多通道光电耦合系统、激光雷达系统及载具系统的制作方法

1.本公开涉及激光雷达领域，特别是涉及一种多通道光电耦合系统、激光雷达系统以及载具系统。


背景技术：

2.光电耦合组件是一种以光为媒介传输信号的光电转换器件，被广泛地应用在各种电路中。光电耦合组件一端作为接收光信号，另一端基于光电效应产生与光信号相对应的电信号，从而实现光电转换。
3.在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。


技术实现要素：

4.根据本公开实施例的一个方面，提供了一种多通道光电耦合系统。所述多通道光电耦合系统包括依次布置的准直透镜阵列、聚焦透镜阵列以及探测器阵列，其中：所述准直透镜阵列包括多个准直透镜，所述多个准直透镜中的每个准直透镜分别用于将光准直为平行光；所述聚焦透镜阵列包括多个聚焦透镜，所述多个聚焦透镜中的每个聚焦透镜分别用于将由所述多个准直透镜中对应的准直透镜准直的平行光汇聚到所述探测器阵列的多个探测器中对应的探测器的表面上；以及所述探测器阵列包括所述多个探测器，所述多个探测器中的每个准直透镜分别用于基于汇聚至其各自表面的光输出相应的电信号。
5.根据本公开实施例的另一方面，提供了一种激光雷达系统。所述激光雷达系统包括：光源，用于产生激光束；扫描系统，用于使所述激光束出射以对外界进行扫描；以及接收系统，所述接收系统包括上述的多通道光电耦合系统，所述多通道光电耦合系统用于将从外界返回的光信号转换为电信号。
6.根据本公开实施例的另一方面，提供了一种载具系统。所述载具系统包括上述的激光雷达系统。
7.通过本公开实施例，可提供一种结构简单、元器件数量少、成本低的多通道光电耦合系统，以及具有上述优点的激光雷达系统和载具系统。
附图说明
8.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开。在附图中：
9.图1是根据本公开示例性实施例的多通道光电耦合系统的结构示意图；
10.图2是如图1所示的多通道光电耦合系统的其中一条单通道光路的示意图；
11.图3是光在如图2所示的单通道光路作用下的成像图；
12.图4是根据本公开另一示例性实施例的多通道光电耦合系统的结构示意图；
13.图5是根据本公开另一示例性实施例的多通道光电耦合系统的结构示意图；
14.图6是图1、图4或图5所示的多通道光电耦合系统中各阵列的根据本公开示例性实施例的布置示意图；
15.图7是图1、图4或图5所示的多通道光电耦合系统中各阵列的根据本公开另一示例性实施例的布置示意图；
16.图8是图1、图4或图5所示的多通道光电耦合系统中各阵列的根据本公开另一示例性实施例的布置示意图；
17.图9是根据本公开另一示例性实施例的多通道光电耦合系统的侧视图；
18.图10是图9所示的多通道光电耦合系统的沿光路向前看的前视图；
19.图11是如图9所示的多通道光电耦合系统的其中一条单通道光路的示意图；以及
20.图12是可应用于图11所示的多通道光电耦合系统中的光路偏移器件的结构示意图。
具体实施方式
21.将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应当由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分相区分。因此，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可以被称为第二元件、部件、区、层或部分而不偏离本公开的教导。
22.诸如“在
…
下面”、“在
…
之下”、“较下”、“在
…
下方”、“在
…
之上”、“较上”等等之类的空间相对术语在本文中可以为了便于描述而用来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语意图涵盖除了图中描绘的取向之外在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下面”或“在其他元件或特征下方”的元件将取向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在
