JP7284808B2 - 標的環境の同時のビーム走査のための多チャネルレーザモジュールに基づくlidarシステム - Google Patents
標的環境の同時のビーム走査のための多チャネルレーザモジュールに基づくlidarシステム Download PDFInfo
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Description
[0001]本出願は、2018年5月10日に出願された、LIDAR SYSTEM BASED ON COMPLEMENTARY MODULATION OF MULTIPLE LASERS AND COHERENT RECEIVER FOR SIMULTANEOUS RANGE AND VELOCITY MEASUREMENT(同時の測距距離および速度測定のための、複数個のレーザおよびコヒーレント受信器の相補的変調に基づくLIDARシステム)と題された、米国仮特許出願第62/669,803号、2018年5月10日に出願された、LIDAR SYSTEM BASED ON LIGHT MODULATOR AND COHERENT RECEIVER FOR SIMULTANEOUS RANGE AND VELOCITY MEASUREMENT(同時の測距距離および速度測定のための、光変調器およびコヒーレント受信器に基づくLIDARシステム)と題された、米国仮特許出願第62/669,801号、および、2018年5月10日に出願された、LIDAR SYSTEM BASED ON MULTI-CHANNEL LASER MODULE FOR SIMULTANEOUS BEAM SCANNING OF TARGET ENVIRONMENT(標的環境の同時のビーム走査のための多チャネルレーザモジュールに基づくLIDARシステム)と題された、米国仮特許出願第62/669,808号の、米国特許法第119条(e)のもとでの優先権を主張するものであり、これらの米国仮特許出願の各々は、ここに、その米国仮特許出願の全体が本明細書において参照により組み込まれている。
[0010]多チャネルFMCW LIDARは、所定のフレームレートが与えられたとして、より高い分解能を得るために、レンズおよび単一のビームステアリングモジュールを使用して、複数個の光ビームによって標的場面を走査する。
[0031]図1は、本開示の1つの態様による、FMCW LIDARシステムの例を示すブロック線図である。この例において、システムは、レーザ変調器2(例えば、光学強度変調器)に結合されるレーザ1を含む。レーザ変調器2を、例えばレーザ1により出力されるレーザビームの、強度または振幅を変調するように構成する。システムは、分割器3(例えば、2×2分割器または結合器)をさらに含むことができる。レーザ変調器2からの出力光を、分割器3内へと注入する場合があり、その分割器3を、光を2つの経路へと(例えば、方向性結合器または多モード干渉計を使用して)分離するように構成する。システムは、コンバイナ5(例えば、2×4コンバイナまたは結合器)をさらに含むことができる。レーザ2により(レーザ変調器2により変調されるように)生成される一部の光を、分割器3を介して、コンバイナ5の一方の入力に直接的に結合する場合がある。レーザ2により生成される光の残部を、コンバイナ5の他方の入力に結合する前に、分割器3を介して、標的経路を通して、標的アーム4(その標的アーム4の例を、図8A~8Cに関して下記で説明する)に送信する場合がある。1つの態様において、コンバイナ5を、「光学ハイブリッド」または「90度光学ハイブリッド」として実現する場合があり、その「光学ハイブリッド」または「90度光学ハイブリッド」を、さらには「I-Q検出器」と称する4チャネルフォト受信器6において検出されるように、光を4つの経路へと分割するように構成する。光学ハイブリッドを、2つの光学信号(SおよびL)を受信し、応答して、4つの出力信号:S+L、S-L、S+jL、S-jL(ここで、jは虚数である)を生成するように構成する。I-Q検出器6の出力は、2つの電気信号:Iチャネル7およびQチャネル8の形式でのものである場合がある。システムは、I-Q検出器6に結合される制御回路9をさらに含むことができる。制御回路9を、IおよびQチャネル7、8を同時に処理するように構成することができる。
