特許 7421817 ライダーセンサ装置およびレーザー信号の送出方法

(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】2024-01-17

(45)【発行日】2024-01-25

(54)【発明の名称】ライダーセンサ装置およびレーザー信号の送出方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/484 20060101AFI20240118BHJP

   H04L 27/26 20060101ALN20240118BHJP

   G01S 7/495 20060101ALN20240118BHJP

【ＦＩ】

G01S7/484

H04L27/26 310

G01S7/495

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021575478

(86)(22)【出願日】2020-12-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-27

(86)【国際出願番号】 KR2020019382

(87)【国際公開番号】W WO2022145534

(87)【国際公開日】2022-07-07

【審査請求日】2021-12-17

(31)【優先権主張番号】10-2020-0187140

(32)【優先日】2020-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513062881

【氏名又は名称】リサーチ コーポレーション ファウンデーション オブ ヨンナム ユニバーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】100137095

【弁理士】

【氏名又は名称】江部 武史

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】オム， ジョン スク

(72)【発明者】

【氏名】キム， グン ズン

(72)【発明者】

【氏名】パク， ヨン ワン

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５７９２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１３００２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２７８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０８４５４７４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開平０６－０７５０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４９３９４３９（ＵＳ，Ａ）

【文献】ZHOU, J. 外３名，“An improved scheme for Flip-OFDM based on Hartley transform in short-range IM/DD systems”，OPTICS EXPRESS，2014年08月，Volume 22, Number 17，Pages 20748-20756 ，<DOI: 10.1364/OE.22.020748>

【文献】FLOREA, Catalin 外２名，“Broadband beam steering using chalcogenide-based Risley prisms”，OPTICAL ENGINEERING，2011年03月01日，Volume 50, Number 3，Article 033001, 5 Pages，<URL: https://doi.org/10.1117/1.3551503 >

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － Ｇ０１Ｓ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ － Ｇ０１Ｓ １７／９５

Ｈ０４Ｂ １０／００ － Ｈ０４Ｂ １０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００ － Ｈ０４Ｊ １４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光識別データを生成するデータ生成部と、
前記光識別データについてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を行い、前記光識別データについての複数の変調信号を生成し、前記複数の変調信号のそれぞれに対応し、異なる周波数を有する複数のレーザー信号を生成する光変調部と、
前記複数のレーザー信号のそれぞれを周波数に応じて異なる測定地点に同時に送出した後、前記複数のレーザー信号の送出方向を変更する送出部と、を含み、
前記光識別データは、前記送出方向が変更されることによって任意に生成される第１識別データと、前記送出方向の変更とは無関係に保持される第２識別データと、を含み、
前記複数の変調信号は、前記複数のレーザー信号の前記送出方向を変更するために要求される時間以上の長さを有するゼロパディング（Ｚｅｒｏ Ｐａｄｄｉｎｇ）区間を含むライダーセンサ装置。

【請求項2】

前記光変調部は、Ｓ（このとき、Ｓは、Ｓ＞２の自然数）個の可用副搬送波周波数のうち、Ｎ（このとき、Ｎは、０＜Ｎ＜Ｓの自然数）個の副搬送波周波数を任意選択し、前記光識別データについて前記Ｎ個の副搬送波周波数のそれぞれに対応するＮ個の副搬送波信号を用いたＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号のそれぞれを生成する請求項１に記載のライダーセンサ装置。

【請求項3】

前記光変調部は、前記光識別データについてＦＨＴ（Ｆａｓｔ Ｈａｒｔｌｅｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）ベースのフリップ－ＯＦＤＭ（Ｆｌｉｐ－ＯＦＤＭ）変調を行い、前記複数の変調信号を生成する請求項１に記載のライダーセンサ装置。

【請求項4】

前記送出部は、前記複数のレーザー信号を結合する光カプラと、
前記光カプラによって結合された前記複数のレーザー信号が入射され、前記複数のレーザー信号を周波数に応じて異なる角度で屈折させて送出するリスレープリズム（Ｒｉｓｌｅｙ Ｐｒｉｓｍ）を含む請求項１に記載のライダーセンサ装置。

