JP2023171804A - アクチュエータを使用する眼に安全な長距離ｌｉｄａｒシステム - Google Patents

アクチュエータを使用する眼に安全な長距離ｌｉｄａｒシステム Download PDF

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Abstract

【課題】アクチュエータを使用する眼に安全な長距離ＬＩＤＡＲシステムの提供。【解決手段】ＬＩＤＡＲシステムは、ＦＯＶを有する光学ビームを発生させる複数のレーザを含む。複数の検出器が、複数のレーザによって発生させられる複数の光学ビームのうちの少なくとも１つのＦＯＶが複数の検出器のうちの少なくとも２つのＦＯＶに重複する場所に位置付けられる。レンズシステムは、複数のレーザによって発生させられる光学ビームをコリメートし、投影する。アクチュエータが、複数のレーザおよびレンズシステムのうちの少なくとも一方に結合され、複数のレーザによって発生させられる光学ビームのＦＯＶと検出器のＦＯＶとの間の相対運動を引き起こすように、レンズシステムの光軸に対して直交する方向への複数のレーザとレンズシステムとの間の相対運動を引き起こす。【選択図】図４

Description

本明細書において使用される節の見出しは、編成目的のためにすぎず、本願に説明される主題をいかようにも限定するものとして解釈されるべきではない。
関連出願の相互参照
本願は、２０１９年５月３０日に出願され「Ｅｙｅ－Ｓａｆｅ Ｌｏｎｇ－Ｒａｎｇｅ
ＬＩＤＡＲ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ａｃｔｕａｔｏｒ」と題された米国仮特許出願第６２／８５４，７８２号の非仮出願である。米国仮特許出願第６２／８５４，７８２号の全内容は、参照することによって本明細書に援用される。
導入
自律型自動車、自動運転型自動車、および半自律型自動車は、周囲の物体の検出および位置特定のためのレーダ、画像認識カメラ、およびソナー等、異なるセンサおよび技術の組み合わせを使用する。これらのセンサは、衝突警報、自動緊急ブレーキング、車線逸脱警報、車線維持支援、アダプティブクルーズコントロール、およびパイロット運転を含む、運転者の安全性における多数の改良を可能にする。これらのセンサ技術の中で、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）システムは、重要となる役割を担い、周囲の環境のリアルタイムの高分解能３Ｄマッピングを可能にする。ＬＩＤＡＲシステムが、広く大量に展開されるために、それらは、低コストおよび信頼性の両方、かつ物理的に小型である必要がある。
ＬＩＤＡＲシステムが広く入手可能な状態になり、市販価格が低下するにつれて、それらはまた、セキュリティ監視、産業用ロボット、およびドローン等の多くの他の用途においても展開され始めるであろう。これらの他の用途および自律車両空間自体内の用途要件が、広く変動しつつある。高速でナビゲートすることができる自律型自動車に関して要求される最大距離、角度分解能、およびフレームレートが、建物の内側において移動する産業用ロボットに関する要件を実質的に超過し得る。そのような場合には、ＬＩＤＡＲシステムのコストおよび性能が、用途の仕様との最良の合致を提供するように最適化される。
本教示は、物体までの距離（範囲）を測定するためにレーザ光を使用する遠隔感知方法である光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）に関する。自律車両は、ＬＩＤＡＲシステムを使用し、高分解能を有する周囲環境の非常に正確な３Ｄマップを発生させる。本明細書に説明されるシステムおよび方法は、高レベルの信頼性で、また、長い測定範囲および低コストも維持しながら、パルス飛行時間（ＴＯＦ）ＬＩＤＡＲシステムを提供することを対象とする。本教示の一側面は、コストに関するＬＩＤＡＲシステム全体の最適化に焦点を当てらる一方、小型の物理的サイズにおいて依然として優れた信頼性および性能を提供する。
パルスＴＯＦ ＬＩＤＡＲを提供する本明細書に説明されるシステムおよび方法はまた、クラス１の眼の安全性も維持するように構成される。クラス１の眼の安全性評価は、システムが通常使用の全ての条件下で安全であることを意味する。クラス１の眼の安全性を維持するために、レーザ光エネルギーまたはレーザ光出力は、米国および国際安全性規格によって定義されるような最大許容露光量（ＭＰＥ）レベルを超過することはできない。しかしながら、ＬＩＤＡＲシステムの測定範囲は、最大発信光パルスエネルギーまたは出力レベルに著しく依存する。したがって、自動車用ＬＩＤＡＲシステムが、実行可能である限り、意図的にクラス１のＭＰＥ限界に近接して動作することが望ましい。
同一波長で動作する全てのＬＩＤＡＲシステムが同一のＭＰＥ限界を受けるであろうことを前提として、ＭＰＥ出力限界の近くの出力レベルにおいて動作する別のＬＩＤＡＲシステムに対する１つのＬＩＤＡＲシステムのための範囲のさらなる改良が、光学システムの側面を革新することによって生じなければならない。本教示の一側面は、全てのエネルギーが小さいＦＯＶ内に発信される非常にコリメートされたレーザビームを使用するＬＩＤＡＲシステムである。そのような構成は、同一の量のレーザ光がより広いＦＯＶにわたって分散されるシステムと比較して、比較的長い測定範囲を提供する。すなわち、同様に小さい視野（ＦＯＶ）にわたる測定を可能にする受信機設計と組み合わせて非常にコリメートされたレーザビームを使用することが、測距能力を改良する反射信号出力と背景の光レベルとの望ましい比率をもたらす。
公知のＬＩＤＡＲシステムの１つタイプは、広いＦＯＶにわたってレーザ光を放出する放出源を採用する、いわゆるフラッシュＬＩＤＡＲシステムである。いくつかのフラッシュＬＩＤＡＲシステムはまた、可動部品を有しないソリッドステートでもある一方、他のフラッシュＬＩＤＡＲシステムは、一方向に走査するミラーを使用し、増分的に全視野を掃引する「線」を照明する。可動部品を有しないソリッドステートフラッシュＬＩＤＡＲシステムは、単一の照明事象によって場面全体を照明しなければならない。しかし、クラス１の眼の安全性のＭＰＥ限界において動作するＬＩＤＡＲシステムに関して、ソリッドステートフラッシュＬＩＤＡＲによって照明される広いＦＯＶは、放出源からの光が非常にコリメートされるシステムと比較して、測定範囲を有意に限定する。
ＬＩＤＡＲシステム内の測定値または測定点が、標的範囲において特定の照明によって生み出された特定の検出された信号を処理することによって生み出されることを理解されたい。ＴＯＦは、この特定の検出された信号に基づいて計算される。測定点に関する特定の検出された信号は、システムが本明細書においてさらに説明されるように制御される方法に応じて、単一の検出器または複数の検出器によって発生させられることができる。また、測定点に関する特定の検出された信号は、システムが制御される方法に応じて、単一のレーザまたは複数のレーザによっても発生させられることができる。
本教示によるいくつかのパルスＴＯＦ ＬＩＤＡＲシステムは、クラス１の眼の安全性に関するＭＰＥ限界の光出力／エネルギー、またはそれをわずかに下回る光出力／エネルギーを有するコリメート発信器レーザビームを使用し、従来のフラッシュＬＩＤＡＲシステムと比較して有意な範囲増加を提供する。加えて、本教示によるいくつかのパルスＴＯＦ ＬＩＤＡＲシステムは、複数のレーザパルスのパルス平均化および／またはパルスヒストグラム化を使用し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改良し、これはさらに測距を改良する。これらのＬＩＤＡＲシステムは、６０Ｈｚを優に上回り、さらに数ｋＨｚまでの、非常に高い単一のパルスフレームレートを採用し、複数のパルスの平均化を可能にする。
自動車用ＬＩＤＡＲシステムの１つの重要な性能目標は、光学システムの角度分解能である。空間内の別個の物体を明確に定義すること、および／または画像分析を通して物体識別を実施することが可能であるために、高角度分解能が自動車用ＬＩＤＡＲシステムに関して要求される。現在、自動車用ＬＩＤＡＲシステムは、約０．２°未満である角度分解能を要求する。これらのシステムは、達成可能である場合、さらにより高い解像度から恩恵を得るであろう。
さらに、特に長い距離においては、測定点間の占有面積内に、いかなる「間隙」も存在するべきではない。そのような間隙が存在するべきではない理由を例証するために、２００メートル測距の実践的使用状況を検討する。２００メートルにおける０．２°の角度は、０．７メートルの側方距離に対応する。典型的な人物は、幅がおよそ０．１５メートルであるため、分解能が０．２°であり２００メートルにおけるコリメートレーザビーム直径が０．７メートルより小さい場合、ＬＩＤＡＲシステムは、２００メートルの範囲において人物の存在を完全に逸することが可能性として考えられ得る。
信頼性もまた、自律車両のために設計されるＬＩＤＡＲシステムの重要な側面である。動作環境は、自動車用ＬＩＤＡＲシステムにとって、特に厄介である。ＬＩＤＡＲセンサの故障は、衝突をもたらし得、また、車両の動作も妨げ得る。可動部品を有しないＬＩＤＡＲシステムは、概して、回転部品または大規模な走査ミラーを使用するＬＩＤＡＲシステムと比較して、より信頼性がある。可動部品は、機械的摩耗を受けやすく、限定された寿命時間を有する。本教示のＬＩＤＡＲシステムは、運動を含むが、モータまたは他の大規模な走査ミラーと同程度までの摩耗を受けにくい「摩擦のない」機構を優先的に使用する。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）
光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）システムであって、
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）アレイ内に形成され、前記複数のレーザによって発生させられる光学ビームの光学経路内に位置付けられる複数の検出器であって、前記複数のレーザによって発生させられる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）前記複数の光学検出器の前に、前記複数のレーザによって発生させられる前記光学ビームの光学経路内に位置付けられるレンズシステムであって、前記複数のレーザによって発生させられる前記光学ビームをコリメートし、投影する、レンズシステムと、
ｄ）前記複数のレーザおよび前記レンズシステムのうちの少なくとも一方に結合されるアクチュエータであって、前記複数のレーザによって発生させられる前記光学ビームの前記ＦＯＶと前記検出器の前記ＦＯＶとの間の相対運動を引き起こすように、前記レンズシステムの光軸に対して直交する方向への前記複数のレーザと前記レンズシステムとの間の相対運動を引き起こす、アクチュエータと
を備える、ＬＩＤＡＲシステム。
（項目２）
前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかは、垂直共振器面発光レーザである、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目３）
前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかは、２次元モノリシック垂直共振器面発光レーザを備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目４）
前記複数のレーザは、前記複数のレーザのそれぞれのＦＯＶ内でクラス１の眼の安全性を維持するように構成される、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目５）
前記複数のレーザの少なくともいくつかは、マトリクスアドレス指定可能なコントローラを用いて通電されるように構成される、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目６）
前記複数の検出器のうちの少なくともいくつかは、単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）検出器を備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目７）
前記複数の検出器のうちの少なくともいくつかは、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）検出器を備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目８）
前記アクチュエータは、撓曲ベースのアクチュエータを備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目９）
前記アクチュエータは、音声コイルを備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１０）
前記アクチュエータは、圧電トランスレータを備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１１）
前記アクチュエータは、形状記憶トランスレータを備える、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１２）
前記アクチュエータは、前記複数の光学ビームが２次元パターンで移動するように、前記複数のレーザと前記レンズシステムとの間の相対運動を引き起こすように構成される、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１３）
前記２次元パターンは、長方形パターンを含む、項目１２に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１４）
前記アクチュエータは、前記複数のレーザによって発生させられる光学ビームの前記ＦＯＶと前記検出器の前記ＦＯＶとの間の相対運動が前記ＬＩＤＡＲシステムの角度分解能を変化させるように構成される、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１５）
前記アクチュエータは、前記複数のレーザによって発生させられる光学ビームの前記ＦＯＶと前記検出器の前記ＦＯＶとの間の相対運動が、前記複数のレーザによって発生させられる前記光学ビームの重複するＦＯＶが全ＬＩＤＡＲシステムＦＯＶを網羅するように選定されるように構成される、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１６）
前記アクチュエータは、前記複数のレーザによって発生させられる光学ビームの前記ＦＯＶと前記検出器の前記ＦＯＶとの間の相対運動が、レーザパルスが発信されている期間に実質的にゼロであるように構成される、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１７）
前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかの入力に電気的に接続される複数の出力を有するコントローラをさらに備え、前記コントローラは、通電されるべき前記複数のレーザ内の特定のレーザを選択する、項目１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１８）
前記コントローラはさらに、前記複数の検出器のうちの少なくともいくつかの複数の出力に電気的に接続される複数の入力を備え、前記コントローラは、監視されるべき特定の検出器を選択するように構成されている、項目１７に記載のＬＩＤＡＲシステム。
（項目１９）
光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）の方法であって、
ａ）複数のレーザのうちの選択されたものの各々が視野（ＦＯＶ）を有する光学ビームを発生させるように、前記複数のレーザのうちの前記選択されたものに通電することと、
ｂ）レンズシステムを伴う前記複数のレーザのうちの前記選択されたものによって発生させられる前記光学ビームをコリメートし、複数の検出器上に投影することであって、前記複数のレーザによって発生させられる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、ことと、
ｃ）前記レンズシステムに対して前記複数のレーザを移動させ、それによって、前記複数のレーザによって発生させられる前記光学ビームの前記ＦＯＶと前記複数の検出器の前記ＦＯＶとの間の相対運動を引き起こすことと、
ｄ）前記複数のレーザのうちの前記選択されたものによって発生させられる前記複数の光学ビームのうちの少なくとも１つのＦＯＶ内で、前記複数の検出器のうちの選択されたものを監視することと
