(57)【要約】  コンパクトな統合型ＬＩＤＡＲシステムが、ＳＯＩベースの光電子素子を利用して、従来のＬＩＤＡＲシステムと比較した場合に低価格及び高信頼性を供給している。好ましくは、ＬＩＤＡＲ送信器とＬＩＤＡＲ受信器（光学素子及び電子素子の両方）が単一モジュール内に統合されている。様々な光学及び電子素子が、ＳＯＩ層の部分を利用して、及び既知のＣＭＯＳ製造プロセス（例えば、パタニング、エッジング、ドーピング）を適用して形成され、要求されるデバイスを提供するためのＳＯＩ層上への追加の層の形成も含んでいる。レーザ光源それ自体はＳＯＩ層上へ取り付けられ、統合型変調デバイス（マッハ−ツェンダー干渉計、すなわち、ＭＺＩのような）を通じて結合され、スキャンしたレーザ出力信号（ＭＺＩに対する電気（エンコーダ）入力によって制御されるスキャン）を提供している。戻りの、反射光信号は、ＳＯＩ構造内に統合される光検出器によって受信され、その後電気信号へ変換され、様々な型の信号処理を受けて、所望の型の信号特徴／特性分析を行う。【選択図】図１
2009539062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体上シリコン（ＳＯＩ）構造内に形成される統合型ＬＩＤＡＲシステムであって、当該統合型ＬＩＤＡＲシステムが、
前記ＳＯＩ構造上に配置され、レーザ光源と、当該レーザ光源の出力に結合される焦点レンズと、当該焦点レンズからの集束出力を受けるべく配置された光変調器と、前記ＳＯＩ構造からの光信号を外部結合し、目的の標的に前記光信号を向けるための前記光変調器の出力に配置されるコリメーティングレンズと、を具えるＬＩＤＡＲ送信器であって、前記レーザ光源、焦点レンズ、光変調器、コリメーティングレンズ間の結合を提供するために前記ＳＯＩ構造の表面シリコン層内に形成される光導波管を更に具えるＬＩＤＡＲ送信器と、
前記ＳＯＩ構造上に配置され、前記目的の標的からの反射信号を受信するための焦点レンズと、前記焦点レンズにより細くされた集束光信号を途中で捕らえるべく配置される光検出器と、生成された電気出力信号を分析し、前記目標の標的についての情報を決定するための信号処理構造と、を具えるＬＩＤＡＲ受信器と、
を具えることを特徴とする統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項２】
前記ＬＩＤＡＲ送信器の前記焦点レンズと前記コリメーティングレンズが、前記ＳＯＩ構造内に統合され、その前記表面シリコン層内に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項３】
前記ＬＩＤＡＲ送信器の前記光変調器の少なくとも一部分が、前記ＳＯＩ構造の前記表面シリコン層内に統合されていることを特徴とする、請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項４】
前記ＬＩＤＡＲ送信器の前記光変調器が、前記ＳＯＩ構造と関連する電気エンコーダ内に統合されるマッハ−ツェンダー干渉計と、当該前記マッハ−ツェンダー干渉計へ電気変調信号を供給して、そこからの光出力信号の変調を制御する電気エンコーダと、を具えることを特徴とする請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項５】
前記ＬＩＤＡＲ送信器の前記電気エンコーダが、前記ＳＯＩ構造内に統合されることを特徴とする請求項４に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項６】
前記ＬＩＤＡＲ送信器の前記電気エンコーダが、前記ＳＯＩ構造に電気的に接続された別個の集積回路モジュール内に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項７】
前記ＬＩＤＡＲ受信器の前記焦点レンズが、前記ＳＯＩ構造内に統合され、その前記表面シリコン層内に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項８】
