KR20210080478A - 섬유 팁 리이미징을 갖는 라이다 시스템 - Google Patents

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Abstract

장면(510)을 스캔하도록 광섬유(504)의 팁으로부터 방출된 레이저 빔을 조종하고, 섬유 팁(504)으로 복귀되는 장면에서 임의의 물체들에 입사되는 광을 수집하기 위한 제1 및 제2 광학 스캐닝 미러(506, 508)를 포함하는 라이다(LIDAR; light detection and ranging) 시스템(500)이 제공된다. 라이다 시스템(500)은 광섬유와 스캐닝 미러(506) 사이에 위치된 리이미징 렌즈(512) 및 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치된 광학기(514)를 더 포함한다. 리이미징 렌즈(512)는 광섬유(504)로부터 방출된 레이저 빔을 제1 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에서 초점을 맞추고, 이로써 레이저 빔이 발산 레이저 빔으로서 반사되는 회전 중심에서 또는 가까이에서 섬유 팁을 리이미징한다. 그리고 광학기는, 장면(510)쪽으로 발사되는 제1 스캐닝 미러(506)로부터의 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된다. 제1 및 제2 스캐닝 미러들(506, 508)은 스캐닝 패턴에 따라 장면(510)에 걸쳐 레이저 빔을 조종하기 위해 직교 축들을 따라 회전한다. 일부 예들에서, 제1 스캐닝 미러(506)는, 스캐닝 패턴에 따라 장면(510)을 스캔하기 위해 제2 스캐닝 미러(508)보다 더 빠른 각속도로 회전 가능하다. 일부 예들에서, 광학기는, 대안적으로 제2 스캐닝 미러(508)와 장면(510) 사이에 위치될 수 있는 시준기(514)이다. 다른 예들에서, 시준기(514)는, 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈로 교체될 수 있다.

Description

섬유 팁 리이미징을 갖는 라이다 시스템
[0001] 본 출원은, 35 U.S.C. §119(e) 하에서 2018년 10월 24일에 출원된 미국 특허 출원 제16/169,633호의 이점을 주장하며, 이로써 상기 출원의 전체 내용들은 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0002] 본 개시내용은 일반적으로 라이다(LIDAR; light detection and ranging)에 관한 것이며, 특히 2개의 차원들에 걸쳐 범위 및 속도의 동시 측정을 제공하는 다중-파장 라이다에 관한 것이다.
[0003] 고속 스캐닝 미러들은, 오늘날 대부분의 라이다 시스템들에서 장면을 조명하는 데 사용되는 주요 컴포넌트들이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 하나의 미러는 전형적으로 X 방향(수평선)을 따라 빠르게 스캔하는 반면에, 다른 미러는 Y 방향(고도)을 따라 느리게 스캔한다. 타겟 반사 시에, 광을 방출한 동일한 채널은 광, 전형적으로 단일 모드 섬유를 검출한다. 수집된 광은, 범위 정보를 추출하는 데 사용되는 변경된 주파수 시그니처(altered frequency signature)를 갖는다. 검류계(galvanometer; galvo) 모터로부터의 각도 피드백과 결합된 범위 정보를 프로세싱하는 것은 3D 포인트 클라우드(point cloud)를 형성할 수 있다.
[0004] 프레임 레이트를 증가시키기 위해, 프레임 당 동일한 수의 포인트들을 유지하면서, X 검류계 속도가 증가된다. 장거리들에서 100Hz보다 더 빠르게 (> 3000도/초) 검류계들을 스캔하는 것은 타겟 신호가 심각하게 저하시킨다. 이는, 레이저 신호(주파수 스위프)가 먼 타겟으로 전파되어 스캐닝 시스템으로 복귀하는 시간 동안, 미러가 자신의 높은 회전 속도로 인해 움직이기 때문이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 고속 스캐닝 미러의 이러한 약간의 각도 편차는 섬유 팁에서 타겟 신호의 오정렬(misalignment)을 발생시킨다. 작은 섬유 팁 코어 직경, 예컨대, 전형적인 단일 모드 섬유에 대해 직경이 ~ 10 ㎛인 시스템들에 대해, 이러한 오프셋은 검출된 신호 강도를 상당히 저하시킬 수 있다. 도 2는 전통적인 라이다 시스템에서 섬유 커플링 효율성 대 스캐닝 미러의 회전 속도의 플롯을 도시한다.
[0005] 본 개시내용의 예시적인 구현들은 코히어런트 검출(coherent detection)을 갖는 라이다 시스템을 위한 개선된 스캐너에 관한 것이다. 본 개시내용의 예시적인 구현들은, 전형적인 라이다 시스템들의 단점들 및 이전 FM 라이다 시스템들의 한계들을 극복하기 위해 FM(frequency modulation) 및 코히어런트 검출을 사용하는 유형의 라이다에 기반한다. 역사적으로, FM 라이다 시스템들은 빔의 복귀 경로에서 상당한 손실들을 겪고, 따라서 종종 매우 부피가 큰 이러한 시스템들은 TOF(time-of-flight) 라이다 시스템들에 필적하는 거리들을 측정하기 위해 더 높은 빔 출력 전력을 요구한다. 또한, 범위는 안구-안전 출력 전력들(eye-safe output powers)을 위한 동작 거리에 의해 제한된다.
