特許 7200246 視差補償空間フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-23

(45)【発行日】2023-01-06

(54)【発明の名称】視差補償空間フィルタ

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20221226BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20221226BHJP

   G02B 5/20 20060101ALN20221226BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G01S17/931

G02B5/20

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2020528168

(86)(22)【出願日】2019-10-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 US2019058262

(87)【国際公開番号】W WO2020092192

(87)【国際公開日】2020-05-07

【審査請求日】2020-07-29

(31)【優先権主張番号】62/755,252

(32)【優先日】2018-11-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/236,442

(32)【優先日】2018-12-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】317015065

【氏名又は名称】ウェイモ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(72)【発明者】

【氏名】シェパード，ラルフ，ハミルトン

(72)【発明者】

【氏名】ガッサン，ブレイズ

(72)【発明者】

【氏名】ドロズ，ピエール－イヴ

【審査官】九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０７１２５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５３５００５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ －１７／９５

Ｇ０２Ｂ ５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
光を集束させるように構成された、レンズと、
前記レンズの光軸と交差するように画定された一次アパーチャおよび前記光軸の外に画定された複数の二次アパーチャを有する、不透明材料であって、前記複数の二次アパーチャは、前記一次アパーチャから第１の距離にある第１の二次アパーチャおよび前記一次アパーチャから第２の距離にある第２の二次アパーチャを含み、前記第２の距離は前記第１の距離よりも大きい、不透明材料と、
前記レンズによって集束され、前記不透明材料によって画定された前記一次アパーチャおよび前記複数の二次アパーチャを通過した光を検出するように配置された光検出器と、を備える、システム。

【請求項2】

前記不透明材料が、前記レンズの焦点面にまたはその近くに配設されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記不透明材料が、前記システムの所定の最大走査範囲構成に関連する前記レンズの共役面にまたはその近くに配設されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記一次アパーチャのサイズが、前記複数の二次アパーチャの各二次アパーチャのそれぞれのサイズより大きい、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記一次アパーチャが、第１のサイズを有し、各二次アパーチャが、第２のサイズを有する、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記一次アパーチャが、第１のサイズを有し、前記第１の二次アパーチャが、第２のサイズを有し、前記第２の二次アパーチャが、第３のサイズを有する、請求項４に記載のシステム。

【請求項7】

前記第２のサイズが、前記第３のサイズより大きい、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記レンズによって集束された前記光が、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスの送信器によって照明された１つ以上のオブジェクトによって反射された光を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記複数の二次アパーチャが、前記システムの前記レンズの位置に対する前記ＬＩＤＡＲデバイスの前記送信器の位置に基づいて前記不透明材料に画定されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記一次アパーチャが、垂直軸および前記垂直軸に直交する水平軸を有し、前記第１の二次アパーチャが、前記一次アパーチャの前記水平軸の上方に位置決めされ、前記第２の二次アパーチャが、前記一次アパーチャの前記水平軸の下方に位置決めされている、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記一次アパーチャが、垂直軸および前記垂直軸に直交する水平軸を有し、前記複数の二次アパーチャが、前記垂直軸と前記水平軸との間に第１の線形配置で画定された少なくとも２つの二次アパーチャと、前記垂直軸と前記水平軸との間に第２の線形配置で画定された少なくとも２つの他の二次アパーチャとを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記光検出器が、互いに並列に接続された光検出器のアレイを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記光検出器が、単一の感知要素検出器を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

方法であって、
レンズによって、光を集束させることと、
前記集束させられた光を、不透明材料内に画定された複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通過させることであって、前記複数のアパーチャが、前記レンズの光軸と交差するように画定された一次アパーチャおよび前記光軸の外に画定された複数の二次アパーチャを含み、前記複数の二次アパーチャは、前記一次アパーチャから第１の距離にある第１の二次アパーチャおよび前記一次アパーチャから第２の距離にある第２の二次アパーチャを含み、前記第２の距離は前記第１の距離よりも大きい、通過させることと、
光検出器によって、前記不透明材料によって画定された前記一次アパーチャおよび前記複数の二次アパーチャを通過した光を検出することと、を含む、方法。

【請求項15】

光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスであって、
光で周囲環境を照明するように構成されたＬＩＤＡＲ送信器と、
前記ＬＩＤＡＲ送信器によって照明された１つ以上のオブジェクトによって反射された光を受信するように構成されたＬＩＤＡＲ受信器であって、
前記反射された光を集束させるように構成されたレンズと、
前記レンズの光軸と交差するように画定された一次アパーチャおよび前記光軸の外に画定された複数の二次アパーチャを有する、不透明材料であって、前記複数の二次アパーチャは、前記一次アパーチャから第１の距離にある第１の二次アパーチャおよび前記一次アパーチャから第２の距離にある第２の二次アパーチャを含み、前記第２の距離は前記第１の距離よりも大きい、不透明材料と、
前記レンズによって集束され、前記一次アパーチャおよび前記複数の二次アパーチャを通過した光を検出するように構成された光検出器と、を備える、ＬＩＤＡＲ受信器と、を備えるＬＩＤＡＲデバイス。

【請求項16】

前記光検出器の断面積が、前記一次アパーチャの断面積より大きい、請求項１５に記載のＬＩＤＡＲデバイス。

【請求項17】

前記光検出器の断面積が、前記一次アパーチャおよび前記複数の二次アパーチャの断面積の合計よりも大きい、請求項１５に記載のＬＩＤＡＲデバイス。

【請求項18】

前記光検出器が、前記レンズまでの第３の距離にあり、前記不透明材料が、前記レンズまでの第４の距離にあり、前記第３の距離が、前記第４の距離より大きい、請求項１５に記載のＬＩＤＡＲデバイス。

【請求項19】

前記不透明材料が、ガラス基板を覆う不透明マスクを含む、請求項１５に記載のＬＩＤＡＲデバイス。

【請求項20】

前記不透明材料が、金属を含み、前記一次アパーチャおよび前記複数の二次アパーチャは、前記金属のエッチングにより画定されている、請求項１５に記載のＬＩＤＡＲデバイス。

【請求項21】

システムであって、
バイスタティック構成の光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスであって、オブジェクトに対して移動しながら動作するように構成されており、
前記オブジェクトを照明するための光を送信する送信レンズと、
前記オブジェクトからの光を集束させる受信レンズと、
前記受信レンズから前記集束させられた光を受信する空間フィルタであって、
前記オブジェクトが前記ＬＩＤＡＲデバイスまでの閾値距離よりも大きい距離にあることに基づいて、前記空間フィルタを通って、前記集束させられた光の少なくとも閾値部分を通過させるように画定された一次ピンホールと、
前記一次ピンホールから第１の距離にある第１の二次ピンホールおよび前記一次ピンホールから第２の距離にある第２の二次ピンホールを含む複数の二次ピンホールであって、前記第２の距離は前記第１の距離よりも大きく、前記複数の二次ピンホールのそれぞれの各サイズが、前記一次ピンホールのサイズより小さく、前記複数の二次ピンホールが、前記オブジェクトが前記ＬＩＤＡＲデバイスまでの閾値距離未満の距離にあることに基づいて、前記空間フィルタを通って、前記集束させられた光の１つ以上の部分を通過させるように画定されている、複数の二次ピンホールと、を含む、空間フィルタと、を含む、ＬＩＤＡＲデバイス、を含む、システム。

【請求項22】

車両をさらに備え、前記ＬＩＤＡＲデバイスが、前記車両に結合されている、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

前記ＬＩＤＡＲデバイスが、
前記送信レンズを通して送信される光を放出するように構成されたエミッタと、
前記送信レンズから前記放出された光を前記ＬＩＤＡＲデバイスの外に向ける回転可能ミラーであって、前記放出された光は、前記回転可能ミラーの回転により複数の方向に向けられる、回転可能ミラーと、をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１２月２９日に提出された米国特許出願第１６／２３６，４４２号、および２０１８年１１月２日に提出された米国仮出願第６２／７５５，２５２号の優先権を主張し、それらは共に参照によりそれらの全体が本明細書に組み入れられる。

【背景技術】

【0002】

本明細書に別段の断りのない限り、このセクションに記載の資料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、このセクションに含めることよって先行技術であると認められるものでもない。

【0003】

フォトダイオード、単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）、または他のタイプのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの光検出器を使用して、光検出器の表面上に照射された光を検出することができる（例えば、光の強度に対応する電圧または電流などの電気信号を出力することにより）。このようなデバイスの多くのタイプは、シリコンなどの半導体材料から製造される。実質的な幾何学的領域の光を検出するために、複数の光検出器を並列に接続されたアレイに配置できる。これらのアレイは、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）またはマルチピクセル光子カウンタ（ＭＰＰＣ）と呼ばれることがある。
[先行技術文献]
[特許文献１] 国際公開第２０１８／０７１２５１号

【発明の概要】

【0004】

一例では、システムは、シーンに対して配設され、シーンからの光を集束するように構成されたレンズを含む。システムはまた、不透明材料も含む。不透明材料は、一次アパーチャおよび１つ以上の二次アパーチャを含む複数のアパーチャを画定している。システムはまた、レンズによって集束され、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通過した光を捕捉するように配置された１つ以上の光検出器を含む。

【0005】

別の例では、方法は、シーンに対して配設されたレンズによって、シーンからの光を集束させることを含む。方法はまた、不透明材料内に画定された複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通して集束光を通過させることを含む。複数のアパーチャは、一次アパーチャおよび１つ以上の二次アパーチャを含む。方法はまた、１つ以上の光検出器によって、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通過した光を捕捉することを含む。方法はまた、１つ以上の光検出器によって、捕捉された光を検出することを含む。

【0006】

さらに別の例では、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスは、シーンを光で照明するように構成されたＬＩＤＡＲ送信器を含む。ＬＩＤＡＲデバイスは、シーン内の１つ以上のオブジェクトによって反射された光を受信するように構成されたＬＩＤＡＲ受信器も含む。ＬＩＤＡＲ受信器は、シーンからの反射光を集束させるように構成されたレンズを含む。ＬＩＤＡＲ受信器はまた、不透明材料も含む。不透明材料は、一次アパーチャおよび１つ以上の二次アパーチャを含む複数のアパーチャを画定する。ＬＩＤＡＲ受信器はまた、レンズによって集束され、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通過した光を検出するように構成された１つ以上の光検出器を含む。

【0007】

さらに別の例では、システムは、シーンに対して配設されたレンズによって、シーンからの光を集束させるための手段を備える。システムはまた、不透明材料内に画定された複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通して集束光を通過させるための手段を備える。複数のアパーチャは、一次アパーチャおよび１つ以上の二次アパーチャを含む。システムはまた、１つ以上の光検出器によって、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通過した光を捕捉するための手段を備える。システムはまた、１つ以上の光検出器によって、捕捉された光を検出するための手段を備える。

【0008】

さらに別の例では、システムが提供される。システムは、バイスタティック構成の光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスを備える。ＬＩＤＡＲデバイスは、オブジェクトに対して移動しながら動作するように構成されている。ＬＩＤＡＲデバイスは、オブジェクトを照明するための光を送信する送信レンズと、オブジェクトからの光を集束する受信レンズと、受信レンズから集束光を受信する空間フィルタと、を備える。空間フィルタは、オブジェクトがＬＩＤＡＲデバイスまでの閾値距離よりも大きい距離にあることに基づいて、空間フィルタを通って、集束光の少なくとも閾値部分を通過させるように配置された一次ピンホールを含む。空間フィルタはまた、一次ピンホールに対して１つ以上の位置に配設された１つ以上の二次ピンホールを含む。１つ以上の二次ピンホールのそれぞれの各サイズは、一次ピンホールのサイズよりも小さい。１つ以上の二次ピンホールは、オブジェクトがＬＩＤＡＲデバイスまでの閾値距離未満の距離にあることに基づいて、集束光の１つ以上の部分を、空間フィルタを通過させるように配置されている。

【0009】

前述の概要は例示にすぎず、決して限定することを意図したものではない。上記の理解を助ける態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴が、図面および以下の「発明を実施するための形態」を述べることによって、明らかになってくるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】例示的な実施形態による、光検出システムの図である。

