光束控制装置、驱动其的方法及包括其的LiDAR系统制造方法及图纸

技术编号:19962315 阅读:21 留言:0更新日期:2019-01-03 11:52
提供了一种光束控制装置、一种驱动该光束控制装置的方法以及一种包括该光束控制装置的光探测和测距(LiDAR)系统。该光束控制装置包括:相位调制器件,其被配置为调制入射光的相位并至少发射第一发射光和第二发射光;以及光束反射器件,其被配置为将第一发射光和第二发射光中的至少一个反射到物体。相位调制器件包括配置为独立地调制入射光的相位的多个通道,并且当第一相位值

Beam Control Device, Method of Driving It and LiDAR System Including It

A beam control device, a method for driving the beam control device and a light detection and ranging (LiDAR) system including the beam control device are provided. The beam control device includes a phase modulation device configured to modulate the phase of the incident light and to emit at least the first and second emitted light; and a beam reflection device configured to reflect at least one of the first and second emitted light to an object. The phase modulator includes a plurality of channels configured to independently modulate the phase of the incident light, and when the first phase value

【技术实现步骤摘要】
光束控制装置、驱动其的方法及包括其的LiDAR系统
与示例性实施方式一致的方法和装置涉及光束控制装置、驱动该光束控制装置的方法以及包括该光束控制装置的光探测和测距(LiDAR)系统。
技术介绍
光学相控阵(OPA)是可以在用于通过扫描激光束获得周围环境的信息的光探测和测距(LiDAR)系统中使用的光调制器方法。OPA可以通过在相邻通道之间引起预定的相位差而使发射自多个通道的光转向预定的角度。为了有效地使用OPA,每个通道应具有范围从0π到2π的相位调制。否则,光束控制的效率会降低并且信噪比(SNR)会减小,从而降低整个LiDAR系统的效率。
技术实现思路
一个或更多个示例性实施方式可以提供光束控制装置、驱动该光束控制装置的方法、以及包括该光束控制装置的LiDAR系统。额外的示例性方面将在下面的描述中被部分地阐述且部分将自该描述明显,或者可以通过所提出的示例性实施方式的实践被了解。根据一示例性实施方式的一方面,一种光束控制装置包括:相位调制器件,其被配置为调制入射光的相位并至少发射第一发射光和第二发射光;以及光束反射器件,其被配置为将第一发射光和第二发射光中的至少一个反射到物体,其中相位调制器件包括配置为独立地调制入射到其上的光的相位的多个通道,并且当第一相位值和第二相位值中的一个被应用于所述多个通道的每个时,二元相位分布被形成。第一发射光可以从相位调制器件发射到物体,第二发射光可以被光束反射器件反射到物体。通过调节第二发射光的反射角,第一发射光的扫描区域和第二发射光的扫描区域可以被控制为相同或者可以被控制为彼此相邻地安置。相位调制器件可以包括:相位调制器,其包括多个通道;信号输入单元,其被配置为将用于相位调制的输入信号施加到所述多个通道的每个;二元设定器,其被配置为通过依据所述多个通道的数量准周期性地布置第一相位值和第二相位值并且按照所述多个通道布置的次序分配第一相位值和第二相位值而设定二元相位分布;以及控制器,其被配置为根据二元相位分布控制信号输入单元。二元设定器还可以被配置为重复地执行为所述多个通道中的一个或更多个第一相邻通道设定第一相位值并且为所述多个通道中的一个或更多个第二相邻通道设定第二相位值的过程,其中相位调制器件的光学性能根据第一相位值和第二相位值的布置模式在其中重复的周期的平均值是可调节的。二元设定器可以使相位调制器能够根据下式使入射光转向角度θ:其中λ是入射光的波长,Tk是第一相位值和第二相位值的布置模式在其中重复的第k周期,<Tk>是周期的平均值。二元设定器还可以被配置为使用从0π到2π的整个相位值范围设定全相位分布以实现期望的光学性能并且将全相位分布的每个相位值校正为第一相位值和第二相位值中的一个。