(57)【要約】【課題】車両が、運転者からの入力がほとんど又は全く無い状態で外部環境内を移動することを可能とする。【解決手段】ＬＩＤＡＲ装置は１つ以上の光源から発せられる光パルスを伝送し得るとともに反射された光パルスを受光し得る。反射された光パルスはその後１つ以上の検出器により検出される。ＬＩＤＡＲ装置は（ｉ）１つ以上の光源からの光をコリメートしてＬＩＤＡＲ装置の外部環境内に伝送するコリメートされた光を提供し且つ（ｉｉ）反射光を１つ以上の検出器上に合焦させるレンズを含み得る。レンズは１つ以上の光源からの光の伝送経路内の湾曲した焦点面及び１つ以上の検出器の受光経路内の湾曲した焦点面を定義し得る。１つ以上の光源は伝送経路内の湾曲した焦点面に沿って配置され得る。１つ以上の検出器は受光経路内の湾曲した焦点面に沿って配置され得る。【選択図】図２
2018028555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を中心として回転するように構成され、伝送ブロックと、受光ブロックと、共有空間とを含む内部空間を備え、前記伝送ブロックは出口孔を有し、前記受光ブロックは入口孔を有する、ハウジングと、
前記出口孔を通って前記共有空間に入り伝送経路を介して前記共有空間を通過する複数の光ビームを出射するように構成されており、前記光ビームは波長範囲の波長を有する光を含む、前記伝送ブロック内の複数の光源と、
前記波長範囲の波長を有する光を検出するように構成された、前記受光ブロック内の複数の検出器と、
前記ハウジングに取り付けられており、前記伝送経路を介して前記光ビームを受光し、前記ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内に伝送する前記光ビームをコリメートし、前記ＬＩＤＡＲ装置の前記外部環境内の１つ以上の対象物により反射された前記コリメートされた光ビームのうち１つ以上からの光を含む光を集光し、前記集光された光を前記共有空間と前記受光ブロックの前記入口孔とを通って延伸する受光経路を介して前記検出器上に合焦させるように構成されたレンズと、
を備える、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置。
【請求項２】
前記複数の検出器のうちの各検出器は前記複数の光源のうちの対応する光源と関連付けられており、前記レンズは、各検出器上に、前記集光された光の、前記検出器の対応する光源からの光を含む部分をそれぞれ合焦させるように構成されている、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項３】
前記出口孔は前記伝送ブロックを前記共有空間から分離する壁の中にある、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項４】
前記出口孔に近接した反射面をさらに備え、前記受光経路は前記反射面による反射を含む、請求項３のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項５】
前記壁は透明な材料を備え、前記反射面は前記透明な材料の一部を被覆し、前記出口孔は、前記透明な材料の、前記反射面により被覆されていない部分に対応する、請求項４のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項６】
前記伝送経路は、前記共有空間において、少なくとも部分的に前記受光経路と重なる、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項７】
前記レンズは前記伝送ブロック内の湾曲した焦点面と前記受光ブロック内の湾曲した焦点面とを定義する、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項８】
前記複数の光源のうちの前記光源は前記伝送ブロック内の前記湾曲した焦点面に略対応するパターンで配置され、前記複数の検出器のうちの前記検出器は前記受光ブロック内の前記湾曲した焦点面に略対応するパターンで配置される、請求項７のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項９】
前記レンズは非球面とトロイダル面とを有する、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１０】
前記トロイダル面は前記ハウジング内の前記共有空間にあり、前記非球面は前記ハウジングの外側にある、請求項９のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１１】
前記軸は略垂直である、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１２】
前記伝送ブロック内に鏡をさらに備え、前記鏡は前記光ビームを前記出口孔に向かって反射するように構成されている、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１３】
前記受光ブロックは不活性ガスを含む密閉環境を備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１４】
前記入口孔は、前記波長範囲の波長を有する光は通し他の波長を有する光は減衰させる材料を備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１５】
前記複数の光源の各光源はそれぞれレーザダイオードを備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１６】
前記複数の検出器の各検出器はそれぞれアバランシェフォトダイオードを備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１７】
伝送ブロックと、受光ブロックと、共有空間とを含む内部空間を備え、前記伝送ブロックは出口孔を有し、前記受光ブロックは入口孔を有する、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置のハウジングを、軸を中心として回転させることと、
前記伝送ブロック内の複数の光源によって、伝送経路を介して前記共有空間に入る、波長範囲の波長を有する光を含む複数の光ビームを出射することと、
前記伝送経路に沿って前記ハウジングに取り付けられたレンズにおいて前記光ビームを受光することと、
前記レンズによって、前記ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内に伝送する前記光ビームをコリメートすることと、
前記レンズによって、前記ＬＩＤＡＲ装置の前記外部環境内の１つ以上の対象物により反射された前記コリメートされた光ビームのうち１つ以上からの光を集光することと、
前記集光された光を、前記共有空間及び前記受光ブロックの前記入口孔を通って延伸する受光経路を介して、前記レンズにより前記受光ブロック内の複数の検出器上に合焦させることと、
前記受光ブロック内の前記複数の検出器によって、前記波長範囲の波長を有する前記合焦された光からの光を検出することと、を備える、方法。
【請求項１８】
前記複数の検出器の各検出器は前記複数の光源のうちの対応する光源と関連付けられており、前記方法は、
各検出器上に、前記レンズによって、前記集光された光の、前記検出器の対応する光源からの光を含む部分をそれぞれ合焦させることをさらに備える、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記共有空間内の反射面によって、前記合焦された光を、前記受光経路に沿って前記受光ブロックの前記入口孔に向かって反射することをさらに備え、前記反射面は前記出口孔に近接しており、前記受光経路は前記反射面により前記反射することを含む、請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記伝送ブロック内の鏡によって、前記出射された光ビームを、前記出口孔に向かって反射すること
をさらに備える、請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  本明細書中に別途記載のない限り、本項に記載された事柄は、本願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本項への包含により先行技術であると認められるものではない。
【０００２】
[0002]  車両は、運転者からの入力がほとんど又は全く無い状態で車両が外部環境内を移動する自律モードで動作するように構成されることが可能である。そのような自律走行車両は、車両が動作する外部環境についての情報を検出するように構成された１つ以上のセンサを含み得る。
【０００３】
[0003]  そのようなセンサの１つが光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置である。ＬＩＤＡＲは、ある場面全体をスキャンして外部環境内の反射面を示す「ポイントクラウド」を組み立てながら、外部環境特徴までの距離を推定することができる。ポイントクラウドの個々の点は、レーザパルスを伝送すること、もしあれば外部環境内の対象物から反射されて返ってくるパルスを検出すること、及び伝送されたパルスと反射されたパルスの受波との間の遅延時間に従って対象物までの距離を判定することにより決定され得る。単一のレーザ又は１組のレーザを場面全体にわたって迅速に且つ繰り返しスキャンして、場面内の反射物体までの距離についての連続した実時間の情報を提供することもできる。各距離を測定しつつ測定された距離とレーザの配向とを組み合わせることによって、三次元位置を、返ってくる各パルスと関連付けることが可能になる。このようにして、全スキャン範囲について、外部環境内の反射特徴の位置を示す点の三次元地図が生成され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]  一例においては、軸を中心として回転するように構成されたハウジングを含む光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置が提供される。ハウジングは、伝送ブロックと、受光ブロックと、共有空間とを含む内部空間を備える。伝送ブロックは出口孔を有し、受光ブロックは入口孔を有する。ＬＩＤＡＲ装置は伝送ブロック内に複数の光源も有している。複数の光源は、出口孔を通って共有空間に入り伝送経路を介して共有空間を通過する複数の光ビームを出射するように構成されている。光ビームは、波長範囲の波長を有する光を含む。ＬＩＤＡＲ装置は受光ブロック内に複数の検出器も含んでいる。複数の検出器は、波長範囲の波長を有する光を検出するように構成されている。ＬＩＤＡＲ装置は、ハウジングに取り付けられたレンズも含んでいる。レンズは、（ｉ）伝送経路を介して光ビームを受光し、（ｉｉ）ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内に伝送する光ビームをコリメートし、（ｉｉｉ）ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内の１つ以上の対象物により反射されたコリメートされた光ビームのうち１つ以上からの光を含む光を集光し、（ｉｖ）集光された光を、共有空間と受光ブロックの入口孔とを通って延伸する受光経路を介して、検出器上に合焦させるように構成されている。
