CN108828611A - Lidar系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到从其中准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器的一个或多个对象的距离。一个或多个处理器，配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。

Description

LIDAR系统和方法
技术领域
本文所述的主题涉及距离测量系统，例如LIDAR系统。
背景技术
各种距离测量系统进行操作以确定对象离系统有多远，和/或确定对象何时存在于由距离测量系统检查下的视场或区域之内。这种距离测量系统的一个示例是光检测和测距（LiDAR）系统。LiDAR系统通过将光引导向在检查下的对象或区域而进行操作。光的至少部分可从对象反射。LiDAR系统检查发射光与接收光的反射之间的时间延迟（又称作反射光的飞行时间）。基于这个时间延迟，LiDAR系统能够确定对象离LiDAR系统有多远。
一些已知LiDAR系统使用一个或多个光点或光束来确定到对象的距离或者对象的存在。为了覆盖更大区域，例如通过相对于正被LiDAR系统检查或监测的区域移动光源来移动一个或多个光点。这个移动能够涉及在相反方向上来回光栅化（rastering）一个或多个光点，并且在另一个方向（例如向下方向）上逐渐移动光的来回光栅化。虽然这种途径能够允许LiDAR系统覆盖更大区域，但是光的光栅化对LiDAR系统增加附加机械复杂度并且对LiDAR系统增加附加成本。
另外，反射光的检测的信噪比（SNR）可由于单独光点在光的光栅化移动期间覆盖大得多的区域而受损。可通过增加大量光源来增加SNR，但是这也对LiDAR系统增加成本和复杂度。
发明内容
在一个实施例中，LiDAR系统包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到一个或多个对象（从其中，准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器）的距离。一个或多个处理器配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。
在一个实施例中，另一个LiDAR系统包括：透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；光敏检测器，配置成感测经准直的光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成基于反射的光的至少部分的反射来确定到一个或多个对象的距离。
在一个实施例中，一种方法包括将光源耦合到散热衬底上，将衬底耦合到热电冷却器，并且将衬底耦合在具有沿封装的一个边缘所设置的接合整体透镜阵列的封装中。透镜阵列配置成接收来自光源的独立光束，并且在多个不同方向上准直独立光束。
本发明还提供一组技术方案，如下：
1. 一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：
光源，配置成生成独立光束；
透镜阵列，配置成接收来自所述光源的所述独立光束，并且将所述独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；
光敏检测器，配置成感测所述准直传出光的至少部分的反射；以及
一个或多个处理器，配置成确定到从其中将所述准直传出光的所述至少部分反射向所述光敏检测器的一个或多个对象的距离，所述一个或多个处理器配置成基于所述准直传出光的所述至少部分的所述反射来确定所述距离。
2. 如技术方案1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在不同方向上准直所述独立光束的每个。
3. 如技术方案2所述的LiDAR系统，其中，由所述透镜阵列来准直所述独立光束的每个所在的所述不同方向包括水平方向和垂直方向。
4. 如技术方案1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列包括多个透镜，其定位成各自接收来自所述独立光束的不同光束。
5. 如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括设置在所述透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导所述准直传出光。