[0006] 본 개시내용의 예시적인 구현들은, 코히어런트 검출을 사용하고 다른 라이다 시스템으로부터의 크로스토크에 대한 면역성의 추가 이점을 가져서, 범위 및 속도를 동시에 측정하도록 구성된다. 예시적인 구현들은 빔의 복귀 경로에서 광학 손실들을 최소화하고, 이로써 시스템의 측정 범위를 증가시킨다. 부가적으로, 비변성(nondegenerate) 레이저 소스들을 사용하여, 예시적인 구현들은, 통합 실리콘 포토닉스(integrated silicon photonics)에서 흔히 사용되는 성숙한 WDM(wavelength division multiplexing) 기법들, 자신의 소형화(compactness)로 인한 원하는 플랫폼, 및 다양한 환경 조건들에서 상대적 안정성을 강화(leverage)할 수 있다.
[0007] 위에서 설명된 바와 같이, 타겟 신호의 복귀 시에 섬유 팁에서의 탈중심(decenter)은 위에서 설명된 섬유 커플링 저하의 주요 원인이다. 본 개시내용의 예시적인 구현들은, 섬유 팁을 고속 스캐닝 미러 상에 리이미징(re-imaging)함으로써 이러한 탈중심 에러를 제거한다. 예시적인 구현들에 따라, 섬유 팁은 인위적으로 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에 배치되고, 이 포인트를 중심으로 한 모든 회전은 탈중심이 아니라 틸트(tilt)로서 관찰된다.
[0008] 예시적인 구현들의 또 다른 이점은, 섬유 팁이 리이미징되는 미러가 극히 작게 제조될 수 있고 2차원(2D) MEMS(microelectromechanical system) 미러들이 사용될 수 있다는 것이다. 이는 제2 Y 미러에 대한 필요성을 제거하고, 시스템의 전체 크기를 감소시킨다. 이 구성은 여전히 시준 렌즈가 뒤따를 것이다.
[0009] 따라서, 본 개시내용은, 비제한적으로, 다음의 예시적인 구현들을 포함한다.
[0010] 일부 예시적인 구현들은 라이다(LIDAR; light detection and ranging) 시스템을 제공하고, LIDAR 시스템은: 레이저 빔을 생성하고 복귀 레이저 빔(return laser beam)을 검출하도록 구성된 능동 광학 회로; 광학 스캐닝 시스템; 및 복귀 레이저 빔으로부터 타겟의 범위를 결정하도록 구성된 신호 프로세서를 포함하고, 광학 스캐닝 시스템은 적어도: 레이저 빔이 방출되는 섬유 팁으로 레이저 빔을 안내하도록 구성된 광섬유; 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 조종하고, 장면의 임의의 물체들에 입사된 광을 섬유 팁으로 복귀되는 복귀 레이저 빔으로 수집하기 위해 적어도 하나의 축을 따라 회전 가능한 스캐닝 미러 ― 광섬유는 섬유 팁으로부터의 복귀 레이저 빔을 능동 광학 회로로 안내하도록 구성됨 ― ; 광섬유와 스캐닝 미러 사이에 위치되며, 광섬유로부터 방출된 레이저 빔을 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에서 스캐닝 미러에 초점을 맞추고, 이로써 회전 중심에서 또는 가까이에서 섬유 팁을 리이미징하도록 구성된 리이미징 렌즈 ― 스캐닝 미러는 레이저 빔을 발산 레이저 빔으로서 반사하도록 구성됨 ― ; 및 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치되며, 장면쪽으로 발사되는 시준된 또는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된 광학기(optic)를 포함한다.
[0011] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 LIDAR 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템의 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기(collimator)이다.
[0012] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 LIDAR 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템의 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈이다.
[0013] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 LIDAR 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템의 스캐닝 미러는, 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 다수의 직교 축들을 따라 회전 가능하다.
[0014] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 LIDAR 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템의 스캐닝 미러는 제1 스캐닝 미러이고, 광학 스캐닝 시스템은 제2 스캐닝 미러를 더 포함하고, 제1 스캐닝 미러 및 제2 스캐닝 미러는 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 직교 축들을 따라 회전 가능하고, 제1 스캐닝 미러는 장면을 스캔하기 위해 제2 스캐닝 미러보다 더 빠른 각속도로 회전 가능하다.
