【技术实现步骤摘要】
光测距装置
[0001]本申请是专利技术名称为“具有电子扫描发射器阵列和同步传感器阵列的光测距装置”、申请号为201880053727.2的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2017年7月5日提交的美国临时专利申请号62/528,879的优先权，其公开内容在此通过引用以其全部内容并出于所有目的引入。
[0004]本公开涉及光测距装置。
技术介绍
[0005]光成像、检测和测距(LIDAR)系统通过用脉冲激光照明目标且用传感器测量反射的脉冲来测量到目标的距离。接着可使用飞行时间测量值来产生目标的数字3D表示。LIDAR系统可用于各种需要使用3D深度图像的应用，包含考古学、地理学、地质学、林业、绘图、建造、医学成像和军事应用，以及其它应用。自主车辆也可使用LIDAR用于障碍检测和避免以及车辆导航。
[0006]一些LIDAR系统包括机械、移动部件，其在物理上以小于或等于360
°
的旋转角度扫描发射和接收元件以捕获场中景物的图像...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光测距装置，包括：光传输模块，包括发射机层，所述发射机层包括多个光发射器；光感测模块，包括传感器层，所述传感器层包括多个像素，其中所述多个像素中的每个像素感测来自所述多个光发射器中的不同的光发射器的光；发射器触发电路，耦合到所述多个光发射器并且被配置为一次仅激活光发射器的子集；以及传感器阵列读出电路，耦合到所述多个像素并且被配置为与对应的光发射器的触发同时地，同步所述多个像素内各像素的读出，使得多个单独的光发射器中的每个光发射器能够被激活，并且所述多个像素中的每个像素能够通过一个发射周期被读出。2.根据权利要求1所述的光测距装置，其中所述多个像素中的每个像素与所述多个光发射器中的对应的每个光发射器之间存在一一对应，并且所述多个光发射器中的每个光发射器的视场与所述多个像素中与其对应的像素的视场对准。3.根据权利要求2所述的光测距装置，其中所述光传输模块还包括图像空间远心本体发射机光学器件并且所述光感测模块还包括图像空间远心本体接收器光学器件。4.根据权利要求3所述的光测距装置，其中所述多个单独的光发射器被布置成二维阵列，该二维阵列具有第一尺寸并且被配置为将离散光束通过所述本体发射机光学器件投射到光学系统外部的场中；所述多个像素被布置成二维阵列，该二维阵列具有第二尺寸并且被配置为在光子通过所述本体接收器光学器件之后检测从所述场中的表面反射的光子；并且第一尺寸、第二尺寸、本体发射机光学器件和本体接收器光学器件的组合被设计成使得穿过所述本体发射机光学器件的每个发射器列的视场与穿过所述本体接收器光学器件的对应像素列的视场显著相同。5.根据权利要求1所述的光测距装置，其中所述多个光发射器被布置成二维阵列，并且所述发射器触发电路按列或按行激活发射器的子集。6.根据权利要求1所述的光测距装置，其中系统基于从所述多个光发射器发射的光脉冲与由所述多个像素中的像素所检测的脉冲的反射之间经过的时间计算到所述场中的物体的距离。7.根据权利要求6所述的光测距装置，其中所述光感测模块能够测量由所述像素所检测的发射的光脉冲的多普勒频移，并且所述系统还基于所测量的多普勒频移计算所述光感测模块与反射表面之间的相对速度。8.根据权利要求6所述的光测距装置，其中所述系统还被配置为基于由所述多个像素中的像素所检测的脉冲强度估计反射表面的反射率。9.根据权利要求6所述的光测距装置，其中所述系统还被配置为基于所检测的脉冲的形状确定反射表面是硬材料还是漫射材料。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光测距装置，其中所述多个像素中的每个像素包括多个SPAD。11.一种光测距装置，包括：光发射器的二维阵列，所述光发射器的二维阵列被对准以根据照明图案将光束投射到光学系统外部的场中，其中所述照明图案中的每个光束表示所述场内的非重叠视场，所述光发射器的二维阵列包括并排对准的多个发射器组，其中每个发射器组包括所述光发射器
的二维阵列中的发射器子集，并且能够独立地操作以从其发射器子集发射光；多个像素，所述多个像素能够操作以检测从所述光发射器的二维阵列发射的、从所述场内的表面反射后的光子，其中所述多个像素中的每个像素被对准以感测来自多个光发射器中的对应的光发射器的光；耦合到所述多个发射器组的发射器阵列驱动电路，所述发射器阵列驱动电路被配置为根据触发顺序一次激活所述多个发射器组中的一个发射器组，其中在一个发射周期期间所述多个发射器组中的每个发射器组被激活；和传感器阵列读出电路，耦合到所述多个像素并且被配置为与每个光发射器组的触发同时地，同步与激活的发射器组中的发射器相对应的多个像素内各像素的读出，使得多个单独的光发...
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