JP2022536893A - 眼に安全な長距離固体lidarシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2019年6月10日に出願され、「Eye-Safe Long-Range Solid-State LIDAR System」と題された米国仮特許出願第62/859,349号の非仮出願である。米国仮特許出願第62/859,349号の全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
本出願人の教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本出願人の教示がそのような実施形態に限定されることは意図していない。むしろ、本出願人の教示は、当業者によって理解されるであろうように、本教示の精神および範囲から逸脱することなく、その中に成され得る種々の代替、修正、および均等物を包含する。
Claims (56)
- 固体光検出および測距(LIDAR)システムであって、前記固体LIDARシステムは、
a)複数のレーザであって、前記複数のレーザの各々は、通電されると、視野(FOV)を有する光学ビームを発生させる、複数のレーザと、
b)前記複数のレーザによって発生させられた前記光学ビームの光学経路内に位置付けられた複数の検出器であって、前記複数の検出器の各々は、検出器信号出力を有し、前記複数のレーザによって発生させられた前記複数の光学ビームのうちの少なくとも1つのFOVが、前記複数の検出器のうちの少なくとも2つのFOVに重複する、複数の検出器と、
c)複数のレーザ制御出力と、複数の検出器入力とを有するコントローラと
を備え、
前記複数のレーザ制御出力の各々は、前記複数のレーザのうちの1つのバイアス入力に電気的に接続され、前記複数の検出器入力の各々は、前記複数の検出器のうちの1つの検出器信号出力に電気的に接続され、前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、眼の安全性条件を維持するように選択された所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの選択された群に通電し、前記コントローラは、前記複数の検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成され、前記検出器信号の所定のシーケンスは、所望の測定分解能を提供するように選定されている、固体LIDARシステム。 - 前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかは、垂直空洞面発光レーザを備えている、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかは、異なる波長におけるレーザ光を放出する、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザは、レーザの2次元アレイ備えている、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記レーザの2次元アレイの1つの行が、前記コントローラによって通電されると、1つの波長におけるレーザ光を放出し、前記レーザの2次元アレイの別の行が、前記コントローラによって通電されると、第2の波長におけるレーザ光を放出する、請求項4に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザの前記選択された群は、前記2次元アレイの行を備えている、請求項4に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザの前記選択された群は、前記2次元アレイの列を備えている、請求項4に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数の検出器は、検出器の2次元アレイを備えている、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記検出器の2次元アレイの1つの行から検出器信号を順次サンプリングするように構成されている、請求項8に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記検出器の2次元アレイの1つの列から検出器信号を順次サンプリングするように構成されている、請求項8に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力における前記バイアス信号の発生を繰り返すようにさらに構成され、前記バイアス信号は、複数回、前記所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、複数回繰り返されるシーケンスにおいて前記複数の検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成されている、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、前記所定の時間シーケンスにおいて異なる波長を伴う前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、所定のパターンにおいて光を放出するように、前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザから放出される光の前記所定のパターンに対応する前記複数の検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成されている、請求項14に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、所定のパターンにおいて光を放出するように前記複数のレーザの選択された群に通電し、前記光は、前記所定のパターンにおいてクラス1の眼の安全性光出力レベルを維持する、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、所定の熱消散を維持するように、前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成され、前記検出器は、単一のレーザビームFOVによって照明される領域内に位置付けられている、請求項1に記載の固体LIDARシステム。
- 前記単一のレーザビームFOVによって照明される前記領域内に位置付けられた前記検出器は、前記単一のレーザビームFOVによって照明される全ての検出器を含む、請求項18に記載の固体LIDARシステム。
- 前記単一のレーザビームFOVによって照明される前記領域内に位置付けられた前記検出器は、前記単一のレーザビームFOVによって照明される検出器の一部を含む、請求項18に記載の固体LIDARシステム。
- 前記検出器の前記一部は、特定の測定のための所望の角度分解能を提供する形状を形成する検出器を備えている、請求項20に記載の固体LIDARシステム。
- 光検出および測距(LIDAR)の方法であって、前記方法は、
a)所定の時間シーケンスにおいて複数のレーザの選択された群に通電し、視野(FOV)を有する光学ビームを発生させることであって、前記所定の時間シーケンスは、眼の安全性条件を維持するように選択される、ことと、
b)所定の時間シーケンスにおいて、複数の検出器を用いて前記複数のレーザの前記選択された群によって発生させられた前記光学ビームを検出することと
を含み、
前記複数のレーザの前記選択された群によって発生させられた前記光学ビームの前記FOVは、前記複数の検出器のうちの少なくとも2つのFOVに重複し、前記複数の検出器の数および位置は、所望の測定分解能を提供するように選定される、方法。 - 前記複数のレーザの前記選択された群は、前記複数のレーザの動作温度を所定の温度より下に限定するように選定される、請求項22に記載の方法。
- 前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、異なる放出波長を伴う前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかに通電することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、レーザの2次元アレイに通電することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記レーザの2次元アレイの第1の行におけるレーザが、第1の波長におけるレーザ光を放出し、前記レーザの2次元アレイの第2の行におけるレーザが、前記第1の波長と異なる波長における光を放出する、請求項25に記載の方法。