を含む、方法。
（項目２０）
前記複数のレーザのうちの選択されたものに通電することは、所定の光出力レベルが任意の個々の光学ビームＦＯＶ内で超過されないように、レーザのパターンを発射することを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記複数のレーザのうちの選択されたものに通電することは、クラス１の眼の安全性の限界が任意の個々の光学ビームＦＯＶ内で超過されないように、レーザのパターンを発射することを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
前記複数のレーザのうちの選択されたものに通電することは、所定の光出力レベルが任意の重複する光学ビームＦＯＶ内で超過されないように、レーザのパターンを発射することを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２３）
前記複数のレーザのうちの選択されたものに通電することは、クラス１の眼の安全性の限界が任意の重複する光学ビームＦＯＶ内で超過されないように、レーザのパターンを発射することを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２４）
前記複数のレーザと前記レンズシステムとの間の前記相対運動は、前記レンズシステムの光軸に対して直交する方向にある、項目１９に記載の方法。
（項目２５）
前記相対運動は、前記複数のレーザのうちの少なくともいくつかのエミッタ間の物理的距離の約半分である、項目１９に記載の方法。
（項目２６）
前記複数のレーザと前記レンズシステムとの相対運動は、レーザパルスが発信される時間の間に生じない、項目１９に記載の方法。
好ましい例示的実施形態によると、本教示は、そのさらなる利点とともに、付随の図面と併せて、以下の詳細な説明においてより具体的に説明される。当業者は、下記に説明される図面が、例証の目的のためにすぎないことを理解するであろう。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、概して、本教示の原理を図示することに重点が置かれている。図面は、本出願人の教示の範囲をいかようにも限定することを意図していない。
図１Ａは、公知のソリッドステートＬＩＤＡＲシステムの概略図を図示する。
図１Ｂは、図１ＡのＬＩＤＡＲシステムのシステム視野（ＦＯＶ）の２次元投影を図示する。
図２Ａは、各エミッタが本教示のＬＩＤＡＲ発信器のいくつかの実施形態において使用されることができる単一の大開口に対応する、２５６個の別個のレーザエミッタを伴う２ＤモノリシックＶＣＳＥＬアレイの概略図を図示する。
図２Ｂは、各エミッタが本教示によるＬＩＤＡＲ発信器内で使用されることができる９個のサブ開口を有する、２５６個の別個のレーザエミッタを伴う２ＤモノリシックＶＣＳＥＬアレイの概略図を図示する。
図３Ａは、１６個のレーザエミッタビームの発散が検出器アレイ上に結像されるときにビーム間に間隙をもたらす、本教示によるＬＩＤＡＲシステムのある実施形態の動作のためのＬＩＤＡＲシステムＦＯＶの２次元投影を図示する。
図３Ｂは、個々のレーザエミッタビームの発散が図３Ａに示されるものと同一であるが、検出器アレイ上に結像されるときにビーム間のいかなる間隙も排除するためにレーザエミッタの数が６４まで増加させられている、ＬＩＤＡＲシステムのためのＬＩＤＡＲシステムＦＯＶの２次元投影を図示する。
図４は、アレイ内の各レーザエミッタが特定の投影角に対応する、本教示の発信器のある実施形態の概略図を図示する。
図５は、個々のレーザエミッタビームの発散が、図３Ａに関連して説明されるシステムと同一であり、レンズシステムとレーザアレイとの相対運動が、示されるようなパターンで走査するために使用される、本教示によるＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶの２次元投影を図示する。
図６Ａは、２つの物理的に別個の発信器を使用する、本教示によるＬＩＤＡＲシステムのある実施形態を図示する。
図６Ｂは、２つの発信器内のレンズシステムとアレイとの１つの相対位置における、図６ＡのＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶの２次元投影を図示する。
図６Ｃは、２つの発信器内のレンズシステムとアレイとの別の相対位置における、図６ＡのＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶの２次元投影を図示する。
図７は、レーザビームの形状が公称上長方形であり、検出器アレイ内の単一のピクセルのＦＯＶがレーザビームより小さい、本教示によるＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶの２次元投影を図示する。
図８は、マイクロレンズアレイの相対運動が、レーザビームの投影角を変化させるために使用される、本教示によるＬＩＤＡＲシステム発信器のある実施形態を図示する。
本教示は、ここで、付随の図面に示されるようなその例示的実施形態を参照してより詳細に説明される。本教示は、種々の実施形態および例と併せて説明されるが、本教示がそのような実施形態に限定されることは意図されていない。むしろ、本教示は、当業者によって理解されるように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。本明細書の教示へのアクセスを有する当業者は、本明細書に説明されるような本開示の範囲内にある付加的な実装、修正、および実施形態、ならびに他の使用分野を認識するであろう。
本明細書における「一実施形態」または「ある実施形態」の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が本教示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書内の種々の場所における語句「１つの実施形態では」の表出は、必ずしも全てが同一の実施形態を指しているわけではない。
本教示の方法の個々のステップは、本教示が動作可能のままである限り、任意の順序において、および／または同時に、実施されることができることを理解されたい。さらに、本教示の装置および方法は、本教示が動作可能のままである限り、説明される実施形態のうちの任意の数のものまたは全てを含むことができることを理解されたい。
図１Ａは、公知のソリッドステートＬＩＤＡＲシステムの概略図を図示する。図１Ａに図示されるシステムは、全システム視野を全て一度に照明するフラッシュ発信器を採用しない。レーザアレイ１０２が、種々のパターンの光学ビームを発生させる。光学ビームは、アレイ１０２内のエミッタから、そのエミッタが制御パルスによってアクティブ化されるときに放出される。１つ以上のエミッタが、特定のシーケンスに従ってアクティブ化されることができる。レーザアレイ１０２内のレーザからの光学ビームは、標的平面１１０における標的１０６に光学ビームを投影する一般的な発信器光学系１０４を通って伝搬する。この特定の例における標的１０６は、自動車１０６であるが、標的は任意の物体であり得ることを理解されたい。
入射光学ビームからの光の一部が、標的１０６によって反射される。反射された光学ビームのこれらの部分が、受信器光学系１１２を共有する。検出器アレイ１１４が、受信器光学系１１２によって投影される反射された光を受信する。種々の実施形態では、検出器アレイ１１４は、可動部品を有しないソリッドステートである。検出器アレイ１１４は、典型的に、発信器アレイ１０２が個々のレーザを有するよりも少ない数の個々の検出器要素を有する。
ＬＩＤＡＲシステム１００の測定分解能は、検出器アレイ１１４内の検出器要素のサイズによって決定されないが、代わりに、発信器アレイ１０２内のレーザの数および個々の光学ビームのコリメーションによって決定される。言い換えると、分解能は、各光学ビームの視野によって限定される。ＬＩＤＡＲシステム１００内のプロセッサ（図示せず）は、検出器アレイ１１４において検出されるレーザアレイ１０２によって発信された光学ビームから標的１０６までの距離を決定する飛行時間（ＴＯＦ）測定を実施する。
本教示によるＬＩＤＡＲシステムの１つの特徴は、発信器アレイ１０２内の個々のレーザおよび／またはレーザの群が、個々に制御されることができることである。発信器アレイ内の各々の個々のエミッタは、独立して発射されることができ、全システム視野の一部のみに範囲を定める３次元（３Ｄ）投影角に対応する光学ビームが、各レーザエミッタによって放出される。そのようなＬＩＤＡＲシステムの一例が、本譲受人に譲渡されている米国特許公開第２０１７／０３０７７３６ Ａ１号に説明されている。米国特許公開第２０１７／０３０７７３６ Ａ１号の全内容は、参照することによって本明細書に援用される。
本教示によるＬＩＤＡＲシステムの別の特徴は、検出器アレイ１１４内の検出器および／または検出器の群も個々に制御されることができることである。発信器アレイ１０２内の個々のレーザおよび／またはレーザの群、ならびに検出器アレイ１１４内の検出器および／または検出器の群のこの独立的な制御が、システム視野、光出力レベル、および走査パターンの制御を含む種々の望ましい動作特徴を提供する。
図１Ｂは、図１ＡのＬＩＤＡＲシステムのシステム視野１５０の２次元投影を図示する。図１Ａおよび図１Ｂの両方を参照すると、検出器アレイ内の個々の検出器の視野が、小さい正方形１５２によって表される。発信器レーザアレイ１０２内の個々のエミッタと関連付けられる検出された信号から結果として生じる照明される測定点が、円１５４によって図示される。図１ＡのＬＩＤＡＲシステムの全視野内の単一の３Ｄ測定点が、レーザアレイ内の特定の個々のレーザに対応する特定の濃い円１５８として示される。さらに、この測定点が個々の検出器内に属し、検出器アレイ１１４内のその個々の検出器の視野が、識別のために斜交平行線パターンを有する正方形１５６で示されていることが、図１Ｂに見られ得る。この図は、各レーザが、標的範囲における円１５４のサイズを生じさせる特定の角度の投影角、および、円１５４と、個々の検出器要素の視野を表す正方形１５２との相対サイズに対応するので、ＬＩＤＡＲシステムのいくつかの実施形態の３Ｄ分解能が、レーザの数によって決定されることを図示する。
したがって、発信器アレイ内の特定の個々のレーザもしくはレーザの群を制御すること、ならびに／または受信アレイ内の検出器の個々のレーザまたはレーザの群を制御することによって、所望の視野が確立されることができる。種々のシステム視野が、個々のエミッタもしくはエミッタの群、ならびに／または個々の検出器もしくは検出器の群に関する異なる相対的視野を使用して、確立されることができる。視野は、特定の性能メトリックおよび／またはその組み合わせを生み出すように確立されることができる。これらの性能メトリックは、例えば、改良された信号対雑音比、より長い範囲もしくは制御された範囲、眼の安全性の動作出力レベル、およびより低いもしくはより高い制御可能な分解能を含む。重要なこととして、これらの性能メトリックは、動作の間に、ＬＩＤＡＲシステム性能を最適化するように修正されることができる。
本教示によるＬＩＤＡＲシステムは、所望のパターンに従って標的を照明するために、レーザデバイスのアレイ内の特定のレーザデバイスの選択的制御を提供することが可能であるアレイ駆動制御システムを使用する。また、本教示によるＬＩＤＡＲシステムは、独立して処理されることができる検出器信号を発生させる検出器のアレイを使用することができる。その結果、本教示によるＬＩＤＡＲシステムの特徴は、共有される発信光学系および受信光学系を使用して投影される発信光学ビームおよび受信光学ビームの両方を有するエミッタの固定アレイと検出器の固定アレイとを含む電気的かつ非機械的でありおよび／または非可動の部品を排他的に伴うＬＩＤＡＲシステムからの各種の動作能力を提供するための能力である。そのようなＬＩＤＡＲシステム構成は、また、サイズが小型であり、動作において信頼性があり、比較的低コストである柔軟なシステムをもたらすことができる。
本教示のＬＩＤＡＲシステムの１つの特徴は、ＬＩＤＡＲシステムが、光学ビームを発生させるためのレーザアレイと、標的から反射されたこれらの光学ビームからの光の一部を受信するための検出器アレイとに依拠することである。したがって、それらは、サイズが比較的小型であり、動作において信頼性があり、コストが低いという点で、ソリッドステートコンポーネントの多くの特徴から恩恵を得る。種々の検出器技術が、本教示によるＬＩＤＡＲシステムのための検出器アレイを構築するために使用されることができる。例えば、単一光子アバランシェダイオード検出器（ＳＰＡＤ）アレイ、アバランシェ光検出器（ＡＰＤ）アレイ、およびシリコン光電子増倍管アレイ（ＳＰＡ）が、使用されることができる。検出器サイズは、単一の検出器のＦＯＶを設定することによって分解能を設定するだけでなく、各デバイスの速度および検出感度にも関連する。ＬＩＤＡＲのための検出器の最先端の２次元アレイは、すでに、ＶＧＡカメラの分解能に接近しつつあり、ＣＭＯＳカメラ技術において見られるものと同様のピクセル密度の増加の傾向に追随することが予期される。したがって、正方形２０４によって表される検出器ＦＯＶのますます小さくなるサイズが、時間とともに実現されることが予期される。例えば、２６４，０００個のピクセル（６８８（Ｈ）×３８４（Ｖ））を有するＡＰＤアレイが、最近、「Ａ ２５０ｍ Ｄｉｒｅｃｔ Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｓｕｂ－Ｒａｎｇｉｎｇ Ｉｍａｇｅｓ ａｎｄ ａ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ－Ｄｉｏｄｅｓ
（ＶＡＰＤ） ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ」， Ｓｅｎｓｏｒｓ ２０１８， １８， ３６４２において報告された。
種々のタイプのレーザアレイもまた、本教示によるＬＩＤＡＲシステム内で使用されることができる。レーザアレイの一例は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）レーザデバイスから作製される。これは、上面発光ＶＣＳＥＬ、底面発光ＶＣＳＥＬ、および種々のタイプの高出力ＶＣＳＥＬを含むことができる。これらのＶＣＳＥＬデバイスは、独立型単一エミッタであることもあるし、または１もしくは２次元アレイとして基板上に製作されることができる複数のエミッタＶＣＳＥＬの一部であることもある。特定のレーザから光学ビームを発生させるために通電される、ＶＣＳＥＬ接点が、個々にアドレス指定もしくは通電されることができ、ならびに／または共通電気入力信号を用いてＶＣＳＥＬの群に通電するように、種々の構成においてともに電気的に接続されることができる。本教示のＬＩＤＡＲシステムの１つの特徴は、特定のＬＩＤＡＲシステム用途のための適切な駆動信号を用いて、アレイ内の１つ以上のＶＣＳＥＬデバイスの通電を制御するためのシステムおよび方法である。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬアレイは、モノリシックであり、レーザは全て、共通基板を共有する。種々の共通基板タイプが、使用されることができる。例えば、共通基板は、半導体材料であることができる。共通基板はまた、セラミック材料を含むこともできる。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬアレイは、２Ｄ ＶＣＳＥＬアレイであり、２Ｄ ＶＣＳＥＬアレイは、１次元（１Ｄ）のバーの群から、または多数の個々のダイからさえも組み立てられる。
本教示によるＬＩＤＡＲシステムの１つの特徴は、ＬＩＤＡＲシステムが各種のレーザアレイのための制御可能な視野を提供することができることである。いくつかの実施形態は、ＶＣＳＥＬアレイを使用する。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬは、上面発光ＶＣＳＥＬである。他の実施形態では、ＶＣＳＥＬは、底面発光ＶＣＳＥＬである。個々のＶＣＳＥＬが単一の大きい放出開口を有することもあるし、または、個々のＶＣＳＥＬがより大きい有効放出直径内の２つ以上のサブ開口から形成されることもある。より大きい有効放出領域を形成するサブ開口の群は、時として、クラスタと称される。クラスタ内のサブ開口は、それらが単一の制御信号によって電子的にアクティブ化されるように、電気的に並列に接続されることができる。