前記ＬＩＤＡＲ受信器の前記光検出器が、前記ＳＯＩ構造内に統合され、その前記表面シリコン層内に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項９】
前記ＬＩＤＡＲ受信器の前記光検出器が、前記ＳＯＩ構造の前記表面シリコン層に沿って配置され、光結合される別個の分離した素子を具えることを特徴とする請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１０】
前記ＬＩＤＡＲ送信器が第１のＳＯＩモジュール内に統合され、前記ＬＩＤＡＲ受信器が第２のＳＯＩモジュール内に統合され、前記第１及び第２のＳＯＩモジュールが共通のシリコン基板上に取り付けられ、前記ＳＯＩ構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１１】
前記ＬＩＤＡＲ送信機が前記光変調器の向こうに配置される１：Ｎ光スイッチと、複数のＮ出力光導波管とを更に具え、当該複数のＮ出力光導波管のうちのいくつかに沿って送信される出力信号を方向付けるための前記１：Ｎ光スイッチが、この光出力信号を複数のＮ個の目的の標的領域に沿って方向付けることを特徴とする請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１２】
前記１：Ｎ光スイッチが、少なくとも前記ＳＯＩ構造の前記表面シリコン層内に形成される統合型スイッチであることを特徴とする、請求項１１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１３】
前記ＬＩＤＡＲ送信機が前記光変調器の向こうに配置される１：Ｎ光学スプリッタと、複数のＮ出力光導波管とを具え、ここで、前記１：Ｎ光学スプリッタが、前記光出力信号の一部を、前記複数のＮ個の出力光導波管の各々に結合し、広視野光出力信号を生成することを特徴とする、請求項１に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項１４】
前記１：Ｎ光スプリッタが、少なくとも前記ＳＯＩ構造の前記表面シリコン層内に形成される統合型スプリッタであることを特徴とする、請求項１３に記載の統合型ＬＩＤＡＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
引用文献の相互参照
本出願は、２００６年１月２７日出願の米国仮特許出願第６０／７６２，９９４号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は光検知測距（ＬＩＤＡＲ：ＬＩｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）に関し、特にＳＯＩベースの光電子素子を利用した統合型ＬＩＤＡＲシステムに関し、従来のＬＩＤＡＲシステムと比べて低価格かつ高信頼性を提供している。
【背景技術】
【０００３】
ＬＩＤＡＲシステムは、限定はされないが、警察によって交通速度をモニタするのに用いられるような「レーダガン」、地上測量、水中精密検査、空中地上マッピング装置、エアゾールモニタリング等を含む多数の異なる装置に利用されることが知られている。ＬＩＤＡＲシステムは様々な型の光出力信号を基礎として動作し、連続波（ＣＷ）ドップラ、パルスドップラ、ＣＷ位相偏移変調（ＣＷ−ＰＳＫ）パルスＰＳＫ等を含んでいる。ある例示的な装置においては、ＬＩＤＡＲ装置は、細いビームで選択された標的に向けられた赤外線光のショートパルスを放射する。光パルスは標的を照射し、一般的にＬＩＤＡＲ装置に向けて後方反射する。この反射エネルギは、次いで光受信素子によって捕捉され、光エネルギから電気信号へ変換される。高速クロックを用いて全往復時間を決定し、それを用いて標的までの距離を算定できる。速度算定のために、複数の範囲が写真に撮られ、短時間での距離の変化が決定される。典型的には、警察のＬＩＤＡＲスピードガン及び調査範囲のファインダは、ストライプ配列のエミッタレーザダイオードを用いて、かなりの範囲で標的の距離を測定するのに要求される赤外線エネルギのパルスを放射している。システムが得ることができる最大距離は、レーザによってパルスごとに放射されるエネルギ量に比例している。これらのレーザから放射されるエネルギ量はＬＩＤＥＲユニットが売られている国のレーザ安全規定によって一般的には制限され、これらのデバイスが用いることができる最大範囲に影響を与えている。
