JP2023529564A - Ｌｉｄａｒ出力信号における信号チャープの監視 - Google Patents

Abstract

ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムから離れて進み、及び、ＬＩＤＡＲシステムの外部に配置された物体によって反射され得るシステム出力信号を出力するように構成される少なくとも1つの光学的コンポーネントを有する。ＬＩＤＡＲシステムは、また、システム出力信号の1つ以上のプロセス変数を制御するように構成された制御機構を有する。制御機構は、電気プロセス変数信号を用いてプロセス変数を制御する。プロセス変数信号は、同相、及び、直交成分を有する。【選択図】 図１Ａ

Description

関連出願

本出願は、全体に組み込まれる、米国特許出願番号第１６／８６７，９８７号、出願日２０２０年５月１６日、発明の名称「ＬＩＤＡＲ出力信号における信号チャープの監視」を継続するものである。

本発明は、光学装置に関する。特に、本発明は、ＬＩＤＡＲシステムに関する。

背景

ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）やＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）のようなアプリケーションに配置できるＬＩＤＡＲシステムの商業的需要が増加している。ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）システムは、典型的には、ＬＩＤＡＲシステムの外部に配置された物体によって反射されるシステム出力信号を出力する。少なくとも一部の反射光信号は、ＬＩＤＡＲシステムに戻って来る。ＬＩＤＡＲシステムは、受信した光信号を、光信号を電気信号に変換する光センサに方向付ける。電子回路部は、光センサ出力を用いて、物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度、及び／又は、距離を示すＬＩＤＡＲデータを定量化できる。

多くのＬＩＤＡＲシステムは、システム出力信号の周波数を、時間に対して、直線的に、又は、他の明確に定義された波形を用いて調整し、ＬＩＤＡＲデータの正確な測定を可能にする。これらの例では、ＬＩＤＡＲシステムは、所望の波形形状を達成するために、システム出力信号の周波数を監視し、また、監視された周波数に応じて、周波数を調整できる。システム出力信号の周波数を監視するために用いられるシステムは、所望の結果を達成するために、不必要に長いことを必要とする１つ以上の導波路を要求できる。この導波路の長さの結果、これらのシステムは、多くの場合、ＬＩＤＡＲチップ上の利用可能な空間の大きな割合を占有する。その結果、ＬＩＤＡＲシステム出力信号の周波数を監視するための改善されたシステムが必要とされている。

要約

ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムから離れて進み、また、ＬＩＤＡＲシステムの外部に配置された物体によって反射され得るシステム出力信号を出力するように構成される少なくとも1つの光学的コンポーネントを有している。ＬＩＤＡＲシステムは、また、システム出力信号の1つ以上のプロセス変数を制御するように構成される制御機構有している。制御機構は、電気的なプロセス変数信号を用いて、プロセス変数を制御する。プロセス変数信号は、同相成分、及び、直交成分を有している。

図１Ａは、ＬＩＤＡＲ出力信号を出力し、及び、共通の導波路のＬＩＤＡＲ入力信号を受信するＬＩＤＡＲチップを有し、又は、構成するＬＩＤＡＲシステムの概略的な平面図である。

図１Ｂは、ＬＩＤＡＲ出力信号を出力し、及び、異なる導波路のＬＩＤＡＲ入力信号を受信するＬＩＤＡＲチップを有し、又は、構成するＬＩＤＡＲシステムの概略的な平面図である。

図１Ｃは、ＬＩＤＡＲ出力信号を出力し、及び、異なる導波路のＬＩＤＡＲ入力信号を受信するＬＩＤＡＲチップを有し、又は、構成するＬＩＤＡＲシステムの別の実施形態の概略的な平面図である。

図２は、図１ＢのＬＩＤＡＲチップとの使用に好適なＬＩＤＡＲアダプタの例の平面図である。

図３は、図１ＣのＬＩＤＡＲチップとの使用に好適なＬＩＤＡＲアダプタの例の平面図である。

図４は、共通の支持体に、図１ＡのＬＩＤＡＲチップ、及び、図２のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの例の平面図である。

図５Ａは、ＬＩＤＡＲシステムとの使用に好適な処理コンポーネントの例を示す。

図５Ｂは、図５Ａに従って構成される処理コンポーネントとの使用に好適な電子回路部の概略を提供する。

図５Ｃは、三角周波数同調でのシステム出力信号の周波数対時間のグラフである。

図５Ｄは、ＬＩＤＡＲシステムとの使用に好適な処理コンポーネントの別の例を示す。

図５Ｅは、図５Ｄに従って構成される処理コンポーネントとの使用に好適な電子回路部の概略を提供する。

図６Ａ、及び、図６Ｂは、図１Ａから図１Ｃの関連で開示される制御コンポーネントの全部、又は、一部として使用するための好適な制御コンポーネントの例を示す。図６Ａは、ＬＩＤＡＲチップに配置され得る光学的コンポーネントと光センサとの間のインターフェイスを示す。

図６Ｂは、ＬＩＤＡＲチップに含まれ得る電子回路部と光センサとの間の関係の概図である。

図６Ｃは、システム出力信号の周波数と同じ時間軸の信号の同相、及び、直交成分の振幅を示すグラフである。

図６Ｄは、ＬＩＤＡＲシステムの電子回路部での使用に好適なプロセス変数識別コンポーネントの一例を示す。

図６Ｅは、ＬＩＤＡＲシステムの電子回路部での使用に好適なプロセス変数識別コンポーネントの他の例を示す。

図７は、シリコン・オン・インシュレータプラットフォームに導波路を有するＬＩＤＡＲチップの一部の断面図である。

説明

ＬＩＤＡＲシステムは、システム出力信号のプロセス変数を制御するように構成される制御機構を有する。場合によっては、制御機構は、フィードバック制御ループのような制御ループである。システム出力信号は、ＬＩＤＡＲシステムによって出力され、そして、ＬＩＤＡＲシステムの外部に配置された物体によって反射された後、ＬＩＤＡＲシステムに戻って来る光信号である。次いで、ＬＩＤＡＲシステムは、反射光を用い、物体に関するＬＩＤＡＲデータを生成できる。制御機構が制御できるプロセス変数の例には、システム出力信号の周波数、及び／又は、位相が含まれる。

制御機構は、プロセス変数の値を示すデータを搬送する制御信号を生成する。制御信号を、同相成分、及び、直交成分を有するプロセス変数信号から、生成する。プロセス変数信号は、異なる周波数の信号からの寄与の結果としてのうなりである。直交成分を使用することによって、プロセス変数信号が同相成分のみを有する場合に生じる制御信号の周波数に対して、制御信号の周波数を増加させることができる。制御信号の周波数の増加は、プロセス変数の値を決定するために必要とされるプロセス変数信号のうなり周波数を減少させる。従来のシステムでは、マッハ・ツェンダ干渉計の１つの導波路の長さを増加させることによって、うなり周波数を増加させた。直交成分は、必要なうなりビ周波数を減少させるため、直交成分は、また、マッハ・ツェンダ干渉計の１つの導波路に必要とされる長さを減少させる。したがって、直交成分は、制御機構によって占有されるＬＩＤＡＲチップの空間の量を低減できる。

図１Ａは、ＬＩＤＡＲシステムとして機能できる、又は、ＬＩＤＡＲチップに加えてコンポーネントを有するＬＩＤＡＲシステムに含まれ得るＬＩＤＡＲチップの概略的な平面図である。ＬＩＤＡＲチップは、フォトニック集積回路（ＰＩＣ）を有することができ、また、フォトニック集積回路チップにできる。ＬＩＤＡＲチップは、予備出射ＬＩＤＡＲ信号を出力する光源４を有する。好適な光源４は、限定されないが、外部共振器レーザ（ＥＣＬ）、分布帰還レーザ（ＤＦＢｓ）、離散モード（ＤＭレーザ、及び、分布ブラッグ反射器レーザ（ＤＢＲ）のような半導体レーザを含む。

ＬＩＤＡＲチップは、光源４からの出射ＬＩＤＡＲ信号を受信するユーティリティ導波路１２を有する。ユーティリティ導波路１２は、ファセット１４で終端し、及び、ファセット１４に出射ＬＩＤＡＲ信号を搬送する。ファセット１４を通って進む出射ＬＩＤＡＲ信号がチップから出て、また、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能するように、ファセット１４を、チップの端部に配置できる。例えば、ファセット１４をチップの端部に配置でき、その結果、ファセット１４を通って進む出射ＬＩＤＡＲ信号は、チップから出て、また、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能する。場合によっては、ＬＩＤＡＲチップから出たＬＩＤＡＲ出力信号の一部も、システム出力信号と見なすことができる。一例として、ＬＩＤＡＲチップからＬＩＤＡＲ出力信号が出ることが、ＬＩＤＡＲシステムからＬＩＤＡＲ出力信号が出ることでもある場合、ＬＩＤＡＲ出力信号を、システム出力信号とみなすこともできる。

ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲシステムが配置される大気中の自由空間を通って、ＬＩＤＡＲシステムから離れて進む。ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲ出力信号の経路の１つ以上の物体によって反射される可能性がある。ＬＩＤＡＲ出力信号が反射されると、反射光の少なくとも一部は、ＬＩＤＡＲ入力信号としてＬＩＤＡＲチップに向かって戻って来る。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲ入力信号を、システム戻り信号とみなすこともできる。一例として、ＬＩＤＡＲチップからＬＩＤＡＲ出力信号が出ることが、ＬＩＤＡＲシステムからＬＩＤＡＲ出力信号が出ることでもある場合、ＬＩＤＡＲ入力信号を、システム戻り信号とみなすこともできる。

ＬＩＤＡＲ入力信号は、ファセット１４を通ってユーティリティ導波路１２に入ることができる。ユーティリティ導波路１２に入るＬＩＤＡＲ入力信号の一部は、入射ＬＩＤＡＲ信号として機能する。ユーティリティ導波路１２は、入射ＬＩＤＡＲ信号を、ユーティリティ導波路１２からの出射ＬＩＤＡＲ信号の一部を比較信号として比較導波路１８に移動するスプリッタ１６に、搬送する。比較導波路１８は、比較信号を処理コンポーネント２２に搬送し、さらなる処理を行う。図１Ａは、スプリッタ１６のような方向性カプラを示しているが、他の信号タップコンポーネンをスプリッタ１６として用いることができる。好適なスプリッタ１６は、限定されないが、方向性カプラ、光カプラ、ｙ－結合器、テーパカプラ、及び、マルチモード干渉（ＭＭＩ）デバイスを含む。

ユーティリティ導波路１２は、また、出射ＬＩＤＡＲ信号をスプリッタ１６に搬送する。スプリッタ１６は、ユーティリティ導波路１２からの出射ＬＩＤＡＲ信号の一部を、基準信号として基準導波路２０に移動する。基準導波路２０は、基準信号を処理コンポーネント２２に搬送し、さらなる処理を行う。

スプリッタ１６によってユーティリティ導波路１２から転送される光の割合を、固定、又は、実質的に固定できる。例えば、基準導波路２０に転送される基準信号のパワーが、出射ＬＩＤＡＲ信号のパワーの出射率であるように、又は、比較導波路１８に転送される比較信号のパワーが、入射ＬＩＤＡＲ信号のパワーの入射率であるように、スプリッタ１６を、構成できる。方向性カプラ、及び、マルチモード干渉計（ＭＭＩｓ）のような多くのスプリッタ１６では、出射率は、入射率に等しい、又は、実質的に等しい。いくつかの例では、出射率は、３０%、４０%、又は、４９%より大きく、及び／又は、５１%、６０%、又は、７０%より小さく、及び／又は、入射率は、３０%、４０%、又は、４９%より大きく、及び／又は、５１%、６０%、又は、７０%より小さい。マルチモード干渉計（ＭＭＩｓ）のようなスプリッタ１６は、一般的に、５０%、又は、約５０%の出射率、及び、入射率を提供する。しかしながら、マルチモード干渉計（ＭＭＩｓ）は、シリコン・オン・インシュレータプラットフォームのようなプラットフォームにおいて、他の代替案よりも、容易に作製できる。一例では、スプリッタ１６は、マルチモード干渉計（ＭＭＩ）であり、また、出射率、及び、入射率は、５０%、又は、実質的５０%である。以下でより詳細に説明されるように、処理コンポーネント２２は、比較信号を基準信号と結合し、視野のサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを搬送する複合信号を形成する。したがって、複合信号を処理し、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータ（ＬＩＤＡＲシステムとＬＩＤＡＲシステムの外部の物体との間の半径速度、及び／又は、距離）を抽出できる。

