JP2020534529A5 - - Google Patents

Claims (39)

1. 第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルであって、各々が、
   電源に電気的に結合されたとき照明光の測定パルスを放射する照明源と、
   前記照明源及び前記電源に電気的に結合された照明ドライバであって、前記照明ドライバはパルストリガ信号に応答して前記照明源を前記電源に選択的に電気的に結合するよう構成された照明ドライバと、
   照明光の前記測定パルスに応答して３次元環境内の点から反射された戻り光の量を検出する光検出器と、
   時間の経過とともに検出された戻り光の量を示す戻り信号を生成し、前記戻り信号を前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第１の共有出力ノードに提供する戻り信号受信機と、
   を具備することを特徴とする第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルと、
   入力チャンネルを有するアナログ・デジタル変換器であって、前記アナログ・デジタル変換器は、前記アナログ・デジタル変換器の入力チャンネルで前記第１の共有出力ノードに提供された第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を受信する、アナログ・デジタル変換器と、
   を具備し、
   前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記光検出器から前記アナログ・デジタル変換器までの電気経路内の電気要素は互いに直流（ＤＣ）で結合されていることを特徴とする、
   ＬＩＤＡＲ測定システム。
2. 第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルであって、各々が、
   電源に電気的に結合されたとき照明光の測定パルスを放射する照明源と、
   前記照明源及び前記電源に電気的に結合された照明ドライバであって、前記照明ドライバはパルストリガ信号に応答して前記照明源を前記電源に選択的に電気的に結合するよう構成された照明ドライバと、
   照明光の前記測定パルスに応答して３次元環境内の点から反射された戻り光の量を検出する光検出器と、
   時間の経過とともに検出された戻り光の量を示す戻り信号を生成し、前記戻り信号を前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第２の共有出力ノードに提供する戻り信号受信機と、
   を具備することを特徴とする第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルと、
   前記第１の共有出力ノードに結合された第１の入力チャンネルと、前記第２の共有出力ノードに結合された第２の入力チャンネルと、前記アナログ・デジタル変換器の入力チャンネルに結合された出力チャンネルと、を有するアナログマルチプレクサであって、前記アナログマルチプレクサは、前記第１の入力チャンネルで前記第１の共有出力ノードに提供された前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を受信し、前記第２の入力チャンネルで前記第２の共有出力ノードに提供された前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を受信し、前記出力チャンネルで前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネル及び前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を表示する多重化された出力信号を生成することを特徴とする、
   請求項１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
3. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルは、前記照明源に結合された照明バイアス電源をさらに具備し、前記照明バイアス電源は、コマンド信号に応答して所望の量の電気バイアス電力を前記照明源に供給することを特徴とする、請求項１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
4. 前記照明源及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの照明ドライバに近接して配置された温度センサと、
   前記温度センサ及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各照明バイアス電源に電気的に結合された主制御装置であって、前記主制御装置は、前記温度
   センサからの送信サブシステム温度の表示を受け取り、測定された送信サブシステム温度に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する電気バイアス電力の前記所望の量を示すコマンド信号を生成することを特徴とする、主制御装置と、
   をさらに具備する請求項３に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
5. 前記アナログ・デジタル変換器及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各照明バイアス電源に電気的に結合された主制御装置であって、前記主制御装置は、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号の表示を受け取り、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関する前記戻り信号に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する電気バイアス電力の前記所望の量を示すコマンド信号を生成することを特徴とする、主制御装置と、
   をさらに具備する請求項３に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
6. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルは各々、
   前記光検出器に結合された光検出器バイアス電源であって、前記光検出器バイアス電源は、コマンド信号に応答して前記光検出器に所望の量の電気バイアス電力を供給することを特徴とするバイアス電源をさらに具備する請求項１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
7. 前記戻り信号受信機及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの光検出器に近接して配置された温度センサと、
   前記温度センサ及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各光検出器バイアス電源に電気的に結合された主制御装置であって、前記主制御装置は前記温度センサからの受信サブシステム温度の表示を受信し、測定された受信サブシステム温度に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する前記所望の量の電気バイアスを表示する前記コマンド信号を送信することを特徴とする主制御装置と、
   を具備する請求項６に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
8. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルは各々、前記光検出器の出力に結合された入力ノード及び出力ノードを有するトランスインピーダンス増幅器をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
9. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各トランスインピーダンス増幅器の前記出力ノードに電気的に結合された主制御装置であって、前記主制御装置は、各トランスインピーダンス増幅器の前記出力ノードで直流（ＤＣ）オフセット電圧を生成することを特徴とする請求項８に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
10. 前記ＬＩＤＡＲ測定システムは、前記アナログ・デジタル変換器により生成される対応するデジタル信号の信号対雑音比を最大化するために、各トランスインピーダンス増幅器の前記出力ノードで前記ＤＣオフセット電圧を生成することを特徴とする請求項９に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
11. 第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルであって、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルは、
    照明光の測定パルスに応答して３次元環境内の点から反射された戻り光の量を検出する光検出器と、
    前記光検出器に結合されたトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）であって、前記ＴＩＡは前記戻り光を表示する信号を生成するよう構成されているトランスインピーダンス増幅器と、
    を具備することを特徴とする第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルと、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ 受信チャンネルの各々に関連する前記戻り光を表示する信号を受信するよう構成された入力チャンネルを有するアナログ・デジタル変換器であって、前記信号は前記第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルの第１の共有出力ノードに提供され、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルの各光検出器から前記アナログ・デジタル変換器までの電気経路中の任意の電気要素は互いに直流（ＤＣ）で結合されていることを特徴とするアナログ・デジタル変換器と、
    を具備するＬＩＤＡＲ測定システム。
12. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各トランスインピーダンス増幅器の出力ノードに電気的に結合された主制御装置であって、前記主制御装置は、各トランスインピーダンス増幅器の前記出力ノードで直流（ＤＣ）オフセット電圧を生成することを特徴とする請求項１１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
13. 前記ＬＩＤＡＲ測定システムは、前記アナログ・デジタル変換器により生成される対応するデジタル信号の信号対雑音比を最大化するために、各トランスインピーダンス増幅器の前記出力ノードで前記ＤＣオフセット電圧を生成することを特徴とする請求項１２に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
14. 第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々から照明光の測定パルスを放射するステップと、
    照明光の各測定パルスに応答して３次元環境内の点から反射された戻り光の量を検出するステップと、
    戻り光の各量を表示する戻り信号を生成するステップと、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第１の共有出力ノードへ各戻り信号の表示を提供するステップと、
    アナログ・デジタル変換器の入力チャンネルで前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号の表示を受け取るステップと、
    を具備し、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各トランスインピーダンス増幅器の出力ノードで直流（ＤＣ）オフセット電圧を生成することを特徴とする、
    方法。
15. 第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々から照明光の測定パルスを放射するステップと、
    前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルに関連する照明光の各測定パルスに応答して３次元環境内の点から反射された戻り光の量を検出するステップと、
    前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルに関連する戻り光の各量を表示する戻り信号を生成するステップと、
    前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第２の共有出力ノードへ前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルに関連する各戻り信号の表示を提供するステップと、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号及び前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を示す多重化された出力信号を生成するステップと、
    前記アナログ・デジタル変換器の前記入力チャンネルで前記多重化された出力信号を受け取るステップと、
    をさらに具備する請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの複数の照明源及び複数の照明ドライバに近接する位置の温度を測定するステップと、
    測定され６前記温度に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャ
    ンネルの各照明源に供給された電気バイアス電力の量を調整するステップと、
    をさらに具備する請求項１４に記載の方法。
17. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号の表示を受信するステップであって、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各照明源に供給された電気バイアス電力の量を調整するステップは、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に対応する前記戻り信号の前記表示に基づくことを特徴とするスッテップ、をさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの複数の光検出器及び複数の戻り信号受信機に近接する位置の温度を測定するステップと、
    測定された前記温度に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各光検出器に供給された電気バイアス電力の量を調整するステップと、
    をさらに具備する請求項１４に記載の方法。