[0034]図4は、2つほどの少数のレーザによって構成することができる、本開示の1つの態様による、N個のレーザと、N×1インコヒーレントコンバイナとを含むレーザバンクの線図である。様々な態様において、Nは任意の整数>1であることがある。例において、システムは、第1のレーザ52に結合され、その第1のレーザ52を直接的に変調する、第1のレーザ駆動器51を含むことができる。システムは、第1のレーザ駆動器51から独立して、第2のレーザ54に結合され、その第2のレーザ54を直接的に変調する、第2のレーザ駆動器53をさらに含むことができる。この構成は、レーザ対55を含む場合がある。レーザ対55を、図4において示されるシステムの個別の例において第2のレーザ対60により明示されるように、多くの回数繰り返す場合がある。各々のレーザを、N×1光学結合器61によって単一の導波路内へと結合する場合がある。1つの態様において、第1のレーザ52を変調して、正の周波数掃引を有するレーザビームを放出する場合があり、第2のレーザ54を同時に変調して、負の周波数掃引を有するレーザビームを放出する場合がある。N×1光学結合器61を、レーザ52、54、57、59により生成されるレーザビームの各々からレーザ場を生成するように構成することができる。正および負の周波数掃引を有するレーザビームから生成されるレーザ場を、次いで、レーザバンクから出力する。
[0038]図8A~8Cは、図1~7に関して上の方で説明されたシステムの任意のものと併せて利用することができる、標的アームの3つの例解的な実現形態を例解する。これらの様々な実現形態において、光を、ファイバサーキュレータまたは2×2結合器(方向性結合器または多モード干渉計など)などの離散ファイバ構成要素を通して、同軸光学送受信器に結合することができる。さらに、光を、機械的走査と組み合わされるレンズにより成形およびステアリングすることができ、または、光を、集積フォトニック送受信器により成形およびステアリングすることができる。図8A~8Cにおいて例解される各々の例実現形態は、同軸光学送受信器を含み、入力光は、走査光学素子内へと結合され、標的物体に送信され、同じ走査光学素子により受信され、標的アーム4、64の出力に送り出される。図8Aにおいて示される標的アームの第1の例実現形態において、入力光を、ファイバサーキュレータ502の入力アーム501に送り出す。サーキュレータ502の第1の出力光を、ファイバファセット503に送り出し、出力ビームを、光学素子504により成形する。成形されたビームを、走査光学素子505(ガルバノメトリック走査鏡、または、MEMSに基づく走査鏡など)を通して送信する。ステアリングおよび成形されたビーム506を、光の一部を反射させる標的に送信する。走査光学素子505を使用して、反射させられた光を受信することができ、光学素子504を使用して、受信された光を、ファイバファセット503内へと戻るように合焦させることができる。ファイバファセット503からの入力光を、ファイバサーキュレータ502に戻るように送り出し、ファイバサーキュレータ502の出力507に結合する。
[0041]図9は、本開示の1つの態様による、多チャネルFMCW LIDARシステムの一例の線図である。1つの態様において、システムは、フォトニクス組立体228に結合される、Nが整数≧2であるN個のレーザダイオード212を伴う、レーザモジュール211を含むことができる。例解される例において、システムは、単一の対のレーザダイオード212(すなわち、N=2)を含む。後に続く説明において、システムを、主に、2つの、すなわち1対のレーザダイオード212を有することの見地において論じることになるが、この見地は、ただ単に簡潔さのためのものであり、制限的ではないと理解すべきものである。1つの態様において、システムは、レーザモジュール211に、そのレーザモジュール211からレーザビームを生成するために結合されるレーザ駆動装置227と、レーザ駆動器227に結合される制御回路218とをさらに含む。この例において、レーザダイオード212を、レーザ駆動器227からの信号により変調し、そのレーザ駆動器227を、制御回路218により制御して、レーザダイオード212の各々から周波数掃引波形を生成する。レーザダイオード212からの2つの出力は、別個の、ただし同一の経路215、216を通り抜け、各々の経路215、216は、周波数測定のための干渉計構造を含む。システムは、各々の経路215、216に結合される光学パワータップ214(さらには「光学分割器」と称することができる)をさらに含む。光学パワータップ214を、ビームステアリングモジュール229に(および、間接的にはコヒーレント受信器220に)つながる(光学パワータップ214の第1のポートにおいての)「標的」経路221、および、(光学パワータップ214の第2のポートにおいての)「局所」経路213に沿って、レーザダイオード212から受信される光出力を導くように構成する。例解される態様において、標的経路221は、光学サーキュレータ217を含む。他の態様において、標的経路221は、光学サーキュレータ217の代わりに方向性結合器を含むことができる。光学サーキュレータ217(または方向性結合器)を、外出ビーム223をビームステアリングモジュール229に導き、戻りビーム222をコヒーレント受信器220の信号ポートに導くように構成する。