【０００５】
[0005]  別の一例においては、軸を中心として光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置のハウジングを回転させることを伴う方法が提供される。ハウジングは、伝送ブロックと、受光ブロックと、共有空間とを含む内部空間を備える。伝送ブロックは出口孔を有し、受光ブロックは入口孔を有する。方法はさらに、伝送ブロック内の複数の光源によって複数の光ビームを出射することを伴う。複数の光ビームは伝送経路を介して共有空間に入る。光ビームは、波長範囲の波長を有する光を含む。方法はさらに、伝送経路に沿ってハウジングに取り付けられたレンズにおいて光ビームを受光することを伴う。方法はさらに、レンズによって、ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内に伝送する光ビームをコリメートすることを含む。方法はさらに、レンズによって、ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内の１つ以上の対象物により反射されたコリメートされた光ビームのうち１つ以上からの光を集光することを伴う。方法はさらに、集光された光を、共有空間及び受光ブロックの入口孔を通って延伸する受光経路を介して、レンズにより受光ブロック内の複数の検出器上に合焦させることを伴う。方法はさらに、受光ブロック内の複数の検出器によって、波長範囲の波長を有する合焦された光からの光を検出することを伴う。
【０００６】
[0006]  これら並びに他の態様、利点、及び代替案は、適当な場合には添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】[0007]  例示的なＬＩＤＡＲ装置のブロック図である。
【図２】[0008]  例示的なＬＩＤＡＲ装置の断面図である。
【図３Ａ】[0009]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、様々な構成要素が取り付けられた例示的なＬＩＤＡＲ装置の斜視図である。
【図３Ｂ】[0010]  ハウジングの内部空間を示すために様々な構成要素が取り除かれた状態の、図３Ａに示す例示的なＬＩＤＡＲ装置の斜視図である。
【図４】[0011]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による例示的な伝送ブロックを示す図である。
【図５Ａ】[0012]  例示的な一実施形態による例示的な光源の図である。
【図５Ｂ】[0013]  例示的な一実施形態による、シリンドリカルレンズと組み合わせた図５Ａの光源の図である。
【図５Ｃ】[0014]  例示的な一実施形態による、図５Ｂの光源とシリンドリカルレンズとの組み合わせの別の図である。
【図６Ａ】[0015]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、例示的な受光ブロックを示す図である。
【図６Ｂ】[0016]  図６Ａの受光ブロックに含まれている３つの検出器の側面図である。
【図７Ａ】[0017]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、非球面とトロイダル面とを備えた例示的なレンズ。
【図７Ｂ】[0018]  図７Ａに示す例示的なレンズ７５０の断面図である。
【図８Ａ】[0019]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、車両に搭載された例示的なＬＩＤＡＲ装置を示す図である。
【図８Ｂ】[0020]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、図８Ａに示すＬＩＤＡＲ装置が１つ以上の対象物を含む外部環境をスキャンしている筋書きを示す図である。
【図９】[0021]  本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[0022]  以下の詳細な説明は、開示されるシステム、装置及び方法の様々な特徴及び機能を、添付の図面を参照して説明するものである。図面中、文脈がそうでないと規定しない限りは、同様の符号は同様の構成要素と同一であると見なす。本明細書に記載の説明的なシステム、装置及び方法の実施形態は限定的であることを意図されてはいない。当業者によれば、開示されるシステム、装置及び方法の特定の態様は、多様な異なる構成で配置及び組み合わせ可能であり、本明細書においてはそのすべてが想定されることが、容易に理解されるであろう。
【０００９】
[0023]  光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置は、複数の光源から発せられる光パルスを伝送してもよく、また、反射された光パルスを受光してもよい。この反射された光パルスはその後複数の検出器により検出される。本明細書に記載の例においては、複数の光源からの光をコリメートし且つ反射光を複数の検出器上に合焦させる伝送／受光レンズを含むＬＩＤＡＲ装置が提供される。コリメート用の伝送レンズ及び合焦用の受光レンズに代えてこれらの機能の両方を行う伝送／受光レンズを用いることにより、寸法、費用、及び／又は複雑さに関して利点がもたらされ得る。
【００１０】
[0024]  ＬＩＤＡＲ装置は、軸を中心として回転するように構成されたハウジングを備える。いくつかの例においては、軸は略垂直である。ハウジングは、複数の光源を含む伝送ブロック、複数の検出器を含む受光ブロック、出射された光が伝送ブロックから伝送／受光レンズへと通過するとともに反射光が伝送／受光レンズから受光ブロックへと通過する共有空間、及び出射された光をコリメートし反射光を合焦させる伝送／受光レンズなどの様々な構成要素を含む内部空間を有していてもよい。様々な構成要素を含むハウジングを回転させることにより、いくつかの例においては、ＬＩＤＡＲ装置の外部環境の３６０度視野の三次元地図が、様々な構成要素の配置の頻繁な再校正を行うことなく決定され得る。
【００１１】
[0025]  いくつかの例においては、ハウジングは、伝送ブロックと受光ブロックとの間に無線周波数（ＲＦ）及び光学的遮蔽を含んでいてもよい。例えば、ハウジングは、ＲＦ遮蔽を提供するために、金属、金属インク、又は金属フォームにより形成及び／又は被覆されてもよい。遮蔽のために用いられる金属は、例えば、銅又はニッケルを含み得る。
【００１２】
[0026]  伝送ブロックに含まれる複数の光源は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。一例においては、光源はおよそ９０５ｎｍの波長を有する光を放射する。伝送／受光レンズは光源により出射された光を伝送経路を通じて受け取るが、いくつかの例においては、その伝送経路が鏡又はプリズムなどの反射素子を含んでいてもよい。反射素子を含むことによって伝送経路は折り曲げられ、より寸法の小さな伝送ブロック、及びひいてはより小さなＬＩＤＡＲ装置のハウジングが提供され得る。また、伝送経路は伝送ブロックの出口孔を含み、出射された光はこれを通って共有空間に入り伝送／受光レンズへと通過する。
【００１３】
[0027]  いくつかの例においては、複数の光源の各光源は、シリンドリカルレンズ又はアシリンドリカルレンズなど、それぞれレンズを含む。光源はコリメートされていない光ビームを放射してもよく、この光ビームは第２の方向よりも第１の方向により多く発散する。これらの例においては、光源のそれぞれのレンズは、コリメートされていない光ビームを第１の方向に予めコリメートして部分的にコリメートされた光ビームを提供し、それによって第１の方向への発散を減少させてもよい。いくつかの例においては、部分的にコリメートされた光ビームは、第２の方向よりも第１の方向により少なく発散する。伝送／受光レンズは、１つ以上の光源から伝送ブロックの出口孔を介して部分的にコリメートされた光ビームを受光する。また、伝送／受光レンズは、部分的にコリメートされた光ビームをコリメートして、ＬＩＤＡＲ装置の外部環境へと伝送されるコリメートされた光ビームを提供する。この例においては、光源により出射された光は第１の方向よりも第２の方向により大きな発散を有していてもよく、出口孔は光源からの光のビームの垂直及び水平の範囲を収容可能である。
【００１４】
[0028]  ハウジングは伝送／受光レンズを搭載しており、これを通って複数の光源からの光がハウジングから出ることが可能であるとともに、反射光がハウジングに入り受光ブロックに到達することができる。伝送／受光レンズは、複数の光源により出射された光をコリメートし受光ブロック内の複数の検出器上に反射光を合焦させるのに十分な光パワーを有していてもよい。一例においては、伝送／受光レンズは、ハウジングの外側の非球面形状を備えた表面と、ハウジングの内側のトロイダル形状を備えた表面と、およそ１２０ｍｍの焦点距離とを有する。
【００１５】
[0029]  受光ブロックに含まれる複数の検出器は、例えば、窒素などの不活性ガスを充填された密閉環境内のアバランシェフォトダイオードを含み得る。受光ブロックは入口孔を含んでいてもよく、これを通って伝送／受光レンズからの合焦された光が検出器の方に向かって通過する。いくつかの例においては、入口孔は、複数の光源により出射された波長範囲内の波長を有する光は通し他の波長を有する光は減衰させるフィルタリング窓を含んでいてもよい。
【００１６】
[0030]  ＬＩＤＡＲ装置から外部環境内へと伝送されたコリメートされた光は、外部環境内の１つ以上の対象物に反射して対象物反射光を提供し得る。伝送／受光レンズは、対象物反射光を集光し、その対象物反射光を焦点経路（「受光経路」）を介して複数の検出器上に合焦させてもよい。いくつかの例においては、受光経路は、合焦された光を複数の検出器に向ける反射面を含んでいてもよい。追加的又は代替的には、反射面は、受光ブロックへと向かう合焦された光を折り曲げてもよく、それによって共有空間及びＬＩＤＡＲ装置のハウジングの空間の節約を提供することができる。
