KR20240004378A - 수신 장치 및 레이저 레이더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수신 장치 및 레이저 레이더를 제공하는 바, 여기서 상기 수신 장치는, 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 위치하여 광 신호를 전기 신호로 전환하기 위한 복수의 수신 유닛; 상기 회로 기판으로부터 돌출되고 상기 복수의 수신 유닛을 에워싸고 구비되어 상기 수신 유닛을 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 캡슐화 측벽; 상기 캡슐화 측벽에 위치하고 상기 캐비티를 덮는 캡슐화층을 포함한다. 상기 레이저 레이더는, 방출 빔을 제공하기 위한 방출 장치; 및 방출 빔이 목표물을 통과한 후 형성된 에코 빔을 감지하기 위한 본 발명이 제공하는 수신 장치를 포함한다. 본 발명은 수신 장치의 설치 난이도를 낮추어, 수신 장치의 설치 속도를 증가시키며, 나아가 설치 효율성을 향상시킨다.

Description

수신 장치 및 레이저 레이더

본 발명은 레이저 감지 분야에 관한 것으로서, 특히 일 수신 장치 및 레이저 레이더에 관한 것이다.

레이저 레이더(LIDAR)는 자율주행에서 도로 가장자리 감지, 장애물 식별과 실시간 위치 측정 및 맵핑(SLAM)과 같은 중요한 작업을 수행한다. 레이저 레이더는 목표물 위치(거리 및 각도), 작동 상태(속도, 진동 및 자세)와 모양을 정확하게 측정하여 목표물을 감지, 식별, 구별 및 추적할 수 있다. 빠른 측정 속도, 높은 정밀도, 긴 탐지 거리 등의 장점으로 인해 레이저 레이더는 무인 차량 등 분야에서 널리 사용되고 있다.

구체적으로, LIDAR 시스템은 방출 장치와 수신 장치를 포함한다. 방출 장치는 방출 광 펄스를 생성하고, 상기 방출 광 펄스는 목표물에 입사되어 반사되어 에코 빔을 생성하며, 최종적으로 상기 에코 빔은 수신 장치에 의해 수신된다. 수신 장치는 방출 광 펄스가 방출된 시각부터 수신된 시각까지 광 펄스의 전파 시간을 정확하게 측정한다. 광 펄스는 빛의 속도로 전파되고 빛의 속도를 알고 있으므로, 전파 시간을 목표물과 LIDAR시스템 사이의 거리로 전환될 수 있다.

도 1을 참조하면, 개시된 기술의 레이저 레이더에서 수신 장치의 광 경로 도면이다. 상기 수신 장치(10)는 적어도 광학 어셈블리(15), 조리개층(14), 시준 렌즈(13), 필터(12) 및 광전 센서(11)를 포함한다. 여기서, 광학 어셈블리(15)는 에코 빔(16)을 수렴하기 위한 것이다. 조리개층(14) 및 시준 렌즈(13)는 각각의 광전 센서(11)에 입사되는 입사광의 방향이 동일하도록 광전 센서(11)의 입사광 각도를 조절하기 위한 것이다. 필터(12)는 감지할 필요가 없는 파장의 빛을 차단하기 위한 것이다. 광전 센서(11)는 광 신호를 전기 신호로 전환하기 위한 것이다.

레이저 레이더에서, 광전 센서(11)는 일반적으로 사용되는 고감도 광 감지 장치인 실리콘 광전자 배증관(Silicon photomultiplier, SiPM)이다. SiPM은 복수의 단일 광자 눈사태 다이오드(single photon avalanche diode, SPAD)로 구성된 어레이이다. 도 2를 참조하면, SiPM 작동 상태 시의 회로도를 도시한다. SiPM에서의 SPAD 픽셀 유닛(12) 각각은 병렬 방식으로 연결되어 병행 작동할 수 있다. 따라서, 일부 SPAD(13)가 트리거된 후, 나머지 SPAD(13)는 여전히 작동할 수 있다. 계속 도 2를 참조하면, SPAD 픽셀 유닛(12) 각각은 병렬 연결된 후 SiPM 총 출력단으로 작용하고, SiPM 출력단의 신호는 트리거된 모든 SPAD의 펄스 신호의 중첩이므로, SiPM는 SPAD의 감도를 가질 뿐 아니라 또한 일정한 동적 범위를 가진다. 또한 SPAD 수가 많을 수록 동적 범위가 넓다.

캡슐화되지 않은 SiPM은 외부 환경의 온도, 불순물 및 물리적 작용력에 매우 취약하고 쉽게 손상되므로, 밀폐된 공간에 밀봉하고 대응되는 핀을 인출하여 인쇄회로기판에 적용해야 하지만, SPAD 수가 많을 수록 SiPM 어레이의 밀도가 높아져 SiPM 어레이의 핀이 매우 조밀하게 배열되어 설치의 난이도를 증가시킨다. 공개된 기술에서 수신 장치는 또한 표면 실장 기술(Surface Mount Technology, SMT) 공정을 사용하여 SiPM 어레이를 인쇄회로기판에 용접하며, 여기서 표면 실장 기술 공정은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 또는 기타 기판의 표면에 핀 없거나 짧은 리드 소자를 장착하고 용접하는 기술로서, SMT 방식 캡슐화 방식을 사용할 때, 캡슐화 구조에 빛을 광 센서에 투사할 수 있는 창이 필요하기 때문에, 고밀도, 고정밀도의 SiPM 어레이의 설치 난이도를 더욱 증가시킨다.

그러나 공개된 기술의 수신 장치는 설치가 쉽지 않아 설치 속도가 느린 문제가 존재한다.

본 발명은 수신 장치 및 레이저 레이더를 제공함으로써, 수신 장치의 설치 난이도를 줄이고, 수신 장치의 설치 속도 및 설치 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 레이저 레이더에 적용되는 수신 장치를 제공하는 바, 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 위치하여 광 신호를 전기 신호로 전환하기 위한 복수의 수신 유닛; 상기 회로 기판으로부터 돌출되고 상기 복수의 수신 유닛을 에워싸고 구비되어 상기 수신 유닛을 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 캡슐화 측벽; 상기 캡슐화 측벽에 위치하고 상기 캐비티를 덮는 캡슐화층을 포함한다.

선택적으로, 상기 캡슐화층은 관통홀을 구비하며; 상기 수신 장치는 상기 캡슐화층에 구비되고 상기 관통홀을 덮는 필터를 더 포함한다.

