两种光脉冲可分别用于对待测空间内不同距离的物体进行测距。其中，峰值功率较低的光脉冲可用于对距离较近的物体和/或反射率较高的物体进行测距，由于峰值功率较小的光脉冲即使对距离较近的物体和/或反射率较高的物体也不会导致反射回波的光强过高，也就是说，并不会在检测前期引起过多的感光单元发生雪崩，能够留有足够数量的感光单元继续对较晚返回的光脉冲进行响应并且产生计数，进而在如图12所示的直方图中获得可以完整体现反射光脉冲的光信号接收时间的计数随时间分布的真实情况的信号峰。峰值功率较高的光脉冲可用于对距离较远的物体进行测距，以确保所发出的光脉冲具有足够的能量到达较远物体再被反射回来接收。

应理解的是，对于测量范围的最远值较大的情形，可以对应设置发射模组在一个检测时段内发出两种以上的多种具有不同峰值功率的光脉冲，以分别对测量范围内多段远近不同的区间内的物体进行测距。对应地，电源模块41需要在一个检测时段内对应输出分别具有不同电压幅值的多个驱动电压，以对应驱动发射器件1发出具有不同峰值功率的光脉冲。

可选地，在一些实施例中，直方图构建单元可以对同一检测时段的不同峰值功率的光脉冲在各自发射的区段内产生的光信号接收时间计数值分别进行统计，以得到与多段远近不同的测量区间对应的直方图。采用此种方式可减少环境光的光子所产生的光子接收时间计数，提高所获得的直方图的信噪比。

可选地，在一些实施例中，多个感光器件可被划分为多个不同的感光器件组合，以分别在同一检测时段的不同峰值功率的光脉冲的各自发射区段内才被激活进行感测。亦即，每个感光器件组合仅在其中一种峰值功率的光脉冲发射时段内才被激活工作而在检测时段的其他时间内不工作。由此，可确保对应多段远近不同的测量区间中的每一段进行测距时都有合理数量的感光器件可以用于感测。

基于此，本申请实施例提供的发射模组，可以通过多种光脉冲对同一待测空间内距离不同的物体进行测距，从而可以通过峰值功率较小的光脉冲，对距离发射器件1较近的物体和/或反射率较高的物体进行测距，以避免因峰值功率过高导致反射回波的过强而引起感光器件过度曝光的问题，进而可以提高测距的准确度。此外，本申请实施例提供的发射模组，可以动态调整光脉冲的峰值功率，实现测距范围的动态调整。

本申请一些实施例中，如图13所示，电源模块41包括电压产生单元411和与电压产生单元411连接的电压调整单元412。其中，电压产生单元411用于输出至少两个电压幅值不同的初始电压；电压调整单元412用于对初始电压进行调整后输出为驱动电压Vld。可选地，在一些实施例中，所述电压调整单元412被配置为对初始电压进行放大处理，放大后的电压作为驱动电压Vld。

在一些实施例中，电压产生单元411可以为可变电压源等。其中，电压产生单元411可以根据预先设定的时间顺序，依次输出多个初始电压，如电压幅值按照时间顺序依次增大或依次减小的多个初始电压，也可以根据接收模组实时反馈的测距范围调整输出的初始电压的电压幅值，以动态调整所发出的光脉冲的峰值功率，实现测距范围的动态调整。当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，电压产生单元411也可以包括多个电压源和切换开关，通过切换开关控制输出由不同的电压源提供的幅值不同的初始电压。

在一些实施例中，如图13所示，电压调整单元412可以包括运算放大器AMP、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。其中，第一电阻R1的一端与电压产生单元411连接，用于接收电压产生单元411输出的初始电压Vctrl；第一电阻R1的另一端与运算放大器AMP的第一输入端连接，由此电压产生单元411输出的初始电压Vctrl通过第一电阻R1输入至运算放大器AMP的第一输入端；第二电阻R2的一端接收参考电压Vref；第二电阻R2的另一端与运算放大器AMP的第一输入端连接，由此参考电压Vref可通过第二电阻R2输入至运算放大器AMP的第一输入端；第三电阻R3的一端接地，第三电阻R3的另一端与运算放大器AMP的第二输入端连接，由此运算放大器AMP的第二输入端通过第三电阻R3接地；第四电阻R4的一端与运算放大器AMP的第二输入端连接，第四电阻R4的另一端与运算放大器AMP的输出端连接，运算放大器AMP用于对初始电压Vctrl和参考电压Vref进行运算后通过输出端输出驱动电压Vld，由此，运算放大器AMP的输出端即为整个电源模块41的输出端。可选地，所述第一输入端可以为运算放大器AMP的同相输入端+，所述第二输入端可以为运算放大器AMP的反相输入端-。

