JP7505789B2 - トランシーバアレイを含むライダーシステム - Google Patents
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Description
[0001]本PCT出願は、米国特許法第119条(e)の定めにより、2019年1月29日に出願された「LIDAR SYSTEM INCLUDING A TRANSCEIVER ARRAY」と題する米国仮特許出願第62/798,407号、ならびに2020年1月28日に出願された「LIDAR SYSTEM INCLUDING A TRANSCEIVER ARRAY」と題する米国特許出願第16/775,166号の利益と優先権を主張するものであり、これらの内容の全体が本明細書において参照により組み込まれる。
θ=1.22λ/D,
式中、λは、レーザパルスの波長、Dは、レンズ開口の直径である。角度分解能はまた、レーザ源110aの放射領域のサイズ、並びにレンズ130及び140の収差に依存してもよい。様々な実施形態によれば、ライダーセンサ100の角度分解能は、レンズのタイプに応じて、約1mrad~約20mrad(約0.05~1.0度)の範囲であってもよい。
光源310bによって放射された光線は、第2のレンズ340によって物体410に向かって投射され、物体410によって反射される。反射光線は、第1のレンズ330によって受信され、検出器360aに集束される。
Claims (12)
- 第1の光軸を有する第1のレンズと、
前記第1のレンズの焦点面に実質的に配置された第1の光源のセットおよび第1の検出器のセットと、
前記第1の光軸に実質的に平行な第2の光軸を有する第2のレンズと、
前記第2のレンズの焦点面に実質的に配置された第2の光源のセットおよび第2の検出器のセットと、
前記第1の光源のセットと、前記第1の検出器のセットと、前記第2の光源のセットと、前記第2の検出器のセットが取り付けられる、プラットフォームと、
前記プラットフォームに取り付けられ、第1の表面と前記第1の表面の反対側の第2の表面とを有する第1のボードであって、前記第1のボードの前記第1の表面および前記第2の表面は、前記第1のレンズの前記第1の光軸に対して実質的に平行であり、前記第1の光源のセットは、前記第1のボードの前記第1の表面に取り付けられ、前記第1の検出器のセットは前記第1のボードの前記第2の表面に取り付けられる、第1のボードと、
前記プラットフォームに取り付けられ、第1の表面と前記第1の表面の反対側の第2の表面とを有する第2のボードであって、前記第2のボードの前記第1の表面および前記第2の表面は、前記第2のレンズの前記第2の光軸に対して実質的に平行であり、前記第2のボードの前記第1の表面は前記第1のボードの前記第2の表面に面し、前記第2の光源のセットは前記第2のボードの前記第2の表面に取り付けられ、前記第2の検出器のセットは前記第2のボードの前記第1の表面に取り付けられる、第2のボードと
を備え、
前記第2の検出器のセットのそれぞれの検出器が、前記第1のレンズの前記焦点面上の前記第1の光源のセットの対応する光源のそれぞれの位置と光学的に共役である、前記第2のレンズの前記焦点面上のそれぞれの検出器位置に配置されるため、前記第2の検出器のセットの前記それぞれの検出器は、前記第1の光源のセットの前記対応する光源により放射され、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズの前に置かれた1つまたは複数の物体により反射された光線を検出し、
前記第1の検出器のセットのそれぞれの検出器が、前記第2のレンズの前記焦点面上の前記第2の光源のセットの対応する光源のそれぞれの位置と光学的に共役である、前記第1のレンズの前記焦点面上のそれぞれの検出器位置に配置されるため、前記第1の検出器のセットの前記それぞれの検出器は、前記第2の光源のセットの前記対応する光源により放射され、前記1つまたは複数の物体により反射される光線を検出する、
ライダーシステム。 - 前記第1のレンズおよび前記第2のレンズが、レンズマウント上に取り付けられる、レンズマウントをさらに備え、
前記レンズマウントは第1の次元で走査され、前記プラットフォームは前記第1の次元に直交する第2の次元で走査される、請求項1に記載のライダーシステム。 - 前記第1のレンズおよび前記第2のレンズが、レンズマウント上に取り付けられる、レンズマウントをさらに備え、
前記レンズマウントおよび前記プラットフォームがいつでも互いに反対方向に移動するように、前記駆動機構に、前記レンズマウントおよび前記プラットフォームを走査させるよう構成されたコントローラをさらに備える、請求項1に記載のライダーシステム。 - 前記第1の光源のセットは複数の光源を含み、
前記第2の光源のセットは複数の光源を含み
前記第1の検出器のセットは複数の検出器を含み、
前記第2の検出器のセットは複数の検出器を含み、
前記第1の光源のセットおよび前記第1の検出器のセットは、一次元アレイまたは二次元アレイとして前記第1のレンズの前記焦点面上に配置され、