- 前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、レーザの2次元アレイの一部に通電することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、レーザの2次元アレイの行に通電することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、レーザの2次元アレイの列に通電することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の時間シーケンスにおいて、前記複数の検出器を用いて前記複数のレーザの前記選択された群によって発生させられた前記光学ビームを検出することは、複数回繰り返される、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、複数回繰り返される、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、前記複数のレーザの選択された群に通電し、所定のパターンにおいて光を放出することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの前記選択された群に通電することは、前記複数のレーザの選択された群に通電し、所定の熱消散を維持することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の時間シーケンスにおいて、前記複数の検出器を用いて前記複数のレーザの前記選択された群によって発生させられた前記光学ビームを検出することは、単一の光学ビームを検出することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の時間シーケンスにおいて、前記複数の検出器を用いて前記複数のレーザの前記選択された群によって発生させられた前記光学ビームを検出することは、特定の測定のための所望の角度分解能を提供する領域内で検出することを含む、請求項22に記載の方法。
- 固体光検出および測距(LIDAR)システムであって、前記固体LIDARシステムは、
a)複数のレーザであって、前記複数のレーザの各々は、通電されると、視野(FOV)を有する光学ビームを発生させる、複数のレーザと、
b)前記複数のレーザによって発生させられた前記光学ビームの光学経路内に位置付けられた複数の検出器であって、前記複数の検出器の各々は、検出器信号出力を有し、前記複数のレーザによって発生させられた前記複数の光学ビームのうちの少なくとも1つのFOVが、前記複数の検出器のうちの少なくとも2つのFOVに重複する、複数の検出器と、
c)複数のレーザ制御出力と、複数の検出器入力とを有するコントローラと
を備え、
前記複数のレーザ制御出力の各々は、前記複数のレーザのうちの1つのバイアス入力に電気的に接続され、前記複数の検出器入力の各々は、前記複数の検出器のうちの1つの検出器信号出力に電気的に接続され、前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの選択された群に通電し、前記所定の時間シーケンスは、所定の熱条件を維持するように選択され、前記コントローラは、前記複数の検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成され、前記検出器信号の所定のシーケンスは、所望の測定分解能を提供するように選定されている、固体LIDARシステム。 - 前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかは、垂直空洞面発光レーザを備えている、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかは、異なる波長におけるレーザ光を放出する、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザは、レーザの2次元アレイ備えている、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記レーザの2次元アレイの1つの行が、前記コントローラによって通電されると、1つの波長におけるレーザ光を放出し、前記レーザの2次元アレイの別の行が、前記コントローラによって通電されると、異なる波長におけるレーザ光を放出する、請求項39に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザの前記選択された群は、前記2次元アレイの行を備えている、請求項39に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数のレーザの前記選択された群は、前記2次元アレイの列を備えている、請求項39に記載の固体LIDARシステム。
- 前記複数の検出器は、検出器の2次元アレイを備えている、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記検出器の2次元アレイの1つの行から検出器信号を順次サンプリングするように構成されている、請求項43に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記検出器の2次元アレイの1つの列から検出器信号を順次サンプリングするように構成されている、請求項43に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力における前記バイアス信号の発生を繰り返すようにさらに構成され、前記バイアス信号は、複数回、前記所定の時間シーケンスにおいて前記複数のレーザの前記選択された群に通電する、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、複数回繰り返されるシーケンスにおいて前記複数の検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成されている、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、前記所定の時間シーケンスにおいて異なる波長を伴う前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、所定のパターンにおいて光を放出するように、前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数の検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成され、前記検出器信号の所定のシーケンスは、前記複数のレーザから放出される光の前記特定の所定のパターンに対応している、請求項49に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、所定のパターンにおいて光を放出するように前記複数のレーザの選択された群に通電し、前記光は、前記パターンにおけるクラス1の眼の安全性光出力レベルを維持する、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、前記複数のレーザ制御出力においてバイアス信号を発生させるように構成され、前記バイアス信号は、眼の安全性条件を維持するように前記複数のレーザの選択された群に通電する、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記コントローラは、単一のレーザビームFOVによって照明される領域内に位置付けられた検出器によって発生させられた検出器信号の所定のシーケンスを検出するように構成されている、請求項36に記載の固体LIDARシステム。
- 前記単一のレーザビームFOVによって照明される前記領域内に位置付けられた前記検出器は、前記単一のレーザビームFOVによって照明される全ての検出器を含む、請求項53に記載の固体LIDARシステム。
- 前記単一のレーザビームFOVによって照明される前記領域内に位置付けられた前記検出器は、前記単一のレーザビームFOVによって照明される検出器の一部を含む、請求項53に記載の固体LIDARシステム。
- 前記検出器の前記一部は、特定の測定のための所望の角度分解能を提供する形状を形成する検出器を備えている、請求項55に記載の固体LIDARシステム。
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