【００１７】
[0031]  いくつかの例においては、反射面は、伝送ブロックと共有空間との間に出口孔を含む壁を画定してもよい。この場合、伝送ブロックの出口孔は、反射面の透明及び／又は非反射性の部分に対応する。透明の部分は反射面の穴又は切欠部であってもよい。代替的には、反射面は透明基板（例えばガラス）上に反射性材料の層を形成することにより形成されてもよく、透明の部分は、基板の、反射性材料で被覆されていない部分であってもよい。このように、共有空間は伝送経路及び受光経路の両方に用いられ得る。いくつかの例においては、伝送経路は、共有空間内で少なくとも部分的に受光経路と重なっている。
【００１８】
[0032]  出口孔の垂直及び水平の範囲は、光源からの出射光ビームのビーム幅を収容するのに十分である。しかしながら、出口孔は非反射性の性質が、受光経路内の集光され合焦された光の一部が反射面で受光ブロックの検出器へと向かって反射するのを妨げる。したがって、出口孔の寸法を最小化し集光された光の損失部分を少なくするためには、伝送ブロックからの出射光ビームのビーム幅を縮小するのが望ましい。上記のいくつかの例においては、出口孔を通って通過するビーム幅の縮小は、各光源に隣接したシリンドリカルレンズ又はアシリンドリカルレンズなどそれぞれのレンズを含むことで、出射光ビームを部分的にコリメートすることにより、達成され得る。
【００１９】
[0033]  追加的又は代替的には、出射光ビームのビーム幅を縮小するべく、いくつかの例においては、伝送／受光レンズは、垂直面及び／又は水平面内に実質的な湾曲を有する焦点面を定義するように構成されていてもよい。例えば、伝送／受光レンズは、非球面と、垂直面及び／又は水平面に沿って湾曲した焦点面を提供する上述のトロイダル面とを有するように構成されていてもよい。この構成においては、伝送ブロック内の光源は、伝送ブロック内の伝送／受光レンズの湾曲した焦点面に沿って配置されてもよく、受光ブロック内の検出器は受光ブロック内の伝送／受光レンズの湾曲した焦点面上に配置されてもよい。したがって、湾曲した焦点面に沿って配置された光源からの出射光ビームは、略平行及び／又は発散性の光ビーム用の孔よりも小さな寸法を有する出口孔に収束し得る。
【００２０】
[0034]  光源のそのような湾曲した配置を容易にするために、いくつかの例においては、光源は、１つ以上の垂直配向されたプリント回路基板（ＰＣＢ）の湾曲端縁上に、ＰＣＢの湾曲端縁がＰＣＢの垂直面内の焦点面の湾曲と略一致するように、取り付けられてもよい。この例においては、１つ以上のＰＣＢは、伝送ブロック内に、１つ以上のＰＣＢの水平面内の焦点面の湾曲と略一致する水平湾曲に沿って取り付けられてもよい。例えば、伝送ブロックは４つのＰＣＢを含んでいてもよく、各ＰＣＢは、伝送ブロック内の伝送／受光レンズの湾曲した焦平面に沿って６４個の光源を提供するように、１６個の光源を搭載している。この例においては、６４個の光源は、出射光ビームが伝送ブロックの出口孔に向かって収束するように、伝送／受光レンズにより定義される湾曲した焦点面に略対応するパターンで配置される。
【００２１】
[0035]  受光ブロックについて、いくつかの例においては、複数の検出器は、受光ブロックに取り付けられたフレキシブルＰＣＢ上に、伝送／受光レンズの焦点面の形状に適合するように配設される。例えば、フレキシブルＰＣＢは、焦点面の形状に対応した表面を有する２つの挟持片の間に保持されてもよい。さらに、この例においては、複数の検出器の各々が、複数ある光源の各光源に対応する伝送／受光レンズからの合焦された光を受光するように、フレキシブルＰＣＢ上に配置されてもよい。この例においては、検出器は、受光ブロック内の伝送／受光レンズの湾曲した焦点面に略対応するパターンで配置されてもよい。したがって、この例においては、伝送／受光レンズは、複数ある検出器の各検出器上に、その検出器に対応する光源からの光を含む集光された光のそれぞれの部分を合焦させるように構成されていてもよい。
【００２２】
[0036]  よって、本開示のいくつかの実施形態は、共用伝送／受光レンズを用いるＬＩＤＡＲ装置のためのシステム及び方法を提供する。いくつかの例においては、そのようなＬＩＤＡＲ装置は、光源からの光が、集光された光を検出器の方に向かって反射する反射面に含まれる小さな出口孔を通過するように、伝送を行う光源及び受光を行う検出器のための湾曲した焦平面を提供するように構成された共用レンズを含み得る。
【００２３】
[0037]  図１は、例示的なＬＩＤＡＲ装置１００のブロック図である。ＬＩＤＡＲ装置１００は、ＬＩＤＡＲ装置１００内に含まれる伝送ブロック１２０、受光ブロック１３０、共有空間１４０、及びレンズ１５０などの様々な構成要素の配置を収容するハウジング１１０を備える。ＬＩＤＡＲ装置１００は様々な構成要素の配置を含み、この配置は、伝送ブロック１２０から、レンズ１５０によりコリメートされるとともにコリメートされた光ビーム１０４としてＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境へと伝送される出射光ビーム１０２を提供するほか、ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物からの反射光１０６をレンズ１５０によって集光し、合焦された光１０８として受光ブロック１３０に向かって合焦させる。反射光１０６は、ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物により反射されたコリメートされた光ビーム１０４からの光を含む。出射光ビーム１０２及び合焦された光１０８は、やはりハウジング１１０に含まれている共有空間１４０を通過する。いくつかの例においては、出射光ビーム１０２は伝送経路により共有空間１４０を通って伝播しており、合焦された光１０８は受光経路により共有空間１４０を通って伝播している。いくつかの例においては、伝送経路は共有空間１４０において少なくとも部分的に受光経路と重なる。ＬＩＤＡＲ装置１００は、受光ブロック１３０が受光した合焦された光１０８を処理することによって、ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物の態様（例えば位置、形状など）を判定することができる。例えば、ＬＩＤＡＲ装置１００は、出射光ビーム１０２に含まれるパルスが伝送ブロック１２０により出射された時刻と、合焦された光１０８に含まれる対応するパルスが受光ブロック１３０により受光された時刻とを比較し、その比較に基づいて１つ以上の対象物とＬＩＤＡＲ装置１００との間の距離を判定することができる。
【００２４】
[0038]  ＬＩＤＡＲ装置１００に含まれるハウジング１１０は、ＬＩＤＡＲ装置１００に含まれる様々な構成要素を取り付けるためのプラットフォームを提供し得る。ハウジング１１０は、ハウジング１１０の内部空間に含まれるＬＩＤＡＲ装置１００の様々な構成要素を支持することが可能な任意の材料から形成可能である。例えば、ハウジング１１０は、プラスチック又は金属などの構造材から形成されてもよい。
【００２５】
[0039]  いくつかの例においては、ハウジング１１０は、周辺光及び／又は伝送ブロック１２０からの出射光ビーム１０２の受光ブロック１３０への意図せぬ伝送を低減するための光学的遮蔽用に構成されていてもよい。ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境の周辺光からの光学的遮蔽は、ハウジング１１０の外面を、外部環境からの周辺光を遮断する材料で形成及び／又は被覆することによって達成することができる。さらに、ハウジング１１０の内面が、伝送ブロック１２０を受光ブロック１３０から光学的に隔離するべく、上記の材料を含み及び／又はこの材料により被覆されて、出射光ビーム１０２がレンズ１５０に到達する前に受光ブロック１３０が出射光ビーム１０２を受光するのを防止してもよい。
【００２６】
[0040]  いくつかの例においては、ハウジング１１０は、ＬＩＤＡＲ装置１１０の周囲の外部環境からの電磁ノイズ（例えば無線周波数（ＲＦ）ノイズなど）及び／又は伝送ブロック１２０と受光ブロック１３０との間の電磁ノイズを低減させるための電磁遮蔽用に構成されていてもよい。電磁遮蔽は、伝送ブロック１２０により出射される出射光ビーム１０２の品質を向上させるとともに、受光ブロック１３０により受光及び／又は提供される信号のノイズを低減させることができる。電磁遮蔽は、電磁放射を吸収する金属、金属インク、金属フォーム、炭素フォームなどの材料、又は電磁放射を吸収するように構成された任意の他の材料でハウジング１１０を形成及び／又は被覆することにより達成することができる。電磁遮蔽のために使用可能な金属は、例えば銅又はニッケルを含み得る。
【００２７】
[0041]  いくつかの例においては、ハウジング１１０は、略円筒形の形状を有するように、且つＬＩＤＡＲ装置１００の軸を中心として回転するように構成されていてもよい。例えば、ハウジング１１０は、およそ１０センチメートルの直径を備えた略円筒形の形状を有し得る。いくつかの例においては、軸は略垂直である。様々な構成要素を含むハウジング１１０を回転させることによって、いくつかの例においては、ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境の３６０度視野の三次元地図を、ＬＩＤＡＲ装置１００の様々な構成要素の配置の頻繁な再校正を行うことなく決定することができる。追加的又は代替的には、ＬＩＤＡＲ装置１００は、ＬＩＤＡＲ装置１００の視野を制御するべくハウジング１１０の回転軸を傾けるように構成されていてもよい。
【００２８】
[0042]  図１には図示されていないが、ＬＩＤＡＲ装置１００は、ハウジング１１０のための取り付け構造を任意選択的に含み得る。取り付け構造は、ＬＩＤＡＲ装置１００の軸を中心としてハウジング１１０を回転させるためのモータ又は他の手段を含んでいてもよい。代替的には、取り付け構造は、ＬＩＤＡＲ装置１００以外の装置及び／又はシステムに含まれていてもよい。
【００２９】
[0043]  いくつかの例においては、伝送ブロック１２０、受光ブロック１３０、及びレンズ１５０といったＬＩＤＡＲ装置１００の様々な構成要素は、各構成要素及び／又は各構成要素に含まれる下位構成要素の配置の校正の負担を軽くするために、所定の位置で取り外し可能にハウジング１１０に取り付けられてもよい。このように、ハウジング１１０は、ＬＩＤＡＲ装置１００の組み立て、整備、校正、及び製造を容易にするために、ＬＩＤＡＲ装置１００の様々な構成要素のためのプラットフォームを提供する。
【００３０】
