(57)【要約】  実施形態は、ターゲットに対する３次元レンジを測定することを目的とする。送信器は、ターゲットに向けて光を放射する。孔は、ターゲットからの光の反射を受入れる。孔は、縦列を有するピクセルの横列を含むセンサに向けて反射を差し向けることができる。センサは、送信器から所定距離だけオフセットされている。センサ上の反射の１又は２以上の予想到達時刻は、出発時刻及びオフセットされた所定距離に基づいている。ピクセルの一部は、１又は２以上の予想到達時刻に基づいて順番に駆動される。ターゲットの３次元レンジ測定値は、ピクセルの一部によって検出される反射に基づいている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに対する３次元レンジを測定する方法であって、
光を送信器によってターゲットに向かって放射するステップと、
前記ターゲットからの光の１又は２以上の反射を孔により受入れるステップと、
光の前記１又は２以上の反射を前記孔によってセンサに向って差し向けるステップと、を有し、前記センサは、複数の縦列を有する１又は２以上の横列に配列された複数のピクセルを含み、前記センサは、前記送信器の位置から所定距離だけオフセットされた別の位置に位置決めされ、
更に、前記ターゲットに向かって放射された光の１又は２以上の出発時刻を、１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記センサにおける光の前記１又は２以上の反射の１又は２以上の予想到達時刻を、前記１又は２以上の出発時刻及び前記オフセットされた所定距離に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記１又は２以上の横列に配列された前記複数のピクセルのうちの１又は２以上の部分を、前記１又は２以上の予想到達時刻に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって、順番に作動させるステップと、を有し、
前記ターゲットの３次元レンジの測定は、前記複数のピクセルのうちの前記１又は２以上の部分によって検出された前記１又は２以上の光の反射に基づく、方法。
【請求項２】
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分が、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含むことを、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のうちの決定された前記第１の部分に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
更に、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す前記ピクセルのうちの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差を、前記前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のうちの第１の部分に対して決定された前記視差に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分が、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含むことを、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差と、視差閾値とを、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって比較するステップと、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差が、視差閾値を超えるとき、前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差が、視差閾値よりも小さいとき、放射された前記光の飛行時間を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、放射された前記光の決定された飛行時間に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差が、視差閾値よりも小さいとき、光の１又は２以上のバーストを、前記送信器によって放射するステップと、
光の前記１又は２以上のバーストの１又は２以上の飛行時間を、光の前記１又は２以上のバーストの１又は２以上の反射の捕獲を示す前記センサに基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、光の前記１又は２以上のバーストの前記決定された１又は２以上の飛行時間に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
更に、時間的に分離した光のバーストを、前記送信器によって送信するステップを有し、前記光のバーストの各々は、時間的に分離した前記光のバーストにおいて互いにバーストを比較したときに異なる色の光を含み、
更に、前記異なる色の各々についてそれぞれ、前記異なる色の１又は２以上を有する光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の部分を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記異なる色の１又は２以上の光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の各部分についてそれぞれ、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のそれぞれの部分の視差を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記異なる色の１又は２以上を有する光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の部分についてのそれぞれの視差に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定するステップと、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ターゲットに対する３次元レンジを測定するシステムであって
光をターゲットに向かって放射する送信器と、
前記ターゲットからの光の１又は２以上の反射を受入れ、光の前記１又は２以上の反射をセンサに向かって差し向ける孔と、
複数の縦列を有する１又は２以上の横列に配列された複数のピクセルを含み、前記送信器の位置から所定距離だけオフセットされた別の位置に位置決めされたセンサと、
命令を記憶する１又は２以上のメモリデバイスと、
複数のアクションを実行するために前記記憶した命令を実行する１又は２以上のプロセッサデバイスと、を有し、
前記複数のアクションは、
前記ターゲットに向かって放射された光の１又は２以上の出発時刻を決定することと、
前記センサにおける光の前記１又は２以上の反射の１又は２以上の予想到達時刻を、前記１又は２以上の出発時刻及び前記オフセットされた所定距離に基づいて決定することと、
前記１又は２以上の横列に配列された前記複数のピクセルのうちの１又は２以上の部分を、前記１又は２以上の予想到達時刻に基づいて、順番に作動させることと、を含み、