【図2】例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイスの図である。

【図3】例示的な実施形態による、別のＬＩＤＡＲデバイスの図である。

【図4A】例示的な実施形態による、さらに別のＬＩＤＡＲデバイスの図である。

【図4B】例示的な実施形態による、図４ＡのＬＩＤＡＲデバイスの部分断面図を示す。

【図4C】例示的な実施形態による、図４ＡのＬＩＤＡＲデバイスの別の部分断面図を示す。

【図5】例示的な実施形態による、単一のアパーチャを画定する不透明材料の図である。

【図6】例示的な実施形態による、複数のアパーチャを画定する不透明材料の図である。

【図7】例示的な実施形態による、複数のアパーチャを画定する別の不透明材料の図である。

【図8】例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲシステム応答の概念図である。

【図9】例示的な実施形態による、車両を示す。

【図10】例示的な実施形態による、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】

【0011】

本明細書では、方法およびシステムの例について記載する。本明細書において記載された任意の例示的な実施形態または特徴は、必ずしも他の実施形態または特徴よりも好ましいまたは有利であると解釈されるものではない。本明細書において記載された例示的な実施形態は、限定的であることを意味するものではない。開示されるシステムおよび方法の特定の態様は、多種多様な異なる構成で配置し、組み合わせることができ、これらの構成の全てが、本明細書において熟考されることは容易に理解できるであろう。さらに、図に示されている特定の配置は、限定的であるとみなされるべきではない。他の実施形態は、所定の図に示されるそれぞれの要素をより多く、またはより少なく含むことができることを理解されるべきである。加えて、図示の要素のうちのいくつかは、組み合わせてもよく、または省略されてもよい。同様に、例示的な実施形態は、図に示されていない要素を含んでいてもよい。

【0012】

Ｉ．概要
例示的な実施形態は、１つ以上の光検出器（例えば、単一要素検出器または検出器のアレイ）に照射されたバックグラウンド光を低減するためのデバイス、システム、および方法に関連し得る。光検出器（複数可）は、シーンからの光を感知していてもよい（例えば、光検出器（複数可）は、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素であってもよい）。

【0013】

システムの一例は、レンズを含むことができる。レンズは、シーンからの光を焦点面上に集束させるために使用され得る。しかしながら、レンズはまた、焦点面上に観察されることを意図されていないバックグラウンド光（例えば、シーン内の太陽光）を集束させてもよい。光を選択的にフィルタリングする（すなわち、シーン内の情報に対応する光からバックグラウンド光を分離する）ために、不透明材料（例えば、選択的にエッチングされた金属、その上にマスクが置かれたガラス基板）がレンズの焦点面に置かれてもよい。不透明材料は、様々な実施形態において、スラブ、シート、または様々な他の形状とすることができる。不透明材料内に、アパーチャが画定され得る。アパーチャは、レンズによって焦点面上に集束されたシーンの光の一部または全体を通過させることができる。

【0014】

不透明材料の裏側（すなわち、レンズの反対側の不透明材料の側）では、アパーチャによって選択された光はアパーチャから発散し得る。光の発散の方向において、システムは、アパーチャからある距離に配設された１つ以上の光検出器（例えば、ＳＰＡＤ）を含んでもよい。光検出器（複数可）は、発散光（例えば、発散光の強度）を検出し得る。光が発散しているため、光検出器（複数可）に利用できる検出領域は、レンズの焦点面にある同じ光円錐に対応する検出領域よりも大きくなることがある。これは、検出領域が、より厳密に集束され、これによりアパーチャから離れた距離よりもレンズの焦点面においてより小さいことによる。一例として、２００μｍ×２００μｍの断面積を有するアパーチャは、数百のＳＰＡＤ分（例えば、各ＳＰＡＤは、２００μｍ²～６００μｍ²の断面積を有する）と同等の面積を占め得る。比較すると、光がアパーチャから離れて直径１．３３ｍｍの円形断面領域に相当する距離に発散する場合、その平面での検出領域は、数千または数万のＳＰＡＤと同等の領域を占め得る。

【0015】

例えば例示的なシステムがＬＩＤＡＲデバイスの一部であるいくつかのシナリオでは、シーンからの光は、シーンに対して、光検出器の視線（ｌｉｎｅ－ｏｆ－ｓｉｇｈｔ：ＬＯＳ）とは異なるＬＯＳを有する１つ以上の光源（例えば、ＬＩＤＡＲ送信器）により送信された光の反射を含み得る。例えば、ＬＩＤＡＲ送信器は、光検出器によって検出された光を選択するアパーチャの視点とは異なる視点（例えば、空間位置）からシーンを照明し得る。光源の位置と光検出器（複数可）の位置との間のオフセットにより、レンズは、通過光の戻り反射を焦点面の異なる領域に送信し得る（例えば、ＬＩＤＡＲデバイスと、送信された光を反射さしてＬＩＤＡＲデバイスへと戻すそれぞれのオブジェクトとの間の距離に応じて）。この現象は一般に視差と呼ばれている。

【0016】

視差の影響を軽減するために、いくつかの例では、不透明材料は、その中に画定された複数のアパーチャを有し得る。例えば、不透明材料は、ＬＩＤＡＲによって遠くのオブジェクト（例えば、視差エラーの影響を受けにくい）から受信した集束光を選択する一次アパーチャ（例えば、レンズの焦点でのまたはその近くの）を画定してもよい。不透明材料はまた、ＬＩＤＡＲによってより近いオブジェクト（例えば、視差エラーの影響を受けやすい）から受信した集束光を選択する１つ以上の二次アパーチャ（軸の外、中心の外、焦点の外などの位置で）を画定してもよい。例えば、１つ以上の二次アパーチャは、集束光の視差シフト部分が予想される焦点面上の位置に配置できる（例えば、ＬＩＤＡＲ送信器とＬＩＤＡＲ受信器などとの相対的な幾何学的配置に基づいて）。

【0017】

いくつかの例では、複数のアパーチャは、異なる形状および／またはサイズを有してもよい。一例では、一次アパーチャは、二次アパーチャよりも大きいサイズを有してもよい。上記のように、二次アパーチャで受信された視差シフトされた光の部分は、比較的近いオブジェクトから反射された光に対応し得る。一般に、オブジェクトから反射してＬＩＤＡＲに戻る光の強度は、オブジェクトとＬＩＤＡＲとの間の距離が増加するにつれて減少すると予想される。したがって、この例では、比較的小さい二次アパーチャは、（視差シフト光部分の予想される比較的高い光強度により）十分な量の光を通過させることができる。追加的に、この例では、遠くのオブジェクト（すなわち、比較的低い光強度を有すると予想される）から反射された十分な量の光も、比較的大きな一次アパーチャを通過することができる。他の例も可能である。

【0018】

上記の議論に沿って、本明細書の１つの例示的なＬＩＤＡＲデバイスは、バイスタティック構成を有してもよい。バイスタティックＬＩＤＡＲは、例えば、別個の送信レンズと受信レンズを有してもよい。２つのレンズ間の横方向の分離は、ターゲットオブジェクトまでの範囲の関数として視差を引き起こし得る。例えば、ＬＩＤＡＲとターゲットオブジェクトとの間の距離が変化すると、ＬＩＤＡＲの受信器の焦点面にあるオブジェクトの像が横方向にシフトし得る。この例では、ＬＩＤＡＲの受信器で空間フィルタ（例えば、受信レンズの焦点面に一次パーチャ／ピンホールがある不透明材料）を使用してバックグラウンド放射を抑制している場合、その像は一次ピンホールから「ウォークオフ」して、これにより、比較的近距離（例えば、ターゲットオブジェクトとＬＩＤＡＲとの間の距離）で空間フィルタを通過した光の強度を低下させてもよい。場合によっては、受信される信号の強度の変化は均一ではないことがある。例えば、ＬＩＤＡＲ内の視差シフト像の内部反射（例えば、受信器の壁などで）により、ターゲットオブジェクトがＬＩＤＡＲに近づくにつれて、受信された信号の強度も散発的に増加し得る（ターゲットオブジェクトが近づくにつれて、強度が均一に徐々に減少するのとは対照的に）。

【0019】

したがって、ターゲットオブジェクトがＬＩＤＡＲの近距離（例えば、１メートル以内など）にあるときの受信された信号の均一性と強度を向上を容易にするために、空間フィルタは、視差シフト像の一部を検出器（複数可）に向けて送信するように配置された１つ以上の小さなピンホール（例えば、二次アパーチャ）を含んでもよい（例えば、これにより、ターゲットオブジェクトまでの範囲または距離の関数として受信された信号の均一性を向上させるなど）。

【0020】

ＩＩ．例示的なデバイスおよびシステム
図１は、例示的な実施形態による、システム１００の図である。システム１００は、光検出器のアレイ１１０（検出器１１２よって例示される）と、不透明材料１２０内に画定されたアパーチャ１２２と、レンズ１３０と、フィルタ１６０と、を含んでもよい。システム１００は、シーン内のオブジェクト１４０から受信した光１０２を測定し得る。光１０２はまた、少なくとも部分的に、バックグラウンド源から到来してもよい。

【0021】

いくつかの実施形態では、システム１００は、ＬＩＤＡＲデバイス（例えば、ＬＩＤＡＲ受信器）の一部として実装されてもよい。一例では、システム１００を含むＬＩＤＡＲデバイスは、車両ナビゲーションに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、システム１００またはその一部は、レンズ１３０を介してシステム１００に入る光以外の外光から光学的に分離（例えば、ハウジングなどに配設）されてもよい。

【0022】

アレイ１１０は、（検出器１１２によって例示される）光検出器の配置を含む。様々な実施形態において、アレイ１１０は異なる形状を有し得る。図１に示されるように、アレイ１１０は、長方形または正方形の形状を有し得る。代替の実施形態では、アレイ１１０は、円形であってもよく、または任意の他の形状を有していてもよい。アレイ１１０のサイズは、光１０２の断面積（アパーチャ１２２から外に広がる）に対応するように選択されてもよく、したがって、アレイ１１０のサイズは、アレイ１１０とアパーチャ１２２との間の距離に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、アレイ１１０は移動可動であってもよい。例えば、アレイは、アレイを一方向、二方向、または三方向に並進させることができる電気ステージ上にあってもよい。一実施形態では、アレイ１１０は、アパーチャ１２２の近くに、またはアパーチャ１２２から遠くに移動可能であってもよい。

【0023】

また、アレイ１１０は、コンピューティングデバイスへの１つ以上の出力を有してもよい。コンピューティングデバイス（例えば、マイクロプロセッサ）は、アレイの光検出器（例えば、１１２）に入射する光１０２の強度を示す電気信号をアレイ１１０から受信してもよい。コンピューティングデバイスは、電気信号を使用して、オブジェクト１４０に関する情報（例えば、オブジェクト１４０のアパーチャ１２２からの距離）を決定してもよい。いくつかの実施形態では、アレイ１１０内の光検出器（例えば、１１２など）を互いに並列に相互接続して、アレイ内の光検出器の任意の組み合わせによる検出を示す合成出力信号を提供してもよい。例えば、アレイ１１０は、アレイ１１０の光検出器の特定の配置およびタイプに応じて、ＳｉＰＭまたはＭＰＰＣとして実装されてもよい。

【0024】

アレイ１１０内の光検出器（例えば、検出器１１２など）は、様々なタイプの検出器を含み得る。一実施形態では、光検出器（例えば、１１２）はＳＰＡＤを含んでもよい。ＳＰＡＤは、逆バイアスされたｐｎ接合（すなわち、ダイオード）内でアバランシェ降伏を使用して、光検出器への所与の入射照明に対する出力電流を増加させ得る。さらに、ＳＰＡＤは、単一の入射光子に対して複数の電子正孔対を生成することが可能であり得る。別の実施形態では、光検出器は、ＡＰＤを含んでもよい。ＡＰＤとＳＰＡＤの両方に、アバランシェ降伏電圧を超えるバイアスをかけてもよい。このようなバイアス条件は、１より大きいループ利得を有する正のフィードバックループを生成し得る。したがって、閾値のアバランシェ降伏電圧を超えてバイアスされたＡＰＤおよびＳＰＡＤは、単一光子に感度を有し得る。さらに他の実施形態では、光検出器（例えば、１１２など）は、フォトレジスタ、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、光電池、または任意の他のタイプの光センサを含んでもよい。

