JP2019215363A - Ladarシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
レーザー検出レンジング(LADAR)システムであって:
ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイであって、
前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、
ターゲットから反射された光とローカル発振器からの光とを受信するように構成される感光領域と、
個々の感光領域の出力に結合され、前記出力におけるアナログ信号を受信し、各々のサンプル期間のクロック・サイクルの間に前記アナログ信号を複数回サンプリングし、各々のサンプル期間のクロック・サイクルの間にサンプル成分を取得するように構成される、ローカル処理回路とを有する、2次元的なアレイ;
各々のディテクタ・エレメントのうちの1つ以上の出力に結合され、各々のサンプル期間の間に各々のディテクタ・エレメントから前記サンプル成分を受信するように構成されるデータ・バス;及び
前記データ・バスに結合され、各々のサンプル期間のクロック・サイクルについて、前記各々のディテクタ・エレメントからの前記サンプル成分を、前記データ・バスから受信し、前記サンプル成分を利用して、リターン光とローカル発振器光との間の干渉に対応する干渉周波数についての振幅及び位相を判定するように構成されるプロセッサ;
を有するLADARシステム。
(付記2)
前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイは、ラージ・フォーマット・アレイを含む、付記1に記載のLADARシステム。
(付記3)
前記サンプル成分は直交成分であり、前記直交成分は、前記リターン光と前記ローカル発振器光との間の干渉に対応する複数の干渉周波数各々の振幅及び位相を判定するために使用される、付記1に記載のLADARシステム。
(付記4)
前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスに対するサンプル成分信号ライン接続を含む、付記1に記載のLADARシステム。
(付記5)
前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスからクロック信号を受信するように構成される、付記1に記載のLADARシステム。
(付記6)
前記データ・バスは、前記プロセッサに送信するために、各サンプル期間について、各々のディテクタ・エレメントからの前記サンプル成分をシリアル化するように構成される、付記1に記載のLADARシステム。
(付記7)
前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイ及び前記データ・バスは、読み出し集積回路(ROIC)内に含まれる、付記1に記載のLADARシステム。
(付記8)
前記ターゲットを照明する光と前記ローカル発振器光との双方を放出するように構成されるレーザー源;及び
前記ターゲットと前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイとの間に配置され、前記ターゲットから反射されるリターン光を、前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにフォーカスするように構成されるイメージング・テレスコープ;
を有する、付記1に記載のLADARシステム。
(付記9)
前記レーザー源が:
マスター発振器;
前記マスター発振器に結合され、前記ターゲットを照明する放出光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するように構成される第1周波数変調器;及び
前記マスター発振器に結合され、放出される前記ローカル発振器光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するように構成される第2周波数変調器;
を有する、付記8に記載のLADARシステム。
(付記10)
前記レーザー源が:
前記第1周波数変調器と前記ターゲットを照明する光を放出する光源との間に結合される増幅器;及び
前記第2周波数変調器と前記ローカル発振器光を放出する光源との間に結合され、前記第2周波数変調器により出力される信号に応答するように構成されるローカル発振器;
を有する、付記9に記載のLADARシステム。
(付記11)
レーザー検出レンジング(LADAR)方法であって:
ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにおいて、ターゲットから反射された光を受信するステップであって、
前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、
ターゲットから反射されたリターン光とローカル発振器からの光とを受信するように構成される感光領域と、
個々の感光領域の出力に結合され、前記出力におけるアナログ信号を受信し、各々のサンプル期間のクロック・サイクルの間に前記アナログ信号を複数回サンプリングし、各々のサンプル期間のクロック・サイクルの間にサンプル成分を取得するように構成されるローカル処理回路とを有する、ステップ;
各々のディテクタ・エレメントのうちの1つ以上の出力に結合されるデータ・バスにおいて、各々のサンプル期間の間に各々のディテクタ・エレメントから前記サンプル成分を受信するステップ;
前記データ・バスに結合されるプロセッサへ、各々のサンプル期間のクロック・サイクルについて、前記各々のディテクタ・エレメントからの前記サンプル成分を送信するステップ;及び
前記サンプル成分を利用して、リターン光とローカル発振器光との間の干渉に対応する干渉周波数についての振幅及び位相を、前記プロセッサにより判定するステップ;
を有するLADAR方法。
(付記12)
前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイは、ラージ・フォーマット・アレイを含む、付記11に記載のLADAR方法。
(付記13)
前記サンプル成分は直交成分であり、当該方法は、前記リターン光と前記ローカル発振器光との間の干渉に対応する複数の干渉周波数各々の振幅及び位相を判定するために、前記直交成分を使用するステップを含む、付記11に記載のLADAR方法。
(付記14)
前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスに対するサンプル成分信号ライン接続を含む、付記11に記載のLADAR方法。
(付記15)