二元设定器还可以被配置为将落在设定范围内的相位值校正为第一相位值并且将该设定范围外的相位值校正为第二相位值第一相位值与第二相位值之间的差可以为π,并且该设定范围的宽度可以为π。根据另一示例性实施方式的一方面,一种驱动包括相位调制器件和光束反射器件的光束控制装置的方法包括:选择第一相位值和第二相位值用作用于多个通道的相位值;通过为相位调制器件的多个通道准周期性地设定第一相位值和第二相位值而设定二元相位分布;通过根据所设定的二元相位分布驱动相位调制器件而发射第一发射光和第二发射光;以及将第一发射光和第二发射光中的至少一个反射到物体。第一发射光可以从相位调制器件发射到物体,第二发射光可以被光束反射器件反射到物体。光束反射器件还可以被配置为通过调节第二发射光的反射角而导致第一发射光的扫描区域和第二发射光的扫描区域相同。第一发射光和第二发射光可以通过彼此重叠而扫描物体,或者交替地扫描物体。光束反射器件还可以被配置为通过调节第二发射光的反射角而导致第一发射光的扫描区域和第二发射光的扫描区域彼此相邻地安置。二元相位分布的设定可以包括重复地执行为一个或更多个第一相邻通道设定第一相位值并且为一个或更多个第二相邻通道设定第二相位值的过程,其中相位调制器件的光学性能根据第一相位值和第二相位值的布置模式在其中重复的周期的平均值而被调节。二元相位分布的设定可以包括使相位调制器能够根据下式使入射光转向角度θ:其中λ是入射光的波长,Tk是第一相位值和第二相位值的布置模式在其中重复的第k周期,<Tk>是周期的平均值。二元相位分布的设定可以包括使用从0π到2π的整个相位值范围设定全相位分布以实现期望的光学性能、以及将全相位分布的相位值校正为第一相位值和第二相位值中的一个。设定范围内的相位值可以被校正为第一相位值并且该设定范围外的相位值可以被校正为第二相位值第一相位值与第二相位值之间的差可以为π,并且该设定范围的宽度可以为π。根据另一示例性实施方式的一方面,一种光探测和测距(LiDAR)系统包括:光源;光束控制装置,其被配置为使来自光源的光转向到物体并且包括配置为调制入射光的相位并至少发射第一发射光和第二发射光的相位调制器件和配置为将第一发射光和第二发射光中的至少一个反射到物体的光束反射器件;以及传感器单元,其被配置为接收从物体反射的光,其中相位调制器件包括配置为独立地调制入射到其上的光的相位的多个通道,并且当第一相位值和第二相位值中的一个被应用于所述多个通道的每个时,二元相位分布被形成。附图说明这些和/或另外的示例性方面和优点将由以下结合附图的对示例性实施方式的描述变得明显且更易理解,在附图中:图1是根据一示例性实施方式的光束控制装置的视图;图2是图1的相位调制器件的放大图;图3是示出适用于图2的相位调制器件的相位调制器的构造的剖视图;图4是示出适用于图2的相位调制器件的另一相位调制器的构造的剖视图;图5是示出适用于图2的相位调制器件的另一相位调制器的构造的透视图;图6是根据一示例性实施方式的驱动相位调制器件的方法的流程图;图7A是显示现有光学相控阵(OPA)方法的全相位分布的曲线图;图7B是显示根据图7A的全相位分布而转向的发射光的曲线图;图8A是显示根据一示例性实施方式的驱动相位调制器件的方法的二元相位分布的曲线图;图8B是显示根据图8A的二元相位分布而转向的第一发射光和第二发射光的曲线图;图9是用于说明在图6的方法中设定二元相位分布的详细操作的流程图;图10是示出全相位分布按照根据一示例性实施方式的驱动相位调制器件的方法被校正为二元相位分布的一示例的曲线图;图11是显示根据现有OPA方法产生的发射光被转向以扫描物体的状态的曲线图;图12A至12C是显示第一发射光和第二发射光通过图1的光束控制装置被转向以扫描物体的状态的曲线图;以及图13是根据另一示例性实施方式的光探测和测距(LiDAR)系统的视图。具体实施方式现在将详细参照其示例在附图中示出的实施方式。在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且为了清楚和方便,元件的尺寸可能被夸大。在这方面,本示例性实施方式可以具有不同的形式,并且不应被解释为限于在此阐明的描述。将理解,当一部件被称为“在”另一部件“上”时,所述部件可以直接在所述另一部件上,或者在其上可以存在居间部件。当在此使用时,单数形式“一”和“该”旨在还包括复数形式,除非上下文清楚地另行指示。还将理解,在此使用的术语“包括”和/或“包含”指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光束控制装置,包括:相位调制器件,其被配置为调制入射光的相位从而至少发射在第一方向上发射的第一发射光和在第二方向上发射的第二发射光;以及光束反射器件,其被配置为朝物体反射所述第一发射光和所述第二发射光中的至少一个,其中所述相位调制器件包括多个通道,其中所述多个通道的每个被配置为独立地调制入射到其上的光的相位,以及其中第一相位值

