CN217879628U - 一种发射器、固态激光雷达及探测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种发射器、固态激光雷达及探测系统。该发射器包括：光源、第一准直透镜组、微透镜阵列和第二准直透镜组；所述光源用于发射光信号，其中，所述光源包括至少一个发光元件；所述第一准直透镜组用于准直所述光源发射的所述光信号，所述微透镜阵列用于复制准直后的所述光信号以形成呈点阵的光信号，所述第二准直透镜组用于准直所述呈点阵的光信号并投射到目标区域。本申请实施例提供的发射器可以通过复制光源发射的光束产生点阵型的光信号，从而可以提高包括该发射器的激光雷达的能量利用率。

Description

一种发射器、固态激光雷达及探测系统

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种发射器、固态激光雷达及探测系统。

背景技术

目前，激光雷达主要基于飞行时间(Time of flight，TOF)技术，其原理是通过发射端的光源向目标区域发射激光脉冲序列，经过目标区域反射的部分回波信号被接收端的检测器接收到，通过计算这些发射和被接收光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物体的距离信息。基于TOF技术的激光雷达可用于探测目标物体的距离、速度等信息，具有探测距离远、分辨率高等特点，相比其他激光测距系统具有更好的性能优势，因此被广泛应用于人工智能、扫地机器人、无人机、无人自动驾驶等领域。

当前固态激光雷达主要是以面阵式发射器和面阵式采集器实现，当前以固态Flash激光雷达为主，然而固态Flash激光雷达的能量利用率非常低，使得雷达探测距离受限。另一种是通过控制面阵发射器以行扫描方式对目标视场进行，但导致激光雷达的帧频降低，且与相机进行同步时只能进行帧时刻同步，相机曝光为全局曝光，即采样一次即输出一帧数据；而激光雷达行扫描一次仅完成对视场部分区域的探测，需要控制全部行开启后才能完成一帧数据的输出，导致同步时会产生运动模糊的现象。因此，如何在提高能量利用率的同时减少激光雷达与相机融合时产生的运动模糊现象是当前急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种发射器、固态激光雷达及探测系统，可以解决相关技术中的至少一个技术问题。

第一方面，本申请一实施例提供了一种发射器，包括：光源、第一准直透镜组、微透镜阵列和第二准直透镜组；所述光源用于发射光信号，其中，所述光源包括至少一个发光元件；所述第一准直透镜组用于准直所述光源发射的所述光信号，所述微透镜阵列用于复制准直后的所述光信号以形成呈点阵的光信号，所述第二准直透镜组用于准直所述呈点阵的光信号并投射到目标区域以使所述呈点阵的光信号覆盖整个目标区域。

第一方面实施例提供的一种发射器，提供的发射器可以通过复制光源发射的光束产生点阵型的光信号，从而可以提高包括该发射器的固定激光雷达的能量利用率。

在一些实施例中，所述呈点阵的光信号形成在所述微透镜阵列的焦平面上。

在一些实施例中，所述第一准直透镜组具有第一焦距，所述第二准直透镜组具有第二焦距；所述第一焦距与所述微透镜阵列的尺寸成反比；所述第二焦距与所述目标区域的尺寸成反比。

在一些实施例中，所述光源包括多个所述发光元件，开启多个所述发光元件以形成呈子点阵的光信号；所述第一准直透镜组用于准直所述呈子点阵的光信号；所述微透镜阵列用于复制准直后的所述呈子点阵的光信号以形成呈点阵的光信号；所述第二准直透镜组用于准直所述呈点阵的光信号并投射到目标区域以使所述呈点阵的光信号覆盖整个目标区域；其中，所述点阵中的每一部分包括一个所述子点阵。