ＬＩＤＡＲチップは、光源４の動作を制御するための制御分岐を有することができる。制御分岐は、ユーティリティ導波路１２からの出射ＬＩＤＡＲ信号の一部を、制御導波路２８に移動するスプリッタ２６を有している。出射ＬＩＤＡＲ信号の結合された部分は、タップ信号として機能する。図１Ａは、スプリッタ２６として動作する方向性結合器を示しているが、他の信号タップコンポーネントをスプリッタ２６として利用できる。好適なスプリッタ２６は、限定されないが、方向性カプラ、光カプラ、ｙ－結合器、テーパカプラ、及び、マルチモード干渉（ＭＭＩ）デバイスを含む。

制御導波路２８は、タップ信号を制御コンポート３０に搬送する。制御コンポーネント３０は、電子回路部３２と電気的に通信できる。制御コンポーネント３０の全て、又は、一部を、電子回路部３２に含めることができる。動作中、電子回路部は、タップ信号、システム出力信号、及び、出射ＬＩＤＡＲ信号からなるグループから選択された１つ、２つ、又は、３つの制御された光信号のプロセス変数を制御するように構成される制御コンポーネント３４において、制御コンポーネント３０からの出力を利用できる。好適なプロセス変数の例は、制御された光信号の周波数、及び／又は、制御された光信号の位相を含む。

ＬＩＤＡＲシステムを、入射ＬＩＤＡＲ信号、及び、出射ＬＩＤＡＲ信号を異なる導波路で搬送できるように、修正できる。例えば、図１Ｂは、入射ＬＩＤＡＲ信号、及び、出射ＬＩＤＡＲ信号を異なる導波路で搬送するように修正された図１ＡのＬＩＤＡＲチップの平面図である。出射ＬＩＤＡＲ信号は、ファセット１４を介してＬＩＤＡＲチップから出て行き、また、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能する。ＬＩＤＡＲ出力信号からの光がＬＩＤＡＲシステムの外部の物体によって反射されると、反射光の少なくとも一部は、第１ＬＩＤＡＲ入力信号としてＬＩＤＡＲチップに戻って来る。第１ＬＩＤＡＲ入力信号は、ファセット３５を介して比較導波路１８に入り、そして、比較信号として機能する。比較導波路１８は、さらなる処理のために、比較信号を処理コンポーネント２２に搬送する。図１Ａに関連して説明されているように、基準導波路２０は、さらなる処理のために、基準信号を処理コンポーネント２２に搬送する。以下でより詳細に説明されるように、処理コンポーネント２２は、比較信号を基準信号と結合し、視野上のサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを搬送する複合信号を形成する。

ＬＩＤＡＲチップを、複数のＬＩＤＡＲ入力信号を受信するように修正できる。例えば、図１Ｃは、2つのＬＩＤＡＲ入力信号を受信するように修正された図１ＢのＬＩＤＡＲチップを示している。スプリッタ４０は、基準導波路２０に搬送される基準信号の一部を、第１基準導波路４２に、及び、基準信号の他の一部を、第２基準導波路４４に、配置するように構成されている。これにより、第１基準導波路４２は、第１基準信号を搬送し、及び、第２基準導波路４４は、第２基準信号を搬送する。第１基準導波路４２は、第１基準信号を第１処理コンポーネント４６に搬送し、及び、第２基準導波路４４は、第２基準信号を第２処理コンポーネント４８に搬送する。好適なスプリッタ４０の例は、これらに限定されないが、ｙ－結合器、光カプラ、及び、マルチモード干渉カプラ（ＭＭＩｓ）を含む。

出射ＬＩＤＡＲ信号は、ファセット14を介してＬＩＤＡＲチップから出て行き、そして、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能する。ＬＩＤＡＲ出力信号からの光がＬＩＤＡＲシステムの外部に配置された1つ以上の物体によって反射されると、反射光の少なくとも一部は、第１ＬＩＤＡＲ入力信号としてＬＩＤＡＲチップに戻って来る。第１ＬＩＤＡＲ入力信号は、ファセット３５を介して比較導波路１８に入り、そして、第１比較信号として機能する。比較導波路１８は、さらなる処理のために、第１比較信号を第１処理コンポーネント４６に搬送する。

加えて、ＬＩＤＡＲ出力信号からの光がＬＩＤＡＲシステムの外部に配置された１つ以上の物体によって反射されると、反射信号の少なくとも一部は、第２ＬＩＤＡＲ入力信号として、ＬＩＤＡＲチップに戻って来る。第２ＬＩＤＡＲ入力信号は、ファセット５２を介して第２比較導波路５０に入り、そして、第２比較導波路５０によって搬送される第２比較信号として機能する。第２比較導波路５０は、さらなる処理のために、第２比較信号を第２処理コンポーネント４８に搬送する。

光源４はＬＩＤＡＲチップ上に配置されるように示されているが、光源4を、ＬＩＤＡＲチップ外に配置することができる。例えば、ユーティリティ導波路１２は、出射ＬＩＤＡＲ信号が、ＬＩＤＡＲチップ外に配置されている光源4から、ユーティリティ導波路１２に入ることができる第2のファセットで終端できる。

いくつかの例では、図１Ｂ、又は、図１Ｃにしたがって構築されたＬＩＤＡＲチップは、ＬＩＤＡＲアダプタと共に用いられる。いくつかの例では、第１ＬＩＤＡＲ入力信号、及び／又は、ＬＩＤＡＲ出力信号が、ＬＩＤＡＲチップから視野に移動する工学的経路が、ＬＩＤＡＲアダプタを通過するように、ＬＩＤＡＲアダプタを、ＬＩＤＡＲチップと、1つ以上の反射物体、及び／又は、視野との間に、物理的に、光学的に、配置できる。さらに、第１ＬＩＤＡＲ入力信号、及び、ＬＩＤＡＲ出力信号を操作し、第１ＬＩＤＡＲ入力信号、及び、ＬＩＤＡＲ出力信号が、ＬＩＤＡＲアダプタとＬＩＤＡＲチップとの間で異なる光学的経路で進行する一方、ＬＩＤＡＲアダプタと視野内の反射物体との間で同じ光学的経路で進行するように、ＬＩＤＡＲアダプタを構成できる。

図１ＢのＬＩＤＡＲチップと共に用いるのに適したＬＩＤＡＲアダプタの例が、図２に示されている。ＬＩＤＡＲアダプタは、ベース上に位置する複数のコンポーネントを有している。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタは、ベース１０２上に配置されるサーキュレータ１００を有している。図示された光サーキュレータ１００は、3つのポートを有し、また、1つのポートに入る光が次のポートから出るように構成されている。例えば、図示された光サーキュレータは、第１ポート１０４、第２ポート１０６、及び、第３ポート１０８を有している。ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１２から第１ポート１０４に入り、そして、第２ポート１０６から出る。

第2のポート１０６からのＬＩＤＡＲ出力信号の出力も、ＬＩＤＡＲアダプタ、したがって、ＬＩＤＡＲシステムからのＬＩＤＡＲ出力信号の出力として機能できるように、ＬＩＤＡＲアダプタを構成できる。その結果、ＬＩＤＡＲ出力信号が、視野内のサンプル領域に向かって進行するように、ＬＩＤＡＲ出力信号をＬＩＤＡＲアダプタから出力できる。したがって、いくつかの例では、ＬＩＤＡＲアダプタから出て行ったＬＩＤＡＲ出力信号の一部も、システム出力信号とみなすことができる。一例として、ＬＩＤＡＲアダプタからのＬＩＤＡＲ出力信号の出口も、ＬＩＤＡＲシステムからのＬＩＤＡＲ出力信号の出口である場合、ＬＩＤＡＲ出力信号も、システム出力信号と見なすことができる。

ＬＩＤＡＲアダプタから出力されるＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップから受信されるＬＩＤＡＲ出力信号由来の光を有し、構成し、又は、本質的に構成する。したがって、ＬＩＤＡＲアダプタから出力されるＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップから受信されたＬＩＤＡＲ出力信号と同じ、又は、実質的に同じになるだろう。しかしながら、ＬＩＤＡＲアダプタから出力されるＬＩＤＡＲ出力信号とＬＩＤＡＲチップから受信されるＬＩＤＡＲ出力信号との間に差異があってもよい。例えば、ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲ出力信号がＬＩＤＡＲアダプタを通って進行するにつれて、光損失を経験でき、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタは、ＬＩＤＡＲ出力信号がＬＩＤＡＲアダプタを通って進行するにつれて、ＬＩＤＡＲ出力信号を増幅するように構成される増幅器を、選択的に含むことができる。

サンプル領域の1つ以上の物体がＬＩＤＡＲ出力信号を反射するとき、反射光の少なくとも一部は、システム戻り信号としてサーキュレータ１００に戻るように進行する。システム戻り信号は、第２ポート１０６を通ってサーキュレータ１００に入る。図２は、ＬＩＤＡＲアダプタとサンプル領域との間を同じ光学的経路に沿って進行するＬＩＤＡＲ出力信号、及び、システム戻り信号を示す。

システム戻り信号は、第３ポート１０８を通ってサーキュレータ１００を出て、そして、ＬＩＤＡＲチップ上の比較導波路１８に方向付けられる。したがって、システム戻り信号の全部、又は、一部は、第１ＬＩＤＡＲ入力信号として機能でき、また、第１ＬＩＤＡＲ入力信号は、システム戻り信号由来の光を有する、又は、構成する。したがって、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、第１ＬＩＤＡＲ入力信号は、ＬＩＤＡＲアダプタとＬＩＤＡＲチップとの間で、異なる光学的経路に沿って進行する。

図２から明らかなように、ＬＩＤＡＲアダプタは、サーキュレータ１００に加えて光学的コンポーネントを有することができる。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタは、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、システム戻り信号の光学的経路を方向付け、及び、制御するコンポーネントを有することができる。一例として、図２のアダプタは、ＬＩＤＡＲ出力信号がサーキュレータ１００に入る前に、ＬＩＤＡＲ出力信号を受信し、そして、増幅するように配置される選択的な増幅器１１０を有している。電子回路部３２がＬＩＤＡＲ出力信号のパワーを制御できるように、電子回路部３２は、増幅器１１０を操作できる。

図2は、また、選択的な第１レンズ１１２、及び、選択的な第２レンズ１１４を有するＬＩＤＡＲアダプタを示している。ＬＩＤＡＲ出力信号を所望の位置に結合するように、第１レンズ１１２を構成できる。場合によっては、所望の位置でＬＩＤＡＲ出力信号を焦点、又は、コリメートするように、第１レンズ１１２を構成する。一例では、ＬＩＤＡＲアダプタが増幅器１１０を有さない場合、第１ポート１０４にＬＩＤＡＲ出力信号を結合するように、第１レンズ１１２を構成する。別の例として、ＬＩＤＡＲアダプタが増幅器１１０を有する場合、増幅器１１０への入口ポートにＬＩＤＡＲ出力信号を結合するように、第１レンズ１１２を構成できる。所望の位置でＬＩＤＡＲ出力信号を結合するように、第２レンズ１１４を構成できる。場合によっては、所望の位置でＬＩＤＡＲ出力信号を焦点、又は、コリメートするように、第２レンズ１１４を構成できる。例えば、比較導波路１８のファセット３５にＬＩＤＡＲ出力信号を結合するように、第２レンズ１１４を構成できる。