【請求項5】

前記送出部は、前記リスレープリズムの中心軸を回転軸として用いた前記リスレープリズムの回転角および前記中心軸の方向のうち、少なくとも１つを変更して前記複数のレーザー信号の前記送出方向を変更する請求項４に記載のライダーセンサ装置。

【請求項6】

前記データ生成部は、前記送出方向が変更された場合に、新しい光識別データを生成する請求項５に記載のライダーセンサ装置。

【請求項7】

前記データ生成部は、前記光識別データを暗号化し、
前記光変調部は、暗号化された前記光識別データについて前記ＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号を生成する請求項１に記載のライダーセンサ装置。

【請求項8】

（ａ）光識別データを生成するステップと、
（ｂ）前記光識別データについてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を行い、前記光識別データについての複数の変調信号を生成するステップと、
（ｃ）前記複数の変調信号のそれぞれに対応し、異なる周波数を有する複数のレーザー信号を生成するステップと、
（ｄ）前記複数のレーザー信号のそれぞれを周波数に応じて異なる測定地点に同時に送出するステップと、
（ｅ）前記複数のレーザー信号の送出方向を変更するステップと、を含み、
前記光識別データは、前記送出方向が変更されることによって任意に生成される第１識別データと、前記送出方向の変更とは無関係に保持される第２識別データと、を含み、
前記複数の変調信号は、前記複数のレーザー信号の前記送出方向を変更するために要求される時間以上の長さを有するゼロパディング（Ｚｅｒｏ Ｐａｄｄｉｎｇ）区間を含むレーザー信号の送出方法。

【請求項9】

前記（ｂ）ステップは、Ｓ（このとき、Ｓは、Ｓ＞２の自然数）個の可用副搬送波周波数のうち、Ｎ（このとき、Ｎは、０＜Ｎ＜Ｓの自然数）個の副搬送波周波数を任意選択し、前記光識別データについて前記Ｎ個の副搬送波周波数のそれぞれに対応するＮ個の副搬送波信号を用いたＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号のそれぞれを生成する請求項８に記載のレーザー信号の送出方法。

【請求項10】

前記（ｂ）ステップは、前記光識別データについてＦＨＴ（Ｆａｓｔ Ｈａｒｔｌｅｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）ベースのフリップ－ＯＦＤＭ（Ｆｌｉｐ－ＯＦＤＭ）変調を行い、前記複数の変調信号を生成する請求項８に記載のレーザー信号の送出方法。

【請求項11】

前記（ｄ）ステップは、光カプラを用いて前記複数のレーザー信号を結合するステップと、
リスレープリズムを用いて、前記光カプラによって結合された前記複数のレーザー信号を周波数に応じて異なる角度で屈折させて送出するステップと、を含む請求項８に記載のレーザー信号の送出方法。

【請求項12】

前記（ｄ）ステップの後の前記（ｅ）ステップにおいて、
前記リスレープリズムの中心軸を回転軸として用いた前記リスレープリズムの回転角および前記中心軸の方向のうち、少なくとも１つを変更して前記複数のレーザー信号の前記送出方向を変更する請求項１１に記載のレーザー信号の送出方法。

【請求項13】

前記送出方向が変更された場合に、前記新しい光識別データを生成するステップをさらに含み、
前記新しい光識別データについて前記（ｂ）ステップないし前記（ｄ）ステップを行う請求項１２に記載のレーザー信号の送出方法。

【請求項14】

前記（ａ）ステップは、前記光識別データを暗号化するステップを含み、
前記（ｂ）ステップは、暗号化された前記光識別データについて前記ＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号を生成する請求項８に記載のレーザー信号の送出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示される実施形態は、ライダーセンサ技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ライダーセンサは、３次元距離画像情報を提供し、自律走行車、自律歩行ロボット、自律飛行ドローンなどの多くの未来型モビリティシステムで周辺環境を認識するための必須センサとして使用される。