6. 如技术方案5所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件包括至少一个可移动反射镜，所述至少一个可移动反射镜配置成沿能视场来回移动和反射所述准直传出光。
7. 如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括与所述光源互连的热电冷却器。
8. 如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括窗口，所述准直传出光在离开所述透镜阵列之后经过所述窗口，其中所述窗口包括抗反射层。
9. 如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括所述透镜阵列上的抗反射层。
10.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：
透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；
光敏检测器，配置成感测经准直的所述光的至少部分的反射；以及
一个或多个处理器，配置成基于反射的所述光的所述至少部分的所述反射来确定到一个或多个对象的距离。
11.如技术方案10所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在多个不同方向上准直所述独立光束。
12.如技术方案10所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列包括多个透镜，所述多个透镜定位成各自接收来自所述独立光点的不同光点。
13.如技术方案12所述的LiDAR系统，其中，所述透镜的每个配置成在第一方向和不同的第二方向两者上准直由所述透镜接收的所述光点。
14.如技术方案10所述的LiDAR系统，还包括具有窗口的封装，其中所述透镜阵列设置在所述封装中，并且所述窗口或所述透镜阵列的一个或多个包括全向涂布层。
15.如技术方案10所述的LiDAR系统，还包括设置在所述透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导经准直的所述光。
16.如技术方案10所述的LiDAR系统，还包括具有至少一个可移动反射镜的反射镜组合件，所述至少一个可移动反射镜配置成沿能视场来回移动和反射经准直的所述光。
17.如技术方案16所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件配置成移动经准直的所述光，而无需移动所述光源。
18.如技术方案16所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件配置成移动经准直的所述光，而无需移动所述透镜阵列。
19.一种方法，包括：
将光源耦合到散热衬底上；
将所述衬底耦合到热电冷却器；以及
将所述衬底耦合在具有沿所述封装的一个边缘所设置的接合整体透镜阵列的封装中，所述透镜阵列配置成接收来自所述光源的独立光束，并且在多个不同方向上准直所述独立光束。
20.如技术方案19所述的方法，其中，所述光源使用拾取与放置接合来耦合到所述衬底。
21.如技术方案19所述的方法，还包括将偏振分束器安装到所述封装。
附图说明
通过参照附图，阅读以下非限制性实施例的描述，将会更好地理解本发明主题，其中下面：
图1示出LiDAR系统的一个实施例；
图2示出LiDAR系统的另一个实施例；
图3示出能够包含在本文所述LiDAR系统的一个或多个中的照明组合件的一个实施例；
图4示出用于提供本文所述LiDAR系统的一个或多个实施例的方法的流程图；以及
图5示出图3所示照明组合件的透镜阵列组合件和封装中的透镜的一个实施例。
具体实施方式
本文所述的发明主题提供LiDAR系统和方法，其使用光（例如光线）的延长形状来确定到对象的距离，和/或检测正由系统和方法所监测的区域（例如LiDAR系统的视场）中的对象的存在。所得到的测量然后能够由LiDAR系统或另一个系统用来确定落在LiDAR系统的能视场之内的对象的大小、形状、位置、取向、速度等。
由透镜阵列所形成的光能够在一个或多个方向上扫掠（例如移动）。例如，LiDAR系统能够移动由电流计、MEMS致动器等所致动的扫描反射镜（mirror），以便沿水平方向移动光。这能够允许LiDAR系统覆盖组成LiDAR系统的能视场的角的范围。第二扫描反射镜能够用来在正交能视场的一小部分之上扫掠光束，以填充光阵列之间的区域。