…
之下”和“在
…
下方”可以涵盖在
…
之上和在
…
之下的取向两者。诸如“在
…
之前”或“在
…
前”和“在
…
之后”或“接着是”之类的术语可以类似地例如用来指示光穿过元件所依的次序。器件可以取向为其他方式(旋转90度或以其他取向)并且相应地解释本文中使用的空间相对描述符。
23.本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述及特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合，并且短语“a和b中的至少一个”是指仅a、仅b、或a和b两者。
24.将理解的是，当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，其可以直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、直接耦合到另一个元件或层或者直接邻近另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连
接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”、“直接邻近另一个元件或层”时，没有中间元件或层存在。然而，在任何情况下“在
…
上”或“直接在
…
上”都不应当被解释为要求一个层完全覆盖下面的层。
25.本文中参考本公开的理想化实施例的示意性图示(以及中间结构)描述本公开的实施例。正因为如此，应预期例如作为制造技术和/或公差的结果而对于图示形状的变化。因此，本公开的实施例不应当被解释为限于本文中图示的区的特定形状，而应包括例如由于制造导致的形状偏差。因此，图中图示的区本质上是示意性的，并且其形状不意图图示器件的区的实际形状并且不意图限制本公开的范围。
26.除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。
27.本公开实施例的一个方面提供了一种多通道光电耦合系统，其由少量的光学元器件构成，且具有简易的结构，实现多通道光电耦合系统的小体积化和低成本化。
28.图1是根据本公开示例性实施例的多通道光电耦合系统10的结构示意图。如图1所示，多通道光电耦合系统10包括依次布置的准直透镜阵列120、聚焦透镜阵列140以及探测器阵列150。准直透镜阵列120包括多个准直透镜1201，多通道光电耦合系统10外部的光，例如环境光或信号光，入射至准直透镜阵列120的每个准直透镜中。多个准直透镜中的每个准直透镜分别用于将光准直为平行光，每个准直透镜例如为平凸透镜，可采用玻璃材质。聚焦透镜阵列140包括多个聚焦透镜1401，多个聚焦透镜中的每个聚焦透镜分别用于将由多个准直透镜中对应的准直透镜准直的平行光汇聚到探测器阵列的多个探测器中对应的探测器的表面上，每个聚焦透镜例如为平凸透镜，可采用玻璃材质。探测器阵列150包括多个探测器1501，多个探测器中的每个探测器分别用于基于汇聚至其表面的光输出相应的电信号，探测器阵列例如可以是apd(雪崩二极管)阵列、spad(单片式单光子雪崩二极管)阵列、sipam(硅光电倍增管)阵列、或ingaas(铟镓砷光电探测器)阵列等探测器阵列。每个准直透镜1201、聚焦透镜1401、探测器1501可形成光电耦合系统的一个通道100。
29.根据本公开实施例的多通道光电耦合系统可由少量的光学元器件构成，结构简单，实现了多通道光电耦合系统的小体积化和低成本化。
30.如图1所示，多通道光电耦合系统10还可包括信号传输器件阵列110，信号传输器件阵列110包括多个信号传输器件1101。多个信号传输器件中的每个信号传输器件用于将光，例如环境光或信号光，从多通道光电耦合系统的外部传输至多通道光电耦合系统的内部。信号传输器件1101可以为光纤，光纤的出口朝向相应的准直透镜1201，信号传输器件1101也可以为空间光调制器件。信号传输器件阵列110沿多通道光电耦合系统的光路位于准直透镜阵列120的前方。即，多通道光电耦合系统10包括依次布置的信号传输器件阵列110、准直透镜阵列120、聚焦透镜阵列140以及探测器阵列150。
