[发明专利]光检测和测距传感器

权利要求书

1.一种电光学装置，包括：

激光光源，所述激光光源被配置为发射光的至少一个光束；

光束控制装置，所述光束控制装置被配置为跨目标场景传输和扫描所述至少一个光束；

感测元件阵列，每个感测元件被配置为输出指示所述感测元件上的光子入射的信号；

光收集光学器件，所述光收集光学器件被配置为将由所传输的光束扫描的所述目标场景成像到所述阵列上，

其中所述光束控制装置以比所述感测元件的节距小的扫描分辨率和斑点大小跨所述目标场景扫描所述至少一个光束；以及

电路，所述电路被耦接以致动仅在所述阵列的选定区域中的感测元件，并且与所述至少一个光束的扫描同步地使选定区域扫过所述阵列。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电路被配置为选择区域使得在所述扫描期间的任何时刻，选定区域包含所述光收集光学器件将被所述至少一个光束照亮的所述目标场景的区域成像到其上的所述阵列的部分。

3.根据权利要求2所述的装置，其中选定区域包括一个感测元件。

4.根据权利要求2所述的装置，其中选定区域包括多个感测元件。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述电路被配置为处理由感测元件输出的信号，以便确定到所述目标场景中的点的相应距离。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中感测元件包括单光子检测器。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述单光子检测器为单光子雪崩二极管(SPAD)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述激光光源被配置为沿不同的相应光束轴线发射至少两个光束，使得在所述扫描期间的任何时刻，所述光收集光学器件将被所述至少两个光束照亮的所述目标场景的相应区域成像到不同的相应的感测元件上。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述光束控制装置被配置为在二维扫描中跨所述目标场景扫描所述至少两个光束，并且所述电路被配置为以与所述二维扫描对应的二维图案使选定区域扫过所述阵列。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述二维扫描形成光栅图案，并且其中所述至少两个光束的相应光束轴线相对于所述光栅图案的扫描线方向相互横向地偏移。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述光束控制装置被配置为在线性扫描中在第一方向上跨所述目标场景扫描所述至少两个光束，并且其中所述至少两个光束包括在与所述第一方向垂直的第二方向上沿列轴线布置的多个光束。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述多个光束被布置在至少两个列中，所述至少两个列具有正交于所述扫描的所述第一方向并且相互偏移的相应列轴线。

13.一种用于感测的方法，包括：

发射光的至少一光束；

跨目标场景传输和扫描所述至少一个光束；

提供感测元件阵列，每个感测元件被配置为输出指示所述感测元件上的光子入射的信号；

将被所传输的光束扫描到的所述目标场景成像到所述阵列上，

其中以比所述感测元件的节距小的扫描分辨率和斑点大小跨所述目标场景扫描所述至少一个光束；以及

致动仅在所述阵列的选定区域中的感测元件，并且与所述至少一个光束的扫描同步地使选定区域扫过所述阵列。

14.根据权利要求13所述的方法，其中致动感测元件包括选择区域使得在所述扫描期间的任何时刻，选定区域包含所述光收集光学器件将由所述至少一个光束照亮的所述目标场景的区域成像到其上的所述阵列的部分。