LiDAR能够从光源的每个发送定时的脉冲，并且使用光电检测器阵列来监测来自能视场中的对象的反射光。光电检测器配置成接收来自能视场的不同区段的光，并且生成信号，所述信号由LiDAR系统的控制器用来确定从能视场中的对象所反射的任何光脉冲的飞行时间。从光源所发射的脉冲经由LiDAR系统的脉冲编码和光学布局与检测器阵列中的对应元件同步。当光电检测器接收来自从能视场中的对象所反射的脉冲时，能够通过将飞行时间（传送脉冲时与接收光的脉冲的反射时之间的时间量）乘以光速，来确定到对象的距离。
通过利用光源和光电检测器的阵列，LiDAR系统能够在更长时间周期期间对来自对象的反射光进行积分。这产生对于给定扫描频率的改进SNR，和/或相对于没有包括本文所述的透镜阵列的一些已知LiDAR系统能够允许更高扫描频率被使用。
透镜阵列的一个或多个实施例在多个方向（例如在水平方向以及在垂直方向）上准直来自光源的光。这产生从透镜阵列所发出的准直光束的扇形，其覆盖LiDAR系统的垂直视场。光束的这个扇形能够通过扫描MEMs反射镜或电流计以大范围（例如30至120度）水平扫掠。第二扫描反射镜能够垂直地偏转光束，以采用角偏移光源之间的小角范围（例如1至10度）来填充相邻光源之间的网格。这生成扫描束（例如4至50个光束）的集合，其同时探测LiDAR系统的视场的区段中的区域。
LiDAR系统能够通过从每个单独激光器发射短激光脉冲（或者脉冲集合）来进行操作，所述短激光脉冲（或者脉冲集合）由微透镜阵列在一个方向引导并且准直。准直束由扫描反射镜在视场之上扫掠。如果视场中存在对象，则光将被散射并且反射回向LIDAR。反射光然后入射到接收光学器件（optic）上，并且聚焦到NIR检测器（例如InGaAs或Ge）的阵列上，所述NIR检测器设置成使得它们仅接收来自与激光器阵列中的特定激光器关联的FOV的对应区段的光。
对于感测反射光的检测器阵列的一个实施例，与存在光源的相同数量的检测器的阵列被布置在聚焦光学器件（例如一个或多个透镜）后面，其接收来自能视场的散射和去扫描光。这个光已经从放置在扫描反射镜与光源之间的偏振分束器（PBS）被反射。来自光源的传出光被偏振并且与PBS的透射轴对准。从检测器阵列的视场所反射和散射的光经历偏振旋转，其将允许光的一部分在从PBS反射之后由检测器阵列来接收。所接收的光将已经被角去扫描，并且将会已经来自由关联光源所照亮的区域。能够通过测量窄脉冲从光源的发射到脉冲在关联检测器阵列的接收之间的时间延迟并且将这个时间与光速相乘，来确定到目标对象的往返距离。
可选地，近红外（NIR）光电检测器的阵列（例如，1280×1024检测器的阵列），其通过从LiDAR系统的视场收集更多光的具有更大数值孔径的成像透镜来监测视场。检测器阵列能够被交流（AC）耦合，并且能够在检测器阵列检测检测器阵列的视场中的事件（例如反射光脉冲的接收）的时间的短时间周期（例如2至5纳秒）内从给定像素输出信号。这能够允许反射光脉冲的检测，使得检测能够与通过光源的脉冲发射相关，以允许到对象的距离被确定。
本文所述发明主题的至少一种技术效果允许LiDAR系统前面的三维（3D）空间的映射。通过创建系统前面的空间的3D地图，系统的输出能够用于例如移动车辆前面、自主装置（例如机器人和无人机）前面、安全或者被监测区域等中的对象的存在的检测和导航的应用。检测道路前面或边缘的对象的存在允许车辆的导航，其允许车辆避免碰撞。
本文所述LiDAR系统的一个或多个实施例利用具有1500至1700纳米（nm） NIR波长范围的波长的激光二极管。与利用700至1000 nm波长的范围的光操作的其他LiDAR系统相比，发明主题的一个或多个实施例的光源（例如激光二极管）经历更低大气衰减，并且因此能够在更大传播范围上进行操作。更长的波长在经过大气的传播期间还经历降低的瑞利（Rayleigh）散射。瑞利散射与光波长的四次方的波长成反比，其使LiDAR系统的一个或多个实施例能够在雨、雾和微粒存在的情况下与操作在700至1000 nm波长范围的现有技术系统相比呈现优良功能性。另外，操作在更长波长范围的激光器比操作在更短700至1000 nm波长范围的激光器具有明显更少的眼睛危害，这降低对LiDAR系统的能视场中的人们的危害。