[0015] 일부 예시적인 구현들은 광학 스캐닝 시스템을 제공하고, 광학 스캐닝 시스템은: 레이저 빔이 방출되는 섬유 팁으로 레이저 빔을 안내하도록 구성된 광섬유; 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 조종하고, 장면의 임의의 물체들에 입사된 광을 섬유 팁으로 복귀되는 복귀 레이저 빔으로 수집하기 위해 적어도 하나의 축을 따라 회전 가능한 스캐닝 미러 ― 광섬유는 섬유 팁으로부터 복귀 레이저 빔을 안내하도록 구성됨 ― ; 광섬유와 스캐닝 미러 사이에 위치되며, 광섬유로부터 방출된 레이저 빔을 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에서 스캐닝 미러에 초점을 맞추고, 이로써 회전 중심에서 또는 가까이에서 섬유 팁을 리이미징하도록 구성된 리이미징 렌즈 ― 스캐닝 미러는 레이저 빔을 발산 레이저 빔으로서 반사하도록 구성됨 ― ; 및 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치되며, 장면쪽으로 발사되는 시준된 또는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된 광학기를 포함한다.
[0016] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기이다.
[0017] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈이다.
[0018] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 스캐닝 미러는, 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 다수의 직교 축들을 따라 회전 가능하다.
[0019] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기이다.
[0020] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈이다.
[0021] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 스캐닝 미러는 제1 스캐닝 미러이고, 광학 스캐닝 시스템은 제2 스캐닝 미러를 더 포함하고, 제1 스캐닝 미러 및 제2 스캐닝 미러는 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 직교 축들을 따라 회전 가능하고, 제1 스캐닝 미러는 장면을 스캔하기 위해 제2 스캐닝 미러보다 더 빠른 각속도로 회전 가능하다.
[0022] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 제1 스캐닝 미러는 방위각 축(azimuth axis)을 따라 회전 가능하고, 제2 스캐닝 미러는 장면을 스캔하기 위해 고도 축(elevation axis)을 따라 회전 가능하다.
[0023] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는 제1 스캐닝 미러와 제2 스캐닝 미러 사이에 위치된다.
[0024] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 제2 스캐닝 미러에 의해 반사되고 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 제1 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기이다.
[0025] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 제2 스캐닝 미러에 의해 반사되고 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 제1 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈이다.
[0026] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 제2 스캐닝 미러는 제1 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치되고, 그리고 광학기는 제2 스캐닝 미러와 장면 사이에, 그리고 이로써 제1 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치된다.
[0027] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 제2 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기이다.
[0028] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 광학기는, 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 제2 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈이다.
[0029] 임의의 선행하는 예시적인 구현, 또는 선행하는 예시적인 구현들의 임의의 조합의 광학 스캐닝 시스템의 일부 예시적인 구현들에서, 레이저 빔은 다수의 레이저 빔들이고, 광섬유는, 다수의 레이저 빔들이 방출되는 섬유 팁들로 다수의 레이저 빔들을 안내하도록 구성된 광섬유들의 어레이이다.
[0030] 본 개시내용의 이들 그리고 다른 특징들, 양상들, 및 장점들은, 아래에서 간략히 설명되는 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명의 읽기로부터 자명할 것이다. 본 개시내용은, 본 개시내용에서 제시된 2개, 3개, 4개 이상의 특징들 또는 엘리먼트들의 임의의 결합을, 그러한 특징들 또는 엘리먼트들이 본원에서 설명된 특정 예시적인 구현에서 명시적으로 결합되든 또는 달리 언급되든 관계없이 포함한다. 본 개시내용은, 본 개시내용의 맥락이 명확하게 달리 말하지 않는 한, 본 개시내용의 양상들 및 예시적인 구현들 중 임의의 것에서 본 개시내용의 임의의 분리가능한 특징들 또는 엘리먼트들이 결합가능한 것으로 간주되어야 하도록, 전체론적으로 읽히는 것으로 의도된다.
[0031] 그러므로, 본 간략한 요약은, 본 개시내용의 일부 양상들의 기본적인 이해를 제공하기 위하여 단지 일부 예시적인 구현들을 요약하는 목적들을 위해서 제공된다는 것이 인식될 것이다. 그에 따라서, 위에서 설명된 예시적인 구현들이 단지 예들이며, 조금도 본 개시내용의 범위 또는 사상을 좁히는 것으로 해석되지 않아야 한다는 것이 인식될 것이다. 다른 예시적인 구현들, 양상들 및 장점들은 첨부된 도면들과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이며, 도면들은 예로서, 일부 설명된 예시적인 구현들의 원리들을 예시한다.
[0032] 따라서 본 개시내용의 예시적인 구현들을 일반적인 용어들로 설명하면, 이제, 첨부된 도면들이 참조될 것이며 도면들이 반드시 실척대로 도시되지 않고, 도면들에서:
[0033] 도 1a 및 1b는, 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 조종하기 위한 전형적인 라이다(LIDAR; light detection and ranging) 시스템의 광학 스캐닝 시스템을 도시하고, 섬유 팁에서 복귀 레이저 빔의 탈중심을 예시한다.
[0034] 도 2는 전형적인 라이다 시스템에서 섬유 커플링 효율성 대 회전 스캐닝 미러 속도의 플롯이다.
[0035] 도 3은 본 개시내용의 예시적인 구현들에 따른 라이다 시스템을 예시한다.
