KR20210013076A

KR20210013076A - 타겟 환경의 동시 빔 스캐닝을 위한 멀티 채널 레이저 모듈 기반의 lidar 시스템

Info

Publication number: KR20210013076A
Application number: KR1020207035351A
Authority: KR
Inventors: 필립 샌드봄; 센 린; 제임스 퍼라라
Original assignee: 아워스 테크놀로지, 아이엔씨.
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2021-02-03
Also published as: IL278556B1; US20210072385A1; EP4286887A3; CA3099735A1; CA3099719A1; EP3791207A1; JP7274571B2; JP7284808B2; US10663587B1; JP2021523387A; EP3791207B1; EP3791206A4; KR20210010875A; EP4286887A2; JP7498338B2; CN112368601A; CN112400119A; US20200142066A1; EP3791206A1; KR20210008364A

Abstract

타겟 환경의 동시 빔 스캐닝을 위한 FMCW LIDAR 시스템. 상기 시스템은 빔 스티어링 모듈로 결합될 수 있는 포토닉스 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 포토닉스 어셈블리는: 주파수 변조된 레이저 빔을 수신하도록 구성되며, 상기 광학 시스템은: 광 스플리터와 코히어런트 수신기를 포함할 수 있다. 상기 광 스플리터는 주파수 변조 레이저 빔을 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하고, 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하며, 그리고 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 상기 빔 스티어링 모듈로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 코히어런트 수신기는 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔을 혼합하여 출력 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.

Description

타겟 환경의 동시 빔 스캐닝을 위한 멀티 채널 레이저 모듈 기반의 LIDAR 시스템

본원 특허발명 출원은 2018년 5월 10일에 제출된 미국 가 특허 출원 번호 62/669,803(명칭: 동시에 거리 및 속도 측정을 위한 다중 레이저 및 코히어런트 수신기의 상호 보완 변조를 기반으로 하는 LIDAR 시스템); 2018년 5월 10일에 제출된 미국 가 특허 출원 번호 62/669,801(명칭: 동시에 거리 및 속도 측정을 위한 라이트 변조기 및 코히어런트 수신기); 그리고 2018년 5월 10일에 제출된 미국 가 특허 출원 번호 62/669,808(명칭: 타겟 환경의 동시 빔 스캐닝을 위한 멀티 채널 레이저 모듈 기반의 LIDAR 시스템)을 35 U.S.C. §　119(e)의 우선권 주장 기초로 한다.

본 발명 출원은 또한 다음 PCT 출원과 관련이 있으며, 이들 각각은 동시에 제출되었으며, 본원 명세서에서 그 전체가 참조로 원용된다: Attorney Docket No. 1403106.00028(발명의 명칭: 동시에 거리 및 속도 측정을 위한 라이트 변조기 및 코히어런트 수신기); 및 Attorney Docket No. 1403106.00031(발명의 명칭: 동시에 거리 및 속도 측정을 위한 다중 레이저 및 코히어런트 수신기의 상호 보완 변조를 기반으로 하는 LIDAR 시스템).

본 발명은 주파수 변조 연속파(FMCW) 광 검출 및 거리 측정(LIDAR) 기술 분야에 대한 것이다.

일반적으로 FMCW LIDAR 시스템은 로컬 경로와 타겟 경로로부터 광 신호 간의 간섭을 측정하여 거리 범위를 감지한다. 레이저의 주파수를 스위핑함으로써 간섭 신호는 타겟 거리에 비례하는 주파수를 갖는 진동이 된다. FMCW 레이저는 삼각형 방식으로 저주파에서 고주파로, 다음 고주파에서 저주파로 선형 주파수 스윕을 갖도록 변조될 수 있다.

반사체(reflectors)를 움직이면 반사체의 속도에 비례하여 측정된 주파수에서의 이동이 발생될 수 있다. 반사체의 거리와 속도 영향 사이 차이를 구분하기 위해 포지티브 레이저 스윕 동안 간섭 주파수를 측정한 다음 네거티브 주파수 스윕 동안 간섭 주파수를 측정 할 수 있다.

측정이 도달되는 속도가 중요할 수 있으며, 속도를 얻기 위해 두 번 측정하는 방법은 거리만 측정하는 방법보다 두 배나 오래 걸릴 수 있다. 따라서, 상보적인 주파수 스윕을 구별하는 방법과 결합된 상보적 주파수 스윕이 있는 다중 주파수 변조 레이저를 사용하는 방법은 거리 및 속도 LIDAR 센서의 측정 속도를 향상시킬 수 있다. 상보적인 주파수 스윕을 구별하는 방법은 시간 지연과 주파수 시프트 효과가 충분히 분리될 수 없는 모호성 문제를 해결한다.

또한 일반적으로 FMCW LIDAR 시스템은 스윕 소스 레이저를 사용하여 거리와 속도를 측정하도록 한다. 반사된 신호의 주파수는 타겟의 거리에 비례할 수 있다. 움직이는 타겟은 동시에 측정할 수 있는 도플러 효과로 인해 타겟의 속도에 비례하여 반사된 신호의 주파수를 이동한다.

빔 스티어링 모듈은 타겟 환경에서 레이저 빔을 스캔할 수 있다. 광학 시스템에서 여러 개의 레이저 채널이 있으면 더 큰 시야(FOV)를 캡처하기 위해 여러개의 스캐닝 요소가 필요할 수 있다. 여러 레이저 빔이 스캐닝 요소를 공유하도록 허용하는 방법은 시스템의 복잡성과 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 통합 포토닉 칩에서 이러한 방식을 구현함으로써 시스템 비용을 더욱 절감할 수 있다.

본 발명은 타겟 환경의 동시 빔 스캐닝(simultaneous beam scanning)을 위한 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템에 대한 것이다.

상기 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템은 렌즈와 단일 빔 스티어링 모듈을 사용하여 멀티플 라이트 빔으로 타겟 장면을 스캔하도록 하여, 일정 프레임 속도에서 더욱 높은 해상도를 얻을 수 있도록 한다.

상기 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템은 다중 채널 송수신기를 갖는 단일 집적 포토닉 칩 상에서 실현될 수 있으며, 이때 대부분의 이산 컴포넌트는 온-칩 컴포넌트로 대체된다. 광 안테나 근접 장소에서 코히어런트 수신기 모듈이 광섬유 순환기의 필요를 제거한다. 포토닉 칩을 렌즈 시스템의 초점 평면에 위치시킴으로써, 여러 각도를 향하는 다중 라이트 빔을 생성시킨다. 빔 스티어링 모듈은 여러 타겟 환경에서 동시에 모든 빔을 스캔 한다.

도 1은 본 발명의 한 특징에 따라 변조 및 검출을 갖는 FMCW LIDAR 시스템의 도면이다.
도 2는 본 발명 내용의 한 특징에 따라, 거리 범위 및 속도를 동시에 측정하는데 사용되는 비트 주파수를 결정하기 위해, 시간의 함수로서 레이저 주파수를 예시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 한 특징에 따라 주파수의 함수로서 포토 수신기의 출력 채널을 사용하여 수행된 전력-스펙트럼-밀도(PSD) 측정을 예시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 특징에 따라 N 개의 레이저 및 Nx1 비 간섭 결합기를 포함하는 레이저 뱅크를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 특징에 따라 Nx1 레이저 뱅크 및 코히어런트 검출을 갖는 FMCW LIDAR 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 특징에 따라, 거리 범위 및 속도를 동시에 측정하는데 사용되는 비트 주파수를 결정하기 위한 시간의 함수로서 레이저 주파수를 예시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 한 특징에 따라 주파수의 함수로서 포토 수신기의 출력 채널을 사용하여 수행된 전력-스펙트럼-밀도(PSD) 측정을 예시하는 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 한 특징에 따라 간섭계의 타겟 아암(target arm) 제 1 구현 다이어그램이다.
도 8b는 본 발명의 한 특징에 따라 간섭계의 타겟 아암 제 2 구현 다이어그램이다.
도 8c는 본 발명의 한 특징에 따라 간섭계의 타겟 아암 제 3 구현의 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 특징에 따라 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템의 도면이다.
도 10a는 본 발명의 한 특징에 따라 단일 스캐너가 다중 레이저 빔을 지향하는 빔 스티어링 모듈의 제 1 실시 예 다이어그램이다.
도 10b는 본 발명의 한 특징에 따라, 다수의 스캐너가 레이저 빔을 지향하는 빔 스티어링 모듈의 제 2 실시 예의 다이어그램이다.
도 11a는 본 발명의 한 특징에 따라 통합된 포토닉 칩 상에 구현된 다중 채널 FMCW LIDAR 송수신기 시스템의 도면이다.
도 11b는 본 발명의 한 특징에 따라, 도 11a에 예시된 시스템에서 이용되는 코히어런트 수신의 제 1 실시 예 다이어그램이다.
도 11c는 본 발명의 한 특징에 따라, 도 11a에 예시된 시스템에서 사용되는 코히어런트 수신의 제 2 실시 예 다이어그램이다.
도 12a는 본 발명의 한 특징에 따라 제 1 방향으로 온-칩 안테나로부터 레이저 빔을 방출하도록 구성된 통합 포토닉 칩을 도시한 도면이다.
도 12b는 본 발명의 한 특징에 따라 제 2 방향으로 온-칩 안테나로부터 레이저 빔을 방출하도록 구성된 통합 포토닉 칩을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 한 특징에 따라 통합 포토닉 칩상에 구현된 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템에 대한 빔 스티어링 모듈 배열 및 스캐닝 패턴의 다이어그램이다.

