[특허]Integrated imaging and ranging lidar receiver with ranging information pickoff circuit

Integrated imaging and ranging lidar receiver with ranging information pickoff circuit 원문보기

IPC분류정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	H01J-031/50
출원번호	US-0876966 (1992-04-30)
발명자 / 주소	Lieber Albert J. (Del Mar CA) Trost Peter K. (Carlsbad CA)
출원인 / 주소	General Atomics (San Diego CA 02)
인용정보	피인용 횟수 : 27 인용 특허 : 0

초록 ▼

An integrated LIDAR receiver includes a single detection element to provide both imaging and ranging functions. The single detection element includes an opaque photocathode, a microchannel plate (MCP) electron multiplier, and a phosphor coated anode covered with a metalized layer. The metalized layer on the phosphor anode allows electrons striking the anode to be detected as a prompt electrical current. The prompt electrical current is detected through a transformer that couples the anode to a power supply. The power supply biases the anode relative to the MCP and photocathode such that the MCP is grounded. The use of a transformer allows the prompt anode current to be detected without having to ground the anode, thereby simplifying the power supply circuitry. The detection of the prompt electrical current provides a first output signal useful for ranging information. Visible light (photons) is also output from the anode in response to electrons striking the phosphor in the anode, and is used to provide an intensified image of a scene. The visible light may thereafter be detected by an imaging sensor, such as a CCD camera.

대표청구항 ▼

An integrated LIDAR receiver comprising: an image intensifier having an opaque cathode; an anode spaced apart from the cathode; a microchannel plate (MCP) electron multiplier positioned intermediate the cathode and anode; and a phosphor film deposited on a fiber optic substrate on said anode, said phosphor film being coated with a metalized layer; a transformer having a primary winding and secondary winding; power supply means for selectively applying a first voltage potential between said MCP and said anode through the primary winding of said transformer, with said anode being maintained at a positive potential relative to said MCP electron multiplier, and for selectively applying a second voltage potential between said MCP electron multiplier and said cathode, with said cathode being maintained at a negative potential relative to said MCP; and detection means coupled to the secondary winding of said transformer for detecting pulses of electrical current occurring at said metalized layer; said pulses of electrical current occurring as a result of optical pulses striking said cathode, said optical pulses striking said cathode causing the emission of electrons, which electrons are multiplied by said MCP electron multiplier and accelerated towards said anode, with a fraction of the electrons striking said anode passing through said metalized film into the phosphor film, causing photons to be emitted in proportion to the energy of the electrons, said photons passing through said fiber optic substrate, and with a remaining fraction of the electrons striking said anode serving as a prompt electrical current pulse within said metalized layer, which prompt electrical current pulse induces a corresponding electrical current pulse in the secondary winding of said transformer, which corresponding electrical current pulse signals a precise time when the optical pulses strike said cathode.

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