선택적으로, 상기 수신 장치는 광학 어셈블리를 더 포함하며; 상기 복수의 수신 유닛의 광 감지 표면은 상기 광학 어셈블리의 초점면에 위치한다.

선택적으로, 상기 수신 장치는 초점면을 갖는 광학 어셈블리를 더 포함하며; 상기 복수의 수신 유닛의 광 감지 표면은 수신 빔의 전송 방향에서 상기 초점면의 하류에 위치한다.

선택적으로, 상기 관통홀은 광학 어셈블리의 초점면에 위치한다.

선택적으로, 상기 캡슐화 측벽의 높이는 상기 관통홀을 통과한 후 상기 광 감지 표면에서 수신 빔의 최대 입사각이 15 ~ 20도가 되도록 설정한다.

선택적으로, 상기 수신 유닛은 주변 회로에 연결되고, 상기 주변 회로는 상기 전기 신호를 수신 및 처리하기 위한 것이며;

선택적으로, 상기 수신 유닛과 전기적으로 연결되거나, 상기 주변 회로는 상기 캡슐화 측벽 외부의 회로 기판에 위치하고, 상기 수신 장치는 전기적 연결 구조에 의해 상기 주변 회로와 연결된다.

선택적으로, 상기 필터는 상기 관통홀에 근접한 중심 영역 및 상기 중심 영역 주위에 위치한 적어도 하나의 고리형 영역을 포함하며, 상기 중심 영역 및 고리형 영역의 코팅 재료가 상이하며; 상기 필터는 중심 영역에서 고리형 영역의 방향에서, 코팅 재료에 대응하는 중심 파장이 점차 증가한다.

선택적으로, 상기 필터는 상기 수신 유닛을 향하는 상기 캡슐화층의 표면에 위치하거나, 또는 상기 필터는 상기 수신 유닛을 등지는 상기 캡슐화층의 표면에 위치한다.

선택적으로, 상기 필터는 상기 캡슐화층에 접착된다.

선택적으로, 상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층 중 하나 또는 모두가 독립적인 부재이거나, 또는 상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층이 일체형 구조이다.

선택적으로, 상기 회로 기판 및 상기 캡슐화 측벽은 일체형 구조이고, 상기 캡슐화층은 독립적인 부재이다.

선택적으로, 상기 회로 기판 및 상기 캡슐화 측벽은 인쇄회로기판이고, 상기 캐비티의 저부에 위치한 회로 기판 내에 주변 회로가 형성되며, 상기 복수의 수신 유닛과 전기적으로 연결된다.

선택적으로, 상기 캡슐화층은 상기 캐비티를 덮는 핀홀 다이어프램을 포함한다.

선택적으로, 상기 캡슐화 측벽 및 상기 캡슐화층은 일체형 구조이고, 상기 회로 기판은 독립적인 부재이다.

선택적으로, 상기 일체형 구조의 재료는 절연 재료 또는 금속 재료이다.

선택적으로, 상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층은 모두 일체형 구조이며; 상기 회로 기판은 인쇄회로기판이고, 상기 캡슐화 측벽은 절연 측벽이며, 상기 캡슐화층은 금속층이다.

선택적으로, 상기 복수의 수신 유닛은 매트릭스로 배열되거나, 또는 상기 복수의 수신 유닛은 행 방향 또는 열 방향으로 엇갈리게 배열된다.

선택적으로, 본 발명의 실시예는 또한 레이저 레이더를 제공하는 바, 상기 레이저 레이더는, 방출 빔을 제공하기 위한 방출 장치; 및 상기 방출 빔이 목표물을 통과한 후 형성된 에코 빔을 감지하기 위한 본 발명의 실시예가 제공하는 수신 장치를 포함한다.

선택적으로, 상기 방출 장치는 멀티포인트 수직 캐비티 표면 발광 레이저 또는 싱글포인트 수직 캐비티 표면 발광 레이저이다.

선택적으로, 상기 방출 장치는 각각 방출 빔을 제공하기 위한 복수의 방출 유닛을 포함하며; 상기 레이저 레이더는 상기 송신 유닛에 대응하는 복수의 수신 장치를 포함하며; 복수의 수신 장치는 주변 회로에 연결되고, 상기 주변 회로는 수신 장치 각각의 전기 신호를 수신 및 처리하기 위한 것이다.

종래 기술에 비하여, 본 발명은 하기와 같은 장점을 갖는다.

본 발명의 수신 장치는 캡슐화 측벽 및 캡슐화층에 의해 상기 회로 기판 상에 상기 수신 유닛을 캡슐화하고, 한편으로는 상기 수신 유닛이 상기 회로 기판에 직접 제공되어 상기 회로 기판과의 전기적 연결을 구현하며; 다른 한편으로는 캡슐화 측벽 및 캡슐화층이 상기 수신 유닛을 수용하는 캐비티를 형성하여 수신 유닛과 외부의 격리를 구현한다. 또한, 캡슐화 측벽 및 캡슐화층의 높이, 두께, 투광도 및 천공 여부와 같은 파라미터를 조정함으로써, 수신 유닛의 광학 파라미터를 외부 광학 시스템의 요구 사항에 맞게 조정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 수신 유닛은 구조가 간단하고 수신 장치의 설치 난이도를 낮추어, 수신 장치의 설치 속도 및 설치 효율을 향상시킨다.

도 1은 개시된 기술의 레이저 레이더에서 수신 장치의 광 경로 도면이다.
도 2는 개시된 기술에서 광전 센서의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 수신 장치의 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 수신 장치의 조감도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 수신 장치의 조감도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예의 수신 장치의 조감도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예의 수신 장치의 조감도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예의 수신 장치의 조감도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예의 수신 장치의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예의 수신 장치의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예의 수신 장치의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제9 실시예의 수신 장치의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제10 실시예의 수신 장치 중 필터의 도면이다.
도 14는 필터의 블루 시프트 특성의 원리도이다.
도 15는 도 14에 도시된 수신 장치의 부분 측면도이다.
도 16은 본 발명의 레이저 레이더의 일 실시예의 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예의 레이저 레이더 중의 일 방출 장치의 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예의 레이저 레이더 중의 다른 일 방출 장치의 도면이다.

