本發(fā)明有關(guān)于一種雷射測距設(shè)備的，特別是有關(guān)于一種在基材上形成包括多個光源組件的光源陣列而且以整個光源陣列形成一個封裝結(jié)構(gòu)的光源結(jié)構(gòu)、配置此光源結(jié)構(gòu)的光學(xué)雷達(dá)裝置、及光源結(jié)構(gòu)的組裝方法。

背景技術(shù)：

1、光學(xué)雷達(dá)裝置是以脈沖雷射光對物體進(jìn)行測距的技術(shù)，激光束發(fā)射后從目標(biāo)的表面反射，反射后的激光束被接收可以藉由測距的技術(shù)(例如tof技術(shù)或fmcw技術(shù))得到目標(biāo)的距離。光學(xué)雷達(dá)裝置以廣泛地用于氣象、地形地貌偵測或目前相當(dāng)流行的自動車駕駛的測距應(yīng)用。

2、現(xiàn)有的光學(xué)雷達(dá)裝置的光源結(jié)構(gòu)是使用雷射二極管，多個雷射二極管安裝在電路板上形成一陣列，雷射二極管陣列以既定的頻率發(fā)出激光束以作為測距的光源。但是這種現(xiàn)有的雷射光源結(jié)構(gòu)，由于每個雷射二極管是個別焊接在電路板，因此后續(xù)還需要對雷射二極管陣列進(jìn)行光束投射的對準(zhǔn)校正工序，以確保光源的光束的照射方向能夠符合需求。另外，現(xiàn)有的雷射二極管陣列的出光方向是平行于電路板，因此還需要另外設(shè)置棱鏡使光線轉(zhuǎn)向。如此，現(xiàn)有的光學(xué)雷達(dá)裝置的制造工序比較復(fù)雜而且光束照射方向容易受到制程影響，另外，現(xiàn)有的光學(xué)雷達(dá)裝置的部件數(shù)量較多而不易小型化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)雷達(dá)裝置、光源結(jié)構(gòu)及其組裝方法，其能夠以較簡單的工序使光源結(jié)構(gòu)的出光達(dá)到要求的精度。

2、本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)的一實施例包括種光源結(jié)構(gòu)，其包括：

3、光源模塊，其包括基材以及至少一光源組件，該至少一光源組件形成于該基材的一承載面，每個光源組件具有復(fù)數(shù)個發(fā)光單元，每個該發(fā)光單元具有出光部；

4、電路板，該光源模塊設(shè)置于該電路板；

5、封裝件，設(shè)置于該電路板且圍繞該光源模塊，該封裝件一體成型且具有透光部，這些發(fā)光單元的這些出光部朝向該透光部；以及

6、光束調(diào)整模塊，設(shè)于該封裝件的該透光部，該發(fā)光單元的這些出光部發(fā)出的光通過該透光部及該光束調(diào)整模塊以形成工作光束。

7、在一實施例中，每個該發(fā)光單元系個別控制發(fā)光，且該出光部的出光是朝向一出光方向，該基材的該承載面垂直于該電路板，且該出光方向為遠(yuǎn)離且垂直于該電路板的方向；

8、該封裝件的該透光部為平面鏡片。

9、在一實施例中，該光源模塊包括復(fù)數(shù)個光源組件，這些光源組件排列形成一光源陣列，每個該光源組件具有相同數(shù)量或不同數(shù)量的該發(fā)光單元；其中該些發(fā)光單元為半導(dǎo)體發(fā)光單元。

10、在一實施例中，每個該光源組件的該發(fā)光單元的數(shù)量為小于或等于八個，其中該些發(fā)光單元為雷射二極管晶?；虼怪惫舱袂幻嫔湫屠咨?。

11、在一實施例中，每個該光源組件的該發(fā)光單元的數(shù)量為四個，該光源模塊更包括第一電極層以及第二電極層，該第一電極層與該第二電極層設(shè)置于該基材的該承載面，且該第一電極層與該第二電極層與該電路板電性連接，該第一電極層靠近該光源陣列的第一側(cè)，該第二電極層靠近該光源陣列的第二側(cè)及第三側(cè)，該第二側(cè)相對于該第三側(cè)，該第一側(cè)鄰接于該第二側(cè)及該第三側(cè)，這些發(fā)光單元的這些出光部位于該光源陣列的第四側(cè)，該第四側(cè)相對于該第一側(cè)。