【0003】

ライダーセンサは、距離測定を望む地点にレーザー信号を送出した後、定められた強度以上のレーザー信号が検出されるかどうかを判断する。定められた強度以上のレーザー信号が検出された場合、ライダーセンサは、レーザー信号を送出した時点とレーザー信号が検出された時点との差に基づいてレーザー信号の飛行時間（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ、ＴｏＦ）を算出した後、これを距離に換算する。

【0004】

このとき、ライダーセンサは、受信したレーザー信号の強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）や周波数のみを把握できため、受信したレーザー信号が、自分が送ったものか他のライダーが送ったものかを区別できない。これにより、周波数のレーザー信号を使用する他のライダーセンサから送出されたレーザー信号が受信され、相互干渉現象が発生し得る。また、悪意のある第３者がこの相互干渉現象を用いてライダーセンサの誤動作を誘発させる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

開示される実施形態は、ライダーセンサ装置およびレーザー信号の送出方法を提供するためのものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係るライダーセンサ装置は、光識別データを生成するデータ生成部と、前記光識別データについてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を行って前記光識別データについての複数の変調信号を生成し、前記複数の変調信号のそれぞれに対応し、異なる周波数を有する複数のレーザー信号を生成する光変調部と、複数のレーザー信号のそれぞれを周波数に応じて異なる測定地点に同時に送出する送出部と、を含む。

【0007】

前記光変調部は、Ｓ（このとき、Ｓは、Ｓ＞２の自然数）個の可用副搬送波周波数のうち、Ｎ（このとき、Ｎは、０＜Ｎ＜Ｓの自然数）個の副搬送波周波数を任意選択し、前記光識別データについて前記Ｎ個の副搬送波周波数のそれぞれに対応するＮ個の副搬送波信号を用いるＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号のそれぞれを生成できる。

【0008】

前記光変調部は、前記光識別データについてＦＨＴ（Ｆａｓｔ Ｈａｒｔｌｅｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）ベースのフリップ－ＯＦＤＭ（Ｆｌｉｐ－ＯＦＤＭ）変調を行い、複数の変調信号を生成できる。

【0009】

前記複数の変調信号は、前記複数のレーザー信号の送出方向を変更するために要求される時間以上の長さを有するゼロパディング（Ｚｅｒｏ Ｐａｄｄｉｎｇ）区間を含み得る。

【0010】

前記送出部は、前記複数のレーザー信号を結合する光カプラと、前記光カプラによって結合された前記複数のレーザー信号が入射され、前記複数のレーザー信号を周波数に応じて異なる角度で屈折させて送出するリスレープリズム（Ｒｉｓｌｅｙ Ｐｒｉｓｍ）を含み得る。

【0011】

前記送出部は、前記リスレープリズムの中心軸を回転軸として用いた前記リスレープリズムの回転角および前記中心軸の方向のうち、少なくとも１つを変更して前記複数のレーザー信号の送出方向を変更できる。

【0012】

前記データ生成部は、前記送出方向が変更された場合に、新しい光識別データを生成できる。

【0013】

前記光識別データは、前記送出方向が変更されるにつれて任意に生成される第１識別データを含み得る。

【0014】

前記光識別データは、前記送出方向の変更とは無関係に維持される第２識別データをさらに含み得る。

【0015】

前記データ生成部は、前記光識別データを暗号化し、前記光変調部は、暗号化された前記光識別データについて前記ＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号を生成できる。

【0016】

一実施形態に係るレーザー信号の送出方法は、（ａ）光識別データを生成するステップと、（ｂ）前記光識別データについてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を行い、前記光識別データについての複数の変調信号を生成するステップと、（ｃ）前記複数の変調信号のそれぞれに対応し、異なる周波数を有する複数のレーザー信号を生成するステップと、（ｄ）前記複数のレーザー信号のそれぞれを周波数に応じて異なる測定地点に同時に送出するステップと、を含む。