本文所述发明主题的一个或多个实施例能够通过使用光源的阵列来实现LiDAR系统前面的3D空间的更高保真图，所述光源的每个在相同时间（例如同时地）探测LiDAR系统的全部能视场的区段）。这能够在使用与不包括本文所述的透镜阵列的其他LiDAR系统相比不太昂贵的组件的同时允许对于到对象的所测量距离的更高信噪比。由于一个实施例中操作在1500至1700 nm波长范围的激光器的使用，本文所述的发明主题还能够允许更长感测范围和/或对雨、雾和微粒的降低的敏感性。另外，通过将LiDAR系统的视场除以光源的数量，LiDAR系统能够花费更多时间（例如处理时间）检查LIDAR系统前面的能视场中的对象的存在。这是因为LiDAR系统能够以比使用单个激光束或者在没有本文所述透镜阵列的情况下进行操作的LiDAR系统要慢的扫描速率进行操作。扫描速率与LiDAR系统中使用的光源的数量相除，并且在一个示例中可包括并行工作的4至50个束。更慢扫描速率允许对目标的更多激光器停留时间，这提供检测器上的更高信噪比或者能够用来允许更低功率的使用以及对于每个光束的更低成本激光源。
图1示出LiDAR系统100的一个实施例。LiDAR系统100包括多个光源（图1中不可见）的阵列102，其朝向透镜阵列组合件106单独生成光或光束104。这些光源能够是光电二极管和/或激光二极管，其将不同（例如独立）的光束104生成到透镜阵列组合件106的不同区域中。如以下所述，透镜阵列组合件106能够包括多个微透镜（又称作透镜元件），其各自接收来自光源阵列102中的不同光源的光104。光源全部能够生成具有相同或基本上相同（例如在3%之内）的波长（例如980纳米、1550纳米或1570纳米）的光。这个光104由透镜阵列106中的透镜元件接收到每个透镜元件的背面或侧面中或者经过每个透镜元件的背面或侧面来接收。由光源所生成并且由透镜元件所接收的光104能够称作传入光104。
传入光104经过透镜阵列106中的透镜元件，由透镜元件来准直，并且作为传出光108从透镜元件的相反正面或侧面离开或发出。透镜阵列106中的透镜元件在多个方向上准直传入光104，使得从透镜元件的正面或侧面发出的传出光108在第一方向（例如垂直方向）上准直并且在不同的第二方向（例如水平方向）上准直。
准直传出光108经过偏振分束器110，其允许传出光108经过分束器110。传出光108从反射镜组合件116的多个反射镜或反射表面112、114来反射。第一反射镜表面112与反射镜组合件116的第一发动机118耦合并且通过第一发动机118是可移动的。发动机118将第一反射镜表面112围绕轴（其与图1的页面大致垂直）旋转，以沿相反第一方向来引导或移动传出光108。光108从第一反射镜表面112反射，并且照射反射镜组合件116的第二反射镜表面114。第二反射镜表面114与反射镜组合件116的不同第二发动机120耦合并且通过不同第二发动机120是可移动的。发动机120将第二反射镜表面114围绕不同的轴（其与图1的页面大致平行）旋转，以沿相反第二方向来引导或移动传出光108。光108从第二反射镜表面114反射，并且引导向LiDAR系统100的能视场。
反射镜组合件116的控制器130能够控制反射镜112、114的移动，以控制何处引导从LiDAR系统100发出的光108。虽然图1中不可见，但是控制器能够包括硬件电路，其包括一个或多个处理器（例如一个或多个微处理器、现场可编程门阵列和/或集成电路）和/或与其连接，所述处理器生成被传递给发动机118、120以控制何处引导光108的控制信号。控制器能够通过相应发动机118、120来控制反射镜112、114的移动，以使独立光束108跨能视场来回扫掠，如图1中通过箭头所示，所述箭头从观看者的角度示出光束108的来回移动。
光108能够照射LiDAR系统100的能视场中的一个或多个对象，并且至少部分从（一个或多个）对象反射。反射光至少部分地由反射镜114来接收，从反射镜114反射向反射镜112，并且从反射镜112反射向分束器110。反射光（在与来自透镜阵列106的传出光108相反的方向上传播）能够具有随机化偏振。具有对传出光108的正交偏振的反射光的部分由分束器110来引导向透镜124。透镜124将反射光聚焦到检测器阵列126上，所述检测器阵列126能够包括光电检测器，其生成指示光的接收的信号。这些信号能够传递给控制器（其可以是控制反射镜组合件116的操作的同一控制器或者另一个控制器），其计算作为传出光108的脉冲的传输与检测器阵列126上的反射光的接收之间的时间周期的飞行时间。这个飞行时间能够用来计算到（一个或多个）对象（从其中反射光108）的距离，以确定（一个或多个）对象的存在和/或到（一个或多个）对象的距离。
图2示出LiDAR系统200的另一个实施例。LiDAR系统200包括如上所述的光源阵列102和透镜阵列组合件106。由光源所生成的传入光104经过透镜阵列106中的透镜元件，由透镜元件（例如在水平和垂直两个方向上）来准直，并且作为传出光108从透镜元件的相反正面或侧面离开或发出。传出光108从反射镜组合件116的可移动反射镜112、114来反射，如上所述。