ＬＩＤＡＲアダプタは、また、ミラーなどの1つ以上の方向変更コンポーネントを有することができる。図２は、サーキュレータ１００からのシステム戻り信号を比較導波路１８のファセット２０にリダイレクトする方向転換コンポーネント１１６としてのミラーを有するＬＩＤＡＲアダプタを示す。

IDARチップは、1つ以上の光信号の光学的経路を制約する1つ以上の導波路を有している。ＬＩＤＡＲアダプタは、導波路を有する一方、ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントの間、及び／又は、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントとの間で、システム戻り信号、及び、ＬＩＤＡＲ出力信号が進行する光学的経路は、自由空間にできる。例えば、システム戻り信号、及び／又は、ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲアダプタの異なるコンポーネントの間、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントとＬＩＤＡＲチップとの間を進行するときに、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、ベース１０２が配置される環境を通って進行できる。その結果、レンズや方向変更コンポーネントのような光学的コンポーネント用い、システム戻り信号、及び、ＬＩＤＡＲ出力信号が、ＬＩＤＡＲアダプタ上で、ＬＩＤＡＲアダプタに向かって、及び、ＬＩＤＡＲアダプタから進行する光学的経路の特性を制御できる。

ＬＩＤＡＲアダプタのための好適なベース１０２は、これらに限定されないが、基板、プラットフォーム、及び、プレートを有する。好適な基板は、これらに限定されないが、ガラス、シリコン、及び、セラミックを含む。コンポーネントは、基板に取り付けられる分離コンポーネントにできる。ベース１０２に分離コンポーネントを取り付けるための好適な技術は、これらに限定されないが、エポキシ、ハンダ、及び、機械的クランプを含む。一例では、１つ以上のコンポーネントは、集積されたコンポーネントであり、また、残りのコンポーネントは、分離コンポーネントである。別の例では、ＬＩＤＡＲアダプタは、1つ以上の集積された増幅器を有し、また、残りのコンポーネントは、分離コンポーネントである。

ＬＩＤＡＲシステムを、偏光を補償するように構成できる。レーザ光源からの光は、典型的には、直線偏光であり、それゆえ、ＬＩＤＡＲ出力信号も、典型的には、直線偏光である。物体からの反射は、戻り光の偏光角を変化させるかもしれない。したがって、システム戻り信号は、異なる線形偏光状態の光を含む可能性がある。例えば、システム戻り信号の第１部分は、第１直線偏光状態の光を有する可能性があり、また、システム戻り信号の第２部分は、第２直線偏光状態の光を有する可能性がある。得られる複合信号の強度は、比較信号偏光場と基準信号偏光場との間の角度のコサインの二乗に比例する。角度が90度であれば、ＬＩＤＡＲデータは、結果として得られる複合信号において、失われる可能性がある。しかしながら、ＬＩＤＡＲシステムを修正し、ＬＩＤＡＲ出力信号の偏光状態の変化を補償できる。

図３は、ＬＩＤＡＲアダプタが、図１ＣのＬＩＤＡＲチップとの使用に好適であるに、図3のＬＩＤＡＲシステムが修正されたものを示している。ＬＩＤＡＲアダプタは、サーキュレータ１００からシステム戻り信号を受信するビームスプリッタ１２０を有している。ビームスプリッタ１２０は、システム戻り信号を、システム戻り信号の第1部分、及び、システム戻り信号の第２部分に分割する。好適なビームスプリッタは、これらに限定されないが、ウォラストンプリズム、及び、ＭＥＭＳベースのビームスプリッタを含む。

システム戻り信号の第１部分は、ＬＩＤＡＲチップ上の比較導波路１８に方向付けられ、また、図１Ｃに関連して説明される第１ＬＩＤＡＲ入力信号として機能する。システム戻り信号の第２部分は、偏光回転子１２２に方向付けられる。偏光回転子１２２は、ＬＩＤＡＲチップ上の第２入力導波路７６に方向付けられ。また、第２ＬＩＤＡＲ入力信号として機能する第２ＬＩＤＡＲ入力信号を出力する。

ビームスプリッタ１２０は、偏光ビームスプリッタにできる。偏光ビームスプリッタの一例は、システム戻り信号の第１部分が、第１偏光状態を有するが、第２偏光状態を有さない、又は、実質的に有さず、及び、システム戻り信号の第２部分が、第２偏光状態を有するが、第１偏光状態を有さない、又は、実質的に有さないように、構成される。第１偏光状態、及び、第２偏光状態は、直線偏光状態にでき、また、第２偏光状態は、第１偏光状態とは異なる。例えば、第１偏光状態をＴＥに、及び、第２偏光状態をＴＭにでき、又は、第１偏光状態をＴＭに、及び、第２偏光状態をＴＥにできる。場合によっては、ＬＩＤＡＲ出力信号が第１偏光状態を有するように、レーザ光源を、直線的に偏光できる。好適なビームスプリッタは、これに限定されないが、ウォラストンプリズム、及び、ＭＥＭＳベースの偏光ビームスプリッタを含む。

システム戻り信号の第１部分、及び／又は、システム戻り信号の第２部分の偏光状態を変化させるように、偏光回転子を構成できる。例えば、システム戻り信号の第２部分の偏光状態を、第２偏光状態から第１偏光状態に変更するように、図３に示される偏光回転子１２２を構成できるその。結果、第2のＬＩＤＡＲ入力信号は、第1の偏光状態を有するが、実質的に第2の偏光状態を有さないか、または実質的に有さない。したがって、第１ＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２ＬＩＤＡＲ入力信号は、それぞれ、同じ偏光状態（この例では第１偏光状態）を有する。同じ偏光状態の光を搬送しているにもかかわらず、第１ＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２ＬＩＤＡＲ入力信号は、偏光ビームスプリッタの使用の結果として、異なる偏光状態に関連付けられる。例えば、第１ＬＩＤＡＲ入力信号は、第１偏光状態で反射された光を搬送し、及び、第２ＬＩＤＡＲ入力信号は、第２偏光状態で反射された光を搬送する。その結果、第１ＬＩＤＡＲ入力信号は、第１偏光状態と関連付けられ、及び、第２ＬＩＤＡＲ入力信号は、第２偏光状態と関連付けられる。

第1のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第2のＬＩＤＡＲは、同じ偏光状態の光を搬送するので、第１ＬＩＤＡＲ入力信号に起因する比較信号は、第２ＬＩＤＡＲ入力信号に起因する比較信号と同じ偏光角度を有する。

好適な偏光回転子回は、これらに限定されないが、偏波保持ファイバの回転、ファラデー回転子、半波長板、ＭＥＭＳベースの偏光回転子、及び、非対称ｙ－分岐器、マッハ・ツェンダ干渉計、及び、マルチモード干渉カプラを用いる集積光学的偏光回転子を含む。

出射ＬＩＤＡＲ信号は、直線偏光されているため、第１基準信号は、第２基準信号と同じ直線偏光状態を有することができる。また、第１基準信号、第２基準信号、比較信号、及び、第２比較信号、それぞれが、同じ偏光状態を有するように、ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントを選択できる。図3の関連で開示される例では、第１比較信号、第２比較信号、第１基準信号、及び、第２基準信号は、それぞれ、第１偏光状態の光を有することができる。

以上の構成により、第１処理コンポーネント４６で生成された第１複合信号、及び、第２処理コンポーネント４８で生成された第２複合信号は、それぞれ、同じ偏光状態の基準信号と比較信号とを複合した結果となり、また、基準信号と比較信号との間で所望のうなりを提供する。例えば、複合信号は、第１偏光状態の第１基準信号と第１比較信号とを複合した結果であり、また、第2の偏光状態の光を除外し、又は、実質的に除外し、若しくは、第２偏光状態の第１基準信号と第１比較信号とを合成した結果であり、また、第１偏光状態の光を除外し、又は、実質的に除外する。同様に、第２複合信号は、第２基準信号を有し、また、同じ偏光状態の第２比較信号は、したがって、基準信号と比較信号との間の所望のうなりを提供する。例えば、第２複合信号は、第１偏光状態の第２基準信号と第2の比較信号とを複合した結果であり、また、第２偏光状態の光を除外し、又は、実質的に除外し、若しくは、第２複合信号は、第２偏光状態の第２基準信号と第２比較信号とを複合し、また、第１偏光状態の光を除外し、又は、実質的に除外する。

上記の構成は、サンプル領域からの複数の異なる複合信号（すなわち、第１複合信号、及び、第２複合信号）から生成される視野の単一のサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータをもたらす。いくつかの例では、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを決定することは、異なる複合信号（すなわち、複合信号、及び、第２複合信号）からＬＩＤＡＲデータを結合する電子回路部を含む。ＬＩＤＡＲデータを結合することは、異なる複合信号から生成されるＬＩＤＡＲデータの平均、中央値、又は、モードをとることを含むことができる。例えば、電子回路部は、第２複合信号から決定された距離を有する複合信号から決定される、ＬＩＤＡＲシステムと反射物体との間の距離を平均することができ、及び／又は、電子回路部は、第２複合信号から決定された半径速度を有する複合信号から決定される、ＬＩＤＡＲシステムと反射物体との間の半径速度を平均することができる。

いくつかの例では、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを決定することは、1つ以上の複合信号（すなわち、複合信号、及び／又は、第２複合信号）を、最も現実を表すＬＩＤＡＲデータ（代表ＬＩＤＡＲデータ）のソースとして識別する電子回路部を含む。そして、電子回路部は、識別された複合信号からのＬＩＤＡＲデータを、追加の処理に使用される代表ＬＩＤＡＲデータとして利用できる。例えば、電子回路部は、代表ＬＩＤＡＲデータを有するとして、より大きな振幅を有する信号（複合信号、又は、第２複合信号）を識別でき、また、ＬＩＤＡＲシステムによるさらなる処理のために、識別された信号からのＬＩＤＡＲデータを利用できる。いくつかの例では、電子回路部は、異なるＬＩＤＡＲ信号からのＬＩＤＡＲデータを結合することに、代表ＬＩＤＡＲデータで複合信号を識別することを結合する。例えば、電子回路部は、代表的なＬＩＤＡＲデータを有するとして、振幅閾値を超える振幅で各複合信号を識別でき、そして、2つ以上の複合信号が代表ＬＩＤＡＲデータを有すると識別される場合、電子回路部は、識別された各複合信号のＬＩＤＡＲデータを結合できる。1つの複合信号が代表ＬＩＤＡＲデータを有すると識別されると、電子回路部は、その複合信号からのＬＩＤＡＲデータを代表ＬＩＤＡＲデータとして利用できる。いずれの複合信号も代表ＬＩＤＡＲデータを有すると識別されない場合、電子回路部は、それらの複合信号に関連付けられたサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを破棄できる。

図３は、第１比較信号、第２比較信号、第１基準信号、及び、第２基準信号が、それぞれ、第１偏光状態を有するように配置されるコンポーネントに関連して説明されているが、複合信号が、同じ直線偏光状態の基準信号と比較信号とを複合した結果であり、また、第２複合信号が、同じ直線偏光状態の基準信号と比較信号とを複合した結果であるように、図3のコンポーネントの他の構成を配置できる。例えば、システム戻り信号の第２部分が第１偏光状態を有し、システム戻り信号の第１部分が第２偏光状態を有するように、ビームスプリッタ１２０を構成でき、偏光回転子は、システム戻り信号の第１部分を受信し、及び、出射ＬＩＤＡＲ信号は、第２偏光状態を有することができる。この例では、第１ＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２ＬＩＤＡＲ入力信号は、それぞれ、第2の偏光状態を有する。

上記のシステム構成は、異なる複合信号に方向付けられるシステム戻り信号の第１部分、及び、システム戻り信号の第２部分をもたらす。その結果、システム戻り信号の第１部分、及び、システム戻り信号の第２部分は、それぞれ、異なる偏光状態に関連付けられるが、電子回路部は、各複合信号を処理できるので、ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲ出力信号の反射に応じて、ＬＩＤＡＲ出力信号の偏光状態の変化を補償する。