【0017】

前記（ｂ）ステップは、Ｓ（このとき、Ｓは、Ｓ＞２の自然数）個の可用副搬送波周波数のうち、Ｎ（このとき、Ｎは、０＜Ｎ＜Ｓの自然数）個の副搬送波周波数を任意選択し、前記光識別データについて前記Ｎ個の副搬送波周波数のそれぞれに対応するＮ個の副搬送波信号を用いるＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号のそれぞれを生成できる。

【0018】

前記（ｂ）ステップは、前記光識別データについてＦＨＴ（Ｆａｓｔ Ｈａｒｔｌｅｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）ベースのフリップ－ＯＦＤＭ（Ｆｌｉｐ－ＯＦＤＭ）変調を行い、前記複数の変調信号を生成できる。

【0019】

前記複数の変調信号は、前記複数のレーザー信号の送出方向を変更するために要求される時間以上の長さを有するゼロパディング（Ｚｅｒｏ Ｐａｄｄｉｎｇ）区間を含み得る。

【0020】

前記（ｄ）ステップは、光カプラを用いて前記複数のレーザー信号を結合するステップと、リスレープリズム（Ｒｉｓｌｅｙ Ｐｒｉｓｍ）を用いて前記光カプラによって結合された前記複数のレーザー信号を周波数に応じて異なる角度で屈折させて送出するステップと、を含み得る。

【0021】

前記レーザー信号の送出方法は、前記（ｄ）ステップの後に、（ｅ）前記リスレープリズムの中心軸を回転軸として用いた前記リスレープリズムの回転角および前記中心軸の方向のうち、少なくとも１つを変更して前記複数のレーザー信号の送出方向を変更するステップをさらに含み得る。

【0022】

前記レーザー信号の送出方法は、前記送出方向が変更された場合に、前記新しい光識別データを生成するステップをさらに含み、前記新しい光識別データについて前記（ｂ）ステップないし前記（ｄ）ステップを行い得る。

【0023】

前記光識別データは、前記送出方向が変更されるにつれて任意に生成される第１識別データを含み得る。

【0024】

前記光識別データは、前記送出方向の変更とは無関係に維持される第２識別データをさらに含み得る。

【0025】

前記（ａ）ステップは、前記光識別データを暗号化するステップを含み、前記（ｂ）ステップは、暗号化された前記光識別データについて前記ＯＦＤＭ変調を行い、前記複数の変調信号を生成できる。

【発明の効果】

【0026】

開示される実施形態によると、ＯＦＤＭ変調によって光識別データを変調して複数の変調信号を生成した後、生成された各変調信号を異なる周波数を有するレーザー信号に変換し、それぞれ異なる測定方向に同時送出できるため、同時に送出されるレーザー信号または他のライダーセンサ装置によって送出されるレーザー信号の間の相互干渉現象を防止できる。

【0027】

また、レーザー信号の送出方向が変更されるにつれて光識別データが変更されるため、送出されたレーザー信号が反射されて受信される反射信号に含まれた光識別データを用いて、受信された反射信号に対応するレーザー信号の送出方向を特定できる。これにより、送出されたレーザー信号についての反射信号の受信の有無に関わらず、送出方向を変更してレーザー信号を送出できるため、距離測定のためのレイテンシを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】一実施形態に係るライダー（ＬＩＤＡＲ、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサ装置の構成図。

【0029】

【図2】一実施形態に係る光変調部および送出部の詳細構成を示す図面。

【0030】

【図3】一実施形態に係る複数のＯＦＤＭエンコーダのそれぞれによって行われる変調過程を示す図面。

【0031】

【図4】一実施形態に係る送出部によって同時送出されるレーザー信号を説明するための図面。

【0032】

【図5】一実施形態に係る送出方向の変更を説明するための図面。

【図6】一実施形態に係る送出方向の変更を説明するための図面。

【0033】

【図7】一実施形態に係るレーザー信号の送出方法のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。以下の詳細な説明は、本明細書における記述された方法、装置および／またはシステムについての包括的な理解を助けるために提供される。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。