前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスからクロック信号を受信するように構成される、付記11に記載のLADAR方法。
(付記16)
前記データ・バスにおいて、前記プロセッサに送信するために、各サンプル期間について、各々のディテクタ・エレメントからの前記サンプル成分をシリアル化するステップを有する、付記11に記載のLADAR方法。
(付記17)
前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイ及び前記データ・バスは、読み出し集積回路(ROIC)内に含まれる、付記11に記載のLADAR方法。
(付記18)
前記ターゲットを照明する光と前記ローカル発振器光との双方をレーザー源から放出するステップ;及び
前記ターゲットと前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイとの間にイメージング・テレスコープを配置し、前記ターゲットから反射されるリターン光を、前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにフォーカスするステップ;
を有する、付記11に記載のLADAR方法。
(付記19)
マスター発振器に結合される第1周波数変調器を利用して、前記ターゲットを照明する放出光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するステップ;及び
前記マスター発振器に結合される第2周波数変調器を利用して、放出される前記ローカル発振器光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するステップ;
を有する、付記18に記載のLADAR方法。
(付記20)
前記ターゲットを照明する光を放出する光源を駆動するために、第1周波数変調器の出力を増幅するステップ;及び
前記ローカル発振器光を放出する光源を駆動するローカル発振器において、前記第2周波数変調器の出力を受信するステップであって、前記ローカル発振器は前記第2周波数変調器により出力される信号に応答するように構成されている、ステップ;
を有する、付記19に記載のLADAR方法。
Claims (20)
- レーザー検出レンジング(LADAR)システムであって:
ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイであって、前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、
ターゲットから反射されたリターン光とローカル光源からの発振ローカル光とを受信するように構成される感光領域と、
個々の感光領域の出力に結合されるローカル処理回路であって、前記出力におけるアナログ信号を受信し、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に前記アナログ信号を複数回サンプリングし、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に1サンプルにつき複数の成分を取得するように構成される、ローカル処理回路とを有する、2次元的なアレイ;
前記各ディテクタ・エレメントの1つ以上の出力に結合され、各々のサンプル周期クロック・サイクルに対して前記各ディテクタ・エレメントから前記複数のサンプル成分を受信するように構成されるデータ・バス;及び
前記データ・バスに結合されるプロセッサであって、各々のサンプル周期クロック・サイクルについて、前記各ディテクタ・エレメントからの前記複数のサンプル成分を、前記データ・バスから受信し、前記複数のサンプル成分を利用して、前記リターン光と発振ローカル光との間の干渉に対応する干渉周波数に関する振幅及び位相を決定するように構成されるプロセッサ;
を有するLADARシステム。 - 前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイは、ラージ・フォーマット・アレイを含む、請求項1に記載のLADARシステム。
- 前記複数のサンプル成分は直交成分であり、前記直交成分は、前記リターン光と前記発振ローカル光との間の干渉に対応する複数の干渉周波数各々に関する振幅及び位相を決定するために使用される、請求項1に記載のLADARシステム。
- 前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスに対するサンプル成分信号ライン接続を含む、請求項1に記載のLADARシステム。
- 前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスからクロック信号を受信するように構成される、請求項1に記載のLADARシステム。
- 前記データ・バスは、前記プロセッサに送信するために、各サンプル周期クロック・サイクルに対する前記各ディテクタ・エレメントからの前記複数のサンプル成分をシリアル化するように構成される、請求項1に記載のLADARシステム。
- 前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイ及び前記データ・バスは、読み出し集積回路(ROIC)内に含まれる、請求項1に記載のLADARシステム。
- 前記ターゲットを照明する光と前記発振ローカル光との双方を放出するように構成されるレーザー源;及び
前記ターゲットと前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイとの間に配置され、前記ターゲットから反射される前記リターン光を、前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにフォーカスさせるように構成されるイメージング・テレスコープ;
を更に有する、請求項1に記載のLADARシステム。 - レーザー検出レンジング(LADAR)システムであって:
ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイであって、前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、
ターゲットから反射されたリターン光とローカル光源からの発振ローカル光とを受信するように構成される感光領域と、
個々の感光領域の出力に結合されるローカル処理回路であって、前記出力におけるアナログ信号を受信し、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に前記アナログ信号を複数回サンプリングし、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に1サンプルにつき複数の成分を取得するように構成される、ローカル処理回路とを有する、2次元的なアレイ;
