[发明专利]光检测和测距系统及其驱动方法

权利要求书

1.一种光检测和测距LiDAR系统，包括：

光源；

光束转向设备，被配置为调制来自光源的光的相位并且同时在多个方向上输出光，并且包括：

光学相控阵列OPA，包括多个通道，其中多个通道中的每个被配置为调制入射到其上的光的相位；以及

信号输入单元，被配置为向多个通道中的每个施加调制信号；

接收器，包括多个光检测元件，所述多个光检测元件被配置为接收在多个方向上从所述光束转向设备照射到对象并且从所述对象反射的光；

处理器，被配置为分析由接收器接收的光的分布，从而各个地处理在多个方向上照射到所述对象的光，其中光的分布是位置特定分布和时间特定分布中的至少一个；以及

相位设置器，被配置为配置通过OPA实现的相位剖面，并且基于所述相位剖面控制所述信号输入单元来控制多个方向，并且

特征在于，所述相位设置器还被配置为配置二值相位剖面，其中多个方向包括从OPA输出的+1阶光所指向的第一方向和从OPA输出的-1阶光所指向的第二方向。

2.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述处理器进一步被配置为控制所述光束转向设备通过调节多个方向中的每个来同时沿着多个扫描方向扫描所述对象。

3.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述处理器还被配置为放大和处理由接收器所接收的低强度的光，其中，低强度的光是与由光束转向设备所输出的并且由接收器所接收的其他光的强度相比具有更低的强度的光。

4.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述处理器还被配置为放大和处理由接收器所接收的高阶光，其中，高阶光是与由光束转向设备所输出的并且由接收器所接收的其他光相比具有更高阶的光。

5.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，OPA包括：具有根据电信号的施加而变化的光学性质的有源层；以及与所述有源层相邻定位的、包括次波长的纳米结构的多个元器件。

6.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，OPA包括：将输入光分成多个路径并且通过多个输出端输出光的光波导；以及调节多个路径中的每个中的相位延迟的相位延时器。

7.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述相位设置器还被配置为配置二值相位剖面，其中，在所述光束转向设备的多个通道中的每个中实现的相位值是第一相位值和第二相位值中的一个。

8.根据权利要求7所述的LiDAR系统，其中，所述相位设置器还被配置为：通过以准周期方式将第一相位值和第二相位值排列与通道的数量一样多的次数来配置所述二值相位剖面，并且按照排列多个通道的顺序分配第一相位值和第二相位值

9.根据权利要求7或8所述的LiDAR系统，其中，所述相位设置器还被配置为：通过对在多个通道当中针对位于彼此相邻的一个或多个通道设置第一相位值并且针对位于彼此相邻的接下来的一个或多个通道设置第二相位值的处理进行重复，以使得重复第一相位值和第二相位值的排列模式的周期的平均值满足预定值，来配置二值相位剖面。

10.根据权利要求9所述的LiDAR系统，其中，所述相位设置器还被配置为配置所述二值相位剖面，使得第一方向和第二方向分别通过角度θ和-θ确定，所述角度θ和-θ如下定义：

其中，λ是入射光的波长，T_k是重复第一相位值和第二相位值的排列模式的第k周期，以及T_k是周期的平均值。

11.根据权利要求9所述的LiDAR系统，其中，所述相位设置器还被配置为：通过配置使用从0到2π的整个相位值范围的全相位剖面使得+1阶光的方向变为期望方向并且通过将全相位剖面的相位值中的每个修改为第一相位值和第二相位值中的任一个，来配置所述二值相位剖面。