図２Ａは、２５６個の別個のレーザエミッタ２０２を有する２ＤモノリシックＶＣＳＥＬアレイ２００の概略図を図示し、各エミッタ２０２は、本教示のＬＩＤＡＲ発信器のいくつかの実施形態において使用される単一の大開口に対応する。各レーザエミッタは、直径ａ２０４の放出開口を有する。各々の単一のレーザエミッタ２０２からの放出が、実質的に、放出開口直径ａ２０４全体を満たす。したがって、各レーザエミッタは、放出開口の直径に等しい初期の直径ａを有するレーザビームを発生させる。レーザエミッタは、間隔ｄｘ２０６で水平方向に均一に離間され、間隔ｄｙ２０８で垂直方向に均一に離間される。最も外のレーザの中心から測定されるようなアレイの全体的サイズは、水平方向に距離Ｄｘ２１０、垂直方向に距離Ｄｙ２１２である。実際のチップサイズは、寸法Ｄｘ２１０およびＤｙ２１２よりわずかに大きい。種々の実施形態では、エミッタは、種々の形状を有する光学ビームを生み出し得る。例えば、楕円形、正方形、長方形、および種々の変則的形状が、実現されることができる。エミッタ２０２間に領域２１４が存在し、領域２１４は、間隙であり、間隙は、エミッタを有しておらず、したがって、照明を提供しない。
図２Ｂは、本教示のＬＩＤＡＲ発信器のいくつかの実施形態において利用されることができる、各レーザエミッタ２５２が９個のサブ開口２５４を有する、２５６個の別個のレーザエミッタ２５２を有する２ＤモノリシックＶＣＳＥＬアレイ２５０の概略図を図示する。各々の単一のレーザエミッタ２５２からの放出が、９個のサブ開口２５４全てからの放出をもたらす。９個のサブ開口２５４のうちの１つ以上が製作異常またはデバイス故障に起因して光を放出できない場合、エミッタ２５２が、依然として機能し、たとえより低い出力パワーであっても、光学ビームを発生させる。出力光学ビームは、サブ開口２５４のパターンに対応し、サブ開口２５４は、各種の形状で配列されることができる。示される構成では、出力ビームは、形状が公称上正方形であり、９個のサブ開口２５４の３×３正方形アレイのエミッタ２５２形状に対応する。レーザエミッタ２５２は、間隔ｄｘ２５６で水平方向に均一に離間され、間隔ｄｙ２５８で垂直方向に均一に離間される。最も外のレーザの中心から測定されるアレイの全体的サイズは、水平方向に距離Ｄｘ２６０、垂直方向に距離Ｄｙ２６２である。実際のチップサイズは、距離Ｄｘ２６０および距離Ｄｙ２６２よりわずかに大きいであろう。規則的アレイと不規則的アレイとを含む各種のアレイパターンが可能である。図２Ａ－ＢのＶＣＳＥＬは、光が放出されないＶＣＳＥＬダイの区域、例えば、領域２１４、２６４を含む。
本教示のいくつかの実施形態は、図２Ａに示される構成等にある、レーザあたり単一の大開口を有し、規則的に離間された長方形アレイで構成されるＶＣＳＥＬの底面発光型高出力アレイを利用する。本教示のＬＩＤＡＲシステムの他の実施形態は、サブ開口を備える全体的発光区域を有するＶＣＳＥＬの上面発光型または底面発光型の高出力アレイを利用する。しかしながら、当業者は、本教示が、発光開口またはアレイの間隔もしくは形状に関連付けられる上面発光ＶＣＳＥＬおよび底面発光ＶＣＳＥＬの任意の単一の構成に限定されないことを理解するであろう。
本教示のＬＩＤＡＲシステムの１つの特徴は、エミッタの全てが同一の波長における光を放出しないこともあることである。したがって、アレイ内の種々のエミッタは、他のエミッタと異なる波長を有する光を生み出すことができる。例えば、ある列またはある行内のエミッタが１つの波長を放出し得、互い違いの列または行内のエミッタが、異なる波長を放出し得る。各種の波長パターンが、使用されることができる。
本教示のＬＩＤＡＲシステムの構築ブロックとしての２Ｄ ＶＣＳＥＬアレイの使用が、発信器のための小さい物理的サイズを可能にする発信器プラットフォームを確立する。例えば、およそ４ｍｍ×４ｍｍである寸法を有するモノリシックチップ上に、２５６個の高出力型の個々のレーザエミッタを有する典型的な２Ｄアレイを製作することが可能である。次いで、モノリシック２Ｄレーザアレイは、物理的寸法を可能な限り小さく保つように選定される発信光学系とともに使用される。例えば、いくつかの実施形態は、モノリシックチップと同様のサイズを有するマイクロレンズアレイを使用する。他の実施形態は、例えば２０ｍｍ未満の直径を有する共有レンズを使用する。さらに他の実施形態は、例えば、２０ｍｍ直径の最大寸法を有する回折光学系を使用する。
本教示のＬＩＤＡＲシステムの１つの特徴は、エミッタによって生み出される光学ビームの間隔および／または発散が、所望のパターン、形状、または他の規定される特性を有するエミッタＦＯＶを発生させるように構成されることができることである。例えば、光学ビームは、重複するように作成されることもできるし、または、重複しないように作製されることもできる。ＦＯＶパターンの選定は、例えば、特定のパターンに応じて、距離、眼の安全性の出力レベル、信号対雑音比、および／または分解能の制御を提供する。
図３Ａは、１６個のレーザエミッタビームの発散が検出器アレイ上に結像されるとビーム間に間隙をもたらす、本教示のＬＩＤＡＲシステムのある実施形態の動作のためのＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ３００の２次元投影を図示する。レーザエミッタＦＯＶが、円３０２によって表され、検出器要素ＦＯＶが、正方形３０４によって表される。図３Ａに示される実施形態では、円３０２のサイズを有するＦＯＶが、公称上、４つの検出器要素ＦＯＶの正方形３０４を完全に網羅する。この光学的構成は、非常にコリメートされた光学ビームから結果として生じ得る。対照的に、より大きいエミッタＦＯＶをもたらす光学的構成が、より多くの検出器要素を網羅し、光学ビームのコリメーションを低減させることによって達成され得る。図３Ａに関連して説明される実施形態等のレーザビームのより高いコリメーションを伴う実施形態では、測定範囲が改良される。これは、特に、レーザビームによって部分的にのみ網羅され得るより小さい標的に当てはまる。
１０ｍｒａｄの発散を有するＬＩＤＡＲシステムのためのコリメートレーザビームの数値例を検討する。１００メートルの範囲において、１メートルのビーム幅が存在し得る。例えば、人物は、およそ０．１５メートルのみの幅であるため、１メートルビームの一部が、人物上に到達せず、したがって、測定のために使用される反射信号に寄与しない。そのような構成では、より小さい発散とより小さいビーム幅とを有するビームを発生させることが、好まれる。しかしながら、図３Ａに図示されるように、ビーム発散と全視野の網羅との間には、トレードオフが存在する。図３Ａに示されるＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ３００の投影において、１６個のレーザビームが使用される。この光学的構成では、有意な間隙３０６が、視野内に結果として生じる。図３Ｂは、これらの間隙を防止する１つの可能な解決策を図示する。
図３Ｂは、個々のレーザエミッタビームの発散が図３Ａと同一であるが、検出器アレイ上に結像されるときにビーム間のいかなる間隙も排除するために、レーザエミッタの数が６４個のビームまで増加されている、ＬＩＤＡＲシステムの動作のためのＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ３５０の２次元投影を図示する。レーザエミッタＦＯＶが、円３５２によって表され、検出器要素ＦＯＶが、正方形３５４によって表される。本実施形態では、レーザエミッタの数が、１６から６４に増加され、レーザが、間隙を伴うことなく視野の完全な網羅を提供するような方式で交互配置される。むしろ、ビームＦＯＶは、重複部３５６を有する。各エミッタからの光学ビームの発散は、図３Ａの実施形態と同一である。図３ＢのＬＩＤＡＲシステムの実装のための１つの解決策は、システム内の各ＦＯＶ３５２と個々のレーザとの間に１対１対応を有することであり得、そのため、この場合、６４個の個々のレーザが、必要とされ得る。実際のシステムでは、レーザの数が、数千以上まで増加され得、それらのレーザおよび関連付けられる電子機器のコストが、懸念となり得る。
図４は、アレイ４０２内の各レーザエミッタが特定の投影角に対応する、本教示の発信器４００のある実施形態の概略図を図示する。レンズシステム４０４が、アレイ４０２内のエミッタによって発生させられる光学ビームをコリメートし、投影する。レンズシステム４０４は、相対運動の軸４０６に沿って移動可能である。本教示の１つの特徴は、限定された相対運動がレーザエミッタ（単数または複数）と発信光学系との間に提供され、視野内に光学ビームの移動を提供することができることである。この移動は、所望のパターンの光学ビームを提供するような付加的な自由度の制御を可能にする。レンズシステムとレーザアレイとの間の相対運動を導入するための主な理由は、要求される個々のレーザの数を減少させることであり、トレードオフは、限定された相対運動／作動を組み込むための付加的なコストおよび複雑性である。システム要件に応じて、測定視野内にいかなる間隙も伴うことなく、完全なＦＯＶを網羅するために要求される個々のレーザの数と相対運動の量とを平衡させる最適または少なくとも有利なコスト、性能、および物理的サイズが、存在する。
アレイ４０２は、放出平面における寸法Ｄ４０８を有する。レンズシステム４０４とアレイ４０２との間の１つの相対位置において、アレイ４０２の中心におけるエミッタ４１０が、中心線４１４に沿って光学ビーム４１２を発生させる。レンズシステム４０４は、このビーム４１２をコリメートし、標的範囲における中心位置４１６に投影する。寸法Ｄ４０８を有するアレイ４０２の縁における外側エミッタ４１８が、光学ビーム４２０を発生させる。レンズシステム４０４は、このビーム４２０をコリメートし、標的範囲における外側位置４２２に投影する。いくつかの実施形態では、縁エミッタ４１８からの外側ビーム４２０の、中心エミッタ４１０からの中心ビーム４１２に対する投影される角度４２４は、視野の半分（ＦＯＶ／２）に等しい。コントローラ４２６は、レーザアレイ４０２内のエミッタのうちの少なくともいくつかの入力に電気的に接続される出力を有する。コントローラは、通電されるべき複数のレーザ内の特定の個々のレーザまたはレーザの群を選択し、したがって、所望のパターンの光学ビームを伴う特定のレーザＦＯＶを生み出すことが可能である。
図４はまた、レーザ毎にビームをコリメートすることと、一意の投影角で各レーザを投影することとの両方を行うように作用するレーザエミッタ４０２のアレイとレンズシステム４０４との相対運動を使用するＬＩＤＡＲシステム４００の基本動作原理も図示する。図４では、レンズシステム４０４の光軸４１４に対して直交するレーザアレイ４０２とレンズシステム４０４との間の相対運動の方向が、矢印４０６によって示される。投影角は、各レーザの光軸からの距離によって定義される。そのため、レンズシステム４０４とアレイ４０２とが相互に対して移動させられる場合、特定のレーザエミッタによって発生させられる各光学ビームの投影角もまた、対応して変化する。したがって、本教示の１つの特徴は、レンズシステム４０４とレーザアレイ４０２との相対運動が、ＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ内の間隙を網羅すること等のために、任意の用途のために角度分解能を変化させるために使用されることができることである。当業者は、図４に示される光学的構成が、レーザエミッタまたはレーザアレイと、投影光学系との間の相対運動の使用の１つの特定の例であることを理解するであろう。相対運動の原理は、いかなる特定のレンズシステムにも制約されない。特に、レンズシステム内のレンズの全てを移動させ、特定のレーザのための投影角の変化を生成することは、必要ではないことを理解されたい。すなわち、レンズシステム４０４内のレンズのいくつかまたは全てが、移動し得る。また、レンズシステム４０４は、特定の数のレンズに限定されない。
本教示の１つの特徴は、レンズシステム４０４とアレイ４０２との相対運動が、コントローラ４２６に対して既知である特定のパターンの光学ビームＦＯＶを提供することである。これは、例えば、ビーム位置、ビームサイズ、および／またはビーム重複を含む。したがって、いくつかの実施形態では、コントローラ４２６によるレーザの発射のパターンの制御と組み合わせられる相対運動が、標的範囲における光学ビームの出力レベルを管理するために使用されることができる。具体的には、発射パターンは、所定の光出力レベルが、いかなる個々の光学ビームＦＯＶにおいても超過されないことを確実にするために使用されることができる。いくつかの実施形態では、所定の出力レベルは、クラス１の眼の安全性の限界である。発射パターンはまた、所定の光出力レベルが、いかなる重複する光学ビームＦＯＶにおいても超過されないように制御されることができる。
図２Ａおよび図２Ｂに関連して説明されるＶＣＳＥＬデバイスは、レーザエミッタ４０２のアレイとレンズシステム４０４との間の相対運動を採用するＬＩＤＡＲシステム４００と併用されることができる。図２Ａ－図２Ｂおよび図４を参照すると、レーザの発散が遠視野内に放出される光学ビームの重複をもたらさないほど十分に小さい場合、光が放出しないＶＣＳＥＬダイの区域、例えば、領域２１４、２６４が、視野内に間隙をもたらし得る。本明細書に説明されるアレイ４０２とレンズシステム４０４との相対運動が、視野内のそれらの間隙を満たすために使用されることができる。
図５は、個々のレーザエミッタビームの発散が、図２Ａに関連して説明される２５６個の別個のレーザエミッタを有する２ＤモノリシックＶＣＳＥＬアレイのための発散と同一であり、レンズシステムとレーザアレイとの相対運動が、示されるパターンで走査するために使用される、本教示のＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ５００の２次元投影を図示する。初期の位置におけるエミッタＦＯＶパターンが、実線の円５０２の４×４アレイによって示される。隣の３つの位置は、エミッタＦＯＶを正方形パターンで移動させ、移動する正方形パターンが、破線の円によって図示される。位置２が、破線の円５０４として示される。位置３が、破線の円５０４’として示される。位置４が、破線の円５０４’’として示される。
図４および図５の両方を参照すると、レーザアレイ４０２とレンズシステム４０４との相対運動が、移動するＦＯＶが４×４アレイ構成における１６個のレーザのみを用いて全ＬＩＤＡＲシステムＦＯＶを網羅するように、矢印５０６、５０６’、５０６’’、５０６’’’によって図示される長方形または正方形パターンを横断する。本実施形態に図示される相対運動が水平方向および垂直方向の両方において要求されることに留意されたい。相対運動の必要な範囲は、レーザエミッタによって発生させられる任意の２つの光学ビーム間のピッチの半分だけレーザパターンを偏移させることと同等である。いくつかの実施形態に関して、要求される実際の相対運動は、数百ミクロンであり得るアレイのエミッタ間の物理的距離の約半分であり得る。
レーザアレイ４０２とレンズシステム４０４との間の相対運動は、撓曲ベースのアクチュエータ４２８の使用を通して遂行されることができる。種々の実施形態では、アクチュエータ４２８は、種々の公知のアクチュエータ技術を備える。例えば、アクチュエータは、ドイツのＰｈｙｓｉｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔを含むいくつかの供給業者から商業的に利用可能である。撓曲ベースのアクチュエータを駆動するための力が、圧電モータまたは音声コイルアクチュエータを含む種々の電気機械デバイスによって生み出されることができる。
図６Ａは、２つの物理的に別個の発信器６０２、６０４を使用する、本教示のＬＩＤＡＲシステム６００のある実施形態を図示する。各発信器６０２、６０４は、１６個のレーザエミッタを有するＶＣＳＥＬアレイ６０６、６０８を含む。２つの発信器６０２、６０４は、レーザアレイ６０６、６０８から、レンズシステム６１０、６１２によってコリメートされて投影される光学ビームを発生させる。発信器６０２、６０４は、異なる周波数における光を発生させることができる。種々の実施形態では、レンズシステム６１０、６１２は、１つ以上のレンズおよび／または他の光学要素（図示せず）を含むことができる。２つの発信器６０２、６０４からの光学ビームは、標的範囲６１６にある標的６１４（この図示においては自動車である）を照明する。
発信器６０２、６０４の両方から反射される光が、単一の受信器６１８において組み合わせられる。受信器６１８は、種々の構成における１つ以上のレンズを含むことができる受信光学システム６２０を含む。受信光学システム６２０はまた、フィルタ、ミラー、および多数の他の光学要素等の他の光学要素も含むことができる。受信光学システム６２０はまた、検出器アレイ６２２も含む。発信器６０２、６０４および受信器６２２の両方のＦＯＶは、大部分が重複している。
