特許 7122842 グレア抑制および測距システムならびに方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-12

(45)【発行日】2022-08-22

(54)【発明の名称】グレア抑制および測距システムならびに方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 3/06 20060101AFI20220815BHJP

   G01S 17/36 20060101ALI20220815BHJP

【ＦＩ】

G01C3/06 120Q

G01S17/36

【請求項の数】 3

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018057658

(22)【出願日】2018-03-26

(65)【公開番号】P2018200302

(43)【公開日】2018-12-20

【審査請求日】2021-03-25

(31)【優先権主張番号】62/476,967

(32)【優先日】2017-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/604,390

(32)【優先日】2017-05-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100138759

【弁理士】

【氏名又は名称】大房 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ジャンフェン・ウー

(72)【発明者】

【氏名】マシュー・ウェイド・パケット

(72)【発明者】

【氏名】ティエカン・チゥ

(72)【発明者】

【氏名】グレン・エイ．・サンダース

【審査官】櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１４７３４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０４０３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７５６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５３６５４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｇ０１Ｓ １７／３６

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ｇ０１Ｂ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グレア抑制および測距システムであって、
処理システムと、
前記処理システムに結合されたグレア低減および測距光学システムと、
を含み、前記グレア低減および測距光学システムが、
光源光ビームを生成するように構成された光源と、
前記光源に結合された第１信号生成器と、
前記第１信号生成器が前記光源光ビームのパワー・スペクトル密度を変更するように構成され、
前記光源光ビームに光学的に結合された第１ビーム・スプリッタと、
前記第１ビーム・スプリッタが、出力光ビームと第１基準光ビームとを形成するように構成され、
前記出力光ビームが、放出され、散乱ビームと反射ビームとを生成するように構成され、
前記第１基準光ビームに光学的に結合された第２ビーム・スプリッタと、
前記第２ビーム・スプリッタが第２基準光ビームを形成するように構成され、
前記第１基準光ビームの振幅および位相を調節するように構成された第３光プロセッサと、
前記第２基準光ビームの遅延およびパワー・スペクトル密度を調節し、前記第２基準光ビームを周波数変調するように構成された第２光プロセッサと、
前記光源光ビームの遅延を調節するように構成された第１光プロセッサと、
画素を含み、前記散乱ビーム、前記反射ビーム、第３光基準ビーム、および第４基準光ビームを受光するように構成された撮像センサと、
を含む、グレア抑制および測距システム。

【請求項2】

請求項１記載のグレア抑制および測距システムであって、更に、前記撮像センサに光学的に結合された対物レンズを含む、グレア抑制および測距システム。

【請求項3】

請求項１記載のグレア抑制および測距システムにおいて、前記第３光プロセッサが、
前記処理システムに結合された第１振幅変調器と、
前記第１振幅変調器および前記処理システムに結合された第１位相変調器と、
を含み、
前記第２光プロセッサが、
第１可変光遅延線と、
前記第１可変光遅延線に結合された第２振幅変調器と、
前記第２振幅変調器に結合された第２位相変調器と、
前記第２振幅変調器に結合された第２信号生成器と、
前記第２位相変調器および前記処理システムに結合された第３信号生成器と、
を含む、グレア抑制および測距システム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

[0001] 本願は、２０１７年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４７６９６７号の権利を主張する。この仮特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。

【0002】

[0002] 光学撮像システムと撮像ターゲットとの間に散在する散乱媒体は、反射またはグレアを発生する可能性があり、ターゲットを曖昧にする。グレアは、特にターゲットからの光反射が弱い場合には、ターゲットの画像を検出し検知するという光学撮像システムの能力を著しく損なう可能性がある。グレアを抑制するためには、弱め合う光干渉(destructive optical interference)を使用することができる。弱め合う干渉を使用する光学撮像システムは、他に取り得る撮像技法よりも高い感度を有することもできる。

【0003】

[0003] システムによっては、例えば、遠隔検知システムには撮像ターゲットの距離を得ることが必要になる。しかしながら、弱め合う光干渉を採用する光学撮像システムは、撮像ターゲットの距離を検出することができない。したがって、光学撮像システムにおいてグレア低減および測距双方を容易にする技法が求められている。

【発明の概要】

【0004】

[0004] 一実施形態では、画素を用いた撮像センサを有する光学システムのグレア低減および測距を行う方法を提供する。この方法は、パワー・スペクトル密度を有する第１光ビームを生成するステップと、この第１光ビームから基準光ビームを生成するステップと、パワー・スペクトル密度を有する第１光ビームを放出するステップと、散乱媒体およびターゲットからそれぞれ反射した散乱光および反射光を集光するステップと、第１光ビームが散乱光と実質的にコヒーレントとなるように、第１光ビームのパワー・スペクトル密度を決定するステップと、基準光ビームが散乱光と実質的にコヒーレントとなるように第１光ビームのパワー・スペクトル密度を調節するステップと、画素毎に、各画素におけるＤＣ光パワーを最小にするように、基準光ビームの振幅および位相を変更するステップと、画素毎に実質的に最小の検出ＤＣ光パワーが得られた変更振幅および位相を格納するステップと、第２基準光ビームのパワー・スペクトル密度を高めるステップと、第２基準光ビームの振幅を、周波数を有する正弦波信号によって変調するステップと、画素毎に、基準光ビームの第２遅延を調節することによって、変調周波数における実質的に最大の信号レベルを画素上において検出するステップと、ターゲットまでの距離を判定するステップとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0005】

[0005] 図面は例示的な実施形態を図示するに過ぎず、したがって範囲を限定すると見なしてはならないことを理解の上で、添付図面を使用することにより、例示的な実施形態について更に具体的にそして詳細に説明する。

【図1】図１は、グレア低減および測距システムを含む輸送機関システム(vehicle system)の一実施形態を示す。

【図2】図２は、グレア低減および測距光学撮像システムの一実施形態を示す。

【図3】図３は、第１光プロセッサの一実施形態を示す。

【図4】図４は、第３光プロセッサの一実施形態を示す。

【図5】図５は、第２光プロセッサの一実施形態を示す。

【図6】図６は、第４光プロセッサの一実施形態を示す。

【図7】図７は、第５光プロセッサの一実施形態を示す。

【図8】図８は、処理システムの一実施形態を示す。

【図9】図９は、グレア抑制および測距方法の一実施形態を示す。

【0006】

[0015］ 慣習にしたがって、説明する種々の特徴は、同じ拡縮率で描かれるのではなく、実施形態例に関連する具体的な特徴を強調するように描かれることとする。参照符号は、図および本文を通して同様のエレメントを指す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