【0025】

いくつかの実装形態では、アレイ１１０は、アレイ全体に複数のタイプの光検出器を含んでもよい。例えば、アレイ１１０は、複数の波長を検出するように構成されてもよい。この例では、アレイ１１０は、ある範囲の波長に敏感な１つ以上のＳＰＡＤと、異なる範囲の波長に敏感な１つ以上のＳＰＡＤと、を備えてもよい。いくつかの実施形態では、光検出器１１０は、４００ｎｍ～１．６μｍの波長（可視および赤外波長）に敏感であってもよい。さらに、アレイ１１０の光検出器は、所与の実施形態内で、または様々な実施形態にわたって、様々なサイズおよび形状を有してもよい。一実施形態では、光検出器（例えば、１１２）は、アレイ１１０の面積の１％、０．１％、または０．０１％であるパッケージサイズを有するＳＰＡＤを含んでもよい。

【0026】

不透明材料１２０は、レンズ１３０によって集束された光１０２の少なくとも一部がアレイ１１０に送信されるのを防止（または低減）してもよい。例えば、不透明材料１２０は、アレイ１１０の光検出器を使用して収集される測定の精度に悪影響を及ぼす可能性がある特定のバックグラウンド光を阻止するように構成されてもよい。いくつかの例では、不透明材料１２０、したがってアパーチャ１２２は、レンズ１３０の焦点面に、または焦点面の近くに位置決めされてもよい。不透明材料１２０は、そこに入射する光１０２を吸収することにより通過を阻止し得る。追加的または代替的に、不透明材料１２０は、光１０２をアレイ１１０から反射および／または別の方法でそらすことにより、光１０２の通過を阻止してもよい。いくつかの実施形態では、不透明材料１２０は、エッチングされた金属を含んでもよい。代替の実施形態では、不透明材料１２０としては、ポリマー基板、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＢｏＰＥＴ）シート（Ｍｙｌａｒ（登録商標）シートとも呼ばれる）、または不透明マスクで覆われたガラスが挙げられる。様々な代替の実施形態では、他の不透明材料も可能である。

【0027】

アパーチャ１２２は、光１０２がアレイ１１０に向かって通過し得る、不透明材料１２０内のポートを提供する。アパーチャ１２２は、様々な方法で不透明材料１２０内に画定され得る。一例では、不透明材料１２０は、金属を含んでもよく、その金属は、エッチングされてアパーチャ１２２を画定してもよい。別の例では、不透明材料１２０は、マスクで覆われたガラス基板を含んでもよく、そのマスクは、フォトリソグラフィを使用して画定されたアパーチャ１２２を含んでもよい。様々な実施形態では、アパーチャ１２２は、部分的または全体的に透明であってもよい。例えば、不透明材料１２０がマスクで覆われたガラス基板を含む場合、アパーチャ１２２は、マスクで覆われていないガラス基板の一部として画定されてもよい。したがって、この例では、アパーチャ１２２は、完全に中空ではなく、ガラスでできている。いくつかの例では、アパーチャ１２２は、オブジェクト１４０によって散乱された光１０２の波長に対して、完全ではないがほぼ透明であってもよい（例えば、ほとんどのガラスは１００％透明ではない）。

【0028】

アパーチャ１２２は（不透明材料１２０と併せて）、シーンからの光１０２を空間的にフィルタリングするように構成されてもよい。例えば、光１０２を、不透明材料１２０上に集束させてもよく、アパーチャ１２２は、集束光の一部分のみをアレイ１１０に通過させてもよい。したがって、アパーチャ１２２は、光学ピンホールとして振る舞い得る。

【0029】

例示のために、アパーチャ１２２は、円形の形状を有するように示されている。代替の実施形態では、アパーチャ１２２は、長方形の形状、鍵穴の形状、または任意の他の形状などの異なる形状を有してもよい。

【0030】

アパーチャ１２２に関して上記で使用される「アパーチャ」という用語は、光を通過させ得る不透明材料の凹部または穴を表すが、「アパーチャ」という用語は多岐にわたる光学的特徴を含み得ることに留意されたい。例えば、明細書および特許請求の範囲を通して使用される「アパーチャ」という用語は、光を部分的に通過させ得る不透明材料内に画定される透明または半透明の構造を追加的に包含し得る。また、「アパーチャ」という用語は、不透明材料で囲まれたミラーなどの、光路を他の方法で選択的に制限する構造体（例えば、反射または屈折による）を表し得る。例示的な一実施形態では、光を特定の方向に反射するように、不透明材料に囲まれたミラーアレイを配置してもよく、それにより反射部分を画定する。この反射部分は、「アパーチャ」と呼ぶことがある。

【0031】

レンズ１３０は、シーンからの光１０２をレンズの焦点面に向けて（例えば、不透明材料１２０に向けて）集束させ得る。このようにして、光１０２が投影されている断面積を減少させながら（すなわち、光１０２の空間出力密度を増加させながら）、シーンから収集されたレンズ１３０での光強度を維持し得る。一例では、レンズ１３０は、収束レンズを含んでもよい。図１に示されるように、いくつかの例では、レンズ１３０は、両凸レンズを含んでもよい。いくつかの例では、レンズ１３０は、球面レンズを含んでもよい。代替の実施形態では、レンズは、複数のレンズまたは他の光学要素のアセンブリ（例えば、第１の方向に光を集束させる両凸レンズと、第１の方向に直交する第２の平面に光を集束させる追加の両凸レンズ）を含んでもよい。他のタイプのレンズも可能である。さらに、レンズ１３０に入射する光１０２を不透明材料１２０上に集束させるのを助けるために、レンズ１３０の近くに位置決めされた他の自由空間光学系（例えば、ミラー）があってもよい。

【0032】

オブジェクト１４０は、システム１００を取り巻くシーン内に位置決めされた任意のオブジェクトであり得る。システム１００がＬＩＤＡＲシステムの受信器の構成要素である例では、オブジェクト１４０は、同じＬＩＤＡＲシステムの送信器によって照明されてもよい。ＬＩＤＡＲシステムが例えば車両のナビゲーションに使用される例示的な実施形態では、オブジェクト１４０としては、とりわけ、歩行者、他の車両、障害物（例えば、木）、または道路標識が挙げられる。

【0033】

１つの例示的なシナリオでは、上記のように、光１０２は、ＬＩＤＡＲデバイスの送信器からの光を含んでもよい。このシナリオでは、光１０２（またはその一部）は、オブジェクト１４０によって反射され、レンズ１３０によって集束され、アパーチャ１２２を通過し、次にアレイ１１０によって測定される。このシーケンスは、例えば、オブジェクト１４０に関する情報を決定するために（例えば、ＬＩＤＡＲデバイスを介して）行われてもよい。いくつかの実施形態では、アレイによって測定された光はまた、複数のオブジェクトによって反射された光および／または他の光源からの光（例えば、周囲光）を含んでもよい。

【0034】

さらに、オブジェクト１４０を分析するために使用される光１０２の波長は、シーン内にあると想定されるオブジェクトのタイプと、レンズ１３０からのオブジェクトの想定距離とに基づいて選択されてもよい。例えば、シーン内にあると想定されるオブジェクトが波長５００ｎｍの入射光を吸収する場合、５００ｎｍ以外の波長を選択してオブジェクト１４０を照明し、システム１００によって分析してもよい。光１０２の波長（例えば、ＬＩＤＡＲデバイスの送信器によって送信される）は、光１０２を生成する光源に依存し得る。例えば、特定のダイオードレーザは、９００ｎｍを含む波長範囲を有する光１０２を放出し得る。任意の特定の波長範囲内で光１０２を生成することができる他の光源も可能である（例えば、光ファイバ増幅器、レーザ、フィルタを備えた広帯域光源など）。

【0035】

フィルタ１６０は、シーンからの入射光（レンズ１３０によって集束された）を選択的に通過させるように構成されたバンドパスフィルタまたは他の任意の光学フィルタを含んでもよい。光学フィルタ１６０は、特定の波長の光をアレイ１１０からそらすように構成されてもよい。例えば、システム３００がＬＩＤＡＲデバイス（例えば、ＬＩＤＡＲ受信器）の構成要素である場合、光フィルタ１６０は、ＬＩＤＡＲデバイスのエミッタ（例えば、ＬＩＤＡＲ送信器）によって放出される波長範囲ではない光を（例えば、アパーチャ１２２から離れるように）そらしてもよい。例えば、光学フィルタ１６０は、少なくとも部分的に、周囲光またはバックグラウンド光がアレイ１１０による測定に悪影響を与えることを防止し得る。

【0036】

様々な実施形態では、光学フィルタ１６０は、アレイ１１０に対して様々な位置に位置してもよい。図示の実施形態では、光学フィルタ１６０は、レンズ１３０と不透明材料１２０との間に位置してもよい。代替の実施形態では、光学フィルタ１６０は、レンズとオブジェクトとの間、不透明材料とアレイとの間、またはアレイ自体の上に位置してもよい（例えば、単一の光学フィルタがアレイ上に配設されてもよく、または各光検出器が個別に別の光学フィルタで覆われてもよい）。

【0037】

いくつかの例では、光学フィルタ１６０として、吸収フィルタ（例えば、入射光の一部を吸収するフィルタ）、反射フィルタ（例えば、入射光の一部を反射するフィルタ）、および／または他のタイプのフィルタ（例えば、その波長に基づいて入射光の方向を調整するフィルタ）が挙げられる。したがって、様々な例では、光フィルタ１６０は、画定された波長範囲内の波長（例えば、帯域通過光フィルタ、単色光フィルタなど）、画定された波長範囲外の波長（すなわち、帯域阻止光フィルタなど）、画定された閾値を下回る波長（すなわち、ローパス光学フィルタ）、または画定された閾値を超える波長（すなわち、ハイパス光学フィルタ）を選択的に通過させてもよい。

【0038】

いくつかの実施形態では、フィルタ１６０は、特定のフィルタリング特性を達成するために光学的に結合された複数の光学フィルタを含んでもよい（例えば、バンドパスフィルタ特性を達成するためにハイパスフィルタとカスケードされたローパスフィルタなど）。いくつかの実施形態では、光学フィルタ１６０は、ダイクロイックフィルタまたは１つ以上の（例えば、カスケードされた）ダイクロイックフィルタを含んでもよい。代替の実施形態では、光学フィルタ１６０は、回折フィルタを含んでもよい。回折フィルタは、例えば、バックグラウンド光と信号光の光路を分割してもよい。例えば、フィルタ１６０は、バックグラウンド光を別の光検出器アレイ（図示せず）に向けてもよい。したがって、この例では、システム１００は、アレイ１１０による測定とは別個にバックグラウンド光を測定することができる。

【0039】

いくつかの実施形態では、フィルタ１６０は、アパーチャ１２２を通過した光１０２のパワー密度を光検出器１１２の間で分配する（例えば、より均一なエネルギー分布を達成する）ように構成された光学ディフューザを含んでもよい。例えば、光学ディフューザとして、様々な実施形態では、サンドブラストガラスディフューザ、すりガラスディフューザ、またはホログラフィックディフューザが挙げられる。他のタイプの光学ディフューザも可能である。したがって、フィルタ１６０（例えば、光学ディフューザ）は、アパーチャ１２２を通過した光１０２の発散の側面を促進するように構成し得る。本明細書における他の可能な発散促進構成要素には、例えば、屈折率が単一ではない光導波路または流体が含まれる。

【0040】

いくつかの例では、フィルタ１６０は、波長以外の（または波長に加えた）光特性に基づいて光を選択的に通過させてもよい。例えば、光学フィルタ１６０は、偏光（例えば、水平偏光または垂直偏光）に基づいて光を選択的に通過させてもよい。他のタイプの光学フィルタも可能である。