前記各ディテクタ・エレメントの1つ以上の出力に結合され、各々のサンプル周期クロック・サイクルに対して前記各ディテクタ・エレメントから前記複数のサンプル成分を受信するように構成されるデータ・バス;
前記データ・バスに結合されるプロセッサであって、各々のサンプル周期クロック・サイクルについて、前記各ディテクタ・エレメントからの前記複数のサンプル成分を、前記データ・バスから受信し、前記複数のサンプル成分を利用して、前記リターン光と発振ローカル光との間の干渉に対応する干渉周波数に関する振幅及び位相を決定するように構成されるプロセッサ;及び
前記ターゲットを照明する光と前記発振ローカル光との双方を放出するように構成されるレーザー源;
を有し、前記レーザー源は:
マスター発振器;
前記マスター発振器に結合され、前記ターゲットを照明する放出光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するように構成される第1周波数変調器;
前記マスター発振器に結合され、放出される前記発振ローカル光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するように構成される第2周波数変調器;及び
前記ターゲットと前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイとの間に配置され、前記ターゲットから反射される前記リターン光を、前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにフォーカスさせるように構成されるイメージング・テレスコープ;
を有する、LADARシステム。 - 前記レーザー源が:
前記第1周波数変調器と前記ターゲットを照明する光を放出する光源との間に結合される増幅器;及び
前記第2周波数変調器と前記発振ローカル光を放出する前記光源との間に結合され、前記第2周波数変調器により出力される信号に応答するように構成されるローカル発振器;
を更に有する、請求項9に記載のLADARシステム。 - レーザー検出レンジング(LADAR)方法であって:
ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにおいて、ターゲットから反射された光を受信するステップであって、前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、
ターゲットから反射された前記リターン光とローカル光源からの発振ローカル光とを受信するように構成される感光領域と、
個々の感光領域の出力に結合されるローカル処理回路であって、前記出力におけるアナログ信号を受信し、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に前記アナログ信号を複数回サンプリングし、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に1サンプルにつき複数の成分を取得するように構成されるローカル処理回路とを有する、ステップ;
前記各ディテクタ・エレメントの1つ以上の出力に結合されるデータ・バスにおいて、各々のサンプル周期クロック・サイクルの間に前記各ディテクタ・エレメントから前記複数のサンプル成分を受信するステップ;
各々のサンプル周期クロック・サイクルについて、前記各々のディテクタ・エレメントからの前記複数のサンプル成分を、前記データ・バスに結合されるプロセッサへ送信するステップ;及び
前記複数のサンプル成分を利用して、前記リターン光と前記発振ローカル光との間の干渉に対応する干渉周波数に関する振幅及び位相を、前記プロセッサにより決定するステップ;
を有するLADAR方法。 - 前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイは、ラージ・フォーマット・アレイを含む、請求項11に記載のLADAR方法。
- 前記複数のサンプル成分は直交成分であり、当該方法は、前記リターン光と前記発振ローカル光との間の干渉に対応する複数の干渉周波数各々に関する振幅及び位相を決定するために、前記直交成分を使用するステップを含む、請求項11に記載のLADAR方法。
- 前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスに対するサンプル成分信号ライン接続を含む、請求項11に記載のLADAR方法。
- 前記アレイ内の各ディテクタ・エレメントは、前記データ・バスからクロック信号を受信するように構成される、請求項11に記載のLADAR方法。
- 前記データ・バスにおいて、前記プロセッサに送信するために、各サンプル周期クロック・サイクルについて、各々のディテクタ・エレメントからの前記複数のサンプル成分をシリアル化するステップを有する、請求項11に記載のLADAR方法。
- 前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイ及び前記データ・バスは、読み出し集積回路(ROIC)内に含まれる、請求項11に記載のLADAR方法。
- 前記ターゲットを照明する光と前記発振ローカル光との双方をレーザー源から放出するステップ;及び
前記ターゲットと前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイとの間にイメージング・テレスコープを配置し、前記ターゲットから反射される前記リターン光を、前記ディテクタ・エレメントの2次元的なアレイにフォーカスさせるステップ;
を有する、請求項11に記載のLADAR方法。 - マスター発振器に結合される第1周波数変調器を利用して、前記ターゲットを照明する放出光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するステップ;及び
前記マスター発振器に結合される第2周波数変調器を利用して、放出される前記発振ローカル光に対応する信号を生成するために使用される前記マスター発振器により出力される信号の周波数を変調するステップ;
を有する、請求項18に記載のLADAR方法。 - 前記ターゲットを照明する光を放出する光源を駆動するために、第1周波数変調器の出力を増幅するステップ;及び
前記発振ローカル光を放出する前記光源を駆動するローカル発振器において、前記第2周波数変調器の出力を受信するステップであって、前記ローカル発振器は前記第2周波数変調器により出力される信号に応答するように構成されている、ステップ;
を有する、請求項19に記載のLADAR方法。
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