[0016] 以下の詳細な説明は、性質上単なる例示に過ぎず、本発明または本願および本発明の使用を限定することを意図するのではない。本明細書において使用する場合、「例示的な」(exemplary)という単語は、「一例、実例、または例示(example, instance or illustration)として役割を果たす」ことを意味する。したがって、「例示的」であるとして本明細書において説明するいずれの実施形態も、他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると、必ずしも解釈される訳ではない。本明細書において説明する実施形態の全ては、当業者が本発明を行うまたは使用することを可能にし、更に特許請求の範囲によって定められる発明の範囲を限定しないために提供される例示的な実施形態である。更に、明示または黙示を問わず、前述の背景および摘要または以下の詳細な説明において紹介される理論による拘束を受けることは意図していない。

【0008】

[0017] 図１は、グレア低減および測距システム１０２を含む輸送機関１０１システムの一実施形態を示す。他の実施形態では、輸送機関１０１は、自動車、トラック、列車、航空機、ヘリコプタ、ドローン、船舶、または任意の他のタイプの輸送機関でもよい。更に他の実施形態では、輸送機関１０１は、更に、少なくとも１つの入力／出力デバイス（Ｉ／Ｏ）１０５、少なくとも１つのセンサ１０８、時間、位置、およびベクトル速度検出システム１０７、ならびに／あるいはグレア抑制および測距システム１０２に結合された通信システム１０９も含む。更に別の実施形態では、少なくとも１つの入力／出力デバイス１０５は、１つ以上のディスプレイを含み、ターゲット１１２の画像および／または距離を、例えば、輸送機関１０１の乗員に表示するために使用される。

【0009】

[0018] 一実施形態では、グレア低減および測距システム１０２は、グレア低減および測距光学撮像システム１０６に結合された処理システム１０４を含む。他の実施形態では、処理システム１０４は、グレア抑制および測距システム１０２の外部に、例えば、輸送機関におけるいずれかの場所に配置される。更に他の実施形態では、処理システム１０２が、飛行管理システムまたは飛行管理コンピュータのような、輸送機関１０１の他のシステムの一部であってもよい。更に別の実施形態では、少なくとも１つの入力／出力デバイス１０５、少なくとも１つのセンサ１０８、および／または通信システム１０９は、処理システム１０４に、その位置に関係なく、結合される。

【0010】

[0019] グレア低減および測距システム１０２は、光学的に、散乱媒体１１０の後ろ側にあるターゲット１１２を撮像し、その距離を検出する。他の実施形態では、ターゲット１１２は、任意のタイプの物理的物体、例えば、輸送機関、人、動物、あるいは人工構造物または自然構造物とすることができる。更に他の実施形態では、散乱媒体は、気体、液体、または固体物体、例えば、雲、霧、雨、または反射鏡とすることができる。

【0011】

[0020] 一実施形態では、グレア低減および光学測距システムは、出力光ビーム１１４Ｂを放出し、出力光ビーム１１４Ｂは散乱媒体１１０およびターゲット１１２に入射する。出力光ビーム１１４Ｂの一部、またはかなりの部分が散乱することもあり、散乱媒体１１０から反射する。出力光ビーム１１４Ｂの一部、即ち、散乱光１１４Ｓは、反射して、グレア低減および測距光学撮像システム１０６に戻される。ターゲット１１２に達した出力光ビーム１１４Ｂの一部、即ち、反射光１１４Ｒは、反射して低減および測距光学撮像システム１０６に戻される。散乱光１１４Ｓのパワーは、通常では反射光１１４Ｒが検出不可能になる程に、反射光１１４Ｒのパワーよりも遙かに大きい場合もある。しかしながら、グレア低減および測距光学撮像システム１０６は、反射光１１４Ｒを検出できるように、散乱光１１４Ｓを抑制することができる。反射光１１４Ｒを検出することにより、ターゲット１１２の撮像および距離判定が可能になる。光のグレアから生ずる問題は、Zhou et al., "Glare Suppression by Coherence Gated Negation"（コヒーレンス制御打ち消しによるグレア抑制）, Optical, Vol. 3, No. 10, October 2016, pp. 1107-1113、および対応する公開補遺原稿(published Supplementary Material)に更に記載されている。これらの文献をここで引用したことにより、それらの内容全てが本願にも含まれるものとする。

【0012】

[0021] 一実施形態では、少なくとも１つのセンサ１０８は、ＬＩＤＡＲおよび／またはＲＡＤＡＲを含む。少なくとも１つのセンサ１０８は、少なくとも１つのセンサ１０８から散乱媒体１１０および／またはターゲット１１２までの距離(distance)を測定するように構成されている。つまり、処理システムは、第１および／または第２可変光遅延線に対して、距離に２を乗算し光速で除算することによって、後に記述される時間遅延を推定することができる。他の実施形態では、少なくとも１つのセンサ１０８およびグレア抑制および測距システム１０２からの第１オフセット距離が分かっており、処理システム１０４に格納されている。これらの距離および時間遅延は、この第１オフセット・ベクトル距離を補償することによって、一層精度高く推定することができる。これは、当業者には知られている技法である。

【0013】

[0022] 一実施形態では、通信システム１０９は、ＨＦ、ＶＨＦ、衛星、セルラ・ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－Ｍａｘ、および／またはＡｅｒｏＭＡＣ通信送受信機の内１つ以上、ならびに関連するアンテナを含む。他の実施形態では、通信システム１０９は、処理システム１０９に結合される。更に他の実施形態では、散乱媒体１１０および／またはターゲット１１２の三次元位置および／またはベクトル速度、例えば、これらの質量中心を、他の輸送機関（１つまたは複数）、衛星（１つまたは複数）、および／または地上局（１つまたは複数）によって、例えば、ＬＩＤＡＲおよび／またはＲＡＤＡＲによって測定することもできる。次いで、測定された三次元位置および／またはベクトル速度は、通信システム１０９を介して輸送機関１０１に送信される。更に別の実施形態では、グレア抑制および測距システム１０２によって行われるターゲット１１２の測距測定値および撮像測定値は、他の輸送機関（１つまたは複数）、衛星（１つまたは複数）、および／または地上局（１つまたは複数）に、通信システム１０９を介して伝達される。