동시에 발생하는 거리 범위 및 속도 측정(Range and Velocity Measurement)을 위한 광 변조기 및 코히어 런트 수신기

도 1은 본 발명의 한 특징에 따라 FMCW LIDAR 시스템의 실시 예를 도시하는 블록도이다. 이 실시 예에서, 시스템은 레이저 변조기(2)(예를 들어, 광 강도 변조기)에 결합된 레이저(1)를 포함한다. 레이저 변조기(2)는 예를 들어 레이저(1)에 의해 출력되는 레이저 빔의 강도 또는 진폭을 변조하도록 구성된다. 시스템은 스플리터(3)(예를 들어, 2x2 스플리터 또는 커플러)를 더욱 포함할 수 있다. 레이저 변조기(2)로부터의 출력 광은 광을 2 개의 경로로 분리하도록 구성된 스플리터(3)로 주입될 수 있다(예를 들어, 방향성 결합기 또는 다중 모드 간섭계를 사용하여). 시스템은 결합기(5)(예를 들어, 2x4 결합기 또는 결합기)를 더욱 포함할 수 있다. 레이저(1)에 의해 생성된 일부 광(레이저 변조기(2)에 의해 변조 됨)은 스플리터( 3)를 통해 결합기( 5)의 한 입력에 직접 결합될 수 있다. 레이저(1)에 의해 생성된 광의 나머지는 결합기(5)의 다른 입력에 결합되기 전에 타겟 아암(4)(도 8a-8c와 관련하여 아래에서 설명되는 예시들)으로의 타겟 경로를 통해, 스플리터(3)를 경유하여, 결합기(5)의 다른 입력으로 결합될 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 결합기(5)는 "광 하이브리드"또는 "90도 광 하이브리드"로서 구현되며, 이는 " I-Q 검출기"라고도 하는 4 채널 포토 수신기(6)에서 감지되도록 광선을 4 개의 경로로 분할하도록 구성된다. 광 하이브리드는 두 개의 광 신호(S 및 L)를 수신하고 이에 응답하여 S + L, S-L, S + jL, S-jL(j는 허수)의 4 가지 출력 신호를 생성하도록 구성된다. I-Q 검출기(6)의 출력은 I- 채널(7) 및 Q- 채널(8)의 2 개의 전기 신호의 형태일 수 있다. 시스템은 I-Q 검출기(6)에 연결된 제어 회로(9)를 더욱 포함할 수 있다. 제어 회로(9)는 I 및 Q 채널(7, 8)을 동시에 처리하도록 구성 되어야 한다.

도 2는 본 발명 내용의 한 특징에 따라 I-Q 검출기(6)의 출력에서 신호의 예시적인 생성을 설명하는 시간 함수로서 레이저 주파수를 설명하는 그래프이다. 이 예에서, 변조기(2)는 양면 대역 주파수 변조를 사용하여 레이저 광을 생성하도록 구성된다. 본 발명의 한 특징에 따라, 변조기(2)는 상부 측파대(10) 및 하부 측파대(11)를 결합기(5)로 직접 전송하도록 구성될 수 있으며, 이는 위에서 언급한 바와 같이 광 하이브리드로서 실현될 수 있다. 또한, 변조기(2)는 타겟을 향하는 타겟 경로를 통해 상부 측파대(10) 및 하부 측파대(11)를 전송하도록 구성될 수 있으며, 결합기(5)에 의해 수신되기 전에 시스템과 타겟 사이의 거리로 인한 시간 지연(12) 그리고 타겟에 의한 이동으로 인한 주파수 시프트(13) 모두를 발생시킨다. 상기 수신된 상부 측파대(14) 및 수신된 하부 측파대(15)는 결합기(5)에서 전송 된 상부 측파대(10) 및 전송된 하부 측파대(11)와 결합될 수 있다. 전송된 상부 측파대(10)와 수신된 상부 측파대(14) 사이 간섭은 레이저 주파수에서 이들의 분리(16)와 동일한 비트 주파수를 생성할 수 있다. 또한, 전송된 하부 측파대(11)와 수신된 하부 측파대(15) 사이의 간섭은 마찬가지로 레이저 주파수에서 이들의 분리(17)와 동일한 비트 주파수를 생성할 수 있다.

이 같은 실시 예에서, 결합기(5)에 의해 생성된 I- 및 Q- 채널(7, 8)은 합산되어 복소수 값 신호 I + jQ(j는 허수)을 생성할 수 있다. 이 같은 복소수 합의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)는 예시적인 도 3에 도시되어있으며, 도 3은 본 발명의 한 특징에 따라 주파수의 함수로서 I-Q 검출기의 출력 채널을 사용하여 수행된 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 측정을 예시하는 그래프이다. PSD 측정은 연속 측정 필요 없이 대상의 거리 범위와 속도에 대한 추정치를 산출하기 위해(예를 들면, 제어 회로(9)에 의해) 처리된다. PSD는 제 1 주파수 값(16)(도 2에 유사하게 표시됨)에서 제 1 피크 값(18) 및 제 2 주파수 값(도 2에 유사하게 표시됨)에서 제 2 피크 값(19)을 가질 수 있다. 이 같은 예에서, 첫 번째 주파수 값(16)은 양수이고 음의 주파수 값(17)은 음수이다. 제 1 주파수 값(16)은 제 1 공칭 주파수 값(20)("공칭 비트 주파수"라고도 함)으로부터 시프트 된다. 제 2 주파수 값(17)은 제 1 공칭 주파수 값(20)의 반대 부호 인 제 2 공칭 주파수 값(21)으로부터 시프트 된다. 본 발명의 한 특징에 따라, 제어 회로(9)는 제 1주파수 값(16)으로부터 제2 주파수 값(17)을 감산함으로써 그리고 2로 나눔으로써 공칭 비트 주파수(20)를 계산하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어 회로(9)는 제 1 주파수 값(16) 및 제 2 주파수 값(17)을 더하고 2로 나눔으로써 주파수 값(20)으로부터 멀어지는 신호의 주파수 시프트를 계산하도록 구성될 수 있다. 공칭 비트 주파수(20)는 표적 거리(즉, 시스템의 이미터로부터 표적까지의 거리)에 비례할 수 있는 반면, 상기 주파수 시프트는 표적 속도(즉, 표적이 이동하는 속도)에 비례할 수 있다. 표적이 도 2 및 도 3에 도시된 예와 반대 방향으로 이동하는 경우, 측정된 피크(18, 19)는 반대 방향으로 이동될 수 있다. 따라서 이것은 주파수 시프트에 대해 다른 부호가 있는 값으로 이어질 수 있지만 공칭 비트 주파수는 여전히 주파수 값(20)으로 계산될 수 있다.

동시에 거리 범위 및 속도 측정을 위해 다중 레이저 및 코히어런트 수신기의 상호 보완 변조

도 4는 본 발명의 한 특징에 따라 N 개의 레이저 및 Nx1 비 코히어런트 결합기를 포함하는 레이저 뱅크의 다이어그램이고, 이는 2 개와 같이 적은 수의 레이저로 구성될 수 있다. 다양한 특징 가운데, N은 1보다 큰 임의의 정수일 수 있다. 이 같은 예에서, 본 발명 시스템은 제 1 레이저(52)에 결합되고 이를 직접 변조하는 제 1 레이저 드라이버(51)를 포함 할 수 있다. 본 발명 시스템은 제2 레이저(54)에 결합되어 제1 레이저 드라이버(51)와는 독립적으로 제 2 레이저를 직접 변조시키는 제2 레이저 드라이버(53)를 더 포함할 수 있다. 이 같은 구성은 레이저 쌍(55)을 포함할 수 있다. 레이저 쌍(55)은 도 4에서 도시된 시스템의 특정 예에서 제 2 레이저 쌍(60)에 의해 설명된 바와 같이 여러 번 반복될 수 있다. 레이저 각각은 Nx1 광 커플러(61)를 통해 단일 도파관으로 결합될 수 있다. 본 발명의 한 특징에서, 제 1 레이저(52)는 양의 주파수 스윕을 갖는 레이저 빔을 방출하도록 변조될 수 있고 제 2 레이저(54)는 음의 주파수 스윕을 갖는 레이저 빔을 방출하도록 동시에 변조 될 수 있다. Nx1 광 커플러(61)는 레이저(52, 54, 57, 59)에 의해 생성된 각각의 레이저 빔으로부터 레이저 필드를 생성하도록 구성될 수 있다. 그러면 포지티브 및 네거티브 주파수 스윕을 갖는 레이저 빔으로부터 생성된 레이저 필드가 레이저 뱅크에 의해 출력된다.

도 5는 본 발명의 한 특징에 따라 Nx1 레이저 뱅크(62) 및 코히어런트 검출을 갖는 FMCW LIDAR 시스템을 도시한 도면이다. 이 같은 실시 예에서, 시스템은 도 4에 도시된 레이저 뱅크와 같은 레이저 뱅크(62)("레이저 어레이"라고도 함)를 포함한다. 본 발명의 한 특징에서, 시스템은 레이저 뱅크(62)에 결합된 광 커플러(63)(예를 들어, 2x2 개의 광 커플러)를 더욱 포함하며, 상기 광 커플러는 레이저 뱅크(62)로부터의(예를 들어, 방향성 커플러 또는 다중 모드 간섭계를 사용하여) 광(즉, 레이저 필드)을 분할하도록 구성된다.. 상기 시스템은 결합기(65)(예를 들면, 2x4 결합기 또는 커플러)를 더욱 포함할 수 있다. 레이저 뱅크(62)에 의해 생성된 광의 일부 또는 어느 정도는 결합기(65)에 결합되기 전에, 커플러(63)를 경유하여 타겟 경로를 통해 타겟 아암(64)(이에 대한 예는 도 8a-8c와 관련하여 아래에서 설명된다)으로 전송될 수 있다. 레이저 뱅크(62)에 의해 생성된 광의 나머지 또는 나머지 부분은 커플러(63)를 통해 결합기(65)로 직접 결합될 수 있다. 본 발명의 한 특징에서 광 결합기(65)는 "광 하이브리드 "로서 실현될 수 있으며, 이때의 광 하이브리드는 "I-Q검출기"라고도 하는 4 채널 포토 수신기(66)에서 검출될 광을 4 개의 경로로 분할하도록 구성되어 있다. 광 하이브리드는 두 개의 광 신호(S 및 L)를 수신하고 이에 응답하여 S + L, S-L, S + jL, S-jL(j는 허수)의 4 가지 출력 신호를 생성하도록 구성된다. I-Q 검출기(66)의 출력은 I- 채널(67) 및 Q- 채널(68)의 2 개의 전기 신호의 형태일 수 있다. 본 발명 시스템은 I-Q 검출기(66)에 연결된 제어 회로(69)를 더 포함 할 수 있다. 제어 회로(69)는 I- 및 Q- 채널(67, 68)을 동시에 처리하도록 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 특징에 따라 I-Q 검출기(66)의 출력에서 신호의 예시적인 생성을 설명하는 시간의 함수로서 레이저 주파수를 예시하는 그래프이다. 특히, 도 6은 도 2에 도시된 그래프와 유사하다. 그러나, 이 실시 예에서, 레이저 뱅크(62)는 2 개의 광 주파수 스윕을 동시에 생성하도록 구성된다. 본 발명의 한 특징에 따라, 커플러(63)는 포지티브 스윕(70) 및 네거티브 스윕(71)의 제 1 부분을 결합기(65)로 직접 전달하거나 전송하도록 구성될 수 있으며, 이는 전술 한 바와 같이 광 하이브리드(optical hybrid )로 구현될 수 있다. 또한, 커플러(63)는 포지티브 스윕(70) 및 네거티브 스윕(71)의 제 2 부분을 타겟 경로를 통해 전송하도록 구성될 수 있으며, 시스템과 타겟 사이의 거리로 인한 시간 지연(72) 그리고 및 결합기(65)에 의해 수신되기 전 표적 이동으로 인한 주파수 시프트 모두를 발생시킨다. 수신된 포지티브 스윕(74) 및 수신된 네거티브 스윕(75)는 결합기(65)에서 전송된 포지티브 스윕(70) 및 전송된 네거티브 스윕(71)와 결합될 수 있다. 전송된 그리고 수신된 포지티브 스윕(70, 74)들 사이의 간섭은 레이저 주파수(76)에서의 분리와 동일한 비트 주파수를 생성할 수 있다. 또한, 전송된 그리고 수신된 네거티브 스윕(71, 75)들 사이의 간섭은 마찬가지로 레이저 주파수에서의 분리(77)와 동일한 비트 주파수를 생성할 수 있다.