[0044]  伝送ブロック１２０は複数の光源１２２を含み、これらの光源は複数の出射光ビーム１０２を出口孔１２４を介して出射するように構成されていてもよい。いくつかの例においては、複数の出射光ビーム１０２の各々は、複数の光源１２２の１つに対応する。伝送ブロック１２０は、光源１２２と出口孔１２４との間の出射光ビーム１０２の伝送経路に沿って、鏡１２６を任意選択的に含んでいてもよい。
【００３１】
[0045]  光源１２２は、レーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、発光高分子（ＬＥＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、又は複数の出射光ビーム１０２を提供するべく光を選択的に伝送、反射、及び／又は出射するように構成された任意の他の素子を含み得る。いくつかの例においては、光源１２２は、受光ブロック１３０内に含まれる検出器１３２により検出可能な波長範囲の出射光ビーム１０２を出射するように構成されていてもよい。波長範囲は、例えば、電磁スペクトルの紫外線部分、可視部分、及び／又は赤外線部分であり得る。いくつかの例においては、波長範囲は、レーザによって提供されるような狭い波長範囲であってもよい。一例においては、波長範囲は、およそ９０５ｎｍの波長を含む。さらに、光源１２２は、出射光ビーム１０２をパルスの形で出射するように構成されていてもよい。いくつかの例においては、複数の光源１２２は、１つ以上の基板（例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）、フレキシブルＰＣＢなど）上に配設され、出口孔１２４に向かって複数の光ビーム１０２を出射するように配置されてもよい。
【００３２】
[0046]  いくつかの例においては、複数の光源１２２は、出射光ビーム１０２に含まれるコリメートされていない光ビームを出射するように構成されていてもよい。例えば、出射ビーム１０２は、複数の光源１２２により出射されたコリメートされていない光ビームに起因して、伝送経路に沿った１つ以上の方向に発散してもよい。いくつかの例においては、伝送経路に沿った任意の位置における出射光ビーム１０２の垂直及び水平の範囲は、複数の光源１２２により出射されたコリメートされていない光ビームの発散の範囲に基づいていてもよい。
【００３３】
[0047]  出射光ビーム１０２の伝送経路に沿って配置された出口孔１２４は、複数の光源１２２により出射された複数の光ビーム１０２の垂直及び水平の範囲を出口孔１２４において収容するように構成されていてもよい。ただし、図１に示されるブロック図は、説明の便宜のため、機能モジュールとの関連において記載されている。しかしながら、図１のブロック図の機能モジュールは、他の位置で物理的に実装されてもよい。例えば、出口孔１２４は伝送ブロック１２０に含まれるものとして図示されているが、出口孔１２４は物理的に伝送ブロック１２０及び共有空間１４０の両方に含まれることが可能である。例えば、伝送ブロック１２０と共有空間１４０とが、出口孔１２４を含む壁によって分離されていてもよい。この場合、出口孔１２４は壁の透明の部分に対応していてもよい。一例においては、透明の部分は壁の穴又は切欠部であってもよい。別の一例においては、壁は不透明な材料で被覆された透明基板（例えばガラス）から形成されていてもよく、出口孔１２４は基板の不透明な材料で被覆されていない部分であってもよい。
【００３４】
[0048]  ＬＩＤＡＲ装置１００のいくつかの例においては、出口孔１２４の寸法は、複数の光ビーム１０２の垂直及び水平の範囲を収容しつつ最小化することが望ましいかもしれない。例えば、出口孔１２４の寸法を最小化することは、ハウジング１１０の機能という点で上述した光源１２２の光学的遮蔽を向上させ得る。追加的又は代替的には、伝送ブロック１２０と共有空間１４０とを分離する壁は、合焦された光１０８の受光経路に沿って配置されてもよく、したがって出口孔１２４は、合焦された光１０８のうちより大きな部分が壁に到達できるように最小化され得る。例えば、壁は反射性材料（例えば共有空間１４０の反射面１４２）で被覆されていてもよく、受光経路は合焦された光１０８を反射性材料によって受光ブロック１３０の方へと反射することを含んでいてもよい。この場合、出口孔１２４の寸法を最小化することによって、合焦された光１０８のうちより大きな部分が壁を被覆している反射性材料に反射することが可能となる。
【００３５】
[0049]  出口孔１２４の寸法を最小化するために、いくつかの例においては、光源１２２により出射されたコリメートされていない光ビームを部分的にコリメートして出射光ビーム１０２の垂直及び水平の範囲を最小化しひいては出口孔１２４の寸法を最小化することによって、出射光ビーム１０２の発散が減少されてもよい。例えば、複数ある光源１２２の各光源は、光源に隣接して配置されたシリンドリカルレンズを含み得る。光源は対応するコリメートされていない光ビームを出射してもよく、この光ビームは第２の方向よりも第１の方向により多く発散する。シリンドリカルレンズは、第１の方向のコリメートされていない光ビームを予めコリメートして部分的にコリメートされた光ビームを提供し、それによって第１の方向の発散を減少させてもよい。いくつかの例においては、部分的にコリメートされた光ビームは、第２の方向よりも第１の方向により少なく発散する。同様に、複数ある光源１２２の他の光源からのコリメートされていない光ビームは、第１の方向に縮小されたビーム幅を有していてもよく、したがって出射光ビーム１０２は、部分的にコリメートされた光ビームによってより小さな発散を有していてもよい。この例においては、出口孔１２４の垂直及び水平の範囲のうち少なくとも一方が、光ビーム１０２を部分的にコリメートすることによって縮小されてもよい。
【００３６】
[0050]  追加的又は代替的には、出口孔１２４の寸法を最小化するべく、いくつかの例においては、光源１２２は、伝送ブロック１２０により定義される略湾曲面に沿って配置されてもよい。湾曲面は、出射光ビーム１０２が出口孔１２４に向かって収束するように、またひいては出口孔１２４における出射光ビーム１０２の垂直及び水平の範囲が伝送ブロック１２０の湾曲面に沿った光源１２２の配置によって縮小されるように構成されていてもよい。いくつかの例においては、伝送ブロック１２０の湾曲面は、複数の光ビーム１０２が伝送経路に沿って複数の光源１２２の前の中央領域に向かって収束するように、出射光ビーム１０２の発散の第１の方向に沿った湾曲と、出射光ビーム１０２の発散の第２の方向に沿った湾曲とを含み得る。
【００３７】
[0051]  光源１２２のそのような湾曲した配置を容易にするために、いくつかの例においては、光源１２２は、１つ以上の方向に沿って湾曲を有するフレキシブル基板（例えばフレキシブルＰＣＢ）上に配設されてもよい。例えば、湾曲したフレキシブル基板は、出射光ビーム１０２の発散の第１の方向と出射光ビーム１０２の発散の第２の方向とに沿って湾曲していてもよい。追加的又は代替的には、光源１２２のそのような湾曲した配置を容易にするために、いくつかの例においては、光源１２２は、１つ以上の垂直配向されたプリント回路基板（ＰＣＢ）の湾曲端縁上に、ＰＣＢの湾曲端縁が第１の方向（例えばＰＣＢの垂直面）の湾曲と略一致するように、配設されてもよい。この例においては、１つ以上のＰＣＢは、伝送ブロック１２０内に、第２の方向（例えば１つ以上のＰＣＢの水平面）の湾曲と略一致する水平湾曲に沿って取り付けられてもよい。例えば、伝送ブロック１２０は４つのＰＣＢを含んでいてもよく、各ＰＣＢは、伝送ブロック１２０の湾曲面に沿って６４個の光源を提供するように、１６個の光源を搭載している。この例においては、６４個の光源は、出射光ビーム１０２が伝送ブロック１２０の出口孔１２４に向かって収束するように、あるパターンで配置される。
【００３８】
[0052]  伝送ブロック１２０は、光源１２２と出口孔１２４との間の出射光ビーム１０２の伝送経路に沿って、鏡１２６を任意選択的に含んでいてもよい。伝送ブロック１２０内に鏡１２６を含むことによって、出射光ビーム１０２の伝送経路は折り曲げられ、伝送経路が折り曲げられない別の伝送ブロックの寸法よりも小さな寸法を有するＬＩＤＡＲ装置１００の伝送ブロック１２０及びハウジング１１０を提供することができる。
【００３９】
[0053]  受光ブロック１３０は複数の検出器１３２を含み、これらは合焦された光１０８を入口孔１３４を介して受光するように構成されていてもよい。いくつかの例においては、複数の検出器１３２の各々は、合焦された光１０８の、複数の光源１２２のうち対応する光源により出射されＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物に反射された光ビームに対応する部分を受光するように構成及び配置される。受光ブロック１３０は、任意選択的には、不活性ガス１３６を有する密閉環境内に検出器１３２を含んでいてもよい。
【００４０】
[0054]  検出器１３２は、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトトランジスタ、カメラ、能動画素センサ（ＡＰＳ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、極低温検出器、又は出射光ビーム１０２の波長範囲の波長を有する合焦された光１０８を受光するように構成された任意の他の光のセンサを備え得る。
【００４１】
[0055]  検出器１３２の各々が、合焦された光１０８の、複数の光源１２２のうち対応する光源に由来する部分を受光することを容易にするために、検出器１３２は、１つ以上の基板上に配設され、それに応じて配置されてもよい。例えば、光源１２２は伝送ブロック１２０の湾曲面に沿って配置されてもよく、検出器１３２もまた受光ブロック１３０の湾曲面に沿って配置されてもよい。受光ブロック１３０の湾曲面は、受光ブロック１３０の湾曲面の１つ以上の軸に沿って同様に湾曲していてもよい。したがって、検出器１３２の各々は、元々は複数の光源１２２のうち対応する光源により出射された光を受光するように構成されている。
【００４２】
[0056]  受光ブロック１３０の湾曲面を提供するために、検出器１３２は、伝送ブロック１２０内に配設された光源１２２と同様に、１つ以上の基板上に配設されてもよい。例えば、検出器１３２は、各々が光源１２２のうち対応する光源から発せられる合焦された光を受光するように、フレキシブル基板（例えばフレキシブルＰＣＢ）上に配設されフレキシブル基板の湾曲面に沿って配置されてもよい。この例においては、フレキシブル基板は、受光ブロック１３０の湾曲面の形状に対応した表面を有する２つの挟持片の間に保持されてもよい。したがって、この例においては、フレキシブル基板を受光ブロック１３０上へと摺動すること及び２つの挟持片を用いてこの基板を正しい曲率に保持することによって、受光ブロック１３０の組み立てを簡略化することが可能である。