図６Ａの第１の発信器６０２のレンズシステム６１０とアレイ６０６との異なる相対位置、および第２の発信器６０４のレンズシステム６１２とアレイ６０８との異なる相対位置が、２つの発信器６０２、６０４からのエミッタＦＯＶの望ましい制御可能な位置を生み出す。これらの制御可能な位置は、アレイ６０６、６０８とレンズシステム６１０、６１２との間の相対運動を引き起こすアクチュエータ６２４、６２６によって生み出される。特に、この構成は、図４および図５に関連して説明されるような、レーザアレイ６０６、６０８とそれらのそれぞれのレンズシステム６１０、６１２との間の相対運動の変化の組み合わせ、ならびに１つ以上の標的距離における所望のＦＯＶを横断する完全な網羅を提供するためのエミッタＦＯＶの交互配置を可能にする。いくつかの実施形態では、交互配置されるエミッタＦＯＶが、異なる波長を有する光学ビームによって発生させられる。
コントローラ６２８が、レーザアレイ６０６、６０８、検出器アレイ６２２に、およびアクチュエータ６２４、６２６に接続される。コントローラ６２８は、コントローラが通電されるべきアレイ６０６、６０８内の特定の個々のレーザまたはレーザの群を選択し、したがって、光学ビームの所望のパターンを有する特定のレーザＦＯＶを生み出すことが可能であるように、レーザアレイ６０６、６０８内の個々のレーザおよび／またはレーザの群の入力に電気的に接続される出力を含む。コントローラ６２８は、検出器アレイ６２２内の検出器のうちの少なくともいくつかに電気的に接続される出力を含む。したがって、コントローラは、監視されるべき特定の検出器を選択することができる。コントローラ６２８はまた、アクチュエータの速度および／または投および／または方向を制御し、アレイ６０６、６０８とレンズシステム６１０、６１２との間の相対運動の所望の速度および／または変位および／または方向を提供するようなアクチュエータ６２４への接続も含む。
図６Ｂは、２つの発信器内のレンズシステム６１０、６１２とレーザアレイ６０６、６０８との１つの相対位置における、図６ＡのＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ６３０の２次元投影を図示する。図６Ａ－図６Ｂの両方を参照すると、このＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ６３０は、白丸６３２によって表される第１の発信器６０２のためのエミッタＦＯＶと、異なる陰影が付けられた円６３４によって表される第２の発信器６０４のためのエミッタＦＯＶとを含む。いくつかの実施形態では、白丸６３２によって表される第１のＦＯＶパターンを発生させる光学ビームは、１つの波長であり、陰影が付けられた円６３４によって表される第２のＦＯＶパターンを発生させる光学ビームは、異なる波長である。
検出器アレイ６２２内の検出器ＦＯＶが、正方形の１６×１６グリッド６３６として図示される。また、図に示されるものは、自動車６１４である標的のＦＯＶ６３８である。２つの発信器６０２、６０４から放出される光学ビームは、自由空間内に交互配置され、図６Ｂに示される円６３２、６３４のアレイであるＦＯＶのパターンを生み出す。
図６Ｃは、２つの発信器６０２、６０４内のレンズシステム６１０、６１２とレーザアレイ６０６、６０８との別の相対位置における、図６ＡのＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ６７０の２次元投影を図示する。図６Ａ－図６Ｃの全てを参照すると、このＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ６７０は、白丸６７２によって表される１つの発信器６０２のためのエミッタＦＯＶと、異なる陰影が付けられた円６７４によって表される第２の発信器６０４のためのエミッタＦＯＶとを含む。
検出器アレイ６２２内の検出器ＦＯＶが、正方形の１６×１６グリッド６７６として図示される。また、示されるものは、自動車６７８である標的のＦＯＶである。２つの発信器６０２、６０４から放出される光学ビームは、自由空間内に交互配置され、図６Ｃに示される円６７２、６７４のアレイであるＦＯＶのパターンを生み出す。各アレイ６０６、６０８のそのそれぞれのレンズシステム６１０、６１２に対する相対運動の方向６４０、６８０内での相対位置は、位置が静的である、すなわち、図６Ｂの位置または図６Ｃに図示される位置のみにおいて動作する場合、そうでなければ存在し得るＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ内の間隙を排除するために使用される。例えば、図６Ｂに示されるＦＯＶ間隙領域６４２は、図６Ｃにおいて、円６８４によって示されるレーザエミッタのＦＯＶによって網羅されるように示される網羅された領域６８２内にある。
図６Ａ－図６Ｃに関連して説明される実施形態は、レンズシステムとレーザアレイとの相対運動（制御された相対位置）が、単独で、または交互配置および／もしくは異なる波長エミッタの使用と組み合わせられ、ＬＩＤＡＲシステムの種々の性能改良をもたらす所望のＦＯＶパターンを生み出すことができる方法の一例にすぎない。光学的自由空間交互配置とレンズ運動との多数の他の組み合わせが存在すること、および／または、異なる光波長の使用が、本教示の範囲内で可能であることを理解されたい。
最も公知のＬＩＤＡＲシステムは、少数のレーザを用いてＦＯＶを走査するために、ミラーまたはモータを使用する。運動は、ある方式では、持続的である。持続的運動は、所望のフレームレートを達成するために、絶えずＦＯＶを掃引することによって遂行される。図６Ａ－図６Ｃを参照すると、本教示の一側面は、レーザパルスのタイミング、フレームレート、およびレーザアレイとレンズシステムとの相対運動のタイミングおよび他の側面の適切な選択である。公知のシステムと対照的に、図６Ａ－図６Ｃに図示されるＬＩＤＡＲシステムに関して、レンズシステムの運動が存在しない一方、そのレンズシステムに対応するレーザがパルス化されており、これは、複数のパルスが、有意な時間的平均化を伴うことなく、平均化／ヒストグラム化のために使用されることを可能にする。
本教示による動作方法のある例は、以下の通りである。図６Ａのレーザアレイ６０６、６０８内の３２個のレーザが同時に発射されないように、ＬＩＤＡＲシステムが各レーザを個々に動作させることを検討する。また、改良されたＳＮＲを有する平均測定値を発生させるために、複数のパルスがレーザ毎に使用されること、例えば６４個のパルスが距離測定毎に使用され得ることも検討する。各発信器を通して走査するために要する時間は、１６個のレーザ×６４個のパルス×Ｔであり得る（式中、Ｔは、測定範囲によって必要とされるパルス繰り返し数である）。２００ｍの距離に関して、Ｔは、１．３３μ秒を上回らなければならない。したがって、この例に関して、各発信器を用いて単一のフレームを発生させるための合計時間は、約１．３ミリ秒である。次の発信器に切り替える前に、各発信器を用いてフレームが発生させられ、その後再び戻る場合、許容可能な動作のモードは、他方の発信器のレンズシステム／レンズアレイを移動させながら、そのレンズシステムを定常状態にした状態で、一方の発信器を用いてデータを採取することであり得る。そして、システムパフォーマンスに影響を及ぼすことなく運動を遂行するために要求される時間は、１．３ミリ秒未満であり得る。数百ミクロンの進行を伴う撓曲ベースのアクチュエータは、典型的に、要件の範囲内である数ミリ秒の範囲内でそのような段階的運動を実施する能力を有している。
実践的ＬＩＤＡＲシステムにおいて、アレイ内のレーザの数は、はるかに多く、例えば図２Ａおよび図２Ｂに示されるような２５６個であり得ることに留意されたい。１６回等のより少ない平均値を有する場合でも、１つの発信器を用いて単一のフレームを得るために要求される時間は、約５．３ミリ秒である。概して、アクチュエータの時間は、約数ミリ秒である。このタイミングは、他の要因の中でもとりわけ、レーザアレイあたりのレーザの数、各レーザに印加されるパルスの数、距離範囲、および発信器の数に応じて、図６Ａ－図６Ｃに関連して説明されるものと同様のある範囲のＬＩＤＡＲ構成に合致する。
図７は、光学ビームＦＯＶ７０２、７０４の形状が公称上長方形である、本教示のＬＩＤＡＲシステムのある実施形態のＬＩＤＡＲシステムＦＯＶ７００の２次元投影を図示する。単一の検出器ピクセルのＦＯＶは、検出器アレイ内の単一のピクセルのＦＯＶがレーザビームＦＯＶ７０２、７０４より小さいような小さい正方形７０６によって表される。図７では、単一のレーザビームＦＯＶ７０２、７０４は、形状が略長方形であり、検出器アレイ上に投影されると、受信器検出器アレイ内の数十個ものピクセルに重複する。この場合、レーザビームは、反射されるパルスの喪失を伴うことなく複数のパルスが単一のピクセルを用いて得られるように、ある速度で掃引されることができる。
レーザビームの運動の間、レーザ光学ビームＦＯＶは、開始位置７０８と、重複していない終了位置７１０とを有する。例えば、ピクセル２ ７１２が、位置１の最右縁に位置し、これは、レーザアレイとレンズシステムの光軸との間の特定のオフセットに対応するビームの開始位置７０８である。ピクセル２ ７１２は、位置２の最左縁に存在し、これは、レーザビームの終了位置７１０である。これは、時間の大部分に関して、ピクセル２がレーザビームからのある反射された光を受信することを意味する。レーザビームが運転中である場合でも、複数の測定が、このピクセルから行われることができる。これは、要求される数の測定値を取得するための十分な時間を可能にする。この場合、相対運動は、典型的に、レーザビームパターンのピッチの半分より大きい。ピクセル１ ７１６は、レーザＦＯＶ７０２のための開始位置７０８内に位置する。構成は、ピクセル３ ７１４等、縁上の特定のピクセルが、１つを上回るレーザビームを用いて照明されることを可能にする。
図８は、マイクロレンズアレイ８０２の相対運動がレーザビーム８０４、８０６の投影角を変化させるために使用される、本教示のＬＩＤＡＲシステム発信器８００のある実施形態を図示する。エミッタアレイ８０８が、アレイ８０８内の各レーザ要素８１０から、ビーム８０４、８０８等の光学ビームを発生させる。例えば、いくつかの実施形態では、エミッタアレイ８０８は、ＶＣＳＥＬアレイである。また、いくつかの実施形態では、エミッタアレイ８０８は、１次元アレイであり、他の実施形態では、エミッタアレイ８０８は、２次元アレイである。いくつかの実施形態では、マイクロレンズアレイ８０２は、１次元アレイであり、他の実施形態では、マイクロレンズアレイ８０２は、２次元アレイである。ビーム８０４、８０８等の光学ビームは、マイクロレンズアレイ８０２を通過し、次いで、付加的な発信器光学系８１２を通過して標的平面８１４まで至る。
マイクロレンズアレイ８０２とエミッタアレイ８０８との間の相対運動が、矢印８１６によって図示される。この相対運動は、アクチュエータ８１７によって引き起こされる。矢印８１６によって図示される相対運動は、本実施形態では、垂直運動として示されるが、各種の方向における相対運動が存在し得ることを理解されたい。使用される相対運動の方向は、標的平面８１４における光学ビーム、例えば、ビーム８０４、８０８の所望の相対位置に依存する。矢印８１６によって図示されるこの相対運動は、本明細書に説明されるような受信ＦＯＶに対するレーザＦＯＶの所望のＦＯＶを提供し、マイクロレンズアレイ８０２を使用するＬＩＤＡＲ発信器８００を備えるＬＩＤＡＲシステムの種々の性能目標を充足させるために使用されることができる。
マイクロレンズアレイ８０２は、対応するエミッタアレイ８０８によって放出される個々のレーザビーム８０４、８０６あたり少なくとも１つの小さいレンズ８１８を有する多くの小さいレンズ８１８を有する。小さいレンズ８１８の寸法は、エミッタアレイ８０８内のエミッタ要素のピッチとほぼ同一である。この寸法は、典型的には、数百ミクロンである。図８に図示される実施形態では、発信器光学系８１２は、固定された付加的な大きいレンズとして示されている。固定された発信器光学系８１２はまた、レーザビーム８０４、８０６をコリメートするためにも使用され、そのため、発信器８００の全体的ＦＯＶを決定することに役立つ。本実施形態に示される構成では、マイクロレンズアレイ８０２のみが、システムの速度／応答時間をさらに最適化するために移動させられる。マイクロレンズアレイ８０２は、小さい質量を有するので、迅速に移動させられることができる。また、小さい運動が、大きい角度変化を発生させることもできる。
例えば、本明細書に説明されるように２Ｄ ＶＣＳＥＬアレイと組み合わせられたマイクロレンズアレイは、投影角の所望の変化を達成するために、約１０ミクロン移動することのみが必要であり得る。マイクロレンズアレイ８０２は、特に、これがガラスの代わりにプラスチック材料から形成される場合、物理的に小さく、典型的には、ＶＣＳＥＬアレイよりわずかだけ大きくあり得る（これは、その質量が低く保たれ得ることを意味する）。約１０ミクロンであり得る要求される小さい質量および小さい運動が、要求される加速／力に関する要件を低減させ、短い作動時間を可能にする。そのような実施形態では、レンズアレイ８０２は、約５０μ秒未満で約１０ミクロン変位させられることができ、これは、走査パターンおよびフレームレートに影響を及ぼす付加的なシステム柔軟性を与えることができる。コントローラ８２０は、アクチュエータに接続して相対運動の制御を提供し、レーザアレイ８０８に接続して特定の個々のレーザまたはレーザの群の発射を制御する。
均等物
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 (1)

  1. 本明細書に記載の発明。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10761195B2 (en) 2016-04-22 2020-09-01 OPSYS Tech Ltd. Multi-wavelength LIDAR system
CN110402398B (zh) 2017-03-13 2023-12-01 欧普赛斯技术有限公司 眼睛安全的扫描激光雷达系统
WO2019022941A1 (en) 2017-07-28 2019-01-31 OPSYS Tech Ltd. VCSEL LIDAR TRANSMITTER WITH LOW ANGULAR DIVERGENCE
KR102634870B1 (ko) 2017-11-15 2024-02-13 옵시스 테크 엘티디 잡음 적응형 솔리드-스테이트 lidar 시스템
EP3775979B1 (en) 2018-04-01 2024-01-17 Opsys Tech Ltd. Noise adaptive solid-state lidar system
JP2022526998A (ja) 2019-04-09 2022-05-27 オプシス テック リミテッド レーザ制御を伴うソリッドステートｌｉｄａｒ送光機
US11846728B2 (en) 2019-05-30 2023-12-19 OPSYS Tech Ltd. Eye-safe long-range LIDAR system using actuator
WO2020251891A1 (en) 2019-06-10 2020-12-17 OPSYS Tech Ltd. Eye-safe long-range solid-state lidar system
EP4047385A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-24 Argo AI GmbH Method for operating a lidar scanner in a vehicle, lidar scanner and vehicle
US11260881B1 (en) * 2021-02-23 2022-03-01 Blackmore Sensors & Analytics, Llc LIDAR system
WO2022250765A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Intel Corporation Light detection and ranging systems
US20230003838A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 Sony Semiconductor Solutions Corporation Time-of-flight (tof) laser control for electronic devices
CN113589259A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 探维科技(北京)有限公司 降低激光雷达高度的发射系统及调光方法
CN114325640B (zh) * 2021-11-18 2022-11-04 杭州宏景智驾科技有限公司 一种激光雷达接收装置及激光雷达