【0041】

図２は、例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイス２００の図である。図示されるように、ＬＩＤＡＲデバイス２００は、システム１００のアレイ１１０、不透明材料１２０、およびレンズ１３０のそれぞれと同様な、１つ以上の光検出器２１０、不透明材料２２０、およびレンズ２３０を含む。したがって、いくつかの例では、検出器（複数可）２１０は、アレイ１１０と同様の光検出器のアレイとして実装されてもよい。しかしながら、代替の例では、検出器（複数可）２１０は、代わりに、単一の感知要素（例えば、単一の検出器）として実装されてもよい。また、例えば、図示されていないが、不透明材料２２０は、レンズ２３０によって集束された光の一部がアレイ１１０による受信のために通過するアパーチャ（例えば、ピンホールなど）を含んでもよい。図示されるように、ＬＩＤＡＲデバイス２００はまた、エミッタ２５０（例えば、エミッタ１５０と同様）およびコンピューティングデバイス２７０を含む。

【0042】

エミッタ２５０は、シーン内のオブジェクト２４０（例えば、オブジェクト１４０と同様）によって反射され、最終的に光検出器（複数可）２１０によって測定される光２０２（例えば、光１０２と同様）を放出し得る。いくつかの実施形態では、レーザエミッタ２５０は、レーザエミッタ２５０のパワー出力を増大させるために、光ファイバ増幅器または他の増幅システムを含んでもよい。他の実施形態では、レーザエミッタ２５０として、レーザダイオード（例えば、ダイオードバーなど）、フィラメント光源、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フィラメント光源、または任意の他のタイプの光源が挙げられる。いくつかの実施形態では、エミッタ２５０は、（連続波（ＣＷ）レーザとは対照的に）パルスレーザを含んで、等価な連続パワー出力を維持しながらピークパワーを増加させてもよい。

【0043】

コンピューティングデバイス２７０は、ＬＩＤＡＲデバイス２００の１つ以上の構成要素から受信された信号を制御および／または分析するように構成され得る。そのために、コンピューティングデバイス２７０は、メモリ（例えば、データストレージ）内に格納された命令を実行して、ＬＩＤＡＲデバイス２００に様々な動作を実行させる１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロコントローラのマイクロプロセッサ）を含んでもよい。例えば、コンピューティングデバイス２７０は、検出器（複数可）２１０を介して測定された信号に関連するタイミング情報を使用して、オブジェクト２４０の場所（例えば、オブジェクト２４０とＬＩＤＡＲデバイス２００との間の距離）を決定してもよい。例えば、レーザエミッタ２５０がパルスレーザである実施形態では、コンピューティングデバイス２７０は、出力光パルスのタイミングを監視し、それらのタイミングを検出器（複数可）２１０により検出された反射光パルスのタイミングと比較することができる。例えば、コンピューティングデバイス２７０は、（エミッタ２５０を介して）光パルスの放出と（検出器（複数可）２１０を介して）放出された光パルスの反射の受信との間の時間の量を考慮することにより、デバイス２００とオブジェクト２４０との間の距離を計算してもよい。

【0044】

いくつかの例では、コンピューティングデバイス２７０は、レーザエミッタ２５０によって放出された光２０２を変調するように構成されてもよい。例えば、コンピューティングデバイス２７０は、レーザエミッタ２５０のポインティング方向を変更するように構成されてもよい（例えば、レーザエミッタ２７０は、コンピューティングデバイス２７０によって制御される機械ステージに取り付けられてもよい）。いくつかの例では、コンピューティングデバイス２７０はまた、レーザエミッタ２５０によって放出された光２０２のタイミング、パワー、または波長を変調するように構成されてもよい。そのような変調は、とりわけ、光２０２の経路からのフィルタの追加または除去を含んでもよい。

【0045】

いくつかの例では、コンピューティングデバイス２７０は、レンズ２３０、不透明材料２２０、および／または検出器（複数可）２１０の場所を互いに対して調整するように構成されてもよい。一例では、レンズ２３０は、レンズ２３０の場所（したがって、レンズ２３０の焦点面の場所）を調整するためにコンピューティングデバイス２７０によって制御される可動ステージに取り付けることができる。別の例では、検出器（複数可）２１０は、コンピューティングデバイス２７０が検出器（複数可）２１０を不透明材料２２０（および／またはその上に画定されたアパーチャ（複数可））に対して移動できるようにする別個のステージに取り付けられてもよい。いくつかの例では、検出器（複数可）２１０は、検出器（複数可）２１０上の検出領域を変更するためにコンピューティングデバイス２７０によって移動してもよい。例えば、検出器（複数可）２１０は、（例えば、不透明材料２２０のアパーチャを通過して発散する光２０２の発散により）検出器（複数可）２１０上の断面検出面積を増大させるために、不透明材料２２０からさらに遠くに移動することができる。したがって、コンピューティングデバイス２７０は、検出器（複数可）２１０を移動させて、発散光によって照明される光検出器の数を変更し得る。

【0046】

いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはまた、アパーチャを制御するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、例えば、アパーチャは、不透明材料内に画定されたいくつかのアパーチャから選択可能であってもよい。そのような実施形態では、レンズと不透明材料との間に位置するＭＥＭＳミラーは、光が向けられている複数のアパーチャのどれに決定するようにコンピューティングデバイスによって調整可能であってもよい。いくつかの実施形態では、様々なアパーチャは、異なる形状およびサイズを有し得る。さらに他の実施形態では、アパーチャは、アイリス（または他のタイプの絞り）によって画定されてもよい。アイリスは、例えば、アパーチャのサイズを制御するために、コンピューティングデバイスによって拡大または縮小され得る。

【0047】

図３は、例示的な実施形態による、別のＬＩＤＡＲデバイス３００を示す。図示されるように、デバイス３００は、ＬＩＤＡＲ送信器３５０、ＬＩＤＡＲ受信器３８０、および回転プラットフォーム３９２を含む。

【0048】

ＬＩＤＡＲ送信器３５０は、デバイス２００のエミッタ２５０および光２０２のそれぞれと同様に、光３０２ａをデバイス３００の環境に向けて放出するように構成され得る。図示されるように、送信器３５０は、送信レンズ３３２を含み得る。レンズ３３２は、デバイス３００の環境の特定の領域を照明するために、ＬＩＤＡＲデバイス３００から送信された放出光３０２ａを向ける（例えば、および／またはコリメートするなど）ように構成され得る。図示されていないが、送信器３５０はまた、送信器３５０のハウジングの内部に（例えば、エミッタ２５０と同様の）エミッタを含み得る。例えば、エミッタは、送信レンズ３３２を通ってＬＩＤＡＲデバイス３００から周囲環境に向けて光３０２ａを放出するように構成されてもよい。

【0049】

ＬＩＤＡＲ受信器３８０は、光検出システム（例えば、システム１００）を含み得る。例えば、受信器３８０は、環境内の１つ以上のオブジェクトで反射し、反射光３０２ｂとしてＬＩＤＡＲデバイス３００に戻る、放出光３０２ａの少なくとも一部を受信するように構成されてもよい。例えば、図示されるように、受信器３８０は、レンズ１３０および／または２３０と同様であり得る受信レンズ３３０を含む。また、図示されていないが、受信器３８０は、光学フィルタ（例えば、フィルタ１６０）、空間フィルタ（例えば、不透明材料１２０）、および／または１つ以上の光検出器（例えば、光検出器１１２、アレイ１１０など）などの、システム１００の構成要素と同様の１つ以上の構成要素（受信器３８０のハウジングの内部）を含み得る。したがって、この例では、反射光３０２ｂは、図１～図２の説明に沿って、１つ以上の光検出器（図示せず）による検出のために、アパーチャ（図示せず）を通して受信レンズ１３０によって集束され得る。例えば、アパーチャは、受信レンズ３３０の背後の特定の位置に位置決めされ、反射光３０２ｂ（例えば、放出光３０２ａによって照明された環境の領域からの光）を含むレンズ３３０からの集束光の一部を選択することができる。

【0050】

回転プラットフォーム３９２（例えば、機械的ステージなど）は、図示されている特定の相対配置で受信器３８０および送信器３５０を支持する。そのために、回転プラットフォーム３９２を、ＬＩＤＡＲ３００の１つ以上の構成要素を支持するのに好適な任意の固体材料から形成することができる。一例では、回転プラットフォーム３９２は、軸３９０を中心に回転するように構成されてもよい。回転中、送信器３５０および受信器３８０のポインティング方向は、同時に変化して、図示されている特定の相対配置を維持し得る。したがって、ＬＩＤＡＲ３００は、軸３９０を中心としたＬＩＤＡＲ３００の様々な回転位置に応じて、周囲環境の様々な領域を走査することができる。例えば、デバイス３００（および／または別のコンピューティングシステム）は、ＬＩＤＡＲが軸３９０を中心に回転するときに、ＬＩＤＡＲ３００の様々なポインティング方向に関連付けられたデータを処理することにより、デバイス３００の環境の３６０°（またはそれより小さい）ビューの三次元マップを決定することができる。一実施形態では、ＬＩＤＡＲ３００を車両に搭載することができ、回転プラットフォーム３９２を、車両から離れる様々な方向に沿って周囲環境の領域を走査するために回転させることができる。

【0051】

いくつかの例では、軸３９０は実質的に垂直であり得る。これらの例では、受信器３８０（および送信器３５０）を軸３９０を中心に回転させることにより、デバイス３００の視界または走査方向を水平に調整することができる。他の例では、ＬＩＤＡＲが軸３９０を中心に回転するときに、受信器３８０（および送信器３５０）を（軸３９０に対して）傾けて、ＬＩＤＡＲ３００によって走査される視野（ＦＯＶ）の垂直範囲を調整することができる。例として、ＬＩＤＡＲ３００は、車両の上面に取り付けることができ、受信器３８０（送信器３５０とともに）は、車両に向かって傾けることができる。したがって、この例では、ＬＩＤＡＲ３００は、車両が位置する運転面に近い環境の領域から、車両の上方にある環境の領域からのデータ点よりも多くのデータ点を収集し得る。ＬＩＤＡＲデバイス３００の他の取り付け位置、傾斜構成、および／または用途も可能である。例えば、ＬＩＤＡＲは、車両の別の側面、ロボットプラットフォーム、またはその他の取り付け面に取り付けることができる。

【0052】

この方法でプラットフォーム３９２を回転させるために、ＬＩＤＡＲデバイス３００はまた、プラットフォーム３８２を作動させる（例えば、回転、傾斜など）ように構成された１つ以上のアクチュエータ（図示せず）を含んでもよい。例示的なアクチュエータとしては、とりわけ、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、および／または圧電アクチュエータが挙げられる。

【0053】

図４Ａは、例示的な実施形態による、システム１００とともに使用され得る別のＬＩＤＡＲデバイス４００を示す。説明の便宜上、図４Ａは、ｘｙｚ直交方向軸を示し、ｘ軸とｙ軸はページの表面に平行である。図示されるように、ＬＩＤＡＲデバイス４００は、受信レンズ４３０、送信レンズ４３２、送信器４５０、受信器４８０、および回転プラットフォーム４９２を含み、これらはそれぞれ、受信レンズ３３０、送信レンズ３３２、送信器３５０、受信器３８０、回転プラットフォーム３９２と同様である。図示されるように、デバイス４００はまた、ミラー４３４およびモータ４９４を含む。モータ４９４は、ｘ軸に平行な水平軸を中心にミラー４３４を回転させるように構成されている。

【0054】

いくつかの例では、ＬＩＤＡＲ送信器４５０は、（送信レンズ４３２を介して）ミラー４３４で反射してＬＩＤＡＲ４００から離れて伝搬する光を放出してもよい。また、ＬＩＤＡＲ４００の環境からの光（放出光の戻り反射を含む）は、ミラー４３４から（レンズ４３０を介して）ＬＩＤＡＲ受信器４８０へと反射されてもよい。したがって、例えば、ＬＩＤＡＲ４００の垂直走査方向は、ミラー４３４を回転させることにより（例えば、ｘ軸に平行な水平軸を中心にして）制御でき、ＬＩＤＡＲ４００の水平走査方向は、回転プラットフォーム４９２を使用してＬＩＤＡＲデバイスを垂直軸（例えば、ｙ軸に平行）を中心に回転させることにより制御できる。