光108能够照射LiDAR系统200的能视场中的一个或多个对象，并且作为反射光202至少部分地从（一个或多个）对象反射。反射光202至少部分地由透镜204来接收，所述透镜204将光202聚焦向检测器阵列208，其能够包括光电二极管，所述光电二极管生成指示光的接收的信号，与以上所述相似。LiDAR系统200的透镜204能够具有比LiDAR系统100的透镜124更大的数值孔径。检测器阵列126、208能够包括硅（Si）或铟镓砷（InGaAs）光电检测器。在一个实施例中，检测器阵列126、208的一个或多个是近红外（NIR）光电检测器阵列。
LiDAR系统100、200中的反射镜组合件116的使用能够提供系统100、200的能视场，其延伸超过120度，其中从透镜组合件106发射向能视场的光线108延伸超过60度。反射镜组合件116中的反射镜112、114能够以相对慢速度旋转，以允许光108在更长时间周期期间停留在能视场中。这能够降低用来控制反射镜112、114的移动的电子硬件的成本和复杂度，同时相对于不使用反射镜组合件116的LiDAR系统增加反射光的信噪比。
图3示出能够包含在本文所述LiDAR系统100、200的一个或多个中的照明组合件300的一个实施例。照明组合件300包括若干光源302，其朝向透镜阵列组合件106生成光。这些光源302能够是光电二极管和/或激光二极管，其将不同的光束生成到透镜阵列组合件106的不同区域中。例如，透镜阵列组合件106能够包括多个微透镜或透镜元件304，其各自接收来自不同光源302的光。在所示实施例中，透镜阵列组合件106包括12个透镜元件或透镜304。备选地，透镜阵列组合件106能够包括单个透镜元件304或者不同数量的透镜元件304。
光源302全部能够生成具有相同或基本上相同（例如在3%之内）的波长（例如980纳米、1550纳米或1570纳米）的光。这个光由透镜元件304来接收到每个透镜元件304的背面或侧面306（图5所示）或者经过每个透镜元件304的背面或侧面306来接收。由光源302所生成并且由透镜元件304所接收的光是传入光104。光104经过透镜元件304，由透镜元件304来准直，并且作为传出光从透镜元件304的相反正面或侧面308离开或发出。电流驱动电路310能够控制由每个光源302所输出的光。可选地，能够使用另一种类型的光源302，或者光源302的至少一个能够生成光，其由透镜元件304的两个或更多来接收。
电路310和光源302能够安装到散热衬底316（例如金属或其他热传导体）上。例如，衬底316能够由氮化铝、石墨烯或者硅基中阶层（interposer）来形成，其具有集成互连和接合焊盘，以用于将光源302与电路310导电地耦合。衬底316处于封装320中，并且接合到热电冷却器或冷却装置318，其中透镜阵列106沿封装320的一个边缘所设置。封装320可选地能够称作外壳体或者照明组合件的壳体。透镜阵列106能够是单个整体主体，其包括若干不同的透镜元件304。封装320能够由金属、陶瓷和/或塑料来形成，并且能够使用三维印刷、注模和/或机器加工来创建。罩（未示出）能够放置在封装320之上，并且能够熔融或者以冶金方式接合到封装320。偏振分束器110可选地安装到封装320的前面，以及检测器阵列126或208能够安装成同与光源302的阵列正交的封装320相邻。
每个透镜元件206能够相对小。例如，每个透镜元件206能够具有不大于2.2毫米的宽度尺寸以及不大于3.4毫米的高度尺寸。可选地，透镜元件206可具有更大宽度尺寸和/或高度尺寸。
图4示出用于提供本文所述LiDAR系统的一个或多个实施例的方法2000的流程图。在2002，光源302安装到衬底316上。在一个实施例中，使用拾取与放置接合来将光源302安装到衬底316。在2004，衬底316接合到热电冷却器318。在2006，衬底316安装在包括透镜阵列106的封装320中。封装320能够被三维印刷、注模、机器加工等。在2008，例如通过将罩与封装320熔融、焊接等，将罩与封装320耦合。在2010，偏振分束器与封装耦合。在2012，检测器阵列126、208与封装320耦合。
图5示出透镜阵列组合件106中的透镜304和照明组合件300的封装320的一个实施例。封装320包括窗口2100，其表示封装320的透光表面或部分。窗口2100能够是光学透明的或者以其他方式允许由光源302（图3所示）所生成并且由透镜阵列组合件106中的透镜304所准直和/或衍射的光经过窗口2100。窗口2100能够形成封装320的外表面。系统300的其余组件在图5中未示出。