例解される態様において、局所経路213は、コヒーレント受信器220の局部発振器(LO)ポートに直接的につながる。それゆえに、各々のコヒーレント受信器220を、レーザモジュール211のそれぞれのレーザダイオード212から生成される、標的から反射させられる第1の、または標的レーザビーム、および、直接的にレーザモジュール211からの第2の、または局所レーザビームを受信するように構成する。1つの態様において、光学パワータップ214、サーキュレータ217、および、それぞれのコヒーレント受信器220の、各々の組み合わせを、集合的に「光学システム」と称することができる。図9において例解されるフォトニクス組立体228は、2つの光学システムを含むが、この2つの光学システムを含むことは、ただ単に例解的なものであり、フォトニクス組立体228は、n個の光学システムを含むことができ、ここで、nは整数>0である。
例
[0048]本明細書において説明される主題の様々な態様を、後に続く、番号を付けられた例において提示する。
[0051]例3.レーザ変調器を、レーザにより出力されるレーザビームを周波数変調するように構成する、例1または2のLIDARシステム。
[0054]例6.光学分割器は、2×2結合器を含む、例1~5のいずれか1つのLIDARシステム。
[0058]例10.標的アーム組立体は、第1のレーザビームを光学分割器から受信することと、反射させられた第1のレーザビームを光学コンバイナに導くこととを行うように構成されるサーキュレータと、サーキュレータに結合される集積フォトニックデバイスであって、第1のレーザビームをサーキュレータから受信することと、第1のレーザビームを標的に導くことと、反射させられた第1のレーザビームを標的から受信することと、反射させられた第1のレーザビームをサーキュレータに導くこととを行うように構成される、集積フォトニックデバイスとを含む、例7のLIDARシステム。
[0062]例14.レーザ変調器を、レーザにより出力されるレーザビームを周波数変調するように構成する、例12または13の方法。
[0065]例17.光学分割器は、2×2結合器を含む、例12~16のいずれか1つの方法。
[0069]例21.標的アーム組立体のサーキュレータにより、第1のレーザビームを光学分割器から受信するステップと、サーキュレータにより、反射させられた第1のレーザビームを光学コンバイナに導くステップと、標的アーム組立体の集積フォトニックデバイスにより、第1のレーザビームをサーキュレータから受信するステップと、集積フォトニックデバイスにより、第1のレーザビームを標的に導くステップと、集積フォトニックデバイスにより、反射させられた第1のレーザビームを標的から受信するステップと、集積フォトニックデバイスにより、反射させられた第1のレーザビームをサーキュレータに導くステップとをさらに含む、例18の方法。
[0073]例25.レーザバンクは、第1のレーザおよび第2のレーザの各々に結合されるN×1インコヒーレント結合器を含む、例23または24のLIDARシステム。
[0076]例28.光学結合器は、2×2結合器を含む、例23~27のいずれか1つのLIDARシステム。
[0080]例32.標的アーム組立体は、第1のレーザビームを光学結合器から受信することと、反射させられた第1のレーザビームを光学コンバイナに導くこととを行うように構成されるサーキュレータと、サーキュレータに結合される集積フォトニックデバイスであって、第1のレーザビームをサーキュレータから受信することと、第1のレーザビームを標的に導くことと、反射させられた第1のレーザビームを標的から受信することと、反射させられた第1のレーザビームをサーキュレータに導くこととを行うように構成される、集積フォトニックデバイスとを含む、例29のLIDARシステム。
[0085]例37.レーザバンクは、第1のレーザおよび第2のレーザの各々に結合されるN×1インコヒーレント結合器を含む、例35または36の方法。
[0088]例40.光学結合器は、2×2結合器を含む、例35~39のいずれか1つの方法。
[0092]例44.標的アーム組立体のサーキュレータにより、レーザ場の第1の部分を光学結合器から受信するステップと、サーキュレータにより、レーザ場の反射させられた第1の部分を光学コンバイナに導くステップと、標的アーム組立体の集積フォトニックデバイスにより、レーザ場の第1の部分をサーキュレータから受信するステップと、集積フォトニックデバイスにより、レーザ場の第1の部分を標的に導くステップと、集積フォトニックデバイスにより、レーザ場の反射させられた第1の部分を標的から受信するステップと、集積フォトニックデバイスにより、レーザ場の反射させられた第1の部分をサーキュレータに導くステップとをさらに含む、例41の方法。
