KR20190077627A - 애퍼쳐를 사용하는 광 검출을 위한 도파관 확산기 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 애퍼쳐를 사용하는 광 검출기들 상에서의 잡음의 제한에 관한 것이다. 일 예시적인 구현은 시스템을 포함한다. 시스템은 장면에 대해 배치된 렌즈를 포함한다. 렌즈는 장면으로부터의 광을 포커싱한다. 시스템은 또한, 불투명 물질 내에 정의된 애퍼쳐를 포함한다. 시스템은 또한, 렌즈에 의해 포커싱되고 애퍼쳐를 통해 투과된 광을 수신하는 제1 면을 갖는 도파관을 포함한다. 도파관은, 수신된 광을 제1 면에 대향하는 도파관의 제2 면을 향해 안내한다. 도파관은, 제1 면과 제2 면 사이에서 연장되는 제3 면을 갖는다. 시스템은 또한, 도파관의 제3 면으로부터 전파되는 광을 가로채고 검출하는 광 검출기들의 어레이를 포함한다.

Description

애퍼쳐를 사용하는 광 검출을 위한 도파관 확산기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2016년 12월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/368,579호를 우선권으로 주장하며, 이 출원은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본원에서 달리 표시되지 않는 한, 본 항목에서 설명되는 내용들이 본 출원의 청구항들에 대한 종래 기술은 아니며, 본 항목에 포함되어 있다고 종래 기술인 것으로 인정되는 것은 아니다.
포토다이오드들, 단일 광자 애벌란시 다이오드(SPAD; single photon avalanche diode)들, 또는 다른 유형들의 애벌란시 포토다이오드(APD)들과 같은 광 검출기들은 자신의 표면들 상에 전해지는 광을 (예컨대, 광의 강도에 대응하는, 전압 또는 전류와 같은 전기 신호를 출력함으로써) 검출하는 데 사용될 수 있다. 많은 유형들의 그러한 디바이스들은 규소와 같은 반도체 물질들로 제조된다. 실질적인 기하학적 구조 영역에 걸쳐 광을 검출하기 위해, 병렬로 연결된 어레이들로 다수의 광 검출기들이 배열될 수 있다. 이러한 어레이들은 때때로 규소 광전자 증배관(SiPM; silicon photomultiplier)들 또는 다중 픽셀 광자 계수기(MPPC)들로 지칭된다.
위의 배열들 중 일부는 비교적 낮은 강도들의 광에 민감하고, 그에 의해 배열들의 검출 품질들이 향상된다. 그러나, 이는, 위의 배열들이 또한 불리한 배경 효과들에 불균형하게 취약하게 되는 것을 유발할 수 있다(예컨대, 외부 소스들로부터의 외부에서 비롯된 광이 광 검출기들에 의한 측정에 영향을 줄 수 있음).
일 예에서, 시스템은, 장면에 대해 배치되고 장면으로부터의 광을 포커싱하도록 구성되는 렌즈를 포함한다. 시스템은 또한, 불투명 물질 내에 정의된 애퍼쳐를 포함한다. 시스템은 또한, 렌즈에 의해 포커싱되고 애퍼쳐를 통해 투과된 광을 수신하는 제1 면을 갖는 도파관을 포함한다. 도파관은, 수신된 광을 제1 면에 대향하는 도파관의 제2 면을 향해 안내한다. 도파관은, 제1 면과 제2 면 사이에서 연장되는 제3 면을 갖는다. 시스템은 또한, 도파관의 제3 면으로부터 전파되는 광을 가로채고 검출하는 광 검출기들의 어레이를 포함한다.
다른 예에서, 방법은, 장면에 대해 배치된 렌즈를 통해, 장면으로부터의 광을 포커싱하는 단계를 수반한다. 방법은 또한, 포커싱된 광을 불투명 물질 내에 정의된 애퍼쳐를 통해 투과시키는 단계를 수반한다. 방법은 또한, 도파관의 제1 면에서, 애퍼쳐를 통해 투과된 광을 수신하는 단계를 수반한다. 방법은 또한, 도파관에 의해, 수신된 광을 도파관의 제2 면을 향해 안내하는 단계를 수반한다. 방법은 또한, 광 검출기들의 어레이에서, 도파관의 제3 면으로부터 전파되는 광을 검출하는 단계를 수반한다. 제3 면은 제1 면과 제2 면 사이에서 연장된다.
또 다른 예에서, 광 검출 및 거리측량(LIDAR; light detection and ranging) 디바이스는 장면을 조명하는 LIDAR 송신기를 포함한다. LIDAR 디바이스는 또한, 장면 내의 하나 이상의 객체에 의해 산란된 광을 수신하는 LIDAR 수신기를 포함한다. LIDAR 수신기는, 산란된 광을 포커싱하는 렌즈를 포함한다. LIDAR 수신기는 또한, 불투명 물질 내에 정의된 애퍼쳐를 포함한다. LIDAR 수신기는 또한, 렌즈에 의해 포커싱되고 애퍼쳐를 통해 투과된 광을 수신하는 제1 면을 갖는 도파관을 포함한다. 도파관은, 수신된 광을 제1 면에 대향하는 도파관의 제2 면을 향해 안내한다. 도파관은, 제1 면과 제2 면 사이에서 연장되는 제3 면을 갖는다. LIDAR 수신기는 또한, 도파관의 제3 면으로부터 전파되는 광을 가로채고 검출하는 광 검출기들의 어레이를 포함한다.
또 다른 예에서, 시스템은, 장면에 대해 배치된 렌즈를 통해, 장면으로부터의 광을 포커싱하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한, 포커싱된 광을 불투명 물질 내에 정의된 애퍼쳐를 통해 투과시키기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한, 도파관의 제1 면에서, 애퍼쳐를 통해 투과되는 광을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한, 도파관에 의해, 수신된 광을 도파관의 제2 면을 향해 안내하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한, 광 검출기들의 어레이에서, 도파관의 제3 면으로부터 전파되는 광을 검출하기 위한 수단을 포함한다. 제3 면은 제1 면과 제2 면 사이에서 연장된다.
전술한 요약은 단지 예시적인 것이며, 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 위에 설명된 예시적인 양상들, 실시예들, 및 특징들에 부가하여, 추가적인 양상들, 실시예들, 및 특징들이 도면들 및 후속하는 상세한 설명을 참조함으로써 명백해질 것이다.
도 1a는 예시적인 실시예들에 따른, 애퍼쳐를 포함하는 잡음 제한 시스템의 예시이다.
도 1b는, 도 1a의 시스템의 다른 예시이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 LIDAR 디바이스의 간략화된 블록도이다.
도 3a는 예시적인 실시예들에 따른, 애퍼쳐 및 도파관을 포함하는 잡음 제한 시스템의 예시이다.
도 3b는, 도 3a의 시스템의 단면도를 예시한다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른, 거울에 결합된 도파관의 단면도를 예시한다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른, 복수의 변형부들을 갖는 클래딩 층을 포함하는 도파관의 단면도를 예시한다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른, 가변적으로 이격된 변형부들을 갖는 클래딩 층을 포함하는 도파관의 단면도를 예시한다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른, 애퍼쳐 및 다수의 도파관들을 포함하는 잡음 제한 시스템의 예시이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 방법의 흐름도이다.
본원에서 설명되는 임의의 예시적인 실시예 또는 특징은 반드시 다른 실시예들 또는 특징들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 본원에서 설명되는 예시적인 실시예들은 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 구현들의 특정 양상들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열되고 결합될 수 있다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 또한, 도면들에 도시되는 특정 배열들은 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 다른 구현들은 주어진 도면에 도시된 각각의 요소를 더 많거나 더 적게 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 예시된 요소들 중 일부는 결합되거나 생략될 수 있다. 유사하게, 예시적인 구현은 도면들에 예시되지 않은 요소들을 포함할 수 있다.
I. 개요
예시적인 구현들은, 광 검출기들의 어레이 상에 전해지는 배경 광을 감소시키기 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것일 수 있다. 어레이 내의 광 검출기들은 장면으로부터의 광을 감지할 수 있다. 예컨대, 광 검출기들은 광 검출 및 거리측량(LIDAR) 디바이스의 감지 구성요소일 수 있다.
일 예시적인 시스템은 렌즈를 포함한다. 렌즈는 장면으로부터의 광을 포커싱하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 렌즈는 또한, 시스템에 의해 관측되도록 의도되지 않은 배경 광(예컨대, 장면 내의 태양광)을 포커싱할 수 있다. 광을 선택적으로 필터링(즉, 장면 내의 정보에 대응하는 광으로부터의 배경 광을 분리)하기 위해, 불투명 물질(예컨대, 선택적으로 식각된 금속, 마스크에 의해 부분적으로 덮인 유리 기판 등)이 렌즈 뒤에 배치될 수 있다. 불투명 물질은, 다양한 실시예들에서, 슬래브, 시트, 또는 다양한 다른 형상들로서 형상화될 수 있다. 불투명 물질 내에, 애퍼쳐가 정의될 수 있다. 애퍼쳐는, 애퍼쳐를 통한 투과를 위해, 렌즈에 의해 포커싱된 장면의 광의 구역 또는 그 전체를 선택할 수 있다.
불투명 물질의 후면(예컨대, 렌즈로부터 포커싱된 광이 투영되는 다른 면에 대향하는 불투명 물질의 면 등)에서, 애퍼쳐에 의해 선택된 광은 애퍼쳐를 통해 투과될 수 있다. 애퍼쳐를 통해 투과된 광의 전파 방향에서, 시스템은 제1 면(예컨대, 애퍼쳐에 인접한 면 등) 및 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 도파관을 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 도파관의 제3 면 상에 배치되거나 또는 그렇지 않으면 그에 인접하여 배치된 광 검출기들(예컨대, SPAD들)의 어레이를 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 면은, 도파관이 내부에서의 광의 전파를 제2 면을 향해 안내하는 안내 방향을 따라 제1 면으로부터 제2 면까지 연장될 수 있다. 따라서, 광 검출기들의 어레이는 도파관의 제3 면을 통해 전파되는 광(예컨대, 소실 광, 및/또는 도파관의 클래딩 층을 통해 누설되는 광)을 검출할 수 있다.
애퍼쳐로부터의 광이 도파관의 길이를 따라 안내되기 때문에, 검출 영역(예컨대, 제3 면)에 적합할 수 있는 광 검출기들의 수는 애퍼쳐의 단면적에 적합할 수 있는 수보다 많을 수 있다. 이는, 광이 더 조밀하게 포커싱되고, 그에 따라, 도파관의 제3 면을 따른 것보다 애퍼쳐에서 더 작은 단면적을 갖는 것에 기인할 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 또한, 제2 면에 도달하는 안내된 광을 다시 도파관으로 반사시키도록 제2 면을 따라 배치된 거울(예컨대, 광 반사기)을 포함할 수 있다. 결과적으로, 예를 들면, 도파관 내부에서 안내되는 광의 더 많은 양이 제3 면으로부터 광 검출기들의 어레이를 향해 전파될 수 있다.
일 예시적인 구현에서, 시스템은, 도파관 내의 안내된 광의 부분을 광 검출기들의 어레이로 송신하기 위해 불완전 내부 전반사(FTIR; frustrated total internal reflection)를 이용할 수 있다. 예컨대, 도파관은 유리판(또는 안내된 광의 파장(들)에 투명한 다른 물질)으로 형성될 수 있다. 유리판(즉, 도파관)은 또한, 안내된 광의 FTIR을 용이하게 하기 위해 도파관의 제3 면 상에 배치된 비교적 낮은 굴절률(예컨대, 중합체 코팅, 플루오린 도핑된 유리 등)의 클래딩 층을 포함할 수 있다. 클래딩 층은, 갭들(예컨대, 덴트(dent)들 등)을 포함하여, 갭들의 위치들에서 클래딩 층을 통해 빠져나가는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 각각의 갭은, 갭으로부터 빠져나가는 광이 대응하는 광 검출기에 의해 검출될 수 있도록 어레이 내의 대응하는 광 검출기와 정렬될 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 도파관은, 광 검출기들에 대응하는 위치들에서 제3 면으로부터 광이 누설되는 누설 도파관으로서 구성될 수 있다. 추가로, 일부 예시들에서, 광이 제2 면을 향해 전파됨에 따라, 클래딩 층 내의 갭들 사이의 분리 거리들이 점진적으로 감소될 수 있다. 결과적으로, 누설된 광의 더 균일한 광 강도가 달성될 수 있다.