12、在一實施例中，該光束調(diào)整模塊包括快軸準(zhǔn)直鏡，該快軸準(zhǔn)直鏡鄰接于該封裝件的該透光部，該發(fā)光單元的這些出光部發(fā)出的光依序穿過該透光部及該快軸準(zhǔn)直鏡；

13、該光束調(diào)整模塊更包括慢軸準(zhǔn)直鏡，該慢軸準(zhǔn)直鏡連接于該快軸準(zhǔn)直鏡且該慢軸準(zhǔn)直鏡連與該快軸準(zhǔn)直鏡形成一體化的結(jié)構(gòu)，穿過該快軸準(zhǔn)直鏡的該光接續(xù)穿過該慢軸準(zhǔn)直鏡；

14、該快軸準(zhǔn)直鏡包括凸透鏡部及與該凸透鏡部連接的第一柱狀部，該慢軸準(zhǔn)直鏡包括凹透鏡部及與該凹透鏡部連接的第二柱狀部，該第一柱狀部與該第二柱狀部連接；

15、該光依序通過該凸透鏡部、該第一柱狀部、該第二柱狀部及該凹透鏡部，該凸透鏡部使該光在第一方向上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，該凹透鏡部使該光在第二方向上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，該第二方向與該第一方向垂直。

16、在一實施例中，該光束調(diào)整模塊包括慢軸準(zhǔn)直鏡，該慢軸準(zhǔn)直鏡朝向該封裝件的該透光部，該發(fā)光單元的這些出光部發(fā)出的光依序穿過該透光部及該慢軸準(zhǔn)直鏡；該基材具有電絕緣性及熱傳導(dǎo)性，這些發(fā)光單元運(yùn)行時產(chǎn)生的熱由該基材傳導(dǎo)而進(jìn)行散熱。

17、在一實施例中，每個該發(fā)光單元的該出光部具有水平寬度dx、垂直寬度dy、水平發(fā)光角度θx及垂直發(fā)光角度θy，該水平寬度dx為平行于該承載面的寬度，該垂直寬度dy為垂直于該承載面的寬度，該水平寬度的范圍為200微米≦dx≦400微米，該垂直寬度的范圍為0.5微米≦dy≦15微米，該水平發(fā)光角度的范圍為8度≦θx≦15度，該垂直發(fā)光角度的范圍為20度≦θy≦40度，2≦θy/θx≦4，其中兩個相鄰的該出光部之間的間距與兩個相鄰的該出光部的中心點(diǎn)之間的距離之比例為20％至40％；

18、該水平寬度dx的范圍為348.25微米≦dx≦351.75微米，該垂直寬度dy的范圍為0.995微米≦dy≦1.005微米，該水平發(fā)光角度θx的范圍為9.95度≦θx≦10.05度，該垂直發(fā)光角度θy的范圍為32.835度≦θy≦33.165度，兩個相鄰的該出光部的水平方向中心點(diǎn)之間的距離的范圍為大于或等于497.75微米且小于或等于502.5微米，兩個相鄰的該出光部之間的間距的范圍為大于或等于149.25微米且小于或等于150.75微米。

19、本發(fā)明還提供了一種光學(xué)雷達(dá)裝置，包括：

20、殼體，具有透明窗口；

21、以上所述的光源結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該殼體內(nèi)；

22、掃描件，具有多個反射面鏡，該掃描件繞一軸線轉(zhuǎn)動；

23、光接收件，設(shè)置于該殼體內(nèi)且對準(zhǔn)該窗口；以及

24、計算控制單元，電性連接于該光源結(jié)構(gòu)、該掃描件及該光接收件；

25、其中該光源結(jié)構(gòu)發(fā)出該工作光束，該掃描件旋轉(zhuǎn)使得其中一個該反射面鏡反射該工作光束后穿過該窗口向外部發(fā)射，且該工作光束的發(fā)射角度隨著時間變化，該工作光束由外部的物體反射后由該光接收件接收，該計算控制單元根據(jù)該工作光束的發(fā)射與接收的狀態(tài)計算出該物體的距離。