【００４３】
[0057]  受光経路に沿って通過する合焦された光１０８は、入口孔１３４を介して検出器１３２により受光されてもよい。いくつかの例においては、入口孔１３４は、複数の光源１２２により出射された波長範囲内の波長を有する光は通し他の波長を有する光は減衰させるフィルタリング窓を含んでいてもよい。この例においては、検出器１３２は、波長範囲内の波長を有する光を実質的に含む合焦された光１０８を受光する。
【００４４】
[0058]  いくつかの例においては、受光ブロック１３０に含まれる複数の検出器１３２は、例えば、不活性ガス１３６を充填された密閉環境内のアバランシェフォトダイオードを含んでいてもよい。不活性ガス１３６は、例えば窒素を含み得る。
【００４５】
[0059]  共有空間１４０は、伝送ブロック１２０からレンズ１５０への出射光ビーム１０２用の伝送経路を含むとともに、レンズ１５０から受光ブロック１３０への合焦された光１０８用の受光経路を含む。いくつかの例においては、伝送経路は、共有空間１４０において、少なくとも部分的に受光経路と重なる。共有空間１４０内に伝送経路と受光経路とを含むことにより、ＬＩＤＡＲ装置１００の組み立て、製造、及び／又は整備の寸法、費用、及び／又は複雑さに関して利点がもたらされ得る。
【００４６】
[0060]  いくつかの例においては、共有空間１４０は反射面１４２を含んでいてもよい。反射面１４２は、受光経路に沿って配置され、合焦された光１０８を入口孔１３４へ向かって及び検出器１３２上へと反射するように構成され得る。反射面１４２は、合焦された光１０８を受光ブロック１３０内の入口孔１３４に向かって反射するように構成されたプリズム、鏡、又は任意の他の光学素子を備えていてもよい。いくつかの例においては、壁が共有空間１４０を伝送ブロック１２０から分離する。これらの例においては、壁は透明基板（例えばガラス）を備えていてもよく、反射面１４２は壁に反射性の被覆を備え、出口孔１２４のための被覆されていない部分を有していてもよい。
【００４７】
[0061]  反射面１４２を含む実施形態においては、反射面１４２は、伝送ブロック１２０内の鏡１２６と同様に受光経路を折り曲げることによって、共有空間１４０の寸法を縮小することができる。追加的又は代替的には、いくつかの例においては、反射面１４２は、合焦された光１０３を受光ブロック１３０に向けて、ハウジング１１０内の受光ブロック１３０の配置にさらに柔軟性をもたらしてもよい。例えば、反射面１４２の傾きを変化させると、合焦された光１０８がハウジング１１０の内部空間の様々な部分へと反射されることになり得るため、受光ブロック１３０はハウジング１１０内の対応する位置に配置され得る。追加的又は代替的には、この例においては、ＬＩＤＡＲ装置１００は、反射面１４２の傾きを変化させることによって校正されてもよい。
【００４８】
[0062]  ハウジング１１０に取り付けられたレンズ１５０は、伝送ブロック１２０内の光源１２２からの出射光ビーム１０２をコリメートし且つＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物からの反射光１０６を受光ブロック１３０内の検出器１３２上に合焦させる光パワーを有していてもよい。一例においては、レンズ１５０はおよそ１２０ｍｍの焦点距離を有する。コリメート用の伝送レンズと合焦用の受光レンズとに代えて、同一のレンズ１５０を用いてこれらの両機能を実施することにより、寸法、費用、及び／又は複雑さに関して利点がもたらされ得る。いくつかの例においては、出射光ビーム１０２をコリメートしてコリメートされた光ビーム１０４を提供することで、コリメートされた光ビーム１０４がＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物まで移動する距離を判定することができる。
【００４９】
[0063]  例示的な筋書きでは、伝送経路に沿って通過する光源１２２からの出射光ビーム１０２は、ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境にコリメートされた光ビーム１０４を提供するべく、レンズ１５０によってコリメートされてもよい。コリメートされた光ビーム１０４は次いでＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物に反射し、反射光１０６としてレンズ１５０に返ってきてもよい。すると、レンズ１５０は反射光１０６を集光し、合焦された光１０８として受光ブロック１３０内に含まれる検出器１３２上に合焦してもよい。いくつかの例においては、ＬＩＤＡＲ装置１００の外部環境内の１つ以上の対象物の態様は、出射光ビーム１０２を合焦された光ビーム１０８と比較することによって判定され得る。態様は、例えば、１つ以上の対象物の距離、形状、色彩、及び／又は材料を含んでいてもよい。追加的には、いくつかの例においては、ハウジング１１０を回転させることによって、ＬＩＤＡＲ装置１００の周囲の三次元地図が決定されてもよい。
【００５０】
[0064]  いくつかの例においては、複数の光源１２２は伝送ブロック１２０の湾曲面に沿って配置されたているが、その場合レンズ１５０は、伝送ブロック１２０の湾曲面に対応した焦点面を有するように構成されていてもよい。例えば、レンズ１５０は、ハウジング１１０の外側には非球面を、共有空間１４０に面したハウジング１１０の内側にはトロイダル面を、備えていてもよい。この例においては、レンズ１５０の形状が、レンズ１５０が出射光ビーム１０２をコリメートし且つ反射光１０６を合焦させることを可能にする。また、この例においては、レンズ１５０の形状が、レンズ１５０が伝送ブロック１２０の湾曲面に対応した焦点面を有することを可能にする。いくつかの例においては、レンズ１５０により提供される焦点面は、伝送ブロック１２０の湾曲形状に略一致する。また、いくつかの例においては、検出器１３２は、同様に受光ブロック１３０の湾曲形状に配置されて、レンズ１５０により提供される湾曲した焦点面に沿って合焦された光１０８を受光してもよい。したがって、いくつかの例においては、受光ブロック１３０の湾曲面もまた、レンズ１５０により提供される湾曲した焦点面に略一致していてもよい。
【００５１】
[0065]  図２は、例示的なＬＩＤＡＲ装置２００の断面図である。この例においては、ＬＩＤＡＲ装置２００は、伝送ブロック２２０と、受光ブロック２３０と、共有空間２４０と、レンズ２５０とを収容するハウジング２１０を含む。説明のため、図２はｘ−ｙ−ｚ軸を示しており、ここでｚ軸は略垂直方向にあり、ｘ軸及びｙ軸は略水平面を定義する。
【００５２】
[0066]  ＬＩＤＡＲ装置２００に含まれる様々な構成要素の構造、機能、及び動作は、図１に記載のＬＩＤＡＲ装置１００に含まれる対応する構成要素と同様である。例えば、ハウジング２１０、伝送ブロック２２０、受光ブロック２３０、共有空間２４０、及びレンズ２５０は、それぞれ図１に記載のハウジング１１０、伝送ブロック１２０、受光ブロック１３０、及び共有空間１４０と同様である。
【００５３】
[0067]  伝送ブロック２２０は、レンズ２５０により定義された湾曲した焦点面２２８に沿って配置された複数の光源２２２ａ〜ｃを含む。複数の光源２２２ａ〜ｃは、それぞれ波長範囲内の波長を有する複数の光ビーム２０２ａ〜ｃを出射するように構成されていてもよい。例えば、複数の光源２２２ａ〜ｃは、波長範囲内の波長を有する複数の光ビーム２０２ａ〜ｃを出射するレーザダイオードを備えていてもよい。複数の光ビーム２０２ａ〜ｃは、鏡２２４によって、出口孔２２６を通って共有空間２４０内へと反射され、レンズ２５０の方に向かう。複数の光源２２２ａ〜ｃ、鏡２２４、及び出口孔２２６の構造、機能、及び動作は、それぞれ図１のＬＩＤＡＲ装置１００の説明において述べられた複数の光源１２２、鏡１２４、及び出口孔２２６と同様であってもよい。
【００５４】
[0068]  図２は湾曲した焦点面２２８がｘ−ｙ平面（水平面）内で湾曲していることを示しているが、追加的又は代替的には、複数の光源２２２ａ〜ｃは、垂直面内で湾曲した焦点面に沿って配置されてもよい。例えば、湾曲した焦点面２２８は垂直面内の湾曲を有していてもよく、複数の光源２２２ａ〜ｃは、湾曲した焦点面２２８に沿って垂直に配置されるとともに鏡２２４に向けられ出口孔２２６を通して反射される光ビームを出射するように構成された追加的な光源を含んでいてもよい。
【００５５】
[0069]  湾曲した焦点面２２８に沿って複数の光源２２２ａ〜ｃを配置することにより、複数の光ビーム２０２ａ〜ｃは、いくつかの例においては、出口孔２２６に向かって収束し得る。したがって、これらの例においては、出口孔２２６は、複数の光ビーム２０２ａ〜ｃの垂直及び水平の範囲を収容可能としつつ、最小の寸法決めがなされていてもよい。また、いくつかの例においては、湾曲した焦点面２２８はレンズ２５０により定義されていてもよい。例えば、湾曲した焦点面２２８は、レンズ２５０の形状及び構成により、レンズ２５０の焦点面に対応していてもよい。この例においては、複数の光源２２２ａ〜ｃは、レンズ２５０によって伝送ブロックに定義される焦点面に沿って配置されていてもよい。
【００５６】
[0070]  複数の光ビーム２０２ａ〜ｃは、伝送ブロック２２０と、出口孔２２６と、共有空間２４０とを通りレンズ２５０に向かって延伸する伝送経路を伝播する。レンズ２５０は、複数の光ビーム２０２ａ〜ｃをコリメートして、コリメートされた光ビーム２０４ａ〜ｃをＬＩＤＡＲ装置２００の外部環境内へと提供する。コリメートされた光ビーム２０４ａ〜ｃはそれぞれ複数の光ビーム２０２ａ〜ｃに対応する。いくつかの例においては、コリメートされた光ビーム２０４ａ〜ｃは、反射光２０６としてＬＩＤＡＲ装置２００の外部環境内の１つ以上の対象物に反射する。反射光２０６は、共有空間２４０を通って受光ブロック２３０上へと延伸する受光経路に沿って伝わる合焦された光２０８として、共有空間２４０内へとレンズ２５０により合焦されてもよい。例えば、合焦された光２０８は、受光ブロック２３０に向かって伝播する合焦された光２０８ａ〜ｃとして、反射面２４２により反射されてもよい。
【００５７】
[0071]  レンズ２５０は、複数の光ビーム２０２ａ〜ｃをコリメートし且つレンズ２５０の形状及び構成により受光経路２０８に沿って受光ブロック２３０に向かって反射光２０６を合焦させることが可能であってもよい。例えば、レンズ２５０は、ハウジング２１０の外側に面した非球面２５２と、共有空間２４０に面したトロイダル面２５４とを有していてもよい。コリメート用の伝送レンズと合焦用の受光レンズとに代えて、同一のレンズ２５０を用いてこれらの両機能を実施することにより、寸法、費用、及び／又は複雑性に関して利点がもたらされ得る。
【００５８】
