▶ ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス インク．の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-25
(54)【発明の名称】マルチファセット偏向器を含むＬＩＤＡＲシステム
(51)【国際特許分類】
G01S 7/481 20060101AFI20220118BHJP
G01S 17/931 20200101ALI20220118BHJP
B60W 40/06 20120101ALI20220118BHJP
B60W 40/04 20060101ALI20220118BHJP
【ＦＩ】
G01S7/481 A
G01S17/931
B60W40/06
B60W40/04
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021538997
(86)(22)【出願日】2019-12-31
(85)【翻訳文提出日】2021-08-30
(86)【国際出願番号】 US2019069151
(87)【国際公開番号】W WO2020142553
(87)【国際公開日】2020-07-09
(31)【優先権主張番号】62/788,415
(32)【優先日】2019-01-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519174791
【氏名又は名称】ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110002789
【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰＸ
(72)【発明者】
【氏名】ギャロウェイ，ライアン ムーア
(72)【発明者】
【氏名】アンガス，エドワード ジョーゼフ
(72)【発明者】
【氏名】バーバー，ゼブ ウィリアム
【テーマコード（参考）】
3D241
5J084
【Ｆターム（参考）】
3D241BA41
3D241BA50
3D241BA63
3D241DC01Z
3D241DC33Z
3D241DC41Z
5J084AA05
5J084AA07
5J084AA10
5J084AB20
5J084AC02
5J084BA03
5J084BA38
5J084BA50
5J084BA51
5J084BB14
5J084BB26
5J084BB28
5J084BB40
5J084CA03
5J084CA08
5J084CA09
5J084CA31
5J084DA01
5J084DA02
5J084DA04
5J084DA09
5J084EA05
5J084EA22
5J084FA01
(57)【要約】
ＬＩＤＡＲシステムは、モーターと、光学ビームを生成するように構成されたレーザー光源（Ｌａｓｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ）と、複数のファセット（Ｆａｃｅｔ）と、を含む偏向器を含み、前記複数のファセットのうちの第１ファセットは、ファセット法線方向（Ｆａｃｅｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有し、前記偏向器は、前記モーターに結合され、前記レーザー光源からの前記光学ビームを偏向させるために回転軸を中心に回転するように構成され、前記レーザー光源は、第１平面から第１入射角で前記偏向器に入射されるように前記光学ビームを指向するように構成され、前記第１平面は、回転軸を含み、前記第１入射角は、前記第１ファセットのためのファセット法線方向から離隔され、前記複数のファセットのうちの第２ファセットは、前記第１入射角で前記光学ビームを偏向した角度（Ｄｅｆｌｅｃｔｅｄ Ａｎｇｌｅ）に偏向させるように構成された光学素子を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モーターと、光学ビームを生成するように構成されたレーザー光源（Ｌａｓｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ）と、
複数のファセット（Ｆａｃｅｔ）を含む偏向器と、を含み、
前記複数のファセットのうちの第１ファセットは、ファセット法線方向（Ｆａｃｅｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有し、
前記偏向器は、前記モーターに結合され、前記レーザー光源からの前記光学ビームを偏向させるために回転軸を中心に回転するように構成され、
前記レーザー光源は、第１平面から第１入射角で前記偏向器に入射されるように、前記光学ビームを指向するように構成され、前記第１平面は、回転軸を含み、前記第１入射角は、前記第１ファセットに対する前記ファセット法線方向から離隔され、
前記複数のファセットのうちの第２ファセットは、前記第１入射角で前記光学ビームを偏向した角度（Ｄｅｆｌｅｃｔｅｄ Ａｎｇｌｅ）に偏向させるように構成された光学素子を含むＬＩＤＡＲシステム。
【請求項2】
前記光学素子は、前記第１ファセット上の各ルーリング（Ｒｕｌｉｎｇ）に対する前記第１入射角の半分と同じであるか、またはほぼ同じファセットルーリング法線方向（Ｆａｃｅｔ Ｒｕｌｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有する請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項3】
前記偏向した角度は、前記ファセット法線方向の１０度以内である請求項２に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項4】
前記偏向器の第１ファセットで前記光学ビームについてのアタック角度（Ａｔｔａｃｋ Ａｎｇｌｅ）を変更するように構成されたステッピングモーター（Ｓｔｅｐｐｉｎｇ Ｍｏｔｏｒ）をさらに含む請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項5】
前記偏向器の第１ファセットは、個々の光学素子（Ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を含み、前記光学素子および前記個別光学素子は、間隔を含み、前記光学素子の間隔は、前記個別光学素子の間隔と異なる請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項6】
前記偏向器の第２ファセットは、第２光学素子を含み、前記第２光学素子は、前記第１入射角で前記光学ビームを前記偏向した角度と異なる第２偏向角度に偏向させるように構成される請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項7】
前記偏向器の各ファセットは、前記回転軸に垂直な法線方向を有し、前記光学素子は、反射ブレーズド回折格子（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｂｌａｚｅｄ Ｇｒａｔｉｎｇ）である請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項8】
前記回転軸に垂直な前記偏向器の断面は、ポリゴン（Ｐｏｌｙｇｏｎａｌ）形状を有する請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項9】
前記光学素子の断面は、三角形または鋸歯形状である請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項10】
前記レーザー光源は、複数の光学ビームの光源であり、前記複数の光学ビームが複数の異なる入射角で前記回転軸に近づくように構成される請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項11】
前記複数の異なる入射角は、前記第１入射角の４０度以内である請求項１０に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項12】
前記回転軸に垂直な前記偏向器の断面は、０．５ｃｍないし５．０ｃｍ範囲の最大直径を有する請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項13】
前記偏向した角度は、前記ファセット法線方向に対して水平またはほぼ水平である請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項14】
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲシステムを含む自律走行車の制御システム。
【請求項15】
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲシステムを含む自律走行車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願についての相互参照
本出願は、全開示の内容が本明細書に参照として含まれる２０１９年１月４日に出願した米国臨時出願番号第６２／７８８、４１５号についての優先権およびその利益を主張する。
本出願は、全開示の内容が本明細書に参照として含まれる２０１９年１月４日に出願した米国臨時出願番号第６２／７８８、４１５号についての優先権およびその利益を主張する。
【背景技術】
【0002】