31.在另一些实施例中，多通道光电耦合系统10外部的光，例如环境光或信号光，直接入射至准直透镜阵列的每个准直透镜中。
32.如图1所示，多通道光电耦合系统10还可包括滤光器件130，用于对多通道光电耦
合系统内部的光进行滤光，滤光器件设置在信号传输器件阵列与准直透镜阵列之间。在另一些实施例中，多通道光电耦合系统10包括滤光器件130，滤光器件沿多通道光电耦合系统的光路设置在准直透镜阵列的前方、或设置在准直透镜阵列与聚焦透镜阵列之间、或设置在聚焦透镜阵列与探测器阵列之间。滤光器件可以是多个小滤光片构成的滤光器件阵列，分别对应信号传输器件阵列、准直透镜阵列、聚焦透镜阵列或探测器阵列件中的每个相应元器件。滤光器件也可以是一整块的滤光片，同时对应所有的阵列。
33.例如，在图1示出的光电耦合系统中，滤光器件为设在准直透镜阵列与聚焦透镜阵列之间的一个滤光片130。在图4示出的光电耦合系统中，滤光器件为设在信号传输器件阵列与准直透镜阵列之间的一个滤光片430。在图5示出的光电耦合系统中，滤光器件为设在聚焦透镜阵列与探测器阵列之间的一个滤光片530。图4和图5中的信号传输器件阵列、准直透镜阵列、聚焦透镜阵和探测器阵列与图1中的类似，在此不再赘述。
34.图2是图1所示的多通道光电耦合系统10的其中一条通道的光路示意图。通道100包括信号传输器件1101、准直透镜1201、聚焦透镜1401、以及探测器1501。在另一些示例中，外部的光，例如环境光或信号光，没有经过任何光学器件而直接入射至准直透镜1201中，即单通道光路可以不包括信号传输器件。
35.信号传输器件1101用于将光、例如环境光或信号光从外部传输至内部。信号传输器件1101传输的光射向准直透镜1201。信号传输器件1101可以包括光纤或空间光调制器件，但并不限于此。受限于光纤固有的横截面积，以及光中存在的例如散光的非平行光线，导致从光纤射出的光的光斑较大，耦合效率低，容易引起串扰。准直透镜1201用于将从信号传输器件1101入射至准直透镜1201的光准直为平行光，准直透镜例如为平凸透镜，可采用玻璃材质。在一个示例中，准直后的平行光包括光线间夹角较小的光。聚焦透镜1401用于将平行光汇聚到探测器1501的表面上，聚焦透镜例如为平凸透镜，可采用玻璃材质。探测器1501用于基于汇聚至其表面的光输出相应的电信号，探测器例如可以是apd(雪崩二极管)、spad(单片式单光子雪崩二极管)、sipam(硅光电倍增管)、ingaas(铟镓砷光电探测器)等探测器。聚焦透镜1401所汇聚的光在探测器1501的表面形成光强，在光电效应的作用下，探测器1501产生与光强大小对应的电流。
36.根据本公开实施例的光电耦合系统的每一通道可由少量的光学元器件构成，结构简单，实现了光电耦合系统的小体积化和低成本化。
37.根据一些实施例，通道100还包括滤光器件130，用于对光电耦合系统内部的光进行滤光，滤光器件130设置在信号传输器件1101与准直透镜1201之间、或准直透镜1201与聚焦透镜1401之间、或聚焦透镜1401与探测器1501之间。如图2所示，滤光器件1301设置在准直透镜1201与聚焦透镜1401之间。在另一些示例中，外部的光没有经过任何光学器件直接入射至准直透镜1201，滤光器件130可沿光路设置在准直透镜1201前方。
38.根据一些实施例，滤光器件130滤除光中的非必要光线。非必要光线可包括但不限于容易造成串扰的杂散光。在一个示例中，滤光器件130除去光电耦合系统内部的杂散光，避免杂散光造成的串扰。非必要光线还可包括光强过大的光，但并不限于此。在一个示例中，当过量的光汇聚在探测器1501的表面时，会引起超过安全负载的电流。滤光器件130除去一部分光，使光的光强在安全范围以下，避免光电耦合系统发生过载的危险。在一个示例中，光电耦合系统的带宽有限，当光的信息熵过大时，会超过光电耦合系统的信息承受极
限。滤光器件130除去一部分光，避免光电耦合系统的承受信息过大的危险。