【0014】

[0023] 一実施形態では、時間、位置、およびベクトル速度検出システム１０７は、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機、例えば、ＧＰＳ受信機、および／または慣性管理ユニット（ＩＭＵ）を含む。他の実施形態では、ＩＭＵは少なくとも１つのジャイロスコープおよび／または少なくとも１つの加速度計を含む。更に他の実施形態では、ＧＮＳＳ受信機およびＩＭＵは、互いに結合すること、および／または処理システム１０４に結合することもできる。時間、位置、およびベクトル速度検出システム１０７は、現在の時刻、輸送機関１０１の位置、および輸送機関１０１のベクトル速度を監視する。更に別の実施形態では、測距および対応する時間遅延計算の精度を高めるために、少なくとも１つのセンサ１０８ならびにグレア低減および測距光学撮像システム１０６によって行われる測定にはタイム・スタンプが付けられる。スタンプの時刻は、時間、位置、およびベクトル速度検出システム１０７から発せられる。

【0015】

[0024] 一実施形態では、提供された情報に基づいて推定された散乱媒体１１０および／またはターゲット１１２の位置は、通信システム１０９を介して処理システム１０４に伝達される。この情報に基づいて、処理システム１０４は、輸送機関１０１ならびに散乱媒体１１０および／またはターゲット１１２の双方が移動していても、グレア抑制および測距システム１０２と散乱媒体１１０および／またはターゲット１１２との間の相対距離（したがって、対応する時間遅延）を判定または推定することができる。他の実施形態では、時間、位置、およびベクトル速度検出システム１０７の位置（またはこのシステムによって判定される輸送機関における対応する位置）、ならびにグレア抑制および測距システム１０２からの第２オフセット・ベクトル距離が分かっており、処理システム１０４に格納される。これらの距離および時間遅延は、当業者には周知の方法で、第２オフセット・ベクトル距離を考慮することによって一層精度高く推定することができる。

【0016】

[0025] 図２は、グレア低減および測距光学撮像システム２０６の一実施形態を示す。グレア低減および測距光学撮像システム２０６は、他の方法で実現することができる。例えば、グレア低減および測距光学撮像システム２０６は、ミラーの他の実施態様を用いて実現することもできる。

【0017】

[0026] 図示するグレア低減および測距光学撮像システム２０６は、光源２２０、第１信号生成器２２１Ａ、第１ビーム・スプリッタ（ＢＳ）２２２Ａ、第１ミラー２２６Ａ、第２ビーム・スプリッタ２２２Ｂ、第２ミラー２２６Ｂ、第２光プロセッサ２２４Ｂ、第３ビーム・スプリッタ２２２Ｃ、撮像センサ２２８、第３ミラー２２６Ｃ、第４ミラー２２６Ｄ、第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄ、および第５ビーム・スプリッタ２２２Ｅを含む。他の実施形態では、グレア低減および測距光学撮像システム２０６は、第１光プロセッサ２２４Ａを含む。更に他の実施形態では、撮像センサ２２８は、高感度(intensified)電荷結合デバイスまたはシングル・フォトン・アバランシェ・ダイオード・アレイのような、細かい時間分解能を有する高速光検出器である。更に別の実施形態では、撮像センサ２２８は、Ｘ×Ｙ、例えば、１００×１００の画素２２９を有する。更に別の実施形態では、画素サイズは、いずれの所与の画素においても、その表面にわたって位相のばらつきが起こらないことを確保するために、対応する画像スペックル・サイズよりも小さい。

【0018】

[0027] 一実施形態では、光源２２０はレーザ、例えば、電流制御形分散ブラグ・リフレクタ・レーザ(current controlled distributed Bragg reflector laser)であり、半導体レーザであってもよい。他の実施形態では、光源２２０は約１５５０ナノメートルの波長において動作する。第１信号生成器２２１Ａは、光源２２０に結合されている。第１信号生成器２２１Ａは、光源２２０の搬送波周波数上で周波数ドメインにおける第１パワー・スペクトル密度（時間ドメインにおける第１コヒーレント関数に対応する）を有する信号、例えば、電流信号を生成する。更に他の実施形態では、第１コヒーレンス関数および第１パワー・スペクトル密度はガウス分布を有する。しかしながら、第１パワー・スペクトル密度は、任意のコヒーレンス関数を生成するように実現することができる。つまり、光源２２０は、第１パワー・スペクトル密度を有する連続波である光源ビーム２１４Ａを生成する。更に別の実施形態では、光源２２０は直線（垂直または水平）偏光ビームを放出する。

【0019】

[0028] 一実施形態では、第１信号生成器２２１Ａは処理システム１０４に結合される。他の実施形態では、処理システム１０４は、第１信号生成器２２１Ａによって生成される信号を制御することによって、光源ビーム２１４Ａのパワー・スペクトル密度を制御する。更に他の実施形態では、第１信号生成器２２１Ａは任意の波形生成器である。

【0020】

[0029] 以下のことは、光源ビーム２１４Ａがターゲット１１２上に、例えば、散乱媒体１１０を介して投射されるときに行われる(undertaken)。一実施形態では、最初に、光源ビーム２１４Ａのパワー・スペクトル密度が、例えば、光源２２０によって生成され、比較的狭いガウス分布を有する、デフォルトのパワー・スペクトル密度となる。続いて、光源ビーム２１４Ａのパワー・スペクトル密度の幅を段階的に広げていく(increased)。他の実施形態では、これは処理システム１０４によって行われ、処理システム１０４は、光源ビーム２１４Ａの所望のパワー・スペクトル密度を対応して形成する信号を生成するように、第１信号生成器２２１Ａを制御する。光源ビーム２１４Ａのパワー・スペクトル密度の幅が広がるに連れて、対応するコヒーレンス関数の幅は狭くなる。

【0021】

[0030] デフォルトのパワー・スペクトル密度を含んで、１刻み毎に、処理システム１０４は、撮像センサ２２８によって検出された最大および最小グレー・スケール値（異なる画素における）、つまり、検出されたグレー・スケール・ダイナミック・レンジを判定し、例えば、格納する。一実施形態では、このグレー・スケールはゼロ（入射信号が全くない、即ち、黒）から１（入射信号が全域に存在する、即ち白）までの範囲を取る。更に他の実施形態では、処理システム１０４は、ダイナミック・レンジの局所最大値（例えば、撮像センサ２２８の異なる画素における最大グレー・スケール値と最小グレー・スケール値との間の最大の差）と、対応するパワー・スペクトル密度とを判定し、例えば、格納する。最大グレー・スケール・ダイナミック・レンジは、光源ビーム２１４Ａが散乱光１１４Ｓと非常にコヒーレントであるために、グレア抑制および測距システム１０２によって散乱光１１４Ｓを打ち消す、または実質的に打ち消すことができるときに対応する。次いで、処理システム１０４は、最大グレー・スケール・ダイナミック・レンジに対応するパワー・スペクトル密度を有する信号を、光源ビーム２１４Ａに生成させる信号を生成するように、第１信号生成器２２１Ａを制御する。