前記第2の光源のセットおよび前記第2の検出器のセットは、一次元アレイまたは二次元アレイとして前記第2のレンズの前記焦点面上に配置される、
請求項1に記載のライダーシステム。 - 前記第1の光源のセットの前記複数の光源は、前記第1の検出器のセットの前記複数の検出器の間に散在し、
前記第2の光源のセットの前記複数の光源は、前記第2の検出器のセットの前記複数の検出器の間に散在する、
請求項4に記載のライダーシステム。 - 前記第1の光源のセットの前記複数の光源は、前記プラットフォーム上の第1の領域に第1のグループとして配置され、
前記第1の検出器のセットの前記複数の検出器は、前記プラットフォーム上の第2の領域に第2のグループとして配置され、
前記第2の光源のセットの前記複数の光源は、前記プラットフォーム上の第3の領域に第3のグループとして配置され、
前記第2の検出器のセットの前記複数の検出器は、前記プラットフォーム上の第4の領域に第4のグループとして配置される、
請求項4に記載のライダーシステム。 - 前記第1の光源のセットと、前記第2の光源のセットと、前記第1の検出器のセットと、前記第2の検出器のセットに結合されたコントローラであって、
第1の瞬間に、前記第1の光源のセットの1つまたは複数の光源に、第1の光パルスのセットを放射させ、前記第1の光パルスのセットは、前記第1のレンズによって前記1つまたは複数の物体に向けて投影され、かつ、前記1つまたは複数の物体によって反射され、
前記第2の検出器のセットの1つまたは複数の検出器に、前記1つまたは複数の物体によって反射され、かつ、前記第2のレンズによって集束された前記第1の光パルスのセットを検出させ、
前記第1の瞬間に後続する第2の瞬間に、前記第2の光源のセットの1つまたは複数の光源に、第2の光パルスのセットを放射させ、前記第2の光パルスのセットは、前記第2のレンズによって前記1つまたは複数の物体に向けて投影され、かつ、前記1つまたは複数の物体によって反射され、
前記第1の検出器のセットの1つまたは複数の検出器に、前記1つまたは複数の物体によって反射され、かつ、前記第1のレンズによって集束された前記第2の光パルスのセットを検出させるように構成された、コントローラ、
をさらに備える、請求項1に記載のライダーシステム。 - ライダーシステムの操作方法であって、前記ライダーシステムは、第1の光軸を有する第1のレンズと、前記第1の光軸に実質的に平行な第2の光軸を有する第2のレンズと、第1の光源のセットと、第2の光源のセットと、第1の検出器のセットと、第2の検出器のセットと、
前記第1の光源のセットと、前記第1の検出器のセットと、前記第2の光源のセットと、前記第2の検出器のセットが取り付けられる、プラットフォームと、
前記プラットフォームに取り付けられ、第1の表面と前記第1の表面の反対側の第2の表面とを有する第1のボードであって、前記第1のボードの前記第1の表面および前記第2の表面は、前記第1のレンズの前記第1の光軸に対して実質的に平行であり、前記第1の光源のセットは、前記第1のボードの前記第1の表面に取り付けられ、前記第1の検出器のセットは前記第1のボードの前記第2の表面に取り付けられる、第1のボードと、
前記プラットフォームに取り付けられ、第1の表面と前記第1の表面の反対側の第2の表面とを有する第2のボードであって、前記第2のボードの前記第1の表面および前記第2の表面は、前記第2のレンズの前記第2の光軸に対して実質的に平行であり、前記第2のボードの前記第1の表面は前記第1のボードの前記第2の表面に面し、前記第2の光源のセットは前記第2のボードの前記第2の表面に取り付けられ、前記第2の検出器のセットは前記第2のボードの前記第1の表面に取り付けられる、第2のボードと
を備え、
第1の瞬間に、前記第1の光源のセットを使用して、第1の光パルスのセットを放射することと、
前記第1のレンズを使用して、前記第1の光パルスのセットを1つまたは複数の物体に向けて投影し、前記第1の光パルスのセットを前記1つまたは複数の物体によって反射させることと、
前記第2のレンズを使用して、前記1つまたは複数の物体によって反射された前記第1の光パルスのセットを、前記第2の検出器のセットに集束させることと、
前記第2の検出器のセットを使用して、前記第2のレンズによって集束された前記第1の光パルスのセットを検出することと、
前記第1の瞬間に後続する第2の瞬間に、前記第2の光源のセットを使用して、第2の光パルスのセットを放射することと、
前記第2のレンズを使用して、前記第2の光パルスのセットを前記1つまたは複数の物体に向けて投影し、前記第2の光パルスのセットを前記1つまたは複数の物体によって反射させることと、
前記第1のレンズを使用して、前記1つまたは複数の物体によって反射された前記第2の光パルスのセットを、前記第1の検出器のセットに集束させることと、
前記第1の検出器のセットを使用して、前記第1のレンズによって集束された前記第2の光パルスのセットを検出すること、