【０００４】
ＬＩＤＡＲユニットは、運転者補助場面用の自動車アプリケーションでも使われ始めている。一般的には、これらのユニットは、適切な距離で、運転手に警告することや、自動車の速度を変えることといった、何らかの必要な行動を取ることができるように、他の自動車のような物体を検出するための視野の範囲と領域を有している。要求される視野を得るために、従来技術のシステムは２つの方法を有している。ある従来技術のＬＩＤＡＲシステムはフェーズドアレイから成り、相対位相が法定のかつ破壊的な光学波の放射パターンを生成するように調節されるいくつかの光送信素子から成り、個々の光送信素子の位相を調節することによって、電子工学的に操縦できるビームを形成できる。これらのフェーズドアレイシステムは、自動車環境中で用いるには一般的にあまりに高価すぎる。
【０００５】
別の構造においては、エアゾールＬＩＤＡＲシステムを用いて、生物兵器剤を含むことができるエアゾールクラウドを検出することができる。この場合においては、異なる波長で作動させる際に、複数のレーザ光源を用いて、エアゾールの「サイン」を発見するために、及び、化学物質含有量を確かめるのに用いられる大きな一連の光散乱データを生成することができる。しかしながら、エアゾールＬＩＤＡＲに要求される複雑性及びレーザのパワーレベルのために、本技術は射程内に限定され、現役の携帯検出システムとしてはあまりふさわしくない。
【０００６】
従って、これら及びその他の環境においては、比較的コンパクトで携帯可能、更により複雑なアプリケーションに対して十分に精密であるＬＩＤＡＲシステムに対する要求が残ったままである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術に残ったままである要求は、本発明によって取り組まれ、本発明は光検知測距（ＬＩＤＡＲ：ＬＩｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）に関し、特にＳＯＩベースの光電子素子を利用したコンパクトな統合型ＬＩＤＡＲシステムに関し、従来のＬＩＤＡＲシステムと比べて低価格かつ高信頼性を提供している。
【０００８】
本発明のある実施例においては、ＬＩＤＡＲ送信器とＬＩＤＡＲ受信器の双方の様々な素子（光学素子及び電子素子の両方）は、絶縁体上シリコン（ＳＯＩ）構造に基づいた単一モジュール内に統合されている。ＳＯＩ構造はシリコン基板と、当該基板上に形成される絶縁層（「埋め込み酸化膜」層）と、埋め込み酸化膜層の上に配置される比較的薄型の（通常は、厚さミクロン以下）シリコン表面層（当該技術分野では「ＳＯＩ層」と呼ばれる）とを具えている。様々な光学及び電子素子が、ＳＯＩ層の部分を利用して、及び既知のＣＭＯＳ製造プロセス（例えば、パタニング、エッジング、ドーピング）を適用して形成され、要求されるデバイスを提供するためのＳＯＩ層上への追加の層の形成も含んでいる。レーザ光源それ自体はＳＯＩ層上へ取り付けられ、統合型変調デバイス（マッハ−ツェンダー干渉計、すなわち、ＭＺＩのような）を通じて結合され、スキャンしたレーザ出力信号（ＭＺＩに対する電気（エンコーダ）入力によって制御されるスキャン）を提供している。戻りの、反射光信号は、ＳＯＩ構造内に統合される光検出器によって受信され、その後電気信号へ変換され、様々な型の信号処理を受けて、所望の型の信号特徴／特性分析を行う。
【０００９】
本発明の別の実施例においては、前記構造は複数のクリップモジュールとして形成することができ、異なるサブシステム及び／又は素子が個々のシリコン基板内に統合され、様々なシリコン基板が、光学的及び電気的な相互接続用の単一、共通の基板上に装備される。ある場合においては、総ての送信素子は１の「モジュール」上に形成しても良く、総ての受信素子は別の「モジュール」上に形成され、その２つのモジュールは次いで共通の基板上で支持され、要求される入力及び出力の光／電気信号へ結合される。別の場合においては、総ての電子素子（エンコーダ、インピーダンス変換増幅回路、及び信号プロセッサ）は、１の基板上に形成することができ、活性及び能動光デバイスは、個々のモジュールとして形成される。