WO2023115104A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 Baraja Pty Ltd Spatial estimation system with controlled outgoing light

Family Cites Families (267)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5157257A (en) 1990-06-18 1992-10-20 Lasen, Inc. Mid-infrared light hydrocarbon DIAL LIDAR
JP3111599B2 (ja) 1992-03-02 2000-11-27 松下電器産業株式会社 光電子集積回路
JP3042278B2 (ja) 1993-09-17 2000-05-15 三菱電機株式会社 距離測定装置
JPH07253460A (ja) 1994-03-14 1995-10-03 Nikon Corp 距離測定装置
JPH08280173A (ja) 1995-02-08 1996-10-22 Meidensha Corp コンデンサ充電装置
DE69635891T2 (de) 1995-06-22 2006-12-14 3Dv Systems Ltd. Verbesserte optische kamera zur entfernungsmessung
JPH10126007A (ja) 1996-10-21 1998-05-15 Fuji Xerox Co Ltd ２次元半導体レーザアレイ発光装置及びその駆動方法
US5909296A (en) 1997-04-04 1999-06-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Effective wide angle beam steering using spherical laser diode arrays
DE19717399C2 (de) 1997-04-24 2001-05-23 Martin Spies Einrichtung zur Bestimmung von Abstand und Art von Objekten sowie der Sichtweite
US6246708B1 (en) 1997-08-27 2001-06-12 Xerox Corporation Semiconductor laser with associated electronic components integrally formed therewith
WO1999042856A2 (en) 1998-02-19 1999-08-26 Amerigon Inc. High performance vehicle radar system
JP2000056020A (ja) 1998-08-07 2000-02-25 Honda Motor Co Ltd 物体検知装置
US6775480B1 (en) 1998-09-10 2004-08-10 Nortel Networks Limited Free space optical interconnect system
JP2000147604A (ja) 1998-11-13 2000-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンジファインダ
US6560262B1 (en) 1999-01-26 2003-05-06 Triquint Technology Holding Co. Vertical cavity surface emitting laser array and a process for making same
US6959870B2 (en) 1999-06-07 2005-11-01 Metrologic Instruments, Inc. Planar LED-based illumination array (PLIA) chips
GB0000908D0 (en) 2000-01-14 2000-03-08 Scient Generics Ltd Parallel free-space optical communications
DE10004398A1 (de) 2000-02-02 2001-08-16 Infineon Technologies Ag VCSEL mit monolithisch integriertem Photodetektor
AT408818B (de) 2000-02-11 2002-03-25 Riegl Laser Measurement Sys Verfahren zur aufnahme eines objektraumes
EP1160540A1 (de) 2000-06-03 2001-12-05 Leica Geosystems AG Optischer Entfernungsmesser
RU2172560C1 (ru) 2000-06-08 2001-08-20 Васильев Владимир Павлович Устройство оптической связи
US6353502B1 (en) 2000-06-13 2002-03-05 Eastman Kodak Company VCSEL field correction
US6888871B1 (en) 2000-07-12 2005-05-03 Princeton Optronics, Inc. VCSEL and VCSEL array having integrated microlenses for use in a semiconductor laser pumped solid state laser system
US6680788B1 (en) 2000-10-12 2004-01-20 Mcnc Scanning apparatus and associated method
FR2816264B1 (fr) 2000-11-09 2003-02-21 Thomas Bleiner Dispositif de signalisation visuelle adaptable a un vehicule
JP3789757B2 (ja) 2001-01-22 2006-06-28 小糸工業株式会社 物体検出装置
US20020117340A1 (en) 2001-01-31 2002-08-29 Roger Stettner Laser radar based collision avoidance system for stationary or moving vehicles, automobiles, boats and aircraft
AUPR301401A0 (en) 2001-02-09 2001-03-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Lidar system and method
US6556282B2 (en) 2001-09-04 2003-04-29 Rosemount Aerospace, Inc. Combined LOAS and LIDAR system
NO316632B1 (no) 2001-11-16 2004-03-15 Thin Film Electronics Asa Matriseadresserbart optoelektronisk apparat og elektrodeanordning i samme
JP2003258359A (ja) 2002-03-06 2003-09-12 Sharp Corp 光学システム
JP3931127B2 (ja) 2002-09-03 2007-06-13 オリンパス株式会社 照明装置及びそれを用いた表示装置
US7873083B2 (en) 2002-10-17 2011-01-18 Lumenis Ltd. System, method, and apparatus to provide laser beams of two or more wavelengths
US20040120717A1 (en) 2002-12-18 2004-06-24 Lightpointe Communications, Inc. Extended source free-space optical communication system
US6860350B2 (en) 2002-12-20 2005-03-01 Motorola, Inc. CMOS camera with integral laser ranging and velocity measurement
US7065112B2 (en) 2003-05-12 2006-06-20 Princeton Optronics, Inc. Wavelength locker
US6788715B1 (en) 2003-05-30 2004-09-07 Princeton Optronics Stabilized laser using multiphoton absorption to reduce intensity fluctuations
JP2004361315A (ja) 2003-06-06 2004-12-24 Nissan Motor Co Ltd レーダ装置
DE60333632D1 (de) 2003-09-01 2010-09-16 Avalon Photonics Ag Hochenergie-Topemitter-VCSEL
JP3940395B2 (ja) 2003-11-14 2007-07-04 パイオニア株式会社 発光素子の駆動方法及び装置
DE102004002221B3 (de) 2004-01-15 2005-05-19 Unique-M.O.D.E. Ag Vorrichtung zur optischen Strahltransformation einer linearen Anordnung mehrerer Lichtquellen
US7209502B2 (en) 2004-02-12 2007-04-24 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Open loop laser power control for optical navigation devices and optical systems
US7026600B2 (en) 2004-02-26 2006-04-11 Rosemount Aerospace Inc. System and method of identifying an object in a laser beam illuminated scene based on material types
JP3962929B2 (ja) 2004-05-18 2007-08-22 防衛省技術研究本部長 レーザ距離画像生成装置及び方法
JP2008517279A (ja) 2004-10-15 2008-05-22 トリコ プロダクツ コーポレーション オブ テネシー Ｖｃｓｅｌ型ダイオードアレイを用いた物体検出システム
WO2006083349A2 (en) 2004-11-19 2006-08-10 Science & Engineering Services, Inc. Enhanced portable digital lidar system
JP2006162386A (ja) 2004-12-06 2006-06-22 Canon Inc ３次元モデル生成装置、３次元モデル生成システム及び３次元モデル生成プログラム
US7440084B2 (en) 2004-12-16 2008-10-21 Arete' Associates Micromechanical and related lidar apparatus and method, and fast light-routing components
US7566861B2 (en) 2005-04-27 2009-07-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Detection device controlled by driving speed and driving direction
US7652752B2 (en) 2005-07-14 2010-01-26 Arete' Associates Ultraviolet, infrared, and near-infrared lidar system and method
US7339670B2 (en) 2005-07-29 2008-03-04 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Wavelength normalized depolarization ratio lidar
US20070071056A1 (en) 2005-09-09 2007-03-29 Ye Chen Laser ranging with large-format VCSEL array
US7417717B2 (en) 2005-10-05 2008-08-26 Utah State University System and method for improving lidar data fidelity using pixel-aligned lidar/electro-optic data
US7253386B2 (en) 2005-12-12 2007-08-07 Xerox Corporation Method and apparatus for monitoring and controlling laser intensity in a ROS scanning system
US7936448B2 (en) 2006-01-27 2011-05-03 Lightwire Inc. LIDAR system utilizing SOI-based opto-electronic components
US7485862B2 (en) 2006-01-29 2009-02-03 Rafael Advanced Defense Systems Ltd. Time-space multiplexed LADAR
US7544945B2 (en) 2006-02-06 2009-06-09 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) array laser scanner
US8050863B2 (en) 2006-03-16 2011-11-01 Gray & Company, Inc. Navigation and control system for autonomous vehicles
JP5250544B2 (ja) * 2006-03-30 2013-07-31 ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド カメラレンズ駆動装置
US9592375B2 (en) 2006-05-18 2017-03-14 Hyprotek, Inc. Intravascular line and port cleaning methods, methods of administering an agent intravascularly, methods of obtaining/testing blood, and devices for performing such methods
TW200814025A (en) 2006-06-01 2008-03-16 Koninkl Philips Electronics Nv Optimizing focus crosstalk cancelling
JP2008015434A (ja) 2006-07-10 2008-01-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュールおよびその製造方法
US7969558B2 (en) 2006-07-13 2011-06-28 Velodyne Acoustics Inc. High definition lidar system
US7773204B1 (en) 2006-07-20 2010-08-10 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for spatial encoding of a search space
EP1901093B1 (de) 2006-09-15 2018-11-14 Triple-IN Holding AG Aufnahme von Entfernungsbildern