이 같은 예에서, 결합기(65)에 의해 생성된 I- 및 Q- 채널(67, 68)은 합산되어 복소수 값 신호, I + jQ(여기서 j는 허수)를 생성할 수 있다. 이 같은 복소수 합의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)는 예시적인 도 7에서 예시될 수 있다. 도 7은 본 발명의 한 특징에 따라 주파수의 함수로서 I-Q 검출기의 출력 채널을 사용하여 수행된 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 측정을 예시하는 그래프이다. PSD 측정은(예를 들어, 제어 회로(69)에 의해) 처리되어 연속적인 측정 필요 없이 타겟의 범위 및 속도에 대한 추정치를 산출한다. PSD는 제 1 주파수 값(76)(도 6에서 표시된 것과 유사하게)에서 제 1 피크 값(78) 및 제 2 주파수 값(77)(도 6에 표시된 것과 유사하게)에서 제 2 피크 값(79)을 가질 수 있다. 이 같은 예에서, 제 1 주파수 값(76)은 포지티브이고 음의 주파수 값(77)은 네가티브이다. 제 1 주파수 값(76)은 제 1 공칭 주파수 값(80)("공칭 비트 주파수"라고도 함)으로부터 시프트 된다. 제 2 주파수 값(77)은 제 1 공칭 주파수 값(80)의 반대 부호인 제 2 공칭 주파수 값(81)으로부터 시프트 된다. 본 발명 한 특징에서, 제어 회로(69)는 제1 주파수 값(76)에서 제 2 주파수 값(77)을 감산하고 2로 나눔으로써 공칭 비트 주파수(80)를 계산하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어 회로(69)는 제 1 주파수 값(76) 및 제 2 주파수 값(77)을 더하고 2로 나눔으로써 주파수 값(80)으로부터 멀어지는 신호의 주파수 시프트를 계산하도록 구성될 수 있다. 공칭 비트 주파수(80)는 타겟 거리(즉, 시스템의 이미터로부터 표적까지의 거리)에 비례할 수 있는 반면, 주파수 시프트는 타겟 속도(즉, 타겟이 움직이는 속도)에 비례할 수 있다. 표적이 도6 및 도 7에 도시 된 예와 반대 방향으로 이동하는 경우 측정된 피크(78, 79)는 반대 방향으로 이동될 수 있다. 따라서 이것은 주파수 시프트에 대해 부호가 다른 값으로 이어질 수 있지만, 공칭 비트 주파수는 여전히 주파수 값(70)으로 계산될 수 있다.

타겟 아암 어셈블리(Target Arm Assemblies)

도 8a-8c는 타겟 아암의 세 가지 예시적인 구현을 도시하며, 이 같은 타겟 아암은 도 1 내지도 7과 관련하여 위에서 설명된 임의의 시스템과 함께 이용될 수 있다. 이 같은 다양한 구현에서, 광은 광섬유 순환기 또는 2x2 커플러(방향성 커플러 또는 다중 모드 간섭계와 같은)와 같은 개별 광섬유 구성 요소를 통해 동축 광 트랜시버에 결합될 수 있다. 또한, 광은 기계적 스캐닝과 결합된 렌즈에 의해 형성되고 조정될 수 있으며, 또는 통합된 광 트랜시버에 의해 형성되고 조정될 수 있다. 도 8a-8c에서 설명된 각각의 예시적인 구현은 동축 광 트랜시버를 포함하며, 여기서 입력 광은 스캐닝 광학 장치에 결합되고, 타겟 물체로 전송되고, 동일한 스캐닝 광학 장치에 의해 수신되며, 그리고 타겟 아암(4, 64)의 출력으로 전달된다. 도 8a에 도시된 타겟 아암의 제1 실시 예에서, 입력 광은 광섬유 순환기(502)의 입력 아암(501)으로 전달된다. 광섬유 순환기(502)의 제 1 출력 광은 광 섬유면(503)으로 전달되고 출력 빔은 광학 장치(504)에 의해 형성된다. 상기 형성된 빔은 스캐닝 광학 장치(505)(예를 들면, 전류 측정 스캐닝 미러 또는 MEMS 기반 스캐닝 미러). 를 통해 전송된다. 상기 조정되고 형성된 빔(506)은 광의 일부를 반사하는 타겟으로 전송된다. 스캐닝 광학 장치(505)는 반사된 광을 수신하는 데 사용될 수 있고 광학 장치(504)는 수신된 광을 광섬유면(503)으로 다시 집중시키는 데 사용될 수 있다. 상기 광섬유면(503)으로부터의 입력 광은 광섬유 순환기(502)로 다시 전달되고 광섬유 순환기(502)의 출력(507)으로 연결된다.

도 8b에 도시된 타겟 아암(4, 64)의 제 2 실시 예 구현에서, 광 섬유 순환기(502) 출력은 출력 빔(509)을 형성하고 타겟으로 지향시키는 통합 포토닉 장치(508)로 전달된다. 동일한 통합 포토닉 장치(508)를 사용하여 표적에 의해 반사된 광을 수신하고 다음에 상기 수신된 광은 광섬유 순환기(502)로 다시 전달하여서 상기 수신된 광이 광섬유 순환기(502)의 출력(507)에 결합되도록 한다.

도 8c에 도시된 타겟 아암(4, 64)의 제 3 실시 예 구현에서. 입력 광은 광 커플러(511)(예를 들어, 2x2 커플러)의 입력 암(510)으로 전달된다. 상기 2x2 커플러(511)의 출력은 출력 빔(509)을 형성하고 타겟으로 지향하는 통합 포토닉 장치(508)로 전달된다. 상기 동일한 통합 포토닉 장치(508)를 사용하여 타겟에 의해 반사된 광을 수신하며, 그 다음, 상기 수신된 광을 2x2 커플러(511)로 다시 전달하여 상기 수신된 광이 상기 2x2 커플러(511)의 출력(512)에 결합될 수 있도록 한다. 본 발명의 한 특징에서, 상기 2x2 커플러(511)는 예를 들어 광섬유 결합 모듈 또는 통합된 광자 구성 요소(방향성 커플러 또는 다중 모드 간섭계와 같은)로서 구현될 수 있으며, 이는 통합 포토닉 장치(508)와 함께 제조될 수 있다.

다중 채널 주파수 변조 연속파 LIDAR 시스템(Multi-Channel Frequency Modulated Continuous Wave LIDAR System)

도 9는 본 발명의 한 특징에 따라 예시적인 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템의 도면이다. 본 발명의 한 특징에서, 시스템은 N 개의 레이저 다이오드(212)를 갖는 레이저 모듈(211)을 포함할 수 있으며, 여기서 N은 광자 어셈블리(228)에 결합된 2 이상의 정수이다. 예시된 예에서, 시스템은 단일 쌍의 레이저 다이오드(212)(즉, N = 2)를 포함한다. 다음의 설명에서, 시스템은 주로 2 개 또는 한 쌍의 레이저 다이오드(212)를 갖는 것과 관련하여 논의될 것이다. 그러나 이것은 단지 간결함을 위한 것이며 제한적이지 않음을 이해해야 한다. 본 발명의 한 특징에 따라, 시스템은 레이저 빔을 생성하기 위해 레이저 모듈(211)에 결합된 레이저 드라이브(227) 및 레이저 드라이버(227)에 결합된 제어 회로(218)를 더 포함한다. 이 같은 예에서, 레이저 다이오드(212)는 레이저 드라이버(227)로부터의 신호에 의해 변조되며, 상기 레이저 드라이버는 제어 회로(218)에 의해 제어되어서 상기 레이저 다이오드(212) 각각으로부터 주파수 스윕 파형을 발생시키도록 한다. 상기 레이저 다이오드(212)로부터의 2 개의 출력은 별개이지만 동일한 경로(215, 216)를 거치며, 여기서 각각의 경로(215, 216)는 주파수 측정을 위한 간섭계 구조를 포함한다. 시스템은 또한 경로(215, 216) 각각에 연결된 광 파워 탭(214)("광 스플리터"라고도 함)을 더욱 포함한다. 상기 광 파워 탭(214)은 레이저 다이오드(212)로부터 수신된 광 출력이 빔 스티어링 모듈(229)(및 코히어런트 수신기(220)로 간접적으로)로 이어지는 "타겟"경로(221)(광 파워 탭(214)의 제 1 포트에서) 그리고 "로컬" 경로(213)(광 파워 탭(214)의 제 2 포트에서)를 향하도록 한다. 설명된 상기 특징에서, 타겟 경로(221)는 광 순환기(217)를 포함한다. 다른 특징으로, 타겟 경로(221)는 광 순환기(217) 대신에 지향성 커플러를 포함할 수 있다. 광 순환기(217)(또는 지향성 커플러)는 나가는 빔(223)을 스티어링 모듈(229)로 지향하도록 구성되며, 리턴닝 빔(222)을 코히어런트 수신기(220)의 신호 포트로 향하게 한다. 예시된 특징에서, 로컬 경로(213)는 코히어런트 수신기(220)의 로컬 오실레이터(LO) 포트로 직접 연결된다. 따라서, 코히어런트 수신기(220) 각각은 레이저 모듈(211) 각각의 레이저 다이오드(212)로부터 발생된 레이저 모듈(211)로부터 직접 타겟으로부터 반사된 제 1 또는 타겟 레이저 빔과 제 2 또는 로컬 레이저 빔을 수신하도록 구성된다. 본 발명의 한 특징에서, 광 파워 탭(214), 순환기(217) 및 각각의 코히어런트 수신기(220)는 집합 적으로 "광학 시스템"으로 지칭될 수 있다. 도 9에 도시되어 있는 포토닉스 어셈블리(228)가 2 개의 광학 시스템을 포함하지만, 이것은 단지 예시적이며 포토닉스 어셈블리(228)는 n 개의 광학 시스템을 포함할 수 있으며, 여기서 n은 0보다 큰 정수이다.

