特表 2023-516297 仮想保護筐体を有するアイセーフな走査型ＬＩＤＡＲ

(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】2023-04-19

(54)【発明の名称】仮想保護筐体を有するアイセーフな走査型ＬＩＤＡＲ

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/484 20060101AFI20230412BHJP

   G01S 17/89 20200101ALI20230412BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20230412BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20230412BHJP

【ＦＩ】

G01S7/484

G01S17/89

G01S7/481 A

G01C3/06 120Q

G01C3/06 140

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022551624

(86)(22)【出願日】2021-02-22

(85)【翻訳文提出日】2022-09-20

(86)【国際出願番号】 US2021018986

(87)【国際公開番号】W WO2021178152

(87)【国際公開日】2021-09-10

(31)【優先権主張番号】16/806,150

(32)【優先日】2020-03-02

(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】505472816

【氏名又は名称】マイクロビジョン，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ノーザン スリー，アルガ ロイド

(72)【発明者】

【氏名】モラリティ，ジョナサン

【テーマコード（参考）】

2F112

5J084

【Ｆターム（参考）】

2F112AD01

2F112BA18

2F112CA12

2F112DA09

2F112DA15

2F112DA25

2F112DA28

2F112EA05

2F112FA03

2F112FA07

2F112FA21

2F112FA45

2F112GA01

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA11

5J084BA12

5J084BA20

5J084BA35

5J084BA36

5J084BA50

5J084BB02

5J084BB04

5J084BB12

5J084BB27

5J084BB28

5J084CA03

5J084CA11

5J084CA22

5J084CA31

5J084CA49

5J084CA72

5J084DA01

5J084EA40

(57)【要約】

アイセーフな光検出及び測距システム（１００）が、仮想保護筐体（１８０）を含む。近距離パルス（２１０）が、遠距離パルス（２３０）の条件付き放出の前に、視野内の全ての測定点に向けて放出される。近距離パルスは、近距離でアイセーフな被曝放出をもたらし、遠距離パルスは、遠距離でアイセーフな被曝放出をもたらす。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
視野内の奥行き測定点に対応する時点で、複数のエネルギーレベルで赤外（ＩＲ）レーザ光パルスを生成するレーザ光源と、
前記視野内の前記ＩＲレーザ光パルスを走査する走査ミラーアセンブリと、
前記視野内からの前記ＩＲレーザ光パルスの反射を検出する第１のＩＲ光検出器と、
前記第１のＩＲ光検出器に応答して、前記視野内の前記奥行き測定点に存在する物体までの距離を測定する飛行時間（ＴＯＦ）回路と、
複数の奥行き測定点について、近距離内の物体を検出するために、前記レーザ光源に第１のパルスエネルギーで第１のＩＲレーザ光パルスを出射させ、前記近距離内に物体がないと判定し、遠距離内の物体を検出するために、第２の総エネルギーレベルを有する少なくとも１つの第２のＩＲレーザ光パルスを出射させる仮想保護筐体回路であって、第１のエネルギーレベルは前記第２の総エネルギーレベルよりも低い、仮想保護筐体回路と、
を備える、装置。

【請求項2】

第２のＩＲ光検出器と、
前記第２のＩＲ光検出器に応答する第２のＴＯＦ回路と、
を更に備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記走査ミラーアセンブリと前記視野との間の第１の光路と、
前記視野と前記第１のＩＲ光検出器との間の第２の光路であって、前記第２のＩＲ光検出器は、前記視野から前記第１の光路を介して光を受光するように配置されている、第２の光路と、
を更に備える、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記装置が移動プラットフォームに搭載されている、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第１のパルスエネルギーは、前記移動プラットフォームが閾値を超える速度を有する時に増加する、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１のパルスエネルギーは、プラットフォーム速度の増加に伴って増加する、請求項４に記載の装置。

【請求項7】

可視レーザ光を放出する少なくとも１つの可視レーザ光源を更に備え、前記仮想保護筐体回路は、前記ＴＯＦ回路に応答して前記可視レーザ光の出力レベルを低減させる回路を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

装置であって、
二次元視野内の測定点に対応する時点でＩＲレーザ光パルスを放出する第１のレーザ光源と、
前記視野内の前記測定点に向けて前記ＩＲレーザ光パルスを反射する走査ミラーアセンブリと、
受信したＩＲレーザ光パルス反射に応答して、前記視野内の前記測定点に存在する物体までの距離を表す奥行きデータを生成する、第１の飛行時間（ＴＯＦ）測定回路と、
各測定点について、最初に近距離ＩＲレーザ光パルスを生成し、次いで少なくとも１つの遠距離ＩＲレーザ光パルスを生成するパルス生成回路であって、前記近距離ＩＲレーザ光パルスは、前記少なくとも１つの遠距離ＩＲレーザ光パルスよりも低いエネルギーである、パルス生成回路と、
三次元奥行きマップ情報を記憶する三次元点群記憶装置と、
を備える、装置。

【請求項9】

前記近距離ＩＲレーザ光パルスのパルスエネルギーは、第１の距離でアイセーフ閾値未満であり、前記少なくとも１つの遠距離ＩＲレーザ光パルスの総エネルギーは、第２の距離でアイセーフ閾値未満である、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記装置は移動プラットフォームに搭載されている、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記第１の距離は、前記移動プラットフォームが閾値を超える速度を有する時に増加する、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第１の距離は、前記移動プラットフォームの前記速度に基づいて増加する、請求項１０に記載の装置。

【請求項13】

第２のＴＯＦ測定回路を更に備え、前記第１のＴＯＦ測定回路及び前記第２のＴＯＦ測定回路は、異なる光路で受信された反射のＴＯＦを測定する、請求項８に記載の装置。

【請求項14】

前記パルス生成回路は、前記近距離パルスによって物体が検出されなかった場合は前記少なくとも１つの遠距離パルスを生成し、前記近距離パルスによって物体が検出された場合は前記少なくとも１つの遠距離パルスを生成しないように構成されている、請求項８に記載の装置。

【請求項15】

可視レーザ光を放出する少なくとも１つの可視レーザ光源と、
前記第１のＴＯＦ測定回路に応答して前記可視レーザ光の出力レベルを低減させる回路と、
を更に備える、請求項８に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