【0022】

[0031] 光源ビーム２１４Ａは、次いで、第１ビーム・スプリッタ２２２Ａに入射する。一実施形態では、本明細書において説明するビーム・スプリッタの内１つ以上が、立方体ビーム・スプリッタまたは平板ビーム・スプリッタである。第１ビーム・スプリッタ２２２Ａは、光源ビーム２１４Ａを出力前光ビーム(pre-output light beam)２１４Ｐおよび第１基準光ビーム２１４Ｃに分割する。

【0023】

[0032] 一実施形態では、第１基準光ビーム２１４Ｃは第１光プロセッサ２２４Ａに結合される。この実施形態では、第１光プロセッサ２２４Ａは、以下で例をあげるように、第１基準光ビーム２１４Ｃを光学的に処理し、処理済み第１基準光ビーム２１４Ｄを生成する。しかしながら、第１光プロセッサ２２４が利用されない場合、第１基準光ビーム２１４Ｃはその場合第２基準光ビーム２１４Ｃとも呼ばれ、第２基準光ビーム２１４Ｃと同じになる。

【0024】

[0033] 一実施形態では、次に、処理積み第１基準光ビーム２１４Ｄは、第１ミラー２２６Ａに入射する。第１ミラー２２６Ａは、処理済み第１基準光ビーム２１４Ｄを、例えば、９０度の角度で反射する。他の実施形態では、処理済み第１基準光ビーム２１４Ｄは、次に、第２ビーム・スプリッタ２２２Ｂに入射する。第２ビーム・スプリッタ２２２Ｂは、処理済み第１基準光ビームの第１部分２１４Ｄ’が第３光プロセッサ２２４Ｃに結合され、そして処理済み第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ"が第２光プロセッサ２２４Ｂに結合されるように、処理済み第１基準光ビーム２１４Ｄを分割する。更に他の実施形態では、第２ミラーが、例えば、９０度の角度で、処理済み第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ”を反射し、これを第２光プロセッサ２２４Ｂに結合する。

【0025】

[0034] 第２光プロセッサ２２４Ｂは、以下で例をあげるように、処理済み第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ”を光学的に処理し、第２基準光ビーム２１４Ｅを生成する。第２基準光ビーム２１４Ｅは、第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄに入射し、第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄは、第２基準光ビーム２１４Ｅを撮像センサ２２８に導く。

【0026】

[0035] 処理済み第１基準光ビームの第１部分２１４Ｄ’は、第３光プロセッサ２２４Ｃに結合される。第３光プロセッサ２２４Ｃは、以下で例をあげるように、処理済み第１基準光ビームの第１部分２１４Ｄ’を光学的に処理し、第３基準光ビーム２１４Ｆを生成する。第３光プロセッサ２２４Ｃは、第３基準光ビーム２１４Ｆを第３ビーム・スプリッタ２２２Ｃに結合する。第３ビーム・スプリッタ２２２Ｃは、第３基準光ビーム２１４Ｆを第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄに導く。第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄは、第３基準光ビーム２１４Ｆを撮像センサ２２８に導く。

【0027】

[0036] 一実施形態では、出力前光ビーム２１４Ｐが第５光プロセッサ２２４Ｅに導かれる。他の実施形態では、出力前光ビーム２１４Ｐは、例えば、９０度の角度だけ、第３ミラー２２６Ｃによって反射され、第５光プロセッサ２２４Ｅに導かれる。第５光プロセッサ２２４Ｅは、以下で例をあげるように、出力前光ビーム２１４Ｐを光学的に処理し、出力光ビーム２１４Ｂを生成する。第５光プロセッサ２２４Ｅは、出力光ビーム２１４Ｂを第５ビーム・スプリッタ２２２Ｅに導く。更に他の実施形態では、出力光ビーム２１４Ｂは、例えば、９０度の角度だけ、第４ミラー２２６Ｄによって反射され、第５ビーム・スプリッタ２２２Ｅに導かれる。第５ビーム・スプリッタ２２２Ｅを通過した後、出力光ビーム２１４Ｂは、グレア低減および測距光学撮像システム２０６から、例えば、自由空間内に、ターゲット１１２に向けて放出される。

【0028】

[0037] 一実施形態では、散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒは、それぞれ、散乱媒体１１０およびターゲット１１２から反射して、グレア低減および測距光学撮像システム２０６に戻される。散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒは、第５ビーム・スプリッタ２２２Ｅに入射し、これを通過する。

【0029】

[0038] 散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒは、第５ビーム・スプリッタ２２２Ｅによって、第４光プロセッサ２２４Ｄに結合される。第４光プロセッサ２２４Ｄは、以下で例をあげるように、散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒを光学的に処理し、処理済み散乱光２１４Ｓ’および処理済み反射光２１４Ｒ’を生成する。

【0030】

[0039] 処理済み散乱光２１４Ｓ’および処理済み反射光２１４Ｒ’は、第４光プロセッサ２２４Ｄから第３ビーム・スプリッタ２２２Ｃに結合される。第３ビーム・スプリッタ２２２Ｃは、処理済み散乱光２１４Ｓ’および処理済み反射光２１４Ｒ’を第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄに結合する。第４ビーム・スプリッタ２２２Ｄは、処理済み散乱光２１４Ｓ’および処理済み反射光２１４Ｒ’を撮像センサ２２８に結合する。

【0031】

[0040] 一実施形態では、撮像センサ２２８およびその内部にある各画素は、光パワーに対して線形応答を有する。他の実施形態では、撮像センサ２２８およびその内部にある各画素は、光場(optical field)に対して二乗則応答(square law response)を有する。非線形性応答のために、処理済み散乱光２１４Ｓ’、処理済み反射光２１４Ｒ’、第２基準光ビーム２１４Ｅ、および第３基準光ビーム２１４Ｆは混合され、混合物(mixing product)を生成する。所望の混合物の検出、および望まない混合物の抑制によって、グレア低減、ターゲット１１２の撮像、およびターゲット１１２の測距が可能になる。これについて続いて説明する。

【0032】

[0041] 図３は、第１光プロセッサ３２４Ａの一実施形態を示す。図示する第１光プロセッサは、第１直線偏光フィルタ（ＬＰＦ）３３２Ａを含む。他の実施形態では、第１光プロセッサ３２４Ａは第１可変光遅延線３３４Ａを含む。第１可変光遅延線３３４Ａは、処理システム１０４に結合されている。他の実施形態では、第１光プロセッサ３２４Ａは第１可変光遅延線３３４Ａのみを含む。第１偏光フィルタ３３２Ａ、ならびに第４光プロセッサ２２４Ｄおよび第５光プロセッサ２２４Ｅにおける対応する偏光フィルタは、散乱光２１４Ｓの抑制、ターゲット１１２の撮像、およびターゲット１１２の測距をし易くするために、光源２２０によって生成される光源ビーム２１４Ａの直線偏光と同じ直線偏光（垂直または水平）を有する。