[0098]例50.ビームステアリングモジュールをさらに含む、例46~49のいずれか1つのフォトニクス組立体。
[0102]例54.ビームステアリングモジュールは、ビーム走査器と、光学レンズシステムであって、第1の標的レーザビームおよび第2の標的レーザビームを、第1の光学分割器および第2の光学分割器の各々から受信することと、第1の標的レーザビームおよび第2の標的レーザビームをビーム走査器に投射することと、反射させられた第1の標的レーザビーム、および、反射させられた第2の標的レーザビームをビーム走査器から受信することと、反射させられた第1の標的レーザビーム、および、反射させられた第2の標的レーザビームを、第1の光学分割器および第2の光学分割器それぞれに導くこととを行うように構成される、光学レンズシステムとをさらに含む、例53のフォトニクス組立体。
[0105]例57.コヒーレント受信器は、光学ハイブリッドを含む、例46~56のいずれか1つのフォトニクス組立体。
[0107]例59.光学システムを含むフォトニクス組立体によって標的環境を走査するための方法であって、光学システムは、光学分割器と、光学分割器に結合されるコヒーレント受信器とを含み、方法は、光学システムにより、周波数変調レーザビームを受信するステップと、光学分割器により、周波数変調レーザビームを局所レーザビームおよび標的レーザビームへと光学的に分割するステップと、光学分割器により、標的レーザビームをビームステアリングモジュールに送り出すステップと、光学分割器により、標的により反射させられた標的レーザビームをビームステアリングモジュールから受信するステップと、コヒーレント受信器により、局所レーザビームを光学分割器から受信するステップと、コヒーレント受信器により、反射させられた標的レーザビームを光学分割器から受信するステップと、コヒーレント受信器により、局所レーザビームおよび標的レーザビームを混合して、出力信号を生み出すステップとを含む、方法。
[0111]例63.フォトニクス組立体は、ビームステアリングモジュールをさらに含む、例59~62のいずれか1つの方法。
[0115]例67.ビームステアリングモジュールは、ビーム走査器と、光学レンズシステムとをさらに含み、方法は、光学レンズシステムにより、第1の標的レーザビームおよび第2の標的レーザビームを、第1の光学分割器および第2の光学分割器の各々から受信するステップと、光学レンズシステムにより、第1の標的レーザビームおよび第2の標的レーザビームをビーム走査器に投射するステップと、光学レンズシステムにより、反射させられた第1の標的レーザビーム、および、反射させられた第2の標的レーザビームをビーム走査器から受信するステップと、光学レンズシステムにより、反射させられた第1の標的レーザビーム、および、反射させられた第2の標的レーザビームを、第1の光学分割器および第2の光学分割器それぞれに導くステップとをさらに含む、例66の方法。
[0118]例70.コヒーレント受信器は、光学ハイブリッドを含む、例59~69のいずれか1つの方法。
[0120]いくつかの形式を例解および説明したが、添付される特許請求の範囲の範囲を、そのような詳細に限定または制限することは、本出願人の意図するものではない。それらの形式に対する数多くの修正、変形、変更、置換、組み合わせ、および均等物を、本開示の範囲から逸脱することなく、実現する場合があり、当業者が思い付くことになる。その上、説明される形式と関連付けられる各々の要素の構造を、代替的には、要素により遂行される機能を提供するための手段として説明することができる。さらには、材料を所定の構成要素に対して開示する場合、他の材料を使用する場合がある。それゆえに、上述の説明、および、添付される特許請求の範囲は、すべての、開示される形式の範囲の中にあるような修正、組み合わせ、および変形を包含することを意図されるということを理解すべきである。添付される特許請求の範囲は、すべてのそのような修正、変形、変更、置換、修正、および均等物を包含することを意図される。
Claims (24)
- ビームステアリングモジュールに結合可能なLIDARシステムであって、
周波数変調レーザビームを受信するように構成される光学システムであって、
前記ビームステアリングモジュールに結合可能な光学分割器であって、
前記周波数変調レーザビームを局所レーザビームおよび標的レーザビームへと光学的に分割することと、
前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールに送り出すことと、
標的により反射させられた前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールから受信することと
を行うように構成される、光学分割器と、
前記光学分割器に結合されるコヒーレント受信器であって、
前記局所レーザビームを前記光学分割器から受信することと、