【0055】

一実施形態では、ミラー４３４は、三角ミラーとして実装されてもよい。三角ミラーは、送信器４５０が一連の光パルスをミラーに向けて放出している間に回転させることができる。したがって、ミラーの回転位置に応じて、各光パルスを（例えば、垂直に）導くことができる。これにより、ＬＩＤＡＲ４００は、ミラー４３４によって提供されるある範囲の（垂直）導き方向によって画定される垂直ＦＯＶを走査し得る。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲ４００は、ミラー４３４を１回または複数回完全に回転させて、送信器４５０からの放出光を垂直に導くように構成されてもよい。他の例では、ＬＩＤＡＲデバイス４００は、所与の角度範囲内でミラー４３４を回転させて、放出光を特定の範囲の方向に（垂直に）導くように構成されてもよい。したがって、ＬＩＤＡＲ４００は、ミラー４３４の回転を調整することにより、様々な垂直ＦＯＶを走査し得る。一実施形態では、ＬＩＤＡＲ４００の垂直ＦＯＶは、１１０°である。

【0056】

モータ４９４としては、とりわけ、ステッピングモータ、電気モータ、燃焼モータ、パンケーキモータ、および／または圧電アクチュエータなどの任意のアクチュエータが挙げられる。

【0057】

いくつかの例では、プラットフォーム４９２はまた、モータ４９４と同様のモータを使用して（例えば、ｙ軸に平行な垂直軸を中心に）回転させることができる。プラットフォーム４９２の回転は、ミラー４３４、モータ４９４、レンズ４３０および４３２、送信器４５０、および受信器４８０を垂直軸を中心に回転させる。したがって、回転プラットフォーム４９２は、（送信器４５０からの）放出光を、水平に（例えば、プラットフォーム４９２の回転軸を中心に）導くために使用することができる。追加的に、プラットフォーム４９２の回転範囲を制御して、ＬＩＤＡＲ４００の水平ＦＯＶを画定することができる。一実施形態では、プラットフォーム４９２は、所定の角度範囲（例えば、２７０°など）内で回転して、３６０°未満の水平ＦＯＶを提供してもよい。しかしながら、任意の水平ＦＯＶを走査するために、他の回転量（例えば、３６０°、８°など）も可能である。

【0058】

図４Ｂは、ＬＩＤＡＲデバイス４００の部分断面図を示す。ＬＩＤＡＲ４００のいくつかの構成要素は、説明の便宜上、図４Ｂの図から省かれていることに留意されたい。

【0059】

図４Ｂに示されるように、送信器４５０は、例えば、エミッタ２５０について説明された光源のいずれかと同様であり得る光源４５２を含む。代替の実施形態では、送信器４５０は、代替として、２つ以上の光源を含んでもよい。光源４５２は、１つ以上の光パルス４０２ａ（例えば、レーザビームなど）をレンズ４３２に向けて放出するように構成されてもよい。いくつかの例では、送信レンズ４３２は、放出光４０２ａをミラー４３４に向けて（および／またはコリメートして）構成されてもよい。

【0060】

図４Ｂに示されるように、ミラー４３４は、３つの反射面４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃを有する三角ミラーを含み得る。しかしながら、他の例では、ミラー４３４は、代替として、追加のまたはより少ない反射面を含んでもよい。図示の例では、光４０２ａは、その後、反射面４３４ａで反射し、矢印４０４で示される方向にＬＩＤＡＲ４００の環境に入り得る。この例では、ミラー４３４が（例えば、ページを通って延びる軸を中心に）回転すると、放出光４０２ａは、矢印４０４によって示される方向とは異なる方向を有するように導かれ得る。例えば、放出光４０２ａの方向４０４は、三角ミラー４３４の回転位置に基づいて調整することができる。

【0061】

図４Ｃは、ＬＩＤＡＲデバイス４００の別の部分断面図を示す。説明のために、図４Ｃはｘｙｚ直交方向軸を示し、ｘ軸とｙ軸はページの表面に平行である。ＬＩＤＡＲ４００のいくつかの構成要素は、説明の便宜上、図４Ｃの図から省略されていることに留意されたい。

【0062】

図示されるように、受信器４８０は、不透明材料４２０および１つ以上の光検出器４１２を含み、これらは、それぞれ、システム１００の不透明材料１２０および検出器（複数可）１１２と同様であり得る。例えば、受信レンズ４３０は、ＬＩＤＡＲ４００の環境から受信した光を不透明材料４２０のアパーチャに向けて集束するように構成されてもよく、集束光の少なくとも一部は、検出器（複数可）４１２による検出のために発散光４０２ｂとしてアパーチャを通過してもよい。

【0063】

いくつかの実装形態では、ＬＩＤＡＲデバイス４００は、バイスタティック構成を有してもよい。例えば、図４Ｃに示されるように、送信器４５０および受信器４８０は、互いに対して空間的にオフセットされた位置に配設され得る。例えば、図示されるように、放出光４０２ａは、送信レンズ４３２の第１の空間位置から送信レンズ４３２を通って出て、受信光４０２ｂは、送信レンズ４３２の第１の空間位置から横方向に変位した（例えば、空間的にオフセットされている）受信レンズ４３０の第２の空間位置から受信レンズ４３０によって遮られる。

【0064】

いくつかの実装形態では、ＬＩＤＡＲデバイス４００は、ＬＩＤＡＲデバイス４００によって走査されたオブジェクトに対して移動するシステムに結合されてもよい。例えば、図２を再び参照すると、システム２００は、自動車、バス、電車、ボート、航空機、またはオブジェクト２４０に対して動く他の任意のタイプの移動車両などの移動車両を含み得るか、またはそれらに取り付けられ得る。この例では、ＬＩＤＡＲデバイス４００をシステム２００に含み得る（例えば、図２に示す様々な構成要素２１０、２２０、２３０、２５０、および／または２７０の代わりに、またはそれに加えて）。したがって、この例では、ＬＩＤＡＲデバイス４００は、オブジェクト２４０に対するシステム２００の動きに応答してオブジェクト２４０に対して動き得る。

【0065】

これらの実装形態では、ＬＩＤＡＲデバイス４００の送信レンズ４３２は、オブジェクトを照明するための光を送信するように構成されてもよい。例えば、図４Ｂに戻って参照すると、ＬＩＤＡＲ４００の送信レンズ４３２は、回転可能ミラー４３４を介して、ＬＩＤＡＲ４００から光４０２ａを、オブジェクト２４０を照明する光２０２（図２に示す）として向けることができる。さらに、この例では、通過光の一部が、オブジェクト２４０からＬＩＤＡＲ４００に向かって反射して戻り得る。次に、回転可能ミラー４３４は、受信した光を受信レンズ４３０（図４Ｃに示す）に向けて反射し、次に、受信レンズ４３０は、入射光を空間フィルタ４２０（すなわち、光学材料４２０）に向けて集束させる。

【0066】

ＩＩＩ．例示的なアパーチャ配置
上記のように、いくつかのシナリオでは、光学走査センサ（ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）を使用して取得した測定値は、光信号を放出する送信器の視線（ＬＯＳ）と放出信号の反射を検出する受信器のＬＯＳとの間のオフセットに関連する視差に影響され得る。一般に、視差は、２つの異なる視線に沿って見たオブジェクトの見かけ上の位置の変位または差である。

【0067】

例えば、送信レンズ４３２の場所から見たときのＬＩＤＡＲ４００の環境におけるオブジェクトの第１の見かけの位置は、受信レンズ４３０の場所から見たときの同じオブジェクトの第２の見かけの位置とは異なり得る。２つの見かけの位置の間の変位の方向は、レンズ４３２および４３０の２つのそれぞれの位置の間の変位の方向に依存し得る。例えば、（レンズ４３２の視点からの）オブジェクトの第１の見かけの位置は、（レンズ４３０の視点からの）オブジェクトの第２の見かけの位置と比較して、ｘ軸の方向にシフトしているように見え得る。

【0068】

追加的に、オブジェクトの２つの見かけの位置の間の変位の程度は、２つのレンズ４３０、４３２の場所の間の距離、ならびにＬＩＤＡＲ４００とオブジェクトとの間の距離に依存し得る。例えば、オブジェクトまでの距離がレンズ４３０とレンズ４３２との間の距離（例えば、５ミリメートルなど）よりも実質的に大きい場合（例えば、１メートルより遠く離れているなど）、オブジェクトから伝播する光は、レンズ４３０、４３２の視点では実質的に同様の方向からであるように見え得る。したがって、「遠い」オブジェクトの見かけの位置（例えば、２つの視点間の距離と比較した場合の「遠い」）は、実質的に同様であり得る。一方、オブジェクトがＬＩＤＡＲ４００の近くにある場合（例えば、１メートル未満離れている）、２つの見かけ上の位置の差は比較的大きくなり得る。例えば、「近い」オブジェクト（例えば、２つの視点間の距離と比較して「近い」）は、レンズ４３２の場所から見たときにシーンの右側にあるように見え、レンズ４３０の場所から見たときにシーンの左側にあるように見え得る。

【0069】

図５は、単一アパーチャ５２２を有する不透明材料５２０を示す。不透明材料５２０およびアパーチャ５２２は、それぞれ、不透明材料１２０およびアパーチャ１２２と同様であり得る。しかしながら、アパーチャ１２２とは異なり、アパーチャ５２２は、丸みを帯びた縁部を有する長方形の形状を有するように示されている。上記のように、アパーチャ５２２は、代替として、同様に異なる形状を有することができる。

【0070】

光学走査システム（例えば、システム１００、ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）の動作に対する視差の影響を説明する例示的なシナリオを以下に示す。このシナリオでは、不透明材料４２０の代わりに不透明材料５２０をＬＩＤＡＲ４００で使用し得る。したがって、シナリオでは、不透明材料５２０の第１の軸５８２は、図４Ｃに示されるｘ軸に平行であり得る。また、軸５８２に直交する（およびアパーチャ５２２の場所で軸５８２と交差する）不透明材料５２０の第２の軸５８４は、図４Ｃに示されるｚ軸に平行となり得る。

【0071】

このシナリオでは、アパーチャ５２２は、レンズ４３０の光軸と交差するように位置決めすることができる。例えば、レンズ４３０の光軸は、図５の軸５３１（図５のページから図４Ｃに示されるｙ軸に平行な方向に延在する）に対応してもよい。例えば、不透明材料５２０は、レンズ４３０の焦点面にまたはその近くに配設され得、したがって、アパーチャ５２２は、レンズ４３０の「焦点」または光軸５３１が焦点面と交差するレンズ４３０の焦点と整列されてもよい。したがって、輪郭５０２ｃは、レンズ４３０が「遠い」オブジェクト（例えば、ＬＩＤＡＲ４００から１メートルより遠く離れているなど）からの光を集束させる不透明材料５２０の領域に対応し得る。例えば、シナリオでは、放出光４０２ａは、遠いオブジェクトで反射し、光軸５３１に実質的に平行な方向からレンズ４３０に戻り得る。したがって、図５に示すように、アパーチャ５２２の場所は、送信器４５０によって照明される環境の領域内の遠視野オブジェクト（例えば、ＬＩＤＡＲ４００から１メートルよりも遠くに離れている）から反射された光の比較的大きな部分を受信するように選択し得る。

【0072】

図示の実施形態では、アパーチャ５２２は、輪郭５０２ｃ内に適合するように成形されている。代替の実施形態では、アパーチャ５２２は、輪郭５０２ｃのより大きな部分と重なり合うように、および／または輪郭５０２ｃのすべてと重なり合うように成形することができる。

【0073】

このシナリオでは、視差のために、「近い」オブジェクト（例えば、ＬＩＤＡＲまでの距離が１メートルまたは他の閾値距離にあるオブジェクト）で反射する放出光４０２ａの部分は、焦点面よりもレンズ４３０までの距離が長い像面に向かって、レンズ４３０により集束され得る。例えば、輪郭５０２ｄは、レンズ４３０が「近い」オブジェクトからの放出光４０２ａの反射を投影する不透明材料５２０の領域を表してもよい。図示されるように、輪郭５０２ｄによって示される投影光は、（輪郭５０２ｃによって示される投影光と比較して）一次アパーチャ５２２とあまり整列されない。例えば、輪郭５０２ｄの位置は、（輪郭５０２ｃに対して）水平方向にシフトするように示されている。