【0033】

[0042] 第１基準光ビーム２１４Cは、望まれる直線偏光だけが伝搬し続けるように、第１直線偏光フィルタ（ＬＰＦ）３３２Aによって濾波される。一実施形態では、本明細書において説明する直線偏光板(liner polarizer)はポリマーで形成される。直線偏光された第１基準光ビームは、次に、第１可変光遅延線３３４Aを通過する。他の実施形態では、本明細書において説明する可変光遅延線は、光学フィルタ、微小電気機械式システム、および／またはソリッド・ステート・デバイスを使用する、プログラマブルあるいは電子的に制御される電子または電気機械式可変光遅延線である。

【0034】

[0043] 一実施形態では、第１光遅延線３３４Aの遅延は、処理システム１０４によって、例えば、散乱媒体１１０から反射した散乱光２１４Sの伝送(transmission)および反射経路の時間遅延における遅延に等しくなるように、制御される、例えば、プログラミングされる。他の実施形態では、この時間遅延は分かっているか、または外部データ源によって提供される距離データ、または前述のような少なくとも１つのセンサ１０８によって生成される距離データから計算される。

【0035】

[0044] 図４は、第３光プロセッサ４２４Ｃの一実施形態を示す。第１基準光ビームの第１部分２１４Ｄ’は、第３光プロセッサ４２４Ｃに結合される。第３光プロセッサ４２４Ｃは、第３基準光ビーム２１４Ｆを放出する。

【0036】

[0045] 図示する第３光プロセッサ４２４Ｃは、第１光位相変調器（ＰＭ）４３８Ａに結合された第１光振幅変調器（ＡＭ）４３６Ａを含む。他の実施形態では、第１光振幅変調器４３６Ａおよび第１光位相変調器４３８Ａは、処理システム１０４に結合され、処理システム１０４によって制御される。更に他の実施形態では、第１光振幅変調器４３６Ａおよび第１光位相変調器４３８Ａは、電子的にプログラマブルなデバイスである。更に別の実施形態では、本明細書において説明する光振幅変調器は、２つのマッチド・ニオブ酸リチウム結晶を含む、電子的制御可能ポッケル・セル型変調器(Pockel cell type modulator)である。更に別の実施形態では、本明細書において説明する光位相変調器は、電子的に制御可能であり、光位相シフトを有する結晶を含む。光位相シフトは、この結晶の両端間に印加される電圧のレベルに基づいて変化する。

【0037】

[0046] 一実施形態では、撮像センサ２２８の画素毎に、第１光振幅変調器４３６Ａおよび第１光位相変調器４３８Ａは、振幅および位相値の範囲、例えば、Ｎ個の振幅刻みおよびＹ個の位相刻みで、振幅および位相が入れ替えられる(permutated)。望ましくない散乱光２１４Ｓの打ち消しは、NおよびＹの整数を調節することによって、増やすことができる。

【0038】

[0047] 振幅および位相の組み合わせ毎に各画素によって検出されたＤＣ信号振幅を測定する。各画素によって検出されたＤＣ信号振幅の内、最も低いものを生成した１組の振幅および位相値を格納する。この１組は、画素毎に、振幅および位相値に対応し、望まれない散乱光２１４Ｓのパワーの実質的に最大の打ち消しを可能にする(provide)、弱め合う光干渉を生成する。この弱め合う光干渉を達成するために、第２基準光ビーム２１４Ｆは、処理済み散乱光２１４Ｓ’と実質的に同じ振幅と、処理済み散乱光２１４Ｓ’の位相から１８０度ずれた位相とを、0、有する。最も低いＤＣ成分を有する信号は、画素上におけるターゲットの画像信号を表す。

【0039】

[0048] 次いで、画素毎に、処理システム１０４は、望まれない散乱光２１４Ｓの干渉の実質的に最大の打ち消しを可能にするように、第１光振幅変調器４３６Ａおよび第１光位相変調器４３８Ａそれぞれの振幅および位相の設定を電子的に制御することができる。その結果、ターゲット１１２の撮像および測距を一層精度高く判定することができる。

【0040】

[0049] 一実施形態では、第３光プロセッサ４２４Ｃは、第１レンズ４４２Ａ、例えば、平行化レンズを含む。他の実施形態では、第１光位相変調器４３８Ａの出力は第１レンズ４４２Ａに結合され、第１レンズ４４２Ａの出力は第２基準光ビーム２１４Ｆとなる。

【0041】

[0050] 図５は、第２光プロセッサ５２４Ｂの一実施形態を示す。第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ”が、第２光プロセッサ５２４Ｂに結合される。第２光プロセッサ５２４Ｂは、第２基準光ビーム２１４Ｅを放出する。

【0042】

[0051] 図示する第２光プロセッサ５２４Ｂは、第２光振幅変調器５３６Ｂに結合されている第２可変光遅延線５３４Ｂを含む。第２信号生成器５１２Ｂも第２光振幅変調器５３６Ｂに結合されている。

【0043】

[0052] 一実施形態では、第２光振幅変調器は、第２光位相変調器５３８Ｂに結合される。第２光位相変調器５３８Ｂは、第３信号生成器５２１Ｃに結合される。他の実施形態では、第２可変光遅延線５３４Ｂは、処理システム１０４に結合され、この処理システム１０４によって制御、例えば、プログラミングされる。

【0044】

[0053] 第２信号生成器５２１Ｂは、第１基準光ビーム２１４Dの第２部分を振幅変調する正弦波を生成する。この正弦波の周波数は比較的低くてもよいが、第１基準光ビーム２１４Dの第２部分を変調することによって、第１基準光ビーム２１４Ｄの第２部分は、散乱光２１４Ｓの実質的に最大の打ち消しを得ることを妨害する、時間可変ＤＣ成分を含まなくなる。一実施形態では、正弦波の周波数は１ｋＨｚと１ＭＨｚとの間である。