배경기술에서 설명한 것처럼 종래 기술의 광전 센서는 설치 난이도가 큰 문제가 존재한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 레이저 레이더에 적용되는 수신 장치를 제공하는 바, 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 위치하여 광 신호를 전기 신호로 전환하기 위한 복수의 수신 유닛; 상기 회로 기판으로부터 돌출되고 상기 복수의 수신 유닛을 에워싸고 구비되어 상기 수신 유닛을 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 캡슐화 측벽; 상기 캡슐화 측벽에 위치하고 상기 캐비티를 덮는 캡슐화층을 포함한다.

본 발명의 실시예의 수신 장치는 캡슐화 측벽 및 캡슐화층에 의해 상기 회로 기판 상에 상기 수신 유닛을 캡슐화하고, 한편으로는 상기 수신 유닛이 상기 회로 기판에 직접 제공되어 상기 회로 기판과의 전기적 연결을 구현하며; 다른 한편으로는 캡슐화 측벽 및 캡슐화층이 상기 수신 유닛을 수용하는 캐비티를 형성하여 수신 유닛과 외부의 격리를 구현한다. 또한, 캡슐화 측벽 및 캡슐화층의 높이, 두께, 투광도 및 천공 여부와 같은 파라미터를 조정함으로써, 수신 유닛의 광학 파라미터를 외부 광학 시스템의 요구 사항에 맞게 조정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예의 수신 유닛은 구조가 간단하고 수신 장치의 설치 난이도를 낮추어, 수신 장치의 설치 속도 및 설치 효율을 향상시킨다.

상기와 같은 본 발명의 목적, 특징 및 장점을 보다 명확하고 이해하기 쉽도록 하기 위해, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 수신 장치의 측면도를 도시한다. 상기 수신 장치는 레이저 레이더에 적용되어 에코 빔에 대해 감지를 수행한다. 본 실시예의 수신 장치는 회로 기판(100), 수신 유닛(101), 캡슐화 측벽(102) 및 캡슐화층(104)을 포함하며, 상기 회로 기판(100) 및 상기 캡슐화 측벽(102)은 일체형 구조이고, 상기 캡슐화층(104)은 독립적인 부재이다.

여기서, 상기 회로 기판(100)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)이고, 상기 회로 기판(100)에는 수신 유닛(101)과 주변 회로 또는 기타 전기 소자 사이의 전기적 연결을 구현하기 위한 연결선이 형성된다.

수신 장치에는 또한 주변 회로가 형성되고, 상기 복수의 수신 유닛(101)은 주변 회로에 연결되고, 수신 유닛(101)에 의해 형성된 전기 신호는 상기 주변 회로로 전송되며, 상기 전기 신호는 상기 주변 회로를 통해 수신 및 처리된다.

예를 들어, 주변 회로는 전원 스위치 회로, 다중화 회로, 신호 증폭 회로 및 신호 샘플링 회로 중 하나 또는 이상일 수 있다. 여기서, 전원 스위칭 회로는 수신 유닛 각각에 선택적으로 전원을 공급하기 위한 것이며; 다중화 회로는 복수의 수신 유닛 중 하나를 선택하여 신호를 출력하기 위한 것이며; 신호 증폭 회로는 수신 유닛에서 생성된 전기 신호를 수신하여 증폭하기 위한 것이며; 신호 샘플링 회로는 증폭된 전기 신호를 샘플링하기 위한 것이다.

본 실시예에서, 상기 회로 기판(100) 내에 또한 상기 주변 회로가 형성되고, 보다 구체적으로는 캡슐화 측벽 내의 회로 기판(100) 내에 상기 주변 회로가 형성되고, 상기 주변 회로의 연결단이 상기 회로 기판(100)의 표면에 노출되어, 상기 수신 유닛의 구조적 집적도를 향상시킨다. 또는, 회로 기판(100)의 구조를 단순화하기 위해, 상기 수신 유닛(101)과 전기적으로 연결된 주변 회로가 상기 회로 기판(100)의 아래에 접착될 수도 있다.

설명하여야 할 바로는, 기타 실시예에서, 주변 회로는 또한 상기 캡슐화 측벽(102)의 외부의 회로 기판 상에 위치할 수 있고, 상기 수신 장치는 전기적 연결 구조(예를 들어, 연결 플러그, 배선 구조 또는 와이어 본딩 등)를 통해 상기 주변 회로에 연결될 수 있다.

복수의 수신 유닛(101)은 상기 회로 기판(100) 상에 위치하여 광 신호를 전기 신호로 전환한다. 상기 수신 유닛(101)은 광 감지 표면(예컨대, 감광 표면)을 포함하며, 레이저 레이더의 에코 빔이 상기 광 감지 표면으로 입사되어 감지를 구현한다.

설명하여야 할 바로는, 수신 장치는 에코 빔을 수렴하기 위한 광학 어셈블리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 복수의 수신 유닛(101)의 광 감지 표면은 상기 광학 어셈블리의 초점면에 위치하여, 감지 광의 세기를 증가시키고, 나아가 수신 장치의 감지 정밀도를 향상시킨다.

본 실시예에서, 상기 수신 유닛(101)은 캡슐화될 단일 SiPM이고, 복수의 SiPM이 어레이(SiPM 어레이)로 배열되어 캡슐화되어 수신 장치를 구성한다. 캡슐화 과정에서, 캡슐화될 단일 SiPM의 연결단 각각은 주변 회로와 전기적으로 연결된다. 또한, 집적회로와 달리, 본 발명의 실시예에서의 수신 장치는 캡슐화될 광전 소자의 광학적 특성도 고려한다.

캡슐화 시, 수신 유닛(101)은 회로 기판(100)에 직접 접착되어 수신 유닛(101)과 회로 기판(100) 상의 대응하는 연결단의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 본 실시예에서, 수신 유닛(101)은 캡슐화될 단일 SiPM이고, 상기 회로 기판(100)은 PCB 기판이다.

구체적으로, 미리 PCB 기판에 디스펜싱의 방식에 의해 대응하는 위치에 전도성 또는 비전도성 접착제 (예를 들어 은 접착제)와 금 주석 땜납을 구비한 다음, 고정밀도 접착기를 사용하여 캡슐화될 단일 SiPM을 PCB 기판의 연결할 단자에 흡착할 수 있으며, SiPM 어레이의 경우, 상기 단계에 따라 SiPM을 대응하는 위치에 하나씩 장착하여 SiPM 어레이를 형성할 수 있다. 예를 들어, 한 줄로 배열된 SiPM 어레이의 경우, 상기 단계에 따라 수직 방향(열 방향)을 따라 SiPM을 하나씩 장착하여 한 열의 SiPM 어레이를 형성할 수 있다. 이러한 방식은 접착 정밀도가 높고 설치 난이도가 낮다.