[0036] 도 4는 일부 예시적인 구현들에 따른, 도 3의 라이다 시스템에서 섬유 커플링 효율성 대 회전 스캐닝 미러 속도의 플롯이다.
[0037] 도 5, 6, 7, 8, 9 및 10은 다양한 예시적인 구현들에 따른, 도 3의 라이다 시스템의 광학 스캐닝 시스템의 양상들을 예시한다.
[0038] 도 11은 일부 예시적인 구현들에 따른, 다수의 빔들로 구성된 도 3의 라이다 시스템을 예시한다.
[0039] 이제, 본 개시내용의 일부 구현들이 첨부된 도면들을 참조하여 이하에 더욱 완전히 설명될 것이며, 도면들에서는, 본 개시내용의 모든 구현들이 아닌 일부 구현들이 도시된다. 사실, 본 개시내용의 다양한 구현들은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 본원에서 제시된 구현들로 제한되는 것으로서 해석되지 않아야 하며; 그보다는, 이들 예시적인 구현들은, 본 개시내용이 철저하고 완벽하며, 본 개시내용의 범위를 당업자들에게 완전히 전달하도록 제공된다. 예컨대, 정량적인 측정치(measure)들, 값들, 관계들 등(예컨대, 평면형, 동일 평면상의, 수직)이 본원에서 지칭될 수 있다. 달리 진술되지 않는 한, 이들 중 전부는 아니더라도 임의의 하나 또는 그 초과는, 발생할 수 있는 용인가능한 변동들, 이를테면 엔지니어링 공차들 등에 기인하는 것들을 감안하는 절대치(absolute) 또는 근사치(approximate)일 수 있다. 유사한 참조 번호들은 전반에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 지칭한다.
[0040] 본 개시내용의 예시적인 구현들은 개선된 라이다 시스템에 관한 것이다. 라이다 시스템은 운송, 제조, 계측, 의료 및 보안 시스템들(이에 제한되지 않음)과 같은 임의의 감지 환경에서 구현될 수 있다. 예컨대, 자동차 산업에서, 이러한 디바이스는 자동 운전자 지원 시스템들 또는 자율 주행 차량들에 대한 공간 인식을 보조할 수 있다. 부가적으로, 이는, 별개의 IMU(inertial movement unit)에 대한 필요성 없이, 움직이는 차량의 속도 교정에 도움을 줄 수 있다. 다른 예들에서, 라이다 시스템은 결함들의 분석, 진단들, 이미지 프로세싱 또는 다른 애플리케이션에 사용될 수 있는 데이터를 제공할 수 있다.
[0041] 도 3은 본 개시내용의 예시적인 구현들에 따른 라이다 시스템(300)을 예시한다. 라이다 시스템은 각각의 다수의 컴포넌트들 중 하나 이상을 포함한다. 다수의 예시적인 컴포넌트들이 본원에 예시되고 설명된다. 다양한 구현들에서, 라이다 시스템이 컴포넌트들 중 하나 이상을 생략하거나, 본원에 예시되고 설명된 것들보다 부가적인 또는 대안적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도시된 바와 같이, 라이다 시스템은, 광학 신호들 등을 생성, 증폭 및 검출하도록 구성된 능동 광학 회로(302)를 포함한다. 일부 예들에서, 능동 광학 회로는 상이한 파장들의 레이저들, 광학 증폭기 및 광 검출기들(photodetectors)을 포함한다.
[0042] 라이다 시스템(300)은, 능동 광학 회로(302)의 적절한 입력/출력 포트들로 광학 신호들을 라우팅하고 조작하기 위한 하나 이상의 도파관들을 갖는 수동 광학 회로(304)를 포함한다. 수동 광학 회로는 탭들, WDM(wavelength division multiplexer)들, 분할기들/결합기들, PBS(polarizing beam splitter)들, 마하-젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)들, 변조기들, 광학 감쇠기들, 순환기들, 시준기들 등과 같은 하나 이상의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0043] 광학 스캐닝 시스템(306)은, 스캐닝 패턴에 따라 장면을 스캔하도록 광학 신호를 조종하기 위해 개개의 직교 축들을 따라 검류계들(galvos)에 의해 회전 가능한 하나 이상의 스캐닝 미러들을 포함한다. 광학 스캐닝 시스템은 또한, 장면의 임의의 물체들에 입사된 광을 수동 광학 회로(304)에 복귀되는 복귀 레이저 빔으로 수집한다. 미러들 및 검류계들 외에도, 광학 스캐닝 시스템은 파장판들, 렌즈들, 스펙트럼 필터들, AR(anti-reflective) 코팅된 윈도우들 등과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0044] 능동 광학 회로(302), 수동 광학 회로(304) 및 광학 스캐닝 시스템(306)을 제어하고 지원하기 위해, 라이다 시스템(300)은 시스템을 위한 중앙 프로세싱 유닛으로서 기능하도록 구성된 라이다 DSP(digital signal processor)(308)를 포함한다. 라이다 DSP는, 광학 신호를 제공하기 위해 레이저들을 변조하도록 구성된 레이저 드라이버(310)에 대한 디지털 제어 신호들을 출력하도록 구성된다. DAC(digital-to-analog converter)(312)는 신호들을 레이저 드라이버에 제공할 수 있다.