【0045】

[0054] 第３信号生成器５２１Ｃは、出力光ビーム２１４Ｂ、したがって、処理済み反射光２１４Ｒ’のパワー・スペクトル密度よりも広いパワー・スペクトル密度と、したがって、 出力光ビーム２１４Ｂのコヒーレンス関数よりも狭いコヒーレンス関数とを、第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ”にそれぞれ有させるように、第２位相変調器５３８Ｂを変調する信号を生成する。一実施形態では、第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ”のパワー・スペクトル密度およびコヒーレンス関数は、ガウス分布を有する。第２基準光ビーム２１４Ｅのコヒーレンス関数は減少するので、ターゲット１１２の距離の測定精度は高くなる。他の実施形態では、第３信号生成器５２１Ｃは処理システム１０４に結合される。処理システム１０４は、出力光ビーム２１４Ｂのパワー・スペクトル密度よりも広いパワー・スペクトル密度と、したがって、出力光ビーム２１４Ｂのコヒーレンス関数よりも狭いコヒーレンス関数とを、第１基準光ビーム２１４Ｄ”にそれぞれ有させる信号を生成するように、第３信号生成器５２１Ｃを制御する。更に他の実施形態では、第３信号生成器５２１Ｃは、任意の波形生成器によって実装される。

【0046】

[0055] 第２可変光遅延線５３４Ｂに戻り、一実施形態では、画素毎に、第２可変光遅延線５３４Ｂの遅延を、例えば、ゼロ遅延から徐々に(incrementally)大きくする。他の実施形態では、第２可変光遅延線５３４Ｂの遅延を画素毎に変化させない。

【0047】

[0056] このような遅延が、ターゲットと散乱媒体１１０との間の往復距離、例えば、ターゲット１１２の質量中心と散乱媒体１１０との間の往復距離に等しいとき、または近似するときに、画素の測定出力、例えば、電圧または電流レベルは、振幅変調、例えば、正弦波の周波数において、実質的に最大値すなわちピークに達する。この時間遅延値は、ターゲットの距離(distance)を計算するために使用される。

【0048】

[0057] したがって、第１可変光遅延線３３４Ａおよび第２可変光遅延線５３４Ｂの遅延の和は、反射光２１４の往復時間に等しい。つまり、グレア低減および測距光学撮像システム２０６からターゲットまでの距離は、第１可変光遅延線３３４Ａおよび第２可変光遅延線５３４Ｂの遅延の和を２で除算し、光速を乗算した値となる。一実施形態では、このような距離は処理システム１０４において判定することができる。

【0049】

[0058] 一実施形態では、第２光プロセッサ５２４Ｂは第２レンズ５２４Ｂ、例えば、平行化レンズを含む。他の実施形態では、第２光位相変調器５３８Ｂの光出力は第２レンズ５４２Ｂに結合され、第２レンズ５４２Ｂの出力は第２基準光ビーム２１４Ｅとなる。

【0050】

[0059] 図６は、第４光プロセッサ６２４Ｄの一実施形態を示す。散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒは、第４光プロセッサ６２４Ｄに結合される。第４光プロセッサ６２４Ｄは、処理済み散乱光２１４Ｓ’および処理済み反射光２１４Ｒ’を放出する。

【0051】

[0060] 図示する第４光プロセッサ６２４Ｄは、第２直線偏光フィルタ６３２Ｂに結合されている対物レンズ６４４を含む。対物レンズ６４４は、散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒを集光する。次いで、集光された散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒは、意図する直線偏光だけが第４光プロセッサ６２４Ｄを通過するように、第２直線偏光フィルタ６３２Ｂによって濾波される。

【0052】

[0061] 一実施形態では、第４光プロセッサ６２４Ｄは第３レンズ６２４Ｃ、例えば、平行化レンズを含む。他の実施形態では、第２直線偏光フィルタ６３２Ｂの光出力は第３レンズ６４２Ｃに結合され、第３レンズ６４２Ｃの出力は、処理済み散乱光２１４Ｓ’および処理済み反射光２１４Ｒ’となる。

【0053】

[0062] 図７は、第５光プロセッサ７２４Ｅの一実施形態を示す。出力前光ビーム２１４Ｐが第５光プロセッサ７２４Ｅに結合される。第５光プロセッサ７２４Ｅは、出力光ビーム２１４Ｂを放出する。

【0054】

[0063] 図示する第５光プロセッサ７２４Ｅは、第３直線偏光フィルタ７３２Ｃを含む。出力前光ビーム２１４Ｐは、意図する線形偏光だけが第５光プロセッサ７２４Ｅを通過するように、第３線形偏光フィルタ７３２Ｃによって濾波される。

【0055】

[0064] 図８は、処理システム８０４の一実施形態を示す。図示する実施形態は、プロセッサ８０４Ｂに結合されているメモリ８０１Ａを含む。他の実施形態では、プロセッサ８０４Ｂに結合されているメモリ８０１Ａの全部または一部が、状態機械またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイによって実装されてもよい。

【0056】

[0065] 一実施形態では、メモリ８０１Ａは、距離判定および撮像システム８０４Ａ－１およびグレア抑制システム８０４Ａ－２を含む(comprise)。他の実施形態では、距離判定システムおよび撮像システム８０４Ａ－１は、本明細書において説明した技法を使用して、第１可変光遅延線３３４Ａおよび第２可変光遅延線５３４Ｂに対する遅延設定値を決定および制御する。例えば、第１可変光遅延線３３４Ａに対する第１時間遅延は、輸送機関１０１と散乱媒体１１０との間の距離(range)を、ＬＩＤＡRおよび／またはＲＡＤＡRを使用して測定することによって、決定することができる。第１可変光遅延線３３４Ａに対する時間遅延は、本明細書において説明したように、測定された距離から計算することができる。また、例えば、第２可変光遅延線５３４Ｂに対する第２時間遅延は、第２基準光ビーム２１４Ｅおよび処理済み反射光２１４R’の混合物の実質的なピーク即ち最大値が検出されるまで、第２時間遅延を、例えば、ゼロから増やしていくことによって、決定することができる。他の実施形態では、距離判定および撮像システム８０４Ａ－１は、このような最大値または値(maximum or values)および対応する第２遅延を、画素毎に識別および格納する。このように、距離判定および撮像システム８０４Ａ－１はターゲット１１２の画像も格納する。

【0057】

[0066] 一実施形態では、グレア抑制システム８０４Ａ－２は、撮像センサ２２８の画素２２９毎に、第１光振幅変調器４３６Ａおよび第１光位相変調器４３６Ｂそれぞれの振幅および位相設定値を１刻みずつ変化させるための振幅および位相設定値を格納する。また、グレア抑制システム８０３Ａ－２は、測定されたＤＣ値ならびに対応する振幅および位相設定値も格納する。更に、グレア抑制システム８０４Ａ－２は、画素２２９毎に、最小測定ＤＣ値ならびに対応する振幅および位相設定値も識別および格納する。

