[发明专利]激光输出装置及激光雷达装置

权利要求书

1.一种激光雷达装置，其测定离包含于由向垂直方向及水平方向分布的多个扫描点形成的视野范围FOV内的障碍物的距离，包括：

多个激光输出部，其排列成阵列形态且射出具有特定波长的多个点激光光束，并且包括至少一个垂直腔面发射激光器VCSEL元件；

传感器部，其检测从对象反射的光；

控制部，其基于所述激光光束的射出时间点和感测到反射的所述光的接收时间点获得距离信息；以及

超颖表面，其包括利用配置于所述激光输出部的射出面侧的多个纳米柱引导所述激光光束使得对应于所述多个扫描点，并且沿着对应于所述垂直方向的行方向与对应于所述水平方向的列方向排列成二维阵列的多个光束操纵单元，

其中，通过所述多个光束操纵单元引导从所述多个激光输出部射出的多个点激光光束，使得所述多个点激光光束对应于形成所述FOV的向垂直方向及水平方向分布的所述多个扫描点，

其中，与所述多个激光输出部分别对应的所述多个光束操纵单元分别包括具有比所述特定波长小的高度和宽度的多个纳米柱，并且利用所述纳米柱具有不同于其他光束操纵单元的操纵方向的操纵方向，

其中，从所述多个激光输出部射出的所述多个点激光光束分别由对应的光束操纵单元操纵，

其中，所述操纵方向通过垂直操纵角度和水平操纵角度限定，

其中，每个所述光束操纵单元的所述垂直操纵角度根据每个所述光束操纵单元所包括的纳米柱的第一特性的垂直方向增减率来确定，并且所述水平操纵角度根据每个所述光束操纵单元所包括的所述纳米柱的第二特性的水平方向增减率来确定，

其中，与每个所述光束操纵单元相对应的所述纳米柱的所述第一特性的垂直方向增减率随着每个所述光束操纵单元的中心位置与所述超颖表面的中心位置之间的垂直距离增加而逐渐增加，以使所述激光光束对应于形成所述FOV的向所述垂直方向分布的所述多个扫描点，

其中，与所述每个光束操纵单元相对应的所述纳米柱的所述第二特性的水平方向增减率随着每个光束操纵单元的中心位置与所述超颖表面的中心位置之间的水平距离增加而逐渐增加，以使所述激光光束对应于形成所述FOV的向所述水平方向分布的所述多个扫描点，并且

其中，所述第一特性与纳米柱的宽度、纳米柱的高度及相邻纳米柱之间的垂直方向间隔中至少一个相关，所述第二特性与纳米柱的宽度、所述纳米柱的高度及相邻纳米柱之间的水平方向间隔中的至少一个相关。

2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其中：

选自于所述多个光束操纵单元的一个光束操纵单元的所述操纵方向的垂直成分的范围为-M度到M度，水平成分的范围为-N度到N度，其中所述N大于M。

3.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其中：

包含于所述FOV的所述多个扫描点中各扫描点的位置和在所述超颖表面的所述光束操纵单元的位置相关。

4.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其中：

所述纳米柱为圆柱或多角立柱形状。

5.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其中所述第一特性不同于所述第二特性。

6.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其中所述第一特性是从纳米柱的宽度、纳米柱的高度和相邻纳米柱之间的间隔中选择的一个特性，所述第二特性是从所述纳米柱的宽度、纳米柱的高度和相邻纳米柱之间的距离中选择的另一个特性。