レーザ装置を含む製品は一般に、人間の目又は皮膚に損傷を引き起こす可能性に基づいて、異なるレーザ安全クラスに分類される。国際規格ＩＥＣ ６０８２５．１には、レーザ安全クラスの例が記載されている。多くの異なるレーザ安全クラスが存在するが、クラス間の主な違いの１つは、製品が「アイセーフ（目に対して安全）」であると考えられるか「非アイセーフ」であると考えられるかである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

アイセーフなレーザシステムは、一般に、動作中に損傷を与える被曝放出レベルを生成不可能であると考えられており、また一般に、装置のマーキング要件、制御手段、又は他の追加の安全手段も除外される。ＩＥＣ ６０８２５．１は、アイセーフ製品をクラス１に分類している。そうでなければ非アイセーフであると分類される高出力レーザ装置を含む製品は、被曝放出限界を安全なレベルまで低減させる保護筐体などの追加の安全手段を製品が含む場合には、アイセーフであると分類され得る。

【図面の簡単な説明】

【0003】

【図1】本発明の様々な実施形態による仮想保護筐体を備える走査型光検出及び測距（ｌｉｇｈｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｎｇｉｎｇ：ＬＩＤＡＲ）システムを示す図である。

【図2】本発明の様々な実施形態による近距離パルス及び遠距離パルスを示す図である。

【図3】本発明の様々な実施形態による視野内の測定点を示す図である。

【図4】本発明の様々な実施形態による方法のフロー図である。

【図5】本発明の様々な実施形態による、距離の関数として物体を検出しない確率を示す図である。

【図6】本発明の様々な実施形態によるアイセーフなＬＩＤＡＲシステムを備える移動プラットフォームを示す図である。

【図7】本発明の様々な実施形態による方法のフロー図である。

【図8】本発明の様々な実施形態による仮想保護筐体及び冗長検出器を有する走査型光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）システムを示す図である。

【図9】本発明の様々な実施形態による仮想保護筐体及び冗長検出器を有する走査型光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）システムを示す図である。

【図10】本発明の様々な実施形態による送信モジュールの側面図である。

【図11】本発明の様々な実施形態による送信モジュールの上面図である。

【図12】本発明の様々な実施形態による受信モジュールの側面図である。

【図13】本発明の様々な実施形態による受信モジュールの上面図である。

【図14】本発明の様々な実施形態による統合フォトニクスモジュールの断面上面図である。

【図15】図１４の統合フォトニクスモジュールの斜視図である。

【図16】本発明の様々な実施形態によるアイセーフなＬＩＤＡＲシステムを備える走査型プロジェクタを示す図である。

【図17】本発明の様々な実施形態による対話型ディスプレイ装置を示す。

【図18】本発明の様々な実施形態による短焦点プロジェクタを示す。

【発明を実施するための形態】

【0004】

以下の詳細な説明では、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能にするのに十分詳細に記載されている。本発明の様々な実施形態は、互いに異なるが、必ずしも相互に排他的ではないことを理解されたい。例えば、一実施形態に関連して本明細書で説明される特定の特徴、構造、又は特性は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態内で実施することができる。更に、各開示された実施形態内の個々の要素の位置又は配置は、本発明の範囲から逸脱することなく変更され得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に、適切に解釈される添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。図面において、同様の符号は、いくつかの図を通して同じ又は同様の機能を指す。

【0005】

図１は、本発明の様々な実施形態による仮想保護筐体を備える走査型光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）システムを示す。システム１００は、パルス生成回路１９０と、赤外線（ＩＲ）レーザ光源１３０と、走査ミラー１１６を有する走査ミラーアセンブリ１１４と、ミラー駆動制御回路１５４とを含む。システム１００はまた、赤外線（ＩＲ）検出器１４２と、飛行時間（ｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ）測定回路１４４と、三次元点群記憶回路１４６と、比較器１４８と、仮想保護筐体回路１８０とを含む。

【0006】

レーザ光源１３０は、レーザビーム１６２を放出可能なレーザダイオードなどのレーザ光源であってもよい。ビーム１６２は、いくつかの実施形態では微小電気機械システム（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ：ＭＥＭＳ）ベースのスキャナなどの一部である走査ミラーアセンブリ１１４に衝突し、走査ミラー１１６から反射して制御された出力ビーム１３４を生成する。いくつかの実施形態では、光源１３０とミラー１１６との間の光路に光学素子が含まれる。例えば、システム１００は、コリメートレンズ、ダイクロイックミラー、又は任意の他の適切な光学素子を含むことができる。

【0007】

走査ミラー駆動制御回路１５４は、走査ミラー１１６の角運動を制御して出力ビーム１３４が視野１２８内のラスタ走査軌道１４０を横断するようにするための１つ以上の駆動信号１５５を供給する。動作中、光源１３０は、非可視スペクトルの変調光パルスを生成し、走査ミラー１１６は、ビーム１３４がラスタ走査軌道１４０を横断する際に光パルスを反射する。

【0008】

いくつかの実施形態では、ラスタ走査軌道１４０は、水平軸上の正弦波成分と垂直軸上の鋸歯状成分とを組み合わせることによって形成される。これらの実施形態では、制御された出力ビーム１３４は、正弦波パターンで左から右に往復掃引し、鋸歯状パターンで垂直（上から下）に掃引し、（下から上への）フライバック中はディスプレイは空白である。図１は、ビームが上から下に垂直に掃引するときの正弦波パターンを示しているが、下から上へのフライバックは示していない。他の実施形態では、垂直掃引は、フライバックがないように三角波で制御される。更なる実施形態では、垂直掃引は正弦波である。本発明の様々な実施形態は、垂直掃引及び水平掃引、又は結果として生じるラスタパターンを制御するために使用される波形によって限定されない。縦軸は低速走査軸とも呼ばれ、横軸は高速走査軸とも呼ばれる。装置を９０度回転させると水平軸と垂直軸が切り替わるので、「垂直」及び「水平」という分類は幾分恣意的である。したがって、「垂直」及び「水平」という用語は限定を意味するものではない。