【0058】

[0067] 一実施形態では、グレア抑制システム８０４Ａ－２は、グレア抑制を改善する補間システムを含む。この補間システムは、測定されたＤＣ値ならびに対応する振幅および位相設定値の対に基づいて、最小ＤＣ値を与える振幅および位相設定値を計算する。他の実施形態では、補間システムは、最小ＤＣ値ならびに対応する振幅および位相設定値の対を計算するために、最小平均二乗当てはめを使用する。

【0059】

[0068] 図９は、グレア抑制および測距方法９００の一実施形態を示す。図９に示す方法９００の実施形態が、ここでは図１から図８までに示したシステムにおいて実装されるものとして説明される範囲内において、他の実施形態を他の方法で実現できることは理解されてしかるべきである。流れ図のブロックは、説明を容易にするために、全体的に逐次並べられている。しかしながら、この配列は単なる例示であることは理解されてしかるべきであり、この方法（および図に示すブロック）に関連する処理は異なる順序で行うことができる（例えば、ブロックに関連する処理の少なくとも一部は、並列におよび／またはイベント・ドリブン方式で実行される）ことは認められてしかるべきである。

【0060】

[0069] 一実施形態では、ブロック９５０において、例えば、グレア低減および測距光撮像システム１０６から、散乱媒体１１０までの往復遅延に実質的に等しい第１遅延を得る。他の実施形態では、例えば、処理システム８０４のメモリ８０４Ａからこの遅延を得る。更に他の実施形態では、少なくとも１つのセンサ１０８、例えば、ＬＩＤＡＲまたはＲＡＤＡＲから散乱媒体１１０までの距離を求め、この測定した距離から第１遅延を決定する。更に他の実施形態では、例えば、他の輸送機関、地上局、または衛星からの通信システム１０９を介して、散乱媒体１１０の位置を求め、第１遅延を計算する。

【0061】

[0070] ブロック９５２において、特定のコヒーレンス関数に対応するパワー・スペクトル密度を有する出力光ビーム１１４Ｂを生成する。一実施形態では、パワー・スペクトル密度および対応するコヒーレンス関数はガウス分布を有する。

【0062】

[0071] ブロック９５４において、第１光ビームから基準光ビームを生成する。ブロック９５６において、パワー・スペクトル密度を有する第１光ビームを、例えば、散乱媒体１１０およびターゲット１１２に向けて放出する。

【0063】

[0072] ブロック９５８において、散乱媒体１１０およびターゲット１１２からそれぞれ反射した散乱光２１４Ｓおよび反射光２１４Ｒを集光する。ブロック９５９において、出力光ビーム１１４Ｂ、つまり、第１基準光ビームが実質的に散乱光１１４Ｓとコヒーレントとなるように、例えば、前述のように、センサによって測定された最大グレー・スケール・ダイナミック・レンジに対応する出力光ビーム１１４Ｂのパワー・スペクトル密度を決定する。他の実施形態では、出力光ビーム１１４Ｂ、つまり、第１基準光ビームが実質的に散乱光１１４Ｓとコヒーレントとなるように、出力光ビーム１１４Ｂのパワー・スペクトル密度を調節する。

【0064】

[0073] 一実施形態では、ブロック９６０において、基準光ビームを第１遅延だけ遅延させる。ブロック９６２において、集光された散乱光２１４Ｓの振幅と丁重に実質的に等しく、そして集光された散乱光２１４Ｓから１８０度位相ずれとなるように（例えば、各画素に入射する収集散乱光２１４Ｓを実質的に打ち消すために）、画素毎に、遅延させた基準光ビームの振幅および位相を変更する。この結果、各画素において、実質的に最小の検出ＤＣ光パワー、または最小ＤＣ光パワーが得られる。一実施形態では、ブロック９６３において、基準光ビーム（一実施形態では、遅延されている）の対応する変更振幅および位相を格納する。他の実施形態では、各画素における最小ＤＣ光パワーを格納する。更に他の実施形態では、第１振幅変調器４３６Ａおよび第１位相変調器４３８Ａの設定値を格納する。他の実施形態では、補間によって（測定値ならびに対応する位相および振幅値に基づいて）、各画素において最小検出ＤＣ光パワーが得られる遅延基準光ビームの変更振幅および位相を計算する。

【0065】

[0074] ブロック９６６において、第２基準光ビーム、例えば、第１基準光ビームの第２部分２１４Ｄ”のパワー・スペクトル密度を、出力光ビーム２１４Ｂのパワー・スペクトル密度よりも広くなるように、つまり、出力光ビーム２１４Ｂのコヒーレンス関数よりも狭いコヒーレンス関数を有するように、高める。ブロック９６８において、一実施形態では遅延された第１基準ビームの振幅を、正弦波信号によって変調する。

【0066】

[0075] ブロック９７０において、画素毎に、基準光ビームの第２遅延を、ゼロ遅延から、画素に入射する実質的に最大の入射光レベルが検出されるまで調節することによって、例えば、徐々に増大させることによって、正弦波信号の変調周波数における実質的に最大の入射信号レベルを画素上において検出する。画素に対して第２遅延を増大させる前に、その画素に入射する収集散乱光２１４Ｓを実質的に打ち消すように、基準ビームの振幅および位相を調節する。一実施形態では、撮像センサ２２８の全ての画素の内一部(subset)についてブロック９７０を実行する。

【0067】

[0076] 一実施形態では、画素毎に実質的に最大の入射光レベルを格納する。他の実施形態では、ブロック９７４において、例えば、第１遅延（第１遅延が使用されない場合ゼロになる）および第２遅延を加算し、その結果得られた和を２で除算し、その結果得られた積に光速を乗算することによって、ターゲット１１２までの距離を計算する。更に他の実施形態では、画素毎にこの距離を計算するか、または代わりに画素毎に測定された第２遅延全ての平均を取る。更に別の実施形態では、ブロック９７６において、ターゲット１１２の画像、例えば、画素毎に実質的に最小の入射ＤＣ光レベル、および計算した距離を表示する。
実施形態例
[0077] 例１は、画素を含む撮像センサを有するグレア低減および測距光学撮像システムの動作方法であって、この方法は、パワー・スペクトル密度を有する第１光ビームを生成するステップと、第１光ビームから基準光ビームを生成するステップと、パワー・スペクトル密度を有する第１光ビームを放出するステップと、散乱媒体およびターゲットからそれぞれ反射した散乱光および反射光を集光するステップと、第１光ビームが散乱光と実質的にコヒーレントとなるように、第１光ビームのパワー・スペクトル密度を決定するステップと、基準光ビームが散乱光と実質的にコヒーレントとなるように、第１光ビームのパワー・スペクトル密度を調節するステップと、画素毎に、各画素におけるＤＣ光パワーを最小にするために基準光ビームの振幅および位相を変更するステップと、画素毎に実質的に最小の検出ＤＣ光パワーが得られた変更振幅および位相を格納するステップと、第２基準光ビームのパワー・スペクトル密度を高めるステップと、第２基準光ビームの振幅を、周波数を有する正弦波信号によって変調するステップと、画素毎に、基準光ビームの第２遅延を調節することによって、変調周波数における実質的に最大の信号レベルを画素上において検出するステップと、ターゲットまでの距離を判定するステップとを含む。