다른 예시적인 구현에서, 시스템은, 어레이 내의 광 검출기들을 향해 제3 면을 통해 광을 투과시키기 위해 산란 결합을 이용할 수 있다. 예컨대, 도파관은, 미리 결정된 방식으로 제3 면을 통해 소실되는 산란된 광의 강도를 변화시키는 격자 결합기로서 구현될 수 있다. 추가로, 일부 예시들에서, 시스템은 또한 도파관의 제4 면(제3 면에 대향함)을 따라 배치되는 거울을 포함할 수 있다. 그렇게 함으로써, 도파관은, 제3 면 상의 격자 구조들을 따라 분리 거리들을 조정함으로써 파장 필터로서 추가로 구성될 수 있다.
다른 예시적인 구현들이 또한 가능하며, 본원에서의 예시적인 실시예들 내에서 더 상세하게 설명된다.
II. 예시적인 시스템들 및 디바이스들
도 1a는 예시적인 실시예들에 따른, 애퍼쳐를 포함하는 잡음 제한 시스템(100)의 예시이다. 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 광 검출기들(검출기들(112 및 114)로 예시됨)의 어레이(110), 불투명 물질(120) 내에 정의된 애퍼쳐(122), 및 렌즈(130)를 포함한다. 시스템(100)은 장면 내의 객체(104)에 의해 산란된 광(102)을 측정할 수 있다. 광(102)은 또한 적어도 부분적으로 배경 소스들로부터 비롯될 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 시스템(100)은 광 검출 및 거리측량(LIDAR) 디바이스에 포함될 수 있다. 예컨대, LIDAR 디바이스는 자율주행 차량의 내비게이션에 사용될 수 있다. 추가로, 일부 실시예들에서, 시스템(100) 또는 그의 부분들은 렌즈(130) 및/또는 애퍼쳐(122)를 통하는 것 외에는 외부 광에 노출되지 않는 영역 내에 포함될 수 있다. 이는, 주변 광이 어레이(110) 내의 검출기들을 트리거링하여 측정들에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
어레이(110)는 검출기들(112 및 114)로 예시된 광 검출기들의 배열을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 어레이(110)는 상이한 형상들을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 어레이(110)는 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 다른 실시예들에서, 어레이(110)는 원형일 수 있거나 상이한 형상을 가질 수 있다. 어레이(110)의 크기는 애퍼쳐(122)로부터 발산하는 광(110)의 예상되는 단면적에 따라 선택될 수 있고, 그에 따라, 어레이(110)와 애퍼쳐(122) 사이의 거리, 애퍼쳐(122)의 치수들, 렌즈(130)의 광학 특성들 등에 기반할 수 있다. 일부 실시예들에서, 어레이(110)는 이동가능할 수 있다. 예컨대, 어레이(110)는 애퍼쳐(122)에 더 가깝게 또는 더 멀리서 작동될 수 있다. 그 목적을 위해, 예를 들면, 어레이(110)는 1 차원, 2 차원, 또는 3 차원으로 병진이동할 수 있는 전기적 스테이지 상에 장착될 수 있다.
추가로, 일부 구현들에서, 어레이(110)는 하나 이상의 출력을 컴퓨팅 디바이스 또는 논리 회로에 제공할 수 있다. 예컨대, 마이크로프로세서가 장착된 컴퓨팅 디바이스는, 어레이(110) 상에 입사하는 광(102)의 강도를 표시하는 전기 신호들을 어레이(110)로부터 수신할 수 있다. 그런 다음, 컴퓨팅 디바이스는 전기 신호들을 사용하여 객체(104)에 관한 정보(예컨대, 애퍼쳐(122)로부터의 객체(104)의 거리 등)를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 어레이(110) 내의 광 검출기들 중 일부 또는 그 전부는 서로 병렬로 상호연결될 수 있다. 그 목적을 위해, 예컨대, 어레이(110)는, 어레이(110) 내의 광 검출기들의 특정 배열 및 유형에 따라 SiPM 또는 MPPC일 수 있다. 광 검출기들을 병렬 회로 구성으로 연결함으로써, 예를 들면, 광 검출기들로부터의 출력들은 광(102) 내의 광자가 검출될 수 있는 검출 영역(예컨대, 도 1a에 도시된 어레이(110)의 음영 구역)을 효과적으로 증가시키도록 결합될 수 있다.
광 검출기들(112, 114 등)은 다양한 유형들의 광 검출기들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 검출기들(112, 114 등)은 SPAD들을 포함한다. SPAD들은, SPAD 상의 주어진 입사 조명에 대한 출력 전류를 증가시키기 위해, 역 바이어싱된 p-n 접합(즉, 다이오드) 내에서 애벌란시 항복을 이용할 수 있다. 추가로, SPAD들은 단일 입사 광자에 대한 다수의 전자-정공 쌍들을 생성하는 것이 가능할 수 있다. 다른 예에서, 광 검출기들(112, 114 등)은 APD들을 포함할 수 있다. 일부 예시들에서, APD들 또는 SPAD들은 애벌란시 항복 전압을 초과하여 바이어싱될 수 있다. 그러한 바이어싱 조건은 1보다 큰 루프 이득을 갖는 포지티브 피드백 루프를 생성할 수 있다. 추가로, 임계 애벌란시 항복 전압을 초과하여 바이어싱된 SPAD들 또는 APD들은 단일 광자에 민감할 수 있다. 다른 예들에서, 광 검출기들(112, 114 등)은, 다른 것들 중에서도, 포토레지스터들, 전하 결합 디바이스(CCD)들, 및/또는 광기전력 전지들을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 어레이(110)는, 어레이에 걸쳐 하나 초과의 유형의 광 검출기를 포함할 수 있다. 예컨대, 어레이(110)는 광(102)의 다수의 미리 정의된 파장들을 검출하도록 구성될 수 있다. 그 목적을 위해, 예컨대, 어레이(110)는, 하나의 파장들의 범위에 민감한 일부 SPAD들 및 상이한 파장들의 범위에 민감한 다른 SPAD들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 검출기들(110)은 400 nm 내지 1.6 ㎛(가시 파장 및 적외선 파장)의 파장들에 민감할 수 있다. 추가로, 광 검출기들(110)은 주어진 실시예 내에서 또는 다양한 실시예들에 걸쳐 다양한 크기들 및 형상들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 검출기들(112, 114 등)은 어레이(110)의 영역의 1 %, 0.1 %, 또는 0.01 %인 패키지 크기들을 갖는 SPAD들을 포함할 수 있다.
불투명 물질(120)은, 렌즈(130)에 의해 포커싱되는 장면으로부터의 광(102)(예컨대, 배경 광)의 부분이 어레이(110)로 투과되는 것을 차단할 수 있다. 그러므로, 불투명 물질(120)은, 어레이(110)에 의해 수행되는 측정의 정확도에 악영향을 미칠 수 있는 특정 배경 광을 차단하도록 구성될 수 있다. 불투명 물질(120) 및 그에 따른 애퍼쳐(122)는 렌즈(130)의 초점면에 또는 그 근처에 위치될 수 있다. 일 예에서, 불투명 물질(120)은 광(102)을 흡수함으로써 투과를 차단할 수 있다. 다른 예에서, 불투명 물질(120)은 광(102)을 반사함으로써 투과를 차단할 수 있다. 불투명 물질(120)의 예시적인 구현들의 비-포괄적인 목록은, 다른 가능한 것들 중에서도, 식각된 금속, 중합체 기판, 2축 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(BoPET) 시트(마일러(Mylar)® 시트로 또한 지칭됨), 또는 불투명 마스크로 덮어씌워진 유리를 포함한다.
애퍼쳐(122)는 광(102)이 투과될 수 있는 포트를 불투명 물질(120) 내에 제공한다. 애퍼쳐(122)는 다양한 방식들로 불투명 물질(120) 내에 정의될 수 있다. 일 예에서, 불투명 물질(120)이 금속을 포함하는 경우, 금속은 애퍼쳐(122)를 정의하도록 식각될 수 있다. 다른 예에서, 불투명 물질(120)이 마스크로 덮어씌워진 유리 기판인 경우, 마스크는 (예컨대, 포토리소그래피를 통해) 애퍼쳐(122)를 정의하는 갭을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 애퍼쳐(122)는 부분적으로 또는 전체적으로 투명할 수 있다. 예컨대, 불투명 물질(120)이 마스크로 덮어씌워진 유리 기판인 경우, 애퍼쳐(122)는 마스크에 의해 덮이지 않은 유리 기판 부분으로서 정의될 수 있어서, 애퍼쳐(122)는 완전히 중공이 아니라 유리로 만들어진다. 따라서, 예를 들면, 애퍼쳐(122)는 (대부분의 유리 기판들이 100 % 투명하지는 않기 때문에) 객체(104)에 의해 산란된 광(102)의 하나 이상의 파장에 대해 거의 투명하지만 전적으로 투명하지는 않을 수 있다.
(불투명 물질(120)과 함께) 애퍼쳐(122)는 초점면에서 장면으로부터의 광(102)을 공간적으로 필터링하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 광(102)은 표면 불투명 물질(120)을 따라 초점면에 포커싱될 수 있고, 애퍼쳐(122)는 포커싱된 광의 부분만이 어레이(110)에 투과될 수 있게 할 수 있다. 그러므로, 애퍼쳐(122)는 광학 핀홀로서 거동할 수 있다. 일 실시예에서, 애퍼쳐(122)는, 0.02 mm2 내지 0.06 mm2(예컨대, 0.04 mm2)의 단면적을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 애퍼쳐(122)는, 다양한 요인들, 이를테면, 렌즈(130)의 광학 특성들, 어레이(110)까지의 거리, 어레이(110) 내의 광 검출기들의 잡음 제거 특성들 등에 따라 상이한 단면적을 가질 수 있다.
애퍼쳐(122)와 관련하여 위에서 사용된 "애퍼쳐"라는 용어는 광이 투과될 수 있는 불투명 물질 내의 오목부 또는 구멍을 설명하지만, "애퍼쳐"라는 용어는 광학 피쳐들의 넓은 어레이를 포함할 수 있다는 것이 유의된다. 일 예에서, 설명 및 청구항들 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "애퍼쳐"라는 용어는, 광이 부분적으로 투과될 수 있는 불투명 물질 내에 정의된 투명 또는 반투명 구조들을 부가적으로 포괄할 수 있다. 다른 예에서, "애퍼쳐"라는 용어는, 불투명 물질로 둘러싸인 거울과 같은, 다른 방식으로(예컨대, 반사 또는 굴절을 통해) 광의 통과를 선택적으로 제한하는 구조를 설명할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 불투명 물질로 둘러싸인 거울 어레이들은 특정 방향으로 광을 반사하도록 배열될 수 있으며, 그에 의해, 반사 부분을 정의한다. 이러한 반사 부분이 "애퍼쳐"로 지칭될 수 있다.
애퍼쳐(122)가 직사각형 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 애퍼쳐(122)는, 다른 것들 중에서도, 둥근 형상, 원형 형상, 타원형 형상과 같은 상이한 형상을 가질 수 있다는 것이 유의된다. 일부 예들에서, 애퍼쳐(122)는 대안적으로, 시스템(100) 내의 광학 수차들을 고려하도록 특별히 설계된 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 키홀 형상의 애퍼쳐는 방출기(예컨대, 광(102)을 방출하는 광원)와 수신기(예컨대, 렌즈(130) 및 어레이(110)) 사이에서 발생하는 시차를 고려하는 것을 보조할 수 있다. 시차는, 예컨대, 방출기와 수신기가 동일한 위치에 위치되지 않는 경우에 발생할 수 있다. 특정한 장면 내에 있을 것으로 예상되는 특정 객체들과 대응하는 특별하게 형상화된 애퍼쳐들 또는 광(102)의 특정 편광들(예컨대, 수평 편광들 또는 수직 편광들)을 선택하는 불규칙한 애퍼쳐들과 같은, 다른 불규칙한 애퍼쳐 형상들이 또한 가능하다.
렌즈(130)는 장면으로부터의 광(102)을 애퍼쳐(122)가 위치되는 초점면 상으로 포커싱할 수 있다. 이러한 배열을 이용하여, 렌즈(130)에서 장면으로부터 수집된 광 강도는 광(102)이 투영되는 단면적이 감소하도록(즉, 광(102)의 공간 전력 밀도가 증가함) 포커싱될 수 있다. 예컨대, 렌즈(130)는, 다른 예들 중에서도, 수렴 렌즈, 양면 볼록 렌즈, 및/또는 구면 렌즈를 포함할 수 있다. 대안적으로, 렌즈(130)는, 잇따라 위치된 연속적인 렌즈 세트(예컨대, 제1 방향으로 광을 포커싱하는 양면 볼록 렌즈 및 제2 방향으로 광을 포커싱하는 부가적인 양면 볼록 렌즈)로서 구현될 수 있다. 다른 유형들의 렌즈들 및/또는 렌즈 배열들이 또한 가능하다. 게다가, 시스템(100)은, 렌즈(130) 상에 입사하는 광(102)을 불투명 물질(120) 상에 포커싱하는 것을 보조하기 위해, 렌즈(130) 근처에 위치된 다른 광학 요소들(예컨대, 거울들 등)을 포함할 수 있다.