【0074】

また、図示されるシナリオでは、輪郭５０２ｄによって示される視差シフトされた光は、空間フィルタ５２０の表面のより広い領域にわたって投影され得る。例えば、投影光は、焦点面（または空間フィルタ５２０が位置する他の面）でぼやけて見えることがある（例えば、焦点が合っていないなど）。

【0075】

上記のように、輪郭５０２ｃと輪郭５０２ｄとの間の視差シフトの方向は、送信レンズ４３２の位置と受信レンズ４３０の位置との間の差（すなわち、図４Ｃのｘ軸および図５の軸５８２によって示されるｘ方向における）に基づき得る。例えば、不透明材料５２０がＬＩＤＡＲ４００の代わりにＬＩＤＡＲ３００とともに使用されるシナリオでは、輪郭５０２ｃと輪郭５０２ｄとの間の視差シフトは、ＬＩＤＡＲ３００の送信器３５０の位置と受信器３８０の位置との間の異なる（垂直）変位により、代わりに、異なる方向（例えば、垂直軸５８４などに沿って）に沿って起こり得る。

【0076】

図５のシナリオを続けると、輪郭５０２ｅは、別の「近い」オブジェクト（輪郭５０２ｄに関連付けられたオブジェクトよりもＬＩＤＡＲ４００に近い）からの光がレンズ４３０によって投影される不透明材料５２０の領域に対応し得る。したがって、空間フィルタ５２０が位置する平面における視差歪みの程度（例えば、位置シフト、像ぼかしなど）は、反射オブジェクトとＬＩＤＡＲとの間の距離に基づいて変化し得る。例えば、このシナリオでは、（輪郭５０２ｃに対する）輪郭５０２ｅの歪みの範囲は、輪郭５０２ｄよりも大きくなり得る（輪郭５０２ｅに関連付けられたオブジェクトは、輪郭５０２ｄに関連付けられたオブジェクトよりもＬＩＤＡＲに近いため）。追加的に、図５に示すように、輪郭５０２ｅは、一次アパーチャ５２２とさえ交差しないような方法でシフトされてもよい。

【0077】

視差により、このシナリオでは、「近い」オブジェクトからの反射光のより小さな部分がアパーチャ５２２を通過する（「遠い」オブジェクトからの反射光の一部がアパーチャ５２２を通過することと比較して）。

【0078】

したがって、光学走査システム（例えば、システム１００、ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）に対する視差の影響を軽減するための例示的な実施形態が本明細書で開示される。

【0079】

図６は、例示的な実施形態による、複数のアパーチャ６２２、６２４、６２５、６２６、６２８、６２９を画定する不透明材料６２０を示す。不透明材料６２０は、不透明材料１２０、４２０、５２０のいずれかと同様であり得、システム１００および／またはＬＩＤＡＲデバイス２００、３００、４００などの光学システムとともに使用され得る。さらに、アパーチャ６２２、６２４、６２５、６２６、６２８、６２９は、アパーチャ１２２および５２２のいずれかと同様に実装され得る。また、軸６８２、６８４、および６３１は、それぞれ、図５の軸５８２、５８４、および５３１と同様であり得る。

【0080】

図示されるように、不透明材料６２０は、単一のアパーチャではなく、一次アパーチャ６２２および１つ以上の二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９を含む複数のアパーチャを画定している。この配置により、本明細書のデバイスまたはシステムは、不透明材料６２０を使用して、（例えば、レンズ１３０、２３０、３３０、４３０などからの）集束光を、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通って、１つ以上の光検出器（例えば、アレイ１１０、検出器１１２、検出器（複数可）４１２など）に向けて通過させることができる。そのために、図示されるように、二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９は、一次アパーチャ６２２の位置と比較して、軸の外（例えば、焦点の外の位置）に位置決めされる。したがって、例えば、「近い」オブジェクトによって反射された光が、視差のために、受信レンズ（例えば、レンズ４３０）によって、一次アパーチャ６２２と重なり合わない透明材料６２０の領域（例えば、図５において輪郭５０２ｄおよび５０２ｅとして記載された領域）上に集束（および／または投影）されるシナリオにおいては、歪んだ集束光の一部（複数可）は、依然として、二次アパーチャを介して光検出器（複数可）（例えば、アレイ１１０、検出器（複数可）１１２、４１２など）へと通過することができる。したがって、不透明材料６２０は、システム１００、および／またはＬＩＤＡＲ２００、３００、４００などの動作における視差の影響を軽減するための本明細書の例示的な実施形態である。

【0081】

いくつかの例では、複数のアパーチャ６２２、６２４、６２５、６２６、６２８、６２９のうちの少なくとも１つを通過した発散光を受信する光検出器（複数可）（例えば、アレイ１１０、検出器（複数可）１１２、４１２など）の断面積は、複数のアパーチャの断面積の合計よりも大きくてもよい。したがって、例えば、本明細書のシステムは、不透明材料６２０を使用して、複数のアパーチャのうちの１つ以上を通過した発散光を検出するために利用可能な検出領域を増やしながら、ノイズの検出を低減し得る。

【0082】

いくつかの例では、様々なアパーチャのサイズを変化させて、不透明材料６２０を通過する光の量を制御することができる。

【0083】

第１の例では、一次アパーチャのサイズは、１つ以上の二次アパーチャの各二次アパーチャのそれぞれのサイズよりも大きい。例えば、図示されるように、一次アパーチャ６２２は、二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９のそれぞれより大きくなり得る。

【0084】

第２の例では、一次アパーチャは、第１のサイズを有し、１つ以上の二次アパーチャの第１の二次アパーチャは、第２のサイズを有し、１つ以上の二次アパーチャの第２の二次アパーチャは、第３のサイズを有する。例えば、図示されるように、一次アパーチャ６２２は、二次アパーチャ６２４、６２５、６２６の第２のサイズよりも大きい第１のサイズを有し、二次アパーチャ６２８、６２９は、第２のサイズよりもさらに小さい第３のサイズを有する。

【0085】

代替的に、第３の例では、一次アパーチャは、第１のサイズを有してもよく、各二次アパーチャは、第２の（同じ）サイズを有してもよい。したがって、図示されていないが、すべての二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９は、代替的に、一次アパーチャ６２２の第１のサイズよりも小さい同じ（第２の）サイズを有することができる。

【0086】

第４の例では、第２の例の変形として、第１の二次アパーチャは、一次アパーチャまでの第１の距離にあってもよく、第２の二次アパーチャは、第１の距離よりも大きい一次アパーチャまでの第２の距離にあってもよく、第１の二次アパーチャの第２のサイズは、第３のサイズよりも大きくてもよい。例えば、図示されるように、二次アパーチャ６２４は、二次アパーチャ６２９の（第３の）サイズよりも大きい（第２の）サイズを有し、一次アパーチャ６２２と二次アパーチャ６２９との間の（第２の）距離よりも一次アパーチャ６２２までの（第１の）距離が短い。したがって、この配置では、ＬＩＤＡＲに「近い」オブジェクトに関連付けられている視差の場合、一次アパーチャにより近い他の二次アパーチャもまた「近い」オブジェクトから反射された視差シフトされた集束光の一部を送信する可能性があるため、追加の二次アパーチャを小さくして、光検出器に送信されるノイズの量を減らすことができる。

【0087】

一実施形態では、一次アパーチャ６２２は、水平に（すなわち、軸６８２の方向に）２５０μｍの幅および垂直に（すなわち、軸６８４の方向に）１００μｍの長さを有してもよく、二次アパーチャ６２４、６２５、６２６は、６０μｍの直径を有してもよく、二次アパーチャ６２８、６２９は、４０μｍの直径を有してもよい。また、この実施形態では、一次アパーチャ６２２の位置と二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９のそれぞれの位置との間のそれぞれの距離は、２７５μｍ、４２５μｍ、５７５μｍ、７２５μｍ、および８７５μｍであってもよい。代替の実施形態では、様々なアパーチャのサイズおよび位置は、上記の例示的なサイズおよび位置とは異なっていてもよい。

【0088】

いくつかの例では、二次アパーチャは、アパーチャを使用するシステムにおける視差シフトの予想される方向に従って配置することができる。

【0089】

ＬＩＤＡＲ送信器がシーンを照射するために光を放出し、放出光の反射が受信レンズ（例えば、レンズ１３０、２３０、３３０、４３０など）によって不透明材料６２０に向けて集束される第１の例では、１つ以上の二次アパーチャは、受信レンズの位置に対するＬＩＤＡＲ送信器の位置に基づいて、不透明材料に配置されてもよい。例えば、図４Ｃを再び参照すると、不透明材料６２０は、ＬＩＤＡＲデバイス４００とともに使用するように構成され得る。この例では、受信レンズ４３０の位置は、送信器４６０の位置に対して正のｘ軸方向（例えば、図６の軸６８２）に沿って変位している。したがって、この例では、二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９は、ｘ軸（すなわち、軸６８２）の同様の方向に沿ってオフセット位置に配置され得る（例えば、その特定のＬＩＤＡＲ配置における視差シフトの予想される経路に従って光を捕捉するように）。

【0090】

代替的または追加的に、第２の例では、一次アパーチャは、不透明材料の特定の側面までの所与の距離にあってもよく、１つ以上の二次アパーチャのそれぞれは、不透明な素材の特定の側面までの所与の距離よりも大きくてもよい。例えば、図６に示されるように、一次アパーチャ６２２は、不透明材料６２０ａの側面６２０ａまでの所与の距離にあり、二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９のそれぞれは、側面６２０ａまでの所与の距離よりも大きい。

【0091】

図７は、例示的な実施形態による、複数のアパーチャ７２２、７２４、７２５、７２８、７２９を画定する別の不透明材料７２０を示す。不透明材料７２０は、不透明材料１２０、４２０、５２０、６２０のいずれかと同様であり得、システム１００および／またはＬＩＤＡＲデバイス２００、３００、４００などのような光学システムとともに使用され得る。さらに、アパーチャ７２２、７２４、７２５、７２８、７２９は、アパーチャ１２２および５２２のいずれかと同様に実装され得る。また、軸７８２、７８４、および７３１は、それぞれ、図５の軸５８２、５８４、および５３１と同様であり得る。

【0092】

図示されるように、不透明材料７２０は、一次アパーチャ７２２および１つ以上の二次アパーチャ７２４、７２５、７２８、７２９を含む複数のアパーチャを画定している。上記のように、複数のアパーチャは、様々な方法で配置することができる。

【0093】

いくつかの例では、不透明材料７２０の一次アパーチャは、垂直軸および垂直軸に直交する水平軸を有してもよい。これらの例では、１つ以上の二次アパーチャの第１の二次アパーチャは、一次アパーチャの水平軸の上方に位置決めされ得、１つ以上の二次アパーチャの第２の二次アパーチャは、水平軸の下方に位置決めされ得る。例えば、図示されるように、軸７８４は、一次アパーチャ７２２の垂直軸に対応してもよく、軸７８２は、一次アパーチャ７２２の水平軸に対応してもよい。この場合、図示されるように、第１の二次アパーチャ７２４は、水平軸７８２の上方に位置決めされ、第２の二次アパーチャ７２８は、水平軸７８２の下方に位置決めされる。

【0094】

追加的または代替的に、いくつかの例では、空間フィルタ（例えば、不透明材料７２０など）は、垂直軸と水平軸との間の第１の線形配置における少なくとも２つの二次アパーチャ、および垂直軸と水平軸との間の第２の線形配置における少なくとも２つの他の二次アパーチャを含んでもよい。例えば、図示される実施形態では、二次アパーチャ７２４および７２５は、軸７８２の上方に位置決めされ、二次アパーチャ７２８および７２９は、軸７８２の下方に位置決めされる。例えば、二次アパーチャ７２４、７２５、７２８、７２９のうちの１つ以上は、必ずしも図６の二次アパーチャ６２４、６２５、６２６、６２８、６２９について示される線形配置である必要はなく、輪郭５０２ｄおよび／または５０２ｅ（図５に示される）と依然として重複してもよい。他の二次アパーチャ配置が可能である。