図３のＬＩＤＡＲアダプタは、受動光学コンポーネントを含む追加の光学コンポーネントを有することができる。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタは、選択的な第３レンズ１２６を有することができる。所望の位置で第２ＬＩＤＡＲ出力信号を結合するように、第３レンズ１２６を構成できる。場合によっては、第３レンズ１２６は、所望の位置で第２ＬＩＤＡＲ出力信号を焦点合わせし、又は、コリメートする。例えば、第２比較導波路５０のファセット５２で第２ＬＩＤＡＲ出力信号を焦点合わせし、又は、コリメートするように、第３レンズ１２６を構成できる。ＬＩＤＡＲアダプタは、また、ミラー、及び、プリズムなどの1つ以上の方向変換コンポーネント１２４を有している。図３は、システム戻り信号の第２部分を、サーキュレータ100から第２比較導波路５０のファセット５２、及び／又は、第３レンズ１２６6にリダイレクトする方向変換コンポーネント１２４としてのミラーを有するＬＩＤＡＲアダプタを示す。

ＬＩＤＡＲシステムが、ＬＩＤＡＲチップ、及び、ＬＩＤＡＲアダプタを有する場合、ＬＩＤＡＲチップ、電子回路部、及び、ＬＩＤＡＲアダプタは、共通マウント上に配置できる。好適な共通マウントは、これらに限定されないが、ガラス板、金属板、シリコン板、及び、セラミック板を含む。一例として、図４は、図１ＡのＬＩＤＡＲチップ、及び、電子機器３２、及び、共通支持体１４０上の図２のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。電子回路部３２は、共通支持体に配置されているように図示されているが、電子回路部の全部、又は、一部を、共通支持体外に配置できる。光源４をＬＩＤＡＲチップ外に配置する場合、光源を、共通支持体２４０に、又は、共通支持体１４０外に配置できる。ＬＩＤＡＲチップ、電子回路部、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタを共通支持体に取り付けるための好適なアプローチは、これらに限定されないが、エポキシ、はんだ、及び、機械的クランプを含む。

ＬＩＤＡＲシステムは、追加の受動的な、及び／又は、能動的な光学コンポーネントを有するコンポーネントを有することができる。１つ以上のコンポーネントから出るＬＩＤＡＲ出力信号の一部は、システム出力信号として機能できる。例えば、ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲチップから、又は、ＬＩＤＡＲアダプタからＬＩＤＡＲ出力信号を受信し、及び、システム出力信号として機能するＬＩＤＡＲ出力信号の全部、又は、一部を出力する1つ以上のビーム操舵コンポーネントを有することができる。例えば、図４は、ＬＩＤＡＲアダプタからＬＩＤＡＲ出力信号を受信するビーム操舵コンポーネント１４２を示す。図４は、共通支持体１４０に配置されるビーム操舵コンポーネントを示しているが、ビームステアリング構成要素を、ＬＩＤＡＲアダプタに、ＬＩＤＡＲチップに、又は、共通支持体１４０外に、配置できる。好適なビーム操舵コンポーネントは、これらに限定されないが、可動ミラー、ＭＥＭＳミラー、光フェーズドアレイ（ＯＰＡｓ）、及び、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、共通支持体を移動させるアクチュエータを含む。

電子回路部は、1つ以上のビーム操舵コンポーネント１４２を操作し、システム出力信号を異なるサンプル領域144に操舵できる。サンプル領域は、ＬＩＤＡＲシステムから離れて、ＬＩＤＡＲシステムが信頼できるＬＩＤＡＲデータを提供するように構成される最大距離まで、広がることができる。サンプル領域を、一緒に縫い合わせて、視野を画定できる。例えば、ＬＩＤＡＲシステムに関する視野は、サンプル領域の組み合わせによって占有される空間を含む、又は、その空間を構成する。

図５Ａから図５Ｃは、処理コンポーネント２２、第1処理コンポーネント４６、及び、第２処理コンポーネント４８からなるグループから選択された処理コンポーネントの全部、又は、一部として使用するための適切な処理コンポーネントの例を示している。処理コンポーネントは、比較導波路１９６から比較信号を、及び、基準導波路１９８から基準信号を受信する。図１Ａ、及び、図１Ｂに示す比較導波路１８、及び、基準導波路２０は、比較導波路１９６、及び、基準導波路１９８として機能でき、図１Ｃに示す比較導波路１８、及び、第１基準導波路４２は、比較導波路１９６、及び、基準導波路１９８として機能でき、又は、図１Ｃに示す第２比較導波路５０、及び、第２基準導波路４４は、比較導波路１９６、及び、基準導波路１９８として機能できる。

処理コンポーネントは、比較導波路１９６に搬送される比較信号を、第１比較導波路２０４、及び、第２比較導波路２０６に分割する第２スプリッタ２００を有する。第１比較導波路２０４は、比較信号の第１部分を光結合コンポーネント２１１に搬送する。第２比較導波路２０８は、比較信号の第２部分を第２光結合コンポーネント２１２に搬送する。

処理コンポーネントは、基準導波路１９６に搬送される基準信号を、第１基準導波路２０４、及び、第２基準導波路２０６に分割する第１スプリッタ２０２を有する。第１参照導波路２０４は、基準信号の第１部分を光結合コンポーネント２１１に搬送する。第２基準導波路２０８は、基準信号の第２部分を第２光結合コンポーネント２１２に搬送する。

第２光結合コンポーネント２１２は、比較信号の第２部分、及び、基準信号の第２部分を、第２複合信号に結合する。比較信号の第２部分と基準信号の第２部分との間の周波数の差に起因して、第２複合信号は、比較信号の第２部分と基準信号の第２部分との間でうなる。

第２光結合コンポーネント２１２は、また、結果として生じる第２複合信号を第１補助検出導波路２１４、及び、第２補助検出導波路２１６に分割する。第１補助検出導波路２１４は、第２複合信号の第１部分を、第２複合信号の第１部分を第１補助電気信号に変換する第１補助光センサ２１８に搬送する。第２補助検出導波路２１６は、第２複合信号の第２部分を、第２複合信号の第２部分を第２補助電気信号に変換する第２補助光センサ２２０に搬送する。好適な光センサの例は、ゲルマニウムフォトダイオード（ＰＤｓ）、及び、アバランチフォトダイオード（ＡＰＤｓ）を含む。

場合によっては、第２光結合コンポーネント２１２は、第２複合信号の第１部分に含まれる比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２部分の一部）が、第２複合信号の第２部分における比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２部分の一部）に対して１８０°ずれた位相となるが、第２複合信号の第２部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第２部分の一部）が、第２複合信号の第１部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第２部分の一部）に対して位相ずれがないように、第2の複合信号を分割する。代替的に、第２光結合コンポーネント２１２は、第２複合信号の第１部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第２部分の一部）が、第２複合信号の第２部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第２部分の一部）に対して１８０°ずれた位相となるが、第２複合信号の第１部分における比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２部分の一部）が、第２複合信号の第２部分における比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２部分の一部）に対して位相ずれがないように、第２複合信号を分割する。好適な光センサの例は、ゲルマニウムフォトダイオード（ＰＤｓ）、及び、アバランチフォトダイオード（ＡＰＤｓ）を含む。

第１光結合コンポーネン２１１は、比較信号の第１部分、及び、基準信号の第１部分を第１複合信号に結合する。比較信号の第１部分と基準信号の第１部分との間の周波数の差に起因して、第１複合信号は、比較信号の第１部分と基準信号の第１の部分との間でうなる。

第１光結合コンポーネント２１１は、また、第１複合信号を、第１検出導波路２２１、及び、第２検出導波路２２２に分割する。第１検出導波路２２１は、第１複合信号の第１部分を、第２複合信号の第１部分を第１電気信号に変換する第１光センサ２２３に搬送する。第２検出導波路２２２は、第２複合信号の第２部分を第２電気信号に変換する第２光センサ２２４に搬送する。好適な光センサの例は、ゲルマニウムフォトダイオード（ＰＤｓ）、及び、アバランチフォトダイオード（ＡＰＤｓ）を含む。

場合によっては、光結合コンポーネント２１１は、複合信号の第１部分に含まれる比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１部分の一部）が、複合信号の第2の部分における比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１部分の一部)に対して１８０°ずれた位相となるが、複合信号の第１部分における基準信号の部分（すなわち、比較信号の第１部分の一部）が、複合信号の第２部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第１部分の一部）に対して位相ずれがないように、第１複合信号を分割する。代替的に、光結合コンポーネント２１１は、複合信号の第１部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第１部分の一部）が、複合信号の第２部分における基準信号の部分（すなわち、基準信号の第１部分の一部)に対して１８０°ずれた位相となるが、複合信号の第１部分における比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１部分の一部）が、複合信号の第２部分における比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１部分の一部）に対して位相がずれないように、複合信号を分割する。

第２光結合コンポーネント２１２が、第２複合信号の第１部分における比較信号の部分が、第２複合信号の第２部分における比較信号の部分に対して１８０°ずれた位相となるように、第２複合信号を分割するとき、光結合コンポーネント２１１も、また、複合信号の第１部分に含まれる比較信号の部分が、複合信号の第2の部分における比較信号の部分に対して１８０°ずれた位相となるように、複合信号を分割する。第２光結合コンポーネント２１２は、第２複合信号の第１部分における基準信号の部分が、第２複合信号の第２部分における基準信号の部分に対して１８０°ずれた位相となるように、第２複合信号を分割するとき、光結合コンポーネント２１１も、また、複合信号の第１部分における基準信号の部分が、複合信号の第２部分における基準信号の部分に対して１８０°ずれた位相となるように、複合信号を分割する。

基準信号の第１部分と基準信号の第２部分との間に位相ずれを提供するように、第１基準導波路２１０、及び、第２基準導波路２０８を構成する。例えば、基準信号の第１部分と基準信号の第２部分との間に９０度の位相ずれを提供するように、第１基準導波路２１０、及び、第２基準導波路２０８を構成できる。一例として、1つの基準信号の部分は、同相コンポーネントにし、及び、他方は、直交成分コンポーネントにできる。したがって、一方の基準信号の部分は、正弦関数に、及び、他方の基準信号の部分は、余弦関数にできる。一例では、第１基準信号の部分が余弦関数であり、第２基準信号の部分が正弦関数であるように、第１基準導波路２１０、及び、第２基準導波路２０８を構築する。したがって、第２複合信号における基準信号の部分は、第１複合信号における基準信号の部分に対して位相がずれているが、第１複合信号における比較信号の部分は、第２信号における比較信号の部分に対して位相がずれていない。

第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４を、平衡検出器として接続でき、また、第１補助光センサ２１８、及び、第２補助光センサ２２０も、また、平衡検出器として接続できる。例えば、図５Ｂは、電子回路部、第１光センサ２２３、第２光センサ２２４、第１補助光センサ２１８、及び、第２補助光センサ２２０の間の関係の概略を提供する。第１光センサ２２３、第２光センサ２２４、第１補助光センサ２１８、及び、第２補助光センサ２２０を表すために、フォトダイオード用の記号を用いるが、これらのセンサのうちの1つ以上は、他の構成を有することができる。場合によっては、図５Ｂの概略図に示される全てのコンポーネントは、ＬＩＤＡＲチップに含まれる。場合によっては、図５Ｂの概略図に示されるコンポーネントを、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲチップ外に配置される電子回路部との間に分配する。