【００１０】
本発明のＬＩＤＡＲ送信器は、光学スプリッタ及び／又は光学コンバイナ（ＳＯＩ基板で不可欠な）を含み、複数の個々のレーザ出力信号と、信号入力レーザ光源からの総てと、単一ＳＯＩ基板上のモノリシックな構造として形成される総てと、の作成を考慮している。多数のこれらのＳＯＩ基板は一緒に用いることができ、自動クルーズコントロール（ＡＣＣ）アプリケーションに対する要求があれば、複数のレーザ経路と複数の信号プロセッサを提供する。
【００１１】
本発明のＬＩＤＡＲシステムのその他の、及び更なる実施例及び利点は下記の考察の進行中に、及び添付図の参照により明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
図１は、等尺図で本発明によるＳＯＩベースのプラットフォーム内で統合される例示的なＬＩＤＡＲシステム１０を図示している。この特定の実施例においては、ＬＩＤＡＲシステム１０の様々な素子は、単一ＳＯＩ構造１２内に統合される。その他の例で検討されるように、「マルチ」モジュール構造が更に利用されうる。しかしながら、特に図１に関してはＳＯＩ構造１２はシリコン基板１４と、その上に重なる絶縁層１６（二酸化ケイ素のような、誘電材料で形成され、しばしば「埋め込み酸化膜」層と呼ばれる）と、表面シリコン層１８（以降は、「ＳＯＩ層」とする）とを具えるように図示される。ここで、ＳＯＩ層１８は一般的にミクロン以下の厚さである。
【００１３】
ＬＩＤＡＲシステム１０は、図１に示すように、ＬＩＤＡＲ送信器２０とＬＩＤＡＲ受信器３０とを含んでいる。ＬＩＤＡＲ送信器は、エンコーダ２５からのエンコード／変調電気入力及びＳＯＩ構造１０からの変調光出力信号を「自由空間」へ外部結合するための出力コリメーティングレンズ２８と共に、レーザー光源２２、焦点レンズ２４、光変調素子２６（例えば、マッハ−ツェンダー干渉計のような）、あるいはその他の適切な光受信媒体を含んでいる。ＬＩＤＡＲ送信器２０からの光出力信号は分析される特定の物体（標的）に向けられている。ＬＩＤＡＲ受信器３０は、標的からの戻ってきた、反射した「自由空間」の光信号の十分な部分を収集するための受信、焦点レンズ３２と、受信した光信号を電気的表現に変換する光検出器３４と、電気信号をディジタル形式に変換するためのインピーダンス変換増幅回路３６と、戻り信号のディジタル形式を分析し、所望のリターンデータ（すなわち、距離計算、速度、標的物体の特性等）を生成することが可能な信号プロセッサ３８（例えば、事前構成され、特殊化したマイクロプロセッサ）とを含んでいる。いくつかの例では、エンコーダ２５に適用される制御信号入力Ｃは、信号プロセッサ３８への入力としても適用されて、チャネルの割当て間の固有の同期のために提供する（すなわち、「チャネル１」用の送信出力信号は、「チャネル１」用の反射信号と関連し、チャネルの割当ては信号Ｃによって制御される）。
【００１４】
ほとんどの場合においては、レーザ光源はＳＯＩ構造１２（ＳＯＩ層１８か、その上に形成される別の層か、のいずれか）の上面４０に取付けられ、その出力信号がコリメーティングレンズ２４を通じて方向付けられるように（受動か能動かのいずれかの結合動作を通じて）配置される、別個の分離した素子を具えている。コリメーティングレンズ２４は、それ自体で別個の素子であるか、又は、ＳＯＩ層１８内に形成されるかである。前者の構造が図２に図示され、例示的な別個のレーザ光源２２−Ｄと、関連する別個のコリメーティングレンズ２４−Ｄとを図示している。別個のコリメーティングレンズ２４−Ｄは、ＳＯＩ構造を通じて形成される空洞１７に沿って固定されているように示され、ここでレンズ２４−Ｄは最大量の光エネルギを変調器２６へ結合するように調節可能に配置される。
【００１５】