在一些实施例中，所述发射器还包括驱动电路，所述驱动电路用于控制所述发光元件轮询工作。

第二方面，本申请一实施例提供了一种固态激光雷达，包括第一方面任一实施例所述的发射器，还包括接收器和处理器，所述接收器包括像素阵列和读出电路阵列，所述发射器配置为朝向目标区域发射准直后的所述呈点阵的光信号；所述像素阵列配置为全部开启以接收反射回的至少部分所述光信号并输出光子检测信号至所述读出电路阵列，所述读出电路阵列配置为根据所述光子检测信号生成对应像素的直方图，并根据所述直方图确定对应像素的飞行时间值；所述处理器配置为同步触发所述发射器和所述接收器，并根据对应像素的所述飞行时间值生成所述目标区域的深度图。

在一些实施例中，所述接收器还包括接收光学组件，所述接收光学组件位于所述像素阵列的入光侧，所述接收光学组件用于接收反射回的至少部分所述光信号并将其引导至所述像素阵列上。

在一些实施例中，所述接收器还包括滤光单元，所述滤光单元位于所述像素阵列的入光侧。

第三方面，本申请一实施例提供了一种探测系统，包括相机和如第二方面任一实施例所述的固态激光雷达，所述相机用于采集所述目标区域的图像，所述相机的帧时刻和所述固态激光雷达的触发时刻对齐。

第三方面实施例提供的一种探测系统，由于激光雷达每次投射都是点阵型的光信号，可实现全视场覆盖，得到的深度图与相机采集的图像融合时可降低运动模糊。

在一些实施例中，所述相机采用全局曝光模式采集所述图像，所述处理器还用于融合所述图像和所述深度图。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种固态激光雷达的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种发射器的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种投射场的示意图；

图4A是本申请一实施例提供的一种光源的结构示意图；

图4B是本申请一实施例提供的图4A所示光源的一种投射场的示意图；

图4C是本申请一实施例提供的图4B所示投射场的局部放大示意图；

图5是本申请一实施例提供的一种接收器的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的一种探测方法的过程示意图；

图7是本申请一实施例提供的一种探测方法的实现流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本申请说明书中描述的“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

此外，在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者间接在该另一个组件上。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或间接连接至该另一个组件上。

本申请实施例提供一种固态激光雷达。

请参阅图1，本申请一实施例提供了一种固态激光雷达10。固态激光雷达10包括发射器11、接收器12和处理器13。

发射器11用于向目标区域20发射呈点阵的发射光束30。发射光束30发射至目标区域20的发射光束30可以覆盖整个目标区域，至少部分发射光束30经目标区域20中目标物反射后形成反射光束40。反射光束40中的至少部分光束被接收器12接收。处理器13分别与发射器11以及接收器12连接，同步发射器11与接收器12的触发信号，并计算光束从发射到被接收器12接收所需要的时间，即发射光束30与反射光束40之间的飞行时间t，进一步，目标物上对应点的距离D可由下式计算出：

D＝c·t/2

其中，c为光速。

在一些实施例中，继续参见图1所示，发射器11包括光源111、发射光学组件112以及驱动器113等。光源111被配置为包括至少一个发光元件，发射器11被配置为启动至少一个发光元件以朝向目标区域发射呈点阵的光信号，也就是说，可以开启一个发光元件、多个发光元件或全部发光元件发射光信号。光源111可以包括一个或多个发光元件。当包括多个发光元件时，多个发光元件可以呈阵列排布，阵列排布可以是规则的也可以是不规则的，此时，发射器11实质上包括光源阵列。光源111发射的光束可以包括但不限于可见光、红外光、紫外光等。光源111在驱动器113的控制下向外发射光束。光源111可以包括但不限于发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)等。优选地，光源阵列可以是在单块半导体基底上生成的VCSEL光源阵列。

在一些实施例中，光源111在驱动器113的控制下以一定频率(或脉冲周期)向外发射脉冲光束，频率可以根据测量距离进行设定。在一些实施例中，当光源包括多个发光元件时，驱动器可以控制调控发光元件的开启顺序，例如按行、按列、单独或全部发光等等。可以理解的是，还可以利用处理器13中的一部分或者独立于处理器13存在的子电路来控制光源111发射光束。