【0035】

本発明の実施形態を説明するにおいて、本発明に係る公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述される用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語として、これは使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は、本明細書の全般にわたる内容に基づいてなされるべきである。詳細な説明で使用される用語は、単に本発明の実施形態を記述するためのものであり、決して限定的ではならない。明確に他に使用されない限り、単数形態の表現は、複数形態の意味を含む。本説明において、「含み」または「備え」のような表現は、ある特性、数字、ステップ、動作、要素、これらの一部または組み合せを示すためのものであり、記述されたもの以外に１つまたはその以上の他の特性、数字、ステップ、動作、要素、これらの一部または組み合せの存在または可能性を排除するように解釈されてはならない。

【0036】

図１は、一実施形態に係るライダー（ＬＩＤＡＲ、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサ装置の構成図である。

【0037】

図１を参照すると、一実施形態に係るライダーセンサ装置１００は、データ生成部１１０、光変調部１２０、光カプラ１３０、および送出部１４０を含む。

【0038】

一実施形態に係るライダーセンサ装置１００は、送出方向を変更しながら複数のレーザー信号をそれぞれ異なる測定地点に同時送出し、同時送出された複数のレーザー信号のそれぞれが物体に反射して戻ってくる信号を用いて周辺環境を把握するための装置である。

【0039】

データ生成部１１０は、光識別データを生成する。

【0040】

光識別データは、ライダーセンサ装置１００によって特定の送出方向を基準に異なる測定地点に向かって同時送出された複数のレーザー信号を、ライダーセンサ装置１００によって他の送出方向を基準に送出されたレーザー信号または他のライダーセンサ装置によって送出されたレーザー信号と区別するためのデータであり得る。

【0041】

具体的に、一実施形態によると、光識別データは、異なる測定地点に向かって同時送出される複数のレーザー信号の送出方向が変更されるにつれて任意に生成される第１識別データを含み得る。すなわち、データ生成部１１０は、同時送出される複数のレーザー信号の送出方向が変更されるたびに、任意の第１識別データを生成できる。

【0042】

一方、一実施形態によると、光識別データは、同時送出される複数のレーザー信号の測定方向とは無関係に一定に維持される第２識別データをさらに含み得る。このとき、第２識別データは、例えば、ライダーセンサ装置１００がレーザー信号を用いたスキャン（Ｓｃａｎ）動作を開始する時点で任意に生成され、スキャン動作が終了するまで変更されないデータであり得る。他の例として、第２識別データは、ライダーセンサ装置１００の装置識別情報のようにライダーセンサ装置１００に予めに割り当てられて変更されないデータであり得る。

【0043】

一実施形態によると、データ生成部１１０は、光識別データを生成した後、生成された光識別データを暗号化することができる。具体的に、データ生成部１１０は、例えば、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）アルゴリズム、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）アルゴリズムのような対称キーベースの暗号アルゴリズムを用いて光識別データを暗号化することができる。

【0044】

光変調部１２０は、データ生成部１１０で生成された光識別データについてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を行い、光識別データについての複数の変調信号を生成する。このとき、一実施形態によると、データ生成部１１０によって光識別データが暗号化された場合、変調のために用いられる光識別データは、データ生成部１１０によって暗号化された光識別データであり得る。

【0045】

一方、光変調部１２０によって生成される複数の変調信号は、それぞれ異なる副搬送波集合を用いて生成できる。

【0046】

具体的に、光変調部１２０は、予め設定されたＳ（このとき、Ｓは、Ｓ＞２の自然数）個の可用副搬送波（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）周波数のうち、Ｎ（このとき、Ｎは、０＜Ｎ＜Ｓの自然数）個の副搬送波周波数を任意選択し、任意選択されたＮ個の副搬送波周波数のそれぞれに対応するＮ個の副搬送波信号を用いて光識別データについてのＯＦＤＭ変調を行い、光識別データについての複数の変調信号のそれぞれを生成できる。このとき、各変調信号を生成するために任意に選択されるＮ個の副搬送波周波数は、各変調信号ごとに異なり得る。