39.根据一些实施例，光电耦合系统通过有效的光路结构设计，使光能够形成面积更小的光斑，提高了光的耦合效率，有效控制了信号通道间的串扰。以光电耦合系统的一个通道为例，如图2所示，信号传输器件1101输出的较大光斑在经过准直透镜1201、滤光器件130、聚焦透镜1401之后形成一个较小的光斑。在一个示例中，在光电耦合系统的至少一个通道中，光从200微米的光斑转变为148微米的光斑。
40.图3示出了光在如图2所示的单通道作用下的成像图。如图3所示，obj是所有光传播开始处的物面，即信号传输器件1101向光电耦合系统内部输出的光的端面。ima是所有光传播终点处的像面，是光成像时所处的平面，即探测器1501上汇聚有光斑的表面。在图3示出的多个示例中，像面形成的光斑大小小于物面。
41.参考图2和图3，根据本公开实施例的光电耦合系统的单个通道的耦合效率更高。此外，光电耦合系统的多个通道之间的串扰可以降低。
42.根据一些实施例，准直透镜阵列、聚焦透镜阵列以及探测器阵列分别为线阵列或面阵列，准直透镜阵列、聚焦透镜阵列或探测器阵列的面阵列中的相邻两列中的准直透镜、聚焦透镜或探测器并排布置或错开布置。
43.图6至图8是根据本公开示例性实施例的多通道光电耦合系统中各阵列的布置示意图。例如，图1、图4至图5所示的任一种多通道光电耦合系统中各阵列可以按照图6至图8所示的任一种方式布置。如图6至图8所示，多通道光电耦合系统中各阵列，如准直透镜阵列、聚焦透镜阵列以及探测器阵列，可分别为线阵列或面阵列。如图6至图8所示，准直透镜阵列、聚焦透镜阵列或探测器阵列的面阵列中的相邻两列中的准直透镜、聚焦透镜或探测器并排布置或错开布置。
44.根据一些实施例，准直透镜阵列中的多个准直透镜、聚焦透镜阵列中的多个聚焦透镜、以及探测器阵列中的多个探测器可以一一对应，每个准直透镜、聚焦透镜和探测器形成一条通道，每条通道的光路可以例如近似为直线(例如，如图2所示)。在一些示例中，准直透镜阵列、聚焦透镜阵列以及探测器阵列均为如图6所示的线阵列，准直透镜阵列中的多个准直透镜、聚焦透镜阵列中的多个聚焦透镜、以及探测器阵列中的多个探测器数量相同且一一对应，每一通道的准直透镜、聚焦透镜以及探测器彼此对准。在另一些示例中，准直透镜阵列、聚焦透镜阵列以及探测器阵列均为如图7或图8所示的面阵列，准直透镜阵列中的多个准直透镜、聚焦透镜阵列中的多个聚焦透镜、以及探测器阵列中的多个探测器数量相同且一一对应，每一通道的准直透镜、聚焦透镜以及探测器彼此对准。
45.在线阵列结构中，准直透镜阵列中的准直透镜的数量例如为2～16，聚焦透镜阵列由与准直透镜排布及数量一样的聚焦透镜组成，探测器阵列由与聚焦透镜排布及数量一样的探测器组成。在面阵列结构中，准直透镜阵列中的准直透镜的数量例如m*n，其中优选的，1≤m≤16，1≤n≤16，类似地，聚焦透镜阵列由与准直透镜排布及数量一样的聚焦透镜组成，探测器阵列由与聚焦透镜排布及数量一样的探测器组成。
46.根据另一些实施例，多条通道中的至少一条通道的光路为折线(例如，如图11所示)。为此，多通道光电耦合系统还包括至少一个光路偏移器件，其设置在准直透镜阵列和聚焦透镜阵列之间，以使光路偏折。通过设置至少一个光路偏移器件，在一些实施例中，准直透镜阵列中的多个准直透镜、聚焦透镜阵列中的多个聚焦透镜、以及探测器阵列中的多
个探测器可以不一一对应。例如，准直透镜阵列可以为图7所示的面阵列，而聚焦透镜阵列可以为图8所示的面阵列，准直透镜阵列的面阵列中的至少一列或一行中的准直透镜与聚焦透镜阵列中的至少一列或一行中的聚焦透镜彼此错开。又例如，如图9至图10所示的实施例中，准直透镜阵列为线阵列，而聚焦透镜阵列为面阵列。其中，准直透镜阵列包括至少一个准直透镜，其未与聚焦透镜阵列中的任一聚焦透镜对准，该至少一个准直透镜分别配有一个光路偏移器件，光路偏移器件用于使从对应的准直透镜出射的光偏移并入射到聚焦透镜阵列中的一个聚焦透镜。
47.根据一些实施例，在多通道光电耦合系统中，光路偏移器件包括以下项中的至少一项：潜望镜、折反镜、以及反射光栅。
48.根据一些实施例，在多通道光电耦合系统中，潜望镜是高折射率的平行六面体，或是多个面上涂镀有反射膜层的平行六面体。