【0009】

走査ミラー１１６は、二次元で走査する単一のミラーとして示されているが、これは本発明の限定ではない。例えば、いくつかの実施形態では、ミラー１１６は、第１の次元で走査を行う第１のミラー及び第２の次元で走査を行う第２のミラーの２つのミラーに置き換えられる。更に、システム１００は、レーザ光パルスの走査を実行するための１つ以上のＭＥＭＳ装置を有するものとして説明されているが、これは本発明の限定ではない。走査経路に沿って光パルスを走査するための任意の装置又は方法を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができる。

【0010】

いくつかの実施形態では、走査ミラー１１６は、（一方の次元又は両方の次元での）ミラー偏向の角度位置又は角度範囲を検出するための１つ以上のセンサを含む。例えば、いくつかの実施形態では、走査ミラーアセンブリ１１４は、高速走査軸上のミラーの偏向に比例する電圧を供給するピエゾ抵抗センサを含む。更に、いくつかの実施形態では、走査ミラーアセンブリ１１４は、低速走査軸上のミラーの偏向に比例する電圧を供給する追加のピエゾ抵抗センサを含む。ミラー位置情報は、１つ以上のＳＹＮＣ信号１１５としてミラー駆動制御回路１５４に戻される。これらの実施形態では、ミラー駆動制御回路１５４は、ミラーの測定された角度偏向に応答して駆動信号を修正するための１つ以上のフィードバックループを含む。加えて、いくつかの実施形態では、ミラー駆動制御回路１５４は、ＳＹＮＣ信号に基づいて走査ミラーの瞬時角度位置を推定する１つ以上の位相ロックループ回路を含む。

【0011】

ミラー駆動制御回路１５４は、位相ロックループ（ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋ ｌｏｏｐ：ＰＬＬ）、フィルタ、加算器、乗算器、レジスタ、プロセッサ、メモリ等の機能回路を用いて実装されてもよい。したがって、ミラー駆動制御回路１５４は、ハードウェア、ソフトウェア、又は任意の組み合わせで実装されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、制御回路１５４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される。更に、いくつかの実施形態では、より高速なデータ経路制御の一部がＡＳＩＣで実行され、全体的な制御はソフトウェアでプログラム可能である。

【0012】

ＩＲ検出器１４２は、ＩＲレーザ光パルスの反射を検出可能な１つ以上の感光装置を含む。例えば、ＩＲ検出器１４２は、１つ以上のＰＩＮフォトダイオード、シリコンフォトマルチプライヤ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ：ＳｉＰＭ）、アバランシェフォトダイオード（ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ：ＡＰＤ）などを含むことができる。ＩＲレーザ光パルスで照射される視野内の各点（本明細書では「測定点」と呼ばれる）は、入射光の一部の量を反射してＩＲ検出器１４２に戻してもよいし、戻さなくてもよい。ＩＲ検出器１４２が反射を検出した場合、ＩＲ検出器１４２は信号１４３をＴＯＦ測定回路１４４に供給する。

【0013】

ＴＯＦ測定回路１４４は、ＩＲレーザ光パルスの飛行時間（ＴＯＦ）を測定して、視野内の物体までの距離を求める。いくつかの実施形態では、仮想保護筐体回路１８０は、特定のＩＲレーザ光パルスの放出時点に対応するタイミング信号（図示せず）をＴＯＦ測定回路１４４に供給し、ＴＯＦ測定回路１４４は、パルスの放出と同じパルスの反射の受信との間の経過時間を求めることによってＩＲレーザ光パルスのＴＯＦを測定する。

【0014】

ＴＯＦ測定回路１４４は、任意の適切な回路を使用して実装することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ＴＯＦ測定回路１４４は、ＩＲパルスが発射されるとリセットされ、反射パルスが受信されると停止されるアナログ積分器を含む。ＴＯＦ測定回路１４４はまた、アナログ積分器出力を、ＩＲレーザパルスの飛行時間（ＴＯＦ）に対応するデジタル値であって、システム１００と光パルスが反射された視野内の物体との間の距離に対応するデジタル値に変換するためのアナログ－デジタル変換器を含むことができる。

【0015】

三次元点群記憶装置１４６は、ミラー駆動制御回路１５４からＸ、Ｙデータを受信し、ＴＯＦ測定回路１４４からノード１４５上の距離（Ｚ）データを受信する。検出された各反射について３タプル（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が三次元点群記憶装置に書き込まれ、その結果、本明細書では「点群」と呼ばれる一連の三次元点が得られる。視野内の全てのＸ、Ｙ測定点が対応するＺ測定値を有するとは限らない。したがって、結果として得られる点群は、粗であってもよいし、密であってもよい。三次元点群に含まれるデータの量は、本発明の限定ではない。

【0016】

三次元点群記憶装置１４６は、任意の適切な回路構造を使用して実装することができる。例えば、いくつかの実施形態では、三次元点群記憶装置１４６は、第１のポート上で書き込み、第２のポート上で読み取ることができるデュアルポートメモリ装置に実装される。他の実施形態では、三次元点群記憶装置１４６は、汎用メモリ装置内のデータ構造として実装される。更なる実施形態では、三次元点群記憶装置１４６は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される。

【0017】

比較器１４８は、ノード１４５上の距離データ（Ｚ）をノード１４７上の閾値と比較し、距離が閾値未満である場合、比較器１４８は、ノード１８４上の近距離物体検出信号をアサートする。近距離物体検出信号は、「近距離」内の物体の検出についてＶＰＨ回路１８０に警告し、「近距離」はノード１４７上の閾値の値によって決定される。例えば、閾値が５メートルの距離に対応する値に設定され、検出された距離がその閾値よりも小さい場合、５メートルよりも近い物体が検出され、ＶＰＨ回路１８０は、ノード１８４上の近距離物体検出信号によって通知を受ける。

【0018】

ノード１４７上の閾値及び対応する近距離は、任意の基準に基づいてＶＰＨ回路１８４によって修正することができる。例えば、閾値は、ＩＲレーザパルス出力、パルス持続時間、パルス密度、波長、スキャナ速度、所望のレーザ安全分類などの関数であってもよい。閾値を決定する方法は、本発明の限定ではない。