【0047】

例えば、１０２４個の可用副搬送波周波数のうち、任意選択された３２個の副搬送波周波数を用いて光識別データについて２つの変調信号を生成するものと仮定すると、光変調部１２０は、可用副搬送波周波数のうち、３２個の副搬送波周波数を任意選択して光識別データについてのＯＦＤＭ変調を行うことによって、光識別データについての１つの変調信号を生成できる。また、光変調部１２０は、可用副搬送波周波数のうち、３２個の副搬送波周波数を任意選択して光識別データについてのＯＦＤＭ変調を行うことによって、光識別データについての残りの１つの変調信号を生成できる。

【0048】

一方、光変調部１２０は、光識別データについての複数の変調信号を生成した後、生成した複数の変調信号のそれぞれに対応し、異なる周波数を有する複数のレーザー信号を生成する。

【0049】

具体的に、光変調部１２０は、生成した複数の変調信号をそれぞれ異なる周波数を有するレーザー信号に変換できる。例えば、光識別データについて生成した変調信号の数が３つの場合、光変調部１２０は、各変調信号に対応する３つのレーザー信号を生成し、生成された３つのレーザー信号は、それぞれ異なる周波数を有し得る。

【0050】

送出部１３０は、光変調部１２０によって生成された複数のレーザー信号のそれぞれを周波数に応じて異なる測定地点に同時に送出する。

【0051】

図２は、一実施形態に係る光変調部１２０および送出部１３０の詳細構成を示す図面である。

【0052】

図２を参照すると、一実施形態に係る光変調部１２０は、それぞれ入力される光識別データｄｋについてのＯＦＤＭシンボルを生成する複数のＯＦＤＭエンコーダ１２１、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１によって生成されたＯＦＤＭシンボルをアナログ信号に変換するＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）コンバータ１２２、各Ｄ／Ａコンバータ１２２によって変換されたアナログ信号について強度変調（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行う複数の強度変調部１２３および複数の強度変調部１２３のうち、対応する強度変調部によって変調された信号の入力を受けてレーザー信号を生成するが、それぞれ異なる周波数を有するレーザー信号を生成する複数のレーザダイオード１２４を含み得る。

【0053】

一実施形態によると、複数のＯＦＤＭエンコーダ１２１は、それぞれ光識別データについてＦＨＴ（Ｆａｓｔ Ｈａｒｔｌｅｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）ベースのフリップ－ＯＦＤＭ（Ｆｌｉｐ－ＯＦＤＭ）変調を行い得る。

【0054】

具体的に、図３は、一実施形態に係る複数のＯＦＤＭエンコーダ１２１のそれぞれによって行われる変調過程を示す図面である。

【0055】

図３を参照すると、まず、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、直－並列変換３１０によって光識別データｄｋを並列データに変換した後、変調のために用いる副搬送波の数に応じて光識別データを複数のブロックに分割できる。例えば、光識別データの大きさが２５６ビットであり、副搬送波の数が３２個（すなわち、Ｎ＝３２）である場合、並列データに変換された光識別データは、８ビット大きさの３２個のブロックに分割できる。

【0056】

その後、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、分割された各ブロックについてＭ－ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）３２０を用いた変調を行い、分割された各ブロックについてのＭ個のＰＡＭシンボルを生成できる。このとき、Ｍは、分割された各ブロックの大きさに応じて変動でき、例えば、ブロックの大きさが８ビットの場合、Ｍは、４（すなわち、４－ＰＡＭ）であり得る。

【0057】

その後、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、各ブロックについて生成されたＰＡＭシンボルを周波数が異なるＮ個の副搬送波に順次にマッピング３３０した後、ＩＤＨＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｈａｒｔｌｅｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）３４０を行い、Ｎ個の時間領域シンボルを生成できる。このとき、Ｎ個の副搬送波のそれぞれの周波数は、予め設定されたＳ個の可用副搬送波周波数の中から任意に選択され得る。