객체(104)는 시스템(100)을 둘러싸는 장면 내에 위치된 임의의 객체일 수 있다. 시스템(100)이 LIDAR 디바이스에 포함되는 구현들에서, 객체(104)는 광(102)(또는 그의 부분)을 방출하는 LIDAR 송신기에 의해 조명될 수 있다. LIDAR 디바이스가 자율주행 차량에 대한 내비게이션에 사용되는 예시적인 실시예들에서, 객체(104)는, 다른 것들 중에서도, 보행자들, 다른 차량들, 장애물들(예컨대, 나무들), 또는 도로 표지들을 포함할 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 광(102)은, 객체(104)에 의해 산란되고, 렌즈(130)에 의해 포커싱되고, 불투명 물질(120) 내의 애퍼쳐(122)를 통해 투과되고, 어레이(110) 내의 광 검출기들에 의해 측정될 수 있다. 이러한 시퀀스는 객체(104)에 관한 정보를 결정하기 위해 (예컨대, LIDAR 디바이스에서) 발생할 수 있다. 일부 실시예들에서, 어레이(110)에 의해 측정된 광(102)은 부가적으로 또는 대안적으로, 다른 가능한 것들 중에서도, 다른 LIDAR 디바이스의 송신기에 의해 송신된 다수의 객체들에서 산란된 광, 주변 광, 태양광을 포함할 수 있다.
게다가, 객체(104)를 분석하는 데 사용되는 광(102)의 파장(들)은, 장면 내에 있을 것으로 예상되는 객체들의 유형들 및 렌즈(130)로부터의 그들의 예상되는 거리에 기반하여 선택될 수 있다. 예컨대, 장면 내에 있을 것으로 예상되는 객체가 500 nm 파장의 모든 인입 광을 흡수하는 경우, 500 nm 이외의 파장이 객체(104)를 조명하고 시스템(100)에 의해 분석되도록 선택될 수 있다. 광(102)의 파장은, (예컨대, LIDAR 디바이스의 송신기에 의해 송신되는 경우) 광(102)을 생성하는 소스와 연관될 수 있다. 예컨대, 광이 다이오드 레이저에 의해 생성되는 경우, 광(102)은, 900 nm(또는 다이오드 레이저의 다른 파장)에 중심을 둔 파장 범위 내의 광을 포함할 수 있다. 따라서, 광(102)을 생성하는 다양한 유형들의 광원들(예컨대, 광섬유 증폭기, 다양한 유형들의 레이저, 필터를 갖는 광대역 소스 등)이 가능하다.
도 1b는 시스템(100)의 다른 예시이다. 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 또한 필터(132)를 포함할 수 있다. 필터(132)는, 미리 정의된 파장 범위 내의 광을 선택적으로 투과시키도록 구성되는 임의의 광학 필터를 포함할 수 있다. 예컨대, 필터(132)는 가시 파장 범위, 적외선 파장 범위, 또는 방출기(140)에 의해 방출된 광 신호의 임의의 다른 파장 범위 내의 광을 선택적으로 투과시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 광학 필터(132)는, 특정 파장들의 광을 어레이(110)로부터 멀어지게 우회시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 광학 필터(132)는, 방출기(140)에 의해 방출된 파장 범위에 있지 않은 광(102)의 부분을 어레이(110)로부터 멀어지게 우회시킬 수 있다. 따라서, 광학 필터(132)는, 주변 광 또는 배경 광이 어레이(110)에 의한 측정들에 악영향을 미치는 것을 적어도 부분적으로 감소시킬 수 있다.
다양한 실시예들에서, 광학 필터(132)는 어레이(110)에 대해 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 광학 필터(132)는 렌즈(130)와 불투명 물질(120) 사이에 위치한다. 그러나, 광학 필터(132)는 대안적으로, 렌즈(130)와 객체(104) 사이에, 물질(120)과 어레이(110) 사이에, 어레이(110)와 결합되어(예컨대, 어레이(110)가 그 광학 필터(132)에 대한 표면 스크린을 가질 수 있거나, 또는 어레이(110) 내의 광 검출기들 각각이 별개의 광학 필터에 의해 개별적으로 덮일 수 있는 등의 방식임), 애퍼쳐(122)와 결합되어(예컨대, 애퍼쳐(122)가 특정 파장 범위에만 투명할 수 있는 등의 방식임), 또는 렌즈(130)와 결합되어(예컨대, 렌즈(130) 상에 배치된 표면 스크린, 특정 파장 범위에만 투명한 렌즈(130)의 물질 등의 방식임) 위치될 수 있다.
추가로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 어레이(110)에 의해 측정될 광 신호를 방출하는 방출기(140)와 함께 사용될 수 있다. 방출기(140)는 광섬유 레이저, 포토다이오드, 필라멘트, LIDAR 송신기, 또는 임의의 다른 광원을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 방출기(140)는, 장면 내의 객체(104)에 의해 산란되고 궁극적으로는 어레이(110)에 의해 (적어도 그의 부분이) 측정되는 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방출기(140)는 레이저 방출기(140)의 전력 출력을 증가시키는 광섬유 증폭기 또는 다른 증폭 시스템을 포함하는 레이저 방출기일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예들에서, 방출기(140)는 (연속파 레이저와는 대조적으로) 펄스 레이저로서 구현될 수 있어서, 동등한 연속적인 전력 출력을 유지하면서 피크 전력이 증가될 수 있다.
다음은 렌즈(130)에 의해 수신되는 배경 광의 양을 어레이(110)에 의해 검출되는 신호 광의 양과 비교하는 수학적 예시이다. 도시된 바와 같이, 객체(104)와 렌즈(130) 사이의 거리는 'd'이고, 렌즈(130)와 불투명 물질(120) 사이의 거리는 'f'이고, 불투명 물질(120)과 어레이(110) 사이의 거리는 'x'이다. 위에 언급된 바와 같이, 물질(120) 및 애퍼쳐(122)는 렌즈(130)의 초점면에 위치될 수 있다(즉, 'f'가 초점 길이와 등가일 수 있음). 추가로, 도시된 바와 같이, 방출기(140)는 객체(104)로부터 거리 'd'에 위치된다.
예시를 위해, 객체(104)가 수직 입사로의 태양광에 의해 완전히 조명된다고 가정되며, 여기서, 태양광은 배경 광원을 나타낸다. 추가로, 객체(104)를 조명하는 모든 광이 램버트의 코사인 법칙에 따라 산란된다고 가정된다. 게다가, 어레이(110)에 도달하는 광(배경 광 및 신호 광 둘 모두) 모두가 어레이(110)에 의해 완전히 검출된다고 가정된다.
애퍼쳐(122)에 그리고 그에 따라 어레이(110)에 도달하는 방출기(140)에 의해 방출된 신호의 전력은 다음을 사용하여 계산될 수 있다:
Figure pct00001
여기서, Psignal은 어레이(110)에 도달하는 방출기(140)에 의해 방출된 광학 신호의 방사속(예컨대, W 단위)을 나타내고, Ptx는 방출기(140)에 의해 송신되는 전력(예컨대, W 단위)을 나타내고, Γ는 객체(104)의 반사율을 나타내고(예컨대, 램버트의 코사인 법칙을 고려함), Alens는 렌즈(130)의 단면적을 나타낸다.
렌즈(130)에 도달하는 배경 광은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00002
여기서,
Figure pct00003
는 필터(132)에 의해 선택적으로 통과될 파장 대역 내에 있는 렌즈(130) 상에 도달하는 (객체(104)에서 산란되는 태양광에 의해 야기되는) 배경 광의 방사 휘도(예컨대,
Figure pct00004
단위)를 나타내고,
Figure pct00005
은 태양(즉, 배경 소스)으로 인한 방사 조도(예컨대,
Figure pct00006
단위) 밀도를 나타내고, Tfilter는 필터(132)(예컨대, 대역 통과 광학 필터)의 투과 계수를 나타낸다.
Figure pct00007
의 인자는 수직 입사로부터의 객체(104)에서의 램버시안 산란의 가정에 관한 것이다.
애퍼쳐(122)는 어레이(110)로 투과되도록 허용되는 배경 광의 양을 감소시킨다. 애퍼쳐(122)를 통해 투과된 후에 어레이(110)에 도달하는 배경 광의 전력을 계산하기 위해, 애퍼쳐(122)의 영역이 고려된다. 애퍼쳐(122)의 단면적(Aaperture)은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00008
여기서, Aaperture는 객체(104)에 대한 애퍼쳐(122)의 표면적을 나타내고, w 및 h는 각각 애퍼쳐(122)의 폭 및 높이(또는 길이)를 나타낸다. 게다가, 렌즈(130)가 원형 렌즈인 경우, 렌즈(130)의 단면적(Alens)은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00009
여기서, dlens는 렌즈의 직경을 나타낸다.
따라서, 애퍼쳐(122)를 통해 어레이(110)로 투과된 배경 전력은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00010
여기서, Pbackground는 어레이(110)에 입사하는 배경 전력을 나타내고,
Figure pct00011
는 입체호도법에서의 수용 입체각을 나타낸다. 위의 공식은 Pbackground가 렌즈(130) 및 애퍼쳐(122)에 의해 감소된 후의 배경 신호에서의 방사 휘도의 양이라는 것을 나타낸다.
Figure pct00012
, Aaperture, 및 Alens에 대해 위의 결정된 값들을 치환하면, 다음이 도출될 수 있다:
Figure pct00013
부가적으로, 양
Figure pct00014
는 렌즈(130)의 "F 수"로 지칭될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 치환으로, 다음이 배경 전력으로서 추론될 수 있다:
Figure pct00015
유사한 치환들을 행하여, 어레이(110)에 도달하는 방출기(140)로부터 송신된 신호 전력에 대해 다음이 추론될 수 있다:
Figure pct00016
추가로, 시스템(100)의 신호 대 잡음비(SNR)는 Psignal와 Pbackground를 비교함으로써 결정될 수 있다. 시연된 바와 같이, 배경 전력(Pbackground)은, 특히, 작은 w 및/또는 작은 h(위의 Pbackground 공식의 분자)를 갖는 애퍼쳐들의 경우, 애퍼쳐(122)의 포함에 기인하여 신호 전력에 대해 상당히 감소될 수 있다. 애퍼쳐 영역을 감소시키는 것 외에도, 방출기(140)에 의해 송신된 전력(Ptx)을 증가시키는 것, 투과 계수(Tfilter)를 감소시키는 것(즉, 필터를 통해 투과되는 배경 광의 양을 감소시키는 것), 및 객체(104)의 반사율(Γ)을 증가시키는 것이 SNR을 증가시키는 방식들일 수 있다. 추가로, 방출기(140)가 펄스형 신호를 방출하는 구현들에서, 배경의 전력과는 대조적으로 배경의 산탄 잡음은 SNR을 계산할 때 주로 관련될 수 있다는 것이 유의된다. 따라서, 일부 구현들에서, SNR은 대안적으로 산탄 잡음을 신호 전력에 대해 비교함으로써 계산될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 광(102)은, 광(102)이 애퍼쳐(122)로부터 멀어지게 전파함에 따라 발산한다. 발산으로 인해, 어레이(110)에서의 검출 영역(예컨대, 광(102)에 의해 조명된 음영 영역으로서 도시됨)은 초점면에서의 애퍼쳐(122)의 단면적보다 클 수 있다. 주어진 광 전력(예컨대, W 단위로 측정됨)에 대한 증가된 검출 영역(예컨대, m2 단위로 측정됨)은 어레이(110) 상에 입사하는 광 강도(예컨대,
Figure pct00017
단위로 측정됨)가 감소되는 것을 초래할 수 있다.