【技术特征摘要】
2017.06.22 KR 10-2017-00792151.一种光束控制装置,包括:相位调制器件,其被配置为调制入射光的相位从而至少发射在第一方向上发射的第一发射光和在第二方向上发射的第二发射光;以及光束反射器件,其被配置为朝物体反射所述第一发射光和所述第二发射光中的至少一个,其中所述相位调制器件包括多个通道,其中所述多个通道的每个被配置为独立地调制入射到其上的光的相位,以及其中第一相位值和第二相位值中的一个被应用于所述多个通道的每个,从而形成二元相位分布。2.根据权利要求1所述的光束控制装置,其中所述第一发射光从所述相位调制器件发射到所述物体,所述第二发射光被所述光束反射器件反射到所述物体。3.根据权利要求2所述的光束控制装置,其中所述光束反射器件被配置为控制所述第二发射光的反射角,从而导致所述第一发射光的扫描区域和所述第二发射光的扫描区域彼此相同或者彼此相邻地安置。4.根据权利要求1所述的光束控制装置,其中所述相位调制器件包括:相位调制器,其包括所述多个通道;信号输入单元,其被配置为将用于相位调制的输入信号施加到所述多个通道的每个;二元设定器,其被配置为通过布置所述多个通道当中的第一相位值和第二相位值而设定所述二元相位分布;以及控制器,其被配置为根据所述二元相位分布控制所述信号输入单元。5.根据权利要求4所述的光束控制装置,其中所述二元设定器还被配置为重复地执行为所述多个通道中的一个或更多个第一相邻通道设定所述第一相位值并且为所述多个通道中的一个或更多个第二相邻通道设定所述第二相位值的过程。6.根据权利要求5所述的光束控制装置,其中所述二元设定器被配置为控制所述相位调制器根据下式使所述第一发射光和所述第二发射光转向角度θ:其中λ是所述入射光的波长,Tk是所述第一相位值和所述第二相位值的布置模式在其中重复的第k周期,<Tk>是所述周期的平均值。7.根据权利要求6所述的光束控制装置,其中所述二元设定器还被配置为使用从0π到2π的整个相位值范围设定全相位分布以实现期望的输出并且将构成所述全相位分布的相位值的每个校正为所述第一相位值和所述第二相位值中的一个。8.根据权利要求7所述的光束控制装置,其中所述二元设定器还被配置为通过将设定范围内的所有相位值校正为所述第一相位值并且将所述设定范围外的所有相位值校正为所述第二相位值而将构成所述全相位分布的所述相位值的每个校正为所述第一相位值和所述第二相位值中的一个。9.根据权利要求8所述的光束控制装置,其中所述第一相位值与所述第二相位值之间的差为π,并且所述设定范围的宽度为π。10.一种驱动包括相位调制器件和光束反射器件的光束控制装置的方法,所述方法包括:选择第一相位值和第二相位值作为用于所述相位调制器件的多个通道的相位值;通过将所述第一相位值和所述第二相位值中的一个分配给所述多个通道的每个而在所述相位调制器件中设定二元相位分布;通过根据设定的二元相位分布...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑秉吉
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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