光学検出および距離測定（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）のための多くの場合ニーモニック（Ｍｎｅｍｏｎｉｃ）のライダー（ＬＩＤＡＲ）と呼ばれ、時々レーザーレーダー（Ｒａｄｉｏ－Ｗａｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）とも呼ばれるレーザーを用いた光学距離検出は、高度測定から、イメージング、衝突回避に至るまで様々な応用のために使用される。ＬＩＤＡＲは、ＲＡＤＡＲのような従来のマイクロ波距離測定システム（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）よりも小さいビームサイズでより微細なスケールの距離解像度（Ｒａｎｇｅ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を提供する。距離の光学検出は、光パルスのオブジェクトまでの往復移動時間に基づく直接距離測定を含み、送信されたチャープ（Ｃｈｉｒｐ）光信号とオブジェクトから散乱してリターンされた信号との間の周波数差に基づくチャープ検出を含み、自然信号から区別可能な一連の単一周波数位相変化に基づいて位相エンコーディング検出（Ｐｈａｓｅ－Ｅｎｃｏｄｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を含むいくつかの他の技術で行われ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本明細書は、光学スキャニングシステムに関するものであって、より具体的には、マルチファセット偏向器を使用する光学スキャニングシステムに関する。本明細書の態様は、一般的に光学分野における光検出および距離測定（ライダー）に関するものであり、より具体的には、車両の作動をサポートするためにコヒーレントＬＩＤＡＲのスキャニングのためのマルチファセット偏向器のためのシステムおよび方法に関する。
【0004】
本明細書に開示された実施例は、車両の作動をサポートするためにコヒーレントＬＩＤＡＲのスキャニングのためのマルチファセット偏向器用システムに関する。一部の実施例において、ＬＩＤＡＲシステムは、モーターを含む。一部の実施例において、ＬＩＤＡＲシステムは、光学ビームを生成するように構成された光源を含む。一部の実施例において、ＬＩＤＡＲシステムは、複数のファセットを含む偏向器を含む。一部の実施例において、複数のファセットのうちの第１ファセットは、ファセット法線方向を有する。一部の実施例において、偏向器は、モーターに結合され、レーザー光源から光学ビームを偏向させるために回転軸を中心に回転するように構成される。一部の実施例において、レーザー光源は、光学ビームが第１平面から第１入射角で偏向器上に入射されるように、光学ビームが指向するように構成される。第１平面は、回転軸を含む。第１入射角は、ファセット法線方向から離れている。一部の実施例において、システムは、第１入射角で光学ビームを偏向角度に偏向させるように構成された光学素子を含む複数のファセットのうち、第２ファセットを含む。
【0005】
一部の実施例において、光学素子は、ファセット上の各ルーリングに対する第１入射角の半分と同じ垂直方向をルーリングするファセットを有する反射ブレーズド回折格子である。一部の実施例において、光学ビームは、第１入射角の４０度以内の第１平面で異なる第２入射角で第１平面から偏向器上に入射される。一部の実施例において、偏向器の第２ファセットは、偏向器の少なくとも１つのファセットの光学素子の間隔とは異なる第２間隔を有する第２光学素子で覆われている。偏向器の第２ファセットが第２光学素子で覆われる一部の実施例において、第２光学素子は、第１入射角で光学ビームを偏向角度と異なる第２偏向角度に偏向させる。
【0006】
他の態様において、本明細書は、車両の作動をサポートするためにコヒーレントＬＩＤＡＲのスキャニングのための偏向器に関するものである。一部の実施例において、偏向器は、本体の軸に対して複数の外向きのファセットを有する本体を含む。一部の実施例において、複数の外向きのファセットのうち、１つのファセットは、ファセット法線方向を有する。一部の実施例において、複数の外向きのファセットのうち、前記１つのファセットは、０．８ミクロンないし１０ミクロンの距離にある作動波長の１０倍未満の間隔を有する光学素子で覆われている。
【0007】
さらに他の態様において、特徴および利点は、本明細書で説明された実施例を実行するために考慮される最上のモードを含む多数の特定の実施例および実施例を単に例示することによって、次の詳細な説明から容易に知ることができることは明らかである。他の実施例は、また、他の異なる特徴および利点を有し得、これらのいくつかの細部事項は、本明細書で説明された実施例の精神および範囲を逸脱することなく、様々な明らかな側面で変更できる。したがって、図面および説明は、限定的なものではなく、事実上例示的なものとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0008】
添付図面において、実施例は、制限的な方式ではなく、例示的な方式で説明され、類似の参照番号については、類似の要素を指す。
【0009】
【図1A】一実施例による高解像度コヒーレント（Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ）ＬＩＤＡＲシステムの例示的なコンポーネントを示すブロック図である。
【図1B】一実施例による車両に取り付けられた少なくとも１つの高解像度ＬＩＤＡＲシステムを含む例示的なシステムを示すブロック図である。
【図2A】一部の実施例で使用される高解像度ドップラーシステムに対する鋸歯型スキャンパターンを示すブロック図である。
【図2B】一実施例による高解像度ドップラーＬＩＤＡＲシステムによって生成された例示的な速度ポイントクラウドを示すイメージである。
【図3A】一実施例によるスキャニング光学機器の例示的な構成要素の平面図を示すブロック図である。
【図3B】実施例による偏向器アセンブリの分解図を示す概略図である。
【図4A】回転軸に垂直な平面で非軸衝突ビーム（Ｏｆｆ－ａｘｉｓ ｉｍｐｉｎｇｉｎｇ ｂｅａｍ）を有する例示的なスキャニングシステムを示すブロック図である。
【図4B】回転軸に垂直な（水平）平面内または近くで衝突ビームを使用してスキャンされたスポットの配列を示す。
【図5A】回転軸を含む平面で軸上衝突ビーム（Ｏｎ－ａｘｉｓ ｉｍｐｉｎｇｉｎｇ ｂｅａｍ）を有する例示的なスキャニングシステムを示すブロック図である。
【図5B】回転軸に垂直な（水平）平面から離れている衝突ビームを使用してスキャンされたスポットの配列を示す。
【図6A】実施例によるポリゴン偏向器のファセットとして使用されるブレーズド回折格子を示すブロック図である。
【図6B】実施例によるブレーズド回折格子ファセットを有するポリゴン偏向器および回転軸を含む面で軸上衝突ビームを使用する例示的なスキャニングシステムを示すブロック図である。
【図6C】実施例によってブレーズド回折格子ポリゴン偏向器とブレーズ角度の２倍またはその付近で衝突ビームを使用してスキャンされたスポットの配列を示す。
【図7】複数の候補波長に対するブレーズド回折格子の波長対効率を表示する。
【発明を実施するための形態】
【0010】
収容可能な距離精度および検出感度を実現するため、直接長距離ＬＩＤＡＲシステムは、低いパルス反復率と高いパルスピーク電力を有する短いパルスレーザーを使用する。前記高いパルス電力は、光学コンポーネントの急速な低下をもたらすことがある。チャープおよび位相エンコーディングＬＩＤＡＲシステムは、相対的に低いピーク光出力を有する長い光パルスを使用する。この構成において、前記距離精度は、パルス持続時間よりもチャープ帯域幅または位相コードの長さおよび帯域幅によって増加し、したがって、優れた距離精度が相変らず獲得され得る。
【0011】
光搬送波を変調するために広帯域無線周波数（ＲＦ）電気信号を使用して有用な光帯域幅が達成されてきた。ＬＩＤＡＲの最近の発展は、結果的な電気信号で基準信号およびリターンされた光信号との間の周波数差または位相差に比例するＲＦ帯域で相対的に低いビート周波数を生成するために光検出器からリターンされた信号と結合される基準信号として同一に変調された光搬送波を使用することを含む。検出器からの周波数差についてのこのような種類のビート周波数検出は、ヘテロダイン検出 （Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる。これは準備かつ安価な可用性のＲＦ構成要素を使用する利点と同様、当業界に知られる様々ないくつかの利点を有する。
【0012】
最近の研究においては、ＬＩＤＡＲシステムと各外部オブジェクトとの間のベクトルで向上した範囲だけでなく、相対的な符号付き速度を提供するリターンされた信号からドップラー移動を検出するための光学構成要素とコヒーレント処理の新しい配列を示す。これらのシステムを、高解像度の範囲のドップラーライダーとする。例えば、特許協力条約（ＰＣＴ）特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０６２７０３およびＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０１６６３２に基づくＷＩＰＯ（Ｗｏｒｌｄ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）出版物を参照することができる。
【0013】