US7701558B2 (en) 2006-09-22 2010-04-20 Leica Geosystems Ag LIDAR system
CN100429478C (zh) 2007-01-15 2008-10-29 哈尔滨工业大学 基于微透镜阵列的激光光束发散角测试方法
US8072581B1 (en) 2007-01-19 2011-12-06 Rockwell Collins, Inc. Laser range finding system using variable field of illumination flash lidar
DE102007011804A1 (de) 2007-01-25 2008-07-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Messanordnung und Messsystem
US7746450B2 (en) 2007-08-28 2010-06-29 Science Applications International Corporation Full-field light detection and ranging imaging system
JP5169136B2 (ja) 2007-10-22 2013-03-27 株式会社デンソー レーザビーム照射装置
US7963447B2 (en) 2007-11-30 2011-06-21 Symbol Technologies, Inc. Enhanced monitoring of laser output power in electro-optical readers
JP4831151B2 (ja) 2007-12-20 2011-12-07 株式会社デンソー レーザアレイ駆動回路
DE102008062544B4 (de) 2007-12-20 2017-11-09 Denso Corporation Laser-Array-Schaltung
JP2009204691A (ja) 2008-02-26 2009-09-10 Toyota Central R&D Labs Inc 光走査装置、レーザレーダ装置、及び光走査方法
DE102008022941A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Sensorsystem mit einer Beleuchtungseinrichtung und einer Detektoreinrichtung
US7702191B1 (en) 2008-03-13 2010-04-20 Compass Electro-Optical Systems Ltd Electro-optical chip assembly
US20090273770A1 (en) 2008-04-30 2009-11-05 Honeywell International Inc. Systems and methods for safe laser imaging, detection and ranging (lidar) operation
US8301027B2 (en) 2008-05-02 2012-10-30 Massachusetts Institute Of Technology Agile-beam laser array transmitter
JP2012504771A (ja) 2008-10-06 2012-02-23 マンチスビジョン リミテッド 三次元及び距離の面間推定を与えるための方法及びシステム
JP2010091855A (ja) 2008-10-09 2010-04-22 Denso Corp レーザビーム照射装置
US10038304B2 (en) 2009-02-17 2018-07-31 Trilumina Corp. Laser arrays for variable optical properties
US7949024B2 (en) 2009-02-17 2011-05-24 Trilumina Corporation Multibeam arrays of optoelectronic devices for high frequency operation
US20130223846A1 (en) 2009-02-17 2013-08-29 Trilumina Corporation High speed free-space optical communications
JP2010256291A (ja) 2009-04-28 2010-11-11 Toyota Motor Corp 距離画像撮影装置
CN101545582B (zh) 2009-05-05 2011-01-05 浙江大学 半导体激光器阵列光束整形照明系统
WO2010141631A1 (en) 2009-06-02 2010-12-09 Velodyne Acoustics, Inc. Color lidar scanner
JP5515445B2 (ja) 2009-06-19 2014-06-11 富士ゼロックス株式会社 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
US9048633B2 (en) 2009-08-20 2015-06-02 Koninklijke Philips N.V. Laser device with configurable intensity distribution
EP3786668A1 (en) * 2010-05-17 2021-03-03 Velodyne Lidar, Inc. High definition lidar system
EP2585849B1 (en) 2010-06-28 2019-03-20 Institut National d'Optique Method and apparatus for compensating for a parameter change in a synthetic aperture imaging system
US8736818B2 (en) 2010-08-16 2014-05-27 Ball Aerospace & Technologies Corp. Electronically steered flash LIDAR
US8488055B2 (en) 2010-09-30 2013-07-16 Apple Inc. Flash synchronization using image sensor interface timing signal
EP2469294A1 (en) 2010-12-23 2012-06-27 André Borowski 2D/3D real-time imager and corresponding imaging methods
EP2469301A1 (en) 2010-12-23 2012-06-27 André Borowski Methods and devices for generating a representation of a 3D scene at very high speed
EP2469295A1 (en) 2010-12-23 2012-06-27 André Borowski 3D landscape real-time imager and corresponding imaging methods
DE102011005740A1 (de) 2011-03-17 2012-09-20 Robert Bosch Gmbh Messvorrichtung zur Messung einer Entfernung zwischen der Messvorrichtung und einem Zielobjekt mit Hilfe optischer Messstrahlung
CA2839194C (en) 2011-06-17 2017-04-18 Leddartech Inc. System and method for traffic side detection and characterization
US20160025993A1 (en) 2014-07-28 2016-01-28 Apple Inc. Overlapping pattern projector
JP5858688B2 (ja) 2011-08-30 2016-02-10 スタンレー電気株式会社 距離画像生成装置
JP2013113669A (ja) 2011-11-28 2013-06-10 Mitsubishi Electric Corp レーザレーダ装置
US8576885B2 (en) 2012-02-09 2013-11-05 Princeton Optronics, Inc. Optical pump for high power laser
US8675706B2 (en) 2011-12-24 2014-03-18 Princeton Optronics Inc. Optical illuminator
US20130163627A1 (en) 2011-12-24 2013-06-27 Princeton Optronics Laser Illuminator System
EP2805179B8 (en) 2012-01-18 2018-06-27 RISE Acreo AB Optical system for range finding
US20130208256A1 (en) 2012-02-10 2013-08-15 Optical Air Data Systems, Llc. LDV with Diffractive Optical Element for Transceiver Lens
AU2013219966B2 (en) 2012-02-15 2015-04-02 Apple Inc. Scanning depth engine
EP2823252A1 (en) 2012-03-09 2015-01-14 Galil Soft Ltd System and method for non-contact measurement of 3d geometry
US9915726B2 (en) 2012-03-16 2018-03-13 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Llc Personal LADAR sensor
CN103608696B (zh) 2012-05-22 2016-05-11 韩国生产技术研究院 3d扫描系统和获得3d图像的方法
US8793046B2 (en) 2012-06-01 2014-07-29 Google Inc. Inferring state of traffic signal and other aspects of a vehicle's environment based on surrogate data
KR102038533B1 (ko) 2012-06-14 2019-10-31 한국전자통신연구원 레이저 레이더 시스템 및 목표물 영상 획득 방법
WO2014014838A2 (en) 2012-07-15 2014-01-23 2R1Y Interactive illumination for gesture and/or object recognition
KR101908304B1 (ko) 2012-08-10 2018-12-18 엘지전자 주식회사 거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치
US9297889B2 (en) 2012-08-14 2016-03-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Illumination light projection for a depth camera
US9506750B2 (en) 2012-09-07 2016-11-29 Apple Inc. Imaging range finding device and method
EP2708913A1 (de) 2012-09-18 2014-03-19 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Objekterfassung
JP6236758B2 (ja) 2012-10-09 2017-11-29 株式会社豊田中央研究所 光学的測距装置
US20140139467A1 (en) 2012-11-21 2014-05-22 Princeton Optronics Inc. VCSEL Sourced Touch Screen Sensor Systems
WO2014083485A1 (en) 2012-11-29 2014-06-05 Koninklijke Philips N.V. Laser device for projecting a structured light pattern onto a scene
US9264679B2 (en) 2012-12-10 2016-02-16 Texas Instruments Incorporated Maintaining distortion-free projection from a mobile device
US9285477B1 (en) 2013-01-25 2016-03-15 Apple Inc. 3D depth point cloud from timing flight of 2D scanned light beam pulses
ES2512965B2 (es) 2013-02-13 2015-11-24 Universitat Politècnica De Catalunya Sistema y método para escanear una superficie y programa de ordenador que implementa el método
US8824519B1 (en) 2013-03-01 2014-09-02 Princeton Optronics Inc. VCSEL pumped fiber optic gain systems
US9110169B2 (en) 2013-03-08 2015-08-18 Advanced Scientific Concepts, Inc. LADAR enabled impact mitigation system
US20140267701A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Ziv Aviv Apparatus and techniques for determining object depth in images
WO2014200589A2 (en) 2013-03-15 2014-12-18 Leap Motion, Inc. Determining positional information for an object in space
US9185762B2 (en) 2013-04-19 2015-11-10 Infineon Technologies Ag Time of flight illumination circuit
US9069080B2 (en) 2013-05-24 2015-06-30 Advanced Scientific Concepts, Inc. Automotive auxiliary ladar sensor
WO2014203110A1 (en) 2013-06-19 2014-12-24 Primesense Ltd. Integrated structured-light projector
US9835795B2 (en) 2013-07-10 2017-12-05 Nkt Photonics A/S Microstructured optical fiber, supercontinuum light source comprising microstructured optical fiber and use of such light source
US20150260830A1 (en) 2013-07-12 2015-09-17 Princeton Optronics Inc. 2-D Planar VCSEL Source for 3-D Imaging
US9268012B2 (en) 2013-07-12 2016-02-23 Princeton Optronics Inc. 2-D planar VCSEL source for 3-D imaging
US10126412B2 (en) 2013-08-19 2018-11-13 Quanergy Systems, Inc. Optical phased array lidar system and method of using same
