[发明专利]用于光检测和测距的系统和方法

摘要

本公开涉及改进LIDAR系统的动态范围的方法和系统。示例系统100包括单片集成在共享衬底102上的多个单光子光电检测器110和至少一个附加的光电检测器120。多个单光子光电检测器110和至少一个附加的光电检测器120被配置为检测来自共享视场的光。系统还包括被配置为执行操作的控制器150。操作包括：从多个单光子光电检测器110和至少一个附加的光电检测器120接收相应的光电检测器信号；从以下至少两个中选择光电检测器信号：两个接收的光电检测器信号和通过组合两个接收的光电检测器信号形成的组合光电检测器信号；以及基于所选择的光电检测器信号来确定视场中的光的强度。实施例涉及具有不同的相应光敏性、频谱响应性和/或动态范围属性的不同的光电检测器(例如，硅光电倍增管SiPM和线性模式雪崩光电二极管LmAPD)的组合。这种检测器组合可以在高光水平下提供弱光检测以及高动态范围(例如，具有回射、近范围物体的场景等)。示例实施例包括以单片方式集成的雪崩二极管APD和SiPM的组合。作为示例实施例，可以使用一个或两个附加的光刻掩模制造步骤在与SiPM检测器阵列相同的衬底上制造APD设备。在弱光情况下，逻辑单元130可以选择SiPM信号代表实际光强度，并且忽略有噪声的或非线性的APD信号。在强光情况下，逻辑单元130可以选择APD信号代表实际光强度，并且忽略饱和的SiPM信号。在其他光水平情况下，来自APD和SiPM的相应信号可以以不同的比例混合或加权，以提供相对于检测到的光子的基本线性的信号强度。