後者の構造が図３に図示され、ＬＩＤＡＲ送信機２０の一部分の上面図であり、ＳＯＩ構造２１内に直接的に生成されるレンズを有する別個のレーザ光源２２−Ｄの使用を図示している。図示されるように、コリメーティングレンズ２４−Ｉは、ＳＯＩ層１８の一体部分として形成される。この場合において、コリメーティングレンズ２４−Ｉ領域内のＳＯＩ層１８の選択部分内の自由キャリア分配の適当なドーピングと電気式制御は、レーザ光源からの出力視準の所望の段階を実行する。
【００１６】
同様の形式において、変調器２６も、ＳＯＩ構造１０の必須素子として製作することができ、図４は、ＳＯＩ層１８内に形成される導波管部分を具える例示的なマッハ−ツェンダー干渉計２６−Ｉを含むＳＯＩ構造１２の一部分を図示し、その上にあるガイド構造が、薄い酸化膜層１９とポリシリコンの被膜層２１という、２つの個別の材料を具えている。複数の電極２３が示されたように配置され、「統合型」バージョンのエンコーダ２５である、エンコーダ２５−Ｉ（図５参照）へ連結され、所望の電気入力を変調器構造へ提供する。ＳＯＩ構造１２に直接的に取り込まれる代わりに、変調器２６は個別のチップ上で製作することができ、その後ＳＯＩ構造１２に取り付けられて電気的及び光学的にそこに結合される。
【００１７】
図５は、本発明のＬＩＤＡＲ送信器２０用の例示的な統合型構造の上面図である。図示されるように、別個のレーザ素子２２−Ｄを用いて光信号を提供し、光信号はその後一体式レンズ素子２４−Ｉを通過する。レンズ２４の出力からの光信号は、変調器２６−Ｉの入力へ連結される。変調器２６−Ｉへの電気（「データ」）入力信号は、エンコーダ２５−Ｉによって提供され、エンコーダ２６−Ｉは公知のＣＭＯＳ製造プロセスを用いたＳＯＩ構造１２内に形成される電気素子である。変調出力信号は、その後出力一体式レンズ２８−Ｉによって視準され、指定された標的の方へ「自由空間」内に発射される。
【００１８】
同様の様式において、ＬＩＤＡＲ受信器３０を具える様々な素子がＳＯＩ構造１２内に取り込まれ、このように非常にコンパクトで有効なＬＩＤＡＲシステムを形成している。図６は例示的な焦点レンズ３２と関連する光検出器３４とを形成するのに用いられるＳＯＩ構造の一部分を図示している。ＬＩＤＡＲ発信器２０の場合と同様に、焦点レンズ３２は別個の素子か、好ましくは及び図６に示すように、ＳＯＩ層１８の一体型素子かのいずれかを具えることができる。例示的な（統合型）光検出器３４の形式において、ゲルマニウムの層３３は戻ってきた／反射した光信号の実質的な部分を収集するためにＳＯＩ層１８の一部分に配置される。金属接点の構造３５はゲルマニウム層２２と連結され、電気信号経路は、光検出器３４からインピーダンス変換増幅回路３６（図示せず）へ提供される。様々なその他の検出器構造が、インライン検出器、別個の光検出デバイス、又はその他の光感知材料を利用する統合型構造を含めて、この例示的なゲルマニウム検出器の位置に用いられる。
【００１９】
上述したように、ＬＩＤＡＲ受信器３０を形成する様々な素子が、ＬＩＤＡＲ送信器２０を形成するのに用いられるのと同一の基板上内に形成される。別の実施例においては、マルチモジュール構造が実装される。図７は１のこのような構造の例示的な構成を図示し、ここでＬＩＤＡＲ送信器２０が第１のＳＯＩ構造１２−Ｔ内に形成され、ＬＩＤＡＲ受信器３０が第２のＳＯＩ構造１２−Ｒ内に形成される。次いで、ＳＯＩ構造１２−Ｔ及び１２−Ｒは共通の基板プラットフォーム１２０へ取り付けられる。この特定の実施例において示されるように、別々のＬＩＤＡＲ制御システム５０も、基板プラットフォーム１２０上に取り付けられ、エンコーダ２５に供給される入力信号を生成するため、及び、信号プロセッサ３８により生成される戻り信号を分析するための双方で利用される。様々なモジュールが、フリップチップ接合又は直接ワイヤボンディングのような、当該技術分野において公知の様々な既知技術を用いて相互接続される。
【００２０】