【0019】

ＶＰＨ回路１８０は、全体的な動作をアイセーフに保つことを可能にする方法で被曝放出レベルを管理するように動作する。例えば、いくつかの実施形態では、ＶＰＨ回路１８０は、ノード１８５上のパルスエネルギー値を設定することによって、「近距離パルス」を生成するのか、又は「遠距離パルス」を生成するのかを制御する。放出されるパルスエネルギーは、パルス出力、パルス持続時間、又はパルスカウントのうちの１つ以上によって制御することができる。

【0020】

ＶＰＨ回路１８０はまた、放出されるパルスのタイミングをノード１５７上のタイミング信号によって制御することもできる。いくつかの実施形態では、視野内の全ての測定点について、ＶＰＨ回路１８０は、パルス生成回路１９０に信号を送信し、仮想保護筐体を提供するのに十分な距離まで非常に高い信頼度で物体を検出することができる近距離パルスを生成させる。本明細書で使用される場合、「近距離パルス」という用語は、非常に短い距離でアイセーフであると考えられるパルスを指す。例えば、いくつかの実施形態では、近距離ＩＲレーザ光パルスを人間の目に損傷を与える危険性なく全ての測定点に向けて放出することができるように、近距離ＩＲレーザ光パルスのエネルギーレベルがＩＥＣ ６０８２５．１のクラス１被曝放出限界未満に維持されてもよい。

【0021】

物体が近距離内で検出された場合、対応する３タプル（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を三次元点群記憶装置１４６に書き込むことができ、システム１００は、その測定点に向けていかなるより高いエネルギーパルスも放出しないことによって仮想保護筐体を提供する。しかしながら、近距離物体が検出されなかった場合、システム１００は、近距離を超える物体を検出するために、より高い総エネルギーの１つ以上の「遠距離パルス」を放出することができる。例えば、いくつかの実施形態では、システム１００は、１００ミリメートル（ｍｍ）の距離でアイセーフであると考えられる、明るい太陽光中で３６メートル（ｍ）離れた反射ターゲットの５％を検出する確率が５０％の近距離ＩＲレーザ光パルスを放出することができる。この近距離パルスは、１２ｍ離れた反射ターゲットの１０％を検出しない確率が１００億分の１であってもよい。また、例えば、システム１００は、２００ｍまでの距離の物体を検出可能である一方で、４メートルを超える距離ではアイセーフに保たれる遠距離パルスを放出することができる。この例では、システム１００は、４メートル以内の物体を検出する確率が極めて高い近距離パルスを放出し、次いで、２００ｍ離れた物体を検出可能な遠距離パルスを放出することができる。

【0022】

本明細書で使用される場合、「遠距離パルス」という用語は、近距離パルスよりも高い総エネルギーを有する１つ以上のパルスを指す。例えば、いくつかの実施形態では、単一の遠距離パルスが放出されてもよく、単一の遠距離パルスは単一の近距離パルスよりも高いエネルギーを有してもよく、他の実施形態では、複数の遠距離パルスが放出されてもよく、複数の遠距離パルスの総エネルギーは単一の近距離パルスよりも高くてもよい。

【0023】

仮想保護筐体回路１８０は、任意の適切な回路構造を使用して実装することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ＶＰＨ回路１８０は、近距離物体検出に応答するためにデジタル論理を使用して実装された１つ以上の有限状態機械と、遠距離パルスを放出するために条件付きで信号パルス生成回路１９０とを含むことができる。更に、いくつかの実施形態では、ＶＰＨ回路１８０は、近距離パルスエネルギー、遠距離パルスエネルギー、閾値などのソフトウェアプログラマビリティを提供するためのプロセッサ及びメモリを含むことができる。ＶＰＨ回路１８０を実装する方法は、本発明の限定ではない。

【0024】

図２は、本発明の様々な実施形態による近距離パルス及び遠距離パルスを示す。近距離パルス２１０及び遠距離パルス２３０は、各測定点に向けてＬＩＤＡＲシステムによって放出され得るＩＲレーザ光パルスの例である。例えば、ＬＩＤＡＲシステム１００は、近距離パルス２１０を放出し、次いで、近距離物体が検出されたかどうかに基づいて、条件付きで遠距離パルス２３０のうちの１つ以上を放出することができる。図２のプロットの縦軸にはパルス振幅が示され、横軸には時間が示されている。近距離パルス２１０が第１の時点で放出されることが示され、閾値が第２の時点を表すことが示されている。第１の時点と第２の時点との差は、近距離を表す。例えば、いくつかの実施形態では、閾値は、実質的に５メートルの近距離に対応する約３３ナノ秒（ｎｓ）に設定される。いくつかの実施形態では、近距離パルス２１０は、非常に短い距離でアイセーフであると考えられるエネルギーレベルを有する。例えば、近距離パルス２１０は、放出元のＬＩＤＡＲシステムから１００ｍｍでアイセーフであり得る。

【0025】

いくつかの実施形態では、近距離物体が検出された場合、ＬＩＤＡＲシステムはその測定点に向けて遠距離パルスを放出せず、検出された距離は三次元点群に書き込まれる。一方、近距離物体が検出されなかった場合、１つ以上の遠距離パルス２３０が、被曝放出をアイセーフなレベルに維持する方法で放出される。例えば、近距離パルス２１０は、近距離内の物体を検出する非常に高い確率を提供するエネルギーレベルを有してもよく、遠距離パルス２２０は、近距離以上でアイセーフな総エネルギーレベルを有してもよい。近距離物体が検出されなかった場合、遠距離パルスが閾値時点の直後に続いてもよい。例えば、遠距離パルス２２０が、閾値時点から１００ｎｓ、又は１３３ｎｓ以内に放出されてもよい。様々な実施形態において、閾値及び遠距離パルスの放出に対応する時点は、所望の近距離及び処理時間に応じて異なってもよく、本発明の限定ではない。