US8836922B1 (en) 2013-08-20 2014-09-16 Google Inc. Devices and methods for a rotating LIDAR platform with a shared transmit/receive path
US9038883B2 (en) 2013-09-11 2015-05-26 Princeton Optronics Inc. VCSEL packaging
US9587795B2 (en) 2013-09-17 2017-03-07 Mitsubishi Electric Corporation Headlight for in-vehicle use
US9443310B2 (en) 2013-10-09 2016-09-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Illumination modules that emit structured light
KR102136401B1 (ko) 2013-10-21 2020-07-21 한국전자통신연구원 다-파장 이미지 라이다 센서장치 및 이의 신호처리 방법
AU2014338511B2 (en) 2013-10-23 2018-08-09 Facebook Technologies, Llc Three dimensional depth mapping using dynamic structured light
EP2866051B1 (en) 2013-10-23 2018-10-03 Ladar Limited A laser detection and ranging device for detecting an object under a water surface
US9424672B2 (en) 2013-11-07 2016-08-23 Here Global B.V. Method and apparatus for processing and aligning data point clouds
US10203399B2 (en) 2013-11-12 2019-02-12 Big Sky Financial Corporation Methods and apparatus for array based LiDAR systems with reduced interference
JP6292533B2 (ja) 2013-12-06 2018-03-14 株式会社リコー 物体検出装置及びセンシング装置
CN103633557B (zh) 2013-12-11 2016-08-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种激光雷达半导体激光光源准直扩束装置
JP2017510126A (ja) 2014-01-10 2017-04-06 パルマー ラボ，エルエルシー 発散ビーム通信システム
KR102025258B1 (ko) 2014-01-28 2019-09-27 알피니언메디칼시스템 주식회사 서브 어레이를 갖는 트랜스듀서에서 평면파를 이용한 이미지 합성 방법 및 장치
US9831630B2 (en) * 2014-02-06 2017-11-28 GM Global Technology Operations LLC Low cost small size LiDAR for automotive
US9520696B2 (en) 2014-03-04 2016-12-13 Princeton Optronics Inc. Processes for making reliable VCSEL devices and VCSEL arrays
US9658322B2 (en) 2014-03-13 2017-05-23 Garmin Switzerland Gmbh LIDAR optical scanner system
US9360554B2 (en) 2014-04-11 2016-06-07 Facet Technology Corp. Methods and apparatus for object detection and identification in a multiple detector lidar array
US20150311673A1 (en) 2014-04-29 2015-10-29 Princeton Optronics Inc. Polarization Control in High Peak Power, High Brightness VCSEL
US9575184B2 (en) 2014-07-03 2017-02-21 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Inc. LADAR sensor for a dense environment
US9476968B2 (en) 2014-07-24 2016-10-25 Rosemount Aerospace Inc. System and method for monitoring optical subsystem performance in cloud LIDAR systems
US9823350B2 (en) 2014-07-31 2017-11-21 Raytheon Company Linear mode computational sensing LADAR
DE102014216390A1 (de) 2014-08-19 2016-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Projektor
US10488492B2 (en) 2014-09-09 2019-11-26 Leddarttech Inc. Discretization of detection zone
US20160072258A1 (en) 2014-09-10 2016-03-10 Princeton Optronics Inc. High Resolution Structured Light Source
US9578311B2 (en) 2014-10-22 2017-02-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Time of flight depth camera
US9674415B2 (en) 2014-12-22 2017-06-06 Google Inc. Time-of-flight camera system with scanning illuminator
US9635231B2 (en) 2014-12-22 2017-04-25 Google Inc. Time-of-flight camera system and method to improve measurement quality of weak field-of-view signal regions
JP2016146417A (ja) 2015-02-09 2016-08-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた距離計測装置並びに距離計測装置の駆動方法
US9553423B2 (en) 2015-02-27 2017-01-24 Princeton Optronics Inc. Miniature structured light illuminator
US10036801B2 (en) 2015-03-05 2018-07-31 Big Sky Financial Corporation Methods and apparatus for increased precision and improved range in a multiple detector LiDAR array
US10126411B2 (en) 2015-03-13 2018-11-13 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Llc. Beam steering LADAR sensor
JP6671629B2 (ja) 2015-03-18 2020-03-25 株式会社リコー 物体検出装置、センシング装置、及び移動体装置
US9625582B2 (en) 2015-03-25 2017-04-18 Google Inc. Vehicle with multiple light detection and ranging devices (LIDARs)
JP2016188808A (ja) 2015-03-30 2016-11-04 竹前　義博 レンジセンサとその部品
WO2016168378A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 Gerard Dirk Smits Machine vision for ego-motion, segmenting, and classifying objects
KR102326479B1 (ko) 2015-04-16 2021-11-16 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
US10288736B2 (en) 2015-05-07 2019-05-14 GM Global Technology Operations LLC Multi-wavelength array lidar
WO2016187328A1 (en) 2015-05-18 2016-11-24 Lasermotive, Inc. Power beaming vcsel arrangement
US9574541B2 (en) 2015-05-27 2017-02-21 Princeton Optronics Inc. Compact laser ignition device for combustion engine
US10356392B2 (en) 2015-05-28 2019-07-16 University College Cork—National Univesity of Ireland, Cork Coded access optical sensor
US10527726B2 (en) 2015-07-02 2020-01-07 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for LIDAR with DMD
US9798126B2 (en) 2015-08-25 2017-10-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular illuminator for extremely wide field of view
JP2017053833A (ja) 2015-09-10 2017-03-16 ソニー株式会社 補正装置、補正方法および測距装置
US9992477B2 (en) 2015-09-24 2018-06-05 Ouster, Inc. Optical system for collecting distance information within a field
US10063849B2 (en) 2015-09-24 2018-08-28 Ouster, Inc. Optical system for collecting distance information within a field
KR102597579B1 (ko) 2015-10-21 2023-11-01 프린스톤 옵트로닉스, 인크. 코딩된 패턴 투영기
EP3159711A1 (en) 2015-10-23 2017-04-26 Xenomatix NV System and method for determining a distance to an object
US10436909B2 (en) 2015-10-30 2019-10-08 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Compressive line sensing imaging using individually addressable laser diode array
CN108369274B (zh) 2015-11-05 2022-09-13 路明亮有限责任公司 用于高分辨率深度映射的具有经改进扫描速度的激光雷达系统
EP3168641B1 (de) 2015-11-11 2020-06-03 Ibeo Automotive Systems GmbH Verfahren und vorrichtung zur optischen distanzmessung
FR3043797A1 (ja) 2015-11-16 2017-05-19 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas
EP3411660A4 (en) 2015-11-30 2019-11-27 Luminar Technologies, Inc. LIDAR SYSTEM WITH DISTRIBUTED LASER AND MULTIPLE SENSOR HEADS AND PULSED LASER FOR LIDAR SYSTEM
US20170168162A1 (en) 2015-12-09 2017-06-15 The Boeing Company Light detection and ranging (lidar) imaging systems and methods
US10324171B2 (en) 2015-12-20 2019-06-18 Apple Inc. Light detection and ranging sensor
EP3391076A1 (en) 2015-12-20 2018-10-24 Apple Inc. Light detection and ranging sensor
CN107025642B (zh) 2016-01-27 2018-06-22 百度在线网络技术（北京）有限公司 基于点云数据的车辆轮廓检测方法和装置
UA124098C2 (uk) 2016-01-29 2021-07-21 Аустер, Інк. Системи та способи калібрування оптичного датчика відстані
JP7073262B2 (ja) 2016-01-31 2022-05-23 ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド 遠視野において重なり合う照射を有するｌｉｄａｒに基づく三次元撮像
US9933513B2 (en) 2016-02-18 2018-04-03 Aeye, Inc. Method and apparatus for an adaptive ladar receiver
EP3424113B1 (en) 2016-03-04 2021-04-28 Princeton Optronics, Inc. High-speed vcsel device
CN108885263B (zh) 2016-03-21 2024-02-23 威力登激光雷达有限公司 具有可变脉冲重复的基于lidar的3d成像
EP3443383B1 (en) 2016-04-13 2023-08-16 Oulun yliopisto Distance measuring device and method thereof
US10761195B2 (en) 2016-04-22 2020-09-01 OPSYS Tech Ltd. Multi-wavelength LIDAR system
US10451740B2 (en) 2016-04-26 2019-10-22 Cepton Technologies, Inc. Scanning lidar systems for three-dimensional sensing
EP3465845B1 (en) 2016-06-03 2023-01-11 Princeton Optronics, Inc. Vcsel illuminator package
US9909862B2 (en) 2016-06-13 2018-03-06 Google Llc Curved array of light-emitting elements for sweeping out an angular range
US10890649B2 (en) 2016-08-11 2021-01-12 Qualcomm Incorporated System and method for measuring reference and returned light beams in an optical system