[0045] 라이다 DSP(308)는 광학 스캐닝 시스템(306)을 위한 디지털 제어 신호들을 출력하도록 구성된다. 모션 제어 소프트웨어 서브시스템(314)은 광학 스캐닝 시스템의 검류계들을 제어할 수 있다. DAC(316)는 라이다 DSP로부터의 좌표 라우팅 정보를 검류계들에 의해 해석 가능한 신호들로 변환할 수 있다. ADC(analog-to-digital converter)(318)는 차례로 검류계들의 포지션에 관한 정보를 라이다 DSP에 의해 해석 가능한 신호로 변환할 수 있다.
[0046] 라이다 DSP(308)는 인입 디지털 신호들을 분석하도록 추가로 구성된다. 일부 예들에서, 타겟 수신기들(320)은 타겟의 범위에 관한 정보를 전달하는 광학 신호를 측정한다. 다른 예들에서, 타겟 수신기들은, 타겟의 범위 및 속도에 대한 정보를 비트 주파수, 변조된 광학 신호의 형태로 전달하는 광학 신호를 측정한다. 일부 예들에서, 라이다 DSP는 다수의 신호들 또는 주기적 신호로부터 타겟 또는 타겟을 포함하는 장면의 범위의 다수의 측정들, 또는 범위 및 속도를 결정하거나 그렇지 않으면 생성하고, 그리고 측정들로부터 장면의 다차원(예컨대, 3D, 4D) 표현 ― 이를테면, 다차원 포인트 클라우드 ― 을 생성하도록 구성된다. ADC(322)는 타겟 수신기들로부터의 신호들을 라이다 DSP에 의해 해석 가능한 신호들로 변환한다.
[0047] 일부 애플리케이션에서, 라이다 시스템(300)은 장면의 이미지들을 캡처하도록 구성된 카메라(324) 및 시스템의 지리적 위치를 제공하도록 구성된 위성 기반 내비게이션 수신기(326)를 부가적으로 포함할 수 있다. 컴퓨터 비전 프로세서(328)는 이미지들 및 지리적 위치를 수신하고, 이미지들 및 위치 또는 이에 관련된 정보를 라이다 DSP(308)에 전송하도록 구성된다.
[0048] 일부 예들에 따른 동작에서, 라이다 시스템(300)은 2개의 차원들에 걸쳐 범위 및 속도를 동시에 측정하기 위한 비변성 레이저 소스들을 사용하도록 구성된다. 이 능력은 주변 환경(장면)의 실시간 장거리 4D 측정들(범위, 속도, 방위각 및 고도)을 허용한다. 시스템은 다수의 변조된 레이저 빔들을 동일한 타겟으로 가리킨다.
[0049] 일부 예들에서, 스캐닝 프로세스는 레이저 드라이버(310) 및 라이다 DSP(308)로 시작된다. 라이다 DSP는 레이저들을 독립적으로 변조하도록 레이저 드라이버에 명령하고, 이러한 변조된 신호들은 수동 광학 회로(304)를 통해 시준기로 전파된다. 시준기는, 모션 제어 소프트웨어 서브시스템(314)에 의해 정의된 미리 프로그래밍된 패턴에 걸쳐 환경을 스캔하는 광학 스캐닝 시스템(306)으로 광을 지향시킨다.
[0050] 수집된 광학 신호들은 광학 회로들(304, 302)을 통해 타겟 수신기들(320)에 전달된다. 일부 예들에서, 라이다 시스템(300)은 빔당 2개의 타겟 수신기들을 포함한다. 타겟 수신기들은 환경에 관한 범위 및 속도 정보로 인코딩된 광학 신호들을 측정한다. 타겟에서 복귀된 각각의 빔 신호는 시간-시프트된 파형을 생성한다. 2개의 파형들 사이의 시간적 위상 차이는 능동 광학 회로(302)의 광 검출기들에서 측정된 비트 주파수(beat frequency)를 생성한다.
[0051] 타겟 수신기들(320)로부터의 아날로그 신호들은 ADC(322)를 사용하여 디지털 신호들로 변환된다. 그런 다음, 디지털 신호들은 라이다 DSP(308)에 전송된다. 라이다 DSP(308)는 또한 모션 제어 소프트웨어 서브시스템(314) 및 검류계로부터 포지션 데이터뿐만 아니라 컴퓨터 비전 프로세서(328)로부터의 이미지 데이터를 수신한다.
[0052] 컴퓨터 비전 프로세서(328)는 카메라(324)로부터 2차원(2D) 이미지들을 수집하고 데이터를 라이다 DSP(308)에 전송한다. 그런 다음, 시스템 소프트웨어는, 주변 영역에 있는 물체들의 속도와 거리를 결정하기 위해, 다차원 표현(예컨대, 4D 포인트 클라우드)과 이미지 데이터를 오버레이한다. 시스템은 또한, 정확한 글로벌 위치를 제공하기 위해 위성 기반 내비게이션 위치 데이터를 프로세싱한다.