본 실시예의 수신 장치에서 캡슐화 측벽(102)은 회로 기판(100)과 한데 집적된 일체형 구조이다. 구체적으로, 상기 캡슐화 측벽(102)은 회로 기판(100)의 표면으로부터 돌출된 PCB 기판이다. 상기 캡슐화 측벽(102)은 상기 복수의 수신 유닛(101)을 에워싸고 구비되어, 상기 수신 유닛(101)을 수용하는 캐비티(103)를 형성함으로써, 회로 기판(100)과 평행한 표면 상에서 수신 유닛(101)에 대한 밀봉을 구현한다. 상기 캐비티(103) 저부의 PCB 기판 내에 주변 회로가 형성된다.

실제 응용에서, PCB 기판은 PCB 기판이 PCB 요홈을 형성하도록 주문 제작될 수 있다. PCB 요홈 중 요홈의 저부에 위치한 수평 부분은 상기 회로 기판(100)으로 사용되고, PCB 요홈의 측벽 부분은 회로 기판(100)으로부터 돌출된 캡슐화 측벽(102)으로 사용된다.

접착을 수행할 때, 캡슐화될 복수의 수신 유닛(101)은 일정한 배열 방식에 따라 PCB 요홈에 놓여 지고, 접착 후, 수신 유닛(101)의 연결단 각각은 와이어 본딩(105) 또는 기타 방식에 의해 주변 회로와의 전기적 연결을 구현한다.

캡슐화층(104)은 상기 캡슐화 측벽(102) 상에 위치하고 상기 캐비티(103)를 덮어, 회로 기판(100)에 수직인 방향(즉, H가 위치하는 방향)으로 수신 유닛(101)을 밀봉을 구현한다.

본 실시예에서, 상기 캡슐화층(104)은 핀홀 다이어프램이다. 핀홀 다이어프램은 광학계에서 에코 빔을 제한하는 역할을 하는 장치로서, 본 실시예에서, SiPM을 사용하기 때문에 아주 적은 에코 빔도 감지 가능하므로, 상기 핀홀 다이어프램은 대부분 에코 빔을 차단하여 이미징 시야를 제한하고 환경 광 및 미광을 억제하는 역할을 하고, 또한 수신 유닛을 밀봉하는 역할을 할 수 있다.

상기 캡슐화층(104)은 상기 수신 유닛(101)으로 투사되는 에코 빔을 제한하기 위해 복수의 관통홀(106)이 형성된다. 구체적으로, 상기 캡슐화층(104)은 상기 캐비티를 덮는 핀홀 다이어프램이며, 상기 핀홀 다이어프램에서 홀이 형성되는 위치는 상기 수신 유닛(101)의 감광 표면의 위치에 대응한다. 여기서 위치가 대응한다는 의미는 핀홀 다이어프램 내의 핀홀 중심이 회로 기판(100)에 수직인 방향으로 감광 표면의 중심과 중첩되어, 핀홀 다이어프램을 통과하는 더 많은 광 에너지가 수신 유닛(101)에 의해 감지될 수 있게 하여, 수신 장치의 감지 정밀도를 향상시키는 것을 뜻한다.

본 발명의 실시예에서, 캡슐화 측벽(102)의 높이(H)는 또한 핀홀 다이어프램과 수신 유닛(101) 사이의 거리를 결정하며, 따라서 수신 유닛(101)에 투사되는 입사광의 입사각 α를 정의하기도 한다.

계속하여 도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 상기 수신 장치는 상기 캡슐화층(104)에 구비되고 상기 관통홀(106)을 덮는 필터(107)를 더 포함하고, 상기 필터(107)는 감지가 필요 없는 빛을 차단하고 감지될 빛은 투과되도록 허용한다.

본 실시예에서, 상기 필터(107)는 접착 방식에 의해 상기 캡슐화층(104)의 상기 수신 유닛(101)과 등진 표면에 고정된다.

실제 응용에서, 복수의 수신 유닛(101)은 일반적으로 상기 회로 기판(100) 상에 매트릭스로 배열된 장치이며, 상기 필터(107)는 열 방향으로의 스트립 다이어프램으로서, 즉 동일한 열의 수신 유닛(101)이 필터(107)를 공용함으로써 수신 장치의 구조가 단순화될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 필터(107)는 캡슐화층(104)에 고정되고, 상응하게, 캡슐화 측벽(102)의 높이(H)는 또한 필터(107)와 수신 유닛(101) 사이의 거리를 결정한다.

요약하면, 캡슐화 측벽(102)의 높이(H)는 캐비티(103)의 공간 치수를 정의하기 위한 것일 뿐만 아니라, 수신 장치의 광학 성능(수신 유닛(101)의 감광 표면에서의 에코 빔의 입사각 α)에도 영향을 미친다.

구체적으로, 관통홀(106)이 일정할 때, 높이(H)를 변경하면 입사각 α가 변경될 수 있으며; 또는 높이(H)가 일정할 때, 관통홀(106)의 치수를 변경해도 입사각 α가 변경될 수 있다.

관통홀(106)의 치수가 결정될 때, 캡슐화 측벽(102)의 높이(H)가 너무 크면 입사각 α가 너무 작아지기 쉽고, 캡슐화 측벽(102)의 높이(H)가 너무 작으면 공간 치수가 작아져 수신 유닛(101)의 캡슐화에 영향을 미치게 된다. 상기 캡슐화 측벽의 높이는 상기 관통홀을 통과한 후 상기 광 감지 표면에서 수신 빔의 최대 입사각 α가 15 ~ 20도가 되도록 설정한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 수신 장치의 조감도를 도시한다. 본 실시예에서, 회로 기판(100) 상의 캐비티에 캡슐화된 수신 유닛(101)은 단일 SiPM이고, 하나의 캡슐화 측벽(102)에 의해 회로 기판(100) 내에 캡슐화된 복수의 SiPM이 어레이로 배치되어 있다.

본 실시예의 수신 장치의 하나 캡슐화 유닛은 2N 개 SiPM을 포함하며, 2N 개 SiPM은 2열 N행의 매트릭스로 배열된다.