도 9에 도시된 시스템의 한 특징에서, 코히어런트 수신기(220)는 광 하이브리드 구조를 통해 2 개의 광학 신호(즉, 리터닝 빔(222) 및 로컬 경로(213)를 통해 전달되는 로컬 빔)를 혼합하고, "I- 채널"(24) 및 "Q- 채널"(27)로 지칭되는 두 쌍의 평형 포토 다이오드로 공급함에 의해, 2 개의 전기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 시스템의 대안적인 특징에서, 코히어런트 수신기(220)는 광 커플러를 통해 2 개의 광학 장치를 혼합하고, 단일 쌍의 균형 포토 다이오드로 공급함에 의해 단일 전기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 코히어런트 수신기(220)의 한 예가 도 11B에 도시되며 아래에 설명된다. 이들 신호는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(225)에 의해 디지털화되고, 제어 회로상에서 또는 제어 회로를 통해 디지털 신호 처리(DSP)(224)를 통해 동시에 처리될 수 있다. 별개이지만 동일한 경로(215, 216)가 빔 스티어링 모듈(229)에서 각각 빔_1 및 빔_2로 이어진다. 포토닉스 어셈블리(228)의 구성 요소, 모듈 및/또는 회로의 전부 또는 일부는 도 11A ~ 12B에서 도시된 칩과 같이, 실리콘 포토 닉 칩 또는 평면 광파 회로(PLC)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 통합 포토닉 칩에서 구현 될 수 있다.

도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 특징들에 따른 빔 스티어링 모듈(229)에 대한 대안적인 배열의 2 개의 예를 예시한다. 도 10a에서 도시된 이 같은 본원 발명 특징에서, 빔 스티어링 모듈(229)은 포토닉스 어셈블리(228)(도 9)의 순환기(39)로부터 도달하는 레이저 빔을 수신하도록 구성된 자유 공간 인터페이스(37)의 번들을 포함한다. 빔 스티어링 모듈(229)은 자유 공간 인터페이스(37)로부터 레이저 빔을 수신하고 레이저 빔을 단일 빔 스캐너(36)로 투사하는 광학 렌즈 시스템(35)을 더 포함한다. 상기 광학 렌즈 시스템(35)의 도움으로, 상이한 빔은 확장 된 FOV를 1 차원 또는 2 차원으로 커버할 수 있다. 본 발명의 한 특징에서, 자유 공간 인터페이스(37)는 광학 렌즈 시스템(35)의 초점 면에 배치되고 동일한 각도 또는 상이한 각도로 광학 신호를 송수신하도록 구성된다.

도 10b에 도시된 대안적인 예에서. 빔 스티어링 모듈(229)은 다중 자유 공간 인터페이스(37), 다중 광학 렌즈 시스템(35) 및 다중 빔 스캐너(36)를 포함한다. 이 같은 실시 예에서, 포토닉스 어셈블리(도 9)의 순환기(39)로부터 도달하는 레이저 빔은 빔 스티어링 모듈(229)로 진입하며 각각 자유 공간 인터페이스(37)를 통해 광학 렌즈 시스템(35)으로 들어가며, 여기서 빔은 다수의 스캐너(36)로 투사되고, 1 또는 2크기의 큰 FOV를 커버하기 위해 다른 방향으로 표적 환경을 겨냥한다.

도 9에 도시된 다중 채널 아키텍처 그리고 도10a 및 10b에 도시된 빔 스티어링 모듈(229)은 통합 포토닉 칩에서 구현되어 FMCW LIDAR 시스템의 크기와 비용을 크게 줄일 수 있다. 도 11a는 온칩 다중 채널 FMCW LIDAR 송수신기를 갖는 통합 포토닉 칩(101)의 일 구현을 예시한다. 본 발명의 한 특징에 따라, 통합 포토닉 칩(101)은 주파수 변조 광 신호(예를 들어, 레이저 드라이브(227)에 따라 레이저 모듈(211)에 의해 생성됨)를 수신하고, 광 분배 네트워크(103)(예를 들어, 이진 트리 구조)를 통하여 병렬 슬라이스 송수신기로 분산시키도록 구성된 일련의 온-칩 커플러를 포함한다. 송수신기 슬라이스 각각은 코히어런트 수신기(CR)(104) 및 광학 안테나(105)로 구성된다. 도 11b 및 11c는 예를 들어 두 가지 버전의 CR을 나타낸다. 광 분배 네트워크(103)는 수신된 광(예를 들어, 주파수 변조 된 레이저 빔)을 CR(104)의 제 1 라인(123)(즉, 광학 입력)으로 제공하도록 구성된다. CR은 스플리터(122)(예를 들어, 2x2 양방향 스프리터)를 더 포함한다. 이 같은 스플리터는 광을 제 2 라인(125)을 통해 지향되는 제 1 출력 및 제 3 라인(126)을 통해 지향되는 제 2 출력으로 분할하도록 구성된다. 제 2 라인(125)은 광 안테나(105)에 결합되고; 따라서, CR(104)은 광학 안테나(105)를 사용하여 칩으로부터 제 2 출력을 지향하도록 구성된다. 또한, 광학 안테나(105)는 상호적이므로 물체(타겟)로부터 반사 된 빔을 수집하고 반사된 빔을 동일한 라인(즉, 두 번째 라인(125))을 통해 CR 104로 되 보내도록 구성된다. 제3라인(126)은 CR(104)에 대한 LO에 해당한다. 스플리터(122)는 리턴된 신호(즉, 광학 안테나(105)에 의해 수신되고 타겟으로부터 반사된 빔)를 제1 라인(123)과 제 4라인 사이에서 분리하도록 추가로 구성된다. 도 11b에 도시 된 바와 같이, 제3 라인(126) 및 제 4 라인(124)은 전송된 광 신호(제 3 라인(126)를 통해 수신됨)와 반사된 광 신호(제 4 라인(124)를 통해 수신됨)를 혼합하도록 구성된 밸런스 2x2(121)에 연결되며, 이 같은 밸런스는 전송된 광 신호(제4 라인(104)를 통해 수신된)와 반사된 광 신호(제4 라인(124)을 통해 수신된)를 혼합하도록 구성된다. 도 11c에서 도시된 특징에서, 제 3 라인(126) 및 제 4 라인(124)은 광 하이브리드(129)에 결합된다. 또한, CR(104)은 비트 톤 검출을 위해 광 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성된 포토 다이오드(PD)(127)를 포함한다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 특징은 한 쌍의 PD(127)를 포함하는 반면,도 11C에 도시된 특징은 4 개의 PD(127)를 포함한다. 도 11B에서 설명된 특징은 "밸런스 포토 다이오드(Balanced Photo Diode)"(BPD) CR이라고 할 수 있다. 상기 BPD CR은 단일 전기 신호 출력을 제공하도록 구성된다. 도 11c에서 설명된 특징은 "하이브리드"CR로 지칭될 수 있다. 상기 하이브리드 CR은 동 위상(I) 및 직교(Q) 출력을 제공하도록 구성되며, 이는 측정된 비트 톤에서 도플러 시프트로부터 속도 신호를 결정하는 데 사용된다.

도 12a 및 12b는 광 안테나(105)(예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같은 표면 격자 커플러(301) 또는 도 12B에 도시된 바와 같은 에지 커플러(302)) 타입에 따라 다중 광 빔(203)을 방출 및 수신하도록 통합된 포토닉 칩(101)의 다양한 특징이 어떻게 구성될 수 있는가를 도시한다. 다양한 특징 가운데, 모드 필드 변환기는 다중 광 빔(203)의 발산 각도를 형성하기 위해 안테나(105)의 일부로서 사용될 수 있다. 광 빔의 출사 각도는 렌즈 시스템(202) 설계에 따라 동일하거나 상이할 수 있다.

도 13은 본 발명의 한 특징에 따라 통합 포토닉 칩 상에서 구현된 다중 채널 FMCW LIDAR 시스템에 대한 빔 스티어링 모듈 배열 및 스캐닝 패턴의 다이어그램이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 렌즈 시스템(202)은 통합 포토닉스 칩(101)(도 12a 및 12b)이 초점 면에 배치될 때 상이한 각도로 가리키는 시준된 빔(204)을 생성하도록 구성된다. 단일 축 또는 이중 축 빔 스캐너(201)는 전체 FOV에 걸쳐 광 빔(204)을 스캔 한다. 도시된 예에서, 4 개의 빔(204)이 있지만, 이것은 단지 예시를 위한 것이며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한,도 13은 4 개의 빔(204)에 대응하는 4 개의 광 스폿(205)이 스캐닝 궤적(206)으로 그룹으로서 함께 스캐닝하는, 원거리 필드에서의 래스터 스캔 패턴의 예를 도시한다. 래스터 스캔의 스캐닝 단계는 균일하지 않을 수 있고(예를 들염: FOV 중심에서 더 조밀함), 중심에서 더 높은 해상도 요구 사항을 해결하기 위해 4 개 지점의 각도 범위의 일부가 된다.

실시예

본 명세서에 설명된 주제의 다양한 측면은 다음 번호가 매겨진 실시 예에서 설명된다.

실시 예 1. 타겟의 거리 및 속도를 결정하기 위한 LIDAR 시스템으로서, LIDAR 시스템은: 레이저 빔을 출력하도록 구성된 레이저; 레이저에 결합되고, 레이저 빔의 강도를 변조하도록 구성된 레이저 변조기; 광 결합기; 상기 레이저 변조기에 결합되고, 상기 변조된 레이저 빔을 제 1 레이저 빔 및 제 2 레이저 빔으로 광학적으로 분할하도록 구성되는 광 스플리터; 상기 광 결합기에 결합된 포토 수신기, 그리고 상기 포토 수신기에 결합된 제어 회로를 포함하며; 상기 광 스플리터는 상기 변조된 레이저 빔을 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔으로 광학적으로 분할하고; 그리고 제1레이저 빔이 타겟을 향하도록 하여 제 1 레이저 빔이 타겟에 의해 광 결합기로 반사되도록 하고; 상기 광 결합기는: 타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔을 수신하고; 광 스플리터로부터 직접 제 2 레이저 빔을 수신하며; 그리고 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔을 광학적으로 결합하고; 상기 포토 수신기는 광학적으로 결합된 제 1 레이저 빔 및 제 2 레이저 빔에 따라 I- 출력 및 Q- 출력을 출력하도록 구성되며; 상기 제어 회로는: I- 출력 및 Q- 출력에 따라 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 결정하고; 제1 피크 PSD를 포지티브 주파수 값으로 결정하고; 제2 피크 PSD를 네가티브 주파수 값으로 결정하며; 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값 사이의 차이에 따라 공칭 비트 주파수를 결정하고; 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값의 합에 따라 공칭 비트 주파수로부터 주파수 시프트를 결정하도록 구성되며; 여기서 타겟의 거리는 공칭 비트 주파수에 대응하고; 타겟의 속도는 주파수 시프트에 대응한다.