このような改善によって適切な周波数または位相コンテンツの鉛筆のように薄いレーザービームで目標速度の有無にかかわらず範囲が提供される。これらのビームがスキャナ（本明細書において、「偏向器」ともいう）を使用してシーン（Ｓｃｅｎｅ）の上にスウィープ（Ｓｗｅｅｐ）されるとき、周辺のオブジェクトの位置と速度についての情報を得られる。この情報は、自律走行やドライバー支援自動車のような自律走行車の防御および制御システムで価値があると予想される。
【0014】
距離精度とターゲット速度精度を提供するサンプリングおよび処理は、累積時間（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）と呼ばれる時間間隔で、様々な持続時間を有する１つ以上のレーザー信号の累積（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を伴う。車両制御システムのためのタイムリーな方法でシーンをカバーすることは、オブジェクトが設置物や車両前方の空間内に（多くの場合、約１ないし数秒の特定の時間内に移動される約１ないし数十メートルの距離で）進みすぎる前に設置物または車両周囲の環境を理解するために設置物または自律走行車の周囲に様々な角度をサンプリングするのに多くの場合十分な、（多くの場合、１ないし数十マイクロ秒の間、１つ以上の信号を含む）十分に正確な測定を（多くの場合、約数千回）繰り返すことを伴う。特定の時間（多くの場合、サイクルまたはサンプリング時間という）内にカバーできる異なる角度の数は、サンプリングレートに従う。
【0015】
レーザー光のオプトメカトロニクス（Ｏｐｔｏ－Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ）偏向は、一般的にＬＩＤＡＲシステムのビームステアリング（スキャニング）に使用される。これらのマクロスケール上の既存のＬＩＤＡＲシステムは、空間的にコヒーレントな（Ｓｐａｒｉａｌｌｙ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ）光源を選択された方向に誘導するために材料特性に応じて反射、屈折および回折要素の選択を含む。これらのシステムは、高電力データと広範囲な調整を必要とする精巧な２次電磁状態システムで作動する高性能検流計スキャナを使用する。
【0016】
しかし、従来のスキャナの反射表面は、スキャニングシステム、特に地表面車両のスキャニングシステムの近くにあるオブジェクトの検出または識別を複雑にする不規則なスキャンパターンを生成する。
【0017】
したがって、本明細書は、車両の作動をサポートするためにコヒーレントＬＩＤＡＲのスキャニングのためのマルチファセット偏向器（Ｍｕｌｔｉｆａｃｅｔｅｄ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）のためのシステムおよび方法に関するものである。すなわち、本明細書は、スキャナの反射表面を格子で置き換えることによって、ほぼ水平傾斜／偏位（Ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ／Ｄｅｃｌｉｎａｔｉｏｎ）角度（それぞれゼロ傾斜から水平方向の垂直の上および下）がより広い水平カバレッジとともに達成され得、これにより、周辺オブジェクトを検出および識別するためのＬＩＤＡＲシステムの能力を向上させ得るＬＩＤＡＲビームスキャニングシステムおよび方法を説明する。
【0018】
次の説明において、説明の目的として、本明細書の内容の完全な理解を提供するために多数の特定の細部事項が提示される。しかし、本明細書が、このような特定の細部事項なしに実施され得ることは当業者に明らかであろう。他の例では、本明細書の内容を不必要に曖昧にすることを避けるために、よく知られている構造および装置がブロック図の形として示される。
１．位相エンコーディング（Ｐｈａｓｅ－Ｅｎｃｏｄｅｄ）検出概要
１．位相エンコーディング（Ｐｈａｓｅ－Ｅｎｃｏｄｅｄ）検出概要
【0019】
距離測定のための光位相エンコーディング信号を用いると、送信された信号は、送信された信号の一部についての搬送波（Ｃａｒｒｉｅｒ）と同相（Ｉｎ Ｐｈａｓｅ）であり（位相＝０）、次に、短い時間間隔の間にシンボルΔφによって表される１つ以上の位相変化だけ変動し（したがって、位相＝Δφ）、送信された信号について繰り返しに２以上の位相値の間で前後にスイッチングする。一定の位相の最短間隔は、パルス持続時間τと呼ばれるエンコーディングのパラメータであり、通常、帯域で最低周波数の多数の周期の持続時間である。逆（１／τ）は、ボーレート（Ｂａｕｄ Ｒａｔｅ）であり、それぞれのボーは、シンボルを示す。送信された信号の時間中のこのような一定の位相パルスの数（Ｎ）は、シンボルの数（Ｎ）であり、エンコーディングの長さを示す。２進（Ｂｉｎａｒｙ）エンコーディングにおいては、２つの位相値が存在し、最短間隔の位相は、１つの値については０とみなされ得、他の１つの値は、１とみなされ得るため、シンボルは、１ビット（Ｂｉｔ）であり、ボーレートは、ビットレート（Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）とも呼ばれる。多重（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ）位相エンコーディングにおいて、多数の位相値が存在する。例えば、Δφ＊｛０、１、２および３｝のような４つの位相値は、Δφ＝π／２（９０度）に対して｛０、π／２、πおよび３π／２｝とそれぞれ同じであり、したがって、４つの位相値は、それぞれ０、１、２、３を示し得る。この例において、それぞれのシンボルは、２ビットであり、ビットレートは、ボーレートの２倍である。
【0020】
光距離測定応用の場合、搬送波周波数（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、光周波数ｆｃであり、ＲＦ周波数ｆ０は、光搬送波（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｒｒｉｅｒ）に変調される。シンボルの数（Ｎ）と持続期間（τ）が要求される距離精度と解像度を達成するために選択される。シンボルのパターンは、ノイズとコード化された（Ｃｏｄｅｄ）信号の他のソースから区別できるように選択される。したがって、送信された信号とリターンされた信号との間の強い相関関係は、反射されるか、または後方散乱した（Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ）信号の強い表示であり得る。送信された信号は、複数のシンボルブロックで構成され、それぞれのブロックは、ノイズが存在する場合でも、反射されるか、または後方散乱したリターンとの強い相関関係を提供するほど十分に長い。
【0021】
チャープ検出において、レーザー電力は、時間０から開始して制限されたパルス持続時間、τの間に供給される。パルスの周波数は、パルス持続時間τの間にｆ１からｆ２に増加するため、このように帯域幅Ｂ＝ｆ２－ｆ１を有する。周波数変化率は、（ｆ２－ｆ１）／τである。
【0022】
リターンされた信号は、強度が減少され、Δｔだけ遅延した送信された基準信号である。リターンされた信号が２Ｒの距離を移動（Ｃｏｖｅｒｉｎｇ）した後に、外部オブジェクトから受信されるとき、リターンされた信号は、２Ｒ／ｃで与えられる遅延した時間Δｔで開始し、ここで、Ｒは、ターゲットまでの距離（Ｒａｎｇｅ）であり、ｃは、媒質内の光の速度（約３×１０８ｍ／ｓ）である。前記時間の間、周波数ｆＲは、距離に基づく量だけ変更され、周波数変化率に遅延時間を乗じて与えられる。これは、数式１ａによって与えられる。
ｆＲの値は、デチャーピング（Ｄｅ－ｃｈｉｒｐｉｎｇ）と呼ばれるドメインミキシング動作で送信された信号とリターンされた信号との間の周波数差によって測定される。したがって、距離Ｒは、数式１ｂによって与えられる。
パルスが完全に送信された後にリターンされた信号が到着すると、すなわち、２Ｒ／ｃがτよりも大きければ、数式１ａおよび１ｂは、有効ではない。この場合に、基準信号は、リターンされた信号が基準信号と重畳することを保証するように知られている量または定められた量だけ遅延し得る。基準信号の定められた遅延時間または知られている遅延時間は、数式１ｂから計算された距離に追加される追加距離を提供するために光の速度Ｃと乗じられる。媒質で光の速度の不確実性によって絶対距離は、不正確であり得るが、これは、ほとんど一定の誤差（Ｎｅａｒ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｅｒｒｏｒ）であり、周波数差を基盤とした相対的距離は、相変らず非常に正確である。
２．光検出ハードウェア概要
【数1a】
ｆＲの値は、デチャーピング（Ｄｅ－ｃｈｉｒｐｉｎｇ）と呼ばれるドメインミキシング動作で送信された信号とリターンされた信号との間の周波数差によって測定される。したがって、距離Ｒは、数式１ｂによって与えられる。
【数1b】
パルスが完全に送信された後にリターンされた信号が到着すると、すなわち、２Ｒ／ｃがτよりも大きければ、数式１ａおよび１ｂは、有効ではない。この場合に、基準信号は、リターンされた信号が基準信号と重畳することを保証するように知られている量または定められた量だけ遅延し得る。基準信号の定められた遅延時間または知られている遅延時間は、数式１ｂから計算された距離に追加される追加距離を提供するために光の速度Ｃと乗じられる。媒質で光の速度の不確実性によって絶対距離は、不正確であり得るが、これは、ほとんど一定の誤差（Ｎｅａｒ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｅｒｒｏｒ）であり、周波数差を基盤とした相対的距離は、相変らず非常に正確である。