구체적으로, SiPM 각각은 모두 양극(Cathode), 음극(Anode)(108) 및 출력단(FASTOUT)(109)를 포함하며, 각 열의 SiPM이 공통 양극인 것을 예로 들면, 상기 공용단 양극은 회로 기판(100)을 향하는 표면에 위치하여 회로 기판(100)과 접촉식 전기적 연결을 사용할 수 있으며; 비공용단 음극(108) 및 출력단(109)는 각각 상기 회로 기판(100) 상에 위치하는 단자이고, 두 단자는 와이어 본딩(105)의 방식을 통해 주변 회로와 전기적으로 연결될 수 있어, 복수의 수신 유닛(101)의 캡슐화를 구현할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예의 수신 장치의 조감도를 도시한다. 본 실시예에서 상기 수신 유닛(501)은 또한 단일 SiPM이며, 도 4에 도시된 실시예와의 차별점이라면, 본 실시예에서 2N 개 SiPM이 두 열로 배열되고, 두 열의 SiPM이 교대로 배열된다.

설명하여야 할 바로는, 본 발명의 수신 장치의 캡슐화 방식은 2N 개 SiPM 뿐 아니라 더 많은 수의 SiPM을 캡슐화 할 수 있다.

기타 실시예에서, 감지 해상도 요구에 부합되는 한, 하나의 캡슐화 유닛에 위치하는 SiPM의 수가 더 많을 수 있고, 배열 방식도 기타 변형이 가능하다.

설명하여야 할 바로는, 상기 실시예에서, 복수의 캡슐화될 SiPM은 어레이로 배열된 다음 개별적으로 캡슐화되고, 복수의 개별적으로 캡슐화된 SiPM 어레이가 PCB 상에 배치된다(도 4 및 5에 도시된 바와 같이). 기타 실시예에서, PCB 상의 모든 캡슐화될 SiPM에 대해 전체 캡슐화를 수행하는 것도 가능한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예의 수신 장치의 조감도를 도시한다. 본 실시예와 제1 실시예의 차별점이라면, 본 실시예에서, 상기 수신 유닛(401)은 SiPM 어레이(SiPM Array)이다. 상기 SiPM 어레이는 복수의 SiPM을 포함한다. 설명하여야 할 바로는, 도면의 간결성을 위해, 여기서 SiPM 어레이의 SiPM 각각에 대하여 다 표시하지 않았다. 상기 SiPM 어레이 내의 복수의 SiPM은 매트릭스로 배열될 수도 있고(도 4에 도시된 배열 방식과 같이), 또는 인접한 열의 SiPM이 교대로 배열될 수도 있다(도 5에 도시된 배열 방식과 같이). 회로 기판(400) 상에 위치하고 하나의 캐비티 내에 캡슐화된 수신 유닛(401)은 SiPM 어레이이고, 하나의 캡슐화 측벽(402)에 의해 회로 기판(400) 내에 캡슐화된 수신 유닛(401)의 수는 두 개이며, 두 개의 SiPM 어레이는 열 방향으로 엇갈리게 배열된다.

기타 실시예에서, 두 개의 수신 유닛(401)은 또한 일렬로 배열될 수도 있다.

설명하여야 할 바로는, 본 발명의 수신 장치의 캡슐화 방식은 두 개 SiPM 어레이 뿐 아니라 더 많은 SiPM 어레이를 캡슐화 할 수 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예의 수신 장치의 조감도를 도시한다. 본 실시예에서, 상기 수신 유닛(201)은 SiPM 어레이이고, 하나의 캡슐화 측벽(202)에 의해 회로 기판(200)에 캡슐화된 수신 유닛(201)의 수는 2N 개(N은 1보다 큰 자연수)이며, 두 열로 배열되고, 각 열은 N 개의 SiPM 어레이를 포함한다. 2N 개 SiPM 어레이는 열 방향에서 엇갈리게 배열된다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예의 수신 장치의 조감도를 도시한다. 본 실시예에서, 상기 수신 유닛(301)은 SiPM 어레이이며, 도 7과의 차별점이라면, 2열 N행의 수신 유닛(301)이 매트릭스(N행 2열 매트릭스)로 배열된다.

회로 기판, 캡슐화 측벽 및 캡슐화층은 함께 에워싸 하나의 캡슐화 유닛을 형성하며, 기타 실시예에서, 감지 해상도 요구에 부합되는 한, 하나의 캡슐화 유닛에 위치하는 SiPM 어레이의 수가 더 많을 수 있고, 배열 방식도 엇갈린 배열, 매트릭스 배열의 제한을 받지 않을 수 있다. 예를 들어, 수신 유닛은 3 열, 4 열 ......일 수 있으며; 수신 유닛은 행 방향으로 엇갈리게 배열될 수도 있다. 설명하여야 할 바로는, 제1 실시예에서, 회로 기판 및 캡슐화 측벽은 일체형 구조이고, 캡슐화층은 독립적인 부재이다. 본 발명의 실시예는 회로 기판, 캡슐화 측벽 및 캡슐화층의 독립성 및 일체형에 대하여 제한하지 않는다. 구체적으로, 본 발명의 실시예의 수신 장치에서 상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층 중 하나 또는 모두가 독립적인 부재이거나, 또는 상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층이 일체형 구조이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예의 수신 장치의 측면도를 도시한다. 본 발명의 실시예와 제1 실시예의 유사점은 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 실시예와 제1 실시예의 차별점은 상기 캡슐화 측벽(702) 및 상기 캡슐화층(704)이 일체형 구조이고, 상기 회로 기판(700)이 독립적인 부재이다. 구체적으로, 상기 캡슐화 측벽(702) 및 상기 캡슐화층(704)의 일체형 구조는 상기 수신 유닛(701)을 회로 기판(700)에 밀봉하는 밀봉 커버를 형성한다.

캡슐화 측벽(702) 및 상기 캡슐화층(704)은 전체 플라스틱 구조일 수 있고, 사출 성형 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 캡슐화층(704)의 관통홀(705)은 또한 사출 성형 시 함께 형성될 수 있으며, 관통홀(705)을 갖는 캡슐화층(704)은 핀홀 다이어프램으로서 기능할 수 있다.

설명하여야 할 바로는, 기타 실시예에서, 캡슐화 측벽 및 상기 캡슐화층의 일체형 구조는 다른 재료, 예를 들어, 캡슐화 측벽 및 캡슐화층의 일체형 구조는 금속 재료 또는 PCB 재료일 수 있다.