실시 예 2. 실시 예 1의 LIDAR 시스템에서, 포토 수신기는 I-Q 검출기를 포함한다.

실시 예 3. 실시 예 1의 LIDAR 시스템에서, 레이저 모듈레이터는 레이저에 의해 레이저 빔 출력을 주파수 변조하도록 구성된다.

실시 예 4. 실시 예 1-3의 LIDAR 시스템에서, 광 결합기는 입력 신호 S 및 L에 기초하여 4 개의 출력 신호, S+L, S-L, S+jL, S-jL 를 생성하도록 구성된, 광 하이브리드를 포함한다.

실시 예 5. 실시 예 4의 LIDAR 시스템에서, 포토 수신기는 광 하이브리드의 출력 신호 각각을 수신하도록 구성된 4 채널 포토 수신기를 포함한다.

실시 예 6. 실시 예 1-5의 LIDAR 시스템에서, 광 스플리터가 2x2 커플러를 포함한다.

실시 예 7. 실시 예 1-6의 LIDAR 시스템에서, 광 스플리터에 결합된 타겟 아암 어셈블리를 더 포함하고, 타겟 아암 어셈블리는 제 1 레이저 필드가 타겟을 향하도록 하고, 반사된 제 1 레이저 빔이 광 결합기를 향하도록 구성된다.

실시 예 8. 실시 예 7의 LIDAR 시스템에서, 타겟 아암 어셈블리는: 광 스플리터로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하도록 구성된 순환기; 그리고 상기 순환기에 결합된 스캐닝 광학 장치를 포함하고, 상기 스캐닝 광학 장치는 : 상기 순환기로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게하며; 타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 레이저 빔을 순환기로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 9. 실시 예 8의 LIDAR 시스템에서, 스캐닝 광학 장치는 갈바노메트릭 스캐닝 미러 또는 MEMS 기반 스캐닝 미러로 구성된 그룹으로부터 선택된다. .

실시 예 10. 실시 예 7의 LIDAR 시스템에서, 타겟 아암 어셈블리가: 광 스플리터로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하도록 구성된 순환기; 그리고 상기 순환기에 결합된 통합 포토닉 장치를 포함하고, 상기 통합 포토닉 장치는: 상기 순환기로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하며; 타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 레이저 빔을 순환기로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 11. 실시 예 7의 LIDAR 시스템에서, 상기 타겟 아암 어셈블리는: 광 커플러로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하도록 구성된 2x2 커플러; 그리고 2x2 커플러에 결합된 통합 포토닉 장치를 포함하며, 상기 통합 포토닉 장치는: 2x2 커플러로부터 제1 레이저 빔을 수신하고; 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하며; 상기 반사된 제 1 레이저 빔을 타겟으로부터 수신하고; 그리고 반사된 제1 레이저 빔을 2x2 커플러로 향하게 하도록 구성된다. .

실시 예 12. LIDAR 시스템을 통해 타겟의 거리 및 속도를 결정하는 방법에 있어서, 상기 방법이: 레이저에 의해 레이저 빔을 생성하는 단계; 레이저 변조기에 의해 레이저 빔을 변조하는 단계; 광 스플리터에 의해 변조된 레이저 빔을 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔으로 광학적으로 분할하는 단계; 광 스플리터에 의해 제1 레이저 빔이 타겟을 향하게 하여, 타겟에 의해 제1 레이저 빔이 광 결합기로 반사되도록 하는 단계; 광 결합기에 의해, 타겟으로부터 반사된 제1 레이저 빔을 수신하는 단계; 광 결합기에 의해, 광 스플리터로부터 직접 제2 레이저 빔을 수신하는 단계; 광 결합기에 의해, 레이저 반사된 제 1 레이저 빔 및 제 2 레이저 빔을 광학적으로 결합하는 단계; 포토 수신기에 의해 광학적으로 결합된 반사된 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔에 따라 I- 출력 및 Q- 출력을 출력하는 단계; 포토 수신기에 연결된 제어 회로에 의해 I- 출력 및 Q- 출력에 따라 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 결정하는 단계; 제어 회로에 의해 제 1 피크 PSD를 포지티브 주파수 값으로 결정하는 단계; 제어 회로에 의해 제 2 피크 PSD를 네가티브 주파수 값으로 결정하는 단계; 제어 회로에 의해, 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값 사이의 차이에 따라 공칭 비트 주파수를 결정하는 단계; 그리고 제어 회로에 의해, 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값의 합에 따라 공칭 비트 주파수로부터의 주파수 시프트를 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 타겟의 거리는 공칭 비트 주파수에 대응하고; 타겟의 속도는 주파수 시프트에 대응한다.

실시 예 13. 실시 예 12의 방법에서, 포토 수신기는 I-Q 검출기를 포함한다.

실시 예 14. 실시 예 12 또는 13의 방법에서, 상기 레이저 변조기는 상기 레이저에 의해 레이저 출력을 주파수변조하도록 구성된다.

실시 예 15. 실시 예 12-14의 방법에서, 상기 광 결합기는 입력 신호 S 및 L에 기초하여 4 개의 출력 신호: S+L, S-L, S+jL, S-jL 를 생성하도록 구성된 광 하이브리드를 포함한다.

실시 예 16. 실시 예 15의 방법에서, 상기 포토 수신기는 상기 광 하이브리드의 출력 신호 각각을 수신하도록 구성된 4 채널 포토 수신기를 포함한다.

실시 예 17. 실시 예 12-16의 방법에서, 상기 광 스플리터는 2x2 커플러를 포함하다. .

실시 예 18. 실시 예 12-17의 방법에서, 상기 LIDAR 시스템은 상기 광 스플리터에 결합된 타겟 아암 어셈블리를 포함하고, 상기 타겟 아암 어셈블리는 제 1 레이저 빔을 상기 타겟을 향하도록 하고, 상기 반사된 제 1 레이저 빔이 상기 광 결합기를 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 19. 실시 예 18의 방법에서, 타겟 아암 어셈블리의 순환기에 의해 광 스플리터로부터 제1 레이저 빔을 수신하는 단계; 순환기에 의해 반사된 제1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하는 단계; 타겟 아암 어셈블리의 스캐닝 광학장치에 의해 순환기로부터 제1 레이저 빔을 수신하는 단계; 스캐닝 광학 장치에 의해 제 1 레이저 빔이 타겟을 향하게 하도록 하는 단계; 스캐닝 광학 장치에 의해, 타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔이 타겟을 향하게 하는 단계; 그리고 스캐닝 광학 장치에 의해 반사된 제1 레이저 빔이 순환기를 향하게 하는 단계를 포함한다.

실시 예 20. 실시 예 19의 방법에서, 상기 스캐닝 광학 장치는 갈바노메트릭 스캐닝 미러 또는 MEMS 기반 스캐닝 미러로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

실시 예 21. 실시 예 18의 방법에서, 타겟 아암 어셈블리의 순환기에 의해 광 스플리터로부터 제1 레이저 빔을 수신하는 단계; 순환기에 의해 반사된 제1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하는 단계; 타겟 아암 어셈블리의 통합된 포토닉 장치에 의해 순환기로부터 제 1 레이저 빔을 수신하는 단계; 통합 포토닉 장치에 의해 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하는 단계; 통합 포토닉 장치에 의해, 반사된 제 1 레이저 빔을 타겟으로부터 수신하는 단계; 그리고 통합 포토닉 장치에 의해 반사된 제 1 레이저 빔을

실시 예 22. 실시 예 18의 방법에서, 타겟 아암 어셈블리의 순환기에 의해, 광 스플리터로부터 제 1 레이저 빔을 수신하는 단계; 순환기에 의해, 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하는 단계; 타겟 아암 어셈블리의 2x2 커플러에 의해, 순환기로부터 제1 레이저 빔을 수신하는 단계; 2x2 커플러에 의해, 제 1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하는 단계; 2x2 커플러에 의해, 타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고 2x2 커플러에 의해, 반사된 제 1 레이저 빔을 순환기로 향하게 하는 단계를 포함한다.

실시 예 23. 타겟의 거리 및 속도를 결정하기 위한 LIDAR 시스템으로서, 상기 LIDAR 시스템은: 레이저 뱅크, 광 결합기, 포토 수신기, 그리고 제어회로를 포함하며, 상기 레이저 뱅크는 포지티브 주파수 스윕을 갖는 제1 레이저 빔을 출력하도록 구성된 제1 레이저; 네가티브 주파수 스윕을 갖는 제2 레이저 빔을 출력하도록 구성된 제2 레이저를 포함하고; 상기 레이저 뱅크는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔으로부터 레이저 필드를 생성하도록 구성되며; 광 커플러는 레이저 뱅크에 결합되고, 상기 광 커플러가; 레이저 필드의 제 1부분이 타겟을 향하도록 하여, 레이저 필드의 제1 부분이 상기 광 결합기로 타겟에 의해 반사되도록 하고; 레이저 필드의 제 2부분이 광 결합기를 직접 향하도록 하고; 상기 광 결합기가: 레이저 필드의 반사된 제1 부분을 수신하고; 그리고 상기 레이저 필드의 반사된 제1 부분과 상기 레이저 필드의 제2 부분을 광학적으로 결합하도록 구성되며; 포토 수신기는 광 커플러에 결합되고, 상기 포토 수신기는 레이저 필드의 광학적 결합 부분에 따라 I- 출력 및 Q- 출력을 출력하도록 구성되며; 상기 제어 회로는 포토 수신기에 결합되며, 상기 제어 회로는: I- 출력 및 Q- 출력에 따라 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 결정하고; 포지티브 주파수 값으로 제1 피크 PSD를 결정하고; 네가티브 주파수 값으로 제2 피크 PSD를 결정하며; 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값 차이에 따라 공칭 PSD 주파수를 결정하고; 그리고 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값의 합에 따라 공칭 PSD 주파수로부터 주파수 시프트를 결정하도록 구성되며; 여기서 타겟의 거리는 공칭 PSD 주파수에 대응하고; 타겟의 속도는 주파수 시프트에 대응한다.

실시 예 24. 실시 예 23의 LIDAR 시스템에서, 포토 수신기가 I-Q 검출기를 포함한다.

실시 예 25. 실시 예 23 또는 24의 LIDAR 시스템에서, 레이저 뱅크는 제1 레이저 및 제2 레이저 각각에 결합된 Nx1 인코히어런트 커플러를 포함한다.