发射光学组件112设置在光源111的出光侧，接收来自光源111发射的光束并整形成呈点阵的光束后投射到目标区域。在一些实施例中，发射光学组件112接收来自光源111的脉冲光束，并将脉冲光束进行光学调制，随后向目标区域发射经调制后呈点阵的脉冲光束。

在本申请实施例中，如图2所示，发射器11包括光源和发射光学组件112。其中，发射光学组件112包括沿光源出光方向依次设置的第一准直透镜组1121、微透镜阵列1122和第二准直透镜组1123。光源用于发射光信号，第一准直透镜组1121用于准直光源发射的光信号，微透镜阵列1122用于复制准直后的光信号以在焦平面上形成呈点阵的光信号，第二准直透镜组1123用于将焦平面上呈点阵的光信号准直后投射到目标区域。

第一准直透镜组1121用来准直光源发射的光束进入到微透镜阵列1122，这样才能通过微透镜阵列1122复制光源发射的光束。第二准直透镜组1123对微透镜阵列1122复制后的像进行准直出射，形成出射光斑投影到视场中。其中，第一准直透镜组具有第一焦距，第二准直透镜组具有第二焦距；第一焦距与所述微透镜阵列的尺寸成反比；第二焦距与所述目标区域的尺寸成反比。

需要说明的是，影响两个准直透镜组的参数的因素也不同，例如，在大视场雷达中，第二准直透镜组1123的视场会比较大，需要调节第二准直透镜组1123的视场角(调节视场角通常与焦距对应)，焦距越小则对应的视场角越大，而第一准直透镜组1121不受影响。又如，当复制的光斑要求更多时，微透镜阵列1122的尺寸就需要比较大，这样第一准直透镜组1121出射的光斑就要尽可能的覆盖微透镜阵列的尺寸，此时，为了调节出射光斑的尺寸就需要配置第一准直镜的焦距，微透镜阵列尺寸增大时，第一准直透镜组的焦距就相应减小，使得入射到微透镜阵列上的光斑增大，这样的设计改变与雷达的视场无关，因此第二准直透镜组1123的视场角不需要改变。具体的，依据光源设置情况来设计第一准直透镜组1121的像高，依据微透镜阵列1122可接受的入射视场角(光斑尺寸)，来综合确定第一准直透镜组1121的焦距，依据微透镜阵列后复制的成点阵分布的光斑分布尺寸来设计第二准直透镜组1123的像高，依据微透镜阵列的出射竖直孔经NA来确定第二准直透镜组1123的孔径，依据产品要求的视场角来综合确定第二准直透镜组1123的焦距。本申请对第一准直透镜组1121、微透镜阵列1122和第二准直透镜组1123的组成和参数不做具体限定，任一可实现本申请发明构思的可能实现方式都可用于在本申请中实施。

作为一非限限制性示例，光源111可以包括至少一个发光元件，以发射器11配置为开启一个发光元件发射光信号为例进行说明，该个开启的发光元件经发射光学组件112调制后形成点阵光束投射至目标区域，具体地，第一准直透镜组1121用于准直该个开启的发光元件发射的光信号，微透镜阵列1122用于复制准直后的光信号以形成呈点阵的光信号，第二准直透镜组1123用于准直呈点阵的光信号。如图3所示为准直后的呈点阵的光信号的示意图，即投射视场的示意图，准直后的呈点阵的光信号包括多个平铺排列的光斑，每个光斑都是开启的光源形成的光斑。图3中点阵为均匀分布，在其他示例中，也可以不均匀分布。作为一可能的实现方式，一个发光元件a经过第一准直透镜组1121后形成准直激光光束，且具有一定的出射角度，该准直激光光束的光斑均匀的照射到微透镜阵列1122上，每一部分的光能量经过微透镜后形成了m个聚焦光斑，这些聚焦光斑都是发光元件a的像，因此发光元件a发射的一个光斑经过微透镜后会有m个光斑，这些光斑经过第二准直透镜组1123会形成m个不同方向的准直的出射光斑并投射到视场的不同区域而实现对全视场的覆盖。