図８は本発明の別のマルチモジュールＬＩＤＡＲシステムの等尺図である。この特定の実施例においては、入力及び出力光学素子（レーザ光源２２、レンズ２４、２８、３２、変調器２６及び検出器３４）は総てＳＯＩ層１８内に形成され、上述し、図５及び６に特に図示された構造を用いている。この図において隠されているのは、ＬＩＤＡＲ送信器２０に関連する様々な光学素子の配置である。本実施例においては、システムを完成するのに要求される様々な電気素子は、別の集積回路２００内に形成される。特に回路チップｗ００はエンコーダ２５、インピーダンス変換増幅回路３６及び信号プロセッサ３８を含むように形成される。示されたように、回路チップ２００は電導性基板２１０に取り付けられ（例えば、ワイヤボンディング又はフリップチップ接合され）、電導性基板２１０はＳＯＩ構造１２のＳＯＩ層１８と、回路チップ２００との間の接続を提供している。
【００２１】
上述したように、本発明の構造の利点は、単一基板上へ様々な素子を統合することができることである。この統合によって、多数のこのようなシステムが結合され、更に比較的コンパクトでポータブルで、広い視野を更にカバーすることができる多数の出力ユニットを形成することが可能である。図９は、単一ＳＯＩ構造１２内に統合することができる本発明の例示的な広視野の実施例を図示している。上述した構造と同様に、ＬＩＤＡＲ送信器２０はレーザ光源２２と、関連するコリメーティングレンズ２４（別個の、又は、ＳＯＩ構造１２内に統合された、かのいずれかの）と、を含んでいる。この特定の実施例において、レンズ２４からの出力は光プロセッサ２１を通過し、入力として１：ｎスイッチ２３に利用される。光プロセッサ２１は、電気エンコーダ（エンコーダ２５のような）及び関連する光変調器（ＭＺＩ２６のような）か、「インライン」光エンコーディングをレーザ光源２２からの出力へ適用するためのその他の適切な構造か、を具えている。実際に、一実施例はレーザ光源２２の直接変調を利用することができ、従って別々の光プロセッサ素子に対する要求を除去することができる。
【００２２】
この実施例のいずれかの変化において、コード化した光出力信号は、入力として１：Ｎ光スイッチ２３に適用される。図９に示したように、光スイッチ２３は、生成された光信号を、Ｎ利用可能出力ポートのうちの１つに向けるのに利用される。複数のＮコリメーティングレンズ２８−１、２８−２、…、２８−Ｎが、ＳＯＩ構造１２に組み込まれており、光スイッチ２３の出力での別々の導波管経路に沿って配置されている。光スイッチ２３は、光スイッチングを提供することができる、どの公知の構造も具えることができ、順番にスイッチを作動することにより、光出力信号の出現が様々な出力ポート間でスイッチされる。一実施例において、時分割スイッチ機構を使用して、ビームは制御される、連続様式で全体的な視野を通じて「掃射する」ことができる。このような構造においては、光信号のスイッチングを制御するのに用いられる制御信号は、個別の送信ビームと個別の反射信号との間の相関を維持するために、入力信号としてＬＩＤＡＲ受信器２０にも適用される。図１０は、図９に示されるような構造でスキャンされる全体的な視野を図示している。
【００２３】
図１１は、本発明により形成される例示的な広視野構造の別の実施例を図示している。この場合においては、ＬＩＤＡＲ送信器２０は一対のレーザ光源を含み、２２−Ｐ（「プライマリ」）及び２２−Ｂ（「バックアップ」）と指定され、ここでレーザ２２−Ｂはプライマリ光源２２−Ｐの不履行でのみ作動する。上述した構造と同様に、各々のレーザ光源２２が関連するコリメーティングレンズを有している（別個にか、ＳＯＩ構造１２内に統合されるか、のいずれかで）。この特定の実施例においては、レンズ２４−Ｐ及び２４−Ｂからの出力は、入力として１：Ｎスプリッタ２７へ適用され、ここで単一入力光信号は、複数のＮ分離信号に分割され、各々が入力として別々の光プロセッサ２１へ適用され、図１１に示されるように配置される。各々の別々の光学プロセッサは、事前に規定された方向にビームを「向ける」のに用いられ、複数の出力ビームを通じてスイッチングすることにより、図９の実施例に用いられているように、単一ビームの物理的なスイッチングを要求せずに、比較的広視野に渡り「掃射する」ことができる。特には図示されていないが、異なる波長で動作する複数の光信号が用いられ、複数の別々のビームと関連し、波長ダイバーシティ構造を提供していることに理解されたい。