19. 戻り光の各量を表示する前記戻り信号の前記生成するステップは、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する前記トランスインピーダンス増幅器を用い、前記ＤＣオフセット電圧は、前記アナログ・デジタル変換器で生成された対応するデジタル信号の信号対雑音比を最大化するよう生成されることを特徴とするステップ、をさらに具備する請求項１４に記載の方法。
20. 第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルであって、各々が、
    照明光の測定パルスを放射することができる照明源と、
    照明光の前記測定パルスに応答して環境内の面から反射された戻り光の量を検出するよう構成された光検出器と、
    検出された前記戻り光の量を示す戻り信号を生成し、前記戻り信号を前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第１の共有出力ノードに提供するよう構成された戻り信号受信機であって、前記戻り信号受信機はそれぞれ増幅器を含む戻り信号受信機と、
    を具備することを特徴とする第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルと、
    入力チャンネルを有するアナログ・デジタル変換器であって、前記アナログ・デジタル変換器は、前記アナログ・デジタル変換器の入力チャンネルで前記第１の共有出力ノードに提供された第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を受信するよう構成されたアナログ・デジタル変換器と、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々の前記戻り信号受信機の前記増幅器に、直流（ＤＣ）オフセット電圧を提供するよう構成されている制御装置と、
    を具備するＬＩＤＡＲ測定システム。
21. 第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルであって、各々が、
    照明光の測定パルスを放射することができる照明源と、
    照明光の前記測定パルスに応答して環境内の面から反射された戻り光の量を検出するよう構成された光検出器と、
    検出された前記戻り光の量を示す戻り信号を生成し、前記戻り信号を前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第２の共有出力ノードに提供するよう構成された戻り信号受信機と、
    を具備することを特徴とする第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルと、
    前記第１の共有出力ノードに結合された第１の入力チャンネルと、前記第２の共有出力ノードに結合された第２の入力チャンネルと、前記アナログ・デジタル変換器の入力チャンネルに結合された出力チャンネルと、を有するアナログマルチプレクサと、
    をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
22. 前記アナログマルチプレクサは、前記第１の入力チャンネルで前記第１の共有出力ノードに提供された前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記戻り信号を受信し、前記第２の入力チャンネルで前記第２の共有出力ノードに提供された前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの戻り信号を受信し、前記出力チャンネルで前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネル及び前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの戻り信号を表示する多重化された出力信号を生成するよう構成されていることを特徴とする請求項２１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
23. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルは、
    前記照明源に結合された照明バイアス電源をさらに具備し、
    前記照明バイアス電源は、コマンド信号に応答して所望の量の電気バイアス電力を前記照明源に供給するよう構成されていることを特徴とする、請求項２０に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
24. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの照明源に近接して配置された温度センサをさらに具備し、
    前記制御装置は、前記温度センサ及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各照明バイアス電源に電気的に結合され、
    前記制御装置は、前記温度センサからの測定された送信サブシステム温度の表示を受け取り、前記測定された送信サブシステム温度に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する電気バイアス電力の前記所望の量を示すコマンド信号を生成するよう構成されていることを特徴とする請求項２３に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
25. 前記制御装置は、前記アナログ・デジタル変換器及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各照明バイアス電源に電気的に結合され、前記制御装置は、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号の表示を受け取り、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関する前記戻り信号に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する電気バイアス電力の前記所望の量を示すコマンド信号を生成するよう構成されていることを特徴とする請求項２３に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
26. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルは、各々が、
    前記光検出器に結合された光検出器バイアス電源をさらに具備し、前記光検出器バイアス電源は、コマンド信号に応答して前記光検出器に所望の量の電気バイアス電力を供給するよう構成されていることを特徴とする請求項２０に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
27. １つ以上の前記戻り信号受信機及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの光検出器に近接して配置された温度センサをさらに具備し、
    前記制御装置は、
    前記温度センサ及び前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する各光検出器バイアス電源に電気的に結合され、
    前記制御装置は前記温度センサからの測定された受信サブシステム温度の表示を受信し、前記測定された受信サブシステム温度に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々に関連する前記所望の量の電気バイアスを表示する前記コマンド信号を送信するよう構成されていることを特徴とする請求項２６に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
28. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々の前記戻り信号受信機の前記増幅器は、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードはそれぞれの前記ＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記光検出器の出力に結合されていることを特徴とする請求項２０に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
29. 前記制御装置は、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々の前記戻り信号受信機の前記増幅器の前記出力ノードに電気的に結合され、前記制御装置は、前記増幅器の各々の前記出力ノードで直流（ＤＣ）オフセット電圧を提供するよう構成されていることを特徴とする請求項２８に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
30. 前記ＬＩＤＡＲ測定システムは、前記アナログ・デジタル変換器により生成される対応するデジタル信号の信号対雑音比を増加させるために、前記増幅器の前記出力ノードで前記ＤＣオフセット電圧を提供するよう構成されていることを特徴とする請求項２９に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
31. 第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルであって、各々が
    照明光の測定パルスに応答して環境内の面から反射された戻り光の量を検出する光検出器と、
    前記光検出器に結合された増幅器であって、前記増幅器は前記戻り光を表示する信号を生成するよう構成されている増幅器と、
    を具備することを特徴とする、第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルと、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ 受信チャンネルの各々に関連する前記戻り光を表示する信号を受信するよう構成された入力チャンネルを有するアナログ・デジタル変換器であって、前記信号は前記第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルの第１の共有出力ノードに提供されることを特徴とするアナログ・デジタル変換器と、を具備する第１の複数のＬＩＤＡＲ受信チャンネルと
    前記ＬＩＤＡＲ受信チャンネルの各々の前記増幅器に、直流（ＤＣ）の電圧オフセットを提供するよう構成されている制御装置と、
    を具備するＬＩＤＡＲ測定システム。
32. 前記制御装置は、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの増幅器の各々の出力ノードに電気的に結合され、前記制御装置は、前記増幅器の各々の出力ノードで直流（ＤＣ）オフセット電圧を提供するよう構成されていることを特徴とする請求項３１に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
33. 前記ＤＣオフセット電圧は、前記アナログ・デジタル変換器により生成される対応するデジタル信号の信号対雑音比を増大させるために、前記増幅器の各々の前記出力ノードで提供されることを特徴とする請求項３２に記載のＬＩＤＡＲ測定システム。
34. 第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々において、
    照明光の測定パルスを放射するステップと、
    前記照明光の前記測定パルスに応答して環境内の面から反射された戻り光の量を検出するステップと、
    増幅器を有する戻り信号受信機で、前記戻り光の量を表示する戻り信号を生成するステップと、
    前記戻り信号受信機により、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第１の共有出力ノードへ前記戻り信号を提供するステップと、
    を具備し、
    アナログ・デジタル変換器の入力チャンネルで、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各戻り信号を受け取るステップと、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々の前記戻り信号受信機の前記増幅器に、直流（ＤＣ）オフセット電圧を提供するステップと、
    を具備する方法。
35. 第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの各々において、
    照明光の測定パルスを放射するステップと、
    前記照明光の前記測定パルスに応答して前記環境内の面から反射された戻り光の量を検出するステップと、
    増幅器を有する戻り信号受信機で、前記戻り光の量を表示する戻り信号を生成するステップと、
    前記戻り信号受信機により、前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの第２の共有出力ノードへ前記戻り信号を提供するステップと、
    を具備し、
    前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記戻り信号及び前記第２の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記戻り信号を示す多重化された出力信号を生成するステップと、
    前記アナログ・デジタル変換器の前記入力チャンネルで前記多重化された出力信号を受け取るステップと、
    をさらに具備することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
36. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの複数の照明源に近接する位置の温度を測定するステップと、
    測定された前記温度に少なくとも部分的に基づき前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記照明源に供給された電気バイアス電力の量を調整するステップと、
    をさらに具備する請求項３４に記載の方法。
37. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記戻り信号のそれぞれの表示を受信するステップであって、前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの前記照明源に供給された電気バイアス電力の量を調整するステップは、前記戻り信号の前記表示に基づくことを特徴とするスッテップ、をさらに具備することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 前記第１の複数のＬＩＤＡＲ測定チャンネルの１つ以上光検出器及び１つ以上の戻り信号受信機に近接する位置の温度を測定するステップと、
    測定された前記温度に少なくとも部分的に基づき前記１つ以上の光検出器の各々に供給された電気バイアス電力の量を調整するステップと、
    をさらに具備する請求項３４に記載の方法。
39. 前記ＤＣオフセット電圧は、前記アナログ・デジタル変換器で生成された対応するデジタル信号の信号対雑音比を増大させるよう生成されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。