作为另一非限限制性示例，光源111可以包括阵列排布的至少四个发光元件，以发射器11开启阵列排布的四个发光元件为例进行说明，开启的四个发光元件，即发光元件A、发光元件B、发光元件C和发光元件D，如图4A所示排列。四个发光元件发射的呈子点阵的光信号经发射光学组件112调制后形成呈点阵的光信号并投射至目标区域，具体地，第一准直透镜组1121用于准直四个发光元件发射的呈子点阵的光信号，微透镜阵列1122用于复制准直后的呈子点阵的光信号以形成呈点阵的光信号，第二准直透镜组1123用于准直呈点阵的光信号。如图4B所示为准直后的呈点阵的光信号的示意图，即投射视场的示意图，准直后的呈点阵的光信号包括多个平铺排列的子点阵。如图4C所示的图4B中的局部放大图所示，每个子点阵包括开启的四个发光元件各自形成的4个光斑，即光斑A、光斑B、光斑C和光斑D。图4B中点阵为非均匀分布，在其他示例中，也可以均匀分布，当均匀分布时，投射视场的示意图可以如图3所示。当以光源阵列的形式配置时，控制光源阵列开启即可形成一个子点阵的光信号，经过第二准直透镜组出射形成的点阵图案覆盖整个目标区域，点阵中的每一部分包括一个子点阵。

需要说明的是，光源经过发射光学组件的复制后投射出呈点阵的光信号到目标视场，如果把整个目标视场分成m个区域，当控制一个或多个发光元件发射光束时，m个区域中的每个区域中都会有一个或多个光斑。继续参见图4A至图4C所示，每次开启发光元件A时，投射视场中的所有光斑A都会亮，同样地，开启发光元件B时，投射视场中的所有光斑B都会亮，其余的发光元件以此类推。这样，每次发射器中有至少一个发光元件开启时，投射视场对应的都是点阵，而且点阵几乎覆盖所有视场(即整个视场)。多个发光元件可以轮询工作，也可以同时多个一起工作，本申请实施例对此不予限制。作为一非限限制性示例，光源111包括四个发光元件，即发光元件A、发光元件B、发光元件C和发光元件D，四个发光元件一起发射光信号时投射视场呈N*M个光斑的点阵；而当四个发光元件轮询发射时，发光元件A、发光元件B、发光元件C和发光元件D轮询，当发光元件A开启时，对应投射场中所有的光斑A都是亮的，所获得的每个子帧图像几乎都覆盖了整个视场。

在一些实施例中，继续参见图1所示，接收器12可以包括像素阵列121、滤光单元122、和读出电路阵列(图1中未示出)。其中，滤光单元122用于滤除背景光和/或杂散光等。反射光束经滤光单元122滤光之后入射到像素阵列121。像素阵列121由多个像素组成，像素阵列121配置为在处理器13的控制下致动全部像素以采集由目标物反射回的至少部分光信号并生成相应的光子检测信号。读出电路阵列由多个读出电路组成，读出电路用于接收光子检测信号进行处理以生成直方图，并根据直方图确定飞行时间值。

在其他一些实施例中，如图5所示，接收器可以包括像素阵列和读出电路阵列(图5中仅出了一个读出电路)，像素阵列连接读出电路阵列。像素阵列为由单光子雪崩光电二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)组成的SPAD阵列。在图5所示示例中，像素阵列包括N*M个像素，像素阵列中的每个像素对应连接一读出电路，像素响应于光子的入射而输出光子检测信号到对应的读出电路，读出电路接收并累计来自对应像素的光子检测信号以生成该像素的直方图，并根据直方图确定该像素的飞行时间值。在一个实施例中，继续参见图5所示，读出电路包括时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC)电路和直方图电路。接收器中的每个像素对应连接一个TDC电路和一个直方图电路。像素接收目标物反射的至少部分光信号并生成光子检测信号，TDC电路接收和计算这些光子检测信号的时间间隔，并将时间间隔转化为时间码。直方图电路对TDC电路输出的时间码进行累积计数以绘制出直方图，并根据直方图确定飞行时间值。需要说明的是，直方图电路与处理器电连接，处理器可以根据直方图输出的飞行时间值进一步计算出目标物的深度信息。在一些实施例中，处理器13可以基于多个像素的飞行时间值生成目标区域的深度图。