[0053] 배경기술 및 간략한 요약 섹션에서 설명된 바와 같이, 전통적인 라이다 시스템은, 스캐닝 미러들이 증가된 회전 속도로 회전될 때, 저하된 타겟 신호들로부터 어려움을 겪는다. 레이저 신호(주파수 스위프)가 타겟에 도달하고 스캐닝 시스템으로 복귀하는 데 걸리는 시간 동안, 미러는 자신의 회전 속도로 인해 움직였고, 그리고 고속 스캐닝 미러의 이러한 약간의 각도 편차는 섬유 팁에서 타겟 신호의 오정렬을 발생시킨다. 본 개시내용의 예시적인 구현들은 고속 스캐닝 미러와 같은 스캐닝 미러들 중 하나에 섬유 팁을 리이미징함으로써 이러한 탈중심 에러를 제거한다. 예시적인 구현들에 따라, 섬유 팁은 인위적으로 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에 배치되고, 이 포인트를 중심으로 한 모든 회전은 탈중심이 아니라 틸트로서 관찰된다. 도 4는 본 개시내용의 일부 예시적인 구현들에 따른, 도 3의 라이다 시스템에서 섬유 커플링 효율성 대 회전 스캐닝 미러 속도의 플롯을 도시한다.
[0054] 도 5는 일부 예시적인 구현들에 따른, 도 3의 라이다 시스템(300)의 광학 스캐닝 시스템(306)에 대응할 수 있는 광학 스캐닝 시스템(500)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 광섬유(502)는, 레이저 빔이 방출되는 섬유 팁(504)으로 레이저 빔을 안내하도록 구성된다. 광학 스캐닝 시스템은, 스캐닝 패턴에 따라 장면(510)에 걸쳐 레이저 빔을 조종하기 위해 직교 축들을 따라 회전하는 한 쌍의 미러들(506, 508) ― 나중에 제1 스캐닝 미러 및 제2 스캐닝 미러로서 식별됨 ― 을 포함한다. 동일한 시스템은 장면의 임의의 물체들에 의해 반사된 광을 섬유 팁으로 수집한다. 광섬유는 섬유 팁으로부터의 복귀 레이저 빔을, 복귀 신호를 검출하도록 구성된 (예컨대, 능동 광학 회로(302) 내의) 광 검출기로 안내한다.
[0055] 또한 도시된 바와 같이, 광학 스캐닝 시스템(500)은 광섬유와 제1 스캐닝 미러 사이에 리이미징 렌즈(512), 및 제1 스캐닝 미러(506)와 제2 스캐닝 미러(508) 사이에 시준기(514)를 더 포함한다. 리이미징 렌즈는 광섬유(502)로부터 방출된 레이저 빔을 제1 스캐닝 미러의 회전 중심(516)에서 또는 가까이에서 초점을 맞추고, 이로써 회전 중심에서 또는 가까이에서 섬유 팁을 리이미징한다. 제1 스캐닝 미러는 시준 렌즈쪽으로 발산 레이저 빔으로서 레이저 빔을 반사한다. 이 렌즈는, 후속적으로 제2 스캐닝 미러에 의해 장면쪽으로 반사되는 발산 레이저 빔을 시준한다.
[0056] 일부 예들에서, 도시된 바와 같이, 제1 스캐닝 미러(506)는, 스캐닝 패턴에 따라 장면을 스캔하기 위해 제2 스캐닝 미러(508)보다 더 빠른 각속도로 회전 가능하다. 또한 도시된 바와 같이, 제1 스캐닝 미러는 방위각 축(x 축)을 따라 회전 가능하고, 제2 스캐닝 미러는 스캐닝 패턴에 따라 장면을 스캔하기 위해 고도 축(y 축)을 따라 회전 가능할 수 있다.
[0057] 일부 예들에서, 시준기(514)는 더 일반적으로 고속 스캐닝 미러(506)와 장면(510) 사이에 위치될 수 있다. 이를테면, 도시된 2개의 스캐닝 미러들(506, 508)을 포함하는 예들에서, 이것은 그들 사이에 위치된 시준기를 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 시준기는 제2 스캐닝 미러(508)와 장면(510) 사이에 위치될 수 있다.
[0058] 일부 예들에서, 시준기(514)는, 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 스캐닝 미러로부터의 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈로 교체될 수 있다. 그런 다음, 광학 스캐닝 시스템(500)은 더 일반적으로, 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된 광학기를 포함할 수 있다.