透镜304和/或窗口2100的外表面能够涂布有抗反射层2102。这个层2102能够具有宽带全向抗反射性质。层2102能够被纳米构造并且由纳米柱或纳米阵列来组成。层2102能够应用到透镜304或窗口2100的一个或两个表面，即使层2102在图5中示为仅设置在透镜304和窗口2100的每个的一侧。层2102能够通过增加照射系统中的光电检测器126、208（图1和图2所示）的传入光（从外部对象所反射）的量，来辅助改进系统300的信噪比。在一个实施例中，层2102设置在系统300中的基于非菲涅耳（non-Fresnel）和非衍射的透镜304上，但不在其他透镜或者透镜的表面上。
在又一个实施例中，LiDAR系统的透镜和外窗口涂布有具有宽带全向抗反射性质的层。这个层可被纳米构造并且由纳米柱或纳米阵列来组成。涂层可应用到透镜或窗口层的一个或两个表面，并且通过增加照射系统中的光电检测器的传入光（从外部对象所反射）的量，来帮助改进系统的SNR。这些涂层主要打算用于系统中基于非菲涅耳和非衍射的透镜。
在一个实施例中，LiDAR系统包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，其被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到一个或多个对象（从其中，准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器）的距离。一个或多个处理器配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。
可选地，透镜阵列配置成在不同方向上准直独立光束的每个。由透镜阵列来准直独立光束的每个所在的不同方向能够包括水平方向和垂直方向。透镜阵列能够包括多个透镜，其定位成各自接收来自独立光束的不同光束。
在一个示例中，该系统还包括设置在透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导准直传出光。反射镜组合件能够包括至少一个可移动反射镜，其配置成沿能视场来回移动和反射准直传出光。
可选地，该系统还能够包括与光源互连的热电冷却器。该系统能够包括窗口，准直传出光在离开透镜阵列之后经过所述窗口，其中窗口包括抗反射层。该系统还能够包括透镜阵列上的抗反射层。
在一个实施例中，另一个LiDAR系统包括：透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；光敏检测器，配置成感测经准直的光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成基于反射的光的至少部分的反射来确定到一个或多个对象的距离。
可选地，透镜阵列配置成在多个不同方向上准直独立光线束。透镜阵列能够包括多个透镜，其定位成各自接收来自独立光点的不同光点。透镜的每个能够配置成在第一方向和不同的第二方向两者上准直由透镜所接收的光点。
可选地，该系统还包括具有窗口的封装，其中透镜阵列设置在封装中，并且窗口或透镜阵列的一个或多个包括全向涂布层。
该系统还能够包括设置在透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导经准直的光。该系统可选地能够包括具有至少一个可移动反射镜的反射镜组合件，所述至少一个可移动反射镜配置成沿能视场来回移动和反射经准直的光。反射镜组合件能够配置成移动经准直的光，而无需移动光源。反射镜组合件能够配置成移动经准直的光，而无需移动透镜阵列。
在一个实施例中，一种方法包括将光源耦合到散热衬底上，将衬底耦合到热电冷却器，并且将衬底耦合在具有沿封装的一个边缘所设置的接合整体透镜阵列的封装中。透镜阵列配置成接收来自光源的独立光束，并且在多个不同方向上准直独立光束。
可选地，光源能够使用拾取与放置接合来耦合到衬底。该方法还能够包括将偏振分束器安装到封装。
如本文所使用的，以单数形式所述并且在词“a”或“an”后面的元件或步骤应当被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明了这种排除。此外，当前所述主题的“一个实施例”的提法并不打算解释为排除也结合了所述特征的附加实施例的存在。此外，除非相反地明确说明，否则，实施例“包括”或“具有”具有特定性质的元件或者多个元件可包括不具有那种性质的这类附加元件。