광 강도의 감소는 특히, 어레이(110)가 높은 감도들을 갖는 SPAD들 또는 다른 광 검출기들을 포함하는 실시예들에서 특히 유익할 수 있다. 예컨대, SPAD들은, 반도체 내에서 애벌란시 항복을 생성하는 큰 역 바이어스 전압으로부터 그들의 감도를 도출한다. 이러한 애벌란시 항복은, 예컨대, 단일 광자의 흡수에 의해 트리거링될 수 있다. 일단 SPAD가 단일 광자를 흡수하고 애벌란시 항복이 시작되면, SPAD는, SPAD가 (예컨대, 역 바이어스 전압을 복원함으로써) ?칭(quench)될 때까지 부가적인 광자들을 검출할 수 없다. SPAD가 ?칭될 때까지의 시간은 회복 시간으로 지칭될 수 있다. 부가적인 광자들이 회복 시간에 근접한 시간 간격들(예컨대, 10 배 내)에 도달하는 경우, SPAD는 포화되기 시작할 수 있고, 따라서, SPAD에 의한 측정들이 덜 신뢰가능하게 될 수 있다. 어레이(110) 내의 임의의 개별 광 검출기(예컨대, SPAD) 상에 입사하는 광 전력을 감소시킴으로써, 어레이(110) 내의 광 검출기들(예컨대, SPAD들)은 불포화된 상태로 유지될 수 있다. 결과적으로, 각각의 개별 SPAD에 의한 광 측정들의 정확도가 증가될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 LIDAR 디바이스(200)의 간략화된 블록도이다. 일부 예시적인 실시예들에서, LIDAR 디바이스(200)는 차량에 장착되어 차량의 주변 환경(예컨대, 객체(204)를 포함하는 장면 등)을 맵핑하는 데 이용될 수 있다. 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 방출기(140)와 유사할 수 있는 레이저 방출기(240)를 포함한다. 추가로, 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 제어기(250)를 포함한다. 추가로, 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 시스템(100)과 유사할 수 있는 잡음 제한 시스템(290)을 포함한다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 시스템(290)은, 광 검출기들의 어레이(210), 내부에 정의된 애퍼쳐(도시되지 않음)를 갖는 불투명 물질(220), 및 렌즈(230)를 포함하며, 이들은 각각 어레이(110), 불투명 물질(120), 및 렌즈(130)와 유사하다. LIDAR 디바이스(200)는 대안적으로, 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 구성요소들을 포함할 수 있다는 것이 유의된다. 예컨대, LIDAR 디바이스(200)는 광학 필터(예컨대, 필터(132))를 포함할 수 있다. 따라서, 시스템(290)은, 시스템(100) 및/또는 본원에서 설명된 임의의 다른 잡음 제한 시스템과 유사하게 구현될 수 있다. 디바이스(200)는, 객체(204)를 포함하는 장면을 향해 광(202)을 방출하도록 방출기(240)를 동작시킬 수 있다. 그런 다음, 디바이스(200)는, 산란된 광(202)을 검출하여, 객체(204)에 관한 정보를 맵핑하거나 다른 방식으로 결정할 수 있다.
제어기(250)는, LIDAR 디바이스(200)의 구성요소들을 제어하고 LIDAR 디바이스(200)의 구성요소들(예컨대, 광 검출기들의 어레이(210))로부터 수신된 신호들을 분석하도록 구성될 수 있다. 그 목적을 위해, 제어기(250)는, 디바이스(200)의 메모리(도시되지 않음)에 저장된 명령어들을 실행하여 디바이스(200)를 동작시키는 하나 이상의 프로세서(예컨대, 마이크로프로세서 등)를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어기(250)는 본원에서 설명된 다양한 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 배선된 디지털 또는 아날로그 회로를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 제어기(250)는, 객체(204)의 위치(예컨대, LIDAR 디바이스(200)로부터의 거리)를 결정하기 위해 어레이(210)에 의해 측정된 신호와 연관된 타이밍 정보를 사용할 수 있다. 예컨대, 레이저 방출기(240)가 펄스 레이저인 실시예들에서, 제어기(250)는, 출력 광 펄스들의 타이밍들을 모니터링하고 그 타이밍들을 어레이(210)에 의해 측정된 신호 펄스들의 타이밍들과 비교할 수 있다. 예를 들면, 제어기(250)는 광의 속도 및 광 펄스의 이동 시간(이는 타이밍들을 비교함으로써 계산될 수 있음)에 기반하여 디바이스(200)와 객체(204) 사이의 거리를 추정할 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기(250)는 (예컨대, 레이저 방출기(240)와 렌즈(230)가 공간 내의 동일한 위치에 위치하지 않는 것으로 인한) 시차를 고려하도록 구성될 수 있다. 시차를 고려함으로써, 제어기(250)는, 출력 광 펄스들의 타이밍과 어레이(210)에 의해 측정된 신호 펄스들의 타이밍 사이의 비교의 정확도를 개선할 수 있다.
일부 구현들에서, 제어기(250)는 방출기(240)에 의해 방출된 광(202)을 변조할 수 있다. 예컨대, 제어기(250)는 (예컨대, 방출기(240)를 장착하는 기계적 스테이지를 작동시킴으로써) 방출기(240)의 투영(예컨대, 지시) 방향을 변경할 수 있다. 다른 예로서, 제어기(250)는 방출기(240)에 의해 방출된 광(202)의 타이밍, 전력 또는 파장을 변조할 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기(250)는 또한, 디바이스(200)의 다른 동작 양상들, 이를테면, 다른 가능한 것들 중에서도, 광(202)의 전파 경로를 따라 필터들(예컨대, 필터(132))을 부가하거나 제거하는 것, 디바이스(200)의 다양한 구성요소들(예컨대, 어레이(210), 불투명 물질(220)(및 내부의 애퍼쳐), 렌즈(230) 등)의 상대적인 위치들을 조정하는 것을 제어할 수 있다.
일부 구현들에서, 제어기(250)는 또한 물질(220) 내의 애퍼쳐(도시되지 않음)를 조정할 수 있다. 예컨대, 애퍼쳐는, 일부 실시예들에서, 불투명 물질 내에 정의된 다수의 애퍼쳐들로부터 선택가능할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 렌즈와 불투명 물질 사이에 위치된 MEMS 거울은, 다수의 애퍼쳐들 중 어느 애퍼쳐에 광이 지향되는지를 결정하기 위해 컴퓨팅 디바이스에 의해 조정가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다양한 애퍼쳐들은 상이한 형상들 및 크기들을 가질 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 애퍼쳐는 조리개(iris)(또는 다른 유형의 다이어프램)에 의해 정의될 수 있다. 조리개는, 예컨대, 애퍼쳐의 크기 또는 형상을 제어하기 위해 제어기(250)에 의해 확장되거나 수축될 수 있다.
따라서, 일부 예들에서, LIDAR 디바이스(200)는, 시스템(290)의 구성을 수정하여 객체(204) 및/또는 장면에 관한 부가적이거나 상이한 정보를 획득할 수 있다. 일 예에서, 제어기(250)는, 장면으로부터 시스템에 의해 수신된 배경 잡음이 현재(예컨대, 야간 시간 동안) 비교적 낮다는 결정에 대한 응답으로 더 큰 애퍼쳐를 선택할 수 있다. 예를 들면, 더 큰 애퍼쳐는, 그렇지 않았다면 렌즈(130)에 의해 애퍼쳐 외부에 포커싱되었을 광(202)의 부분을 시스템(290)이 검출할 수 있게 할 수 있다. 다른 예에서, 제어기(250)는 광(202)의 부분을 가로채기 위해 상이한 애퍼쳐 위치를 선택할 수 있다. 또 다른 예에서, 제어기(250)는 애퍼쳐와 광 검출기 어레이(210) 사이의 거리(예컨대, 도 1b에 도시된 거리 'x')를 조정할 수 있다. 그렇게 함으로써, 예를 들면, 어레이(210) 내의 검출 영역의 단면적(즉, 어레이(210)에서의 광(202)의 단면적)이 또한 조정(예컨대, 도 1a에 도시된 음영 구역)될 수 있다.
그러나, 일부 시나리오들에서, 시스템(290)의 구성이 수정될 수 있는 정도는, 다른 요인들 중에서도, LIDAR 디바이스(200) 또는 시스템(290)의 크기와 같은 다양한 요인들에 의존할 수 있다. 예컨대, 도 1a를 다시 참조하면, 어레이(110)의 크기는, 애퍼쳐(122)의 위치로부터 어레이(110)의 위치까지(예컨대, 도 1b에 도시된 거리 'x')의 광(102)의 발산 정도에 의존할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 어레이(110)의 최대 수직 및 수평 범위들은 LIDAR 디바이스 내에 시스템(100)을 수용하는 데 이용가능한 물리적 공간에 의존할 수 있다. 유사하게, 예를 들면, 어레이(110)와 애퍼쳐(122) 사이의 거리 'x'(도 1b에 도시됨)에 대한 값들의 이용가능한 범위는 시스템(100)이 이용되는 LIDAR 디바이스의 물리적 제한들에 의해 또한 제한될 수 있다.
따라서, 광 검출기들이 장면으로부터의 광을 가로챌 수 있는 검출 영역을 증가시키면서, 또한, 배경 잡음을 감소시키고 시스템(290)을 수용하는 데 이용가능한 공간을 효율적으로 사용하기 위한 예시적인 구현들이 본원에서 설명된다.
도 3a는 예시적인 실시예들에 따른, 애퍼쳐 및 도파관을 포함하는 잡음 제한 시스템(300)의 예시이다. 도 3b는 예시적인 실시예들에 따른 시스템(300)의 단면도를 예시한다. 일부 구현들에서, 시스템(300)은 시스템(290) 대신에 또는 그에 부가하여 디바이스(200)와 함께 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(300)은, 각각, 시스템(100), 광(102), 및 객체(104)와 유사하게, 장면 내의 객체(304)에 의해 산란된 광(302)을 측정할 수 있다. 추가로, 도시된 바와 같이, 시스템(300)은, 광 검출기 어레이(310), 불투명 물질(320), 애퍼쳐(322), 및 렌즈(330)를 포함하며, 이들은 각각 어레이(110), 불투명 물질(120), 애퍼쳐(122), 및 렌즈(130)와 유사할 수 있다. 예시를 위해, 애퍼쳐(322)는, 애퍼쳐(122)의 형상(직사각형)과 비교하여 상이한 형상(타원형)을 갖는 것으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 시스템(300)은 또한, 애퍼쳐(322)를 통해 투과되고 도파관(360)의 수신 면(360a)(예컨대, 음영 구역) 상으로 투영되는 광(302)(또는 그의 부분)을 수신하도록 배열되는 도파관(360)(예컨대, 광 도파관 등)을 포함한다.
도파관(360)은, 광(302)의 하나 이상의 파장에 적어도 부분적으로 투명한 유리 기판(예컨대, 유리판 등) 또는 임의의 다른 물질로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 도시된 바와 같이, 도파관(360)은, 애퍼쳐(322)를 통해 투과되는 광(302)이 도파관(360)의 수신 면(360a)(예컨대, 입력단) 상으로 투영되도록 불투명 물질(320)과 근접하게 위치되고/거나 접촉할 수 있다. 그런 다음, 도파관(360)은, 예를 들면, 도파관(360) 내부에서의 도파관(360)의 다른 단부를 향한 내부 전반사 또는 불완전 내부 전반사(FTIR)를 통해, 수신된 광(302)의 적어도 일부를 안내할 수 있다. 예컨대, 도파관(360)이 도시된 바와 같이 직사각형 도파관인 경우, 도파관(360)은 수신된 광(302)을 면(360a)에 대향하는 면(360b)을 향해 안내할 수 있다.
도시된 바와 같이, 예를 들면, 도파관(360)은 면들(360c 및 360d) 사이에서 수직으로 연장될 수 있다. 그 목적을 위해, 면들(360c 및 360d)은, 도파관(360)의 비교적 높은 굴절률의 매질(예컨대, 유리 등)과 면들(360c 및 360d)에 인접한 비교적 낮은 굴절률의 매질(예컨대, 공기, 진공 등) 사이의 계면들에 대응할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 안내된 광(302)이 임계각(예컨대, 면(360c)에 인접한 굴절률들의 비에 기반할 수 있는 등의 방식임) 미만으로 면(360c)으로 전파된다면, 면(360c)(또는 그의 부분) 상에 입사하는 안내된 광은 다시 도파관(360)으로 반사될 수 있다. 유사하게, 도시된 바와 같이, 도파관(360)은, 예컨대, 안내된 광의 수평으로의 발산을 감소시키기 위해, 면(360e)과 면(360e)에 대향하는 도파관(360)의 다른 면(도시되지 않음) 사이에서 수평으로 연장될 수 있다.
추가로, 도시된 바와 같이, 광(302)의 광 부분들(302a, 302b, 302c)은 (예컨대, 면들(360a 및 360b) 사이에서) 도파관(360)의 안내 방향을 따라 연장되는 면(360c)으로부터 전파될 수 있다. 일 예에서, 안내된 광 부분들(302a, 302b, 302c)은 면(360c)을 통해 소실되는 광의 소실 필드에 대응할 수 있다. 이러한 예에서, 소실 광(302a, 302b, 302c)은 다양한 이유들로 인해 도파관(360)으로부터 누설될 수 있다. 예를 들면, 광 부분들(302a, 302b, 302c)은 임계각보다 더 큰 각도로 면(360c)에 도달하는 광에 대응할 수 있다. 결과적으로, 안내된 광 부분들(302a, 302b, 302c)은 그에 따라, (예컨대, 내부 전반사를 통해) 도파관(360)으로 다시 반사되기보다는 도파관(360)을 빠져나갈 수 있다. 다른 예에서, 도파관(360)은, 광 부분들(302a, 302b, 302c)이 도파관(360)으로부터 전파될 수 있게 하면서, 안내된 광(302)의 나머지 부분이 면(360b)을 향해 계속 전파되게 하는, 면(360c)의 표면을 따른 변형부들(예컨대, 덴트들 등)을 포함할 수 있다.