[0072]  出口孔２２６は、伝送ブロック２２０を共有空間２４０から分離する壁２４４に含まれている。いくつかの例においては、壁２４４は、反射性材料２４２で被覆された透明な材料（例えばガラス）から形成されていてもよい。この例においては、出口孔２２６は、壁２４４の、反射性材料２４２で被覆されていない部分に対応していてもよい。追加的又は代替的には、出口孔２２６は壁２４４に穴又は切欠を備え得る。
【００５９】
[0073]  合焦された光２０８は、反射面２４２により反射され、受光ブロック２３０の入口孔２３４の方に向けられる。いくつかの例においては、入口孔２３４は、複数の光源２２２ａ〜ｃにより出射された複数の光ビーム２０２ａ〜ｃの波長範囲の波長は通し他の波長は減衰させるように構成されたフィルタリング窓を備えていてもよい。合焦された光２０８から反射面２４２により反射された合焦された光２０８ａ〜ｃはそれぞれ複数の検出器２３２ａ〜ｃ上へと伝播する。入口孔２３４及び複数の検出器２３２ａ〜ｃの構造、機能、及び動作はそれぞれ、図１に記載のＬＩＤＡＲ装置１００に含まれる入口孔１３４及び複数の検出器１３２に類似している。
【００６０】
[0074]  複数の検出器２３２ａ〜ｃは、受光ブロック２３０の湾曲した焦点面２３８に沿って配置されてもよい。図２は湾曲した焦点面２３８がｘ−ｙ平面（水平面）に沿って湾曲していることを示しているが、追加的又は代替的には、湾曲した焦点面２３８は垂直面内で湾曲していてもよい。焦点面２３８の湾曲は、レンズ２５０によっても定義される。例えば、湾曲した焦点面２３８は、受光経路に沿ってレンズ２５０により投影された光の、受光ブロック２３０における焦点面に対応していてもよい。
【００６１】
[0075]  合焦された光２０８ａ〜ｃの各々は、それぞれ出射光ビーム２０２ａ〜ｃに対応しており、それぞれ複数の検出器２３２ａ〜ｃ上に向けられる。例えば、検出器２３２ａは、ＬＩＤＡＲ装置２００の外部環境内の１つ以上の対象物に反射したコリメートされた光ビーム２０４ａに対応する、合焦された光２０８ａを受光するように構成及び配置されている。この例においては、コリメートされた光ビーム２０４ａは、光源２２２ａにより出射された光ビーム２０２ａに対応する。したがって、検出器２３２ａは光源２２２ａによって出射された光を受光し、検出器２３２ｂは光源２２２ｂによって出射された光を受光し、検出器２３２ｃは光源２２２ｃにより出射された光を受光する。
【００６２】
[0076]  受光した光２０８ａ〜ｃを出射光ビーム２０２ａ〜ｃと比較することにより、ＬＩＤＡＲ装置２００の外部環境内の１つ以上の対象物の少なくとも１つの態様が判定され得る。例えば、複数の光ビーム２０２ａ〜ｃが複数の光源２２２ａ〜ｃにより出射された時刻と複数の検出器２３２ａ〜ｃが合焦された光２０８ａ〜ｃを受光した時刻とを比較することによって、ＬＩＤＡＲ装置２００とＬＩＤＡＲ装置２００の外部環境内の１つ以上の対象物との間の距離が判定され得る。いくつかの例においては、形状、色彩、材料などといった他の態様もまた判定され得る。
【００６３】
[0077]  いくつかの例においては、ＬＩＤＡＲ装置２００の周囲の三次元地図を決定するために、ＬＩＤＡＲ装置２００が軸を中心として回転されてもよい。例えば、ＬＩＤＡＲ装置２００は、矢印２９０により図示されるように、略垂直軸を中心として回転されてもよい。ＬＩＤＡＲ装置２００は、矢印２９０により示されるように、軸を中心として反時計回りに回転されることが図示されているが、追加的又は代替的には、ＬＩＤＡＲ装置２００は時計回りの方向に回転されてもよい。いくつかの例においては、ＬＩＤＡＲ装置２００は、軸を中心として３６０度回転されてもよい。他の例においては、ＬＩＤＡＲ装置２００は、ＬＩＤＡＲ装置２００の３６０度の視野のうち一部に沿って正逆回転されてもよい。例えば、ＬＩＤＡＲ装置２００は、完全に回転することなく軸を中心として前後にぐらつくプラットフォームに搭載されてもよい。
【００６４】
[0078]  図３Ａは、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、様々な構成要素が取り付けられた例示的なＬＩＤＡＲ装置３００の斜視図である。図３Ｂは、ハウジング３１０の内部空間を示すために様々な構成要素が取り除かれた状態の、図３Ａに示す例示的なＬＩＤＡＲ装置３００の斜視図である。ＬＩＤＡＲ装置３００の構造、機能、及び動作は、図１及び２にそれぞれ記載のＬＩＤＡＲ装置１００及び２００と同様である。例えば、ＬＩＤＡＲ装置３００はハウジング３１０を含み、このハウジングは伝送ブロック３２０、受光ブロック３３０、及びレンズ３５０を収容しているが、これらはそれぞれ図１に記載のハウジング１１０、伝送ブロック１２０、受光ブロック１３０、及びレンズ１５０と同様である。また、図１に記載のコリメートされた光ビーム１０４及び反射光１０６と同様、コリメートされた光ビーム３０４はレンズ３５０からＬＩＤＡＲ装置３００の外部環境の方に向かって伝播するとともに、反射光３０６として外部環境内の１つ以上の対象物に反射する。
【００６５】
[0079]  ＬＩＤＡＲ装置３００は、取り付け構造３６０に取り付けられるとともに軸を中心として回転され、ＬＩＤＡＲ装置３００の周囲の外部環境の３６０度の視界を提供することができる。いくつかの例においては、取り付け構造３６０は、１つ以上の方向に傾いてＬＩＤＡＲ装置３００の回転軸を変更し得る可動プラットフォームを備えていてもよい。
【００６６】
[0080]  図３Ｂに図示されるように、ＬＩＤＡＲ装置３００の様々な構成要素は、ハウジング３１０に取り外し可能に取り付けることができる。例えば、伝送ブロック３２０は１つ以上のプリント回路基板（ＰＣＢ）を備えていてもよく、このＰＣＢはハウジング３１０内の伝送ブロック３２０を取り付け可能な部分に嵌装される。また、受光ブロック３３０は、フレキシブル基板に取り付けられた複数の検出器３３２を備えていてもよく、複数の検出器を含むブロックとしてハウジング３１０に取り外し可能に取り付けられ得る。同様に、レンズ３５０は、ハウジング３１０の別の側面に取り付けられてもよい。
【００６７】
[0081]  複数の光ビーム３０２は、伝送ブロック３２０によって共有空間３４０内及びレンズ３５０の方へと伝送されてもよく、コリメートされてコリメートされた光ビーム３０４となる。同様に、受光された光３０６は、レンズ３５０によって合焦され、共有空間３４０を通って受光ブロック３３０上へと向けられてもよい。
【００６８】
[0082]  図４は、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による例示的な伝送ブロック４２０を示す。伝送ブロック４２０は、図１乃至３に記載の伝送ブロック１２０、２２０、及び３２０に対応していてもよい。例えば、伝送ブロック４２０は、図２の伝送ブロック２２０に含まれる複数の光源２２２ａ〜ｃと同様の複数の光源４２２ａ〜ｃを含む。また、光源４２２ａ〜ｃは、垂直面内で湾曲している焦点面４２８に沿って配置される。光源４２２ａ〜ｃは、出口孔４２６を通って壁４４４内で収束し伝播する複数の光ビーム４０２ａ〜ｃを出射するように構成されている。
【００６９】
[0083]  複数の光源４２２ａ〜ｃは垂直面内で湾曲している焦点面４２８に沿って配置可能であるが、追加的又は代替的には、複数の光源４２２ａ〜ｃは、水平面内で湾曲する焦点面又は垂直及び水平の両方に湾曲した焦点面に沿って配置されてもよい。例えば、複数の光源４２２ａ〜ｃは、三次元格子パターンで配置され得る。例えば、伝送ブロック４２０は複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）を備えていてもよく、このＰＣＢは、複数の光源４２２ａ〜ｃのような光源の列が各ＰＣＢの垂直軸に沿うように、垂直に取り付けられる。また、複数のＰＣＢの各々は、三次元格子パターンを提供するべく、他の垂直に取り付けられたＰＣＢに隣接して、水平に湾曲した平面に沿って配置されてもよい。
【００７０】
[0084]  図４に示されるように、光ビーム４０２ａ〜ｃは出口孔４２６に向かって収束し、これが、図２に記載の出口孔２２６と同様、光ビーム４０２ａ〜ｃの垂直及び水平の範囲を収容しつつ出口孔４２６の寸法を最小化することを可能にする。
【００７１】
[0085]  図１の説明において上記したように、光源１２２からの光は、出口孔１２４を通るように部分的にコリメートされ得る。図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃは、そのような部分的なコリメートがどのようにして達成され得るのかの一例を図示する。この例においては、光源５００は、レーザダイオード５０２とシリンドリカルレンズ５０４とからなる。図５Ａに示されるように、レーザダイオード５０２は、速軸５０８に対応する短い寸法と遅軸５１０に対応する長い寸法とを備えた孔５０６を有する。図５Ｂ及び５Ｃは、コリメートされていないレーザビーム５１２がレーザダイオード５０２から出射されていることを示す。レーザビーム５１２は、速軸５０８により定義される一方の方向と、遅軸５１０により定義される別の概ね直交する方向という、２方向に発散する。図５Ｂは速軸５０８に沿ったレーザビーム５１２の発散を示し、その一方で図５Ｃは遅軸５１０に沿ったレーザビーム５１２の発散を示す。レーザビーム５１２は、遅軸５１０に沿ってよりも速軸５０８に沿っての方が、より迅速に発散する。
【００７２】
[0086]  １つの具体例においては、レーザダイオード５０２は、約８９６ｎｍから約９１０ｎｍまでの波長範囲（公称波長９０５ｎｍ）の光のパルスを出射するＯｓｒａｍ社のＳＰＬ  ＤＬ９０＿３ナノスタックパルスレーザダイオードである。この具体例では、孔は、速軸に対応する約１０ミクロンの短い寸法と、遅軸に対応する約２００ミクロンの長い寸法とを有する。この具体例におけるレーザビームの発散は、速軸に沿って約２５度及び遅軸に沿って約１１度である。この具体例は説明的なものに過ぎないことが理解されるべきである。レーザダイオード５０２は、異なる構成、異なる孔寸法、異なるビーム発散を有し得るものであり、及び／又は異なる波長を出射し得る。
【００７３】