49.根据一些实施例，在多通道光电耦合系统中，至少一个光路偏移器件的表面上涂镀有滤光膜作为滤光器件。
50.根据一些实施例，在多通道光电耦合系统中，探测器阵列中的每个探测器具有单独的响应于光信号启动的开关元件。
51.图9和图10示出了根据本公开另一示例性实施例的多通道光电耦合系统20。图9是多通道光电耦合系统20的侧视图。图10是图9所示的多通道光电耦合系统20的沿光路向前看的前视图。
52.在一些示例中，如图9和图10所示，准直透镜阵列为包括四个准直透镜的线阵列，聚焦透镜阵列为包括四个聚焦透镜的面阵列，准直透镜阵列中的中间两个准直透镜分别配有一个所述光路偏移器件。
53.图9和图10示出的多通道光电耦合系统20的中间两路通道200、210的光路为折线形。在一个示例中，第一通道200和第二通道210的信号传输器件沿高度方向布置在同一直线上。第一通道200和第二通道210中的光在光路偏移器件2601、2602的作用下分别偏向两侧但处于同一水平方向上。在一侧设置与第一通道200对应的第一聚焦透镜2401和第一探测器2501，以接收来自第一光路偏移器件2601的光，在另一侧设置与第二通道210对应的第二聚焦透镜2402和第二探测器2502，以接收来自第二光路偏移器件2602的光。在图9示出的多通道光电耦合系统20的侧视图中，第一聚焦透镜2401与第二聚焦透镜2402在水平方向上看相互重叠，且第一探测器2501与第二探测器2502在水平方向上看相互重叠。在图10示出的多通道光电耦合系统20的沿光路向前看的前视图中，第一聚焦透镜2401与第二聚焦透镜2402分别沿水平方向位于两侧，且第一探测器2501与第二探测器2502分别沿水平方向位于两侧。
54.图9和图10示出的多通道光电耦合系统20的上下两路通道的光路未发生偏折，仍保持直线。如图10所示，聚焦透镜阵列和探测器阵列呈旋转45度的正方形排布。在本公开的其他实施例中，光路偏折功能的结构设置位置和数量亦可根据实际需要进行选择，如可以为四路透镜中的三路，或上下两路等组合。
55.在图9和图10所示的多通道光电耦合系统20中，通过光路偏移器件，聚焦透镜阵列和探测器阵列呈面阵列，中间两路的聚焦透镜和探测器之间的距离相较于线阵列的布置方式增大。通过例如光电耦合系统20的布置方式，能够在多个信号传输器件彼此间距较小的
情况，避免为了对准信号传输器件而使多个探测器彼此间距较小，探测器彼此的间距拉大，进一步减少信号串扰的发生。
56.图11是根据本公开另一示例性实施例的光电耦合系统20的其中一条通道200的示意图。
57.如图11所示，光电耦合系统的其中一条通道200还包括光路偏移器件2601，光路偏移器件2601设置在准直透镜2201和聚焦透镜2401之间。光路偏移器件2601使通道200内部的光的传播方向改变，从而能够错位地设置通道200的各个组件，尤其使信号传输器件2101和探测器2501不需要对齐地设置在光电耦合系统中。
58.如图11所示，滤光器件2301设置在准直透镜2201和光路偏移器件2601之间。在另一些示例中，滤光器件2301可设置在滤光器件2301与聚焦透镜2401之间。
59.根据一些实施例，光路偏移器件2601包括以下项中的任一项：潜望镜、折反镜、以及反射光栅。
60.图12是根据本公开示例性实施例的光路偏移器件的结构示意图，其可应用于图11所示的光电耦合系统的其中一条通道200。
61.如图12所示，光路偏移器件2601为平行六面体的潜望镜。光从光路偏移器件的第一面261进入潜望镜，在依次经过第二面262和第三面263后，从第四面264离开潜望镜。在一个示例中，该潜望镜是由高折射率材质构成的平行六面体。例如，潜望镜材质的折射率大于潜望镜外部物质的折射率，使第二面262和第三面263形成光密-光疏界面而发生全反射。在一个示例中，潜望镜由普通材质构成，在第二面262和第三面263上涂镀有类似平面镜的反射膜层，反射膜层通过光的反射使光路改变。
62.在一些示例中，光路偏移器件2601上具有一体设置的滤光器件。在一个示例中，光路偏移器件2601的第一面261或第四面264上涂镀有滤光膜作为滤光器件。滤光膜包括但不限于带通滤光片、截止滤光片、负滤光片等。
