[发明专利]用于对光检测和测距系统中来自多个孔径的相干检测进行管理的装置和方法

权利要求书

1.一种用于对光检测和测距LIDAR系统中来自多个孔径的相干检测进行管理的装置，所述装置包括：

第一光源或端口，用于提供对视场进行照明的调制照明光波；

第二光源或端口，用于提供与所述调制照明光波具有限定相位关系的参考光波；

孔径阵列，包括布置在一个或多个维度上的多个孔径，并且被配置为接收光波前，所述光波前包括对所述视场的至少一部分的贡献，其中：

所述孔径中的两个或更多个中的每一个被配置为接收所接收的光波前的相应部分，并且所述孔径阵列中的至少两个不相邻的孔径被配置为对所接收的光波前中包括有来自所述视场的同一部分的贡献的相应部分进行接收，并且

所述孔径中的两个或更多个中的每一个被耦合到相应的光混合器，该混合器将所接收的光波前的相应部分与相应的本地振荡器光波进行相干干涉，其中，每个相应的本地振荡器光波来自于所述参考光波，使得对于每个相应的孔径，(i)在所述第二光源或端口与所述相应的光混合器之间，以及(ii)在所述相应的孔径与所述相应的光混合器之间，相应的组延迟差基本相等；以及

处理模块，被配置为处理从所述光混合器的输出检测到的电信号，所述处理包括：

对于多个所述光混合器中的每个光混合器，根据该光混合器的至少一个输出端检测到的至少一个电信号确定至少一个相位或振幅信息，基于来自于多个所述光混合器中的至少两个光混合器的相位或振幅信息，确定与所述视场的第一子集相关联的第一基于方向的信息，根据所述第一基于方向的信息确定第一距离信息，

基于来自于多个所述光混合器中的至少两个光混合器的相位或振幅信息，确定与所述视场的第二子集相关联的第二基于方向的信息，以及

根据所述第二基于方向的信息确定第二距离信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调制照明光波具有频谱，所述频谱包括在可调谐频率处的峰值，以提供调频连续波(FMCW)照明光波。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调制照明光波是脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调制照明光波由两个波长的光交替形成。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调制照明光波具有覆盖不同频带的频谱。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，(i)在所述第二光源或端口与所述相应的光混合器之间，以及(ii)在所述相应的孔径和相应的光混合器之间，相应的组延迟差对应小于10cm的光路长度差。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，(i)在所述第二光源或端口与所述相应的光混合器之间，以及(ii)在所述相应的孔径和相应的光混合器之间，相应的组延迟差对应小于1cm的光路长度差。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一基于方向的信息和所述第二基于方向的信息被进一步处理以分别测量来自所述视场的所述第一子集和所述第二子集的光的第一强度和第二强度。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一基于方向的信息和所述第二基于方向的信息被进一步处理以测量分别对来自视场的所述第一子集和所述第二子集的光进行反射的物体的相对速度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一基于方向的信息的至少一部分和所述第二基于方向的信息的至少一部分被并行确定。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述照明光波被设置为同时对整个所述视场进行照明。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述照明光波被设置为随时间扫描所述视场的不同部分。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述孔径阵列中的一个或多个孔径用于发射所述照明光波的至少一部分。