실시 예 26. 실시 예 23- 25의 LIDAR 시스템에서, 광 결합기는 입력 신호 S 및 L에 기초하여 4 개의 출력 신호, S+L, S-L, S+jL, S-jL 를 생성하도록 구성된, 광 하이브리드를 포함한다.

실시 예 27. 실시 예 26의 LIDAR 시스템에서, 포토 수신기는 광 하이브리드의 출력 신호 각각을 수신하도록 구성된 4 채널 포토 수신기를 포함한다.

실시 예 28. 실시 예 23- 27의 LIDAR 시스템에서, 광 커플러가 2x2 커플러를 포함한다.

실시 예 29. 실시 예 23- 28의 LIDAR 시스템에서, 광 커플러에 결합된 타겟 아암 어셈블리를 더 포함하고, 타겟 아암 어셈블리는 레이저 필드의 제1 부분이 타겟을 향하도록 하고, 레이저 필드의 반사된 제 1부분이 광 결합기를 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 30. 실시 예 29의 LIDAR 시스템에서, 타겟 아암 어셈블리는: 광 커플러로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하도록 구성된 순환기; 그리고 상기 순환기에 결합된 스캐닝 광학 장치를 포함하고, 상기 스캐닝 광학 장치는: 상기 순환기로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하며; 타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 레이저 빔을 순환기로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 31. 실시 예 30의 LIDAR 시스템에서, 스캐닝 광학 장치는 갈바노메트릭 스캐닝 미러, MEMS 기반 스캐닝 미러 또는 고체 상태 광 스캐너로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

실시 예 32. 실시 예 29의 LIDAR 시스템에서, 광 커플러로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하도록 구성된 순환기; 그리고 상기 순환기에 결합된 통합 포토닉 장치를 포함하고, 상기 통합 포토닉 장치는: 상기 순환기로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하며;

타겟으로부터 반사된 제 1 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 레이저 빔을 순환기로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 33. 실시 예 29의 LIDAR 시스템에서, 상기 타겟 아암 어셈블리는: 광 커플러로부터 제 1 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 레이저 빔을 광 결합기로 향하게 하도록 구성된 2x2 커플러; 그리고 2x2 커플러에 결합된 통합 포토닉 장치를 포함하며, 상기 통합 포토닉 장치는: 2x2 커플러로부터 제1 레이저 빔을 수신하고; 제1 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하며; 상기 반사된 제 1 레이저 빔을 타겟으로부터 수신하고; 그리고 반사된 제1 레이저 빔을 2x2 커플러로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 34. 실시 예 23- 33의 LIDAR 시스템에서, 제 1 레이저는 네가티브 주파수 스윕을 갖는 제 3 레이저 빔을 출력하도록 추가로 구성되고; 그리고 제 2 레이저는 포지티브 주파수 스윕을 갖는 제 4 레이저 빔을 출력하도록 추가로 구성된다.

실시 예 35. LIDAR 시스템을 통해 타겟의 거리 및 속도를 결정하는 방법에 있어서, 레이저 뱅크에 의해 제1 주파수 스윕을 갖는 제 1 레이저 빔 및 제2 주파수 스윕을 갖는 제 2 레이저 빔을 생성하는 단계; 광 커플러에 의해, 레이저 필드의 제 1 부분이 타겟에 의해 광 결합기로 반사되도록 레이저 필드의 제 1 부분을 타겟을 향하게 하는 단계; 광 결합기에 의해, 타겟으로부터 반사된 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 광 결합기에 의해, 광 커플러로부터 직접 레이저 필드의 제 2 부분을 수신하는 단계; 광학 결합기에 의해, 레이저 필드의 반사된 제 1 부분 및 레이저 필드의 제 2 부분을 광학적으로 결합하는 단계; 포토 수신기가 레이저 필드의 광학적으로 결합된 부분에 따라 I- 출력 및 Q- 출력을 출력하는 단계; 포토 수신기에 연결된 제어 회로에 의해 I- 출력 및 Q- 출력에 따라 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 결정하는 단계; 제어 회로에 의해 포지티브 주파수 값에서 제 1 피크 PSD를 결정하는 단계; 제어 회로에 의해 네가티브 주파수 값에서 제 2 피크 PSD를 결정하는 단계; 제어 회로에 의해, 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값 사이의 차이에 따라 공칭 비트 주파수를 결정하는 단계; 그리고 제어 회로에 의해, 포지티브 주파수 값과 네가티브 주파수 값의 합에 따라 공칭 비트 주파수로부터의 주파수 시프트를 결정하는 단계; 여기서 타겟의 거리는 공칭 비트 주파수에 대응하고; 타겟의 속도는 주파수 시프트에 대응한다.

실시 예 36. 실시 예 35의 방법에서, 상기 포토 수신기는 I-Q 검출기를 포함한다.

실시 예 37. 실시 예 35- 36의 방법에서, 상기 레이저 뱅크는 상기 제 1 레이저 및 상기 제 2 레이저 각각에 결합된 Nx1 인코히어런트 커플러를 포함한다.

실시 예 38. 실시 예 35- 37의 방법에서, 상기 광 결합기는 입력 신호 S 및 L에 기초하여 4 개의 출력 신호: S+L, S-L, S+jL, S-jL 를 생성하도록 구성된 광 하이브리드를 포함한다.

실시 예 39. 실시 예 38의 방법에서, 상기 포토 수신기는 상기 광 하이브리드의 출력 신호 각각을 수신하도록 구성된 4 채널 포토 수신기를 포함한다.

실시 예 40. 실시 예 35- 39의 방법에서, 상기 광 커플러는 2x2 커플러를 포함한다.

실시 예 41. 실시 예 35- 40의 방법에서, 상기 LIDAR 시스템은 상기 광학 커플러에 결합된 타겟 아암 어셈블리를 포함하고, 상기 타겟 아암 어셈블리는 제 1 레이저 빔을 상기 타겟을 향하도록 하고, 상기 반사된 제 1 레이저 빔이 상기 광 결합기를 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 42. 실시 예 41의 방법에서, 타겟 아암 어셈블리에 의해 광 커플러로부터 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 순환기에 의해 레이저 필드의 반사된 제1 레이저 필드를 광 결합기로 향하게 하는 단계; 타겟 아암 어셈블리의 스캐닝 광학장치에 의해 순환기로부터 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 스캐닝 광학 장치에 의해 레이저 필드의 제 1 부분이 타겟을 향하도록 하는 단계; 스캐닝 광학 장치에 의해, 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 타겟으로부터 수신하는 단계; 그리고 스캐닝 광학 장치에 의해 레이저 필드의 반사된 제1 부분을 순환기로 향하게 하는 단계를 포함한다.

실시 예 43. 실시 예 42의 방법에서, 상기 스캐닝 광학 장치는 갈바노메트릭 스캐닝 미러, MEMS 기반 스캐닝 미러 또는 고체 상태 광 스캐너로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

실시 예 44. 실시 예 41의 방법에서, 타겟 아암 어셈블리의 순환기에 의해 광 커플러로부터 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 순환기에 의해 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 광 결합기로 향하게 하는 단계; 타겟 아암 어셈블리의 통합된 포토닉 장치에 의해 순환기로부터 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 통합 포토닉 장치에 의해 레이저 필드의 제 1 부분을 타겟으로 향하게 하는 단계; 통합 포토닉 장치에 의해, 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 타겟으로부터 수신하는 단계; 그리고 통합 포토닉 장치에 의해 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 순환기로 향하게 하는 단계를 더욱 포함한다.

실시 예 45. 실시 예 41의 방법에서, 타겟 아암 어셈블리의 순환기에 의해, 광 커플러로부터 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 순환기에 의해, 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 광 결합기로 향하게 하는 단계; 타겟 아암 어셈블리의 2x2 커플러에 의해, 순환기로부터 레이저 필드의 제 1 부분을 수신하는 단계; 2x2 커플러에 의해, 레이저 필드의 제 1 부분을 타겟으로 향하게 하는 단계; 2x2 커플러에 의해, 타겟으로부터 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 수신하는 단계; 그리고 2x2 커플러에 의해, 레이저 필드의 반사된 제 1 부분을 순환기로 향하게 하는 단계를 포함한다.

실시 예 46. 빔 스티어링 모듈에 결합 가능한 포토닉스 어셈블리로서, 상기 포토닉스 어셈블리는: 주파수 변조된 레이저 빔을 수신하도록 구성된 광학 시스템을 포함하고, 상기 광학 시스템은: 빔 스티어링 모듈에 결합 가능한 광 스플리터를 포함하며, 상기 광 스플리터는: 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하고; 그리고 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하며; 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고 상기 광 스플리터에 결합된 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 코히어런트 수신기는: 상기 광 스플리터로부터 로컬 레이저 빔을 수신하고; 광 스플리터로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하며; 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔을 혼합하여 출력 신호를 생성하도록 한다.

실시 예 47. 실시 예 46에 있어서, 광 스플리터가 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔 및 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하도록 구성된 광 파워 탭을 포함한다.

실시 예 48. 실시 예 46 또는 47의 포토닉스 어셈블리로서, 광 스플리터는: 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하고; 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하고; 반사된 타겟 레이저 빔을 코히어런트 수신기로 전달하도록 구성된 광 순환기를 포함한다.

실시 예 49. 실시 예 46-48 중 어느 하나의 포토닉스 어셈블리로서, 포토닉스 어셈블리는 통합된 포토닉 칩을 포함한다.

실시 예 50. 실시 예 46-49 중 어느 하나의 포토닉스 어셈블리로서, 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함한다.

실시 예 51. 실시 예 50의 포토닉스 어셈블리로서, 빔 스티어링 모듈이 빔 스캐너; 및 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하며, 상기 광학 렌즈 시스템이: 광 스플리터로부터 타겟 레이저 빔을 수신하고; 빔 스캐너로 타겟 레이저 빔을 투사하고; 빔 스캐너로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하고; 반사된 타겟 레이저 빔을 광 스플리터로 향하게 한다.

실시 예 52. 실시 예 46-49 중 어느 하나의 포토닉스 어셈블리에 있어서, 광학 시스템이 제 1 광학 시스템을 포함하고, 주파수 변조된 레이저 빔이 제 1 주파수 변조된 레이저 빔을 포함하고, 광 스플리터가 제 1 광 스플리터를 포함하고, 코히런트 수신기가 제 1 코히어런트 수신기를 포함하고, 포토닉스 어셈블리는 제 1 주파수 변조 레이저 빔이 제 1 광학 시스템에 의해 수신될 때 동시에 제 2 주파수 변조 레이저 빔을 수신하도록 구성된 제 2 광학 시스템을 포함하고, 제 2 광학 시스템은: 빔 스티어링 모듈에 결합될 수 있는 제2 광 스플리터를 포함하고-제 2 광 스플리터는: 제 2 주파수 변조된 레이저 빔을 제 2 로컬 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하고; 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하며; 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고 상기 제 2 광 스플리터에 결합된 제 2 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 제 2 코히어런트 수신기는: 상기 제 2 광 스플리터로부터 제 2 로컬 레이저 빔을 수신하고; 제 2 광 스플리터로부터 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 제 2 로컬 레이저 빔과 제 2 타겟 레이저 빔을 혼합하여 제 2 출력 신호를 생성하도록 구성된다.

