发光器、光学雷达及车辆的制作方法

本申请涉及光学雷达，尤其涉及一种发光器、光学雷达及车辆。

背景技术：

1、垂直腔面发射激光器具有体积小、阈值电流低、光斑呈圆形且易于二维集成的特点，在激光雷达、三维传感等领域得到广泛应用。

2、在诸如补盲激光雷达等应用场景中，激光雷达通常需要极大的视场角（fov），以感知车身周围大范围环境。相关技术中，为了将垂直腔面发射激光器的垂直出光扩展至广角扫描，需要在垂直腔面发射激光器的外部引入如旋转棱镜、振镜、微机电系统（mems）微镜或大视场衍射光学元件等光学元件。然而，这些引入的光学元件导致光学系统结构复杂，不利于激光雷达的小型化。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种发光器、光学雷达及车辆，以至少部分地解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的第一方面，提供一种发光器，用于光学雷达，发光器包括：发光层，具有至少两个发光组，每个发光组均包括多个光源；光学层，形成于发光层上，光学层包括至少两个偏折元件组，每个偏折元件组包括多个偏折元件，偏折元件配置为：出射并偏折光源发出的光；驱动电路，与至少两个发光组连接并用于驱动至少两个发光组依次发光；其中，至少两个偏折元件组与至少两个发光组一一对应地设置，且不同偏折元件组对发光组发射的光束具有不同的偏折角度。

3、可选地，多个偏折元件和多个光源一一对应地设置。

4、可选地，发光层包括衬底，所有光源的发光方向与衬底垂直；在至少一个偏折元件组中，偏折元件为微透镜，且偏折元件包括入射面和出射面，出射面为球冠面，光源的发光中心在入射面上的正投影与出射面的顶点在入射面上的正投影间隔设置。

5、可选地，至少两个偏折元件组包括第一偏折元件组和第二偏折元件组，第一偏折元件组包括多个第一偏折元件，第二偏折元件组包括多个第二偏折元件，第一偏折元件的出射面和第二偏折元件的出射面均为球冠面，且发光器满足以下条件中的至少一种：第一偏折元件的出射面和第二偏折元件的出射面具有不同的曲率半径；第一偏折元件的出射面和第二偏折元件的出射面具有不同的矢高；在第一偏折元件中，光源的发光中心在入射面上的正投影与出射面的顶点在入射面上的正投影具有第一距离；在第二偏折元件中，光源的发光中心在入射面上的正投影与出射面的顶点在入射面上的正投影具有第二距离；第一距离与第二距离不相等；第一偏折元件的出射面的开口方向和第二偏折元件的出射面的开口方向相反。

6、可选地，出射面满足以下关系式中的至少一种：1μm≤sag≤10μm；10μm≤r≤50μm；20μm≤d≤35μm；其中，sag为出射面的矢高，r为出射面的曲率半径，d为出射面所对应的球冠底部的直径。

7、可选地，至少两个偏折元件组包括第一偏折元件组和第二偏折元件组，第一偏折元件组包括多个第一偏折元件，第二偏折元件组包括多个第二偏折元件，第一偏折元件和第二偏折元件均包括入射面以及与入射面相交的出射面，出射面为平面，且第一偏折元件的出射面和第二偏折元件的出射面具有不同的倾斜角。

8、可选地，至少两个发光组间隔设置，发光器还包括驱动电路，驱动电路与至少两个发光组连接并用于驱动至少两个发光组依次发光。

9、可选地，发光层包括衬底，多个光源沿第一方向和第二方向阵列分布，第一方向和第二方向分别与衬底平行。

10、可选地，发光层包括平坦层，光学层形成于平坦层上。

11、根据本申请的第二方面，还提供一种光学雷达，包括上述的发光器。

12、根据本申请的第三方面，还提供一种车辆，包括上述的发光器，或者，包括上述的光学雷达。

13、本申请实施例的发光器，通过使至少两个偏折元件组与发光层的至少两个发光组一一对应地设置，并使不同偏折元件组对发光组发射的光束具有不同的偏折角度，还通过驱动电路驱动至少两个发光组依次发光，使得发光器的出射光束的指向能够随被驱动电路选择性驱动的发光组的不同实现在多个不同的方向之间切换，进而可以通过拼接不同指向的出射光束以增大发光器的出射光束所覆盖的视场范围；由于光学层与发光层集成设计，使得光束的偏折在发光器内完成，因而无需在发光器的外部另行引入旋转棱镜、振镜、微机电系统微镜或者大视场衍射光学元件等用于偏折光束的光学元件，有利于减小光学系统的结构复杂度以及减小光学雷达的体积和装配成本，进而有利于光学雷达的小型化。

14、本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

1.一种发光器（100），用于光学雷达，其特征在于，所述发光器（100）包括：

2.根据权利要求1所述的发光器（100），其特征在于，多个所述偏折元件（31）和多个所述光源（11）一一对应地设置。

3.根据权利要求2所述的发光器（100），其特征在于，所述发光层（1）包括衬底（12），所有所述光源（11）的发光方向与所述衬底（12）垂直；在至少一个所述偏折元件组（30）中，所述偏折元件（31）为微透镜，且所述偏折元件（31）包括入射面（311）和出射面（313），所述出射面（313）为球冠面，所述光源（11）的发光中心在所述入射面（311）上的正投影与所述出射面（313）的顶点在所述入射面（311）上的正投影间隔设置。

4.根据权利要求3所述的发光器（100），其特征在于，所述至少两个偏折元件组（30）包括第一偏折元件组（30a）和第二偏折元件组（30b），所述第一偏折元件组（30a）包括多个第一偏折元件（31a），所述第二偏折元件组（30b）包括多个第二偏折元件（31b），所述第一偏折元件（31a）的所述出射面（313）和所述第二偏折元件（31b）的所述出射面（313）均为球冠面，且所述发光器（100）满足以下条件中的至少一种：

5.根据权利要求3或4所述的发光器（100），其特征在于，所述出射面（313）满足以下关系式中的至少一种：

6.根据权利要求1或2所述的发光器（100），其特征在于，所述至少两个偏折元件组（30）包括第一偏折元件组（30a）和第二偏折元件组（30b），所述第一偏折元件组（30a）包括多个第一偏折元件（31a），所述第二偏折元件组（30b）包括多个第二偏折元件（31b），所述第一偏折元件（31a）和所述第二偏折元件（31b）均包括入射面（311）以及与所述入射面（311）相交的出射面（313），所述出射面（313）为平面，且所述第一偏折元件（31a）的所述出射面（313）和所述第二偏折元件（31b）的所述出射面（313）具有不同的倾斜角。

7.根据权利要求1所述的发光器（100），其特征在于，所述至少两个发光组（10）间隔设置。

8.根据权利要求7所述的发光器（100），其特征在于，所述发光层（1）包括衬底（12），所述多个光源（11）沿第一方向（x）和第二方向（y）阵列分布，所述第一方向（x）和所述第二方向（y）分别与所述衬底（12）平行。

9.根据权利要求1所述的发光器（100），其特征在于，所述发光层（1）包括平坦层（19），所述光学层（3）形成于所述平坦层（19）上。

10.一种光学雷达，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的发光器（100）。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的发光器（100），或者，如权利要求10所述的光学雷达。