[0087]  図５Ｂ及び５Ｃに示されるように、シリンドリカルレンズ５０４は、そのシリンダ軸５１４が概ね遅軸５１０に平行且つ速軸５０８に垂直の状態で、孔５０６の前に配置されてもよい。この配置においては、シリンドリカルレンズ５０４はレーザビーム５１２を速軸５０８に沿って予めコリメートすることができ、その結果部分的にコリメートされたレーザビーム５１６がもたらされる。いくつかの例においては、このように予めコリメートすることにより、速軸５０８に沿った発散が約１度以下にまで低減される。それにもかかわらず、遅軸５１０に沿った発散はシリンドリカルレンズ５０４によっては大部分が不変であり得るため、レーザビーム５１６は部分的にのみコリメートされる。このように、レーザダイオードにより出射されたコリメートされていないレーザビーム５１２が遅軸５１０に沿ってよりも速軸５０８に沿ってより大きな発散を有する一方で、シリンドリカルレンズ５０４により提供される部分的にコリメートされたレーザビーム５１６は、速軸５０８に沿ってよりも遅軸５１０に沿ってより大きな発散を有し得る。また、コリメートされていないレーザビーム５１２及び部分的にコリメートされたレーザビーム５１６における遅軸５１０に沿った発散は、実質的に等しくてもよい。
【００７４】
[0088]  一例においては、シリンドリカルレンズ５０４は、約６００ミクロンの直径を有し孔５０６の前方約２５０ミクロンに配置されたマイクロロッドレンズである。マイクロロッドレンズの材料は、例えば、溶融シリカ又はＳｃｈｏｔｔ社のＢＫ７のようなホウケイ酸クラウンガラスであり得る。代替的には、マイクロロッドレンズは、成形プラスチックシリンダ又はアシリンダであり得る。シリンドリカルレンズ５０４は速軸５０８に沿った拡大を提供するためにも用いられ得る。例えば、前述のように孔５０６の寸法が１０ミクロン×２００ミクロンであり、シリンドリカルレンズ５０４が上述のようにマイクロロッドレンズである場合には、シリンドリカルレンズ５０４は、（速軸５０８に対応する）短い方の寸法を約２０倍に拡大してもよい。この拡大は孔５０６の短い方の寸法を長い方の寸法と概ね同一にまで効果的に伸張する。その結果、レーザビーム５１６からの光が例えば検出器上に合焦されるとき、その集光スポットは孔５０６の長方形のスリット形状の代わりに略正方形状を有し得る。
【００７５】
[0089]  図６Ａは、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、例示的な受光ブロック６３０を示す。図６Ｂは、図６Ａの受光ブロック６３０に含まれている３つの検出器６３２ａ〜ｃの側面図を示す。受光ブロック６３０は、図１乃至３に記載の受光ブロック１３０、２３０、及び３３０に対応していてもよい。例えば、図２に記載の受光ブロック２３０、検出器２３２、及び湾曲平面２３８と同様に、受光ブロック６３０は、レンズ６５０により定義された湾曲面６３８に沿って配置された複数の検出器６３２ａ〜ｃを含む。図２に記載の合焦された光２０８ａ〜ｃ、レンズ２５０、反射面２４２、及び検出器２３２ａ〜ｃとそれぞれ同様に、レンズ６５０からの合焦された光６０８ａ〜ｃは反射面６４２を含む受光経路に沿って検出器６３２ａ〜ｃ上に伝播する。
【００７６】
[0090]  受光ブロック６３０はフレキシブル基板６８０を備え、その上には複数の検出器６３２ａ〜ｃが湾曲面６３８に沿って配置されている。フレキシブル基板６８０は、湾曲面６３８を有する受光ブロックハウジング６９０に取り付けられることによって、湾曲面６３８に一致する。図６に示されるように、湾曲面６３８は、受光ブロック６３０の垂直軸及び水平軸に沿って湾曲した検出器６３２ａ〜ｃの配置を含む。
【００７７】
[0091]  図７Ａ及び７Ｂは、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、非球面７５２とトロイダル面７５４とを備えた例示的なレンズ７５０を示す。図７Ｂは、図７Ａに示す例示的なレンズ７５０の断面図を示す。レンズ７５０は、図１乃至３に含まれるレンズ１５０、２５０、及び３５０に対応していてもよい。例えば、レンズ７５０は、光源からトロイダル面７５４に入射する光をコリメートして非球面７５２から出て伝播するコリメートされた光にするとともに非球面７５２から入ってくる反射光を検出器上に合焦させるように構成されていてもよい。非球面７５２とトロイダル面７５４とを含むレンズ７５０の構造は、レンズ７５０が上記の例において説明したコリメート及び合焦の両方の機能を実施することを可能にする。
【００７８】
[0092]  いくつかの例においては、レンズ７５０は、非球面７５２及びトロイダル面７５４によって、レンズ７５０を通って伝播する光の焦点面を定義する。これらの例においては、トロイダル面７５４に入る光を提供する光源は定義された焦点面に沿って配置されていてもよく、非球面７５２に入る光から合焦された光を受光する検出器もまた定義された焦点面に沿って配置されていてもよい。
【００７９】
[0093]  コリメート用の伝送レンズ及び合焦用の受光レンズに代えてこれらの機能（伝送された光のコリメート及び受光した光の合焦）の両方を行うレンズ７５０を用いることにより、寸法、費用、及び／又は複雑さに関して利点がもたらされ得る。
【００８０】
[0094]  図８Ａは、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、車両８００に搭載された例示的なＬＩＤＡＲ装置８１０を示す。図８Ａは車両８００の右側面図、正面図、背面図、及び上面図を示す。車両８００は図８においては自動車として図示されているが、他の例が考えられる。例えば、車両８００とは、数ある例の中でも、トラック、バン、セミトレーラ・トラック、オートバイ、ゴルフカート、オフロード車両、又は農作業車両を意味し得る。
【００８１】
[0095]  図８Ａに示されるＬＩＤＡＲ装置８１０の構造、機能、及び動作は、図１乃至３に示される例示的なＬＩＤＡＲ装置１００、２００、及び３００と同様である。例えば、ＬＩＤＡＲ装置８１０は、軸を中心として回転しＬＩＤＡＲ装置８１０の周囲環境の三次元地図を決定するように構成されていてもよい。回転を容易にするため、ＬＩＤＡＲ装置８１０はプラットフォーム８０２上に搭載されていてもよい。いくつかの例においては、プラットフォーム８０２は、車両８００がＬＩＤＡＲ装置８１０の回転軸を制御することを可能にする可動台を備えていてもよい。
【００８２】
[0096]  ＬＩＤＡＲ装置８１０は車両８００上の特定の位置に搭載されるように図示されているが、いくつかの例においては、ＬＩＤＡＲ装置８１０は車両８００上の他の場所に搭載されてもよい。例えば、ＬＩＤＡＲ装置８１０は車両８００の上、車両８００の側部、車両８００の下、車両８００のボンネット上、及び／又は車両８００のトランク上のどこに搭載されてもよい。
【００８３】
[0097]  ＬＩＤＡＲ装置８１０はレンズ８１２を含み、図１乃至３に記載のレンズ１５０、２５０、及び３５０と同様、コリメートされた光はこのレンズを通ってＬＩＤＡＲ装置８１０からＬＩＤＡＲ装置８１０の周囲環境へと伝送される。同様に、レンズ８１２はまた、周囲環境内の１つ以上の対象物に反射されたＬＩＤＡＲ装置８１０の周囲環境からの反射光を受光するように構成されていてもよい。
【００８４】
[0098]  図８Ｂは、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、図８Ａに示すＬＩＤＡＲ装置８１０が１つ以上の対象物を含む外部環境８３０をスキャンしている筋書きを示す。この例示的な筋書きにおいて、車両８００は外部環境８３０内の道路８２２上を移動していてもよい。プラットフォーム８０２により定義される軸を中心としてＬＩＤＡＲ装置８１０を回転させることにより、ＬＩＤＡＲ装置８１０は、車線境界線８２４ａ〜ｂ、他の車両８２６ａ〜ｃ、及び／又は道路標識８２８といった周囲環境８３０内の対象物の態様を判定することができてもよい。このように、ＬＩＤＡＲ装置８１０は、対象物の距離、形状、色彩、及び／又は材料の種類を含め、周囲環境８３０内の対象物についての情報を車両８００に提供することができる。
【００８５】
[0099]  図９は、本明細書に記載の少なくともいくつかの実施形態による、ＬＩＤＡＲ装置の動作の方法９００のフローチャートである。図９に示される方法９００は、例えばＬＩＤＡＲ装置１００、２００、及び３００とともに用いられ得る方法の一実施形態を提示する。方法９００は、ブロック９０２〜９１２のうち１つ以上により示される１つ以上の動作、機能、又は作用を含み得る。ブロックは順番に示されているが、場合によってはこれらのブロックは並行して及び／又は本明細書に記載されたものとは異なる順序で実施されてもよい。また、様々なブロックが組み合わされてより少数のブロックにされたり、分割されて追加的なブロックにされたり、及び／又は所望の実装形態に基づいて除去されたりしてもよい。
【００８６】
[00100]  さらに、方法９００ならびに本明細書に記載の他のプロセス及び方法について、フローチャートは本発明の諸実施形態の１つの考え得る実装形態の機能性及び動作を示す。この点に関して、各ブロックは、モジュール、セグメント、あるいは製造又は動作プロセスの一部を表していてもよい。
【００８７】
[00101]  ブロック９０２において、方法９００は、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置のハウジングを軸を中心として回転させることを含む。ここで、ハウジングは伝送ブロックと、受光ブロックと、共有空間とを含む内部空間を備え、伝送ブロックは出口孔を有し、受光ブロックは入口孔を有する。
【００８８】
[00102]  ブロック９０４において、方法９００は、伝送ブロック内の複数の光源によって、伝送経路を介して共有空間に入る複数の光ビームを出射することを含む。光ビームは波長範囲の波長を有する光を含んでいる。
【００８９】
[00103]  ブロック９０６において、方法９００は、伝送経路に沿ってハウジングに取り付けられたレンズにおいて光ビームを受光することを含む。
【００９０】
[00104]  ブロック９０８において、方法９００は、レンズによって、ＬＩＤＡＲ装置の外部環境内に伝送する光ビームをコリメートすることを含む。
【００９１】
[00105]  ブロック９１０において、方法９００は、集光された光を、共有空間及び受光ブロックの入口孔を通って延伸する受光経路を介して、レンズにより受光ブロック内の複数の検出器上に合焦させることを含む。
【００９２】
[00106]  ブロック９１２において、方法９００は、受光ブロック内の複数の検出器によって、波長範囲の波長を有する合焦された光からの光を検出することを含む。
【００９３】
[00107]  例えば、ＬＩＤＡＲ装置２００のようなＬＩＤＡＲ装置が、軸を中心として回転されてもよい（ブロック９０２）。伝送ブロック２２０のような伝送ブロックは、波長範囲の波長を有する光ビームを出口孔及び共有空間を通してレンズへと出射する複数の光源を含んでいてもよい（ブロック９０４）。光ビームは、レンズによって受光され（ブロック９０６）、ＬＩＤＡＲ装置の外部環境へと伝送するためにコリメートされてもよい（ブロック９０８）。すると、コリメートされた光はＬＩＤＡＲ装置の外部環境内の１つ以上の対象物に反射し、レンズによって集光された反射光として戻ってきてもよい。次に、レンズは、集光された光を、共有空間及び受光ブロックの入口孔を通って延伸する受光経路を介して、受光ブロック内の複数の検出器上に合焦してもよい（ブロック９１０）。その後、受光ブロック内の複数の検出器は、光源からの出射光ビームの波長範囲の波長を有する合焦された光からの光を検出してもよい（ブロック９１２）。