실시 예 53. 실시 예 52의 포토닉스 어셈블리에 있어서, 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함한다.

실시 예 54. 실시 예 53의 포토닉스 어셈블리로서, 빔 스티어링 모듈은 빔 스캐너; 빔 스캐너; 그리고 광 렌즈 시스템을 더욱 포함하며, 상기 광 렌즈 시스템은: 상기 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터 각각으로부터 상기 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스캐너에 투영하고; 빔 스캐너로부터 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 각각 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 55. 실시 예 53의 포토닉스 어셈블리로서, 빔 스티어링 모듈이 제1 빔 스캐너; 제1 광학 렌즈 시스템; 제2 빔 스캔너 그리고 제2 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하며,

상기 제 1 광학 렌즈 시스템은: 제 1 광 스플리터로부터 제 1 타겟 레이저 빔을 수신하고; 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 빔 스캐너에 투사하며; 제 1 빔 스캐너로부터 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 광 스플리터로 향하게 하도록 구성되고; 상기 제 2 광학 렌즈 시스템은: 제 2 광 스플리터로부터 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 빔 스캐너에 투사하며; 제 2 빔 스캐너로부터 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 광 스플리터로 향하게 하도록 구성된다.

실시 예 56. 실시 예 46-55 중 어느 하나의 포토닉스 어셈블리로서, 상기 출력 신호는 I- 채널 신호 및 Q- 채널 신호를 포함한다.

실시 예 57. 실시 예 46-56 중 어느 하나의 포토닉스 어셈블리에서, 상기 코히어런트 수신기가 광 하이브리드를 포함한다.

실시 예 58. 예 실시 예 46-56 중 어느 하나의 포토닉스 어셈블리에서, 코히어런트 수신기는 출력 신호를 출력하도록 구성된 한 쌍의 밸런스 포토 다이오드(balanced photodiodes)를 포함한다.

실시 예 59. 광학 시스템을 포함하는 포토닉스 어셈블리를 통해 타겟 환경을 스캐닝하는 방법으로서, 상기 광학 시스템이 광 스플리터 및 광 스플리터에 결합된 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 방법은 광학 시스템에 의해 주파수 변조 레이저 빔을 수신하는 단계; 광 스플리터에 의해, 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하는 단계; 광 스플리터에 의해, 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하는 단계; 광 스플리터에 의해, 빔 스티어링 모듈로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 코히어런트 수신기에 의해, 광 스플리터로부터 로컬 레이저 빔을 수신하는 단계; 코히어런트 수신기에 의해, 광 스플리터로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 및 코히어런트 수신기에 의해, 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔을 혼합하여 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

실시 예 60. 실시 예 59의 방법에 있어서, 광 스플리터는 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔 및 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하도록 구성된 광학 파워 탭을 포함한다.

실시 예 61. 실시 예 59 또는 60의 방법에 있어서, 광 스플리터는 광 순환기를 포함하고, 상기 방법은 광 순환기에 의해 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하는 단계; 광 순환기에 의해, 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고 광 순환기에 의해 상기 반사된 타겟 레이저 빔을 코히어런트 수신기로 전달하는 단계를 더욱 포함한다.

실시 예 62. 실시 예 59-61 중 어느 하나에 있어서, 포토닉스 어셈블리는 통합된 포토 닉 칩을 포함한다.

실시 예 63. 실시 예 59-62 중 어느 하나에 있어서, 포토닉스 어셈블리는 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함한다.

실시 예 64. 실시 예 63의 방법에 있어서, 빔 스티어링 모듈은 빔 스캐너 및 광학 렌즈 시스템을 더 포함하고, 상기 방법은 광학 렌즈 시스템에 의해 광 스플리터로부터 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 광학 렌즈 시스템에 의해 타겟 레이저 빔을 빔 스캐너로 투영하는 단계; 광학 렌즈 시스템에 의해 빔 스캐너로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고 광학 렌즈 시스템에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 광 스플리터로 향하도록 하는 단계를 포함한다.

실시 예 65. 실시 예 59-62 중 어느 하나에 있어서, 광학 시스템이 제 1 광학 시스템을 포함하고, 주파수 변조 레이저 빔은 제 1 주파수 변조 레이저 빔을 포함하고, 광 스플리터는 제 1 광 스플리터를 포함하며, 그리고 코히어런트 수신기가 제 1 코히어런트 수신기를 포함하고, 상기 방법은: 제 1 주파수 변조 레이저 빔이 제 1 광학 시스템에 의해 수신됨과 동시에 제 2 주파수 변조 레이저 빔을 제 2 광학 시스템에 의해 수신하는 단계; 광 스플리터에 의해, 제 2 주파수 변조 레이저 빔을 제 2 로컬 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하는 단계; 광 스플리터에 의해, 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하는 단계; 광 스플리터에 의해, 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 제 2 코히어런트 수신기에 의해, 제 2 광 스플리터로부터 제 2 로컬 레이저 빔을 수신하는 단계; 제 2 코히어런트 수신기에 의해, 제 2 광 스플리터로부터 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고 제 2 코히어런트 수신기에 의해, 제 2 로컬 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 혼합하여 제 2 출력 신호를 생성하는 단계를 더욱 포함한다.

실시 예 66. 실시 예 65의 방법에 있어서, 포토닉스 어셈블리는 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함한다.

실시 예 67. 실시 예 66의 방법에 있어서, 상기 빔 스티어링 모듈이 빔 스캐너 및 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하고, 상기 방법이: 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터 각각으로부터 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟을 수신하는 단계; 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스캐너에 투영하는 단계; 광학 렌즈 시스템에 의해, 빔 스캐너로부터 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터 각각으로 향하게 하는 단계를 포함한다.

실시 예 68. 실시 예 66의 방법으로서, 상기 빔 스티어링 모듈이 제 1 빔 스캐너, 제 1 광학 렌즈 시스템, 제 2 빔 스캐너 및 제 2 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하며,

상기 방법은 제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 광 스플리터로부터 제 1 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 빔 스캐너로 투영하는 단계; 제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 빔 스캐너로부터 수신하는 단계; 제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 광 스플리터로 향하게 하는 단계; 제 2 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 2 광 스플리터로부터 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 제 2 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 빔 스캐너로 투영하는 단계; 제 2 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 빔 스캐너로부터 수신하는 단계; 그리고 제 2 광학 렌즈 시스템에 의해 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 광 스플리터로 향하게 하는 단계를 더욱 포함한다.

실시 예 69. 실시 예 59-68 중 어느 하나의 방법에 있어서, 출력 신호는 I- 채널 신호 및 Q- 채널 신호를 포함한다.

실시 예 70. 실시 예 59-69 중 어느 하나의 방법에 있어서, 코히어런트 수신기가 광 하이브리드를 포함한다.

실시 예 71. 실시 예 59-70 중 어느 하나의 방법에 있어서, 코히어런트 수신기는 출력 신호를 출력하도록 구성된 한 쌍의 밸런스(평형) 광 다이오드를 포함한다.

여러 형태가 예시되고 설명되었지만, 첨부된 청구 범위의 범위를 상기 설명된 세부 사항으로 제한하거나 제한하는 것은 출원인의 의도가 아니다. 당업자라면, 본원 명세서에서 설명한 실시 형태에 대한 수많은 수정, 변경, 변경, 대체, 조합 및 등가물이 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나는 것임을 이해할 것이다. 더욱이, 설명된 실시 형태와 관련된 각 요소의 구조는 각 요소에 의해 수행되는 기능을 제공하기 위한 수단으로서 대안적으로 설명될 수 있다. 또한 특정 구성 요소에 대한 재료가 공개되는 경우에도 다른 재료가 사용될 수 있음을 이해 할 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 첨부된 청구 범위는 개시된 실시 형태의 범위 내에 있는 모든 수정, 조합 및 변형을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 첨부된 청구범위는 이와 같은 모든 수정, 변경, 변경, 대체, 수정 및 등가물을 포함하도록 의도되는 것이다.

상기 설명한 상세한 설명에서는 블록 다이어그램, 흐름도 및/또는 예를 사용하여 다양한 형태의 장치 및/또는 프로세스를 설명했다. 이러한 블록도, 흐름도 및/또는 예가 하나 이상의 기능 및/또는 동작을 포함하는 해당 블록도, 흐름도 및/또는 실시 예 내의 각 기능 및/또는 동작이 광범위한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 거의 모든 조합에 의해 개별적으로 및/또는 집합적으로 구현된다. 당업자는 본 명세서에 개시된 실시 형태의 일부 특징이 전체적으로 또는 부분적으로 하나 이상의 컴퓨터에서 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서), 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 마이크로 프로세서에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서), 펌웨어 또는 사실상 이들의 조합으로서, 집적 회로에서 동등하게 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 회로 디자인 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어에 대한 코드를 작성하는 것은 본 발명 개시에 비추어 본 기술 분야의 숙련자의 기술 범위 내에 있는 것이다. 또한, 당업자는 본원 명세서에 설명된 주제의 메커니즘이 다양한 형태의 하나 이상의 프로그램 프로덕트로서 배포될 수 있으며, 본원 명세서에서 설명된 주제의 예시적인 실시 형태가 실제로 분배를 수행하는 데 사용되는 특정 유형의 신호 베어링 매체 특정 타입에 관계없이 적용될 수 있다.