【0026】

各測定点について、いくつかの実施形態では単一の遠距離パルス２２０が放出され、他の実施形態では一連の遠距離パルス２３０が放出される。単一の測定点に向けて放出される遠距離パルスの数は、本発明の限定ではない。例えば、いくつかの実施形態では、単一の遠距離パルスであって、近距離パルスよりも高いエネルギーを有する単一の遠距離パルスが放出されてもよい。また、例えば、いくつかの実施形態では、複数の遠距離パルスが放出されてもよく、各遠距離パルスは、近距離パルスと同じエネルギーレベルを有してもよいが、複数の遠距離パルスの総エネルギーは、近距離パルスのエネルギーよりも大きい。

【0027】

任意のエネルギーレベルの任意の数のパルスを使用して複数の距離を定義することができる。例えば、単一の近距離パルスのエネルギーによって近距離が定義されてもよい。また、例えば、各々が近距離パルスと同じエネルギーを有する複数のパルスによって中距離が定義されてもよく、近距離パルスと同じか又はより大きいエネルギーを有する１つ以上の遠距離パルスによって遠距離が定義されてもよい。

【0028】

いくつかの実施形態では、近距離パルスは各測定点に向けて放出され、他の実施形態では、近距離パルスは各測定点に向けて放出されない。例えば、近距離パルスが第１の測定点に向けて放出されてもよく、近距離物体が検出されなかった場合、最初に近距離パルスを放出することなく、遠距離パルスが１つ以上の後続の測定点に向けて放出されてもよい。これは、ある測定点に近距離物体が存在しない場合には、後続の何個かの測定点にも近距離物体が存在しないという妥当な仮定を可能にするために、測定点が互いに十分に近接して画定されてもよいことを一つの理由として、いくつかの実施形態で可能である。

【0029】

図３は、本発明の様々な実施形態による視野内の測定点を示す。測定点３１０は、ＬＩＤＡＲシステムが距離を測定するラスタ走査軌道１４０上の点である。例えば、いくつかの実施形態では、ＬＩＤＡＲシステム１００（図１）などのＬＩＤＡＲシステムは、各測定点３１０に向けて近距離パルスを放出して、物体が近距離内にあるかどうかを検出し、次いで上述のように条件付きで１つ以上の遠距離パルスを放出する。

【0030】

本明細書で使用される「測定点」という用語は、空間内の無限に小さい点を示すことを意味するのではなく、ラスタ走査軌道１４０の小さい有限の連続部分を示すことを意味する。例えば、制御された出力ビーム１３４（図１）は、各測定点に向けた近距離パルス及び遠距離パルスのラウンドトリップ通過時間中にラスタ走査軌道１４０の有限部分を横断する。測定点領域はまた、レーザスポットが物体に遭遇する距離でのレーザスポットサイズ（初期サイズ及び発散）の関数である。したがって、「測定点」は、非常に小さいがある領域を包含し、この領域のサイズ及び位置は、多くの要因の関数であり得る。

【0031】

図４は、本発明の様々な実施形態による方法のフロー図である。いくつかの実施形態では、方法４００又はその一部は、ＬＩＤＡＲシステムによって実行され、その実施形態は前の図に示されている。他の実施形態では、方法４００は、一連の回路又は電子システムによって実行される。方法４００は、方法を実行する特定の種類の装置によって限定されない。方法４００における様々な動作は、提示された順序で実行されてもよく、又は異なる順序で実行されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、図４に列挙されたいくつかの動作は、方法４００から省略される。

【0032】

方法４００は、図示のように、近距離パルスエネルギーレベルが設定され、近距離パルスが放出されるブロック４１０から開始する。いくつかの実施形態では、これは、パルスエネルギーレベルを、ＬＩＤＡＲシステムから特定の距離でアイセーフな動作をもたらす値に設定することに対応する。例えば、いくつかの実施形態では、１００ｍｍでアイセーフな動作を被曝放出がもたらすように、仮想保護筐体回路１８０（図１）によって近距離パルスエネルギーレベルを設定することができ、他の実施形態では、１００ｍｍを超える最小距離でアイセーフな動作を被曝放出がもたらすように、パルスエネルギーレベルを設定することができる。

【0033】

４２０において、近距離物体が検出された場合、三次元点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を三次元記憶装置１４６（図１）などの三次元点群記憶装置に書き込むことができる。近距離物体が検出されなかった場合、４４０において、１つ以上の遠距離パルスが送信されてもよい。上述したように、近距離物体検出は、近距離パルスの反射を検出し、検出された反射の飛行時間を測定し、その飛行時間を閾値と比較することによって達成され得る。近距離に対応する閾値の値は、任意の適切な値に設定することができる。

【0034】

４３０において、１つ以上の遠距離パルスが放出される。４４０において、物体が検出された場合、三次元点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を三次元記憶装置１４６（図１）などの三次元点群記憶装置に書き込むことができ、処理は４６０において次の測定点に対して継続する。物体が検出されなかった場合、処理は、点群記憶装置に三次元点を書き込むことなく、４６０において次の測定点に対して継続する。

【0035】

図５は、本発明の様々な実施形態による、距離の関数として物体を検出しない確率を示す図である。確率曲線５１０は、パルスエネルギーレベル、物体の反射率、周囲光などを含む多くのパラメータに基づいて左又は右にシフトすることができる典型的な曲線である。例えば、非常に明るい太陽光中では、１００ｍｍでアイセーフな近距離パルスは、２０ｍで２０％の反射率を有する物体を検出しない確率が１０^-10であり得る。これにより、より近い距離では物体を検出しない確率が更に低くなるため、この同じシナリオでは、５ｍでアイセーフな遠距離パルスは、非常に堅牢な仮想保護筐体を提供する。

【0036】

いくつかの実施形態では、近距離に対応する閾値及び遠距離パルスのエネルギーレベルは、近距離と遠距離パルスの最小アイセーフ距離とが等しくなる値に設定される。他の実施形態では、近距離に対応する閾値及び遠距離パルスのエネルギーレベルは、近距離が遠距離パルスの最小アイセーフ距離よりも大きくなる値に設定される。

【0037】

図６は、本発明の様々な実施形態によるアイセーフなＬＩＤＡＲシステムを備える移動プラットフォームを示す図である。自動車６１０は、アイセーフなＬＩＤＡＲシステム６２０が搭載されているプラットフォームである。いくつかの実施形態では、アイセーフなＬＩＤＡＲシステム６２０は、ＬＩＤＡＲシステム１００（図１）又は以下で更に説明するＬＩＤＡＲシステムのいずれかを使用して実装される。

