[发明专利]一种像素级激光脉冲检测与测量电路

说明书

本发明公开了一种像素级激光脉冲检测与测量电路，能够实现光子到达事件检测和光子飞行时间测量。光子飞行时间测量电路包括脉冲激光接收器和时间间隔测量模块，脉冲激光接收器为脉冲检测电路，激光检测电路包括依次顺序连接的红外探测器、跨阻放大器、迟滞比较器和SR锁存器；本发明电路在有限的面积内增加了自身被测警示功能，能够定期检测自身是否成为其他激光探测目标，同时在主动模式下，能够将被动模式结构下的电路进行复用，并测量飞行时间，用于测距成像。

技术领域

本发明涉及激光测距、激光成像领域，特别是一种像素级激光脉冲检测与测量电路。

背景技术

成像系统根据有无照明光源可分为主动成像系统和被动成像系统。被动成像系统本身不带光源，依赖于环境或目标的发光，主要应用于红外成像领域，其缺点是容易受到环境光源的影响。主动成像系统采用一个人造光学辐射源(一般为激光器)和接收器，可以不受天气条件、背景照度等影响实现高分辨率成像，而激光由于具有亮度高、单色性和方向性好三个方面的优点已成为理想的测距光源。利用激光主动成像去探测远处或暗处的目标已经被广泛地应用到国防安全、环境探测等相关领域中。

传统的主动成像系统中一般只有单一的测距功能，而在有些应用场合需要增加自身被测警示能力，系统能够定期检测自身是否成为其他激光探测目标。由于阵列电路的特殊性，单像素的电路对面积有着严格的限制，无法像传统电路那样直接增加一个电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种像素级激光脉冲检测与测量电路，本发明在极小的像素面积内，实现了激光脉冲检测与光子飞行时间测量。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种像素级激光脉冲检测与测量电路，包括光子飞行时间测量电路，光子飞行时间测量电路包括脉冲激光接收器和时间间隔测量模块，脉冲激光接收器为激光检测电路，激光检测电路包括依次顺序连接的红外探测器、跨阻放大器、迟滞比较器和SR锁存器；其中，

像素级激光脉冲检测与测量电路用于光子飞行时间测量时，具体如下：

脉冲激光接收器，用于获取激光回波信号到达脉冲激光接收器的时刻信息并将其输出至时间间隔测量模块；

红外探测器，用于检测到激光回波信号并将其转化为光电流脉冲信号输出至跨阻放大器；

跨阻放大器，用于将光电流脉冲信号转化成时间脉冲电压信号并将其输出至迟滞比较器；

迟滞比较器，用于接收到时间脉冲电压信号后输出方波脉冲信号至SR锁存器；

SR锁存器，用于对方波脉冲信号进行锁存，得到高电平脉冲信号，从而获得激光回波信号到达脉冲激光接收器的时刻信息并输出至时间间隔测量模块；

时间间隔测量模块，用于根据接收的时刻信息测量出脉冲激光发生器发出的脉冲激光飞行时间间隔；

像素级激光脉冲检测与测量电路用于检测是否被外部激光信号探测时，只需脉冲激光接收器，具体如下：

脉冲激光接收器用于检测外部的激光脉冲；

红外探测器，用于当检测到外部的激光脉冲后，将其转化为外部的光电流脉冲信号输出至跨阻放大器；

跨阻放大器，用于将外部的光电流脉冲信号转化成外部的时间脉冲电压信号并将其输出至迟滞比较器；

迟滞比较器，用于接收到外部的时间脉冲电压信号后输出外部的方波脉冲信号至SR锁存器；

SR锁存器，用于对外部的方波脉冲信号进行锁存，输出外部的高电平脉冲信号，该外部的高电平脉冲信号作为像素级激光脉冲检测与测量电路被探测的警示信号。