前記反射させられた標的レーザビームを前記光学分割器から受信することと、
前記局所レーザビームおよび前記標的レーザビームを混合して、出力信号を生み出すことと、
を行うように構成され、
前記出力信号は、Iチャネル信号およびQチャネル信号を含む、コヒーレント受信器と
を含む、光学システムと、
前記Iチャネル信号および前記Qチャネル信号を処理して、前記標的の測距距離および速度の双方に対する推定値を略同時に生じさせるように構成される、制御回路と
を含む、LIDARシステム。 - 前記光学分割器は、前記周波数変調レーザビームを前記局所レーザビームおよび前記標的レーザビームへと光学的に分割するように構成される光学パワータップを含む、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記光学分割器は、
前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールに送り出すことと、
標的により反射させられた前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールから受信することと、
前記反射させられた標的レーザビームを前記コヒーレント受信器に送り出すことと
を行うように構成される光学サーキュレータを含む、請求項1に記載のLIDARシステム。 - 前記LIDARシステムは、集積フォトニックチップを含む、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記ビームステアリングモジュールをさらに含む、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記ビームステアリングモジュールは、
ビーム走査器と、
光学レンズシステムであって、
前記標的レーザビームを前記光学分割器から受信することと、
前記標的レーザビームを前記ビーム走査器に投射することと、
前記反射させられた標的レーザビームを前記ビーム走査器から受信することと、
前記反射させられた標的レーザビームを前記光学分割器に導くことと
を行うように構成される、光学レンズシステムと
をさらに含む、請求項5に記載のLIDARシステム。 - 前記光学システムは、第1の光学システムを含み、前記周波数変調レーザビームは、第1の周波数変調レーザビームを含み、前記光学分割器は、第1の光学分割器を含み、前記コヒーレント受信器は、第1のコヒーレント受信器を含み、前記LIDARシステムは、
前記第1の周波数変調レーザビームが前記第1の光学システムにより受信される際に同時に、第2の周波数変調レーザビームを受信するように構成される第2の光学システムであって、
前記ビームステアリングモジュールに結合可能な第2の光学分割器であって、
前記第2の周波数変調レーザビームを第2の局所レーザビームおよび第2の標的レーザビームへと光学的に分割することと、
前記第2の標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールに送り出すことと、
標的により反射させられた前記第2の標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールから受信することと
を行うように構成される、第2の光学分割器と、
前記第2の光学分割器に結合される第2のコヒーレント受信器であって、
前記第2の局所レーザビームを前記第2の光学分割器から受信することと、
前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記第2の光学分割器から受信することと、
前記第2の局所レーザビームおよび前記第2の標的レーザビームを混合して、第2の出力信号を生み出すことと
を行うように構成される、第2のコヒーレント受信器と
を含む、第2の光学システム
をさらに含む、請求項1に記載のLIDARシステム。 - 前記ビームステアリングモジュールをさらに含む、請求項7に記載のLIDARシステム。
- 前記ビームステアリングモジュールは、
ビーム走査器と、
光学レンズシステムであって、
前記第1の標的レーザビームおよび前記第2の標的レーザビームを、前記第1の光学分割器および前記第2の光学分割器の各々から受信することと、
前記第1の標的レーザビームおよび前記第2の標的レーザビームを前記ビーム走査器に投射することと、
前記反射させられた第1の標的レーザビーム、および、前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記ビーム走査器から受信することと、
前記反射させられた第1の標的レーザビーム、および、前記反射させられた第2の標的レーザビームを、前記第1の光学分割器および前記第2の光学分割器それぞれに導くことと
を行うように構成される、光学レンズシステムと