要理解的是，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述实施例（和/或其方面）可以彼此组合使用。另外，在没有背离其范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本文阐述的主题的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型打算限定公开的主题的参数，但是它们决不是限制性的并且是示范性实施例。在回顾以上描述时，许多其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本文所述的主题的范围应该参照所附权利要求以及这种权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，使用术语“包含”和“在其中”作为相应术语“包括”和“其中”的易懂英语等同物。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作标签，并不打算对其对象强加数字要求。此外，下面的权利要求书的限制没有以方法加功能形式来书写并且不打算基于35 U.S.C.§112（f），除非并且直到这类权利要求限制确切地使用后面是缺乏进一步结构的功能陈述的短语“用于……的部件”。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本文阐述的主题的若干实施例，并且还使得本领域技术人员能够实践公开的主题的实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行方法。本文所述主题的可取得的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有没有不同于权利要求书的文字语言的结构元件，或者如果它们包含具有与权利要求书的文字语言的无实质差异的等效结构元件，则它们打算处于权利要求书的范围之内。

Claims (10)

1.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：
光源，配置成生成独立光束；
透镜阵列，配置成接收来自所述光源的所述独立光束，并且将所述独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；
光敏检测器，配置成感测所述准直传出光的至少部分的反射；以及
一个或多个处理器，配置成确定到从其中将所述准直传出光的所述至少部分反射向所述光敏检测器的一个或多个对象的距离，所述一个或多个处理器配置成基于所述准直传出光的所述至少部分的所述反射来确定所述距离。
2.如权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在不同方向上准直所述独立光束的每个。
3.如权利要求2所述的LiDAR系统，其中，由所述透镜阵列来准直所述独立光束的每个所在的所述不同方向包括水平方向和垂直方向。
4.如权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列包括多个透镜，其定位成各自接收来自所述独立光束的不同光束。
5.如权利要求1所述的LiDAR系统，还包括设置在所述透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导所述准直传出光。
6.如权利要求5所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件包括至少一个可移动反射镜，所述至少一个可移动反射镜配置成沿能视场来回移动和反射所述准直传出光。
7.如权利要求1所述的LiDAR系统，还包括与所述光源互连的热电冷却器。
8.如权利要求1所述的LiDAR系统，还包括窗口，所述准直传出光在离开所述透镜阵列之后经过所述窗口，其中所述窗口包括抗反射层。
9.如权利要求1所述的LiDAR系统，还包括所述透镜阵列上的抗反射层。
10.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：
透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；
光敏检测器，配置成感测经准直的所述光的至少部分的反射；以及
一个或多个处理器，配置成基于反射的所述光的所述至少部分的所述反射来确定到一个或多个对象的距离。
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