发射器11的投射视场与接收器12的采集视场具有一一对应的关系，发射器11每发射一个斑点光束到目标视场后都会反射并成像到对应的像素上。当发射器11的光源全部开启时例如可投射N*M个光斑，即投射视场最多包括N*M个光斑时，至少需要像素阵列包括N*M个像素，这样才能为尽可能多的接收反射的斑点光束。由于发射器开启一个或多个光源时投射视场对应的都是点阵，因此需要同时触发像素阵列的像素全部开启以采集反射光斑。

在其他一些实施例中，继续参见图1所示，接收器12还可以包括接收光学组件123。如图1所示，接收光学组件123、滤光单元122以及像素阵列121沿光的传播路径依次设置，或者，滤光单元122、接收光学组件123以及像素阵列121沿光的传播路径依次设置；或者，滤光单元122位于两个接收光学组件123之间。本申请实施例中接收光学组件123和滤光单元122只需位于像素阵列121的入光侧即可，它们两者间的前后位置关系不予具体限定。接收光学组件123用于接收由目标物反射回的至少部分光束并将其引导至像素阵列121上。

处理器13同步发射器11与接收器12的触发信号。可选的，处理器13可以控制每个给定时间需要开启和/或关闭的光源。直方图电路生成的直方图、飞行时间值、像素的其他特征等(例如光子到达时间等)均可以输出给处理器13，以供其后续使用。

处理器13可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在一些实施例中，固态激光雷达10还包括内存。内存可以用于存储脉冲编码程序，利用编码程序控制光源111发射光束的激发时间、发射频率等。内存可以用于存储时间信息、直方图、飞行时间、距离信息、深度等信息。

本申请实施例提供的固态激光雷达，发射器产生点阵型的投射场，接收端全部开启以接收反射光束，发射端与接收端为点对点匹配，提高了激光雷达的能量利用率。

本申请实施例还提供一种探测系统。在一些实施例中，探测系统包括相机和如前述任一实施例所述的固态激光雷达。相机包括但不限于彩色相机、或红外相机等。相机用于采集目标区域的图像，相机的帧时刻和固态激光雷达的触发时刻对齐。

在一个实施例中，相机采用全局曝光模式采集目标区域的图像，固态激光雷达的处理器13还用于融合相机采集的图像和深度图。

具体地，固态激光雷达每次产生的投射场可覆盖整个视场，虽然多个光源或全部光源同时发射时产生的投射场光斑密度高，单个光源轮询发射时产生的投射场光斑密度低，但是每个子帧图像几乎都覆盖了整个视场，因此，如图6所示，将相机的帧时刻和固态激光雷达的触发时刻对齐，对相机采集的图像进行融合以完成深度补全，也就是说利用较稀疏的深度信息和相机采集的图像信息进行融合。

作为一非限制性示例，整个过程可以包括如下几个步骤：1、先标定雷达点与相机像素的关系，标定相机内参；2、获取相机图像和雷达深度图；3、将雷达深度图赋予相机图像中的物体；4、依据相机内图像的关系，扩展相机各个像素的深度，得到与相机一样分辨率的深度图即完成融合。雷达的点云密度通常小于相机分辨率。

目前激光雷达大部分都采用扫描的方式，即点云需要通过逐行扫描完成，面对一个运动的物体时雷达扫描过程会使得该物体的被拉长过着缩短，但是相机采用全局曝光且帧率较高，拍摄到的物体不会有变形，因此在两者融合过程中，即使雷达与相机的触发时刻对齐，也会产生拖影，或导致运动模糊，使得与相机融合时出现匹配不准确的问题。而本申请实施例不同于逐行扫描，提出了基于点阵型的扫描，每次得到的点云覆盖了全视场，与相机融合时可以避免运动模糊问题。