63.在一个示例中，第一面261涂镀有滤光膜，第四面264涂镀有增加光通过量的增透膜，从而避免在通过光路偏移器件2601时有大量的光被损失掉。
64.根据一些实施例，探测器具有单独的响应于光信号启动的开关元件。例如，探测器上设置有光敏传感器，在光照射到光敏传感器时，开关元件启动，探测器进行工作。在探测器不被光照射时，为了避免探测器空转的发生，使探测器关闭或休眠以降低功耗的浪费。
65.根据本公开实施例的多通道光电耦合系统20能够实现同步多个通道光电转换，有利于在需要多个信号端获取的应用场景使用。系统结构简单，元件数量少，系统集成难度低，有利于降低系统体积。此外，系统耦合效率高、串扰小，能够适用于高信噪比要求的场景，有利于减少场景杂散光对于信号的影响。
66.根据本公开实施例的另一方面，提供一种单通道光电耦合组件，单通道光电耦合组件包括依次布置的准直透镜、聚焦透镜以及探测器，其中，准直透镜用于将从入射至准直透镜的光准直为平行光，聚焦透镜用于将平行光汇聚到探测器的表面上，以及探测器用于基于汇聚至其表面的光输出相应的电信号。此外，上述任一实施例的多通道光电耦合系统的其中任一条通道均可作为该单通道光电耦合组件。这种单通道光电耦合组件结构简单、元器件数量少、体积小且成本低，耦合效率也得以提高。
67.根据本公开实施例的另一方面，提供一种激光雷达系统，激光雷达系统包括：光
源，用于产生激光束；扫描系统，用于使激光束出射以对外界进行扫描；以及接收系统，接收系统包括上述的光电耦合组件或者上述的多通道光电耦合系统，光电耦合组件或多通道光电耦合系统用于将从外界返回的光信号转换为电信号。
68.根据一些实施例，激光雷达系统还包括控制器，控制器与光电耦合组件的探测器或光电耦合系统中的探测器阵列电连接，用于根据接收系统是否接收到外界返回的光信号，控制光电耦合组件的探测器或光电耦合系统中的探测器阵列中每一探测器的开关。根据本公开实施例的激光雷达系统具有如上所述的光电耦合组件或光电耦合系统的相应优点，在此不再赘述。
69.根据本公开实施例的另一方面，提供一种载具系统，载具系统包括上述的激光雷达系统。载具系统包括但不限于车辆、无人机、船只等，其使用场景包括但不限于路端探测装置、码头监控、路口监控、工厂等具有多个传感器的系统中。
70.以下描述本公开的一些示例性方案。
71.方案1.一种多通道光电耦合系统，所述多通道光电耦合系统包括依次布置的准直透镜阵列、聚焦透镜阵列以及探测器阵列，其中：
72.所述准直透镜阵列包括多个准直透镜，所述多个准直透镜中的每个准直透镜分别用于将光准直为平行光；
73.所述聚焦透镜阵列包括多个聚焦透镜，所述多个聚焦透镜中的每个聚焦透镜分别用于将由所述多个准直透镜中对应的准直透镜准直的平行光汇聚到所述探测器阵列的多个探测器中对应的探测器的表面上；以及
74.所述探测器阵列包括所述多个探测器，所述多个探测器中的每个探测器分别用于基于汇聚至其各自表面的光输出相应的电信号。
75.方案2.根据方案1所述的多通道光电耦合系统，其中，所述多通道光电耦合系统还包括滤光器件，所述滤光器件沿所述多通道光电耦合系统的光路设置在所述准直透镜阵列的前方、或设置在所述准直透镜阵列与所述聚焦透镜阵列之间、或设置在所述聚焦透镜阵列与所述探测器阵列之间。
76.方案3.根据方案1或2所述的多通道光电耦合系统，其中，所述多通道光电耦合系统还包括信号传输器件阵列，所述信号传输器件阵列包括多个信号传输器件，所述多个信号传输器件中的每个信号传输器件用于将光从所述多通道光电耦合系统的外部传输至所述多通道光电耦合系统的内部，其中，所述信号传输器件阵列沿所述多通道光电耦合系统的光路位于所述准直透镜阵列的前方。
77.方案4.根据方案1至3中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述多通道光电耦合系统还包括滤光器件，用于对所述多通道光电耦合系统内部的光进行滤光，所述滤光器件设置在所述信号传输器件阵列与所述准直透镜阵列之间、或设置在所述准直透镜阵列与所述聚焦透镜阵列之间、或设置在所述聚焦透镜阵列与所述探测器阵列之间。