본 명세서의 임의의 특징에서 사용되는 바와 같이, "제어 회로"라는 용어는 예를 들어, 하드 와이어드 회로, 프로그램 가능 회로(예를 들어, 하나 이상의 개별 명령 처리 코어, 처리 유닛, 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 유닛, 컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 프로그래밍 가능 논리 장치(PLD), 프로그래밍 가능 논리 어레이(PLA) 또는 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA)를 포함하는 컴퓨터 프로세서), 상태 머신 회로, 프로그래밍 가능 회로에 의해 실행되는 명령을 저장하는 펌웨어 및 이들의 임의의 조합을 의미한다. 상기 제어 회로는 집합적으로 또는 개별적으로 더 큰 시스템의 일부를 형성하는 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 집적 회로(IC), 주문형 집적 회로(ASIC), 시스템 온칩(SoC), 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트 폰 등. 따라서 본원 명세서에서 사용되는 "제어 회로"는 적어도 하나의 개별 전기 회로를 갖는 전기 회로, 적어도 하나의 집적 회로를 갖는 전기 회로, 적어도 하나의 응용 특정 집적 회로를 갖는 전기 회로, 컴퓨터 프로그램에 의해 구성된 범용 컴퓨팅 장치를 형성하는 전기 회로(예를 들어, 설명된 프로세스 및/또는 장치를 적어도 부분적으로 수행하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성된 범용 컴퓨터, 또는 본원 명세서에서 설명된 프로세스 및/또는 장치를 적어도 부분적으로 수행하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성된 마이크로 프로세서), 및/또는 통신 장치(예를 들면, 모뎀, 통신 스위치 또는 광-전기 장비)를 형성하는 전기 회로를 )를 포함 하나 이에 제한되지는 않는다. 당업자는 본 명세서에 설명된 주제가 아날로그 또는 디지털 방식 또는 이들의 일부 조합으로 구현될 수 있음을 인식할 것이다.

본 명세서의 임의의 특징 가운데 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "시스템", "모듈"등의 용어는 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어 인 컴퓨터 관련 엔티티로 칭하여진다.

하나 이상의 구성 요소는 본 명세서에서 "구성된", "구성 가능한", "작동 가능/동작 가능", "적응/적응 가능", "가능", "순응 가능/순응"등으로 지칭될 수 있다. 당 업계는 문맥이 달리 요구하지 않는 한, "구성된"이 일반적으로 활성 상태 구성 요소 및/또는 비활성 상태 구성 요소 및/또는 대기 상태 구성 요소를 포함할 수 있음을 인식할 것이다.

Claims

빔 스티어링 모듈에 결합 가능한 포토닉스 어셈블리로서,
상기 포토닉스 어셈블리는: 주파수 변조된 레이저 빔을 수신하도록 구성된 광학 시스템을 포함하고, 상기 광학 시스템은:
빔 스티어링 모듈에 결합 가능한 광 스플리터를 포함하며, 상기 광 스플리터는: 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하고;
타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하며; 그리고
빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고 상기 광 스플리터에 결합된 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 코히어런트 수신기는:
상기 광 스플리터로부터 로컬 레이저 빔을 수신하고;
광 스플리터로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하며; 그리고
로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔을 혼합하여 출력 신호를 생성하도록 하는, 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 광 스플리터가 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔 및 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하도록 구성된 광 파워 탭을 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 광 스플리터는:
타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하고;
빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하며; 그리고 상기 반사된 타겟 레이저 빔을 코히어런트 수신기로 전달하도록 구성된 광 순환기를 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 포토닉스 어셈블리는 통합된 포토닉 칩을 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제5항에 있어서, 빔 스티어링 모듈이 빔 스캐너; 및 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하며,
상기 광학 렌즈 시스템이:
광 스플리터로부터 타겟 레이저 빔을 수신하고;
빔 스캐너로 타겟 레이저 빔을 투사하고;
빔 스캐너로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고
반사된 타겟 레이저 빔을 광 스플리터로 향하게 함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 광학 시스템이 제 1 광학 시스템을 포함하고, 주파수 변조된 레이저 빔이 제 1 주파수 변조된 레이저 빔을 포함하며, 광 스플리터가 제 1 광 스플리터를 포함하고, 코히런트 수신기가 제 1 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 포토닉스 어셈블리는:
제 1 주파수 변조 레이저 빔이 제 1 광학 시스템에 의해 수신될 때 동시에 제 2 주파수 변조 레이저 빔을 수신하도록 구성된 제 2 광학 시스템을 포함하고, 상기 제 2 광학 시스템은:
빔 스티어링 모듈에 결합될 수 있는 제2 광 스플리터를 포함하고-제 2 광 스플리터는:
제 2 주파수 변조된 레이저 빔을 제 2 로컬 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하고;
제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하며;
빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고
상기 제 2 광 스플리터에 결합된 제 2 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 제 2 코히어런트 수신기는:
상기 제 2 광 스플리터로부터 제 2 로컬 레이저 빔을 수신하고;
제 2 광 스플리터로부터 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고;
제 2 로컬 레이저 빔과 제 2 타겟 레이저 빔을 혼합하여 제 2 출력 신호를 생성하도록 구성됨을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제7항에 있어서, 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제8항에 있어서, 상기 빔 스티어링 모듈은 빔 스캐너는;
빔 스캐너; 그리고 광 렌즈 시스템을 더욱 포함하며, 상기 광 렌즈 시스템은:
상기 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터 각각으로부터 상기 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고;
제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스캐너에 투영하며;
빔 스캐너로부터 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고
상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 각각 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터로 향하게 하도록 구성됨을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제8항에 있어서, 빔 스티어링 모듈이 제1 빔 스캐너; 제1 광학 렌즈 시스템; 제2 빔 스캐너 그리고 제2 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하며,
상기 제 1 광학 렌즈 시스템은:
제 1 광 스플리터로부터 제 1 타겟 레이저 빔을 수신하고; 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 빔 스캐너에 투사하며;
제 1 빔 스캐너로부터 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고
상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 광 스플리터로 향하게 하도록 구성되고;
상기 제 2 광학 렌즈 시스템은:
제 2 광 스플리터로부터 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 빔 스캐너에 투사하며;
제 2 빔 스캐너로부터 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하고; 그리고
상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 광 스플리터로 향하게 하도록 구성됨을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 출력 신호는 I- 채널 신호 및 Q- 채널 신호를 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 코히어런트 수신기가 광 하이브리드를 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 코히어런트 수신기는 출력 신호를 출력하도록 구성된 한 쌍의 밸런스 포토 다이오드(balanced photodiodes)를 포함함을 특징으로 하는 포토닉스 어셈블리.
광학 시스템을 포함하는 포토닉스 어셈블리를 통해 타겟 환경을 스캐닝하는 방법으로서, 상기 광학 시스템이 광 스플리터 및 광 스플리터에 결합된 코히어런트 수신기를 포함하며, 상기 방법은:
광학 시스템에 의해 주파수 변조 레이저 빔을 수신하는 단계;
광 스플리터에 의해, 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하는 단계;
광 스플리터에 의해, 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하는 단계;
광 스플리터에 의해, 빔 스티어링 모듈로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계;
코히어런트 수신기에 의해, 광 스플리터로부터 로컬 레이저 빔을 수신하는 단계; 코히어런트 수신기에 의해, 광 스플리터로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고
코히어런트 수신기에 의해, 로컬 레이저 빔과 타겟 레이저 빔을 혼합하여 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 광 스플리터는 주파수 변조된 레이저 빔을 로컬 레이저 빔 및 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하도록 구성된 광학 파워 탭을 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 광 스플리터는 광 순환기를 포함하고, 상기 방법은:
광 순환기에 의해 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하는 단계;
광 순환기에 의해, 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고
광 순환기에 의해 상기 반사된 타겟 레이저 빔을 코히어런트 수신기로 전달하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 포토닉스 어셈블리는 통합된 포토 닉 칩을 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 포토닉스 어셈블리는 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제18항에 있어서, 빔 스티어링 모듈은 빔 스캐너 및 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하고, 상기 방법은:
광학 렌즈 시스템에 의해 광 스플리터로부터 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 광학 렌즈 시스템에 의해 타겟 레이저 빔을 빔 스캐너로 투영하는 단계;
광학 렌즈 시스템에 의해 빔 스캐너로부터 반사된 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고
광학 렌즈 시스템에 의해 반사된 타겟 레이저 빔을 광 스플리터로 향하도록 하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 광학 시스템이 제 1 광학 시스템을 포함하고, 주파수 변조 레이저 빔은 제 1 주파수 변조 레이저 빔을 포함하며, 광 스플리터는 제 1 광 스플리터를 포함하며, 그리고 코히어런트 수신기가 제 1 코히어런트 수신기를 포함하고, 상기 방법은:
제 1 주파수 변조 레이저 빔이 제 1 광학 시스템에 의해 수신됨과 동시에 제 2 주파수 변조 레이저 빔을 제 2 광학 시스템에 의해 수신하는 단계;
광 스플리터에 의해, 제 2 주파수 변조 레이저 빔을 제 2 로컬 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔으로 광학적으로 분할하는 단계;
광 스플리터에 의해, 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스티어링 모듈로 전달하는 단계; 광 스플리터에 의해, 빔 스티어링 모듈로부터 타겟에 의해 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계;
제 2 코히어런트 수신기에 의해, 제 2 광 스플리터로부터 제 2 로컬 레이저 빔을 수신하는 단계;
제 2 코히어런트 수신기에 의해, 제 2 광 스플리터로부터 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고
제 2 코히어런트 수신기에 의해, 제 2 로컬 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 혼합하여 제 2 출력 신호를 생성하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제20항에 있어서, 포토닉스 어셈블리는 빔 스티어링 모듈을 더욱 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 빔 스티어링 모듈이 빔 스캐너 및 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하고, 상기 방법이:
광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터 각각으로부터 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟을 수신하는 단계;
광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 타겟 레이저 빔 및 제 2 타겟 레이저 빔을 빔 스캐너에 투영하는 단계;
광학 렌즈 시스템에 의해, 빔 스캐너로부터 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계; 그리고
광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔 및 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 1 광 스플리터 및 제 2 광 스플리터 각각으로 향하게 하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 빔 스티어링 모듈이 제 1 빔 스캐너, 제 1 광학 렌즈 시스템, 제 2 빔 스캐너 및 제 2 광학 렌즈 시스템을 더욱 포함하며, 상기 방법이:
제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 광 스플리터로부터 제 1 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계;
제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 빔 스캐너로 투영하는 단계;
제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 빔 스캐너로부터 수신하는 단계;
제 1 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 1 타겟 레이저 빔을 제 1 광 스플리터로 향하게 하는 단계;
제 2 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 2 광 스플리터로부터 제 2 타겟 레이저 빔을 수신하는 단계;
제 2 광학 렌즈 시스템에 의해, 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 빔 스캐너로 투영하는 단계;
제 2 광학 렌즈 시스템에 의해, 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 빔 스캐너로부터 수신하는 단계; 그리고
제 2 광학 렌즈 시스템에 의해 상기 반사된 제 2 타겟 레이저 빔을 제 2 광 스플리터로 향하게 하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 출력 신호는 I- 채널 신호 및 Q- 채널 신호를 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 코히어런트 수신기가 광 하이브리드를 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 코히어런트 수신기는 출력 신호를 출력하도록 구성된 한 쌍의 밸런스 광 다이오드(balanced photodiodes)를 포함함을 특징으로 하는 타겟 환경을 스캐닝하는 방법.