需要说明的是，在一些实施例中，若采用光源轮询的方式产生投射场，可以不需要将所有的光源轮询完才进行融合，可以得到一光源的点云后即可开始进行融合。

本申请实施例还提供一种探测方法。图7所示为本申请一实施例提供的一种探测方法。探测方法可应用于前述任一实施例的固态激光雷达，和/或，探测系统。在一些实施例中，探测方法可以由处理器执行。需要说明的是，本实施例的探测方法是采用前述任一实施例的固态激光雷达，和/或，探测系统进行探测，其技术方案与前述相似之处，此处不再赘述。如图7所示，探测方法可以包括步骤S710至S720。

S710，处理器触发发射器朝向目标区域发射呈点阵的光信号，同步触发接收器的像素阵列全部开启以接收反射回的至少部分光信号并输出光子检测信号至接收器的读出电路阵列，读出电路阵列根据光子检测信号生成对应像素的直方图，并根据直方图确定对应像素的飞行时间值。

S720，处理器根据对应像素的飞行时间值生成目标区域的深度图。

在一个实施例中，处理器将相机的帧时刻与发射器的触发时刻对齐，在执行步骤S710时，处理器同步控制相机采用全局曝光模式拍摄目标区域的图像，融合相机拍摄的图像和深度图。

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或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发射器，其特征在于，包括：光源、第一准直透镜组、微透镜阵列和第二准直透镜组；

所述光源用于发射光信号，其中，所述光源包括至少一个发光元件；

所述第一准直透镜组用于准直所述光源发射的所述光信号；

所述微透镜阵列用于复制准直后的所述光信号以形成呈点阵的光信号；

所述第二准直透镜组用于准直所述呈点阵的光信号并投射到目标区域以使所述呈点阵的光信号覆盖整个目标区域。

2.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述呈点阵的光信号形成在所述微透镜阵列的焦平面上。

3.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述第一准直透镜组具有第一焦距，所述第二准直透镜组具有第二焦距；

所述第一焦距与所述微透镜阵列的尺寸成反比；

所述第二焦距与所述目标区域的尺寸成反比。

4.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述光源包括多个所述发光元件，开启多个所述发光元件以形成呈子点阵的光信号；所述第一准直透镜组用于准直所述呈子点阵的光信号；所述微透镜阵列用于复制准直后的所述呈子点阵的光信号以形成所述呈点阵的光信号；所述第二准直透镜组用于准直所述呈点阵的光信号并投射到目标区域以使所述呈点阵的光信号覆盖整个目标区域；其中，所述点阵中的每一部分包括一个所述子点阵。

5.如权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述发射器还包括驱动器，所述驱动器用于控制所述发光元件轮询工作。

6.一种固态激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的发射器，还包括接收器和处理器，所述接收器包括像素阵列和读出电路阵列，

所述发射器配置为朝向目标区域发射准直后的呈点阵图案的光信号；

所述像素阵列配置为全部开启以接收反射回的至少部分所述光信号并输出光子检测信号至所述读出电路阵列；

所述读出电路阵列配置为根据所述光子检测信号生成对应像素的直方图，并根据所述直方图确定对应像素的飞行时间值；

所述处理器配置为同步触发所述发射器和所述接收器，并根据对应像素的所述飞行时间值生成所述目标区域的深度图。

7.如权利要求6所述的固态激光雷达，其特征在于，所述接收器还包括接收光学组件，所述接收光学组件位于所述像素阵列的入光侧，所述接收光学组件用于接收反射回的至少部分所述光信号并将其引导至所述像素阵列上。

8.如权利要求6或7所述的固态激光雷达，其特征在于，所述接收器还包括滤光单元，所述滤光单元位于所述像素阵列的入光侧。

9.一种探测系统，其特征在于，包括相机和如权利要求6至8任一项所述的固态激光雷达，所述相机用于采集所述目标区域的图像，所述相机的帧时刻和所述固态激光雷达的触发时刻对齐。

10.如权利要求9所述的探测系统，其特征在于，所述相机采用全局曝光模式采集所述图像，所述处理器还用于融合所述图像和所述深度图。

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