２．光検出ハードウェア概要
【0023】
新しいスキャニング技術を説明するために一部の一般的なハードウェアのアプローチが記述される。図１Ａは、一実施例によって高解像度コヒーレントＬＩＤＡＲシステム１００の例示的なコンポーネントを示すブロック図である。光信号は、矢印で表示される。電子的な（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ）有線または無線連結は、矢先がない線分で表示される。レーザー光源（Ｌａｓｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ）１１２は、持続時間Ｄを有する位相コード化されるか、またはチャープされた光信号１０３を生成し、スプリッタ１１６の以前または以後に、変調器１８２ａから位相または周波数変調された搬送波またはビーム１０１を放出する。スプリッタ１１６は、基準経路１２０に使用するための変調された（または、図示されたように、変調されない）光信号を分離（Ｓｐｌｉｔ）する。ビーム１０１のエネルギーの大部分を有する本明細書で送信された信号（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ Ｓｉｇｎａｌ）とも呼ばれるターゲットビーム１０５が生成され得る。また、少ない量ではあるが、オブジェクト（図示せず）から散乱したリターンされたビーム１９１とよくミックスされるのに十分な量のエネルギーを有する変調されるか、または変調されていない基準ビーム１０７ａが生成される。例示された実施例において、基準ビーム１０７ａは、変調器１８２ｂで個々に変調される。基準ビーム１０７ａは、基準経路１２０を通過し、基準ビーム１０７ｂとして１つ以上の検出器に指向される。一部の実施例において、基準経路１２０は、基準ビーム１０７ｂが関心距離の範囲（Ｓｐｒｅａｄ ｏｆ Ｒａｎｇｅｓ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）内でＬＩＤＡＲ外部のオブジェクトから散乱した光とともに検出器アレイ１３０に到逹するのに十分な遅延を導入する。一部の実施例において、基準ビーム１０７ｂは、別個の発振器または光源から局部的に基準ビーム１０７ｂを生成する以前のアプローチを示す局部発振器（Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、ＬＯ）信号と呼ばれる。
【0024】
送信された信号は、いくつかのスキャニング光学機器（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｏｐｔｉｃｓ）１１８を介して関心領域を照明するために送信される。検出器アレイは、対をなしているか、または対をなしていない単一の検出器またはオブジェクトからリターンされたビーム１９１におおよそ垂直な平面に配列された対をなしているか、または対をなしていない検出器の１次元（１Ｄ）または２次元（２Ｄ）アレイであり得る。基準ビーム１０７ｂおよびリターンされたビーム１９１は、適切に検出される光特性信号を生成するために０またはその以上の光ミキサー１８４で結合され得る。干渉パターンの周波数、位相または振幅または一部の組み合わせは、獲得システム１４０によってそれぞれの検出器に対して信号持続時間Ｄの間、複数回記録され得る。信号持続時間当たり処理される時間的（Ｔｅｍｐｏｒａｌ）サンプルの数または累積時間（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）は、ダウン－レンジ規模（Ｄｏｗｎ－Ｒａｎｇｅ Ｅｘｔｅｎｔ）に影響を与える。
【0025】
数または累積時間は、信号当たりシンボルの数、信号反復率（Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）および可用カメラフレームレート（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｃａｍｅｒａ Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ）に基づいて選択される実質的な考慮事項であり得る。フレームレートは、サンプリング帯域幅であり、「デジタイザー周波数（Ｄｉｇｉｔｉｚｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」と呼ばれる。距離規模（Ｒａｎｇｅ Ｅｘｔｅｎｔ）の唯一の根本的な限界は、レーザーのコヒーレンス（Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）長さおよび（明確な距離測定のために）それが繰り返す前のチャープまたは固有（Ｕｎｉｑｕｅ）位相コードの長さである。これは、リターンされたヘテロダイン（Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ）信号またはビット（Ｂｉｔｓ）のデジタルレコードを以前の送信履歴から送信されたビットの任意の部分と比較されたり、交差相関できるため可能になる。
【0026】
獲得されたデータは、コンピュータシステムまたはチップセットのような処理システム１５０に利用可能に作られる。スキャナ制御モジュール１５４は、以下に説明される１つ以上の実施例によってスキャニング光学機器１１８を駆動するためのスキャニング信号を提供する。一部の実施例において、処理システム１５０の符号を有するドップラー補償（Ｓｉｇｎｅｄ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）モジュール（図示せず）は、ドップラーシフトの符号と大きさを決定し得、任意の他の補正（ある場合）とともにそれに基づく補正された距離を決定し得る。また、処理システム１５０は、変調器１８２ａ、１８２ｂを駆動する１つ以上の電気信号を伝送するための変調信号モジュール（図示せず）を含み得る。一部の実施例において、処理システムは、またシステム１００が設置される車両を制御するための車両制御モジュール１５２をさらに含む。
【0027】
任意の知られた装置またはシステムがレーザー光源１１２、変調器１８２ａ、１８２ｂ、ビームスプリッタ１１６、基準経路１２０、光ミキサー１８４、検出器アレイ１３０、スキャニング光学機器１１８、または獲得システム１４０を行うために使用できる。瞳孔面（Ｐｕｐｉｌ Ｐｌａｎｅ）を通過する焦点またはターゲット上の焦点または投光照明（Ｆｌｏｏｄ）についての光カップリング（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）は図示されない。本明細書に使用されたように、光カプラ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ）は、他のものの中でも、真空、空気、ガラス、クリスタル、ミラー、レンズ、光サーキュレータ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ）、ビームスプリッタ、位相板（Ｐｈａｓｅ Ｐｌａｔｅ）、偏光子（Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）、光ファイバー（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ）、光ミキサーのような他のコンポーネントを単独または一部の組み合わせのように、１つのコンポーネントから他のコンポーネントに光を指向させるために空間座標内で光の伝搬（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）に影響を与える任意のコンポーネントである。
【0028】
一部の実施例において、車両は、車両に取り付けられた高解像度ドップラーＬＩＤＡＲシステムから受信されたデータに基づいて少なくとも部分的に制御される。図１Ａは、一実施例によって車両１６０に取り付けられた少なくとも１つの高解像度ドップラーＬＩＤＡＲシステム１００を含むシステムを示すブロック図である。車両は、星１６１に表示された質量中心を有し、矢印１６３によって与えられた前方方向に移動する。一部の実施例において、車両１６０は、処理システム１５０の車両制御モジュール１５２のようなプロセッサの信号に応答して動作されるステアリングまたは制動システム（図示せず）のようなコンポーネントを含む。一部の実施例において、車両は、チップセット（Ｃｈｉｐ Ｓｅｔ）のようなオン－ボード（Ｏｎ－Ｂｏａｒｄ）プロセッサ１６４を有する。一部の実施例において、オン－ボードプロセッサ１６４は、遠隔プロセッサと有線または無線で通信する。一部の実施例において、ＬＩＤＡＲの処理システム１５０がオン－ボードプロセッサ１６４と通信可能に結合されたり、ＬＩＤＡＲの処理システム１５０は、車両制御モジュール１５２が処理システム１５０にとって車両の方向および速度を制御するために車両のステアリングまたは制動システムに１つ以上の信号を送信させるように、オン－ボードプロセッサ１６４の動作を実行するのに使用される。
【0029】