在一些实施例中，电压调整单元412也可以包括参考电压产生单元，以通过参考电压产生单元提供参考电压Vref。当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，可以将发射模组所在激光雷达系统中其他器件提供的电压复用为参考电压。可以理解的是，该参考电压Vref可以是固定不变的。

此外，本申请一些实施例中，由于第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的值可以是已知的，因此，可以根据如下公式Vld＝[(Vref-Vctrl)×R1/(R2+R1)+Vctrl]×(R3+R4)/R3，计算出电压调整单元412输出的驱动电压Vld的值。本申请一些实施例中，也可以根据发射的光脉冲所需的峰值功率来确定驱动电压Vld，然后根据驱动电压Vld确定初始电压Vctrl，进而控制电压产生单元411输出相应的初始电压。

可以理解的是，本申请一些实施例中，可以通过电压调整单元412对电压产生单元411输出的初始电压进行放大处理，也可以直接将初始电压作为驱动电压Vld来驱动发射器件1发光，也可以通过其他结构的电压调整单元412对电压产生单元411输出的初始电压进行处理，在此不再赘述。

在上述任一实施例的基础上，本申请一些实施例中，如图14所示，驱动模块42包括第五电阻R5、电容C和驱动开关M。其中，第五电阻R5的一端与电源模块41的输出端连接，以接收驱动电压Vld。第五电阻R5的另一端与电容C的一端连接，电容C的另一端接地，第五电阻R5与电容C构成RC充电电路，可以通过电源模块41的输出端输出的驱动电压Vld给电容C充电。发射器件1的一端与电容C和第五电阻R5的公共端连接，发射器件1的另一端通过驱动开关M与接地端连接。当驱动开关M断开发射器件1与接地端时，电源模块41提供的驱动电压Vld通过第五电阻R5与电容C构成RC充电电路为电容C充电；当驱动开关M连通发射器件1与接地端时，所述发射器件1与电容C构成放电电路，电容C可通过该放电电路输出与驱动电压Vld对应的驱动电流，以驱动发射器件1发出相应峰值功率的光脉冲。通过驱动电压Vld对电容C进行充电时，驱动电压Vld越高，充电后的电容C的电量也越多，在放电时的驱动电流也越大，驱动发射器件1发出光脉冲的峰值功率也越高，所以光脉冲的峰值功率与驱动电压Vld的高低成正相关。此外，通过驱动开关M的通断可以控制发射器件1发出光脉冲的时序。

可选地，驱动开关M包括MOS晶体管。驱动开关M的第一端为MOS晶体管的源极，可用于接地。驱动开关M的第二端为MOS晶体管的漏极，与发射器件1相连。驱动开关M的控制端可以是MOS晶体管的栅极，可通过施加在控制端上的控制信号来控制第一端与第二端之间的导通和关断，进而控制发射器件1与接地端的通断。

在一些实施例中，驱动模块42还包括控制信号产生模块，用于向驱动开关M的控制端输出控制信号。当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，可以将发射模组所在激光雷达的其他器件输出的信号复用为控制信号。

可选地，所述控制信号可以为具有快速上升沿的脉冲信号，所述脉冲信号的频率即为驱动发射器件1所发出的光脉冲的频率。在一些实施例中，在一个检测时段内分别发出的峰值功率不同的至少两种光脉冲，其各自的发射频率可以相同。对应地，所述控制信号在整个检测时段内的频率可保持不变，亦即所述控制信号在对应不同电压幅值的至少两个驱动电压Vld的输出时段内的频率相同。可选地，在其他一些实施例中，在一个检测时段内发出的峰值功率不同的至少两种光脉冲可以分别具有不同的频率，所述控制信号在不同电压幅值的至少两个驱动电压Vld的输出时段内具有对应的不同频率。

本申请一些实施例中，驱动开关M为PMOS晶体管或NMOS晶体管。其中，若驱动开关M为PMOS晶体管，则驱动开关M在控制信号为低电平时导通，在控制信号为高电平时关断；若驱动开关M为NMOS晶体管，则驱动开关M在控制信号为高电平时导通，在控制信号为低电平时关断。当然，在另一些实施例中，驱动开关M还可以为其他物理开关或三极管等器件。