【0058】

その後、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、ＩＤＨＴ３４０を介して生成されたＮ個の時間領域シンボルについてフリップ（Ｆｌｉｐ）３５０を行う。具体的に、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、０番目のシンボルからＮ／２－１番目のシンボルのうち、負数部分を０に変換し、Ｎ／２番目からＮ－１番目のシンボルのうち、正数部分を０に変換し、負数部分を絶対値に変換することによって、フリップ３５０を行い得る。

【0059】

その後、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、フリップ３５０が行われたＮ個の時間領域シンボルについて並－直列変換３６０を行った後、順次に連結して１つのシンボルストリームを生成できる。

【0060】

その後、各ＯＦＤＭエンコーダ１２１は、ゼロパディング（Ｚｅｒｏ Ｐａｄｄｉｎｇ、ＺＰ）３７０を行い、シンボルストリームの後部にゼロ値からなるゼロパディング区間を追加し得る。

【0061】

このとき、一実施形態によると、ゼロパディング区間は、異なる測定地点に向かって同時送出される複数のレーザー信号の送出方向を変更するために要求される時間以上の長さを有し得る。

【0062】

再度図２を参照すると、送出部１３０は、光カプラ１３１およびリスレープリズム（Ｒｉｓｌｅｙ Ｐｒｉｓｍ）１３２を含み得る。

【0063】

光カプラ１３１は、各レーザダイオード１２４で生成されたレーザー信号を結合してリスレープリズム１３２に出力し得る。また、リスレープリズム１３２は、光カプラ１３１によって結合されて出力される複数のレーザー信号のそれぞれを周波数に応じて異なる角度で屈折させて出射し得る。

【0064】

したがって、同じ光識別データについての異なる周波数を有する複数のレーザー信号が異なる測定地点に向かって同時に送出され得る。

【0065】

具体的に、図４は、一実施形態に係る送出部１３０によって同時送出されるレーザー信号を説明するための図面である。

【0066】

図４に示された例においては、光変調部１２０によって同じ光識別データについての周波数が異なる５つのレーザー信号が生成されたものと仮定する。

【0067】

図４に示された例のように、リスレープリズム４１０は、中心軸Ａ上に一列に配置されて中心軸Ａを中心に回転する複数のウェッジプリズム（Ｗｅｄｇｅ Ｐｒｉｓｍ）４１１、４１２、４１３で構成される。

【0068】

一方、光カプラ１３１によって結合されて出力される複数のレーザー信号４２０は、光ケーブルを介してリスレープリズム４１０の中心軸Ａに沿ってリスレープリズム４１０に入射される。

【0069】

その後、リスレープリズム４１０に入射した複数のレーザー信号４２０は、それぞれの周波数に応じて異なる角度で屈折して送出される。すなわち、リスレープリズム４１０から送出される５つのレーザー信号４２１、４２２、４２３、４２４、４２５は、それぞれリスレープリズム４１０の中心軸Ａを基準とした送出角度が異なり、周波数も異なる。

【0070】

一方、一実施形態によると、送出部１３０は、同じ光識別データから生成された複数のレーザー信号をそれぞれ異なる測定地点に同時送出した後に、送出方向を変更できる。このとき、送出方向の変更は、リスレープリズム４１０の中心軸Ａを回転軸としたリスレープリズムの回転角およびリスレープリズム４１０の中心軸Ａの方向のうち、少なくとも１つを変更することによって行われ得る。

【0071】

具体的に、図５および図６は、一実施形態に係る送出方向の変更を説明するための図面である。

【0072】

図５に示された例のように、送出部１３０は、リスレープリズム４１０の中心軸Ａを回転軸として、リスレープリズム４１０を既設定された大きさだけ回転させることによって、リスレープリズム４１０を介して異なる測定地点に同時送出される複数のレーザー信号の送出方向を変更できる。