高解像度ドップラーＬＩＤＡＲは、方位角視野（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）１７４だけでなく、周辺の垂直角度（図２Ａ参照）を介して一側から将来（Ｆｕｔｕｒｅ）ビーム１７３によって表現される他側にスイープ（Ｓｗｅｅｐ）するスキャニングビーム１７２を使用する。一部の実施例において、視界は、３６０度の方位角である。一部の実施例において、傾斜角の視野（Ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ Ａｎｇｌｅ Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）は、約＋１０度ないし約－１０度であるか、またはこれの部分集合である。
【0030】
一部の実施例において、車両は、当技術分野で広く公知されたＧＰＳセンサ、走行距離計（Ｏｄｏｍｅｔｅｒ）、回転速度計（Ｔａｃｈｏｍｅｔｅｒ）、温度センサ、真空センサ、電圧または電流センサのような補助センサ（Ａｎｃｉｌｌａｒｙ Ｓｅｎｓｏｒｓ）（図示せず）を含む。一部の実施例において、回転情報を提供するためにジャイロスコープ１６６が含まれる。
３．ポリゴンスキャニング概要
３．ポリゴンスキャニング概要
【0031】
図２Ａは、一部の実施例で使用されるＬＩＤＡＲシステムの鋸歯型（Ｓａｗ Ｔｏｏｔｈ）スキャンパターンを示すブロック図である。スキャンは、（水平に）方位角（Ａｚｉｍｕｔｈ Ａｎｇｌｅ）および傾斜／偏位角（０の傾斜で水平方向（Ｌｅｖｅｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）の上下垂直に）範囲をスイープ（Ｓｗｅｅｐ）する。後述される様々な実施例において、他のスキャンパターンが使用される。例えば、一部の実施例において、適応型スキャニングは、Ｃｒｏｕｃｈの「光学距離測定システムを用いた適応型スキャニング方法とシステム（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）」、または「光学距離測定システムを用いた自動的なリアルタイム適応型スキャニング方法とシステム（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）」というタイトルのＰＣＴ特許出願で開示された方法を使用して行われ得る。それぞれの全体の内容は、ここに十分に記述されたように参照によって統合される。図２Ｂは、一実施例によって高解像度ドップラーＬＩＤＡＲシステムによって生成された例示的な速度ポイントクラウドを示すイメージである。
【0032】
図３Ａは、一実施例によるスキャニング光学機器３００の例示的なコンポーネントの平面図を示すブロック図である。スキャニング光学機器３００は、本明細書で議論される特徴を有するシステム１００のスキャニング光学機器１１８の実施例である。スキャニング光学機器３００は、モーター３５７（図示せず）に結合され、回転軸３４３を中心に第１角速度３４９ａで回転するように構成された第１ポリゴン偏向器３４４ａからなる偏向器アセンブリ３５０を含む。図示された実施例において、偏向器アセンブリ３５０は、また、モーター３５７に結合され、回転軸３４３を中心に第２角速度３４９ｂで回転するように構成された第２ポリゴン偏向器３４４ｂを含む。２つのポリゴン偏向器３４４ａ、３４４ｂがスキャニング光学機器３００に示されているが、２つより少ないか、またはより多くのポリゴン偏向器が他の実施例でスキャニング光学機器１１８に含まれ得る。実施例において、第１角速度３４９ａは、第１固定回転速度を有し、第２角速度３４９ｂは、第１固定回転速度と異なる（例えば、それより小さいか、または反対である）第２固定回転速度を有する。例えば、第１角速度３４９ａの第１固定回転速度は、毎分約１、０００ｒｐｍないし約５、０００ｒｐｍの範囲にあり、第２角速度３４９ｂの第２固定回転速度は、約３００ｒｐｍないし約１、０００ｒｐｍのような範囲にある。他の例として、第１角速度３４９ａおよび第２角速度３４９ｂは、異なる方向（例えば、時計回りおよび反時計回り）を有する。２つのポリゴン偏向器の両方について正五角形（五角形）偏向器が表示されているが、他の実施例では、他の正多角形（Ｒｅｇｕｌａｒ Ｐｏｌｙｇｏｎ）またはポリゴン偏向器が使用されることがある。一部の実施例において、単一のビームは、多重ポリゴン偏向器に交互に配置される。そして、他の実施例において、複数の異なるビームは、それぞれ１つ以上のポリゴン偏向器の異なるセットに配置される。一部の実施例において、ポリゴン偏向器は、反射ファセットを有し、ポリゴン反射器という。
【0033】
反射器が反対方向に回転する一実施例において、第１ポリゴン偏向器３４４ａの質量に対する第２ポリゴン偏向器３４４ｂの質量の割合は、第２角速度３４９ｂの回転速度に対する第１角速度３４９ａの回転速度の割合とほぼ同じである。これは好ましい回転中のポリゴン偏向器３４４ａ、３４４ｂを実行するアセンブリに対する純角運動量が発生しないように保証し、これは車両が回転するように配置されるか、または異なる回転時に作動中のスキャニング光学機器３００の安定性を達成する。
【0034】
図３Ｂは、実施例による偏向器アセンブリ３５０の分解図を示す概略図である。図示された実施例において、偏向器アセンブリ３５０は、モーター３５７に作動可能に結合される第１ポリゴン偏向器３４４ａおよび第１ポリゴン偏向器３４４ａを介して、モーター３５７に作動可能に結合される第２ポリゴン偏向器３４４ｂを含む。第１ポリゴン偏向器３４４ａは、モーター３５７の駆動軸３５８および遊星ベアリング３５９に回転可能に取り付けられる。第１ポリゴン偏向器３４４ａは、駆動軸３５８および遊星ベアリング３５９を収容するための凹部（図示せず）を含む。第２ポリゴン偏向器３４４ｂは、遊星変速ギア（Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｇｅａｒ）３５４とリングギア（Ｒｉｎｇ Ｇｅａｒ）３５２内に位置する駆動太陽ギア（Ｄｒｉｖｅｒ Ｓｕｎ Ｇｅａｒ）３５６を有する第１ポリゴン偏向器３４４ａに回転可能に取り付けられる。リングギア３５２は、第２ポリゴン偏向器３４４ｂの底面の穴（図示せず）内に収容される。遊星変速ギア３５４、駆動太陽ギア３５６および／またはリングギア３５２の複数のパラメータ（例えば、直径、数量など）は、第１ポリゴン偏向器３４４ａの第１角速度３４９ａの回転速度の大きさを第２ポリゴン偏向器３４４ｂの第２角速度３４９ｂの回転速度の大きさの割合に調整するために選択される。様々な実施例において、割合は、約３ないし約１０の範囲、または約３ないし約３０の範囲である。Ｎｉｄｅｃ Ｃｏｐａｌ（登録商標） Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｉｎｃ．ｏｆ Ｔｏｒｒａｎｃｅ、Ｃａｌｉｆ．によって製造されたような、当業界に公知された任意の適切なモーターがモーター３５７として使用できる。地上メトリックスパーギヤ製品から選択されて結合されたＳ１ＥＯ５ＺＭ０５Ｓ０７２内部リングを含み、ＳＤＰ／ＳＩ（登録商標）ギアで利用可能なリングギアをリングギア３５２、遊星変速ギア３５４または駆動太陽ギア３４６のうち、１つ以上の適切なギアを使用できる。
【0035】
ビームが偏向器の面に衝突するとき、ビームは、入射ビームに対する偏向角度で、例えば、偏向器面の反射表面に対する正反射の角度で偏向する。偏向器アセンブリ３５０の回転軸３４３から半径方向に垂直な平面に偏向器の反射面があることが一般的であり、このような配列は、現在の反射表面の使用に関連する次の問題を説明するために仮定する。しかし、面の方向がそうでなければ、同様の問題が発生する。また、説明のために、回転軸は、偏角が測定されるローカル垂直を指すものと仮定する。そして、回転軸に垂直な平面は、方位角のある水平である。しかし、回転軸がどの方向を指しても同じ問題と原理が適用される。
【0036】
水平スキャニングは、多くの場合、水平面から偏向器の内部ポイントに向かって、そして多くの場合、回転軸と水平面の交差点のようにポリゴン偏向器に刻まれた円の内部に衝突する光源／光学検出器のビームで行われる。ビームが内接円の外側に向けると、偏向器の面と交差していない偏向器の回転角度があるため、全く偏向していない角度があるであろう。一部の配列では、どのような偏向でもこのような間隔が適切であり得る。ビームが（図３Ａに示されたように）回転軸を向かうと、ある回転角度で偏向器の反射面は、衝突するビームに垂直になり、ビームを光源側に再び反射して装置を離れるビームを妨害し、装置外部の周辺をスキャンする。
【0037】
図４Ａは、回転軸に垂直な（水平）平面で非軸衝突ビームを使用した例示的なスキャニングを示すブロック図である。光源／光学検出器４１０からのビームは、回転軸４４３を中心に回転するポリゴン偏向器４４４の面に衝突する。ポリゴン偏向器４４４の面と回転軸の両方が図面の平面に垂直である。この構成において、ビームは、回転軸に向けられず、ビームは、光源／光学検出器４１０に再び反射されない。方位反射角度は、光学ビームが最初に面に衝突するときの角度Ｂ１４２１と面が光学ビームから回転するときの角度Ｂ２４２２との間の視野（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）４２０で変化する。この方位視野４２０は、偏向器の面に垂直な方位角Ｂ３４２３に対して対称ではない。視野４２０は、光源／光学検出器４１０からのビームが回転軸４４３に向けた場合よりも小さく、しかし、これは、反射されたビームが光源／光学検出器４１０によって遮断されることを防止する。視野４２０は、ポリゴン偏向器４４４の大きさが増加するにつれて増加する。ポリゴン偏向器の大きさが増加すると、空間または重さが制限された車両のスキャニングシステムに不利になることがある。
【0038】
