[发明专利]用于校准光学距离传感器的系统及方法

权利要求书

1.一种光学系统，包括：

接收器模块，所述接收器模块包括具有焦平面的块体接收器光学装置、包括与所述焦平面相重合的多个感测孔的孔层、包括多个感测透镜的透镜层以及包括多个感测像素的像素层，其中所述孔层、所述透镜层和所述像素层被布置为形成在所述块体接收器光学装置后面的多个感测电路，其中所述多个感测电路中的每个感测电路接收来自所述块体接收器光学装置的光并且限定在所述光学系统外部的场中的在阈值距离之外的离散的不重叠的视场，并且每个感测电路包括所述多个感测孔中的感测孔、所述多个感测透镜中的感测透镜以及所述多个感测像素中的感测像素，以及

照明源，所述照明源被配置为将处于工作波长的离散的照明光束投射到由所述多个感测电路限定的离散的不重叠的视场中，

其中每个感测电路还包括被定位在所述块体接收器光学装置和所述感测像素之间的滤光器，并且所述滤光器被配置为通过包括所述工作波长的波长带的光同时阻挡在所述带之外的光。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中每个感测像素被配置为输出对应于在单个采样周期内入射到所述感测像素上的光子数的信号或信号流，并且其中所述系统还包括处理器和计算机可读介质，所述处理器被配置为执行被存储在所述计算机可读介质中的指令以利用每个感测像素的视场的已知位置来将入射光子数和光子定时信息转换为在所述系统外部的场的虚拟三维表示。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述系统被配置为用作静态图像传感器，所述静态图像传感器收集在所述系统外部的场中的空间或体积的二维或三维距离数据。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述系统被配置为用作图像传感器，当所述图像传感器绕平行于一列感测孔的轴旋转时，所述图像传感器收集被所述系统占据的体积的三维距离数据。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光学系统，其中每个感测电路中的感测像素包括多个单光子雪崩二极管检测器(SPAD)。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光学系统，其中所述光学系统还包括发射器模块，所述发射器模块包括块体发送器光学装置和所述照明源，并且其中所述照明源包括多个发射器，所述多个发射器中的每个发射器被配置为将处于所述工作波长的离散的照明光束通过所述块体发送器光学装置投射到在所述光学系统外部的场中。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其中所述多个感测电路中的每个感测电路中的滤光器是滤光器层的一部分，所述滤光器层跨越所述多个感测电路并且被配置为使包括所述工作波长的波长带的光通过所述多个感测电路中的每个感测电路。

8.根据权利要求6所述的光学系统，其中所述照明源包括多个激光器。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述多个激光器被制造于单个芯片上并且呈现基本上类似的随温度变化的输出波长特性。

10.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述多个激光器被布置在阵列中，所述阵列由发射器间距距离表征，所述发射器间距距离基本上等同于感测孔间距距离。

11.根据权利要求6所述的光学系统，其中所述照明源包括光学发射器的单片垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列。

12.根据权利要求6所述的光学系统，其中所述块体接收器光学装置和所述块体发送器光学装置被布置在平面内并且彼此横向偏移。

13.根据权利要求12所述的光学系统，还包括热耦接到所述照明源的温度传感器。

14.根据权利要求6所述的光学系统，还包括可操作地耦接到所述照明源并且被配置为更改所述照明源的参数的调节器。