【００２４】
図１２は上述したように本発明の統合型ＬＩＤＡＲシステムを利用した統合型自動クルーズコントロール構造を伴う、例示的な自動衝突防止システムを図示している。この場合においては、複数の別々のＬＩＤＡＲシステム１０−１、…、１０−Ｎが車上の様々な別々の位置に用いられ、配置されている。システム１０は本発明の統合の利点の結果として、比較的小さくなるので、大きな空間を要求せず、またはカーバッテリから大きな電力を引き込まない。各々の別々のＬＩＤＡＲシステム１０は常にスキャン動作を行い、車内で信号プロセッサ３６から中央処理装置１００までの戻りの情報を供給している。レーダシステム１０５のような他の光源からの入力データに沿って、戻りのデータを比較することにより、中央演算装置１００は、ヒューマン／マシンインタフェース１１０を通じて、差し迫った衝突について、ドライバに警告するような様々な機能を行うことができる。必要に応じて、中央演算装置１００に供給される情報は、クルーズコントローラモジュール１２０に送信されて、自動的にクルーズコントロール工程を分離することができる。様々な他の選択が利用可能であり、本発明の範囲内にあると見なされている。
【００２５】
上述した構造は本発明の原理をアプリケーションを表現するための装置である、多くの可能な特定の実施例の図示したのみであることに留意されたい。多数の、及び変更されたその他の構造は、本発明の精神や範囲から離れることなく、当該技術分野の当業者によって、これらの原理に従って案出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
図面に関しては、
【図１】図１は、本発明によるＳＯＩベースのプラットフォーム内に統合された例示的なＬＩＤＡＲシステムの等尺図である。
【図２】図２は、別々のレーザ光源と関連する別々のコリメーティングレンズとを利用するＬＩＤＡＲシステムの例示的な光送信部分を図示している。
【図３】図３は、別々のレーザ光源と統合型コリメーティングレンズとを利用する際に、ＳＯＩ層の一部分として形成される別の光送信部分を図示している。
【図４】図４は、本発明のＬＩＤＡＲシステムの例示的なマッハ−ツェンダー干渉計を含むように形成されるＳＯＩ構造の一部分を図示している。
【図５】図５は、本発明により形成されるＬＩＤＡＲ送信器用の例示的な統合型構造の上面図である。
【図６】図６は、ＬＩＤＡＲ受信構造の一部分を形成するように利用された例示的なＳＯＩ構造１２の一部分を図示している。
【図７】図７は、本発明により形成される例示的なマルチモジュールＳＯＩベースのＬＩＤＡＲシステムを図示している。
【図８】図８は、本発明の別のマルチモジュールＬＩＤＡＲシステムの等尺図である。
【図９】図９は、本発明の例示的な広視野の実施例を図示している。
【図１０】図１０は、図９に示されたような構造でスキャンされうる全体的な視野を図示している。
【図１１】図１１は、本発明によって形成されうる例示的な広視野構造の別の実施例を図示している。
【図１２】図１２は、本発明の統合型ＬＩＤＡＲシステムを利用した統合型自動クルーズコントロール構造を伴う、例示的な自動衝突防止システムを図示している。
【図１】
2009539062.tif 000003
【図２】
2009539062.tif 000004
【図３】
2009539062.tif 000005
【図４】
2009539062.tif 000006
【図５】
2009539062.tif 000007
【図６】
2009539062.tif 000008
【図７】
2009539062.tif 000009
【図８】
2009539062.tif 000010
【図９】
2009539062.tif 000011
【図１０】
2009539062.tif 000012
【図１１】
2009539062.tif 000013
【図１２】
2009539062.tif 000014
【国際調査報告】
2009539062.tif 000015