図４Ｂは、図４Ａに示すように、回転軸に垂直な（水平）平面内または近くに衝突する非軸ビームを使用し、回転軸を含む面に垂直な対象平面上のスキャンされたスポット（Ｓｐｏｔｓ）の配列を示す。対象平面は、回転軸から２００ｍ離れている。水平軸は、水平面における距離をメートル単位で表す。そして垂直軸は、水平面の（０、０）の位置にあるビームに相対的であり、ポリゴン偏向器４４４の現在面に垂直に反射された垂直平面における距離をメートル単位で表す。水平ではないスポットは、光源／光学検出器４１０を１度（０（１°））程度の垂直角度で最大＋／－１０度まで段階的に調整することによって生成される。図示されたスポットは、偏向器の面に垂直な反射に対して対称ではないが、垂直により対称である。相対的に有用な長方形のスポットの配列は、垂直に約－７５メートルから約＋１００メートル、水平に約－２００メートルから約＋５００メートルで発見される。このような相対的に規則的な配列は、スキャニングシステムの周囲にあるオブジェクトの検出または識別を簡素化する。また、水平に近い垂直に数十メートルに広がったスポットの配列は、地表面がほぼ水平（小さい偏角）角度にあり、急な偏角や傾斜にほとんど利点がない陸上および海上車両に特に有用である。
【0039】
図５Ａに示すように、光源／光学検出器によって遮断されず、ポリゴン偏向器の面でビームの軸上衝突角度に使用できるより広い方位視野を使用するために、図のように、非水平衝突ビームが使用された。図５Ａは、回転軸を含む平面で軸上衝突ビームを使用した例示的なスキャニングを示すブロック図である。光源／光学検出器５１０からのビームは、ダイヤグラムの平面で回転軸５４３を中心に回転するポリゴン偏向器５４４の面（図面の平面に垂直）に衝突する。回転は、偏向器アセンブリのモーターおよびサスペンション５５０の構成要素によって提供される。この構成において、ビームは、水平面の上にある光源／光学検出器５１０に再び反射されない（水平面は、０と同じ偏角Ｄ３４２３にある）。その結果、非ゼロの偏角Ｄ４が反射されたビームに課せられる。光源／光学検出器５１０の偏角が偏角Ｄ１から角度Ｄ２５２２に変化することによって、偏角視野５２０がカバーされる。ポリゴンが回転することにより、方位反射角度は、角度Ａ（ビームが面に最初に衝突するとき）と角度－Ａ（面がビームの外に回転するとき）との間の視野（図示せず）で変わる。この方位視野は、偏向器の面に垂直な方位角に対して対称である。衝突ビームの方位接近角度が回転軸５４３を向かうため、図４Ａに示された視野４２０よりもはるかに大きい方位視野が得られる。したがって、より小さいポリゴン偏向器を使用して与えられた範囲で同じ水平範囲を達成することができる。より小さいポリゴンを使用すると、空間または重さが制限された車両のスキャニングシステムに有利である。
【0040】
非ゼロの偏角の短所は、垂直変位が図４Ａの水平衝突で発生するよりも対象平面までの距離が増加するにつれて、より速く増加するというものである。図５Ｂは、回転軸に垂直な（水平）平面から離れている衝突ビームを使用してスキャンされたスポットの配列を示す。対象平面は、回転軸からの距離Ｒにある。水平軸は、水平面における距離をキロメートル単位で表す（ｋｍ、１ｋｍ＝１０３ｍ）。そして、垂直軸は、水平面で（０、０）位置のビームに対する垂直平面の距離をｋｍ単位で表し、ポリゴン偏向器５４４の現在面に垂直に反射する。異なる垂直行のスポットは、光源／光学検出器５１０をＤ１５２１とＤ２５２２との間の垂直角で次第に調整することによって生成される。図４Ｂと比較すると、ここに示されたスポットは、偏向器の面から垂直な反射に対して対称であり、方位的にはるかに広い。しかし、垂直的にそれほど対称的ではない。前述したように、地表面の車両の場合、相対的に有用な長方形の関心領域は、例えば、０から－０．１Ｒ程度の距離の小さい偏角にある。対照的に、図５Ｂの示されたスポットのパターンは、視野の左側と右側に対する方位角のための有用な領域をはるかに外れている。方位の範囲で得られたものは、視野の外縁にある有用な水平スポットの近くで損失された。この相対的に不規則な配列は、スキャニングシステム、特に地表面車両のスキャニングシステムの近くにあるオブジェクトの検出または識別を複雑にする。
４．ポリゴン格子（Ｐｏｌｙｇｏｎａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ）
４．ポリゴン格子（Ｐｏｌｙｇｏｎａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ）
【0041】
様々な実施例において、図４Ｂに示されたパターンにほぼ水平傾斜／偏位角度を図５Ｂに示されたパターンでポリゴン偏向器５４４の反射表面を格子で置き換えることによって、より広い水平カバレッジが達成される利点を確認できる。一部の実施例において、水平またはほぼ水平傾斜／偏位角度は、法線方向ファセットの＋１０度ないし－１０度以内であり得る。一部の実施例において、水平またはほぼ水平傾斜／偏位角度は、法線方向ファセットの＋５度ないし－５度以内であり得る。
【0042】
一実施例によると、図６Ａは、ポリゴン偏向器の面（またはファセット）で使用されるブレーズド回折格子を示すブロック図である。すべての光学格子と同様に、ブレーズド回折格子は、格子による波長分割の大きさを決定する一定の線間隔ｄを有する。ブレーズド回折格子において、以下ルーリングラインと呼ばれる格子ラインは、三角形の鋸歯状の断面を有し、階段構造を形成する。階段は、以下でファセットと呼ばれるポリゴンの面に対していわゆるブレーズ角度θＢで傾いている。したがって、ファセット法線とルーリング法線との間の角度はθＢある。ブレーズ角度は、使用された光の波長ついての効率性を最大化するように最適化され、ブレーズ角度で表面に対する反射表面をしばしば含む。具体的に、これはルーリングラインによって回折したビームと階段構造で反射されたビームがすべて同じ方向に偏向するようにθＢが選択されたことを意味する。ブレーズ角度に近い角度では、入射エネルギーの相当部分が依然として高効率で偏向する。Ｌｉｔｔｒｏｗ構成で入射角と偏向角は、同じである。本明細書の一部の実施例で使用されるブレーズド回折格子のためのＮｏｎ－Ｌｉｔｔｒｏｗ構成において、入射角は、ファセット法線ではないが、偏向したビームがあるため、ブレーズ角度は、入射角の範囲内の入射角の半分または半分に近くなるように選択される。これにより、入射角で光源／光学検出器がすべての方位角で偏向したビームの妨害にならないため、より小さいポリゴン偏向器でより広い方位視野を許容しながらも、地上車両のような多くの応用分野でほとんど関心のない大きな垂直移動を防止するために依然としてほぼ水平に偏向したビームを脱するようにする。
【0043】
一実施例によって図６Ｂは、ブレーズド回折格子ファセットおよび回転軸を含む平面で軸上衝突ビームを有するポリゴン偏向器を使用する例示的なスキャニングシステムを示すブロック図である。光源／光学検出器６１０からのビームは、ダイヤグラムの平面で回転軸６４３を中心に回転するポリゴン偏向器６４４の面（図面の平面に垂直）に衝突する。回転は、偏向器アセンブリのモーターおよびサスペンション５５０のコンポーネントによって伝達される。この構成において、ビームは、水平平面の下にある光源／光学検出器６１０に再び反射されない（水平平面は、０のような偏向した角度Ｅ３６２３を有する）。しかし、光源／光学検出器６１０は、ビームが水平の下のブレーズ角度の２倍またはその近くにあるファセットに衝突するように誘導し、すべての偏向したビームが角度Ｅ３６２３の水平またはほぼ水平になるようにする。点線の矢印で示されている衝突ビームのように、衝突ビームがα＝２θＢに入射するとき、偏向したビームＥ３６２３は水平である。オブジェクトからリターンされたビームは、点線の矢印で表示されたように、同一の角度を逆方向に従う。光源／光学検出器５１０の入射角がブレーズ角度の２倍よりも若干小さいか、または若干大きく変わるため、偏向したビームは、水平（正の傾斜角）よりもわずかに高い角度Ｅ１６２１から水平よりも若干低い角度Ｅ２６２２（負の傾斜角または正の偏位角）に変わる傾斜角／偏位角を有する。したがって、水平に近い傾斜／偏位視野６２０がカバーされる。ポリゴンが回転することにより、方位反射角度は、ビームが最初の面に衝突するときの角度Ａから面がビームの外に回転するときの角度－Ａとの間の視野（図示せず）まで変化する。この方位視野は、偏向器の面に垂直な方位角に対して対称である。
【0044】
衝突ビームの接近方位角度が回転軸６４３を向かうため、図４Ａに示された視野４２０よりもはるかに大きい方位視野が得られる。したがって、与えられた距離で同じ水平範囲を達成するために、より小さいポリゴン偏向器を使用できる。より小さいポリゴンを使用すると、空間または重さが制限された車両のスキャニングシステムに有利である。偏向角が水平に近いために、図５Ｂに示すように、対象平面で垂直範囲の歪みがない。
【0045】
一実施例によって図６Ｃは、ブレーズド回折格子ポリゴン偏向器とブレーズ角の２倍またはその付近で衝突ビームを使用してスキャンされたスポットの配列を示す。対象平面は、回転軸から距離Ｒにある。水平軸は、水平面の距離をｋｍ単位で表す。そして、垂直軸は、水平面の（０、０）位置に対するビームとポリゴン偏向器５４４の現在面に垂直に反射されるｋｍ単位で回転軸を含む垂直面での距離を示す。異なる垂直に分離された列のスポットは、ブレーズ角度の２倍に近い垂直角度で光源／光学検出器６１０を次第に調整することによって生成される。図４Ｂとは対照的に、図示されたスポットは、偏向器の面で垂直であり、方位的にはるかに広い反射について対称である。図５Ｂとは対照的に図６Ｄのように反復された垂直分布は、垂直にはるかに対称的である。前述したように、地上車両の場合、相対的に有用な長方形の関心領域は、例えば、０から＋／－０．１Ｒ程度の距離のような小さい傾斜角および偏位角にある。対照的に、図６Ｄに示されたスポットのパターンは、視野の左側と右側に対する方位角の有用な領域をはるかに外れている。視野の外縁にある有用なほぼ水平スポットで損失した部分は、ブレーズド回折格子で構成された面を有するポリゴン偏向器を使用して回復された。この不規則性の少ない配列は、スキャニングシステム、特に地上車両のスキャニングシステムの近くにあるオブジェクトの検出または識別を簡素化する。