電子回路部は、第１光センサ２２３、及び、第２光センサを、第１平衡検出器２２５として、並びに、第１補助光センサ２１８、及び、第２補助光センサ２２０を第２平衡検出器２２６として、接続する。特に、第１光センサ２２３と第２光センサ２２４とを直列に接続する。また、第１補助光センサ２１８と第２補助光センサ２２０とを直列に接続する。第１平衡検出器における直列接続は、第１平衡検出器からの出力を第１データ信号として搬送する第１データ線２２８と通信する。第２平衡検出器における直列接続は、第２平衡検出器からの出力を第２データ信号として搬送する第２データ線２３２と通信する。第１データ信号は、第１複合信号を電気的に表したものであり、また、第２データ信号は、第２複合信号を電気的に表したものである。したがって、第１データ信号は、第１波形、及び、第２波形からの寄与を含み、並びに、第２データ信号は、第１波形、及び、第2の波形の複合である。第１データ信号における第１波形の一部は、第１データ信号における第１波形の部分に対して位相がずれているが、第１データ信号における第２波形の一部は、第１データ信号における第２波形の部分に対して同相である。例えば、第2のデータ信号は、第１データ信号に含まれる基準信号の異なる部分に対して位相がずれた基準信号の一部を有している。加えて、第２データ信号は、第１データ信号に含まれる比較信号の異なる部分と同相の比較信号の一部を有している。第1のデータ信号および第2のデータ信号は、比較信号と基準信号との間のうなり、すなわち、第１複合信号における、及び、第２複合信号におけるうなり、の結果としてうなる。

電子回路部３２は、第１データ信号、及び、第２データ信号の数学的変換を実行するように構成される変換機構２３８を有している。例えば、数学的変換は、第１データ信号、及び、第２データ信号を入力とする複素フーリエ変換にできる。第１データ信号は、同相成分であり、また、第２データ信号は、その直交成分であるため、第１データ信号、及び、第２データ信号は、共に、第１データ信号が入力の実数成分であり、また、第２データ信号が入力の虚数成分である複素データ信号として作用する。

変換機構２３８は、第１データ線２２８から第１データ信号を受信する第１アナログ－デジタル変換コンバータ（ＡＤＣ）２６４を有する。第１アナログ－デジタル変換コンバータ（ＡＤＣ）は、第１データ信号を、アナログ形式からデジタル形式に変換し、第１デジタルデータ信号を出力する。変換機構２３８は、第２データ線２３２から第２データ信号を受信する第２アナログ－デジタル変換コンバータ（ＡＤＣ）２６６を有している。第２アナログ－デジタル変換コンバータ（ＡＤＣ）２２６は、第２データ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、第２デジタルデータ信号を出力する。第１デジタルデータ信号は、第１データ信号をデジタルで表したものであり、また、第２デジタルデータ信号は、第２データ信号をデジタルで表したものである。したがって、第１デジタルデータ信号、及び、第２デジタルデータ信号は、第１デジタルデータ信号が複素信号の実数成分として作用し、及び、第２デジタルデータ信号が複素データ信号の虚数成分として作用する複素信号として、共に、作用する。

変換機構２３８は、複素データ信号を受信する変換コンポーネント２６８を有している。例えば、変換コンポーネント２６８は、第１アナログ－デジタル変換コンバータ（ＡＤＣ）２６４から、第１デジタルデータ信号を入力として受信し、また、第２アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６からも、第２デジタルデータ信号を入力として受信する。時間領域から周波数領域に変換するように、複素信号に対して数学的変換を実行するように、変換コンポーネント２６８を構成できる。数学的変換は、複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のような複素変換にできる。複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のような複素変換は、反射物体とＬＩＤＡＲチップとの間の半径速度によって引き起こされる、ＬＩＤＡＲ出力信号に対するＬＩＤＡＲ入力信号の周波数のずれのための明確な解決策を提供する。電子回路部は、ＬＩＤＡＲデータ（反射物体とＬＩＤＡＲチップ、又は、ＬＩＤＡＲシステムとの間の距離、及び／又は、半径速度)を生成するさらなる処理のために、変換コンポーネント２６８から出力された1つ以上の周波数ピークを利用する。変換コンポーネント２６８は、ファームウェア、ハードウェア、又は、ソフトウェア、若しくは、それらの組み合わせを使用して、属性付き関数を実行できる。

図５Ｃは、システム出力信号の周波数、時間、周期、及び、データ期間との間の関係の一例を示す。システム出力信号のベース周波数（ｆ0）は、周期開始時のシステム出力信号の周波数にできる。

図５Ｃは、周期ｊ、及び、周期ｊ＋１でラベル付けられた２つの周期のシーケンスに関する周波数対時間を示す。いくつかの例では、周波数対時間パターンは、図５Ｃに示されるような各周期において、繰り返される。図示される周期は、再配置期間を有しておらず、及び／又は、再配置期間は、周期間に配置されない。結果として、図５Ｃは、連続スキャンの結果を示している。

複数の周期の各周期は、それぞれが期間インデックスｋに関連付けられ、また、ＤＰｋでラベル付けされるＫのデータ期間を有している。図５Ｃの例では、各周期は、ｋ＝１、及び、ｋ＝２のＤＰｋでラベル付けられた2つのデータ期間を有している。場合によっては、図５Ｃに示されるように、周波数対時間パターンは、異なる周期で互いに対応するデータ期間に関して同じである。対応するデータ期間は、同じ期間インデックスを有するデータ期間である。その結果、データ期間ＤＰ１のそれぞれを、対応するデータ期間とみなすことができ、また、関連する周波数対時間パターンは、図５Ｃにおいて同じである。周期の終わりでは、電子回路部は、周波数を、前の周期を開始したのと同じ周波数レベルに戻す。

データ期間ＤＰ１、及び、データ期間ＤＰ２の間、電子回路部は、システム出力信号の周波数が、線形変化率αで変化するように、光源を操作する。データ期間ＤＰ１における周波数変化の方向は、データ期間ＤＰ２における周波数変化の方向とは逆である。

複素フーリエ変換から出力される周波数は、それぞれが基準信号に対してうなっている比較信号を有する複素信号のうなり周波数を表す。２つ以上の異なるデータ期間からのうなり周波数（ｆＬＤＰ）を結合し、ＬＩＤＡＲデータを生成できる。例えば、図５ＣのＤＰ１から決定されるうなり周波数を、図５ＣのＤＰ２2から決定されるうなり周波数と結合し、ＬＩＤＡＲデータを決定できる。一例として、電子回路部が、図５Ｃのデータ期間ＤＰ１に見られるような、データ期間中に出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を増加させるデータ期間中に、以下の式が適用される。ｆｕｂ＝－ｆｄ＋ατ、ここで、ｆｕｂは、変換コンポーネント２６８によって提供される周波（ここでは、ＤＰ１から決定されるｆＬＤＰ)であり、ｆｄは、ドップラーシフト（ｆｄ＝２νｆｃ／ｃ）を表し、ここで、ｆｃは光周波数（ｆ０）を表し、ｃは光の速度を表し、νは反射物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度を表し、vは反射物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度であり、ここで、反射物体からＬＩＤＡＲシステムに向かう方向を、正の方向と仮定し、及び、ｃは光の速度である。電子回路部が、図５Ｃの周期ｊのデータ期間ＤＰ２に見られるような、データ期間中に出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を減少させるデータ期間中に、以下の式が適用される。ｆｄｂ＝－ｆｄ－ατ、ここで、ｆｄｂは、変換コンポーネント２６８によって提供される周波（ここでは、ＤＰ２から決定されるｆｉ．ＬＤＰ)である。これらの2つの式において、ｆｄ、及び、τは未知数である。電子回路部は、２つの未知数ｆｄ、及び、τに関するこれら2つの方程式を解く。そして、サンプル領域に関する半径速度を、ドップラシフト（ν＝ｃ×ｆｄ／（２ｆｃ））から、定量でき、及び／又は、サンプル領域に関する分離距離を、ｃ×ｆｄ／２から、定量できる。

いくつかの例では、1つ以上の物体がサンプル領域に存在する。異なる物体は、物理的に別個の物体である必要はなく、また、同じ物体の異なる表面にできる。1つ以上の物体がサンプル領域内に存在する場合、変換は、1つ以上の周波数を出力し、各周波数を、異なる物体に関連付ける可能性がある。同じ周期の異なるデータ期間において同じ物体から生じる周波数を、対応する周波数対とみなすことができる。ＬＩＤＡＲデータを、変換によって出力される対応する周波数対ごとに生成できる。結果として、サンプル領域の物体の各物体に関して、異なるＬＩＤＡＲデータを生成できる。

図５Ａから図５Ｂは、基準信号の一部を比較信号の一部と結合する光結合コンポーネントを示しているが、処理コンポーネントは、基準信号を比較信号と結合し、複合信号を形成する単一の光結合コンポーネントを有することができる。その結果、基準信号の少なくとも一部、及び、比較信号の少なくとも一部を、合成し、合成信号を形成できる。基準信号の結合部分は、参照信号全体、又は、参照信号の一部にでき、また、比較信号の結合部分は、比較信号全体、又は、比較信号の一部にできる。

基準信号、及び、比較信号を合成し、複合信号を形成する処理コンポーネントの一例として、図５Ｄから図５Ｅは、単一の光結合コンポーネントを有するように修正された図５Ａから図５Ｂの処理コンポーネントを示す。比較導波路１９６は、比較信号を第１光結合コンポーネント２１１に、直接的に、搬送し、また、基準導波路１９８は、基準信号を第１光結合コンポーネント２１１に、直接的に、搬送する。

第１光結合コンポーネン２１１は、比較信号の第１部分、及び、基準信号の第１部分を第１複合信号に結合する。比較信号の第１部分と基準信号の第１部分との間の周波数の差に起因して、第１複合信号は、比較信号の第１部分と基準信号の第１の部分との間でうなる。第１光結合コンポーネント２１１は、また、第１複合信号を、第１検出導波路２２１、及び、第２検出導波路２２２に分割する。第１検出導波路２２１は、第１複合信号の第１部分を、第２複合信号の第１部分を第１電気信号に変換する第１光センサ２２３に搬送する。第２検出導波路２２２は、第２複合信号の第２部分を第２電気信号に変換する第２光センサ２２４に搬送する。

図５Ｅは、電子回路部、第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４の間の関係の概略を提供する。第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４を表すために、フォトダイオード用の記号を用いるが、これらのセンサのうちの1つ以上は、他の構成を有することができる。場合によっては、図５Ｅの概略図に示される全てのコンポーネントは、ＬＩＤＡＲチップに含まれる。場合によっては、図５Ｅの概略図に示されるコンポーネントを、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲチップ外に配置される電子回路部との間に分配する。

電子回路部は、第１光センサ２２３、及び、第２光センサを、第１平衡検出器２２５として、接続する。特に、第１光センサ２２３と第２光センサ２２４とを直列に接続する。第１平衡検出器における直列接続は、第１平衡検出器からの出力を第１データ信号として搬送する第１データ線２２８と通信する。第１データ信号は、第１複合信号を電気的に表したものである。

電子回路部３２は、第１データ信号に数学的変換を実行するように構成される変換機構２３８を有している。数学的変換は、第１データ信号を入力とする実フーリエ変換にできる。電子回路部は、上述のような変換から出力された周波数を用いて、ＬＩＤＡＲデータを抽出できる。

図５Ａから図５Ｅに関連して開示される各平衡検出器を、単一の光センサに置き換えできる。結果として、処理コンポーネントは、複合信号の受信部分が、複合信号の全体、又は、複合信号の一部である可能性がある複合信号の少なくとも一部を、それぞれが、受信する１つ以上の光センサを有することができる。

図５Ｃに関連して議論されるように、電子回路部３２は、システム出力信号の周波数を調整する。この周波数チャープを生成する1つの方法は、電子回路部によって光源に印加される電流を変調することである。ＬＩＤＡＲシステムの光源として利用できる半導体レーザでは、電流変調は、強い非線形搬送／光子結合を介する周波数変調をもたらす。

図６Ａ、及び、図６Ｂは、図１Ａから１Ｃ、及び、図４に関連して開示される御構コンポーネント３０の全部、又は、一部として使用するために好適な制御コンポーネントの例を示している。制御コンポーネント３０は、タップ信号からの光を用いて、同相成分、及び、直交成分を有する光信号を生成するように構成されるマッハ・ツェンダ干渉計を有している。マッハ・ツェンダ干渉計は、制御導波路２８タップ信号を受信する。制御導波路は、タップ信号を、遅れ信号、及び、進み信号に分割するスプリッタ２７０に、タップ信号を導く。遅れ導波路２７２は、遅れ信号を第１スプリッタ２７４に搬送する。進み導波路２７６は、進み信号を第２スプリッタ２７８に搬送する。遅れ導波路２７２は、進み導波路２７６の長さを超えるように、遅れ導波路の長さを増加するために利用できる遅れ区間２７９を有することができる。例えば、図６Ａに示される遅れ区間２７９は、遅れ導波路２７２の螺旋配置に対応できる。スプリッタ２７０、第１スプリッタ２７４、及び、第２スプリッタ２７８として用いるための好適なスプリッタは、これらに限定されないが、方向性カプラ、光カプラ、ｙ－結合器、テーパカプラ、及び、マルチモード干渉（ＭＭＩ）デバイスを含む。