【0038】

いくつかの実施形態では、近距離パルスのエネルギーは、ＬＩＤＡＲシステムが搭載されているプラットフォームが動いている時に増加する。例えば、自動車６１０が閾値を超える速度を有する場合、近距離パルスのエネルギーは、１００ｍｍを超える最小距離で被曝放出をアイセーフなレベルとするレベルを有し得る。いくつかの実施形態では、被曝放出をアイセーフなレベルとする最小距離は、１メートル以上であり得る。また、例えば、近距離パルスのエネルギーは、プラットフォーム速度の増加に伴って増加してもよい。いくつかの実施形態では、近距離パルスのエネルギーは、プラットフォームが２．５メートル／秒（ｍ／ｓ）～２５ｍ／ｓの間で加速するにつれて徐々に増加してもよい。

【0039】

近距離パルスのエネルギーレベルを増加させると、近距離内の物体を検出する確率を上げることができ、及び／又は物体をその中で検出することの可能な近距離を延長することができる。図６は、近距離パルスエネルギーの増加の結果として延長された近距離を示す。

【0040】

図７は、本発明の様々な実施形態による方法のフロー図である。いくつかの実施形態では、方法４１０又はその一部は、ＬＩＤＡＲシステムによって実行され、その実施形態は前の図に示されている。他の実施形態では、方法４１０は、一連の回路又は電子システムによって実行される。例えば、方法４１０は、仮想保護筐体回路によって実行されてもよい。方法４１０は、方法を実行する特定の種類の装置によって限定されない。方法４１０における様々な動作は、提示された順序で実行されてもよく、又は異なる順序で実行されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、図７に列挙されたいくつかの動作は、方法４１０から省略される。

【0041】

方法４１０は、図４のブロック４１０に対応する。方法４１０は、デフォルトの近距離パルスエネルギーレベル及びデフォルトの時間閾値が設定されるブロック７１０から開始することが示されている。いくつかの実施形態では、近距離パルスエネルギーレベルは、被曝放出が近距離（例えば、１００ｍｍ以下）でアイセーフとなるように設定され、時間閾値は、物体を検出しない確率が非常に低くなる値に設定される（図５を参照）。

【0042】

７２０において、速度が閾値よりも速い場合、処理は７４０で継続し、速度が閾値よりも速くない場合、処理は７３０で継続する。いくつかの実施形態では、速度は、ＬＩＤＡＲシステムが搭載されている移動プラットフォームの速度に対応する。例えば、ＬＩＤＡＲシステムが自動車に搭載されている場合、速度は自動車の速度に対応する。いくつかの実施形態では、ＬＩＤＡＲシステムは自動車から速度情報を受信し、他の実施形態では、ＬＩＤＡＲシステムは速度センサを含み、外部の速度情報源に依存しない。

【0043】

７４０において、近距離パルスエネルギーレベルと近距離に対応する時間閾値とが増加する。いくつかの実施形態では、近距離パルスエネルギーは、１メートルの最小距離でアイセーフなレベルである被曝放出をもたらすレベルまで増加する。他の実施形態では、近距離パルスエネルギーは、１メートルを超えるか又は１メートル未満の最小距離でアイセーフなレベルである被曝放出をもたらすレベルまで増加する。７３０において、近距離パルスが放出される。

【0044】

図８及び図９は、本発明の様々な実施形態による仮想保護筐体及び冗長検出器を有する走査型光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）システムを示す図である。

【0045】

図８を参照すると、ＬＩＤＡＲシステム８００は、ＬＩＤＡＲシステム１００（図１）の全ての構成要素を含み、第２のＩＲ検出器８４２、第２のＴＯＦ回路８４４、第２の比較器８４８、及びＯＲゲート８８０も含む。動作中、これら追加の回路は、冗長な近距離物体検出能力を提供し、ＯＲゲート８８０は、いずれかの回路が近距離物体を検出した場合に近距離物体の検出を通知する。

【0046】

冗長な近距離物体検出は、更なる安全手段を提供する。例えば、１つ又はＩＲ検出器、ＴＯＦ回路、又は比較器が故障した場合、冗長性は、安全な動作が継続できるようにする。

【0047】

いくつかの実施形態では、ＩＲ検出器１４２及び第２のＩＲ検出器８４２は、異なる光路を介して反射光を受光する。例えば、ＩＲ検出器１４２は、１３５に示される経路に沿った反射光を受信することができ、ＩＲ検出器８３５は、放出された光パルスと光路を共有することができる。図８によって表される実施形態では、１６２における放出されたレーザ光は、ミラー１１６によって反射されて、経路８３４に沿った光パルスを生成し、経路８３４に沿った任意の反射光もまた、ミラー１１６によって反射され、経路８３５に沿ってＩＲ検出器８４２に到達する。

【0048】

いくつかの実施形態では、検出回路及びＴＯＦ回路は双方ともに、近距離物体を検出するように動作し、検出回路及びＴＯＦ回路の一方のみが、遠距離を測定し、かつ／又は三次元群記憶装置に書き込むように動作する。例えば、図８によって表される実施形態では、ＴＯＦ回路８４４又はＴＯＦ回路１４４のいずれによって測定された飛行時間も、近距離物体を検出するために使用することができるが、三次元点群を埋めるために使用されるのは、ＴＯＦ回路１４４によって測定された飛行時間のみである。

【0049】

ここで図９を参照すると、ＬＩＤＡＲシステム９００は、ＶＰＨ回路１８４、パルス生成回路１９０、三次元点群記憶装置１４６、ＯＲゲート８８０、及び制御回路１５４を含む。ＬＩＤＡＲシステム９００はまた、送信モジュール９１０と、受信モジュール９３０と、ＴＯＦ及び近距離検出回路９４０と、ＴＯＦ及び近距離回路９５０とを含む。