【0046】
回折の物理式は、数式２ａで説明される。
ここで、ｄはルーリング間隔、αは入射角、βはすべてのファセットの法線に対する偏向角度、λは光学波長、ｍはモード番号であり、ほとんどのエネルギーは、モードｍ＝１を有する。様々な実施例において、偏向したビームは、ファセットに垂直であり、入射ビームとは異なる設計になるため、β＝０である。したがって、入射角αは、数式２ｂによって与えられる。
コヒーレントＬＩＤＡＲで使用される与えられた光学波長に対してライン間隔ｄ、次数ｍおよび入射角αを選択すると、出力されるビームがポリゴン表面に垂直になり、水平面のポリゴン偏向器のように動作できる。
【数2a】
ここで、ｄはルーリング間隔、αは入射角、βはすべてのファセットの法線に対する偏向角度、λは光学波長、ｍはモード番号であり、ほとんどのエネルギーは、モードｍ＝１を有する。様々な実施例において、偏向したビームは、ファセットに垂直であり、入射ビームとは異なる設計になるため、β＝０である。したがって、入射角αは、数式２ｂによって与えられる。
【数2b】
コヒーレントＬＩＤＡＲで使用される与えられた光学波長に対してライン間隔ｄ、次数ｍおよび入射角αを選択すると、出力されるビームがポリゴン表面に垂直になり、水平面のポリゴン偏向器のように動作できる。
【0047】
ｍ＝１次数に光の効率を最大化するために、適切なブレーズド回折格子が使用されることができる。ブレーズ波長は、一般的に入射角と偏向角が同一であるとき、Ｌｉｔｔｒｏｗ構成について定義される。しかし、図６Ａに示された格子の構成は、Ｌｉｔｔｒｏｗ角度ではない。したがって、適切なブレーズ波長は、標準Ｌｉｔｔｒｏｗブレーズ波長と異なる。図６Ａにおいて、偏向したビームは、ファセットに垂直するように設計されているため、β＝０であり、偏向した１次で効率を最大化するために、ブレーズ角度が入射角の半分になるように選択される。ブレーズ角度は、数式３によって与えられる。
したがって、一部の実施例において、入射角α、格子ルーリング間隔ｄおよびブレーズ角度θＢは、出射ビームと入射ビームの両方に影響を与える高回折効率のためにＬＩＤＡＲ作動波長に対して共通に選択され、最適化されることが有利である。
【数3】
したがって、一部の実施例において、入射角α、格子ルーリング間隔ｄおよびブレーズ角度θＢは、出射ビームと入射ビームの両方に影響を与える高回折効率のためにＬＩＤＡＲ作動波長に対して共通に選択され、最適化されることが有利である。
【0048】
回折ポリゴンで垂直軸をスキャンする方法についての実用的なオプションには、少なくとも２つの種類がある。最初は、垂直スキャン方向は、ファセットに対して固定された検流計（Ｇａｌｖｏ、Ｇａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒ）（例えば、レンズを介してレーザービームを調整するモーター駆動ミラーセット）を使用した後、ファセット間の切り替えによってビームが「遮断（Ｂｒｏｋｅｎ）」され、次のファセットの上に再度固定された状態で少量を移動するものである。二番目のオプションは、それぞれのファセットに対して回折格子に異なるルーリング間隔ｄを使用するものである。これにより、それぞれの面に対して異なる回折ビーム角度が発生して１つのファセットに対して水平スイープを効果的に行い、次のファセットに他の水平スイープを行いが、垂直角度は異なる。したがって、回折ポリゴンに対して同様の量の垂直スキャン距離を得られるべきである。
【0049】
一部の実施例において、衝突ビームは、複数のビームで構成され、例えば、互いに～０．５７°の角度間隔で４つのビームのような小さい垂直の角度で構成される。したがって、ポリゴンがビームの各グループが２．２８°（余分な空間を含む）の角度拡散を有する四面体である場合、それぞれのファセットに異なるブレーズ角度を使用して総～１０°の垂直視野に到達し得、それぞれの線は、０．５７°間隔で配置される。ビームの間の角度が増加したり、ファセットの数が増加すると、垂直視野が増加する。
【0050】
例示的な実施例において、波長は、約１、５５０ナノメートル（ｎｍ、１ｎｍ＝１０－９メートル）である。モード１回折およびｍｍ当たり６００ライン（例えば、ｄ＝１．６６６ミクロン、１ミクロン＝１マイクロメーター、μｍ、＝１０－６メートル）のピッチ（１／ｄ）を有する格子の場合、光源／光学検出器を避けるため、約６８度の入射角がファセットに対して垂直に偏向したビームを達成する。ブレーズ角度は、約３４度の半分である。対照的に、Ｌｉｔｔｒｏｗ構成および同じ間隔のブレーズ波長は、約１、８７４ｎｍである。
【0051】
回折エネルギーの大部分が第１モードに入り、信号対雑音比がリターンされたビームでできるだけ大きくなると有利である。適切に調整されたシステムの場合、第１モードに入る光学エネルギーは、高精度の格子について９０％の効率になり得る。図７は、Ｌｉｔｔｒｏｗ構成で複数の候補波長についてのブレーズド回折格子の波長対効率の構成である。直接適用することはできないが、光源／光学検出器を避けることができる非水平入射角から水平に偏向したビームのエネルギーを効率的に入れるブレーズド回折格子の適合性を示す。この構成は、Ｌｉｔｔｒｏｗ構成に対して１、２００ｎｍから１、８５０ｎｍまでの様々な波長の光に最適化された様々な格子ピッチ（ルーリング間隔ｄの逆数）について最初の回折次数（ｍ＝１）に送信される光の量を示す。１、２００ｎｍでミリメートル当たり３００ライン（ｍｍ、１ｍｍ＝１０－３メートル）の格子ルーリングは、Ｌｉｔｔｒｏｗで約７４％の効率を提供する。１、３００ｎｍでミリメートル当たり４００ラインの格子ルーリングは、Ｌｉｔｔｒｏｗで約８８％の効率を提供する。１、７００ｎｍでミリメートル当たり３００ラインの格子ルーリングは、Ｌｉｔｔｒｏｗで約８２％の効率を提供する。１、８５０ｎｍでミリメートル当たり６００ラインのブレーズド回折格子ルーリングは、Ｌｉｔｔｒｏｗで約７６％の効率を提供する。これらの性能は、様々な実施例に適切である。
【0052】
したがって、第１実施セットにおいて、光学スキャニングシステムは、モーター３５７、光学ビームのための光源（例えば、光源／光学検出器６１０）、およびポリゴン偏向器６４４（本明細書で「マルチファセット偏向器」）を含む。マルチファセット偏向器のそれぞれのファセットは、ファセット法線方向を有する。マルチファセット偏向器は、モーターに作動可能に結合され、光源から光学ビームを偏向させるために回転軸を中心に角速度で回転するように構成される。光源は、光学ビームが各ファセットについてのファセット法線方向から離隔した第１平面における入射角で回転軸を含む第１平面でマルチファセット偏向器上に入射されるように構成される。少なくとも１つのファセットは、ファセット法線方向の１０度内の偏向角度に第１入射角で光学ビームを偏向させるように選択されたファセットルーリング間隔を有する格子で覆われている。
【0053】
第１セットの一部の実施例において、格子は、ファセット上のそれぞれのルーリングに対する第１入射角の半分と同じファセットルーリング法線方向を有する反射ブレーズド回折格子である。第１セットの一部の実施例において、光学ビームは、第１入射角の４０度内の第１平面における異なる第２入射角で第１平面でマルチファセット偏向器上に入射される。第１セットの一部の実施例において、マルチファセット偏向器の第１平面は、多辺ブレーズド回折格子の他の第２平面と他の格子間隔を有し、これにより、第１入射角で入射される光学ビームは、第１平面によって第１偏向角度に偏向し、第２平面によって異なる第２偏向角度に偏向する。第１セットの一部の実施例において、光学ビームの光源は、複数の光学ビームのうち、１つの光源であり、複数の光学ビームは、複数の異なる入射角で回転軸に近づく。
【0054】
第２セットの実施例において、光学スキャニングシステムのためのマルチファセット偏向器は、本体の中心軸に対して複数の外向きファセットを有する本体を含む。マルチファセット偏向器のそれぞれのファセットは、ファセット法線方向を有し、ファセットルーリング間隔が０．８ミクロンから１０ミクロンの範囲である反射ブレーズド回折格子で覆われている。高効率のためのルーリング間隔ｄは、一般的に作動波長λの５０％よりも大きい。しかし、十分な回折角を得るのに有利であるように、間隔は作動波長の１０λ未満である。したがって、０．５λないし１０λ範囲の格子ルーリング間隔ｄが有利であり、より有利なのは、２λないし５λ範囲の格子ルーリング間隔ｄである。
【0055】
一部の実施例において、それぞれのファセットは、また１０度ないし４０度範囲のファセット上の各ルーリングに対するブレーズ角度で法線方向に対するファセットルーリング法線方向を有し、したがって、最大化した入射角は、スキャニング偏向ビームと衝突したり、干渉したりしないように、光源／光学受信機が出ることを許容する。中心軸に垂直な平面におけるマルチファセット偏向器の断面は、０．５ｃｍから１０ｃｍ範囲の最大直径を有する。格子面を使用するときに有用なより小さなポリゴンを活用するために５ｃｍ（２インチ）に近い直径が使用される。したがって、一部の実施例において、断面は、４センチメートルから６センチメートルまたは０．５センチメートルから５センチメートル範囲の最大直径を有する。
