[发明专利]使用波导和孔径的激光雷达接收器

说明书

本公开涉及使用孔径限制光检测器的噪声。一个示例实现包括系统。所述系统包括相对于场景设置的透镜。所述透镜聚焦来自所述场景的光。所述系统还包括限定孔径的不透明材料。所述系统还包括具有第一侧的波导，所述波导接收由所述透镜聚焦并通过所述孔径透射的光。所述波导将所接收的光引导至与所述第一侧相对的所述波导的第二侧。所述波导具有在所述第一侧和所述第二侧之间延伸的第三侧。所述系统还包括反射镜，所述反射镜将所引导的光反射至所述波导的第三侧。所述系统还包括光检测器阵列，其检测从所述第三侧传播出的反射光。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月1日提交的美国专利申请No.15/665,796的优先权，并据此全文以引用方式并入文本。

背景技术

除非本文另有说明，否则本部分中描述的材料在本申请中不是权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而被承认为现有技术。

光检测器，诸如光电二极管、单光子雪崩二极管(SPAD)或其它类型的雪崩光电二极管(APD)，可以用于检测施加在其表面上的光(例如，通过输出对应于光强度的电信号，诸如电压或电流)。许多类型的此种设备由半导体材料制成，诸如硅。为了在相当大的几何面积上检测光，可以将多个光检测器排列成并联连接的阵列。这些阵列有时被称为硅光电倍增器(SiPM)或多像素光子计数器(MPPC)。

上述一些装置对相对较低的光强度敏感，从而提高了它们的检测质量。然而，这可能也导致上述布置不成比例地容易受到不利背景效应的影响(例如，来自外部源的外来光可能影响光检测器的测量)。

发明内容

在一个示例中，系统包括透镜，该透镜相对于场景设置的并且配置成聚焦来自场景的光。系统还包括限定孔径的不透明材料。系统还包括具有第一侧的波导，该波导接收由透镜聚焦并通过孔径透射的光。波导将接收到的光引导至与第一侧相对的波导的第二侧。波导具有在第一侧和第二侧之间延伸的第三侧。系统还包括沿着引导光的传播路径设置的反射镜。反射镜将引导光反射到波导的第三侧。系统还包括光检测器阵列，其检测从波导的第三侧传播出的反射光。

在另一个示例中，一种方法包括经由相对于场景设置的透镜聚焦来自场景的光。方法还包括通过限定在不透明材料内的孔径透射聚焦的光。方法还包括在波导的第一侧处接收通过孔径透射的聚焦的光。方法还包括通过波导将接收光引导至波导的第二侧。方法还包括经由反射镜将引导光反射至波导的第三侧。第三侧在第一侧和第二侧之间延伸。方法还包括在光检测器阵列处检测从波导的第三侧传播出的反射光。

在又一个示例中，光检测和测距(LIDAR)设备包括照亮场景的激光雷达发射器。光检测和测距设备还包括激光雷达接收器，其接收由场景内的一个或多个物体反射的光。激光雷达接收器包括聚焦来自场景光线的透镜。激光雷达接收器还包括限定孔径的不透明材料。激光雷达接收器也包括具有第一侧的波导，该波导接收由透镜聚焦并通过孔径透射的光。波导将接收到的光引导至与第一侧相对的波导的第二侧。波导具有在第一侧和第二侧之间延伸的第三侧。激光雷达接收器还包括沿着引导光的路径设置的反射镜。反射镜将引导光反射到波导的第三侧。激光雷达接收器还包括光检测器阵列，其检测由反射镜反射并从波导的第三侧传播出的光。

在又一示例中，系统包括用于经由相对于场景设置的透镜聚焦来自场景的光的装置。系统还包括用于通过限定在不透明材料内的孔径透射聚焦的光的装置。系统也包括用于在波导的第一侧处接收通过孔径透射的聚焦的光的装置。系统还包括用于通过波导将接收光引导至波导的第二侧的装置。系统也包括用于经由反射镜将引导光反射至波导的第三侧的装置。第三侧在第一侧和第二侧之间延伸。系统还包括用于在光检测器阵列处检测从波导的第三侧传播出的反射光的装置。

前述发明内容仅是说明性的，并且不旨在以任何方式进行限制。除了上文描述的说明性方面、实施例以及特征之外，通过参考附图以及以下详细描述，其它方面、实施例以及特征将变得显而易见。

附图说明