【0050】

ＴＯＦ及び近距離検出回路９４０及び９５０は、それぞれ、ＴＯＦ回路及び比較器を備える。例えば、ＴＯＦ及び近距離検出回路９４０は、ＴＯＦ回路８４４及び比較器８４８（図８）を含んでもよく、ＴＯＦ及び近距離検出回路９５０は、ＴＯＦ回路１４４及び比較器１４８（図８）を含んでもよい。

【0051】

送信モジュール９１０は、パルスレーザビームを生成するためのＩＲレーザ光源と、コリメート光学系及びフォーカシング光学系と、視野内でパルスレーザビームを二次元で走査するための１つ以上の走査ミラーアセンブリとを含む。送信モジュール９１０はまた、放出されたＩＲレーザ光パルスと光路を共有するＩＲレーザ光検出器を含む。送信モジュールの例示的な実施形態は、後の図を参照して以下でより完全に説明される。

【0052】

受信モジュール９３０は、光学装置と、視野からの反射光を二次元で走査して内蔵されているＩＲ光検出器に向けるための１つ以上の走査ミラーアセンブリとを含む。受信モジュールの例示的な実施形態は、後の図を参照して以下でより完全に説明される。

【0053】

制御回路１５４は、図１を参照して上述したように、送信モジュール９１０内の走査ミラーの動きを制御する。制御回路１５４はまた、受信モジュール９３０内の走査ミラーの動きを制御する。動作中、制御回路１４０は、送信モジュール９１０からミラー位置フィードバック情報（図示せず）を受信し、受信モジュール９３０からもミラー位置フィードバック情報（図示せず）を受信する。ミラー位置フィードバック情報は、ミラーの動作を位相ロックするために使用される。制御回路５４０は、駆動信号９４５を用いて、送信モジュール９１０内の走査ミラーを有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）アセンブリを駆動し、また、視野１２８のサイズ及び位置を定義するミラー偏向の角度範囲を通してミラーを動かす駆動信号９４７を用いて、受信モジュール９３０内の走査ミラーを有するＭＥＭＳアセンブリを駆動する。送信走査と受信走査との同期は、送信エネルギーが送信された視野部分からの光子のみを受信開口が受け入れることを可能にする。これにより、周囲光ノイズに対する耐性が顕著になる。

【0054】

図９に示すように、二次元走査は、第１の次元（垂直な高速走査方向）及び第２の次元（水平な低速走査方向）で実行される。装置を９０度回転させると水平軸と垂直軸が切り替わるので、「垂直」及び「水平」という分類は幾分恣意的である。一例として、高速走査方向及び低速走査方向は、図９では図１及び図８に示すものと比較して９０度回転していることが示されている。

【0055】

図１０は、本発明の様々な実施形態による送信モジュールの側面図であり、図１１は、本発明の様々な実施形態による送信モジュールの上面図である。送信モジュール９１０は、レーザ光源１０１０と、ビーム整形光学装置１０２０と、受信エネルギーピックオフ装置１０６０と、ミラー１０６２と、ビーム整形装置１０６４と、ＩＲ検出器１０６６と、スキャナ１０２８と、出射光学装置４５０とを含む。

【0056】

いくつかの実施形態では、レーザ光源１０１０は、赤外（ＩＲ）光などの非可視光を供給する。これらの実施形態では、ＩＲ検出器１０６６は、受信モジュール９３０（図９）内のＩＲ検出器と同じ波長の非可視光を検出する。例えば、いくつかの実施形態では、光源１０１０は、実質的に９０５ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する赤外光を生成するレーザダイオードを含むことができ、ＩＲ検出器１０６６は、実質的に９０５ｎｍの波長を有する反射光パルスを検出する。また、例えば、いくつかの実施形態では、光源１０１０は、実質的に９４０ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する赤外光を生成するレーザダイオードを含むことができ、ＩＲ検出器１０６６は、実質的に９４０ｎｍの波長を有する反射光パルスを検出する。光の波長は本発明を限定するものではない。可視又は不可視の任意の波長を本発明の範囲から逸脱することなく使用することができる。

【0057】

レーザ光源１０１０は、パルスレーザビームを生成するのに適した任意の数又はタイプのエミッタを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、レーザ光源１０１０は、図１１において１１１２、１１１４、１１１６、及び１１１８で示す複数のレーザダイオードを含む。レーザ光源１０１０によって生成されたパルスレーザ光は、ビーム整形光学装置１０２０によって結合され、コリメートされ、合焦されて、パルスレーザビームを生成する。例えば、光学装置１０２２は、レーザビームを高速軸上でコリメートすることができ、偏光回転子１０２３及びビームコンバイナ１０２０は、レーザビームを結合することができ、光学装置１０２２は、パルスレーザビームを低速軸上でファンに形成することができる。ビームサイズ及び発散値は、本発明の様々な実施形態にわたって均一である必要はなく、いくつかの実施形態はより高い値を有し、いくつかの実施形態はより低い値を有する。

【0058】

スキャナ１０２８は、光学装置１０２０からパルスレーザビームを受信し、パルスビームを二次元で走査する。図１０及び図１１によって表される実施形態では、スキャナ１０２８は、各々が走査ミラー１０３２、１０４２を含む２つの別個の走査ミラーアセンブリ１０３０、１０４０を含み、各走査ミラーは一次元でビームを走査する。例えば、走査ミラー１０３２は、パルスビームを高速走査方向に走査し、走査ミラー１０４２は、パルスビームを低速走査方向に走査する。

【0059】

スキャナ１０２８は、各々が別個の次元で走査する２つの走査ミラーアセンブリを含むように示されているが、これは本発明の限定ではない。例えば、いくつかの実施形態では、スキャナ１０２８は、二次元で走査する単一の二軸走査ミラーアセンブリを使用して実装される。いくつかの実施形態では、走査装置は、ＭＥＭＳダイと永久磁石の小さなサブアセンブリと電気的インターフェースとを含む小型アセンブリを使用して達成される電磁作動を使用するが、様々な実施形態はこの点に関して限定されない。