【0068】

[0078] 例２は、例１の方法であって、更に、ターゲットの画像および計算した距離の内少なくとも１つを表示するステップを含む。
[0079] 例３は、例１～２のいずれかの方法であって、更に、基準光ビームを第１遅延だけ遅延させるステップを含む。

【0069】

[0080] 例４は、例１～３のいずれかの方法であって、更に、散乱媒体とグレア低減および測距光学撮像システムとの間の往復遅延に実質的に等しい第１遅延を得るステップを含む。

【0070】

[0081] 例５は、例４の方法であって、第１遅延を得るステップが、少なくとも１つのセンサから第１遅延を得るステップを含む。
[0082] 例６は、例１～５のいずれかの方法であって、画素毎に実質的に最小の検出ＤＣ光パワーが得られた変更振幅および位相を格納するステップが、補間によって決定された変更振幅および位相を格納するステップを含む。

【0071】

[0083] 例７は、グレア抑制および測距システムであって、処理システムと、処理システムに結合されたグレア低減および測距光学システムとを含み、グレア低減および測距光学システムが、光源光ビームを生成する光源と、光源に結合された第１信号生成器であって、光源光ビームのパワー・スペクトル密度を変更するように構成される、第１信号生成器と、光源光ビームに光学的に結合された第１ビーム・スプリッタであって、第１ビーム・スプリッタが出力光ビームおよび第１基準光ビームを形成し(create)、出力ビームが放出され、散乱ビームおよび反射ビームを生成するように構成される、第１ビーム・スプリッタと、第１基準光ビームに光学系に結合された第２ビーム・スプリッタであって、第２ビーム・スプリッタが第2基準光ビームを形成する、第２ビーム・スプリッタと、第１基準光ビームの振幅および位相を調節するように構成された第１光プロセッサと、遅延およびパワー・スペクトル密度を調節し、第２基準光ビームを周波数変調するように構成された第２光プロセッサと、画素を含み(comprise)、散乱ビーム、反射ビーム、調節第１光基準ビーム、および調節第２基準光ビームを受光するように構成された撮像センサとを含む。

【0072】

[0084] 例８は、例７のグレア抑制および測距システムであって、更に、光源光ビームの遅延を調節するように構成された第３光プロセッサを含む。
[0085] 例９は、例７～８のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、処理システムが、更に、メモリと、メモリに結合されたプロセッサとを含む。

【0073】

[0086] 例１０は、例９のグレア抑制および測距システムであって、メモリが、距離判定および撮像システムと、グレア抑制システムとを含む。
[0087] 例１１は、例７～１０のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、第１光変調器が、処理システムに結合された第１振幅変調器と、振幅変調器および処理システムに結合された第１位相変調器とを含む。

【0074】

[0088] 例１２は、例７～１１のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、第２光変調器が、第１可変光遅延線と、第１光遅延線に結合された第２振幅変調器と、第２振幅変調器に結合された第２位相変調器と、第２振幅変調器に結合された第２信号生成器と、第２位相変調器および処理システムに結合された第３信号生成器とを含む。

【0075】

[0089] 例１３は、例７～１２のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、更に、撮像センサに光学的に結合された対物レンズを含む。
[0090] 例１４は、グレア抑制および測距システムを含むシステムであって、グレア抑制および測距システムが、処理システムと、処理システムに結合されたグレア低減および測距光学システムとを含む。グレア低減および測距光学システムは、光源光ビームを生成する光源と、光源に結合された第１信号生成器であって、第１信号生成器が光源光ビームのパワー・スペクトル密度を変更するように構成される、第１信号生成器と、光源光ビームに光学的に結合された第１ビーム・スプリッタであって、第１ビーム・スプリッタが出力光ビームと第１基準光ビームとを生成し、出力光ビームが放出されるように構成され、散乱ビームおよび反射ビームを生成する、第１ビーム・スプリッタと、第１基準光ビームに光学的に結合された第２ビーム・スプリッタであって、第２ビーム・スプリッタが第２基準光ビームを形成する、第２ビーム・スプリッタと、第１基準光ビームの振幅および位相を調節するように構成された第１光プロセッサと、遅延およびパワー・スペクトル密度を調節し、第２基準光ビームを周波数変調するように構成された第２光プロセッサと、画素を含み(comprise)、散乱ビーム、反射ビーム、調節第１光基準ビーム、および調節第２基準光ビームを受光するように構成された撮像センサと、少なくとも１つの入力／出力デバイスとを含む。

【0076】

[0091] 例１５は、例１４のシステムであって、更に、（ａ）グレア抑制および測距システムに結合された少なくとも１つのセンサ、（ｂ）グレア抑制および測距システムに結合された時間、位置、およびベクトル速度検出システム、ならびに（ｃ）グレア抑制および測距システムに結合された通信システムの内少なくとも１つを含む。

【0077】

[0092] 例１６は、例１４～１５のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、更に、光源光ビームの遅延を調節するように構成された第３光プロセッサを含む。
[0093] 例１７は、例１４～１６のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、 処理システムが、更に、メモリと、メモリに結合されたプロセッサとを含む。

【0078】

[0094] 例１８は、例１４～１７のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、メモリが、距離判定および撮像システムと、グレア抑制システムとを含む。
[0095] 例１９は、例１４～１８のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、第１光変調器が、処理システムに結合された第１振幅変調器と、振幅変調器および処理システムに結合された第１位相変調器とを含む。

【0079】

[0096] 例２０は、例１４～１９のいずれかのグレア抑制および測距システムであって、第２光変調器が、第１可変光遅延線と、第１光遅延線に結合された第２振幅変調器と、第２振幅変調器に結合された第２位相変調器と、第２振幅変調器に結合された第２信号生成器と、第２位相変調器および処理システムに結合された第３信号生成器とを含む。

【0080】

[0097] 本明細書では、具体的な実施形態について例示および説明したが、同じ目的を達成すると考えられる任意の構成(arrangement)を、図示した具体的な実施形態の代わりに使用してもよいことは、当業者には認められよう。したがって、本発明は、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることを意図しているのは明らかである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】