[0059] 본원에 제시된 개시내용의 많은 수정들 및 다른 구현들은, 전술된 설명 및 연관된 도면들에 제공된 교시들의 이점을 갖는 본 개시내용이 속하는 기술 분야의 숙련자에게 생각이 연상될 것이다. 광학 스캐닝 시스템의 다른 적절한 구성들이 도 6-10에 도시된다. 도 5에 도시된 광학 스캐닝 시스템에서, 시준기는 스캐닝 미러들 사이에 또는 제1 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치된다. 다른 예시적인 구현들에서, 시준기는 여전히 제1 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치되지만, 또한 이는 제2 스캐닝 미러와 장면 사이에 위치된다. 이것은, 일부 예시적인 구현들에 따른, 도 3의 라이다 시스템(300)의 광학 스캐닝 시스템(306)에 대응할 수 있는 다른 광학 스캐닝 시스템(600)에 대해 도 6에 도시된다.
[0060] 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템(700, 800)은, 다른 예시적인 구현들에서 시준기와 유사하게 위치될 수 있는, 시준기(514) 대신에 초점 미러(714)를 포함한다. 그런 다음, 다양한 예시적인 구현들의 광학 스캐닝 시스템은 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된 광학기를 더 일반적으로 포함할 수 있다.
[0061] 다른 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템은 도 5-8에 도시된 2개의 스캐닝 미러들보다 더 많거나 더 적은 스캐닝 미러들을 포함한다. 이러한 예시적인 구현들 중 일부에서, 광학 스캐닝 시스템은, 장면을 스캔하도록 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 다수의 직교 축들을 따라 회전 가능한 스캐닝 미러를 포함한다. 이러한 예들은 유사하게 시준기 또는 초점 렌즈와 같이, 스캐닝 미러와 장면 사이에 광학기를 포함할 수 있다. 다차원 스캐닝 미러를 포함하는 예들은, 광학 스캐닝 시스템(900, 1000)을 예시하는 도 9 및 10에 도시된다.
[0062] 또 다른 예시적인 구현들에서, 광학 스캐닝 시스템은 다수의 레이저 빔들을 생성하고 검출할 수 있다. 이들 예들 중 일부에서, 레이저 빔은 다수의 레이저 빔들이고, 광섬유는 능동 광학 회로에 커플링되고 다수의 레이저 빔들이 방출되는 섬유 팁들로 다수의 레이저 빔들을 안내하도록 구성된 광섬유들의 어레이이다. 이러한 예들에서, 레이저 빔들 사이의 각도 분리는 어레이로부터 광학기까지의 초점 거리 및 섬유 간격의 함수일 수 있다. 다수의 레이저 빔들에 대한 어레이(1102) 및 시준기(1104)의 예가 도 11에 도시된다.
[0063] 따라서, 본 개시내용이 개시된 특정 구현들로 제한되지 않아야 하며, 수정들 및 다른 구현들이 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 전술된 설명 및 연관된 도면들 및/또는 기능들의 소정의 예시적인 결합들의 맥락에서 예시적인 구현들을 설명하지만, 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서, 대안적인 구현들에 의해 엘리먼트들 및/또는 기능들의 상이한 결합들이 제공될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이와 관련하여, 예컨대, 위에서 명시적으로 설명된 것들과는 엘리먼트들 및/또는 기능들의 상이한 결합들이 또한, 첨부된 청구항들 중 일부에서 제시될 수 있는 바와 같이 고려된다. 특정 용어들이 본원에서 사용되지만, 이 용어들은 일반적인 그리고 설명적인 의미로만 사용되며, 제한의 목적들을 위한 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 라이다(LIDAR; light detection and ranging) 시스템으로서,
    레이저 빔을 생성하고 복귀 레이저 빔(return laser beam)을 검출하도록 구성된 능동 광학 회로;
    광학 스캐닝 시스템; 및
    상기 복귀 레이저 빔으로부터 타겟의 범위를 결정하도록 구성된 신호 프로세서를 포함하고,
    상기 광학 스캐닝 시스템은 적어도:
    레이저 빔이 방출되는 섬유 팁(fiber tip)으로 상기 레이저 빔을 안내하도록 구성된 광섬유;
    장면을 스캔하도록 레이저 빔을 조종하고, 상기 장면의 임의의 물체들에 입사된 광을 상기 섬유 팁으로 복귀되는 복귀 레이저 빔으로 수집하기 위해 적어도 하나의 축을 따라 회전 가능한 스캐닝 미러(scanning mirror) ― 상기 광섬유는 상기 섬유 팁으로부터의 상기 복귀 레이저 빔을 상기 능동 광학 회로로 안내하도록 구성됨 ― ;
    상기 광섬유와 상기 스캐닝 미러 사이에 위치되며, 상기 광섬유로부터 방출된 상기 레이저 빔을 상기 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에서 상기 스캐닝 미러에 초점을 맞추고, 이로써 상기 회전 중심에서 또는 가까이에서 상기 섬유 팁을 리이미징(re-image)하도록 구성된 리이미징 렌즈 ― 상기 스캐닝 미러는 상기 레이저 빔을 발산 레이저 빔(divergent laser beam)으로서 반사하도록 구성됨 ― ; 및
    상기 스캐닝 미러와 상기 장면 사이에 위치되며, 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 또는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된 광학기(optic)를 포함하는,
    라이다 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 스캐닝 시스템의 상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기(collimator)인,
    라이다 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 스캐닝 시스템의 상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈인,
    라이다 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 스캐닝 시스템의 상기 스캐닝 미러는, 상기 장면을 스캔하도록 상기 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 다수의 직교 축들을 따라 회전 가능한,
    라이다 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 스캐닝 시스템의 상기 스캐닝 미러는 제1 스캐닝 미러이고, 상기 광학 스캐닝 시스템은 제2 스캐닝 미러를 더 포함하고,
    상기 제1 스캐닝 미러 및 상기 제2 스캐닝 미러는 상기 장면을 스캔하도록 상기 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 직교 축들을 따라 회전 가능하며,
    상기 제1 스캐닝 미러는 상기 장면을 스캔하기 위해 상기 제2 스캐닝 미러보다 더 빠른 각속도로 회전 가능한,
    라이다 시스템.