또한, 관통홀은 다른 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전체 캡슐화층을 형성한 후, 천공(예를 들어, 레이저 천공 또는 코팅 후 패턴화)의 방식을 통해 캡슐화층에 관통홀을 형성할 수 있다.

본 실시예와 제1 실시예의 또 다른 차별점은, 본 실시예에서 필터(706)가 상기 캡슐화층(704)의 상기 수신 유닛(701)을 향하는 표면에 위치한다. 필터(706)는 밀봉 커버의 내부에 고정되고, 후속 공정에서 필터가 탈락될 가능성을 줄인다.

실제 캡슐화 공정에서, 수신 유닛(701)를 회로 기판(700)에 접착하고 와이어 본딩을 완료한 후, 상기 캡슐화층(704)의 관통홀(705) 위치의 내벽에 필터(706)를 접착하고, 그 후 일체형 구조의 캡슐화 측벽(702)과 상기 캡슐화층(704)을 상기 회로 기판(700)에 접착하거나 클램핑함으로써 수신 유닛(701)의 밀봉을 구현한다.

설명하여야 할 바로는, 상기 필터(706)는 또한 상기 캡슐화층(704)의 상기 수신 유닛(701)을 등진 표면에 위치할 수도 있고, 상기 필터(706)는 일체형 구조의 캡슐화 측벽(702)과 상기 캡슐화층(704)이 회로 기판(700)에 고정된 후에 접착될 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예의 수신 장치의 측면도를 도시한다. 본 발명의 실시예와 제1 실시예의 유사점은 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 실시예와 제1 실시예의 차별점은 상기 회로 기판(800), 캡슐화 측벽(802) 및 상기 캡슐화층(804)이 모두 독립적인 부재이다. 이로써 각 부재는 다른 부재의 재료에 구애받지 않고 자체의 기능에 따라 보다 적합한 재료를 선택하여 형성할 수 있으므로, 더욱 훌륭한 유연성을 갖는다.

본 실시예에서, 상기 회로 기판(800)은 인쇄회로기판이며; 상기 캡슐화 측벽(802)은 플라스틱과 같은 절연 측벽이고, 상기 캡슐화층(804)은 금속 층이다. 기타 실시예에서, 캡슐화 측벽은 금속, PCB일 수 있고, 캡슐화층은 또한 플라스틱일 수 있다.

상응하게, 상기 필터(806)는 상기 수신 유닛(801)을 향하는 상기 캡슐화층(804)의 표면에 위치하거나, 또는 상기 필터(806)는 상기 수신 유닛(801)을 등지는 상기 캡슐화층(804)의 표면에 위치한다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제8 실시예의 수신 장치의 측면도를 도시한다. 본 실시예와 실시예 7은 모두 상기 캡슐화 측벽(902) 및 상기 캡슐화층(904)은 일체형 구조이고, 상기 회로 기판(900)은 독립적인 부재인 방식을 사용한다. 차별점이라면, 본 실시예에서, 상기 캡슐화 측벽(902) 및 상기 캡슐화층(904)은 금속 재료를 사용한다.

금속 재료를 사용하는 경우, 상기 일체형 구조는 반도체 공정에 의해 형성될 수 있으며, 반도체 공정은 캡슐화 측벽(902) 및 캡슐화 층(904)의 두께를 감소시켜 캡슐화 구조의 치수(회로 기판 상의 투영 면적 및 회로 기판에 수직되는 높이가 모두 감소됨)를 감소시킬 수 있고, 나아가 수신 장치에 배열할 수 있는 캡슐화 유닛의 밀도를 증가시킬 수 있다.

또한, 두께가 감소할 때, 일체형 구조와 회로 기판(900)의 접착성을 증가시키기 위해, 고정 연장부(903)에 의해 일체형 구조와 회로 기판(900) 접착면의 면적을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 공정에서 금속층을 증착할 때, 캐리어 기판 상에도 금속 재료의 일부가 증착되어 고정 연장부(903)를 형성할 수 있다. 상기 고정 연장부(903)를 통해 상기 회로 기판(900)에 일체형 구조를 접착하며, 고정 연장부(903)와 회로 기판(900)이 비교적 큰 접촉 면적을 가지기 때문에 더 많은 접착제가 도포되어, 수신 장치의 견고성을 높일 수 있게 된다.

상응하게, 본 실시예에서, 상기 필터(906)는 상기 수신 유닛(901)을 향하는 상기 캡슐화층(904)의 표면에 위치하거나, 또는 상기 필터(906)는 상기 수신 유닛(901)을 등지는 상기 캡슐화층(904)의 표면에 위치한다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제9 실시예의 수신 장치의 측면도를 도시한다. 본 실시예와 제1 실시예의 차별점이라면, 본 실시예에서, 상기 복수의 수신 유닛의 광 감지 표면은 수신 빔의 전송 방향에서 상기 광학 어셈블리 초점면의 하류에 위치한다.

설명하여야 할 바로는, 광학 어셈블리의 초점면에 수신 유닛(111)의 광 감지 표면을 구비할 때, 상응하게, 수신 빔(즉 레이저 레이더의 에코 빔)의 초점면에서의 이미징 면적이 작다. 수신 유닛(111)이 SiPM인 것을 예로 들면, 이미징 면적이 작기 때문에 SiPM에서 트리거된 SPAD의 수가 비교적 적고, 상응하게, 광전 감지의 동적 범위가 제한되어 포화되기 쉽다. 또한, 트리거된 SPAD의 수가 너무 적어도 펄스 분산성이 커지기 쉬워, 거리 측정 정밀도가 떨어지는 문제가 발생하며, 더 나은 성능을 얻으려면 여러 번 측정을 수행해야 한다.

그러나 본 발명의 실시예에서, 수신 유닛(111)의 광 감지면을 광학 어셈블리의 초점면의 하류 위치에 설정함으로써, 광 감지면 위치의 광점이 이산 상태가 되게 하여, 에코 빔이 SiPM에서 더 넓은 면적을 커버할 수 있게 하여, 따라서 더 많은 수의 SPAD를 배치할 수 있고, 나아가 SiPM의 성능을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시예의 수신 장치에서, 캡슐화층(114)의 관통홀(115)는 광학 어셈블리의 초점면에 위치하며, 상응하게, 수신 빔(116)의 전송 방향에서, 상기 수신 유닛(111)의 광 감지면은 상기 초점면의 하류에 위치한다.