を含む、ライダーシステムの操作方法。 - 前記第1のレンズおよび前記第2のレンズは、レンズマウント上に取り付けられ、前記第1の光源のセットおよび前記第1の検出器のセットは、前記第1のレンズの焦点面上に配置される第1のトランシーバアレイとして配置され、前記第2の光源のセットおよび前記第2の検出器のセットは、前記第2のレンズの焦点面上に配置される第2のトランシーバアレイとして配置され、前記第1のトランシーバアレイおよび前記第2のトランシーバアレイは前記プラットフォームに取り付けられ、
前記ライダーシステムの光軸に実質的に垂直な平面において、前記レンズマウントに対して前記プラットフォームを走査し、それにより、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズに対して前記第1のトランシーバアレイおよび前記第2のトランシーバアレイを走査することをさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 前記プラットフォームを走査することは、前記プラットフォームを二次元で走査することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記第1のレンズおよび前記第2のレンズがレンズマウント上に取り付けられ、前記第1の光源のセットおよび前記第1の検出器のセットは、前記第1のレンズの焦点面上に配置される第1のトランシーバアレイとして配置され、前記第2の光源のセットおよび前記第2の検出器のセットは、前記第2のレンズの焦点面上に配置される第2のトランシーバアレイとして配置され、前記第1のトランシーバアレイおよび前記第2のトランシーバアレイは前記プラットフォームに取り付けられ、
前記ライダーシステムの光軸に実質的に垂直な平面において、前記プラットフォームに対して前記レンズマウントを走査し、それにより、前記第1のトランシーバアレイおよび前記第2のトランシーバアレイに対して前記第1のレンズおよび前記第2のレンズを走査すること、
をさらに備える、請求項8に記載の方法。 - ライダーシステムを調整する方法であって、前記ライダーシステムは、第1の光軸を有する第1のレンズと、前記第1の光軸に実質的に平行な第2の光軸を有する第2のレンズと、第1の光源のセットと、第2の光源のセットと、第1の検出器のセットと、第2の検出器のセットと、
前記第1の光源のセットと、前記第1の検出器のセットと、前記第2の光源のセットと、前記第2の検出器のセットが取り付けられる、プラットフォームと、
前記プラットフォームに取り付けられ、第1の表面と前記第1の表面の反対側の第2の表面とを有する第1のボードであって、前記第1のボードの前記第1の表面および前記第2の表面は、前記第1のレンズの前記第1の光軸に対して実質的に平行であり、前記第1の光源のセットは、前記第1のボードの前記第1の表面に取り付けられ、前記第1の検出器のセットは前記第1のボードの前記第2の表面に取り付けられる、第1のボードと、
前記プラットフォームに取り付けられ、第1の表面と前記第1の表面の反対側の第2の表面とを有する第2のボードであって、前記第2のボードの前記第1の表面および前記第2の表面は、前記第2のレンズの前記第2の光軸に対して実質的に平行であり、前記第2のボードの前記第1の表面は前記第1のボードの前記第2の表面に面し、前記第2の光源のセットは前記第2のボードの前記第2の表面に取り付けられ、前記第2の検出器のセットは前記第2のボードの前記第1の表面に取り付けられる、第2のボードと
を備え、
前記第1の光源のセットおよび前記第1の検出器のセットを、実質的に前記第1のレンズの焦点面に配置された第1のトランシーバアレイとして配置することと、
前記第2の光源のセットおよび前記第2の検出器のセットを、実質的に前記第2のレンズの焦点面に配置された第2のトランシーバアレイとして配置することと、
前記第1の光源のセットを使用して、第1の光線のセットを放射することと、
前記第1のレンズを使用して、前記第1の光線のセットをスクリーンに向けて投射し、それにより、前記スクリーン上に第1の光点のセットを形成することと、
前記第2の光源のセットを使用して、第2の光線のセットを放射することと、
前記第2のレンズを使用して、前記第2の光線のセットを前記スクリーンに向けて投射し、それにより、前記スクリーン上に第2の光点のセットを形成することと、
前記第1の検出器のセットのそれぞれの検出器が、前記第2の光源のセットの対応する光源と光学的に共役であり、前記第2の検出器のセットのそれぞれの検出器が、前記第1の光源のセットの対応する光源と光学的に共役であるように、前記第1の光点のセットと前記第2の光点のセットが、所定のパターンを前記スクリーン上に形成するまで、前記第1のトランシーバアレイに対する前記第1のレンズの位置、および前記第2のトランシーバアレイに対する前記第2のレンズの位置を調整することと、
を含む、ライダーシステムを調整する方法。
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