  6. 광학 스캐닝 시스템으로서,
    레이저 빔이 방출되는 섬유 팁으로 상기 레이저 빔을 안내하도록 구성된 광섬유;
    장면을 스캔하도록 레이저 빔을 조종하고, 상기 장면의 임의의 물체들에 입사된 광을 상기 섬유 팁으로 복귀되는 복귀 레이저 빔으로 수집하기 위해 적어도 하나의 축을 따라 회전 가능한 스캐닝 미러 ― 상기 광섬유는 상기 섬유 팁으로부터 상기 복귀 레이저 빔을 안내하도록 구성됨 ― ;
    상기 광섬유와 상기 스캐닝 미러 사이에 위치되며, 상기 광섬유로부터 방출된 상기 레이저 빔을 상기 스캐닝 미러의 회전 중심에서 또는 가까이에서 상기 스캐닝 미러에 초점을 맞추고, 이로써 상기 회전 중심에서 또는 가까이에서 상기 섬유 팁을 리이미징하도록 구성된 리이미징 렌즈 ― 상기 스캐닝 미러는 상기 레이저 빔을 발산 레이저 빔으로서 반사하도록 구성됨 ― ; 및
    상기 스캐닝 미러와 상기 장면 사이에 위치되며, 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 또는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하거나 초점을 맞추도록 구성된 광학기를 포함하는,
    광학 스캐닝 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기인,
    광학 스캐닝 시스템.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈인,
    광학 스캐닝 시스템.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 스캐닝 미러는, 상기 장면을 스캔하도록 상기 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 다수의 직교 축들을 따라 회전 가능한,
    광학 스캐닝 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기인,
    광학 스캐닝 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈인,
    광학 스캐닝 시스템.
  12. 제6 항에 있어서,
    상기 스캐닝 미러는 제1 스캐닝 미러이고, 상기 광학 스캐닝 시스템은 제2 스캐닝 미러를 더 포함하고,
    상기 제1 스캐닝 미러 및 상기 제2 스캐닝 미러는 상기 장면을 스캔하도록 상기 레이저 빔을 다수의 차원들에서 조종하기 위해 직교 축들을 따라 회전 가능하며,
    상기 제1 스캐닝 미러는 상기 장면을 스캔하기 위해 상기 제2 스캐닝 미러보다 더 빠른 각속도로 회전 가능한,
    광학 스캐닝 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 스캐닝 미러는 방위각 축(azimuth axis)을 따라 회전 가능하고, 상기 제2 스캐닝 미러는 상기 장면을 스캔하기 위해 고도 축(elevation axis)을 따라 회전 가능한,
    광학 스캐닝 시스템.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 광학기는 상기 제1 스캐닝 미러와 상기 제2 스캐닝 미러 사이에 위치되는,
    광학 스캐닝 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 제2 스캐닝 미러에 의해 반사되고 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 제1 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기인,
    광학 스캐닝 시스템.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 제2 스캐닝 미러에 의해 반사되고 상기 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 제1 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈인,
    광학 스캐닝 시스템.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 스캐닝 미러는 상기 제1 스캐닝 미러와 상기 장면 사이에 위치되고, 그리고
    상기 광학기는 상기 제2 스캐닝 미러와 상기 장면 사이에, 그리고 이로써 상기 제1 스캐닝 미러와 상기 장면 사이에 위치되는,
    광학 스캐닝 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 제2 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔을 시준하도록 구성된 시준기인,
    광학 스캐닝 시스템.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 광학기는, 상기 장면쪽으로 발사되는 초점이 맞춰진 레이저 빔을 생성하기 위해 상기 제2 스캐닝 미러로부터의 상기 발산 레이저 빔의 초점을 맞추도록 구성된 초점 렌즈인,
    광학 스캐닝 시스템.
  20. 제6 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 다수의 레이저 빔들이고, 상기 광섬유는, 상기 다수의 레이저 빔들이 방출되는 섬유 팁들로 상기 다수의 레이저 빔들을 안내하도록 구성된 광섬유들의 어레이인,
    광학 스캐닝 시스템.
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