또한, 본 실시예에서, 캡슐화 측벽(112)이 회로 기판(110)과 캡슐화층(114) 사이에 위치하고, 캡슐화 측벽(112)의 높이에 따라 광 감지 표면과 초점면의 거리를 결정하여, 수신 빔의 발산 각도를 조절하고, 나아가 광 감지 표면 상 광점의 치수를 조절할 수 있다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 제10 실시예의 수신 장치 중 필터의 도면을 도시한다. 본 실시예와 제10 실시예의 차별점이라면, 필터(126)는 상기 관통홀에 근접한 중심 영역(1) 및 상기 중심 영역(1) 주위에 위치한 적어도 하나의 고리형 영역(2, 3)을 포함하며, 상기 중심 영역(1) 및 고리형 영역(2, 3)의 코팅 재료가 상이하며; 필터(126)는 중심 영역(1)에서 고리형 영역(2, 3)의 방향에서, 코팅 재료에 대응하는 중심 파장이 점차 증가한다.

본 발명의 실시예는 필터를 구분함으로써, 서로 다른 각도의 입사광의 중심 파장 이동의 문제를 해결할 수 있으며, 나아가 필터를 통해 수신 유닛에 도달하는 빛의 파장 차이를 더 작게 만들 수 있다.

아래 도 14에 도시된 곡선을 참조하여 본 발명의 실시예의 필터의 작동 원리를 이하에서 설명한다. 도 14의 수평 좌표는 입사각이고, 수직 좌표는 중심 파장 편차이다. 곡선 A와 곡선 B는 각각 다른 필터 샘플에 대해 테스트한 결과에 대응하고, 입사각이 점차 증가함에 따라 필터가 투과하는 중심 파장이 점차 감소하는 바, 예를 들어, 곡선 A에 대응하는 필터는 입사각 0도일 때, 필터의 중심 파장이 884nm이며; 입사각 15도일 때, 필터의 중심 파장이 881nm로서, 즉 중심 파장이 3nm 감소한다. 곡선 B에 대응하는 필터는 입사각 0도일 때, 필터의 중심 파장이 884nm이며; 입사각 15도일 때, 필터의 중심 파장이 881.5nm로서, 즉 중심 파장이 2.5nm 감소한다. 이러한 현상은 필터의 블루 시프트 특성, 즉 입사각이 증가함에 따라 필터의 중심 파장이 단파 방향으로 이동하는 것을 의미한다.

캡슐화층의 관통홀에서 나오는 빛은 필터의 상이한 위치에서 상이한 입사각을 가질 수 있으므로, 상이한 입사각의 빛이 동일한 필터를 통과할 때 투과되는 빛의 파장이 이동한다. 상응하게, 본 발명의 실시예에서, 필터의 상이한 영역에 상이한 코팅 재료를 구비함으로써, 입사각이 작을 수록 관통홀의 중심 영역에 근접하고, 코팅에 대응하는 중심 파장이 더욱 짧으며; 입사각이 큰 것이 관통홀의 외부의 고리형 영역과 멀리 떨어지게 하고, 팅에 대응하는 중심 파장이 더욱 커, 블루 시프트 특성에 의한 필터 중심 파장 편차를 제한할 수 있도록 한다.

도 13은 도 15에 도시된 수신 장치를 참조한 부분 측면도로서, 본 발명의 실시예에서, 입사각이 5도 이하인 영역은 중심 영역(1)이고, 해당 영역은 제1 코팅 재료를 사용하며; 입사각이 5~10도인 영역은 중심 영역(1) 외의 제1 고리형 영역(2)이고, 상기 제1 고리형 영역(2)은 제2 코팅 재료를 사용하며; 입사각이 10~15도인 영역은 제1 고리형 영역(2) 외의 제2 고리형 영역(3)이고, 상기 제2 고리형 영역(3)은 제3 코팅 재료를 사용한다. 제3 코팅 재료에 대응하는 중심 파장은 제2 코팅 재료에 대응하는 중심 파장보다 크고, 제2 코팅 재료에 대응하는 중심 파장은 제1 코팅 재료에 대응하는 중심 파장보다 크다. 본 발명의 실시예는 상이한 입사각 영역에 상이한 코팅을 구비함으로써, 필터의 상이한 영역의 중심 파장 편차를 1 nm 미만으로 만든다.

본 발명의 실시예에서, 더 큰 입사각에 의해 더 높은 동적 범위를 얻을 수 있고, 필터의 코팅 설정에 의해 블루 시프트 특성이 감소되어, 배경광을 더 잘 제한하고 수신 장치의 감지 정밀도를 향상시킨다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예는 또한 레이저 레이더를 제공하며, 도 16을 참조하면, 본 발명의 레이저 레이더의 일 실시예의 도면을 도시한다. 상기 레이저 레이더는, 방출 빔(1)을 제공하기 위한 방출 장치(1001); 및 방출 빔이 목표물(1003)을 통과한 후 형성된 에코 빔(L’)을 감지하기 위한 본 발명의 실시예가 제공하는 수신 장치(1002)를 포함한다.

본 발명의 실시예의 레이저 레이더의 수신 유닛은 수신 장치의 설치 난이도를 낮추어, 수신 장치의 설치 속도 및 설치 효율을 향상시킨다.

도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예의 레이저 레이더 중의 일 방출 장치의 도면을 도시하며, 상기 방출 장치는 싱글포인트 수직 캐비티 표면 발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser, VCSEL)이다. 구체적으로, 상기 방출 장치(20)는 발광점(200)을 포함한다. 5층 접합을 갖는 싱글 광점 VCSEL을 예로 들면, 평방 밀리미터당 전력 밀도는 5킬로와트에 달할 수 있다. 멀티 광점 VCSEL 레이저와 비교하여, 싱글 광점 VCSEL은 전력 밀도 측면에서 더 분명한 이점이 있다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예의 레이저 레이더 중의 다른 일 방출 장치의 도면을 도시하며, 상기 방출 장치는 멀티 광점 수직 캐비티 표면 발광 레이저이다.

구체적으로, 상기 방출 장치(30)는 각각 방출 빔을 제공하기 위한 복수의 방출 유닛(300)을 포함하며; 상응하게, 레이저 레이더는 상기 송신 유닛에 대응하는 복수의 수신 장치를 더 포함하며; 복수의 수신 장치는 주변 회로에 연결되고, 상기 주변 회로는 수신 장치 각각의 전기 신호를 수신 및 처리하기 위한 것이다. 이로써 레이저 레이더 거리 측정을 구현한다.