【００９４】
[00108]  例において、記載された装置及び動作方法は、軸を中心として回転されるとともにコリメートされた光を伝送し反射光を合焦するように構成されたＬＩＤＡＲ装置を含む。コリメート及び合焦は共用レンズによって行われてもよい。コリメート用の伝送レンズ及び合焦用の受光レンズに代えてこれらの機能の両方を行う共用レンズを用いることにより、寸法、費用、及び／又は複雑性に関して利点がもたらされ得る。また、いくつかの例においては、共用レンズは湾曲した焦点面を定義してもよい。これらの例においては、共用レンズを通して光を出射する光源と、共用レンズにより合焦された光を受光する検出器とが、共用レンズにより定義される湾曲した焦点面に沿って配置されてもよい。
【００９５】
[00109]  本明細書に記載の配置は例示を目的としたものに過ぎないことが理解されるべきである。したがって、当業者には、他の配置及び他の要素（例えば機械、インタフェース、機能、順序、及び機能のグループ分けなど）を代わりに用いることが可能であり、いくつかの要素は所望の結果に応じて完全に省略され得ることがわかるであろう。さらに、記載されている要素の多くは、別々のもしくは分散した構成要素として、又は任意の適切な組み合わせ及び位置で他の構成要素と連携して実装され得る機能実体であり、あるいは、独立した構造として記載されている他の構造要素が組み合わされてもよい。
【００９６】
[00110]  本明細書においては様々な態様及び実施形態が開示されているが、当業者には、他の態様及び実施形態が明らかであろう。本明細書に記載の様々な態様及び実施形態は説明を目的とするものであって限定することを意図してはおらず、その真の範囲は、以下の特許請求の範囲と、そのような特許請求の範囲に認められる均等物の全範囲とにより示される。本明細書において用いられている用語は特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定的であることは意図されていないことも理解されるべきである。
【図１】
2018028555.tif 000003
【図２】
2018028555.tif 000004
【図３Ａ】
2018028555.tif 000005
【図３Ｂ】
2018028555.tif 000006
【図４】
2018028555.tif 000007
【図５Ａ】
2018028555.tif 000008
【図５Ｂ】
2018028555.tif 000009
【図５Ｃ】
2018028555.tif 000010
【図６Ａ】
2018028555.tif 000011
【図６Ｂ】
2018028555.tif 000012
【図７Ａ】
2018028555.tif 000013
【図７Ｂ】
2018028555.tif 000014
【図８Ａ】
2018028555.tif 000015
【図８Ｂ】
2018028555.tif 000016
【図９】
2018028555.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月27日(2017.11.27)
【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】
光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置であって、
ハウジングに搭載されたレンズであって、前記ハウジングは、軸を中心として回転するように構成され、伝送ブロックと、受光ブロックと、伝送経路と、受光経路とを含む内部空間を備え、前記伝送ブロックは出口孔を有し、前記受光ブロックは入口孔を有し、前記伝送経路は前記出口孔から前記レンズに延伸し、前記受光経路は前記レンズから前記入口孔に延伸し、前記伝送経路は、前記内部空間において、前記伝送ブロックと前記受光ブロックの間で少なくとも部分的に前記受光経路と重なる、レンズと、
前記出口孔を通って複数の異なる方向に複数の光ビームを出射するように構成されており、前記光ビームは所定の波長範囲の波長を有する光を含む、前記伝送ブロック内の複数の光源と、
前記所定の波長範囲の波長を有する光を検出するように構成された、前記受光ブロック内の複数の検出器と、を備え、
前記レンズは、前記伝送経路を介して前記光ビームを受光し、前記ＬＩＤＡＲ装置の外部環境への伝送のために前記光ビームをコリメートし、前記ＬＩＤＡＲ装置の前記外部環境内の１つ以上の対象物により反射された前記コリメートされた光ビームのうち１つ以上からの光を含む光を集光し、前記集光された光を前記受光経路を介して前記検出器上に合焦させるように構成されている、ＬＩＤＡＲ装置。
【請求項２】
前記複数の検出器のうちの各検出器は前記複数の光源のうちの対応する光源と関連付けられており、前記レンズは、各検出器上に、前記集光された光の、前記検出器の対応する光源からの光を含む部分をそれぞれ合焦させるように構成されている、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項３】
前記出口孔は反射面を備える壁の中にある、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項４】
前記受光経路は前記レンズから前記反射面を介して前記入口孔に延伸する、請求項３のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項５】
前記壁は透明な材料を備え、前記反射面は前記透明な材料の一部を被覆し、前記出口孔は、前記透明な材料の、前記反射面により被覆されていない部分に対応する、請求項３のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項６】
前記レンズは前記伝送ブロック内の湾曲した焦点面と前記受光ブロック内の湾曲した焦点面とを定義する、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項７】
前記複数の光源のうちの前記光源は前記伝送ブロック内の前記湾曲した焦点面に略対応するパターンで配置され、前記複数の検出器のうちの前記検出器は前記受光ブロック内の前記湾曲した焦点面に略対応するパターンで配置される、請求項６のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項８】
前記レンズは非球面とトロイダル面とを有する、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項９】
前記トロイダル面は前記ハウジング内の前記内部空間にあり、前記非球面は前記ハウジングの外側にある、請求項８のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１０】
前記軸は略垂直である、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１１】
前記伝送ブロック内に鏡をさらに備え、前記鏡は前記光ビームを前記出口孔に向かって反射するように構成されている、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１２】
前記受光ブロックは不活性ガスを含む密閉環境を備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１３】
前記入口孔は、前記所定の波長範囲の波長を有する光は通し他の波長を有する光は減衰させる材料を備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１４】
前記複数の光源の各光源はそれぞれレーザダイオードを備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１５】
前記複数の検出器の各検出器はそれぞれアバランシェフォトダイオードを備える、請求項１のＬＩＤＡＲ装置。
【請求項１６】
光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置のハウジングを、軸を中心として回転させることであって、前記ハウジングはレンズを搭載し、伝送ブロックと、受光ブロックと、伝送経路と、受光経路とを含む内部空間を備え、前記伝送ブロックは出口孔を有し、前記受光ブロックは入口孔を有し、前記伝送経路は前記出口孔から前記レンズに延伸し、前記受光経路は前記レンズから前記入口孔に延伸し、前記伝送経路は、前記内部空間において、前記伝送ブロックと前記受光ブロックの間で少なくとも部分的に前記受光経路と重なることと、
前記伝送ブロック内の複数の光源によって、所定の波長範囲の波長を有する光を含む複数の光ビームを、前記出口孔を通って複数の異なる方向に出射することと、
前記レンズによって、前記伝送経路を介して前記光ビームを受光することと、
前記レンズによって、前記ＬＩＤＡＲ装置の外部環境へと伝送するために前記光ビームをコリメートすることと、
前記レンズによって、前記ＬＩＤＡＲ装置の前記外部環境内の１つ以上の対象物により反射された前記コリメートされた光ビームのうち１つ以上からの光を集光することと、
前記レンズによって、前記集光された光を前記受光経路を介して前記受光ブロック内の複数の検出器上に合焦させることと、
前記受光ブロック内の前記複数の検出器によって、前記所定の波長範囲の波長を有する前記合焦された光からの光を検出することと、を備える、方法。
【請求項１７】
前記複数の検出器の各検出器は前記複数の光源のうちの対応する光源と関連付けられており、前記方法は、
各検出器上に、前記レンズによって、前記集光された光の、前記検出器の対応する光源からの光を含む部分をそれぞれ合焦させることをさらに備える、請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記出口孔が反射面を備える壁の中にあり、前記受光経路が前記レンズから前記反射面を介して前記入口孔に延伸し、前記方法は、
前記反射面によって、前記レンズにより前記受光経路を介して前記受光ブロック内の前記複数の検出器上に合焦された前記集光された光を反射することをさらに備える、請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記伝送ブロック内の鏡によって、前記出射された光ビームを、前記出口孔に向かって反射することをさらに備える、請求項１６の方法。
【外国語明細書】
2018028555000001.pdf