따라서, 광 검출기 어레이(110)와 달리, 광 검출기 어레이(310)는 면(360c)으로부터 전파되는 광 부분들(302a, 302b, 302c)을 가로채고/거나 검출하기 위해 (예컨대, 면(360c)에 인접하게) 도파관(360)의 안내 방향을 따라 (도시된 바와 같이) 위치될 수 있다. 이러한 프로세스를 통해, 시스템(300)은 불투명 물질(320) 뒤의 공간을 또한 효율적으로 활용하면서 광(302)을 가로채기 위한 증가된 검출 영역을 제공할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 다양한 구성요소들 및 피쳐들의 크기들, 위치들 및 형상들은 반드시 실측에 맞게 도시되지는 않으며, 설명의 편의를 위해 도시된 바와 같이 예시된다는 것이 유의된다. 추가로, 일부 실시예들에서, 시스템(300)은 도시된 것들보다 더 적거나 더 많은 구성요소들을 포함할 수 있다. 추가로, 일부 실시예들에서, 도시된 구성요소들 중 하나 이상은 결합될 수 있거나, 별개의 구성요소들로 분할될 수 있다.
제1 실시예에서, 광 검출기 어레이(310)는 대안적으로 면(360c) 상에 배치(예컨대, 성형 등)될 수 있다.
제2 실시예에서, 도파관(360)과 애퍼쳐(322) 사이의 거리가 변할 수 있다. 일 예에서, 도시된 바와 같이, 도파관(360)은 불투명 물질(320)을 따라(예컨대, 그와 접촉하는 등의 방식으로) 배치될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 면(360a)(즉, 도파관(360)의 입력단)은 애퍼쳐(322)와 실질적으로 동일 평면 상에 있거나 그에 근접하여 있을 수 있다. 이러한 배열을 이용하여, 예를 들면, 도파관(360)은 애퍼쳐(302)를 통해 투과된 광(302)의 발산 전에 광(302)을 수신하고 안내할 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 도파관(360)은 대안적으로, 불투명 물질(320)(및 애퍼쳐(322))로부터 일정 거리(예컨대, 갭)에 위치될 수 있다.
제3 실시예에서, 렌즈(330)에 대한 애퍼쳐(322)(및/또는 도파관(360)의 면(360a))의 배열이 변할 수 있다.
일 예에서, 애퍼쳐(322)(및/또는 도파관(360)의 입력단)는 렌즈(330)의 초점면을 따라 배치될 수 있다.
다른 예에서, 애퍼쳐(322)(및/또는 도파관(360)의 입력단)는 렌즈(330)의 초점면에 평행하게 배치될 수 있지만, 초점면과 렌즈(330) 사이의 거리와 상이한 렌즈(330)까지의 거리에 배치될 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 시스템(300)의 광학 특성들(예컨대, 초점 구성 등)은 시스템(300)의 응용에 따라 조정될 수 있다. 그러므로, 일부 예시들에서, 포커싱된 광(302)은 면(360b)을 향해 발산하기 시작되기 전에 도파관(360) 내부에서 (애퍼쳐(322)를 통한 투과 후에) 계속 수렴할 수 있다. 일부 예시들에서, 시스템(300)은 또한, 장면을 스캐닝하는 동안 특정 광학 구성을 달성하기 위해 렌즈(330), 불투명 물질(320), 및/또는 도파관(360)을 이동시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 애퍼쳐(322)(및/또는 도파관(360)의 면(360a))는 렌즈(330)의 초점면에 대해 오프셋 배향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 시스템(300)은 도파관(360)으로의 광(302)의 진입 각도를 조정하기 위해 불투명 물질(320)(및/또는 어레이(360))을 (예컨대, 액추에이터를 통해) 회전시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 제어기(예컨대, 제어기(250))는, 다른 요인들 중에서도, (예컨대, 스캐닝된 장면의 특정 구역으로부터 도달하는 잡음/간섭을 감소시키는 것 등을 위해) 렌즈(330)의 렌즈 특성들, 시스템(300)의 환경과 같은 다양한 요인들에 따라 시스템(300)의 광학 특성들을 추가적으로 제어할 수 있다.
제4 실시예에서, 물질(320)은 생략될 수 있고, 면(360a)은 대안적으로 렌즈(330)의 초점면을 따라 또는 그에 평행하게 위치될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서, 면(360a)은 애퍼쳐에 대응할 수 있다.
제5 실시예에서, 어레이(310) 내의 광 검출기들은 대안적으로 도파관(360)에 결합된(예컨대, 도파관(360) 상에 배치되거나 그에 성형되는 등의 방식으로) 별개의 물리적 구조들로서 구현될 수 있다.
제6 실시예에서, 광 검출기 어레이(310)는 대안적으로 또는 부가적으로, 도파관(360)의 다른 면들(예컨대, 면(360e), 면(360d) 등)과 중첩되도록 구현될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서, 어레이(310) 내의 광 검출기들은 훨씬 더 큰 검출 영역에 걸쳐 도파관(360)으로부터 누설되는 광을 검출할 수 있다.
제7 실시예에서, 도파관(360)은 대안적으로 광섬유와 같은 원통 형상을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 어레이(360) 내의 광 검출기들은 대안적으로 광섬유의 외측 표면을 둘러싸도록 배열되어, 광섬유의 원통형 외측 표면으로부터 소실되거나 다른 방식으로 누설되는 광 부분들(302a, 302b, 302c 등)을 검출할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예들에서, 도파관(360)은 강성 구조(예컨대, 슬래브 도파관) 또는 가요성 구조(예컨대, 광섬유)로서 구현될 수 있다.
위의 논의에 따라, 예컨대, 도파관(360)은, 애퍼쳐(322)를 통해 투과되는 광(302)(또는 그의 부분)을, 발산 광(102)의 전파 방향에 직교하는 편평한 표면(예컨대, 도 1a에 도시된 음영 구역)과는 대조적으로 다양한 형상들 또는 위치들을 가질 수 있는 검출 영역으로 확산시키는 도파관 확산기로서 구성될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른, 거울(470)에 결합된 도파관(460)을 예시한다. 도파관(460)은 도파관(360)과 유사할 수 있다. 따라서, 예컨대, 도파관(460)은 도파관(360) 대신에 또는 그에 부가하여 시스템(300)에서 사용될 수 있다. 그 목적을 위해, 광(402), 광 부분들(402a, 402b, 402c), 및 면들(460a, 460b, 460c, 460d)은 각각 광(302), 광 부분들(302a, 302b, 302c), 및 면들(360a, 360b, 360c, 360d)과 유사할 수 있다.
거울(470)은 면(460b)으로부터 전파되는 광을 다시 도파관(460)으로 반사하는 임의의 반사성 물질을 포함할 수 있다. 결과적으로, 예를 들면, 면(460c)을 통해 확산되지 않은 광은, 도파관(460)으로 다시 반환되어, 면(460c)에 인접한 광 검출기들(도시되지 않음)을 향한 확산 가능성을 더 증가시킬 수 있다.
도시된 바와 같이, 도파관(460)은 클래딩 층(464)에 의해 부분적으로 둘러싸이는 코어 구역(462)을 포함한다. 코어 구역(462)은, 적어도 일부 파장들의 광(302)에 대해 투명한, 예를 들면, 유리 기판과 같은 비교적 높은 굴절률의 물질을 포함할 수 있다. 클래딩 층(464)은, 예를 들면, 중합체 코팅된 또는 플루오린 도핑된 유리 기판들과 같은 비교적 낮은 굴절률의 물질을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도파관(360)은 클래딩 층(464)에 대응하는 도핑된 구역들을 포함하는 유리 기판으로 형성될 수 있다. 따라서, 도핑되지 않은 유리 기판의 구역들은 코어(462)에 대응할 수 있다.
도시된 바와 같이, 클래딩 층(464)은 면(460d) 상에 배치되지만 면(460c) 상에는 배치되지 않는다. 이러한 배열을 이용하여, 예를 들면, 확산 광 부분들(402a, 402b, 402c)이 면(460d)에 비해 면(460c)을 통해 도파관(460)을 빠져나갈 가능성이 더 높을 수 있다. 예컨대, 클래딩 층(464)의 존재는, 코어(462)와 클래딩(464) 사이의 계면 상에 입사하는 광에 대한 임계각이 면(460c)에서의 대응하는 임계각보다 더 크게 되게 할 수 있다. 결과적으로, 도파관(460) 내부의 안내된 광의 더 큰 범위가, 예컨대, 시스템(300)의 어레이(310) 내의 광 검출기들과 같은 광 검출기들(도시되지 않음)을 향해 면(460c)으로부터 확산될 수 있다.
일부 예들에서, 클래딩 층(464)은 면(460d)에 부가하여 또는 그 대신에 도파관(460)의 다른 면들을 따라 연장될 수 있다. 예컨대, 도 3a 및 도 3b를 다시 참조하면, 클래딩 층은, 몇(360e) 및 면(360e)에 대향하는 도파관(360)의 면(도시되지 않음)을 따라 도파관(360)을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 배열을 이용하여, 예를 들면, 면(460c)을 통한 광 부분들(402a, 402b, 402c)의 확산이 클래딩(464)에 의해 둘러싸인 다른 면들에 비해 더 개선될 수 있다.
면(460c)을 통한 광 부분들(402a, 402b, 402c)의 확산을 향상시키기 위해, 일부 구현들에서, 면(460c)의 표면의 질감은 부가적으로 또는 대안적으로 도파관(460)의 다른 면들(예컨대, 면(460d))보다 더 큰 거칠기를 가질 수 있다. 따라서, 예컨대, 도파관(460)은 의사랜덤한 거친 표면(460c)을 갖는 거친 도파관으로서 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 일부 예들에서, 면(460c)의 표면은 광 검출기들(도시되지 않음)과 중첩되는 미리 정의된 위치들에 위치되는 산란 피쳐들(예컨대, 덴트들, 오목부들 등)을 가질 수 있다. 이러한 예들에서, 산란 피쳐들은, 대응하는 광 검출기들이 위치되는 특정 위치들에서 광 부분들(402a, 402b, 402c)의 확산 가능성을 증가시킬 수 있다.
일부 구현들에서, 면(460c)에서 또한 클래딩 층을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 면들(460a 및 460b) 사이의 도파관(460)의 길이가 증가함에 따라, 안내된 광(402)이 면(460b)에 더 가까운 면(460c)의 구역보다 면(460a)에 더 가까운 면(460c)의 구역으로부터 더 많이 빠져나갈 수 있다.
따라서, 도 5는 예시적인 실시예들에 따른, 복수의 변형부들(566, 567, 568)을 갖는 클래딩 층(564)을 포함하는 도파관(560)의 단면도를 예시한다. 도파관(560)은 도파관(360)과 유사할 수 있다. 따라서, 예컨대, 도파관(560)은 도파관(360) 대신에 또는 그에 부가하여 시스템(300)에서 사용될 수 있다. 그 목적을 위해, 발산 광(502), 광 부분들(502a, 502b, 502c), 및 면들(560a, 560b, 560c, 560d)은 각각 발산 광(302), 광 부분들(302a, 302b, 302c), 및 면들(360a, 360b, 360c, 360d)과 유사할 수 있다. 추가로, 도파관(560)은 코어(562) 및 클래딩 층(564)을 포함하며, 이들은 각각 코어(452) 및 클래딩 층(464)과 유사할 수 있다.
도시된 바와 같이, 도파관(460)과 달리, 클래딩 층(564)은 광 부분들(502a, 502b, 502c)이 도파관(560)으로부터 확산되는 면(560c)에 걸쳐 연장된다. 다양한 변형부들(566, 567, 568)에 대해 다양한 구성들이 가능하다. 일 예에서, 변형부들(566, 567, 568)은 클래딩 층(564)의 제거, 박형화, 및/또는 다른 방식으로 왜곡된 부분들에 대응할 수 있다. 그 목적을 위해, 변형부들(566, 567, 568)은 기계적 마찰(예컨대, 사포 등), 기계가공, 식각 등과 같은 다양한 기법들을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 예에서, 변형부들(566, 567, 568)은 코어(562)와 동일하거나 더 높은 굴절률을 갖는 물질들에 대응할 수 있다. 예컨대, 변형부들(566, 567, 568)은 코어 구역(562)과 동일한 중합체 또는 유사한(또는 더 높은) 굴절률을 갖는 다른 중합체를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 변형부들(566, 567, 568)은 클래딩 층(564)의 다른 영역들보다 더 작은 두께를 갖는 클래딩 층(564)의 구역들에 대응할 수 있다.