第１スプリッタ２７４は、遅れ信号を、遅れ信号の第１部分、及び、遅れ信号の第２部分に分割する。第１遅れ導波路２８０は、遅れ信号の第１部分を第１光結合コンポーネント２８２に搬送する第２遅れ導波路２８４は、遅れ信号の第２部分を第２光結合コンポーネント２８６に搬送する。

第２スプリッタ２７８は、進み信号を、進み信号の第１部分、及び、進み信号の第２部分に分割する。第１進み導波路２９０は、進み信号の第１部分を第１光結合コンポーネント２８２に搬送する。第２進み導波路２９２は、進み信号の第２部分を第２光結合コンポーネント２８６に搬送する。

第２光結合コンポーネント２８６は、進み信号の第２部分、及び、遅れ信号の第２部分を結合して、第２うなり信号にする。上記のように、遅れ導波路の長さは、進み導波路２７６の長さより長い。その結果、遅れ信号の第２部分は、進み信号の第２部分に対して、位相が遅れる。電子回路部は、出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を同調できるため、遅れによって、進み信号の第２部分とは異なる周波数を有する遅れ信号の第２部分がもたらされる。進み信号の第２部分と遅れ信号の第２部分との間の周波数の差に起因して、第２うなり信号は、進み信号の第２部分と遅れ信号の第２部分との間でうなる。

第２光結合コンポーネント２８６は、また、第２うなり信号を、第１補助検出器導波路２９４、及び、第２補助検出器導波路２９６に分割する。第１補助検出器導波路２９４は、第２うなり信号の第１部分を第１補助光センサ２９８に搬送する。第１補助光センサ２９８は、第２うなり信号の第１部分を第１補助電気信号に変換する。第２補助検出器導波路２９６は、第２うなり信号の第２部分を第２補助光センサ３００に搬送する。第２補助光センサ３００は、第２うなり信号の第２部分を第２補助電気信号に変換する。好適な光センサの例は、ゲルマニウムフォトダイオード（ＰＤｓ）、及び、アバランチフォトダイオード（ＡＰＤｓ）を含む。

場合によっては、第２光結合コンポーネント２８６は、第２うなり信号の第１部分に含まれる進み信号の部分（すなわち、進み信号の第２部分の一部）が、第２うなり信号の第２部分の進み信号の部分（すなわち、進み信号の第２部分の一部）に対して、１８０°ずれた位相である一方、第２うなり信号の第２部分における遅れ信号の部分（すなわち、遅れ信号の第２部分の一部）が、第２うなり信号の第１部分の遅れ信号の部分（すなわち、遅れ信号の第２の部分の一部）に対して位相ずれでないように、第２うなり信号を分割する。

第１光結合コンポーネント２８２は、進み信号の第１部分と遅れ信号の第１部分とを結合して、第１うなり信号にする。遅れ区間２７９は、遅れ信号の第１部分を、進み信号の第１部分に対して遅らせる。その結果、遅れ信号の第１部分は、進み信号の第１部分に対して、遅れる。遅れによって、進み信号の第１部分とは異なる周波数を有する遅れ信号の第１部分がもたらされる。進み信号の第１部分と遅れ信号の第１部分との間の周波数の差に起因して、第１うなり信号は、進み信号の第２部分と遅れ信号の第２の部分との間でうなる。

第１光結合コンポーネント２８２は、また、第１うなり信号を、第１検出器導波路３０２、及び、第２検出器導波路３０４に分割する。第１検出器導波路３０２は、第１うなり信号の第１部分を、第１電気信号に変換する第１光センサ３０６に搬送する。第２検出器導波路３０４は、第２うなり信号の第２部分を、第２電気信号に変換する第２光センサ３０８に搬送する。好適な光センサの例は、ゲルマニウムフォトダイオード（ＰＤｓ）、及び、アバランチフォトダイオード（ＡＰＤｓ）を含む。

場合によっては、第１光結合コンポーネント２８２は、うなり信号の第１部分に含まれる進み信号の部分（すなわち、進み信号の第１部分の一部）が、うなり信号の第２部分の進み信号の部分（すなわち、進み信号の第１部分の一部）に対して、１８０°ずれた位相である一方、うなり信号の第１部分における遅れ信号の部分（すなわち、遅れ信号の第１部分の一部）が、うなり信号の第２部分の遅れ信号の部分（すなわち、遅れ信号の第１部分の一部）に対して位相ずれでないように、第１うなり信号を分割する。

第２光結合コンポーネント２８６は、第２うなり信号の第１部分の進み信号の部分が、第２うなり信号の第２部分の進み信号の部分に対して、１８０°ずれた位相であるように、第２うなり信号を分割する、第１光結合コンポーネント２８２は、また、うなり信号の第１部分における進み信号の部分が、うなり信号の第２部分における進み信号の部分に対して、１８０°ずれた位相であるように、うなり信号を分割する。

第１うなり信号、及び、第２うなり信号が、全体として、光プロセス変数信号の同相成分、及び、直交成分として作用し、そこでは、第１うなり信号は、光プロセス変数信号の同相成分であり、また、第２うなり信号は、光プロセス変数信号の直交成分であるか、又は、第2うなり信号は、光プロセス変数信号の同相成分であり、また、第１うなり信号は、光プロセス変数信号の同相成分であるように、第１遅れ導波路２８０、２遅れ導波路２８４、第１進み導波路２９０、及び、第２進み導波路２９２を構成できる。例えば、遅れ信号の第１部分と遅れ信号の第２部分との間に位ずれを提供するように、第１遅れ導波路２８０、及び、第２遅れ導波路２８４を構成できる一方、進み信号の第１部分と進み信号の第２部分とが同相になるように、第１進み導波路２９０、及び、第２進み導波路２９２を構成できる。一例として、遅れ信号の第１部分と遅れ信号の第２部分との間に９０°ずれた位相を提供するように、第１遅れ導波路２８０、及び、第２遅れ導波路２８４を構成できる。したがって、遅れ信号の部分の1つは、正弦波関数であり得、また、遅れ信号のその他の部分は、正弦波関数と同じ引数で動作する余弦関数であり得る。一例では、遅れ信号の第１部分が余弦関数であり、また、遅れ信号の第２部分が正弦関数であるように、第１遅れ導波路２８０、及び、第２遅れ導波路２８４を構成できる。この例では、第２うなり信号の遅れ信号の部分は、第１うなり信号の遅れ信号の部分に対して、位相がずれているが、第１うなり信号の進み信号の部分は、第２うなり信号の進み信号の部分に対して、位相ずれがない。

別の例では、遅れ信号の第１部分、及び、遅れ信号の第２部分が同相であるように、第１遅れ導波路２８０、及び、第２遅れ導波路２８４を構成する一方、進み信号の第１部分と進み信号の第２部分との間に位相ずれを提供するように、第１進み導波路２９０、及び、第２進み導波路２９２を構成する。一例として、進み信号の第１部分と進み信号の第２部分との間に９０°の位相ずれを提供するように、第１進み導波路２９０、及び、第２進み導波路２９２を構成できる。したがって、進み信号の部分のうちの1つは、正弦波関数にでき、また、進み信号の他の部分は、正弦波関数と同じ引数で動作する余弦関数にできる。一例では、進み信号の第１部分が余弦関数であり、また、進み信号の第２部分が、余弦関数と同じ引数で動作する正弦関数であるように、第１進み導波路２９０、及び、第２進み導波路２９２を構成する。この例では、第２うなり信号の進み信号の部分は、第１うなり信号の進み信号の部分に対して、ずれた位相であるが、第１うなり信号の遅れ信号の部分は、第２うなり信号の遅れ信号の部分に対して、位相ずれがない。

第１光センサ３０６、及び、第２光センサ３０８を、平衡検出器として接続でき、また、第１補助光センサ２９８、及び、第２2補助光センサ３００も、平衡検出器として接続できる。例えば、図６Ｂは、電子回路部、第１光センサ３０６、第２光センサ３０８、第１補助光センサ２９８、及び、第２補助光センサ３００の関係の概略を提供する。第１光センサ３０６、第２光センサ３０８、第１補助光センサ２９８、及び、第２補助光センサ３００を表すために、フォトダイオード用のシンボルを用いるが、これらのセンサの1つ以上は、他の構成を有することができる。場合によっては、図６Ｂの概略図に示される全ての構成要素が、ＬＩＤＡＲチップに含まれる。いくつかの例では、図６Ｂの概略図に示される構成要素は、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲチップから離れて配置される電子回路部との間に分配される。

電子回路部は、第１光センサ３０６、及び、第２光センサ３０８を第１平衡検出器3３１２として、また、第１補助光センサ２９８、及び、第２補助光センサ３００を300第２平衡検出器３１４として、接続する。特に、第１光センサ３０６、及び、第２光センサ３０８は、直列に接続される。これに加えて、第１補助光センサ２９８、及び、第２補助光センサ300は、直列に接続される。第１平衡検出器における直列接続は、第１平衡検出器からの出力を第１プロセス変数信号として搬送する第１データ線３１６と通信する。第２平衡検出器における直列接続は、第２平衡検出器からの出力を第１プロセス変数信号として搬送する第２データ線３１８と通信する。

第１プロセス変数信号は、第１うなり信号を電気的に表現したものであり、また、第２プロセス変数信号は、第２うなり信号を電気的に表現したものである。したがって、第１プロセス変数信号はうなっており、また、第２プロセス変数信号はうなっている。加えて、第１プロセス変数信号、及び、第２プロセス変数信号は、プロセス変数信号の同相成分、及び、おプロセス変数信号の直交成分からなる群から選択された成分のうちの異なる1つを、それぞれ、搬送できる。例えば、第1のプロセス変数信号は、第１波形、及び、第２波形からの寄与を含むことができ、また、第２プロセス変数信号は、第１波形、及び、第２波形からの寄与を含むことができる。第１プロセス変数信号の第１波形の部分は、第２プロセス変数信号の第１波形の部分に対して、ずれた位相であるが、第１プロセス変数信号の第２波形の部分は、第２プロセス変数信号の第２波形の部分に対して、同相である。例えば、第２プロセス変数信号は、第１プロセス変数信号に含まれる遅れ信号の異なる部分に対して、ずれた位相である遅れ信号の部分を含むことができる。加えて、第２プロセス変数信号は、第１プロセス変数信号に含まれる進み信号の異なる部分と同相である進み信号の部分を含むことができる。第１プロセス変数信号、及び、第２プロセス変数信号は、それぞれ、進み信号と遅れ信号との間のうなり、すなわち、第１うなり信号、及び、第２うなり信号におけるうなりの結果として、うなっている。

プロセス変数信号は、プロセス変数識別コンポーネント３２０によって受信される。プロセス変数識別コンポーネント３２０は、プロセス変数信号を用いて、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）、を示す、として機能する、及び／又は、を決定するために用いられ得るインジケータ信号を出力する。場合によっては、インジケータ信号は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）に関連付けられる１つ以上の特性を有するアナログ信号である。場合によっては、インジケータ信号は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）を定量化し、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）に関連し、又は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）を定量化するために用いられ得るデジタル信号である。システム出力信号、及び、タップ信号は、出射ＬＩＤＡＲ信号の部分を表すため、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）は、出射ＬＩＤＡＲ信号に関する、及び／又は、システム出力信号に関する周波数の値を表すことができる。