【0056】
様々な実施例において、複数のファセットは、それぞれの中心軸に垂直な法線方向を有するのに対し、一部の実施例において、複数のファセットは、それぞれの中心軸に垂直ではない法線方向を有する傾斜面を有する。様々な実施例において、中心軸に垂直なマルチファセット偏向器の断面は、規則的または不規則なポリゴンの形状を有する。様々な実施例において、少なくとも１つの格子面が一緒にまたは異なる速度で、さらには反対方向に動く２つ以上のマルチファセット偏向器がＬＩＤＡＲスキャニング光学機器１１８の一部として偏向器アセンブリに結合される。
５．変更、拡張、および変形（Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｓ、Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）
５．変更、拡張、および変形（Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｓ、Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）
【0057】
前述の詳細な説明において、本明細書は、その具体的な実施例に関連して記述された。しかし、本発明のより広い思想および範囲から逸脱することなくても、様々な変更および変形が行われることは自明である。したがって、詳細な説明と図面は、限定的な意味より例示的な意味としてみなされるべきである。本明細書および請求の範囲全体において、文脈が別段必要でない限り、「含む」および「備える」と「備えて」のような変形は、明示された項目、要素、ステップ、項目のグループ、要素のグループまたはステップのグループを含むが、任意の他の項目、要素、ステップ、または項目のグループ、要素のグループ、またはステップのグループを除外するものではない。さらに、不定冠詞「１つ」は、この冠詞によって変形された項目、要素またはステップのいずれか１つ以上を示す意味を持つ。
【0058】
広い範囲を提示する数値の範囲とパラメータは、たとえ近似値であっても、具体的な非－限定的な例で意味する数値は、できるだけ正確に報告される。しかし、任意の数値は、本明細書の作成時点で各実験測定で発見される標準偏差から生じざるを得ない特定の誤差を内在的に含む。さらに、文脈から明らかでない限り、本明細書に示された数値は、最下位の数字によって与えられた含蓄された精度を有する。したがって、値１．１は、１．０５から１．１５までの値を暗示する。「約」という用語は、与えられた値を中心により広い範囲を示すために使用され、文脈から明らかでない限り、「約１．１」が１．０から１．２まで範囲を暗示するように、最下位の数字周辺のより広い範囲を暗示する。もし、最下位の数字が不明であれば、「約」という用語は、２倍を意味する。例えば、「約Ｘ」は、０．５Ｘから２Ｘまでの範囲内の値を暗示する。例えば、「約１００」というのは、５０から２００までの範囲内の値を暗示する。さらに、本明細書に開示されたすべての範囲は、その中に含まれる任意の範囲とすべての下位の範囲を含むものと理解されるべきである。例えば、「１０未満」の範囲は、０の最小値と１０の最大値との間（含む）の任意の範囲と下位の範囲すなわち、０と同じであるか、またはより大きい最小値１０と同じであるか、またはより小さい最大値を有する任意の範囲と下位の範囲、例えば、１ないし４を含み得る。
【0059】
本明細書において、一部の実施例は、個人自動車上の単一フロント装着高解像度ドップラーＬＩＤＡＲシステムに関連して以下に説明される。しかし、実施例は、前記の内容に限定されない。他の実施例において、重複または重複しない視野を有するドップラーコンポーネントの有無にかかわらず、同じタイプまたは異なる高解像度ＬＩＤＡＲの１つまたは複数のシステム、１つまたは１つ以上のそのようなシステムがより小さいか、またはより大きい陸上、海上または空中操縦または自動運転車に取り付けられる。他の実施例において、スキャニング高解像度ＬＩＤＡＲは、陸上または海上の一時的または恒久的に固定位置に取り付けられる。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2021-09-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モーターと、光学ビームを生成するように構成されたレーザー光源（Ｌａｓｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ）と、
複数のファセット（Ｆａｃｅｔ）を含む偏向器と、を含み、
前記複数のファセットのうちの第１ファセットは、ファセット法線方向（Ｆａｃｅｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有し、前記第１ファセットは、ｉ）作動波長の１０倍未満であり、ｉｉ）０．８ミクロンから１０ミクロンの距離にある第１間隔を有する第１光学素子で覆われ、
前記偏向器は、前記モーターに結合され、前記レーザー光源からの前記光学ビームを偏向させるために回転軸を中心に回転するように構成され、
前記レーザー光源は、第１平面から第１入射角で前記偏向器に入射されるように、前記光学ビームを指向するように構成され、前記第１平面は、回転軸を含み、前記第１入射角は、前記第１ファセットに対する前記ファセット法線方向から離隔され、
前記複数のファセットのうちの第２ファセットは、前記第１入射角で前記光学ビームを偏向した角度（Ｄｅｆｌｅｃｔｅｄ Ａｎｇｌｅ）に偏向させるように構成された光学素子を含むＬＩＤＡＲシステム。
【請求項2】
前記第２光学素子は、前記第１ファセット上の各ルーリング（Ｒｕｌｉｎｇ）に対する前記第１入射角の半分と同じであるか、またはほぼ同じファセットルーリング法線方向（Ｆａｃｅｔ Ｒｕｌｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有する請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項3】
前記偏向した角度は、前記ファセット法線方向の１０度以内である請求項２に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項4】
前記偏向器の第１ファセットで前記光学ビームについてのアタック角度（Ａｔｔａｃｋ Ａｎｇｌｅ）を変更するように構成されたステッピングモーター（Ｓｔｅｐｐｉｎｇ Ｍｏｔｏｒ）をさらに含む請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項5】
前記第２光学素子は、第２間隔を含み、前記第１光学素子の前記第１間隔は、前記第２光学素子の前記第２間隔と異なる請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項6】
前記偏向器の各ファセットは、前記回転軸に垂直な法線方向を有し、前記第２光学素子は、反射ブレーズド回折格子（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｂｌａｚｅｄ Ｇｒａｔｉｎｇ）である請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項7】
前記回転軸に垂直な前記偏向器の断面は、多辺形（Ｐｏｌｙｇｏｎａｌ）形状を有する請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項8】
前記光学素子の断面は、三角形または鋸歯形状である請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項9】
前記レーザー光源は、複数の光学ビームの光源であり、前記複数の光学ビームが複数の異なる入射角で前記回転軸に近づくように構成される請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項10】
前記複数の異なる入射角は、前記第１入射角の４０度以内である請求項９に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項11】
前記回転軸に垂直な前記偏向器の断面は、０．５ｃｍないし５．０ｃｍ範囲の最大直径を有する請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項12】
前記偏向した角度は、前記ファセット法線方向に対して水平またはほぼ水平である請求項１に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項13】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲシステムを含む自律走行車の制御システム。
【請求項14】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲシステムを含む自律走行車。
【請求項15】
１つ以上の信号をステアリングシステムまたは制動システムのうち、少なくとも１つに送信するように構成された処理回路（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）をさらに含む請求項１４に記載の自動走行車。
【国際調査報告】