구현에 관계없이, 광 부분들(502a, 502b, 502c)은 변형부 구역들에서의 더 높은 굴절률로 인해 각각 변형부들(566, 567, 568)을 통해 도파관(560)을 빠져나갈 수 있다. 결국, 예컨대, 광 검출기들(도시되지 않음)은 확산 광 부분들(502a, 502b, 502c)을 검출하기 위해 변형부들(566, 567, 568)과 정렬될 수 있다. 예를 들면, 각각의 광 검출기는 변형부와 접촉하거나 그에 근접하여 배치될 수 있다. 추가로, 예컨대, 변형부들(566, 567, 568) 사이의 클래딩 층(564)의 존재는, 도파관(560) 내부의 안내된 광이 면(560b)을 향해 더 많이 계속 전파되게 할 수 있다.
대안적인 구현에서, 도시되진 않지만, 변형부들(566, 567, 568)은 대안적으로, 광 검출기와 정렬되지 않은 다른 구역들과 비교하여 더 작은 두께를 갖는 클래딩 층(564)의 구역들로서 구현될 수 있다. 또 다른 대안적인 구현에서, 도시되진 않지만, 코어(562)의 두께는 대안적으로 개개의 광 검출기들과 중첩되는 구역들에서 감소될 수 있다. 구현에 관계없이, 변형부들(566, 567, 568)의 위치들에서의 굴절률 왜곡들로 인해 이러한 위치들에서 불완전 내부 전반사(FTIR)가 발생할 수 있다.
도파관(560) 내의 변형부들 및 클래딩 층의 결과로서, 안내된 광(502)은, 안내된 광(402)이 확산되는 도파관(460)의 면(460c)의 표면적과 비교하여 상대적으로 더 큰, 면(560c)의 표면적에 걸쳐 확산될 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 변형부들(666, 667, 668)로 예시된, 복수의 가변적으로 이격된 변형부들을 갖는 클래딩 층(664)을 포함하는 도파관(660)을 예시한다. 도파관(660)은 도파관(560)과 유사할 수 있다. 따라서, 예컨대, 도파관(660)은 도파관(360) 대신에 또는 그에 부가하여 시스템(300)에서 사용될 수 있다. 그 목적을 위해, 발산 광(602), 광 부분들(602a, 602b, 602c), 면들(660a, 660b, 660c, 660d), 코어(662), 클래딩(664), 및 변형부들(666, 667, 668)은 각각 발산 광(502), 광 부분들(502a, 502b, 502c), 면들(560a, 560b, 560c, 560d), 코어(562), 및 클래딩(564)과 유사할 수 있다.
그러나, 도파관(560)의 변형부들(566, 567, 568)과 달리, 변형부들(666, 667, 668)은 클래딩 층(664)을 따라 가변적으로 이격될 수 있다. 그렇게 함으로써, 예를 들면, 도파관(660)은, 변형부들(666, 667, 668)로부터 전파되는 광 부분들(602a, 602b, 602c)의 균일성을 향상시킬 수 있고/거나, 안내된 광이 도파관(660)으로부터 계속 확산되는 면(660c)의 구역을 (예컨대, 면들(660a 및 660b) 사이에서 길이방향으로) 증가시킬 수 있다.
예시적인 시나리오에서, 변형부(668)로부터 전파되는 광 부분(602c)은 변형부(666)로부터 전파되는 광 부분(602a) 보다 더 낮은 양, 강도, 밝기 등을 가질 수 있다. 그러한 불일치는 다양한 요인들에 의해 야기될 수 있다. 예컨대, 변형부(666)로부터 전파되는 광(602a)의 양은, 변형부(666)가 면(660a)에 더 가까이 있는 것에 기인하여 더 클 수 있다. 안내된 광(602)이 면(660b)을 향해 전파됨에 따라, 예를 들면, 도파관(660) 내의 연속적인 변형부들을 통한 안내된 광(602)의 부분들의 확산으로 인해, 변형부(668)를 통한 확산을 위한 안내된 광은 더 적게 남아있을 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 변형부들(666, 667, 668 등)은 확산된 광 부분들(602a, 602b, 602c)의 더 균일한 강도를 제공하도록 가변적으로 이격될 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 변형부들(667 및 668) 사이의 거리는 변형부들(666 및 667) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 어레이(310) 내의 광 검출기들과 같은 광 검출기들(도시되지 않음)이 확산된 광 부분들(602a, 602b, 602c)을 가로챌 수 있다.
부가적으로, 일부 예들에서, 인접한 변형부들 사이의 거리는 인접한 변형부들로부터 면(660a)까지의 주어진 거리에 기반할 수 있다. 예컨대, 도파관(660) 내의 인접한 변형부들 사이의 거리는 변형부들이 면(660a)으로부터 얼마나 멀리 있는지에 따라 점진적으로 감소될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 도파관(660) 내의 인접한 변형부들 사이의 거리들은 예상되는 광(602)의 파장에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 광(602)이 LIDAR 레이저 방출기(예컨대, 방출기(240))에 의해 방출되는 광 펄스들을 포함하는 경우, 변형부들(666, 667, 668 등) 사이의 간격은, 개개의 광 검출기들을 향한 변형부들을 통한 확산을 위한 특정 파장들을 선택하는 격자 결합기로서 도파관(660)이 구성되도록 선택될 수 있다. 이를 용이하게 하기 위해, 일부 구현들에서, 선택된 파장(들)을 갖는 광의 보강 간섭을 향상시키도록 클래딩(664)의 두께가 또한 미리 정의될 수 있다. 부가적으로, 도시되진 않지만, 거울(거울(470)과 유사함)은, 클래딩(664)을 통해 빠져나가는 소실 광을 다시 도파관(660)으로 반사하기 위해 면(660d)에 인접하여 배열될 수 있으며, 그에 의해 보강 간섭이 더 개선된다.
도 2를 다시 참조하면, 일부 시나리오들에서, 목표 SNR을 계속 달성하면서, 현재 애퍼쳐 구성을 사용하여 획득된 정보와 동시에, 다수의 애퍼쳐들(또는 큰 애퍼쳐)로부터 부가적인 정보를 획득하는 것이 바람직할 수 있다. 예로서, 방출기(240)에 의해 방출된 광 펄스는 LIDAR 디바이스(200)에 대한 상이한 거리들로 여러 개의 객체들에서 산란될 수 있고, 그에 따라, 산란된 광의 부분은 렌즈(230)를 통해 현재 애퍼쳐 외부의 불투명 물질(220)의 구역 상에 포커싱될 수 있다. 따라서, 도 1a를 다시 참조하면, 예를 들어, 애퍼쳐(122)에 인접한 구역 상에 포커싱된 광을 검출하는 동시에 애퍼쳐(122) 상에 포커싱된 광을 검출하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 부가적인 애퍼쳐가 애퍼쳐(122)에 인접하여 위치되는 경우(또는 애퍼쳐(122)의 크기가 증가되는 경우), 부가적인 애퍼쳐로부터의 발산 광은 어레이(110)에 도달하기 전에 발산 광(102)과 중첩될 수 있으며, 그에 의해, 검출된 신호의 SNR이 감소된다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른, 애퍼쳐 및 다수의 도파관들을 포함하는 잡음 제한 시스템(700)의 예시이다. 시스템(700)은, 예컨대 시스템(300)과 유사할 수 있다. 그 목적을 위해, 렌즈(730)는, 각각, 렌즈(330), 광(302), 애퍼쳐(322), 및 불투명 물질(320)과 유사하게, 불투명 물질(720) 내에 정의된 애퍼쳐(722) 내로 광(702)을 포커싱할 수 있다. 따라서, 광(702)은 애퍼쳐(722)를 통해 투과될 수 있다. 추가로, 시스템(700)은, 각각이 어레이(310)와 유사한 광 검출기 어레이들(710, 712, 및 714)을 포함한다. 예컨대, 어레이(710)는, 어레이(710) 상에 입사하는 광 부분(702a)을 나타내는 결합된 출력을 제공하기 위해, 서로 병렬로 연결(예컨대, 병렬 회로 구성)되는 복수의 광 검출기들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 유사하게, 예컨대, 어레이(712)는 광 부분(702b)을 가로채는 다른 복수의 연결된 광 검출기들을 포함할 수 있고, 어레이(714)는 광(702c)을 가로채는 또 다른 복수의 연결된 광 검출기들을 포함할 수 있다.
그러나, 시스템(300)과 달리, 도시된 바와 같이, 시스템(700)은, 발산 광(702)의 개개의 부분들을 수신하기 위해, 불투명 물질(720) 뒤에 배열된 다수의 도파관들(760, 762, 764)을 포함한다. 따라서, 예컨대, 도파관(760)은 면(760a)에서 광(702)의 제1 부분을 수신하고, 수신된 부분을 도파관(760)의 대향하는 면(760b)을 향해 안내할 수 있다. 안내된 광의 일부는 (도파관(760)의 안내 방향을 따라 면들(760a 및 760b) 사이에서 연장되는) 면(760c)을 통해 광(702a)으로서 확산될 수 있으며, 어레이(710) 내의 광 검출기들이 이후 그 광(702a)을 가로채고 검출할 수 있다. 유사하게, 예컨대, 도파관(762)은 면(762a)에서 광(702)의 제2 부분을 수신하고, 제2 부분을 도파관(762)의 대향하는 면(762b)을 향해 안내할 수 있다. 따라서, 안내된 광의 일부는 면(762c)을 통해 광(702b)으로서 확산될 수 있으며, 어레이(712) 내의 광 검출기들이 그 광(702b)을 가로채고 검출할 수 있다. 유사하게, 예컨대, 도파관(764)은 면(764a)에서 광(702)의 제3 부분을 수신하고, 제3 부분을 도파관(764)의 대향하는 면(764b)을 향해 안내할 수 있다. 따라서, 안내된 광의 일부는 면(764c)을 통해 광(702c)으로서 확산될 수 있으며, 어레이(714) 내의 광 검출기들이 그 광(702c)을 가로채고 검출할 수 있다.
따라서, 이러한 배열을 이용하여, 시스템(700)은, 개개의 인접 애퍼쳐들로부터의 광 사이의 중첩을 방지하면서, 상대적으로 더 큰 검출 영역들에 걸쳐 동시에, 더 작은 인접한 애퍼쳐들(즉, 애퍼쳐(722)의 부분들에 대응함)을 통해 전파되는 광의 검출을 허용할 수 있다. 이를 용이하게 하기 위해, 도시된 바와 같이, 인접한 도파관들의 각각의 쌍은 수신 도파관들의 개개의 안내 방향들을 따라 서로로부터 멀어지게 연장될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 도파관(760)은 도파관(762)으로부터 멀어지게 연장되고, 도파관(764)은 도파관(762)으로부터 멀어지게 연장된다.
도파관들(760, 762, 764)의 입력단들(760a, 762a, 764a)이 유사한 크기를 갖는 것으로 도시되지만, 일부 예들에서, 입력단들(760a, 762a, 764a)은 서로에 대해 상이한 크기들을 가질 수 있다. 예로서, 도파관(762)의 입력단(762a)은 도파관(760)의 입력단(760a)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 개개의 도파관들(760 및 762) 상에 입사하는 광(702)의 개개의 부분들의 단면적들 사이의 차이로 인해, 어레이(712)에서 검출되는 광(702b)은, 광(702a)으로 표시되고 광 검출기(710) 상에 입사하는 각 시야(FOV)에 비해 더 큰, 스캐닝된 장면의 각 FOV를 나타낼 수 있다.
일부 예들에서, 도파관들 사이에서의 누화를 방지하기 위해, 각각의 도파관은, 인접한 도파관들이 충분히 분리되는 위치에서 개개의 광 검출기 어레이 상으로 광을 확산시키기 시작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도파관(760)은 클래딩(예컨대, 클래딩(464))을 포함할 수 있고, 클래딩은, 도파관(760)이 도파관들(760 및 762) 사이에서의 안내된 광의 누설을 감소시키거나 방지하기에 충분한 분리 거리를 제공하도록 도파관(762)으로부터 (예컨대, 만곡된 면(760c)의 곡률에 기반하여) 멀리 구부러질 때까지 어떠한 변형부들도 포함하지 않을 수 있다.
일부 예들에서, 시스템(700)은 또한, 인접한 도파관들 사이에서의 잠재적 누화를 추가적으로 방지하기 위해, 다양한 도파관들 사이에 위치된 흡수체 층(들)(예컨대, 카본 블랙, 블랙 크롬 등)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예컨대, 흡수체 층은, 인접한 도파관들 사이에서 전파되는 소실 광 또는 다른 광(예컨대, 도파관 클래딩 내부에서 전파되는 클래딩 모드들의 광들)을 흡수할 수 있다.