インジケータ信号を、光制御コンポーネント３２２によって受信できる。光制御コンポーネント３２２は、インジケータ信号に応じて、光源を制御できる。例えば、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）が制御プロセス変数として機能する制御アーキテクチャにおいて、光源を制御できる。プロセス変数がタップ信号の周波数である場合、ＬＩＤＡＲ出力信号の所望の周波数が、基準変数として機能する。ＬＩＤＡＲ出力信号に関する周波数は変調されるので、タップ信号によって表されるＬＩＤＡＲ出力信号に関する所望の周波数は、時間の関数として変化する。三角変調の場合、図５Ｃは、所望の波形の一例を表すことができる。図５Ｃから明らかなように、タップ信号の周波数は、時間の線形関数である。したがって、制御機構は、タップ信号の周波数が、所望の波形を、実質的に、維持するように、光源を制御できる。好適な制御機構は、これに限定されないが、フィードバック制御、及び／又は、フィードフォワード制御を使用する制御アーキテクチャを含む。したがって、制御機構は、フィードバック制御ループにできる。

光制御コンポーネント３２２は、特定の時点における制御プロセス変数の値、及び、同時点の基準変数の値から決定されるエラー信号の値に応じて、タップ信号、したがって、出射ＬＩＤＡＲ信号、及び／又は、システム出力信号を制御できる。例えば、光制御コンポーネント３２２は、エラー信号の値を減少させるように、タップ信号の特性を制御できる。一例として、光制御コンポーネント３２２は、制御プロセス変数の値が基準変数の値に向かうように、タップ信号の特性を制御できる。場合によっては、制御機構は、フィードバック制御ループのような制御ループである。制御機構がフィードバック制御ループである場合、制御機構に関するエラー信号を、制御プロセス変数の値と特定の時点における基準変数の値との差に等しくできる。

プロセス変数がタップ信号の周波数である場合、光制御コンポーネント３２２は、タップ信号の周波数を調整する光制御信号を送信できる。例えば、光制御コンポーネント３２２は、光源を通る電流のレベルを変化させる光制御信号を送信することによって、タップ信号の周波数を調整できる。他の光制御信号も可能である。例えば、光源が、静電ＭＥＭＳチューナブルレーザである場合、光制御コンポーネント３２２は、ＭＥＭＳチューナブルレーザのMEMSファセットを移動させる電圧のレベルを変化させる光制御信号を送信することによって、タップ信号の周波数を調整できる。

いくつかの例では、光制御コンポーネント３２２、及び／又は、プロセス変数識別コンポーネント３２０は、実際に、タップ信号（ｆＴＳ）を定量化する。しかし、この定量は必要ではない。例えば、インジケータ信号がタップ信号（ｆＴＳ）に関連する特性有するアナログ信号である場合、光制御信号は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）を、実際に、定量化することなく、インジケータ信号から、直接的に、導出できる。例えば、制御信号は、インジケータ信号、及び／又は、後述する変換信号の1対1の関数であってもよい。一例として、制御信号は、瞬時周波数の1対1の関数であってもよい。

図６Ｃは、光プロセス変数信号、及び／又は、プロセス変数信号の同相、及び、直交成分の振幅を、システム出力信号の周波数と同じ時間軸上で、示す。例えば、図６Ｃは、光プロセス変数信号、及び／又は、プロセス変数信号の同相、及び、直交成分の変化と比較して、図５Ｃに示される第1の2つのデータ期間中のシステム出力信号の周波数を比較できる。図６Ｃは、データ期間当たり1周期のみを有する光プロセス変数信号、及び／又は、プロセス変数信号を示しているが、光プロセス変数信号、及び／又は、プロセス変数信号は、1データ期間当たり１つ以上の周期を有してもよい。

様々なプロセス変数識別コンポーネント３２０を用いて、プロセス変数インジケータの値を決定できる。図６Ｄは、プロセス変数がタップ信号、出射ＬＩＤＡＲ信号、及び／又は、システム出力信号の周波数である場合に使用するのに好適なプロセス変数識別コンポーネント３２０の一例を示す。図示のプロセス変数識別コンポーネント３２０は、第１ローカル信号、及び、第２ローカル信号を有するローカル信号を出力するローカル発振部３２４を有している。第１ローカル信号、及び、第２ローカル信号は、それぞれ、ローカル信号の同相成分、及び、ローカル信号の直交成分からなる群から選択される異なる1つ成分を搬送する。

プロセス変数識別コンポーネント３２０は、また、第１プロセス変数信号、及び、第１ローカル信号を受信する第１乗算部３２６を有している。第１乗算部３２６は、第1プロセス変数信号、及び、第１ローカル信号を乗算する。第１プロセス変数信号がプロセス変数信号の同相成分を搬送する場合、第１ローカル信号は、ローカル信号の直交成分を搬送する。第１プロセス変数信号がプロセス変数信号の直交成分を搬送する場合、第１ローカル信号は、ローカル信号の同相成分を搬送する。第１乗算部３２６は、第１乗算信号を出力する。

プロセス変数識別コンポーネント３２０は、また、第２プロセス変数信号、及び、第２ローカル信号を受信する第２乗算部３２８も有している。第2乗算部３２８は、第2処理可変信号、及び、第２ローカル信号を乗算する。第２プロセス変数信号がプロセス変数信号の同相成分を搬送するとき、第２ローカル信号は、ローカル信号の直交成分を搬送する。第２プロセス変数信号がプロセス変数信号の直交成分を搬送するとき、第２ローカル信号は、ローカル信号の同相成分を搬送する。第２乗算部３２６は、第２乗算信号を出力する。

プロセス変数識別コンポーネント３２０は、第１乗算信号、及び、第２乗算信号を受信する加算部３３０を有している。加算部３３０は、第１乗算信号、及び、第２乗算信号を加算し、また、制御信号を出力する。

制御信号は、プロセス変数評価部３３４で受信される。プロセス変数評価部３３４は、制御信号を用いて、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）に関連付けられる１つ以上の特性を有するインジケータ信号を出力する。例えば、プロセス変数評価部３３４は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）に関連付けられる電圧を有するインジケータ信号を出力する時間－デジタル変換器（ＴＤＣ）にできる。場合によっては、時間－デジタル変換器（ＴＤＣ）は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）に比例する電圧を有するインジケータ信号を出力する。光源の周波数制御に用いるために、光制御コンポーネント３２２によって、インジケータ信号を、受信できる。

好適なプロセス変数評価部３３２の別の例は、制御信号の基準線交差（ｄｎ）間の時間を示すインジケータ信号を出力する周波数カウンタである。タップ信号に関して決定される周波数（ｆＴＳ）を、式１：ｆＴＳ＝ｆＬＯ－１／（２×ｄｎ）、ここで、ｆＬＯはローカル発信器の周波数を表す、によって、基準線交差（ｄｎ）間の時間に関連付けることができる。プロセス変数評価部３３４は、タップ信号に関して決定される周波数（ｆＴＳ）の値を示すデータを搬送するインジケータ信号を出力できる。光源の周波数制御に用いるために、光制御コンポーネント３２２によって、インジケータ信号を、受信できる。

制御信号の周波数がプロセス信号の周波数よりも高くなるように、ローカル信号を、選択する。制御信号の増加周波数は、プロセス変数を正確にサンプリングできる周波数を増加する。このサンプリング周波数の増加は、制御機構によるプロセス変数のより正確な制御を提供する。その結果、制御信号の増加周波数は、制御機構によるプロセス変数の制御を強化する。好適なサンプリング周波数は、これらに限定されないが、変調周波数の１００倍より大きいサンプリング周波数を含み、ここで、変調周波数が１／（周期の持続時間）である。場合によっては、各周期におけるデータ期間の全部、又は、一部は、データ期間の持続時間当たり３０倍、又は、１００倍より大きいサンプリング周波数を有する。場合によっては、制御信号の周波数が、プロセス変数信号の周波数の１００倍より大きく、１０，０００倍より小さくなるように、ローカル信号を選択する。

図６Ｅは、プロセス変数がタップ信号、出射ＬＩＤＡＲ信号、及び／又は、システム出力信号の周波数である場合に使用するのに好適なプロセス変数識別コンポーネント３２０の別の例を示す。プロセス変数識別コンポーネント３２０は、加算部３３０から制御信号を受信するアナログ－デジタル変換部（ＡＤＣ）３４０を有している。アナログ－デジタル変換部（ＡＤＣ）３４０は、第１プロセス変数信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、また、デジタルデータ信号を出力する。デジタルデータ信号は、制御信号のデジタル表現である。

プロセス変数識別コンポーネント３２０は、デジタルデータ信号を受信する変換コンポーネント３４２を有している。変換コンポーネント３４２は、デジタルデータ信号に対して数学的変換を実行する。変換コンポーネント３４２がＬＩＤＡＲ出力信号の周波数、に関連付けられる、を有する、又は、を示す変換信号を出力するように、数学的変換を、選択する。好適な第１数学的変換は、これらに限定されないが、ヒルベルト変換を含む。ヒルベルト変換は、瞬時位相、及び、結果的に、制御信号の周波数を示す変換信号を出力する。

変換信号は、周波数評価部３４４によって、受信される。ＬＩＤＡＲ出力信号の周波数、に関連付けられる、を有する、及び／又は、を示すインジケータ信号を出力するように、周波数評価部を、構成できる。例えば、周波数評価部は、ｆＴＳ＝（ｆｉｎｓｔ－ｆＬＯ）×（Ｔ／τ）、ここで、ｆＬＯはローカル発信器の周波数であり、ｆｉｎｓｔはヒルベルト変換から抽出される瞬時周波数であり、Ｔは三角変調方式におけるデータ期間の持続時間であり、また、τは遅れ導波路２７２と進み導波路２７６との間の長さの差に起因する遅れである、によって、瞬時周波数を、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）に変換できる。したがって、インジケータ信号は、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）の周波数を定量化するデジタル信号にできる。光源の周波数制御に用いるために、光制御コンポーネント３２２によって、インジケータ信号を、受信できる。

タップ信号の周波数に関するデータを搬送する信号に関連して、インジケータ信号を記載しているが、インジケータ信号は、タップ信号の周波数に間接的に関連するデータを搬送できる。例えば、インジケータ信号は、タップ信号の周波数を決定するために用いることができるデータを搬送できる。一例として、タップ信号の周波数（ｆＴＳ）を、タップ信号の位相変化率から決定できる。したがって、インジケータ信号は、タップ信号の位相変化率を示すデータを搬送できる。

プロセス変数識別コンポーネント３２０は、任意の所与の時間における同相、及び、直交成分からの情報を組み合わせることによって、タップ信号の周波数に対するインジケータ信号の感度を増加させるため、遅れ導波路２７２によって生成される必要がある遅れの量を減少させる。従来のシステムでは、遅れ導波路２７２の長さを長くすることにより、この感度を高めることが試みられている。プロセス変数識別コンポーネント３２０3は、インジケータ信号の感度を増加させるため、遅れ導波路２７２の長さは、従来システムにおいて達成され得るよりも低い量だけ、進み導波路２７６の長さを超えることができる。例えば、遅れ導波路２７２における時間遅れは、５０ｐｓ以上、かつ、１００ｎｓ以下の量だけ、進み導波路２７６の時間遅れを超えることができる。一例では、遅れ導波路２７２の長さは、１０００ｃｍより小さい、５００ｃｍより小さい、又は、１００ｃｍより小さい、かつ、０．０ｃｍ、又は、０.４ｃｍより大きい量だけ、進み導波路２７６の長さを超える。一例では、遅れ導波路２７２、及び、進み導波路２７６は、シリコンを通して光を誘導し、また、遅れ導波路２７２の長さは、１０００ｃｍより小さく、かつ、０．０ｃｍ、又は、０.４ｃｍより大きい量だけ、進み導波路２７６の長さを超える。

