[发明专利]用于基于LIDAR的3-D成像的集成照射和检测

权利要求书

1.一种集成的光检测和测距(LIDAR)装置，包括：

被安装到印刷电路板的照射源，所述照射源被配置成产生照射光的测量脉冲；

被安装到所述印刷电路板的检测器，所述检测器被配置成检测光的返回脉冲并产生表示检测到的返回脉冲的输出信号，其中所述返回脉冲是从被相应的测量脉冲照射的三维环境中的一位置反射的测量脉冲的量，其中所述照射光的测量脉冲和所述返回脉冲在所述集成LIDAR装置内、在一距离上共用一公共光学路径；

被安装到所述印刷电路板的照射驱动器，所述照射驱动器电耦合到所述照射源并配置成向所述照射源提供一定量的电功率，致使所述照射源发射所述照射光的测量脉冲；

被安装到所述印刷电路板的许多模拟信号调节电子器件，所述模拟信号调节电子器件被配置成放大由所述检测器产生的输出信号；

被安装到所述印刷电路板的模数转换器，所述模数转换器被配置成将放大的输出信号转换成数字信号；和

计算系统，其被配置用于：

接收表示检测到的光量的数字信号；并且

基于所述数字信号，确定所述测量脉冲从所述LIDAR装置到所述三维环境中的被测量位置并返回到本LIDAR装置的飞行时间。

2.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述照射源和所述照射驱动器集成在被安装到所述印刷电路板的单一氮化镓基基板上。

3.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述光的返回脉冲和所述照射脉冲通过在所述LIDAR装置内的分束器与所述公共光学路径分开。

4.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述检测器包括有源感测表面区域和在所述检测器的视场内的透明孔径。

5.根据权利要求4所述的LIDAR装置，其中，所述透明孔径是穿过所述检测器的空隙。

6.根据权利要求5所述的LIDAR装置，其中，所述照射源发射所述照射光的测量脉冲使其通过所述检测器中的所述透明孔径，使得所述照射光的测量脉冲在所述检测器的视场内。

7.根据权利要求1所述的LIDAR装置，还包括：

设置于所述公共光学路径中的有源光学元件，其具有可选择的折射率，其中所述有源光学元件在第一状态下将所述返回脉冲引导向所述检测器，并且其中所述有源光学元件在第二状态下将所述照射光的测量束引导到所述公共光学路径中。

8.根据权利要求1所述的LIDAR装置，还包括：

设置于所述公共光学路径中的第一光学元件，所述第一光学元件被配置成将所述光的返回脉冲聚焦到所述检测器上；

设置于所述公共光学路径中的第二光学元件，所述第二光学元件被配置成将所述照射光的测量束引导到所述公共光学路径中，其中所述照射源设置于所述检测器的视场外面。

9.根据权利要求1所述的LIDAR装置，还包括：

设置于所述公共光学路径中的镜子元件，其中所述镜子元件包括在所述检测器的视场中的所述镜子的那一部分内的透明孔径，并且其中所述照射源发射所述照射光的测量束使其通过所述透明孔径到所述公共光学路径中。

10.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述照射源设置在位于所述检测器的视场内共用的光学路径中。

11.根据权利要求10所述的LIDAR装置，其中，所述照射源被嵌置在一光学元件中，所述光学元件设置在位于所述检测器的视场内共用的光学路径中。

12.根据权利要求1所述的LIDAR装置，还包括：

光纤元件，其被光学耦合在位于所述探测器的视场外面的所述照射源和位于所述探测器的视场内的所述公共光学路径中的镜子元件之间。