구체적으로, 복수의 VCSEL 레이저 장치는 수신 장치에서의 SiPM과 일대일로 대응하여 VCSEL 레이저 장치 어레이를 형성한다. 상기 VCSEL 레이저 장치 어레이는 평면 어레이, 선형 어레이로 배열일 수 있으며, 배열 방식은 SiPM 배열 방식과 일치한다.

또한, 기타 실시예에서, 또한 복수의 VCSEL 장치(예를 들어 두 개)와 하나의 SiPM가 대응되는 방식을 사용할 수 있다.

멀티 광점 VCSEL 레이저 장치의 전체 전력 밀도는 평방 밀리미터당 1kW에 도달할 수 있으며, 멀티 광점 VCSEL은 발광 효율이 높고 대역폭이 좁으며 온도 드리프트가 작다. 더 좁은 필터에서 더 적은 전력으로 동일한 거리 측정 기능을 달성할 수 있으므로, 레이저 레이더 거리 측정에서 사람의 눈의 안전에 유리하다.

본 발명은 상기와 같이 개시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서, 다양한 변경 및 수정이 가능하므로, 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의해 한정되는 범위에 따라야 한다. 본 발명은 상기와 같이 개시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서, 다양한 변경 및 수정이 가능하므로, 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의해 한정되는 범위에 따라야 한다.

Claims (21)

1. 레이저 레이더에 적용되는 수신 장치에 있어서,
   회로 기판;
   상기 회로 기판 상에 위치하여 광 신호를 전기 신호로 전환하기 위한 복수의 수신 유닛;
   상기 회로 기판으로부터 돌출되고 상기 복수의 수신 유닛을 에워싸고 구비되어 상기 수신 유닛을 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 캡슐화 측벽;
   상기 캡슐화 측벽에 위치하고 상기 캐비티를 덮는 캡슐화층을 포함하는 수신 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 캡슐화층은 관통홀을 구비하며; 상기 수신 장치는 상기 캡슐화층에 구비되고 상기 관통홀을 덮는 필터를 더 포함하는 수신 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수신 장치는 광학 어셈블리를 더 포함하며;
   상기 복수의 수신 유닛의 광 감지 표면은 상기 광학 어셈블리의 초점면에 위치하는 수신 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 수신 장치는 초점면을 갖는 광학 어셈블리를 더 포함하며;
   상기 복수의 수신 유닛의 광 감지 표면은 수신 빔의 전송 방향에서 상기 초점면의 하류에 위치하는 수신 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 관통홀은 광학 어셈블리의 초점면에 위치하는 수신 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 캡슐화 측벽의 높이는 상기 관통홀을 통과한 후 상기 광 감지 표면에서 수신 빔의 최대 입사각이 15 ~ 20도가 되도록 설정하는 수신 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수신 유닛은 주변 회로에 연결되고, 상기 주변 회로는 상기 전기 신호를 수신 및 처리하기 위한 것이며;
   상기 주변 회로는 상기 캡슐화 측벽 내의 회로 기판에 위치하고, 상기 수신 유닛과 전기적으로 연결되거나, 상기 주변 회로는 상기 캡슐화 측벽 외부의 회로 기판에 위치하고, 상기 수신 장치는 전기적 연결 구조에 의해 상기 주변 회로와 연결되는 수신 장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 필터는 상기 관통홀에 근접한 중심 영역 및 상기 중심 영역 주위에 위치한 적어도 하나의 고리형 영역을 포함하며, 상기 중심 영역 및 고리형 영역의 코팅 재료가 상이하며;
   상기 필터는 중심 영역에서 고리형 영역의 방향에서, 코팅 재료에 대응하는 중심 파장이 점차 증가하는 수신 장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 필터는 상기 수신 유닛을 향하는 상기 캡슐화층의 표면에 위치하거나, 또는 상기 필터는 상기 수신 유닛을 등지는 상기 캡슐화층의 표면에 위치하는 수신 장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 필터는 상기 캡슐화층에 접착되는 수신 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층 중 하나 또는 모두가 독립적인 부재이거나, 또는 상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층이 일체형 구조인 수신 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 회로 기판 및 상기 캡슐화 측벽은 일체형 구조이고, 상기 캡슐화층은 독립적인 부재인 수신 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 회로 기판 및 상기 캡슐화 측벽은 인쇄회로기판이고, 상기 캐비티의 저부에 위치한 회로 기판 내에 주변 회로가 형성되며, 상기 복수의 수신 유닛과 전기적으로 연결되는 수신 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 캡슐화층은 상기 캐비티를 덮는 핀홀 다이어프램을 포함하는 수신 장치.
15. 제11항에 있어서,
    상기 캡슐화 측벽 및 상기 캡슐화층은 일체형 구조이고, 상기 회로 기판은 독립적인 부재인 수신 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 일체형 구조의 재료는 절연 재료 또는 금속 재료인 수신 장치.
17. 제11항에 있어서,
    상기 회로 기판, 캡슐화 측벽, 캡슐화층은 모두 일체형 구조이며; 상기 회로 기판은 인쇄회로기판이고, 상기 캡슐화 측벽은 절연 측벽이며, 상기 캡슐화층은 금속층인 수신 장치.
18. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수신 유닛은 매트릭스로 배열되거나, 또는 상기 복수의 수신 유닛은 행 방향 또는 열 방향으로 엇갈리게 배열되는 수신 장치.
19. 레이저 레이더에 있어서,
    방출 빔을 제공하기 위한 방출 장치; 및
    상기 방출 빔이 목표물을 통과한 후 형성된 에코 빔을 감지하기 위한 제1항 내지 제18항의 어느 한 항의 상기 수신 장치를 포함하는 레이저 레이더.
20. 제19항에 있어서,
    상기 방출 장치는 멀티포인트 수직 캐비티 표면 발광 레이저 또는 싱글포인트 수직 캐비티 표면 발광 레이저인 레이저 레이더.
21. 제19항에 있어서,
    상기 방출 장치는 각각 방출 빔을 제공하기 위한 복수의 방출 유닛을 포함하며;
    상기 레이저 레이더는 상기 송신 유닛에 대응하는 복수의 수신 장치를 포함하며; 복수의 수신 장치는 주변 회로에 연결되고, 상기 주변 회로는 수신 장치 각각의 전기 신호를 수신 및 처리하기 위한 것인 레이저 레이더.