をさらに含む、請求項8に記載のLIDARシステム。 - 前記ビームステアリングモジュールは、
第1のビーム走査器と、
第1の光学レンズシステムであって、
前記第1の標的レーザビームを前記第1の光学分割器から受信することと、
前記第1の標的レーザビームを前記第1のビーム走査器に投射することと、
前記反射させられた第1の標的レーザビームを前記第1のビーム走査器から受信することと、
前記反射させられた第1の標的レーザビームを前記第1の光学分割器に導くこととを行うように構成される、第1の光学レンズシステムと、
第2のビーム走査器と、
第2の光学レンズシステムであって、
前記第2の標的レーザビームを前記第2の光学分割器から受信することと、
前記第2の標的レーザビームを前記第2のビーム走査器に投射することと、
前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記第2のビーム走査器から受信することと、
前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記第2の光学分割器に導くことと
を行うように構成される、第2の光学レンズシステムと
をさらに含む、請求項8に記載のLIDARシステム。 - 前記コヒーレント受信器は、光学ハイブリッドを含む、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記コヒーレント受信器は、前記出力信号を出力するように構成される1対のバランス型フォトダイオードを含む、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 光学システム及び制御回路を含むLIDARシステムによって標的環境を走査するための方法であって、前記光学システムは、光学分割器と、前記光学分割器に結合されるコヒーレント受信器とを含み、前記方法は、
前記光学システムにより、周波数変調レーザビームを受信するステップと、
前記光学分割器により、前記周波数変調レーザビームを局所レーザビームおよび標的レーザビームへと光学的に分割するステップと、
前記光学分割器により、前記標的レーザビームをビームステアリングモジュールに送り出すステップと、
前記光学分割器により、標的により反射させられた前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールから受信するステップと、
前記コヒーレント受信器により、前記局所レーザビームを前記光学分割器から受信するステップと、
前記コヒーレント受信器により、前記反射させられた標的レーザビームを前記光学分割器から受信するステップと、
前記コヒーレント受信器により、前記局所レーザビームおよび前記標的レーザビームを混合して、出力信号を生み出すステップと、
前記出力信号は、Iチャネル信号およびQチャネル信号を含み、
前記制御回路により、前記Iチャネル信号および前記Qチャネル信号を処理して、前記標的の測距距離および速度の双方に対する推定値を略同時に生じさせるように構成されるステップと
を含む、方法。 - 前記光学分割器は、前記周波数変調レーザビームを前記局所レーザビームおよび前記標的レーザビームへと光学的に分割するように構成される光学パワータップを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記光学分割器は、光学サーキュレータを含み、前記方法は、
前記光学サーキュレータにより、前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールに送り出すステップと、
前記光学サーキュレータにより、標的により反射させられた前記標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールから受信するステップと、
前記光学サーキュレータにより、前記反射させられた標的レーザビームを前記コヒーレント受信器に送り出すステップと
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 前記LIDARシステムは、集積フォトニックチップを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記LIDARシステムは、前記ビームステアリングモジュールをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記ビームステアリングモジュールは、ビーム走査器と、光学レンズシステムとをさらに含み、前記方法は、
前記光学レンズシステムにより、前記標的レーザビームを前記光学分割器から受信するステップと、
前記光学レンズシステムにより、前記標的レーザビームを前記ビーム走査器に投射するステップと、