78.方案5.根据方案1至4中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述准直透镜阵列、所述聚焦透镜阵列以及所述探测器阵列分别为线阵列或面阵列，所述准直透镜阵列、所述聚焦透镜阵列或所述探测器阵列的面阵列中的相邻两列中的准直透镜、聚焦透镜或探测器并排布置或错开布置。
79.方案6.根据方案1至5中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述多通道光
电耦合系统还包括至少一个光路偏移器件，其设置在所述准直透镜阵列和所述聚焦透镜阵列之间。
80.方案7.根据方案1至6中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述准直透镜阵列为线阵列，所述聚焦透镜阵列为面阵列，所述准直透镜阵列包括至少一个准直透镜，其未与所述聚焦透镜阵列中的任一聚焦透镜对准，所述至少一个准直透镜分别配有一个所述光路偏移器件，所述光路偏移器件用于使从对应的准直透镜出射的光偏移并入射到所述聚焦透镜阵列中的一个聚焦透镜。
81.方案8.根据方案1至7中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述准直透镜阵列为包括四个准直透镜的线阵列，所述聚焦透镜阵列为包括四个聚焦透镜的面阵列，所述准直透镜阵列中的中间两个准直透镜分别配有一个所述光路偏移器件。
82.方案9.根据方案1至8中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述光路偏移器件包括以下项中的至少一项：潜望镜、折反镜、以及反射光栅。
83.方案10.根据方案1至9中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述潜望镜是高折射率的平行六面体，或是多个面上涂镀有反射膜层的平行六面体。
84.方案11.根据方案1至10中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述光路偏移器件的表面上涂镀有滤光膜作为滤光器件。
85.方案12.根据方案1至11中任一项所述的多通道光电耦合系统，其中，所述探测器阵列中的每个探测器具有单独的响应于光信号启动的开关元件。
86.方案13.一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括：光源，用于产生激光束；扫描系统，用于使所述激光束出射以对外界进行扫描；以及接收系统，所述接收系统包括方案1至12中任一项所述的多通道光电耦合系统，所述多通道光电耦合系统用于将从外界返回的光信号转换为电信号。
87.方案14.根据方案13所述的激光雷达系统，其中，所述激光雷达系统还包括控制器，所述控制器与所述多通道光电耦合系统中的探测器阵列电连接，用于根据所述接收系统是否接收到外界返回的光信号，控制所述多通道光电耦合系统中的探测器阵列中每一探测器的开关。
88.方案15.一种载具系统，所述载具系统包括根据方案13或14所述的激光雷达系统。
89.虽然在附图和和前面的描述中已经详细地说明和描述了本公开，但是这样的说明和描述应当被认为是说明性的和示意性的，而非限制性的；本公开不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附的权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的主题时，能够理解和实现对于所公开的实施例的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除未列出的其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个，并且术语“多个”是指两个或两个以上。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不表明这些措施的组合不能用来获益。