【0073】

また、図６に示された例のように、送出部１３０は、３次元空間上におけるリスレープリズム４１０の中心軸Ａの角度φおよびθのうち、少なくとも１つを既設定された大きさだけ変更することによって、３次元空間上における中心軸Ａの方向を変更でき、これにより、リスレープリズム４１０を介して異なる測定地点に同時送出される複数のレーザー信号の送出方向を変更できる。

【0074】

一方、送出部１３０によって同時送出される複数のレーザー信号の送出方向が変更された場合、データ生成部１１０は、新しい光識別データを生成できる。

【0075】

図７は、一実施形態に係るレーザー信号の送出方法のフローチャートである。

【0076】

図７に示された方法は、例えば、図１に示されたライダーセンサ装置１００によって行い得る。

【0077】

図７を参照すると、ライダーセンサ装置１００は、まず、光識別データを生成する（ステップ７１０）。

【0078】

このとき、一実施形態によると、光識別データは、同時送出される複数のレーザー信号の送出方向が変更されるにつれて任意に生成される第１識別データを含み得る。

【0079】

また、一実施形態によると、光識別データは、同時送出される複数のレーザー信号の送出方向の変更とは無関係に維持される第２識別データをさらに含み得る。

【0080】

その後、ライダーセンサ装置１００は、生成された光識別データについてＯＦＤＭ変調を行い、複数の変調信号を生成する（ステップ７２０）。

【0081】

このとき、一実施形態によると、ライダーセンサ装置１００は、Ｓ（このとき、Ｓは、Ｓ＞２の自然数）個の可用副搬送波周波数のうち、Ｎ（このとき、Ｎは、０＜Ｎ＜Ｓの自然数）個の副搬送波周波数を任意選択し、光識別データについてＮ個の副搬送波周波数のそれぞれに対応するＮ個の副搬送波信号を用いたＯＦＤＭ変調を行い、光識別データについての複数の変調信号のそれぞれを生成できる。

【0082】

また、一実施形態によると、光識別データについて行われるＯＦＤＭ変調は、ＦＨＴベースのフリップ－ＯＦＤＭ変調であり得る。

【0083】

また、一実施形態によると、複数の変調信号は、それぞれ同時送出される複数のレーザー信号の送出方向を変更するために要求される時間以上の長さを有するゼロパディング区間を含み得る。

【0084】

その後、ライダーセンサ装置１００は、生成された複数の変調信号をそれぞれ異なる周波数を有する複数のレーザー信号に変換する（ステップ７３０）。

【0085】

このとき、一実施形態によると、ライダーセンサ装置１００は、それぞれ異なる周波数を有するレーザー信号を生成する複数のレーザダイオード１２４を用いて複数の変調信号のそれぞれを異なる周波数を有するレーザー信号に変換できる。

【0086】

その後、ライダーセンサ装置１００は、変換された複数のレーザー信号を周波数に応じて異なる測定地点に同時に送出する（ステップ７４０）。

【0087】

具体的に、一実施形態によると、ライダーセンサ装置１００は、光カプラ１３１を用いて複数のレーザー信号を結合し得る。また、ライダーセンサ装置１００は、リスレープリズム１３２を用いて光カプラ１３１で結合して出力される複数のレーザー信号を周波数に応じて異なる角度で屈折させて送出できる。

【0088】

その後、ライダーセンサ装置１００は、スキャンが終了したかどうかを判断し（ステップ７５０）、終了していない場合は、送出方向を変更した後（ステップ７６０）、スキャンが終了するまで７１０ないし７６０のステップを繰り返して行う。

【0089】

このとき、一実施形態によると、送出方向の変更は、リスレープリズム１３２の中心軸を回転軸として用いたリスレープリズム１３２の回転角およびリスレープリズム１３２の中心軸の方向のうち、少なくともいずれかを変更することによって行われ得る。

【0090】

以上、代表的な実施形態により、本発明について具体的に説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、前述した実施形態について本発明の範疇から逸脱しない範囲内で様々な変形が可能であることを理解するであろう。したがって、本発明の権利の範囲は、説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】