【0095】

また、いくつかの例では、二次アパーチャは、不透明な素材７２０を採用するシステム（例えば、システム１００、ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）の光学要素によって集束された周囲光（または他のバックグラウンドノイズ）の影響を受けにくい場所で選択することができる。例えば、図４Ｃを再び参照すると、不透明材料４２０の代わりに不透明材料７２０がＬＩＤＡＲ４００で使用されるシナリオを考える。このシナリオでは、送信器４５０（および／または受信器４８０）および／またはＬＩＤＡＲ４００の１つ以上の他の構成要素（例えば、レンズ４３０、４３２など）の光キャビティは、送信光ビーム４０２ａ（および／または受信光ビーム４０２）の一部をそらさせ得る（例えば、散乱したり、偏向したり、反射したりする）。その結果、そらされた光は、レンズ４３０によって一次アパーチャ７２２から離れて（例えば、一次アパーチャ７２２と重ならない不透明材料７２０の領域に向かってなど）集束され得る。また、このシナリオでは、そのような（そらされた）ノイズ信号の場所は、レンズ４３０によって空間フィルタ７２０に向けて集束されるとき、軸７８２に沿っていると予想され得る。したがって、不透明材料を介して送信されるノイズ信号の量を低減しながら不透明材料７２０を介して視差シフト光信号の送信を可能にするために、二次アパーチャ７２４、７２５、７２８、７２９は、ノイズ信号が一次アパーチャ７２２から離れてそらされる予想される場所から離れて配置することができる。

【0096】

いくつかの実装形態では、不透明材料７２０は、そこに入射する集束光の１つ以上の部分を、空間フィルタ７２０を通って、通過させる（例えば、受信レンズ４３０などによって集束される）空間フィルタ７２０として構成されてもよい。

【0097】

これらの実装形態では、一次アパーチャ７２２は、ＬＩＤＡＲデバイスまでの閾値距離よりも大きい距離にある、集束光に関連するオブジェクト（例えば、入射光を反射してシステム２００のＬＩＤＡＲデバイスへと戻す図２のオブジェクト２４０など）に基づいて、空間フィルタ７２０を通って、集束光の少なくとも閾値部分を通過させるように（例えば、受信レンズ４３０の焦点軸に沿って）配置される一次ピンホール７２２として構成され得る。例えば、図５を再び参照すると、閾値距離よりも大きい距離にある（例えば、ＬＩＤＡＲデバイスから１メートルよりも遠くに離れている）オブジェクトからの反射光は、輪郭５０２ｃと実質的に同様な空間フィルタ５２０の領域に集束され得る。このようにして、集束光の少なくとも閾値部分（例えば、一次ピンホール５２２と重なる輪郭５０２ｃの部分）は、一次ピンホール５２２を通過し得る。一実施形態では、一次ピンホール５２２を通過する閾値部分は、集束光の少なくとも約８５％（例えば、８７％、８９％など）である。他の閾値部分も可能である。

【0098】

これらの実装形態では、二次アパーチャ７２４、７２５、７２８、７２９は、ＬＩＤＡＲデバイスへの閾値距離未満の距離にあるオブジェクト（例えば、オブジェクト２４０）に基づいて、空間フィルタ７２０を通って、集束光の１つ以上の部分を通過させるように配置された二次ピンホール７２４、７２５、７２８、７２９として構成され得る。例えば、図５を再び参照すると、オブジェクトが空間フィルタ７２０のＬＩＤＡＲデバイスに近づくにつれて、焦点面上のオブジェクトの像は、輪郭５０２ｄに対応し得る。また、オブジェクトがさらに近くなるにつれて、その像は輪郭５０２ｅなどに対応し得る。したがって、この例では、オブジェクトの範囲（すなわち、オブジェクトとＬＩＤＡＲデバイスとの間の距離）に応じて、オブジェクトの視差シフト像の一部（複数可）が、二次ピンホール７２４、７２５、７２８、および／または７２９のうちの１つ以上と重なり始め得る。このようにして、二次ピンホール（複数可）は、空間フィルタ７２０を通ってそこに入射する（視差シフトされた）集束光のそれぞれの部分を通過させることができる。

【0099】

いくつかの例では、空間フィルタ７２０は、そこに入射する集束光の一部（例えば、空間フィルタ７２０を含むＬＩＤＡＲデバイスによって走査されたオブジェクトから受信した反射光パルス）を選択するように構成される。これらの例では、選択された部分の強度は、オブジェクトとＬＩＤＡＲシステムとの間の距離に関連付けられ得る。

【0100】

第１の例では、オブジェクトが閾値距離よりも大きい第１の距離範囲内にある場合、オブジェクトまでの距離が増加するにつれて、選択された部分の強度は減少し得る。一実施形態では、選択された部分の強度は、１／Ｒ²倍だけ減少し得る（Ｒは、ＬＩＤＡＲとオブジェクトとの間の距離である）。例えば、オブジェクトが第１の距離範囲内の任意の距離にある場合、反射光パルスは、一次ピンホールが位置する空間フィルタ７２０のほぼ同じ領域（例えば、図５の輪郭５０２ｃと同様に）に向けて、ＬＩＤＡＲによって集束され得る。上記のように、比較的遠くにあるオブジェクトを走査するとき、視差シフトは最小限であると予想される。

【0101】

第２の例では、オブジェクトが閾値距離よりも短い第２の距離範囲内にある場合、オブジェクトまでの距離が減少するにつれて、選択された部分の強度は減少し得る。例えば、オブジェクトが第２の距離範囲内の任意の距離にある場合、反射光パルスは、図５の輪郭５０２ｄおよび５０２ｅによって示される視差シフト位置など、空間フィルタ７２０上の視差シフト位置に向けて集束され得る。その結果、（視差のために）反射光パルスのより小さな部分（またはまったくない部分）が一次ピンホール７２２と重なり得る。

【0102】

したがって、いくつかの実装形態では、二次ピンホール７２４、７２５、７２８、７２９のサイズおよび／または位置は、オブジェクト距離を、空間フィルタによって選択された集束光部分の信号強度と関連付けるように構成することができる。例えば、（第２の距離範囲でオブジェクトによって反射された）空間フィルタの表面上の視差シフトされた集束光の予想される場所（例えば、輪郭５０２ｄ、５０２ｅ）および他の特性（例えば、スポットサイズ、強度分布など）を計算（例えば、送信器と受信器の相対位置などのＬＩＤＡＲの光学特性に基づいてシミュレートするなど）または測定（例えば、測定値を収集中にＬＩＤＡＲの近くのオブジェクトを移動することで）することができる。この情報に基づいて、オブジェクトが第２の距離範囲内にあるときに、二次ピンホールのサイズおよび／または場所を調整して、所望のＬＩＤＡＲシステムの応答挙動を実現できる。一実装形態では、第２の距離範囲内にあるオブジェクトに基づいて、空間フィルタ７２０によって選択された集束光部分の強度は、オブジェクトとＬＩＤＡＲとの間の距離の減少に応じてオブジェクトとして減少し得る。

【0103】

第３の例では、オブジェクトが、閾値距離よりも短い（および第２の距離範囲とは異なる）第３の距離範囲内の任意の距離にある場合、空間フィルタからの選択された部分の強度は、所定の強度（または所与の強度からの閾値許容誤差内）に対応する。例えば、ＬＩＤＡＲシステムは、オブジェクトが第３の距離範囲内の任意の距離にあるときに「平坦な」または「一定の」システム応答を提供するように構成され得る。

【0104】

図８は、例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲシステム応答の概念図である。

【0105】

図８では、横軸に沿った値は、ＬＩＤＡＲによって走査されたオブジェクト（または「ターゲット」）までの距離（または「範囲」）を表している。説明の便宜上、横軸の範囲値は、ｄ倍にスケーリングされている。一実施形態では、ｄは１ミリメートルに対応する。この実施形態では、水平軸の１００の範囲は、１００ｄ＝１００ミリメートルの距離に対応し得る。他の実施形態では、ｄは、異なるスケーリング係数に対応してもよい。

【0106】

図８では、縦軸に沿った値は、ＬＩＤＡＲが対応する範囲に位置するオブジェクトを走査したときに予想されるＬＩＤＡＲシステム応答を表している。例えば、図８に示される概念的なＬＩＤＡＲシステム応答は、それぞれ、対応する送信信号パワー（例えば、ＬＩＤＡＲシステムに反射して戻された、対応する放出光パルスの強度）に対する受信された信号パワー（例えば、ＬＩＤＡＲシステムによって検出される反射光パルスの強度）の（スケーリングされた）比率を表してもよい。説明の便宜上、図８で表されるシステム応答は、０～１００の値に対応するようにスケーリングされている。

【0107】

いくつかの例では、放出光パルスは、ＬＩＤＡＲシステムによって検出される対応する反射光パルスの一部よりも実質的に多い数のエネルギーの光子を有してもよい。一例では、放出光パルス内の光子の数は、１兆個を超える光子であってもよく、対応する反射光パルスからＬＩＤＡＲシステムによって検出される光子の数は、数千から数百万の範囲の光子であってもよい。他の例も可能である。

【0108】

図８に示されるシステム応答および範囲値は必ずしも正確ではなく、例として示されるように図示されるだけであることに留意されたい。したがって、本開示の範囲内のいくつかの例示的なＬＩＤＡＲシステムは、示されているものとは異なるＬＩＤＡＲシステム応答（および／または異なる走査範囲）を有してもよい。

【0109】

いくつかの例では、ＬＩＤＡＲシステム応答を測定または特性評価できる（例えば、製造テストの一部として、キャリブレーション中など）。他の例では、ＬＩＤＡＲシステム応答を、様々なＬＩＤＡＲ構成要素（ＬＩＤＡＲ送信器、ＬＩＤＡＲ受信器、空間フィルタ、ピンホール、レンズ、ミラーなど）の相対位置、および／または様々なＬＩＤＡＲ構成要素の光学特性（例えば、送信および／または受信レンズの焦点距離、光検出器の感度など）などのＬＩＤＡＲシステムの光学特性に基づいてコンピュータを使用して計算またはシミュレーションできる。

【0110】

図８は、シングルピンホール空間フィルタ（例えば、不透明材料５２０と同様）を備えたＬＩＤＡＲシステム、マルチピンホール空間フィルタ（例えば、不透明材料７２０と同様）を備えた別のＬＩＤＡＲシステムの概念的なＬＩＤＡＲシステム応答を示す。

【0111】

図示されるように、両方の空間フィルタは、それぞれのＬＩＤＡＲから離れた閾値距離（例えば、１０００ｄ）よりも遠くに離れて位置するオブジェクトを走査するときに、同様のＬＩＤＡＲシステム応答に関連付けられ得る。上記のように、これらの「遠い」範囲で走査されたオブジェクトは、視差の影響を受けにくいことがある。例えば、両方のＬＩＤＡＲのシステム応答（例えば、１０００ｄを超える距離）は、オブジェクトまでの実際の距離と均一な関係にあると予想される（例えば、システム応答は、ＬＩＤＡＲとオブジェクトとの間の距離の二乗に反比例し得る）。

【0112】

さらに、図示されるように、両方の空間フィルタは、より近い走査範囲で比較的低いＬＩＤＡＲシステム応答に関連付けられている（例えば、ＬＩＤＡＲが１０００ｄ未満の距離でオブジェクトを走査しながら）。これらのより低いシステム応答値は、上述の視差シフト効果が原因である可能性があり、これにより、照明されたオブジェクトからの戻り光信号が空間フィルタ上のシフト位置（例えば、輪郭５０２ｄ、５０２ｅ）に（少なくとも部分的に）集束される。

【0113】

図示されている例では、マルチピンホール空間フィルタ（例えば、不透明材料７２０）を備えたＬＩＤＡＲは、シングルピンホール空間フィルタ（例えば、不透明材料５２０）を備えたＬＩＤＡＲと比較して、近距離のターゲット（例えば、１０００ｄ未満の距離にあるオブジェクト）を走査するときに、ＬＩＤＡＲシステム応答（例えば、検出する能力）が向上したものであり得る。これは、１０ｄ～１０００ｄ離れて位置するオブジェクトを走査したときのマルチピンホール空間フィルタ搭載ＬＩＤＡＲの全体的に高いシステム応答値（シングルピンホール搭載ＬＩＤＡＲと比較して）によって図８に示されている。例えば、図８のシナリオでは、マルチピンホール空間フィルタのＬＩＤＡＲは、２００ｄ離れたオブジェクトからの信号（例えば、約４０のシステム応答）を検出し、一方、シングルピンホール空間フィルタの他のＬＩＤＡＲは、同じ（２００ｄ）範囲からの信号（例えば、システム応答＝０）を検出しなかった。