26、本發(fā)明還提供了一種光源結(jié)構(gòu)的組裝方法，包括：

27、基材提供步驟：提供基材，該基材具有一承載面；

28、光源模塊形成步驟：在該承載面形成至少一光源組件，使該光源組件及該基材構(gòu)成光源模塊，每個該光源組件具有復(fù)數(shù)個發(fā)光單元，每個該發(fā)光單元具有出光部；

29、電路板提供步驟：提供電路板；

30、光源模塊組裝步驟：將該光源模塊設(shè)置于該電路板；

31、封裝件提供步驟：提供封裝件，該封裝件具有透光部；

32、封裝件組裝步驟：

33、將封裝件設(shè)置于該電路板且形成一容置空間，該光源模塊設(shè)置于該容置空間，且這些發(fā)光組件的這些出光部對應(yīng)于該透光部；

34、使該容置空間形成真空狀態(tài)；

35、光束調(diào)整模塊提供步驟：提供光束調(diào)整模塊；以及

36、光束調(diào)整模塊組裝步驟：將該光束調(diào)整模塊對應(yīng)于該透光部設(shè)置，使得這些發(fā)光單元的這些出光部發(fā)出的光穿過該光束調(diào)整模塊，以形成工作光束。

37、在一實施例中，該光源模塊形成步驟更包括：

38、設(shè)置這些發(fā)光單元形成個別控制發(fā)光；

39、設(shè)置這些出光部的出光為朝向同一出光方向；

40、形成多個光源組件于該承載面；以及

41、設(shè)置這些光源組件排列成一陣列；

42、該光源模塊組裝步驟更包括：

43、以該基材的該承載面垂直于該電路板的方式將該光源模塊設(shè)置于該電路板；

44、該光束調(diào)整模塊更包括慢軸準(zhǔn)直鏡，該光束調(diào)整模塊組裝步驟更包括：

45、使該慢軸準(zhǔn)直鏡鄰接于該封裝件的該透光部。

46、其中，每個該光源組件的該發(fā)光單元的數(shù)量為小于或等于八個，其中每個該光源組件的該發(fā)光單元的數(shù)量為四個。

47、在一實施例中，該光束調(diào)整模塊包括快軸準(zhǔn)直鏡，該光束調(diào)整模塊組裝步驟更包括：

48、使該快軸準(zhǔn)直鏡鄰接于該封裝件的該透光部；

49、該光束調(diào)整模塊更包括慢軸準(zhǔn)直鏡且該慢軸準(zhǔn)直鏡連與該快軸準(zhǔn)直鏡形成一體化的結(jié)構(gòu)，該快軸準(zhǔn)直鏡包括一凸透鏡部及與該凸透鏡部連接的第一柱狀部，該慢軸準(zhǔn)直鏡包括一凹透鏡部及與該凹透鏡部連接的第二柱狀部，該第一柱狀部連接于該第二柱狀部且形成一體化的結(jié)構(gòu)，該光束調(diào)整模塊組裝步驟更包括：

50、使該第一柱狀部鄰接于該封裝件的該透光部。

51、本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)的組裝方法，由于是以多個發(fā)光單元形成一個光源組件，多個光源組件形成一光源陣列，整個光源陣列以一個封裝件進(jìn)行封裝，而且每個發(fā)光單元是個別控制發(fā)光，如此可以增加光源陣列光束發(fā)射的精度，簡化后續(xù)光束投射校準(zhǔn)的工序，而且不須要如現(xiàn)有技術(shù)將多個雷射二極管焊接在電路板，可以簡化組裝的工序而且容易達(dá)到要求的精度。

52、另外，發(fā)光單元的發(fā)光部的出光方向與電路板垂直，不需要設(shè)置使光束轉(zhuǎn)向的棱鏡，可以減少光源結(jié)構(gòu)的部件數(shù)量。

53、光束調(diào)整模塊的快軸準(zhǔn)直鏡與慢軸準(zhǔn)直鏡形成一體化的結(jié)構(gòu)，其能夠以較簡單的工序使光源結(jié)構(gòu)的出光達(dá)到要求的精度，而且能夠減少部件的數(shù)量，有利于光學(xué)雷達(dá)裝置的小型化。不需要如現(xiàn)有技術(shù)快軸準(zhǔn)直鏡與慢軸準(zhǔn)直鏡個別設(shè)置，因而快軸準(zhǔn)直鏡與慢軸準(zhǔn)直鏡組裝時還需要進(jìn)行調(diào)整及校正的工序。