前記ターゲットの３次元レンジの測定は、前記複数のピクセルのうちの前記１又は２以上の部分によって検出された前記１又は２以上の光の反射に基づく、システム。
【請求項１０】
前記複数のアクションは、
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分が、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含むことを決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のうちの決定された前記第１の部分に基づいて決定することと、を含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数のアクションは、
更に、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す前記ピクセルのうちの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差を決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のうちの第１の部分に対して決定された前記視差に基づいて決定することと、を含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のアクションは、
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分が、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含むことを決定することと、
前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差を決定することと、
前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差と、視差閾値とを比較することと、含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のアクションは、
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差が、視差閾値を超えるとき、前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差に基づいて決定することを更に含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のアクションは、
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差が、視差閾値よりも小さいとき、放射された前記光の飛行時間を決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、放射された前記光の決定された飛行時間に基づいて決定することと、を含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数のアクションは、
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差が、視差閾値よりも小さいとき、光の１又は２以上のバーストを、前記送信器によって放射することと、
光の前記１又は２以上のバーストの１又は２以上の飛行時間を、光の前記１又は２以上のバーストの１又は２以上の反射の捕獲を示す前記センサに基づいて決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、光の前記１又は２以上のバーストの前記決定された１又は２以上の飛行時間に基づいて決定することと、を含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数のアクションは、
更に、時間的に分離した光のバーストを、前記送信器によって送信することを含み、前記光のバーストの各々は、時間的に分離した前記光のバーストにおいて互いにバーストを比較したときに異なる色の光を含み、
前記複数のアクションは更に、前記異なる色の各々についてそれぞれ、前記異なる色の１又は２以上を有する光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の部分を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記異なる色の１又は２以上の光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の各部分についてそれぞれ、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のそれぞれの部分の視差を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記異なる色の１又は２以上を有する光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の部分についてのそれぞれの視差に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、を含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
ターゲットに対する３次元レンジを測定する命令を含む非一時的なプロセッサ可読ストレージ媒体であって、
１又は２以上のプロセッサデバイスによる命令の実行により、前記１又は２以上のプロセッサデバイスは、複数のアクションを実行し、
前記複数のアクションは、
光を送信器によってターゲットに向かって放射することと、
前記ターゲットからの光の１又は２以上の反射を孔により受入れることと、
光の前記１又は２以上の反射を前記孔によってセンサに差し向けることと、を有し、前記センサは、複数の縦列を有する１又は２以上の横列に配列された複数のピクセルを含み、前記センサは、前記送信器の位置から所定距離だけオフセットされた別の位置に位置決めされ、
更に、前記ターゲットに向かって放射された光の１又は２以上の出発時刻を、１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記センサにおける光の前記１又は２以上の反射の１又は２以上の予想到達時刻を、前記１又は２以上の出発時刻及び前記オフセットされた所定距離に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記１又は２以上の横列に配列された前記複数のピクセルのうちの１又は２以上の部分を、前記１又は２以上の予想到達時刻に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって順番に作動させることと、を有し、
前記ターゲットの３次元レンジの測定は、前記複数のピクセルのうちの前記１又は２以上の部分によって検出された前記１又は２以上の光の反射に基づく、非一時的なプロセッサ可読ストレージ媒体。
【請求項１８】
前記複数のアクションは、
更に、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の第１の部分が、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含むことを、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のうちの決定された前記第１の部分に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、を更に含む請求項１７に記載の非一時的なプロセッサ可読ストレージ媒体。