따라서, 시스템(700)은, 애퍼쳐(722)를 통해 투과된 발산 광(702)에 의해 표시된 장면의 다중 픽셀 이미징을 허용할 수 있는 한편, 광(및 광의 연관된 배경 잡음)의 작은 개개의 부분만이 각각의 도파관에 의해 안내되므로, 배경 잡음을 또한 감소시킨다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 어레이(710) 내의 광 검출기들로부터의 결합된 출력들은 애퍼쳐(722)의 제1 길이방향 부분을 통해 투과된 광을 표시하는 제1 픽셀에 대응할 수 있고, 어레이(712) 내의 광 검출기들로부터의 결합된 출력들은 애퍼쳐(722)의 제2 길이방향 부분을 통해 투과된 광을 표시하는 제2 픽셀에 대응할 수 있고, 어레이(714) 내의 광 검출기들로부터의 결합된 출력들은 애퍼쳐(722)의 제3 길이방향 부분을 통해 투과된 광을 표시하는 제3 픽셀에 대응할 수 있다. 그러므로, 예컨대, 디바이스(200)의 제어기(250)는 3개 픽셀들을 결합함으로써 장면의 1 차원(1D) 이미지를 (예컨대, 애퍼쳐(722)의 길이 방향으로의 수직으로) 계산할 수 있다.
그러나, 시스템(700)은 대안적으로, 더 많거나 더 적은 픽셀들을 갖는 1D 이미지를 생성하기 위해 더 많거나 더 적은 도파관들을 포함할 수 있다는 것이 유의된다. 추가로, 도파관들(760, 762, 764)이 애퍼쳐(722)에 대해 길이 방향(예컨대, 수직) 배열로 도시되지만, 일부 예들에서, 시스템(700)은 상이한 배열로 도파관들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 도파관들의 수신 면들(예컨대, 760a, 762a, 764a)은 대안적으로, 장면의 수평 1D 이미지를 획득하기 위해 수평으로(예컨대, 페이지에 수직인 방향을 따라) 배열될 수 있다. 다른 예에서, 도파관들의 수신 면들은 대안적으로 애퍼쳐(722)에 인접하여 수평으로뿐만 아니라 수직으로(예컨대, 2 차원 격자로서) 배열될 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 제어기(250)는 장면의 2 차원(2D) 이미지를 생성하기 위해 도파관들로부터의 출력들을 결합할 수 있다.
III. 예시적인 방법들 및 컴퓨터 판독가능 매체
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 방법(800)의 흐름도이다. 방법(800)은, 예컨대, 시스템들(100, 300, 700), 디바이스(200), 및/또는 도파관들(460, 560, 및 660) 중 임의의 것과 함께 사용될 수 있는 방법의 실시예를 제시한다. 방법(800)은, 블록들(802-810) 중 하나 이상에 의해 예시된 바와 같은 하나 이상의 동작, 기능, 또는 작용을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이러한 블록들은 일부 예시들에서 병렬로 그리고/또는 본원에서 설명된 것들과 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 더 적은 블록들로 결합될 수 있고, 부가적인 블록들로 분할될 수 있고/거나 원하는 구현에 기반하여 제거될 수 있다.
게다가, 방법(800) 및 본원에서 개시된 다른 프로세스들과 방법들에 대해, 흐름도는 본 실시예들의 하나의 가능한 구현의 기능성 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 각각의 블록은, 프로세스에서 특정 논리 기능들 또는 단계들을 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트, 제조 또는 동작 프로세스의 부분, 또는 프로그램 코드의 부분을 나타낼 수 있다. 프로그램 코드는, 예컨대, 디스크 또는 하드 드라이브를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의의 유형의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예컨대, 레지스터 메모리, 프로세서 캐시, 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같이 짧은 시간 기간들 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한, 예컨대, 판독 전용 메모리(ROM), 광학 또는 자기 디스크들, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM)와 같은, 보조 또는 영구적 장기 저장소와 같은 비-일시적인 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비-휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예컨대, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 유형의 저장 디바이스로 간주될 수 있다. 게다가, 방법(800) 및 본원에서 개시된 다른 프로세스들과 방법들에 대해, 도 8의 각각의 블록은 프로세스에서의 특정 논리 기능들을 수행하도록 배선되는 회로를 나타낼 수 있다.
블록(802)에서, 방법(800)은, 장면에 대해 배치된 렌즈(예컨대, 렌즈(130))에 의해, 장면으로부터의 광을 포커싱하는 단계를 수반한다. 일부 예들에서, 장면으로부터의 광은 장면 내의 객체(예컨대, 객체(104))에 의해 산란될 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스(예컨대, 제어기(250))는 렌즈의 특성(예컨대, 초점면, 초점 길이 등)을 작동시키거나 다른 방식으로 조정할 수 있다. 블록(804)에서, 방법(800)은, 불투명 물질(예컨대, 불투명 물질(120)) 내에 정의된 애퍼쳐(예컨대, 애퍼쳐(322))를 통해, 포커싱된 광을 투과시키는 단계를 수반한다. 블록(806)에서, 방법(800)은, 도파관의 제1 면(예컨대, 면(360a))에서, 애퍼쳐를 통해 투과되는 광의 적어도 일부를 수신하는 단계를 수반한다. 블록(808)에서, 방법(800)은, 도파관에 의해, 수신된 광을 도파관의 제2 면(예컨대, 면(360b))을 향해 안내하는 단계를 수반한다. 블록(810)에서, 방법(800)은, 제1 면과 제2 면 사이에서 연장되는 제3 면(예컨대, 면(360c) 등)으로부터 전파되는 광을 검출하는 단계를 수반한다.
위의 상세한 설명은 개시된 시스템들, 디바이스들, 및 방법들의 다양한 특징들 및 기능들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명하였다. 본원에서 다양한 양상들 및 실시예들이 개시되었지만, 다른 양상들 및 실시예들이 명백할 것이다. 본원에서 개시된 다양한 양상들 및 실시예들은 단지 예시의 목적들을 위한 것이고, 제한적인 것으로 의도되지 않으며, 실제 범위는 다음의 청구항들에 의해 나타내어진다.

Claims (20)

  1. 시스템으로서,
    장면에 대해 배치되고 상기 장면으로부터의 광을 포커싱하도록 구성되는 렌즈;
    불투명 물질 내에 정의되는 애퍼쳐;
    상기 렌즈에 의해 포커싱되고 상기 애퍼쳐를 통해 투과되는 광을 수신하는 제1 면을 갖는 도파관 ― 상기 도파관은 상기 수신된 광을 상기 제1 면에 대향하는 상기 도파관의 제2 면을 향해 안내하고, 상기 도파관은 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에서 연장되는 제3 면을 가짐 ―; 및
    상기 도파관의 상기 제3 면으로부터 전파되는 광을 가로채고 검출하는 광 검출기들의 어레이를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 검출기들의 어레이는 복수의 단일 광자 애벌란시 다이오드(SPAD; single photon avalanche diode)들을 포함하는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어레이 내의 상기 광 검출기들은 서로 병렬로 연결되는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 검출기들의 어레이는 상기 도파관의 상기 제3 면 상에 배치되는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도파관의 상기 제2 면을 따라 배치되는 거울을 더 포함하며, 상기 거울은 상기 제2 면으로부터 전파되는 광을 상기 도파관으로 반사시키는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 제3 면을 따른 복수의 변형부들을 갖고, 상기 어레이의 상기 광 검출기들은, 상기 복수의 변형부들을 통해 상기 제3 면으로부터 전파되는 광을 가로채도록 상기 복수의 변형부들과 정렬되는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 변형부들은, 인접한 변형부들 사이의 거리가 상기 인접한 변형부들로부터 상기 도파관의 상기 제1 면까지의 주어진 거리에 기반하도록 배열되는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3 면에 대향하는 상기 도파관의 제4 면을 따라 배치되는 거울을 더 포함하는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3 면의 질감은 상기 도파관의 제4 면의 질감보다 더 큰 거칠기를 갖고, 상기 제4 면은 상기 제3 면에 대향하는, 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도파관은 코어 굴절률을 갖는 코어를 포함하는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코어는 코어 두께를 갖고, 상기 코어 두께는, 상기 코어 두께에서의 변화로 인해 상기 안내된 광의 일부분이 상기 제3 면으로부터 전파되도록 상기 도파관의 안내 방향을 따라 변하는, 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 도파관의 상기 제3 면을 따라 적어도 부분적으로 배치되는 클래딩 층을 더 포함하며, 상기 클래딩 층은 상기 코어 굴절률보다 작은 클래딩 굴절률을 갖는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 클래딩 층은 클래딩 층 두께를 갖고, 상기 클래딩 층 두께는, 상기 클래딩 층 두께에서의 변화로 인해 상기 안내된 광의 일부분이 상기 제3 면으로부터 전파되도록 상기 도파관의 안내 방향을 따라 변하는, 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 애퍼쳐의 길이 방향에 평행한 방향으로의 상기 안내된 광의 발산을 감소시키는, 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 도파관은 상기 애퍼쳐를 통해 투과되는 광의 제1 부분을 수신하고 안내하는 제1 도파관이고,
    상기 시스템은, 상기 애퍼쳐를 통해 투과되는 광의 제2 부분을 수신하고 안내하는 제2 도파관을 더 포함하며, 상기 제1 도파관은, 상기 애퍼쳐를 통해 투과되는 광의 상기 안내된 제2 부분이 상기 애퍼쳐로부터 멀어지게 전파됨에 따라 상기 제1 도파관과 상기 제2 도파관 사이의 거리가 증가하도록, 상기 제2 도파관으로부터 멀어지게 연장되는 만곡된 면을 갖는, 시스템.