【0114】

いくつかの例では、本明細書のＬＩＤＡＲシステム（例えば、ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）は、複数のシステム応答構成のうちの１つに従ってオブジェクト（例えば、オブジェクト２４０）を走査するように構成されてもよい。

【0115】

第１の例では、ＬＩＤＡＲシステムは、オブジェクトが閾値距離よりも大きいＬＩＤＡＲシステムからの第１の距離範囲内にあることに基づいて、第１のシステム応答構成に従ってオブジェクトを走査してもよい。例えば、図８のシナリオでは、第１の距離範囲は、ＬＩＤＡＲシステムから１０００ｄ（例えば、１０００ミリメートルなど）の例示的な閾値距離よりも大きい走査範囲間隔に対応し得る。この例では、ＬＩＤＡＲシステムは、第１のシステム応答構成（例えば、オブジェクトまでの距離の二乗に反比例するシステム応答など）に従ってオブジェクトを走査し得る。したがって、第１のシステム応答構成に従って動作している間、ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムからオブジェクトまでの距離を示す出力を提供するように構成され得る。

【0116】

いくつかの実装形態では、ＬＩＤＡＲシステムは、オブジェクトが第１の距離範囲内の距離にあることに基づいて、ＬＩＤＡＲシステムからオブジェクトまでの距離を示す強度を有するオブジェクトからの集束光の少なくとも一部を通過させるように構成された空間フィルタ（例えば、不透明材料７２０）を含んでもよい。例えば、空間フィルタの一次ピンホール（例えば、一次アパーチャ５２２、６２２、７２２など）は、ＬＩＤＡＲの受信レンズの焦点軸に沿って位置決めされて、「遠視野」範囲（例えば、図８の例では１０００ミリメートルより遠く離れている）から信号を受信することができる。

【0117】

第２の例では、ＬＩＤＡＲシステムは、オブジェクトが閾値距離よりも短い第２の距離範囲内にあることに基づいて、第２のシステム応答構成に従ってオブジェクトを走査してもよい。例えば、図８に示すように、ＬＩＤＡＲシステムは、４００～１０００の範囲の間隔内に位置するオブジェクトのオブジェクト距離に応じて変化するシステム応答を提供し得る（例えば、オブジェクトまでの距離が増加するにつれてシステム応答が増加する）。これを容易にするために、空間フィルタの二次アパーチャの位置および／またはサイズは、ＬＩＤＡＲシステム（および／またはその１つ以上の構成要素）の光学特性に基づいてもよい。例えば、図７を再び参照すると、二次アパーチャ７２４、７２５、７２８、７２９のサイズおよび／または位置は、ＬＩＤＡＲシステムまでの第２の距離範囲内に位置するオブジェクトから集束された光の予想される視差シフト光路（例えば、輪郭５０２ｅおよび５０２ｄ）に基づくことができる。

【0118】

第３の例では、ＬＩＤＡＲシステムは、オブジェクトがＬＩＤＡＲシステムからの第３の距離範囲内にあることに基づいて、第３のシステム応答構成に従ってオブジェクトを走査してもよい。

【0119】

いくつかの実装形態では、第３の距離範囲は、閾値距離未満であり、かつ／または第２の範囲距離未満であってもよい。例えば、図８に示すように、マルチピンホール空間フィルタのＬＩＤＡＲは、２００～４００の範囲の間隔でオブジェクトを走査するときに、ほぼ一定またはフラットなシステム応答を提供してもよい。したがって、この例では、ＬＩＤＡＲは、２００～４００の範囲の間隔内の任意の距離にあるオブジェクトを走査するときに、ほぼ一定の受信信号を出力するように構成され得る。したがって、第３のシステム応答構成では、ＬＩＤＡＲシステムは、光検出器によって捕捉された反射信号の一部が、第３の距離範囲内の実際のオブジェクト距離に関係なく、十分に高い（例えば、システム応答値が少なくとも３８）ことを確実にすることができる。例えば、第３のシステム応答構成により、ＬＩＤＡＲシステムは、オブジェクト（例えば、２００～４００の範囲の間隔）の近くを走査するときに、戻り光パルスをバックグラウンドノイズから区別することを可能にし得る。

【0120】

他の実装形態では、（「平坦な」または「一定の」システム応答に関連する）第３の距離範囲は、代替的に、閾値距離よりも大きく、および／または代替的に、第２の距離範囲よりも大きくすることができる。したがって、例の中で、二次ピンホールのサイズおよび／または位置は、異なる方法で変化させて、異なるＬＩＤＡＲ走査範囲で異なるタイプのＬＩＤＡＲシステム応答を達成することができる。

【0121】

いくつかの例では、ＬＩＤＡＲシステムの複数のシステム応答構成は、ＬＩＤＡＲシステムのアプリケーション（例えば、車載ＬＩＤＡＲ、ロボットプラットフォーム搭載ＬＩＤＡＲ、屋内環境で使用されるＬＩＤＡＲ、屋外環境で使用されるＬＩＤＡＲ、車両の上面や車両の前面など、システムの特定の部分に取り付けられたＬＩＤＡＲなど）に従って選択することができる。例えば、車両で使用されるＬＩＤＡＲシステムは、屋内設定で使用されるＬＩＤＡＲシステムとは異なるシステム応答構成（例えば、特定の走査範囲に対するシステム応答挙動）を有してもよい。

【0122】

いくつかの例では、本明細書のシステム（例えば、システム１００、ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）は、制御信号（および／または他の入力）に基づいて複数のシステム応答構成の１つ以上を調整するように構成されてもよい。制御信号は、例えば、コントローラ（例えば、コントローラ２７０）または別のコンピューティングデバイスによって提供することができる。

【0123】

一例では、システム１００は、（例えば、アクチュエータなどを介して）空間フィルタ１２０をレンズ１３０に向かって、レンズ１３０から離れて、および／または水平に（例えば、レンズ１３０の焦点面に沿って）移動して、レンズ１３０に対するその上の１つ以上のアパーチャ（例えば、アパーチャ１２２）の位置を調整してもよい。この例では、システム１００の特定の走査範囲に対するシステム応答構成を調整し得る。代替的または追加的に、レンズ１３０および／または検出器アレイ１１０は、空間フィルタ１２０に対して移動されてもよい。

【0124】

別の例では、ＬＩＤＡＲ２００は、不透明材料２２０を、異なるシステム応答構成に関連する異なる不透明材料で置き換えてもよい。例えば、コントローラ２７０は、アクチュエータを操作して、レンズ２３０と検出器２１０との間に異なる数または配置のアパーチャを有する異なる空間フィルタ（図２には図示せず）を挿入してもよい。

【0125】

図９は、例示的な実施形態による、車両を示す。車両９００は、１つ以上のセンサシステム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０を含み得る。１つ以上のセンサシステム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０は、システム１００、ＬＩＤＡＲ２００、３００、および／または４００と同様または同一であり得る。

【0126】

センサシステム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０のうちの１つ以上は、車両９００の周りの環境を光パルスで照明するように、所与の平面に垂直な軸（例えば、ｚ軸）を中心に回転するように構成され得る。反射光パルスの様々な側面（例えば、飛行時間の経過、偏光など）の検出に基づいて、環境に関する情報を決定し得る。

【0127】

例示的な実施形態では、センサシステム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０は、車両９００の環境内の物理的オブジェクトに関連し得るそれぞれの点群情報を提供するように構成されてもよい。車両９００およびセンサシステム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０は、特定の特徴を含むものとして示されているが、他のタイプのシステムが本開示の範囲内で企図されることを理解されたい。

【0128】

いくつかの実装形態では、空間フィルタ（不透明材料）１２０、２２０、４２０、５２０、６２０、および／または７２０のうちの１つ以上は、レンズ（例えば、レンズ１３０、２３０、３３０、４３０など）の焦点面に配設されてもよい。代替的に、他の実装形態では、本明細書のシステムは、異なる場所に配設されたこれらの空間フィルタのいずれかを含んでもよい。例えば、空間フィルタ（複数可）は、システムの特定の距離（例えば、ＬＩＤＡＲシステムの最も明確な検出範囲）にあるシーンの一部に関連する共役面で、および／またはとりわけ、レンズからの過焦点距離に関連する像平面に沿って、レンズの焦点面に平行に、レンズの焦点面の近くに代替的に配設することができる。

【0129】

したがって、いくつかの例では、本明細書のＬＩＤＡＲシステム（例えば、ＬＩＤＡＲ２００、３００、４００など）は、ＬＩＤＡＲシステムの所定の最大走査範囲構成に関連する受信レンズ（例えば、受信レンズ１３０、２３０、および／または４３０）の共役面にまたはその近くに配設された不透明材料（例えば、空間フィルタ１２０、２２０、４２０、５２０、６２０、および／または７２０）を含んでもよい。例として図２を再び参照すると、ＬＩＤＡＲ２００は、ＬＩＤＡＲ２００までの３０メートルの例示的な所定の最大走査範囲内にある環境の領域を繰り返し走査するように構成され得る。この例では、空間フィルタ２２０は、その最大走査範囲である３０メートルに関連するレンズ２３０の共役面にまたはその近くに配設され得る。他の例も可能である。

【0130】

ＩＶ．例示的な方法
図１０は、例示的な実施形態による方法１０００のフローチャートである。方法１０００は、例えば、システム１００、ＬＩＤＡＲデバイス２００、３００、４００、不透明材料５２０、６２０、７２０、および／または車両９００とともに使用できる方法の実施形態を提示する。方法１０００は、ブロック１００２～１００８のうちの１つまたは複数によって図示のように、１つまたは複数の操作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で示されているが、これらのブロックは、いくつかの例では、並行に、かつ／または本明細書で説明された順序とは異なる順序で実行され得る。また、様々なブロックは、より少ないブロックに組み合わされ、追加のブロックに分割され、かつ／または所望の実装に基づいて除去されてもよい。

【0131】

ブロック１００２において、方法１０００は、シーンに対して配設されたレンズ（例えば、レンズ１３０）により、シーンからの光（例えば、光１０２）をレンズの焦点面に向けて集束させることを含む。

【0132】

ブロック１００４において、方法１０００は、レンズの焦点面に配設された不透明材料内に画定された複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通って集束光を通過させることを含む。例えば、図７を再び参照すると、不透明材料７２０は、レンズ１３０、３３０、および／または４３０のいずれかの焦点面に配設され得る。この例では、レンズによって集束された光は、複数のアパーチャ７２２、７２４、７２５、７２８、７２９のうちの１つ以上と（少なくとも部分的に）重なる領域（例えば、図５に示される領域５０２ｃ、５０２ｄ、５０２ｅのいずれかと同様な）の不透明材料７２０の表面に投射され得る。したがって、この例では、１つ以上のアパーチャは、不透明材料７２０を介してその上に投影された集束光の一部（複数可）を通過させ得る。

【0133】

ブロック１００６において、方法１０００は、１つ以上の光検出器（例えば、アレイ１１０、光検出器１１２、光検出器２１０、光検出器４１２など）によって、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つを通って通過した発散光（例えば、発散光１０２）を捕捉することを含む。

【0134】

ブロック９１００８において、方法１０００は、１つ以上の光検出器によって、捕捉された光を検出することを含む。例えば、図１に示すように、アレイ１１０の光検出器は、そこに入射する光１０２の強度を示す出力信号を提供し得る。別の例として、図４Ｃを再び参照すると、単一の光検出器４１２が代わりに出力信号を提供してもよい。

【0135】

Ｖ．結論
上記の詳細な説明は、添付の図面を参照して、開示されたシステム、デバイス、および方法の様々な特徴および機能を説明している。本明細書では様々な態様および実施形態が開示されているが、他の態様および実施形態も明らかであろう。本明細書で開示された様々な態様および実施形態は、例示のみを目的とするものであり、限定することを意図するものではなく、真の範囲は以下の特許請求の範囲によって示される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】