前記光学レンズシステムにより、前記反射させられた標的レーザビームを前記ビーム走査器から受信するステップと、
前記光学レンズシステムにより、前記反射させられた標的レーザビームを前記光学分割器に導くステップと
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - 前記光学システムは、第1の光学システムを含み、前記周波数変調レーザビームは、第1の周波数変調レーザビームを含み、前記光学分割器は、第1の光学分割器を含み、前記コヒーレント受信器は、第1のコヒーレント受信器を含み、前記方法は、
第2の光学システムにより、前記第1の周波数変調レーザビームが前記第1の光学システムにより受信される際に同時に、第2の周波数変調レーザビームを受信するステップと、
光学分割器により、前記第2の周波数変調レーザビームを第2の局所レーザビームおよび第2の標的レーザビームへと光学的に分割するステップと、
前記光学分割器により、前記第2の標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールに送り出すステップと、
前記光学分割器により、標的により反射させられた前記第2の標的レーザビームを前記ビームステアリングモジュールから受信するステップと、
第2のコヒーレント受信器により、前記第2の局所レーザビームを第2の光学分割器から受信するステップと、
前記第2のコヒーレント受信器により、前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記第2の光学分割器から受信するステップと、
前記第2のコヒーレント受信器により、前記第2の局所レーザビームおよび前記第2の標的レーザビームを混合して、第2の出力信号を生み出すステップと
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 前記LIDARシステムは、前記ビームステアリングモジュールをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記ビームステアリングモジュールは、ビーム走査器と、光学レンズシステムとをさらに含み、前記方法は、
前記光学レンズシステムにより、前記第1の標的レーザビームおよび前記第2の標的レーザビームを、前記第1の光学分割器および前記第2の光学分割器の各々から受信するステップと、
前記光学レンズシステムにより、前記第1の標的レーザビームおよび前記第2の標的レーザビームを前記ビーム走査器に投射するステップと、
前記光学レンズシステムにより、前記反射させられた第1の標的レーザビーム、および、前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記ビーム走査器から受信するステップと、
前記光学レンズシステムにより、前記反射させられた第1の標的レーザビーム、および、前記反射させられた第2の標的レーザビームを、前記第1の光学分割器および前記第2の光学分割器それぞれに導くステップと
をさらに含む、請求項20に記載の方法。 - 前記ビームステアリングモジュールは、第1のビーム走査器と、第1の光学レンズシステムと、第2のビーム走査器と、第2の光学レンズシステムとをさらに含み、前記方法は、
前記第1の光学レンズシステムにより、前記第1の標的レーザビームを前記第1の光学分割器から受信するステップと、
前記第1の光学レンズシステムにより、前記第1の標的レーザビームを前記第1のビーム走査器に投射するステップと、
前記第1の光学レンズシステムにより、前記反射させられた第1の標的レーザビームを前記第1のビーム走査器から受信するステップと、
前記第1の光学レンズシステムにより、前記反射させられた第1の標的レーザビームを前記第1の光学分割器に導くステップと、
前記第2の光学レンズシステムにより、前記第2の標的レーザビームを前記第2の光学分割器から受信するステップと、
前記第2の光学レンズシステムにより、前記第2の標的レーザビームを前記第2のビーム走査器に投射するステップと、
前記第2の光学レンズシステムにより、前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記第2のビーム走査器から受信するステップと、
前記第2の光学レンズシステムにより、前記反射させられた第2の標的レーザビームを前記第2の光学分割器に導くステップと
をさらに含む、請求項20に記載の方法。 - 前記コヒーレント受信器は、光学ハイブリッドを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記コヒーレント受信器は、前記出力信号を出力するように構成される1対のバランス型フォトダイオードを含む、請求項13に記載の方法。
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