  16. 방법으로서,
    장면에 대해 배치된 렌즈를 통해, 상기 장면으로부터의 광을 포커싱하는 단계;
    상기 포커싱된 광을 불투명 물질 내에 정의된 애퍼쳐를 통해 투과시키는 단계;
    도파관의 제1 면에서, 상기 애퍼쳐를 통해 투과된 광을 수신하는 단계;
    상기 도파관에 의해, 상기 수신된 광을 상기 도파관의 제2 면을 향해 안내하는 단계; 및
    광 검출기들의 어레이에서, 상기 도파관의 제3 면으로부터 전파되는 광을 검출하는 단계를 포함하며, 상기 제3 면은 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에서 연장되는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 어레이 내의 상기 광 검출기들이 서로 병렬로 연결되는 것에 기반하여 상기 어레이 내의 상기 광 검출기들로부터의 출력들을 결합하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 광 검출 및 거리측량(LIDAR; light detection and ranging) 디바이스로서,
    장면을 조명하는 LIDAR 송신기; 및
    상기 장면 내의 하나 이상의 객체에 의해 산란되는 광을 수신하는 LIDAR 수신기를 포함하며,
    상기 LIDAR 수신기는,
    상기 산란된 광을 포커싱하는 렌즈,
    불투명 물질 내에 정의되는 애퍼쳐,
    상기 렌즈에 의해 포커싱되고 상기 애퍼쳐를 통해 투과되는 광을 수신하는 제1 면을 갖는 도파관 ― 상기 도파관은 상기 수신된 광을 상기 제1 면에 대향하는 상기 도파관의 제2 면을 향해 안내하고, 상기 도파관은 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에서 연장되는 제3 면을 가짐 ―, 및
    상기 도파관의 상기 제3 면으로부터 전파되는 광을 가로채고 검출하는 광 검출기들의 어레이를 포함하는, LIDAR 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 광 검출기들의 어레이는 복수의 단일 광자 애벌란시 다이오드(SPAD)들을 포함하는, LIDAR 디바이스.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 어레이 내의 상기 광 검출기들은 서로 병렬로 연결되는, LIDAR 디바이스.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10605984B2 (en) * 2016-12-01 2020-03-31 Waymo Llc Array of waveguide diffusers for light detection using an aperture
US10502618B2 (en) * 2016-12-03 2019-12-10 Waymo Llc Waveguide diffuser for light detection using an aperture
DE102017210684A1 (de) * 2017-06-26 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Detektoranordnung für ein Lidar-System
US10698088B2 (en) * 2017-08-01 2020-06-30 Waymo Llc LIDAR receiver using a waveguide and an aperture
CN109752090A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 英弘精机株式会社 日射强度计及测光装置
US11536805B2 (en) * 2018-06-25 2022-12-27 Silc Technologies, Inc. Optical switching for tuning direction of LIDAR output signals
WO2020047248A1 (en) * 2018-08-29 2020-03-05 Sense Photonics, Inc. Glare mitigation in lidar applications
KR102181867B1 (ko) * 2018-09-14 2020-11-24 한국전자기술연구원 무회전 스캐닝라이다 및 그것을 이용한 하이브리드 라이다
US11520044B2 (en) 2018-09-25 2022-12-06 Waymo Llc Waveguide diffusers for LIDARs
US11561284B2 (en) 2018-11-02 2023-01-24 Waymo Llc Parallax compensating spatial filters
US10908254B2 (en) * 2018-12-20 2021-02-02 GM Global Technology Operations LLC Traveling-wave imaging manifold for high resolution radar system
US11385406B2 (en) 2019-10-29 2022-07-12 Waymo Llc Optical signal routing devices and systems
US11156699B2 (en) * 2019-10-29 2021-10-26 Waymo Llc Multilayer optical devices and systems
TWI732395B (zh) * 2019-12-20 2021-07-01 財團法人工業技術研究院 反射光偵測模組
US11394860B2 (en) * 2020-04-03 2022-07-19 Qualcomm Incorporated Multiple optical path imaging techniques and shared emitter for active depth sensing techniques
US11754680B2 (en) * 2020-04-20 2023-09-12 Raytheon Company Optical system that detects and blocks backscatter
CN114594449A (zh) * 2020-12-04 2022-06-07 上海禾赛科技有限公司 探测装置、探测方法和激光雷达

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159412A (en) * 1991-03-15 1992-10-27 Therma-Wave, Inc. Optical measurement device with enhanced sensitivity
JPH0587635A (ja) * 1991-01-12 1993-04-06 Canon Inc 回折格子を有する光検出装置
JPH09508723A (ja) * 1994-08-18 1997-09-02 ノーザン・テレコム・リミテッド 無偏向光方向性カプラの波長可調フィルタ／受信器
JP2003525472A (ja) * 2000-03-02 2003-08-26 フィジィカル オプティクス コーポレーション 拡散体を有する光導体を用いたスキャナ
JP2011503526A (ja) * 2007-10-09 2011-01-27 ダンマークス テクニスク ユニバーシテット 半導体レーザと増幅器とに基づくコヒーレントライダーシステム
KR20150133559A (ko) * 2014-05-20 2015-11-30 경북대학교 산학협력단 레이저 조명 장치
CN106291580A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 上海珏芯光电科技有限公司 激光雷达成像系统

Family Cites Families (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3899145A (en) 1973-07-20 1975-08-12 Us Navy Laser transmitting and receiving lens optics
US4201442A (en) 1978-10-02 1980-05-06 Sperry Corporation Liquid crystal switching coupler matrix
JPS5942507A (ja) 1982-09-03 1984-03-09 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 焦点検出装置
US5056914A (en) * 1990-07-12 1991-10-15 Ball Corporation Charge integration range detector
US5243553A (en) * 1991-07-02 1993-09-07 Loral Vought Systems Corporation Gate array pulse capture device
JPH05224018A (ja) * 1991-07-30 1993-09-03 Nippondenso Co Ltd 導光装置
JPH05236206A (ja) * 1992-02-17 1993-09-10 Fujitsu Ltd 読取り装置
US5537432A (en) 1993-01-07 1996-07-16 Sdl, Inc. Wavelength-stabilized, high power semiconductor laser
US5391869A (en) 1993-03-29 1995-02-21 United Technologies Corporation Single-side growth reflection-based waveguide-integrated photodetector
US5847817A (en) 1997-01-14 1998-12-08 Mcdonnell Douglas Corporation Method for extending range and sensitivity of a fiber optic micro-doppler ladar system and apparatus therefor
US6584052B1 (en) 1998-06-02 2003-06-24 Science Applications International Corporation Method and apparatus for controlling the focus of a read/write head for an optical scanner
US6267492B1 (en) 1999-04-15 2001-07-31 3M Innovative Properties Company Illumination device with side emitting light guide
US20030058506A1 (en) 1999-12-22 2003-03-27 Green Alan Eward Optical free space signalling system
JP4184570B2 (ja) 2000-04-18 2008-11-19 セイコーインスツル株式会社 情報記録再生装置
US7042631B2 (en) 2001-01-04 2006-05-09 Coherent Technologies, Inc. Power scalable optical systems for generating, transporting, and delivering high power, high quality, laser beams
JP4284892B2 (ja) 2001-07-13 2009-06-24 オムロン株式会社 多分岐光導波路
US20030034491A1 (en) 2001-08-14 2003-02-20 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating semiconductor structures and devices for detecting an object
JP2003060213A (ja) * 2001-08-16 2003-02-28 Matsusada Precision Kk 大口径広角高速受光装置
US20030198146A1 (en) 2002-04-18 2003-10-23 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording head with multilayer electromagnetic radiation emission structure
JP2004207479A (ja) 2002-12-25 2004-07-22 Pioneer Electronic Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
US7038191B2 (en) * 2003-03-13 2006-05-02 The Boeing Company Remote sensing apparatus and method
CA2490603C (en) 2003-12-24 2012-12-11 National Research Council Of Canada Optical off-chip interconnects in multichannel planar waveguide devices
WO2007025363A1 (en) 2005-09-02 2007-03-08 Neptec Apparatus and method for tracking an object
EP1949154B1 (en) 2005-11-10 2016-08-10 Optical Air Data Systems, LP Single aperture multiple optical waveguide transceiver
US8767190B2 (en) 2006-07-13 2014-07-01 Velodyne Acoustics, Inc. High definition LiDAR system
US7969558B2 (en) 2006-07-13 2011-06-28 Velodyne Acoustics Inc. High definition lidar system
CN1967284A (zh) * 2006-09-14 2007-05-23 中国科学院安徽光学精密机械研究所 激光雷达透射式双焦距收发光学系统
US8206020B2 (en) 2006-12-26 2012-06-26 Panasonic Corporation Planar illuminating device and liquid crystal display device using the same
CN101299066B (zh) * 2007-04-30 2011-11-30 中国科学院安徽光学精密机械研究所 激光雷达透射式同轴发射与接收装置
JP5018254B2 (ja) 2007-06-06 2012-09-05 日立電線株式会社 ミラー付き光導波路及びその製造方法
US7894044B1 (en) 2008-03-11 2011-02-22 Oceanit Laboratories, Inc. Laser for coherent LIDAR
KR101479339B1 (ko) 2008-07-09 2015-01-05 삼성전자주식회사 광가이드를 이용한 조명 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기
JP5206297B2 (ja) * 2008-10-07 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 光学式測距装置及び方法
KR101018203B1 (ko) 2009-03-25 2011-02-28 삼성전기주식회사 거리 측정 장치
US8675181B2 (en) 2009-06-02 2014-03-18 Velodyne Acoustics, Inc. Color LiDAR scanner
JP5644294B2 (ja) * 2010-09-10 2014-12-24 株式会社豊田中央研究所 光検出器
US8692980B2 (en) 2010-11-01 2014-04-08 Advanced Scientific Concepts, Inc. Flash LADAR collision avoidance system
US8743464B1 (en) 2010-11-03 2014-06-03 Google Inc. Waveguide with embedded mirrors
US8730456B2 (en) 2010-11-09 2014-05-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Compact monostatic optical receiver and transmitter
JP2012202776A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Toyota Central R&D Labs Inc 距離測定装置
WO2013177650A1 (en) 2012-04-26 2013-12-05 Neptec Design Group Ltd. High speed 360 degree scanning lidar head
US20130321432A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 QUALCOMM MEMES Technologies, Inc. Light guide with embedded fresnel reflectors
US9366816B2 (en) 2012-11-12 2016-06-14 Demaray, Llc Adiabatic planar waveguide coupler transformer
WO2014099776A1 (en) 2012-12-18 2014-06-26 Pacific Biosciences Of California, Inc. Illumination of optical analytical devices
US10132928B2 (en) 2013-05-09 2018-11-20 Quanergy Systems, Inc. Solid state optical phased array lidar and method of using same
US10126412B2 (en) 2013-08-19 2018-11-13 Quanergy Systems, Inc. Optical phased array lidar system and method of using same
DE202014100836U1 (de) * 2014-02-25 2015-05-28 Sick Ag Optoelektronischer Sensor zur Objekterfassung in einem Überwachungsbereich
DE102014102420A1 (de) * 2014-02-25 2015-08-27 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Objekterfassung in einem Überwachungsbereich
CA2898979C (en) * 2014-07-31 2022-05-31 Mcmaster University Torque ripple and radial force reduction in double-rotor switched reluctance machines
EP3195010A4 (en) 2014-08-15 2018-04-11 Aeye, Inc. Methods and systems for ladar transmission
CN107111056B (zh) 2014-11-11 2019-10-11 菲尼萨公司 两级绝热耦合的光子系统
US10073177B2 (en) 2014-11-14 2018-09-11 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for phased array imaging
WO2016116733A1 (en) 2015-01-20 2016-07-28 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide lidar
US11609069B2 (en) 2015-01-20 2023-03-21 Torrey Pines Logic, Inc. Single aperture laser range finder
CN104777486A (zh) * 2015-02-04 2015-07-15 杨军 手持式激光近距离测距仪
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
US10000000B2 (en) * 2015-03-10 2018-06-19 Raytheon Company Coherent LADAR using intra-pixel quadrature detection
US9625582B2 (en) 2015-03-25 2017-04-18 Google Inc. Vehicle with multiple light detection and ranging devices (LIDARs)
US9529079B1 (en) 2015-03-26 2016-12-27 Google Inc. Multiplexed multichannel photodetector
DE102015004272B4 (de) 2015-04-07 2019-05-29 Metek Meteorologische Messtechnik Gmbh Störlicht-tolerantes Lidar-Messsystem und Störlicht-tolerantes Lidar-Messverfahren
EP3130950A1 (de) 2015-08-10 2017-02-15 Multiphoton Optics Gmbh Strahlumlenkelement sowie optisches bauelement mit strahlumlenkelement
US9992477B2 (en) * 2015-09-24 2018-06-05 Ouster, Inc. Optical system for collecting distance information within a field
US9948866B2 (en) 2016-02-01 2018-04-17 The Boeing Company Systems and methods for protecting against high-radiant-flux light based on time-of-flight
CN109154661A (zh) 2016-03-19 2019-01-04 威力登激光雷达有限公司 用于基于lidar的3-d成像的集成照射和检测
US20180341009A1 (en) * 2016-06-23 2018-11-29 Apple Inc. Multi-range time of flight sensing
AU2017316667B2 (en) 2016-08-22 2022-01-27 Magic Leap, Inc. Multi-layer diffractive eyepiece
KR20180028791A (ko) 2016-09-09 2018-03-19 삼성전자주식회사 위상 변조 능동 소자, 이의 구동 방법 및 위상 변조 능동 소자를 포함하는 광학 장치
DE102016118471A1 (de) 2016-09-29 2018-03-29 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Erfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Anbauteil sowie Kraftfahrzeug
US10168494B2 (en) 2016-11-30 2019-01-01 International Business Machines Corporation Off-axis micro-mirror arrays for optical coupling in polymer waveguides
US10502618B2 (en) * 2016-12-03 2019-12-10 Waymo Llc Waveguide diffuser for light detection using an aperture
US10109183B1 (en) 2016-12-30 2018-10-23 Panosense Inc. Interface for transferring data between a non-rotating body and a rotating body
CA3057460A1 (en) 2017-03-20 2018-09-27 Velodyne Lidar, Inc. Lidar based 3-d imaging with structured light and integrated illumination and detection
US20180284246A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Luminar Technologies, Inc. Using Acoustic Signals to Modify Operation of a Lidar System
US10386465B2 (en) 2017-03-31 2019-08-20 Velodyne Lidar, Inc. Integrated LIDAR illumination power control
JP2020519881A (ja) 2017-05-08 2020-07-02 ベロダイン ライダー， インク． Ｌｉｄａｒデータ収集及び制御
CN108873326A (zh) 2017-05-16 2018-11-23 中强光电股份有限公司 头戴式显示装置
DE102017211910A1 (de) 2017-07-12 2019-01-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Diffraktiver Biosensor
US10211593B1 (en) 2017-10-18 2019-02-19 Luminar Technologies, Inc. Optical amplifier with multi-wavelength pumping

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587635A (ja) * 1991-01-12 1993-04-06 Canon Inc 回折格子を有する光検出装置
US5159412A (en) * 1991-03-15 1992-10-27 Therma-Wave, Inc. Optical measurement device with enhanced sensitivity
JPH09508723A (ja) * 1994-08-18 1997-09-02 ノーザン・テレコム・リミテッド 無偏向光方向性カプラの波長可調フィルタ／受信器
JP2003525472A (ja) * 2000-03-02 2003-08-26 フィジィカル オプティクス コーポレーション 拡散体を有する光導体を用いたスキャナ
JP2011503526A (ja) * 2007-10-09 2011-01-27 ダンマークス テクニスク ユニバーシテット 半導体レーザと増幅器とに基づくコヒーレントライダーシステム
KR20150133559A (ko) * 2014-05-20 2015-11-30 경북대학교 산학협력단 레이저 조명 장치
CN106291580A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 上海珏芯光电科技有限公司 激光雷达成像系统

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