ＬＩＤＡＲチップのための適切なプラットフォームは、これに限定されないが、シリカ、リン化インジウム、及び、シリコン・オン・インシュレータウェハを含む。図６は、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるチップの一部の断面である。ＳＯＩ (Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ) ウエハは、基板３１２と光透過媒体３１４との間に埋め込み層３１０を有している。シリコン・オン・インシュレータウェハにおいて、埋め込み層３１０は、シリカである一方、基板３１２、及び、光透過媒体３１４は、シリコンである。ＳＯＩウエハのような光学的プラットフォームの基板３１ウエハＬＩＤＡＲチップ全体のベースとして機能できる。例えば、図１Ａから図１ＣのＬＩＤＡＲチップに示される光学的コンポーネントを、基板３１２の上面、及び／又は、側面接して、又は、その上に配置できる。

図７は、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるＬＩＤＡＲチップでの使用に好適な導波管構造を含むＬＩＤＡＲチップの一部分の断面図である。光伝送媒体のリッジ３１６は、光伝送媒体のスラブ領域３１８から離れて延びている。光信号を、リッジ３１６の頂点と埋め込み酸化物層３１０との間に拘束する。

図７に、リッジ導波路の寸法をラベル付けする。例えば、リッジは、ｗでラベル付けられる幅、及び、ｈでラベル付けられる高さを有している。スラブ領域の厚さを、Ｔでラベル付ける。ＬＩＤＡＲアプリケーションでは、これらの寸法は、他のアプリケーションで用いられるよりも、より高いレベルの光パワーを使用する必要があるため、他の寸法よりも、より重要であり得る。（ｗでラベル付けられる）リッジ幅は、１μｍよりも大きく、４μｍよりも小さく、（ｈでラベル付けられる）リッジ高さは、１μｍよりも大きく、４μｍよりも小さく、スラブ領域厚さは、０．５μｍより大きく、３μｍよりも小さい。これらの寸法は、導波路の直線の、又は、実質的に直線の部分、導波路の湾曲部分、及び、導波路のテーパ部分に適用できる。したがって、導波管のこれらの部分は、シングルモードとなるだろう。しかしながら、場合によっては、これらの寸法は、導波路の直線の、又は、実質的に直線の部分に適用する。加えて、又は、代替的に、導波路の湾曲部分は、導波路の湾曲部分における光損失を低減するために、薄くされたスラブ厚さを有することができる。例えば、導波管の湾曲部分は、０．０μｍ以上、０．５μｍより小さい厚さのスラブ領域から離れて延びるリッジを有することができる。上記の寸法は、一般的に、シングルモード構造を有する導波路の直線なお、又は、実質的に直線の部分を提供する一方、それらは、マルチモードであるテーパ部分、及び／又は、湾曲部分という結果をもたらすことができる。実質的に高次モードを励起しないテーパを用いて、マルチモードの幾何学的形状の間でのシングルモードの幾何学的形状への結合を、行うことができる。したがって、導波路で搬送される信号が、マルチモード寸法を有する導波路部分で搬送される場合であっても、シングルモードで搬送されるように、導波路を構成できる。図６に関連して開示される導波路構造は、図１Ａから図１Ｃにしたがって構築されるＬＩＤＡＲチップの導波路の全部、又は、一部に適している。

ＬＩＤＡＲチップにおいて導波路と接続される光センサを、チップから分離し、その後にチップに取り付けられるコンポーネントにできる。例えば、光センサは、フォトダイオード、又は、アバランチフォトダイオードにできる。好適な光センサコンポーネントの例は、限定されないが、日本の浜松市に位置する浜松により製造されるＩｎＧａＡｓ ＰＩＮ フォトダイオード、又は、日本の浜松市に位置する浜松により製造されるＩｎＧａＡｓ ＡＰＤ（アバランチフォトダイオード）を含む。これらの光センサを、ＬＩＤＡＲチップに、中心に配置できる。代替的に、光センサで終端する導波路の全部、又は、一部は、チップの端部に配置されるファセットで終端でき、光センサがファセットを通過する光を受光するように、光センサを、ファセットを超えて、チップの端部に取り付けできる。チップから分離するコンポーネントである光センサの使用は、第１補助光センサ２１８、第２補助光センサ２２０、第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４からなるグループから選択される光センサの全部、又は、一部に適している。

分離コンポーネントである光センサの代わりとして、光センサの全部、又は、一部を、チップに統合できる。例えば、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるチップのリッジ導波路と接続する光センサの例を、その全体が本明細書に組み込まれる、光学エクスプレスＶｏｌ．１５、Ｎｏ．２１、１３９６５－１３９７１（２００７）；米国特許番号第８，０９３，０８０号、発行日２０１２年１月１０日；米国特許番号第８，２４２，４３２号、発行日２０１２年８月１４日；及び、米国特許番号第６，１０８，４７２号、発行日２０００年８月２２日に見つけることができる。チップに統合された光センサの使用は、補助光センサ２１８、第２補助光センサ２２０、第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４からなるグループから選択される光センサの全部、又は、一部に適している。

ユーティリティ導波路１２に接続する光源４は、ＬＩＤＡＲチップから分離し、そして、ＬＩＤＡＲチップに取り付けられるレーザチップにできる。例えば、光源４は、フリップ－チップ配置を用いてチップに取り付けられるレーザチップにできる。フリップ－チップ配置の使用は、光源4が、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるチップのリッジ導波路と接続される場合に、好適である。代替的に、ユーティリティ導波路１２は、外部の共振器レーザのための反射器として作用するブラッグ格子のような光学格子（図示せず）を有することができる。これらの例では、光源４は、ＬＩＤＡＲチップから分離し、そして、フリップ－チップ配置でＬＩＤＡＲチップに取り付けられる利得要素を有することができる。シリコン・オン・インシュレータウェハからシリコン・オン・インシュレータウェハ得要素とリッジ導波路との間の好適なインターフェイスの例を、その全体が本明細書に組み込まれる、米国特許番号第９，７００，２７８号、発行日２０１７年７月１１日、及び、米国特許番号第５，９９１，４８４号、発行日１９９９年１１月２３日に見つけることができる。光源４が利得要素、又は、レーザチップである場合、電子回路部３２は、利得要素、又は、レーザキャビティを通して印加される電流のレベルを変化させることによって、出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を変更できる。

好適な電子回路部３２は、これらに限定されないが、アナログ電気回路、デジタル電気回路、プロセッサ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コンピュータ、マイクロコンピュータ、又は、上記の操作、監視、及び、制御機能を実行するために好適な組み合わせを有し、又は、構成する電子制御部を有することができる。いくつかの例では、電子制御部は、操作、制御、及び、監視機能の実行中に、電子制御部によって実行される命令を有するメモリへアクセスする。電子回路部を、単一の位置に単一のコンポーネントとして図示しているが、電子回路部は、互いに独立し、及び／又は、異なる場所に配置される複数の異なるコンポーネントを有することができる。加えて、上述のように、開示される電子回路部の全部、又は、一部を、チップの統合される電子回路部を有するチップに含めることができる。

上述のＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、光源、光センサ、導波路、及び、増幅器のような複数の光学コンポーネントを有している。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲシステムは、図示される光学コンポーネントに加えて、又は、図示される光学コンポーネントの代替として、1つ以上の受動的な光学コンポーネントを有する。受動的な光学コンポーネントは、可動部分を除くソリッドステートのコンポーネントにできる。好適な受動光学コンポーネントは、これらに限定されないが、レンズ、ミラー、光学格子、反射面、スプリッタ、分波器、マルチプレクサ、偏光子、偏光スプリッタ、及び、偏光回転子を含む。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲシステムは、図示される光学コンポーネントに加えて、又は、図示される光学コンポーネントの代替として、1つ以上の能動的な光学コンポーネントを有する。好適な能動的なコンポーネントは、これらに限定されないが、光スイッチ、位相チューナ、減衰器、操舵可能ミラー、操舵可能なレンズ、チューナブルデマルチプレクサ、チューナブルマルチプレクサを含む。

本発明の他の実施形態、組み合わせ、及び、修正は、当業者にとって、これらの教示の観点で、容易に行われるであろう。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲のみによって限定されるものであり、それは、上記の明細書、及び、添付図面と併せて見たときに、そのような実施形態、及び、修正の全てを含む。

Claims (18)

1. ＬＩＤＡＲシステムから離れて進み、及び、ＬＩＤＡＲシステムの外部に配置される物体によって反射され得るシステム出力信号を出力するように構成される少なくとも１つの光学的コンポーネント、及び、
   前記システム出力信号の１つ以上のプロセス変数を制御するように構成される制御機構であって、電気プロセス変数信号を用いて、前記プロセス変数を制御し、前記プロセス変数信号は、同相、及び、直交成分を有する制御機構、
   を有するＬＩＤＡＲシステム。
2. 前記制御機構が、制御ループである、
   請求項1に係るシステム。
3. 前記制御ループが、フィードバック制御ループである、
   請求項１に係るシステム。
4. 前記制御機構は、
   前記プロセス変数信号に、同相、及び、直交成分を有するローカル信号を乗算するように構成されている、
   請求項１に係るシステム。
5. 前記システム出力信号、及び、タップ信号は、
   それぞれ、出射ＬＩＤＡＲ信号からの光を含み、
   前記制御機構は、
   前記タップ信号を用いて、前記システム出力信号に対する前記プロセス変数の値を決定する、
   請求項１に係るシステム。
6. 前記制御機構は、
   前記タップ信号を受信し、及び、前記タップ信号から、同相、及び、直交成分を有する光信号を生成するように構成されるマッハ・ツェンダ干渉計を有する、
   請求項５に係るシステム。
7. 前記マッハ・ツェンダ干渉計は、
   前記タップ信号からの光を、遅れ導波路、及び、進み導波路に分割するように構成され、
   前記遅れ導波路の長さは、
   前記進み導波路の長さよりも、１００ｃｍ未満で、長い、
   請求項６に係るシステム。
8. 前記制御機構は、
   同相、及び、直交成分を有する光信号を生成するように構成されるマッハ・ツェンダ干渉計を有する、
   請求項１に係るシステム。
9. 前記光信号が、うなっている、
   請求項８に係るシステム。
10. 前記マッハ・ツェンダ干渉計は、ＬＩＤＡＲチップに含まれる、
    請求項８に係るシステム。
11. 前記ＬＩＤＡＲチップは、
    シリコン・オン・インシュレータプラットフォーム上に構築される、
    請求項８に係るシステム。
12. 前記システム出力信号、及び、タップ信号は、
    それぞれ、出射ＬＩＤＡＲ信号からの光を有し、
    前記制御機構は、
    前記タップ信号を用いて、前記システム出力信号に関する前記プロセス変数の値を決定し、
    前記システム出力信号、前記タップ信号、及び、前記出射ＬＩＤＡＲ信号は、
    それぞれ、ＬＩＤＡＲチップ上の異なる導波路によって案内される、
    請求項１１に係るシステム。
13. 前記制御機構は、
    前記光信号を前記電気プロセス変数信号に変換するように構成される、
    請求項６に係るシステム。
14. 前記プロセス変数は、
    前記システム出力信号の周波数である、
    請求項１に係るシステム。
15. 前記システム出力信号の周波数を、繰り返し周期において、変化し、及び、前記システム出力信号の周波数の値を、前記周期の持続時間当たり１００倍より大きい周波数で、決定する、
    請求項１４に係るシステム。
16. 前記システム出力信号の周波数を、データ期間の持続時間にわたって非ゼロレートで変化し、及び、前記システム出力信号の周波数の値を、前記データ期間の前記持続時間の間における１００倍よりも大きく決定する、
    請求項１に係るシステム。
17. 前記プロセス変数は、
    前記システム出力信号の位相である、
    請求項１に係るシステム。
18. ＬＩＤＡＲシステムに、前記ＬＩＤＡＲシステムから離れて進み、及び、前記ＬＩＤＡＲシステムの外部に位置する物体によって反射され得るシステム出力信号を、出力させ、
    制御機構において、前記システム出力信号の１つ以上のプロセス変数を制御する、
    方法であって、
    前記制御機構は、電気的なプロセス変数信号を用い、前記プロセス変数を制御するものであり、
    前記プロセス変換信号は、同相、及び、直交成分を有する、
    前記方法。
    
    

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