US11320514B2 (en) 2016-08-12 2022-05-03 Fastree3D Sa Method and device for measuring a distance to a target in a multi-user environment by means of at least one detector
WO2018039432A1 (en) 2016-08-24 2018-03-01 Ouster, Inc. Optical system for collecting distance information within a field
US10305247B2 (en) * 2016-08-30 2019-05-28 Apple Inc. Radiation source with a small-angle scanning array
US10066986B2 (en) * 2016-08-31 2018-09-04 GM Global Technology Operations LLC Light emitting sensor having a plurality of secondary lenses of a moveable control structure for controlling the passage of light between a plurality of light emitters and a primary lens
US9791557B1 (en) 2016-09-15 2017-10-17 Qualcomm Incorporated System and method for multi-area LIDAR ranging
US20180074198A1 (en) 2016-09-15 2018-03-15 Qualcomm Incorporated Optical beam identification using optical demodulation
CN110286388B (zh) 2016-09-20 2020-11-03 创新科技有限公司 激光雷达系统和使用其检测物体的方法及介质
US10379540B2 (en) * 2016-10-17 2019-08-13 Waymo Llc Light detection and ranging (LIDAR) device having multiple receivers
US11493614B2 (en) 2016-11-01 2022-11-08 Fastree3D Sa Method and device for measuring a distance to a target in a multi-user environment using at least two wavelengths
KR101866084B1 (ko) 2016-11-04 2018-06-08 한국광기술원 매트릭스 구조를 갖는 라이다 시스템의 발광 제어장치
KR102035018B1 (ko) 2016-12-06 2019-10-22 주식회사 유진로봇 청소 기능 제어 장치 및 이를 구비하는 청소 로봇
US10955530B2 (en) * 2016-12-23 2021-03-23 Cepton Technologies, Inc. Systems for vibration cancellation in a lidar system
US10295660B1 (en) * 2016-12-30 2019-05-21 Panosense Inc. Aligning optical components in LIDAR systems
EP3589990A4 (en) 2017-03-01 2021-01-20 Ouster, Inc. ACCURATE PHOTODETECTOR MEASUREMENTS FOR LIDAR
US11105925B2 (en) 2017-03-01 2021-08-31 Ouster, Inc. Accurate photo detector measurements for LIDAR
CN110402398B (zh) 2017-03-13 2023-12-01 欧普赛斯技术有限公司 眼睛安全的扫描激光雷达系统
US9905992B1 (en) 2017-03-16 2018-02-27 Luminar Technologies, Inc. Self-Raman laser for lidar system
EP3596490A1 (en) 2017-03-16 2020-01-22 Fastree3D SA Method and device for optimizing the use of emitter and detector in an active remote sensing application
EP3596491A1 (en) 2017-03-16 2020-01-22 Fastree3D SA Method and device for optimizing the use of multiple emitters and a detector in an active remote sensing application
EP3596530A1 (en) 2017-03-16 2020-01-22 Fastree3D SA Apparatus for beam shaping the pulsed laser emission of a remote sensing operating at wavelengths in the retinal hazard region
US10007001B1 (en) 2017-03-28 2018-06-26 Luminar Technologies, Inc. Active short-wave infrared four-dimensional camera
JP6846708B2 (ja) 2017-03-30 2021-03-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像認識装置および距離画像生成方法
US9989629B1 (en) 2017-03-30 2018-06-05 Luminar Technologies, Inc. Cross-talk mitigation using wavelength switching
JPWO2018181250A1 (ja) 2017-03-30 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 距離画像生成装置及び距離画像生成方法
WO2018191495A1 (en) 2017-04-12 2018-10-18 Sense Photonics, Inc. Beam shaping for ultra-small vertical cavity surface emitting laser (vcsel) arrays
US10473767B2 (en) 2017-06-19 2019-11-12 Hesai Photonics Technology Co., Ltd. Lidar system and method
US10830879B2 (en) * 2017-06-29 2020-11-10 Apple Inc. Time-of-flight depth mapping with parallax compensation
JP6535053B2 (ja) 2017-06-30 2019-06-26 本田技研工業株式会社 吸気マニホールド
JP6395958B1 (ja) 2017-07-04 2018-09-26 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
AU2018297291B2 (en) 2017-07-05 2024-03-07 Ouster, Inc. Light ranging device with electronically scanned emitter array and synchronized sensor array
DE102017115710A1 (de) 2017-07-12 2019-02-07 Airbus Defence and Space GmbH LIDAR-Anordnung und LIDAR-Verfahren
EP3659188B1 (en) 2017-07-25 2022-10-19 Lumentum Operations LLC A single-chip series connected vcsel array
WO2019022941A1 (en) 2017-07-28 2019-01-31 OPSYS Tech Ltd. VCSEL LIDAR TRANSMITTER WITH LOW ANGULAR DIVERGENCE
EP3460520B1 (en) 2017-09-25 2023-07-19 Hexagon Technology Center GmbH Multi-beam laser scanner
JP6914158B2 (ja) 2017-09-25 2021-08-04 シャープ株式会社 測距センサ
WO2019064062A1 (en) 2017-09-26 2019-04-04 Innoviz Technologies Ltd. SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTION AND LOCATION BY LIGHT
JP2019068528A (ja) 2017-09-28 2019-04-25 株式会社リコー 昇圧回路、電源回路、光源駆動回路及び距離計測装置
US10523880B2 (en) 2017-09-28 2019-12-31 Waymo Llc Synchronized spinning LIDAR and rolling shutter camera system
CN107728156B (zh) 2017-09-29 2019-11-22 西安知微传感技术有限公司 一种增强激光雷达抗干扰性的方法及系统
KR102634870B1 (ko) 2017-11-15 2024-02-13 옵시스 테크 엘티디 잡음 적응형 솔리드-스테이트 lidar 시스템
US10690773B2 (en) 2017-12-07 2020-06-23 Velodyne Lidar, Inc. Systems and methods for efficient multi-return light detectors
US10942244B2 (en) 2017-12-12 2021-03-09 Waymo Llc Systems and methods for LIDARs with adjustable resolution and failsafe operation
DE102017222971A1 (de) 2017-12-15 2019-07-11 Ibeo Automotive Systems GmbH LIDAR Empfangseinheit
DE102017223102A1 (de) 2017-12-18 2019-06-19 Robert Bosch Gmbh Multipuls-Lidarsystem zur mehrdimensionalen Erfassung von Objekten
KR102132519B1 (ko) 2017-12-22 2020-07-10 주식회사 에스오에스랩 라이다 시스템 및 그의 동작 방법
US11061234B1 (en) * 2018-02-01 2021-07-13 Facebook Technologies, Llc Depth camera assembly based on near infra-red illuminator
US10739607B2 (en) * 2018-03-22 2020-08-11 Industrial Technology Research Institute Light source module, sensing device and method for generating superposition structured patterns
EP3775979B1 (en) 2018-04-01 2024-01-17 Opsys Tech Ltd. Noise adaptive solid-state lidar system
US11822020B2 (en) 2018-07-10 2023-11-21 Cepton Technologies, Inc. Scanning lidar systems with moving lens assembly
TWI801572B (zh) 2018-07-24 2023-05-11 南韓商三星電子股份有限公司 影像感測器、成像單元及生成灰階影像的方法
CN112543875A (zh) 2018-08-03 2021-03-23 欧普赛斯技术有限公司 分布式模块化固态lidar系统
DE102019005059A1 (de) 2018-08-21 2020-02-27 Semiconductor Components Industries Llc Lidar-Treibersysteme und Verfahren und Diodentreiber zum Steuern derselben
WO2020040390A1 (ko) * 2018-08-23 2020-02-27 엘지전자 주식회사 3차원 영상 생성 장치 및 방법
US11086018B2 (en) * 2018-10-22 2021-08-10 The Government of the United States of America, as represented by the Secretary of Homeland Security Orbiting actuated three-dimensional spinning sensor
US11585906B2 (en) 2018-12-26 2023-02-21 Ouster, Inc. Solid-state electronic scanning laser array with high-side and low-side switches for increased channels
US12007504B2 (en) 2019-03-01 2024-06-11 Vixar, Inc. 3D and LiDAR sensing modules
JP2022526998A (ja) 2019-04-09 2022-05-27 オプシス テック リミテッド レーザ制御を伴うソリッドステートｌｉｄａｒ送光機
US11846728B2 (en) 2019-05-30 2023-12-19 OPSYS Tech Ltd. Eye-safe long-range LIDAR system using actuator
WO2020251891A1 (en) 2019-06-10 2020-12-17 OPSYS Tech Ltd. Eye-safe long-range solid-state lidar system
US20200408908A1 (en) 2019-06-25 2020-12-31 OPSYS Tech Ltd. Adaptive Multiple-Pulse LIDAR System
WO2021021872A1 (en) 2019-07-31 2021-02-04 OPSYS Tech Ltd. High-resolution solid-state lidar transmitter
KR20220044533A (ko) 2019-08-07 2022-04-08 벨로다인 라이더 유에스에이, 인크. 안전한 펄스형 레이저 동작을 위한 장치 및 방법들
KR20190117418A (ko) 2019-09-27 2019-10-16 엘지전자 주식회사 라이다 시스템과 그 제어 방법 및 라이다 시스템을 포함한 자율 주행 시스템
CN115004053A (zh) 2020-01-23 2022-09-02 欧普赛斯技术有限公司 用于固态LiDAR的矩阵可寻址VCSEL
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WO2022103778A1 (en) 2020-11-12 2022-05-19 OPSYS Tech Ltd. Lidar system with transmit optical power monitor

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