可选地，在另一些实施例中，驱动模块42还可以通过包括连接在发射器件1与电容C之间的电感L，所述电感L和电容C的LC回路生成驱动电流，驱动发射器件1发光，通过改变电感L和电容C的参数可调整驱动电流的放电时间，进而调整所发出的光脉冲的脉冲宽度。

本申请一些实施例中，如图14所示，驱动模块42还包括反向二极管D，反向二极管D的阴极与发射器件1的阳极连接，反向二极管D的阳极与发射器件1的阴极连接，以通过反向二极管D防止发射器件1反向击穿。

作为本申请公开内容的一种可选实现，本申请实施例提供了一种激光雷达，如图15所示，图15为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图，该激光雷达包括如上任一实施例提供的发射模组和接收模组，发射模组用于发射至少两种光脉冲，该至少两种光脉冲的峰值功率各不相同，接收模组可接收由物体反射回的光脉冲以获得物体的距离信息。由于发射模组可以通过峰值功率不同的至少两种光脉冲对待测空间内距离不同的物体进行测距，因此，可以提高激光雷达测距的准确度以及激光雷达能够正常工作的动态范围。

在一些实施例中，激光雷达包括飞行时间激光雷达，接收模组中的感光器件可以包括单光子雪崩二极管。当然，本申请并不仅限于此，在另一些实施例中，接收模组中的感光器件还可以包括硅光电倍增管(Silicon photo multiplier，简称SIPM)等。

作为本申请公开内容的一种可选实现，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如上任一实施例提供的激光雷达。本申请一些实施例中，如图16所示，图16为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括汽车，激光雷达101安装在汽车上，以检测汽车周边待测空间内物体的距离信息，并根据距离信息实现驾驶控制。可以理解的是，激光雷达101可以安装在汽车前方，也可以安装在汽车后方或侧方。由于激光雷达测距的准确度较高，因此，可以实现汽车的精确控制，增强驾驶体验感。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本说明书的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本说明书构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本说明书的保护范围。因此，本说明书专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发射模组，其特征在于，包括电源模块、驱动模块和发射器件；

所述电源模块用于输出至少两个驱动电压，所述至少两个驱动电压具有不同的电压幅值；

所述驱动模块用于生成与所述至少两个驱动电压分别对应的至少两个驱动电流，并通过所述至少两个驱动电流驱动所述发射器件对应发出至少两种光脉冲，所述至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，以通过至少两种峰值功率不同的光脉冲分别对待测空间内距离不同的物体进行测距。

2.根据权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述电源模块用于分别在预设的至少两个不同时段对应输出所述至少两个驱动电压。

3.根据权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述驱动模块包括第五电阻、电容和驱动开关；

所述第五电阻的一端连接所述电源模块的输出端，以接收所述驱动电压，所述第五电阻的另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地；所述发射器件的一端与所述电容和所述第五电阻的公共端连接，所述发射器件的另一端通过所述驱动开关与接地端连接；

所述驱动开关在控制信号的控制下导通和关断；其中，所述驱动开关关断时，所述发射器件与所述接地端断开，所述电源模块的输出端输出的驱动电压通过所述第五电阻为所述电容充电，所述驱动开关导通时，所述发射器件与所述接地端连通，所述电容放电，输出与所述驱动电压对应的驱动电流，以通过所述驱动电流驱动所述发射器件发出相应峰值功率的光脉冲。

4.根据权利要求3所述的发射模组，其特征在于，所述驱动模块还包括反向二极管，所述反向二极管的阴极与所述发射器件的阳极连接，所述反向二极管的阳极与所述发射器件的阴极连接。

5.根据权利要求4所述的发射模组，其特征在于，所述驱动开关为PMOS晶体管或NMOS晶体管。

6.根据权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述至少两个驱动电压的电压幅值在一个检测时段内按照时间顺序依次递增。

7.根据权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述至少两种峰值功率不同的光脉冲分别具有不同的发射频率，峰值功率较高的光脉冲具有相对较低的发射频率，峰值功率较低的光脉冲具有相对较高的发射频率。

8.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的发射模组和接收模组，所述发射模组用于发射至少两种光脉冲，所述至少两种光脉冲分别具有不同的峰值功率，所述接收模组可接收由物体反射回的光脉冲以获得所述物体的距离信息。

9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括飞行时间激光雷达，所述接收模组中的感光器件包括单光子雪崩二极管或硅光电倍增管。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求8或9所述的激光雷达。