【0060】

出射光学装置１０５０は、走査パルスレーザビームが送信モジュールを出る時に走査パルスレーザビームに対して動作する。いくつかの実施形態では、出射光学装置１０５０は、視野拡大を実行する。例えば、走査ミラーアセンブリ１０２８は、高速走査軸上で２０度の最大角度範囲にわたって走査することができ、低速走査軸上で４０度の最大角度範囲にわたって走査することができ、出射光学装置１０５０は、視野を高速走査軸上で３０度及び低速走査軸上で１２０度に拡大することができる。走査ミラーの走査角と出射光学装置１０５０によって提供される視野拡大の量との間の関係は、本発明の限定ではない。

【0061】

受信エネルギーピックオフ装置１０６０は、送信光路を放出された光パルス（実線で示す）と共有する受信光（点線で示す）を偏向させる。偏向された受信光は次いで、ミラー１０６２で反射され、光学装置１０６４で合焦され、ＩＲ検出器１０６６で検出される。いくつかの実施形態では、ピックオフ装置１０６０は、ＩＲレーザ光源によって生成されたパルスビームを透過させる「窓」と、窓の外側で受信エネルギーを偏向させる反射外側部分とを含む。他の実施形態では、ピックオフ装置１０６０は、入射光の一部を透過させ、残りを反射する部分反射器である。例えば、入射光の９０％を透過させ、入射光の１０％を反射する反射器は、視野内の物体から反射された光の１０％をＩＲ検出器に供給する。更なる実施形態では、ピックオフ装置１０６０は、パルスレーザビームを（第１の偏光で）透過させ、異なる偏光の受信光をピックオフする偏光ビームスプリッタを搭載してもよい。これは、反射がランバート反射のためにランダムに偏光されることを一因として有効である。更なる実施形態では、出射されるレーザビームと受信されるエネルギーは、走査ミラーの異なる部分に向けられてもよく、ピックオフ装置１０６０は、一方を反射するが他方を反射しないように配置されたオフセットミラーであってもよい。

【0062】

ＩＲ検出器１０６６は、ＩＲ検出器８４２（図８）の例示的な実施形態であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、送信モジュール９３０は、ＬＩＤＡＲシステム８００の（冗長ＩＲ検出器を有する）送信側を実装する。

【0063】

図１２は、本発明の様々な実施形態による受信モジュールの側面図であり、図１３は、本発明の様々な実施形態による受信モジュールの上面図である。受信モジュール９３０は、ＩＲ検出器１２１０と、折り返しミラー１２１２と、撮像光学装置１２２０と、バンドパスフィルタ１２２２と、スキャナ１２２８と、出射光学装置１２５０とを含む。

【0064】

走査ミラーアセンブリ１２３０及び１２４０は、走査ミラーアセンブリ１０３０及び１０４０と同様又は同一であり、出射光学装置１２５０は、出射光学装置１０５０と同様又は同一である。バンドパスフィルタ１２２２は、レーザ光源１０１０によって生成された光の波長を通過させ、他の波長の環境光を遮断する。例えば、いくつかの実施形態では、レーザ光源は９０５ｎｍの光を生成し、バンドパスフィルタ１２２２は９０５ｎｍの光を通過させる。

【0065】

撮像光学装置１２２０は、折り返しミラー１２１２による反射後に、視野の一部をＩＲ検出器１２１０上に撮像する。スキャナ１２２８はスキャナ１０２８と同期して走査されるので、アレイ状受信器１２１０は、走査されたパルスビームによって照射された測定点から光を常に収集する。

【0066】

図１４は、本発明の様々な実施形態による統合フォトニクスモジュールの断面上面図である。統合フォトニクスモジュール１４１０は、送信モジュール９１０と受信モジュール９３０との両方を含む。いくつかの実施形態では、フォトニクスモジュールは、送信モジュール９１０と、別個の走査アセンブリを含まない受信モジュールとを含む。例えば、フォトニクスモジュールは、ＩＲ検出器と光路を共有する送信側にスキャナを含み、別個のスキャナなしの受信側を含むＬＩＤＡＲシステム８００（図８）の光学部分を実装することができる。

【0067】

図１５は、図１４の統合フォトニクスモジュールの斜視図である。送信モジュール９１０と受信モジュール９３０とが並んで配置された長方形の筐体を有する統合フォトニクスモジュール１４１０が示されている。いくつかの実施形態では、送信モジュール９１０及び受信モジュール９３０は、一方が他方の上に配置されている。送信モジュール９１０及び受信モジュール９３０の相対的な向きは、本発明の限定ではない。

【0068】

図１６は、本発明の様々な実施形態によるアイセーフなＬＩＤＡＲシステムを備える走査型プロジェクタを示す図である。走査型プロジェクタ１６００は、図１に示す構成要素の全てを含み、画像処理構成要素１６０２、出力制御回路１６０４、及び可視レーザ光源１６３０も含む。いくつかの実施形態では、可視レーザ光源は、視野１２８内に視認可能な画像をもたらす可視画素を生成するためにパルス化される赤色、緑色、及び青色レーザ光源を含む。

【0069】

出力制御回路１６０４は、ＶＰＨ回路１８４に応答して、視野内で物体が検出された時に可視レーザ光パルスの出力を低減させる。例えば、近距離物体が検出された場合、出力制御回路１６０４は、可視レーザ光をブランクにするか、又は検出された物体の距離で被曝放出がアイセーフとなるように出力レベルを低減させることができる。

【0070】

図１７は、本発明の様々な実施形態による対話型ディスプレイ装置を示す。対話型ディスプレイ装置１７００は、走査型プロジェクタ１６００を含み、走査型プロジェクタは、レーザ光源１６３０、１３０及びＩＲ検出器１４２を含む。いくつかの実施形態では、対話型ディスプレイ装置は可視コンテンツを表示し、ユーザはジェスチャ認識を介して対話することができる。

【0071】

図１８は、本発明の様々な実施形態による短焦点プロジェクタを示す。短焦点プロジェクタ１８００は、棚１８１０上に配置され、壁１７２０上の視野１８８０内に投影する。プロジェクタ１８００は、前述の任意の仮想保護筐体回路を含む。

【0072】

本発明を特定の実施形態に関連して説明してきたが、当業者が容易に理解するように、本発明の範囲から逸脱することなく修正及び変形を用いることができることを理解されたい。そのような修正及び変形は、本発明及び添付の特許請求の範囲内にあると考えられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【国際調査報告】