【請求項１９】
前記複数のアクションは、
更に、光の前記１又は２以上の反射の捕獲を示す前記ピクセルのうちの前記１又は２以上の横列の第１の部分の視差を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のうちの第１の部分に対して決定された前記視差に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、を含む請求項１７に記載の非一時的なプロセッサ可読ストレージ媒体。
【請求項２０】
前記複数のアクションは、
更に、時間的に分離した光のバーストを、前記送信器によって送信することを含み、前記光のバーストの各々は、時間的に分離した前記光のバーストにおいて互いにバーストを比較したときに異なる色の光を含み、
前記複数のアクションは更に、前記異なる色の各々についてそれぞれ、前記異なる色の１又は２以上を有する光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の部分を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記異なる色の１又は２以上の光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の各部分についてそれぞれ、前記ピクセルの前記１又は２以上の横列のそれぞれの部分の視差を、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、
前記ターゲットに対するレンジが特定の距離にあることを、前記異なる色の１又は２以上を有する光の捕獲を示す１又は２以上のピクセルを含む前記ピクセルの前記１又は２以上の横列の部分についてのそれぞれの視差に基づいて、前記１又は２以上のプロセッサデバイスによって決定することと、を含む請求項１７に記載の非一時的なプロセッサ可読ストレージ媒体。
【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、２０１５年１２月１８日出願の先の米国仮出願番号第６２／３８６，９９１号をベースとした米国特許出願であり、米国特許法第１１９（ｅ）条に基づきこの仮出願の出願日の利益が主張され、更に引用により全体が本明細書に組み込まれる。この実用特許出願は更に、２０１６年５月３日出願の先の米国仮出願番号第６２／３９１，６３７号をベースとした米国特許出願であり、米国特許法第１１９（ｅ）条に基づきこの仮出願の出願日の利益が主張され、更に引用により全体が本明細書に組み込まれる。この実用特許出願はまた、２０１６年９月１９日出願の先の米国仮出願番号第６２／４９５，６６７号をベースとした米国特許出願であり、米国特許法第１１９（ｅ）条に基づきこの仮出願の出願日の利益が主張され、更に引用により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、全体的に、３次元追跡システムに関し、より具体的には、限定ではないが、超小型レーザベース投影システムにおける順次的ピクセルビーム走査の採用に関する。
【背景技術】
【０００３】
追跡システムは、航空機、ミサイル、ドローン、飛翔体、野球、移動体又は同様のものなどの遠隔の物体の位置及び／又は軌跡を追跡するのに用いることができる。追跡システムは、遠隔物体により放射及び／又は反射されるフォトン（光子）又は他の信号の検出に基づいて、遠隔物体を追跡することができる。追跡システムは、追跡システムによって放射される電磁波又は光ビームで遠隔物体を照射することができる。追跡システムは、遠隔物体により反射又は散乱した光ビームの一部を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，２８２，２２２号
【特許文献２】米国特許第８，４３０，５１２号
【特許文献３】米国特許第８，６９６，１４１号
【特許文献４】米国特許第８．７１１，３７０号
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１３／０３００６３７号
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１６／００４１２６６号
【特許文献７】米国特許出願１４／８２３，６６８号
【発明の概要】
【０００５】
追跡システムは、望ましくない速度、望ましくない精度、又は望ましくないノイズに弱いことのうちの１又は２以上を被る可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の種々の実施形態を実施することができる例示の環境の１つの実施形態を示す図である。
【図２】図１に示すようなシステムに含めることができる例示のモバイルコンピュータの１つの実施形態を示す図である。
【図３】図１に示すようなシステムに含めることができる例示のネットワークコンピュータの１つの実施形態を示す図である。
【図４】例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す３次元斜視図である。
【図５】例示の受信システムの１つの実施形態を示す２次元図である。
【図６】例示の２次元位置追跡受信器システムの１つの実施形態を示す３次元斜視図である。
【図７】３次元表面にわたって走査しているボクセルサイズのトリガビーム（ＴＢ）を有する例示のストロボサーチライト（ＳＳＬ）の１つの実施形態を示す図である。
【図８】例示のフライングスポット（飛点）型ＳＳＬによって囲まれた例示の狭くコリメートされたボクセルサイズのトリガビームの１つの実施形態を示す図である。
【図９】例示のフライングスポット型ＳＳＬによって後続される例示の狭くコリメートされたボクセルサイズのトリガビームの１つの実施形態を示す図である。
【図１０】３つの例示の１次元リアルタイムセンサを用いて例示のフライングスポット型ＳＳＬを追跡する高速追跡システムの１つの実施形態を示す３次元斜視図である。
【図１１】３つの例示の１次元リアルタイムセンサを用いて例示のフライングスポット型ＳＳＬを追跡する例示の高速追跡システムの別の実施形態を示す３次元斜視図である。
【図１２】３つの例示の１次元リアルタイムセンサを用いて例示のフライングスポット型ＳＳＬを追跡する例示の高速追跡システムの別の実施形態を示す３次元斜視図である。
【図１３】例示のステレオ受信システムの１つの実施形態を示す例示の２次元図である。
【図１４】例示の走査ビームを２つの例示の別個のビームに分割及び反射する例示の再帰反射ターゲットの１つの実施形態を示す図である。
【図１５】例示の走査ビームを分割及び反射する例示の立方再帰反射ファセットの１つの実施形態を示す３次元斜視図である。
【図１６】例示の移動体上の例示の受信器に向けて例示の走査ビームを２つの例示の別個のビームに分割及び反射する例示の再帰反射ターゲットの１つの実施形態を示す３次元斜視図である。
【図１７】例示の後続移動体の例示の受信器に向けて例示の走査ビームを２つの例示の別個のビームに分割及び反射する例示の再帰反射ターゲットを利用した例示の先行移動体の別の実施形態を示す２次元斜視図である。
【図１８】例示の三角測量モードから例示の飛行時間（ＴｏＦ）モードへの動的切り替えの例示のプロセスを示すロジックフローダイヤグラムである。
【図１９】例示の糸巻型歪みを阻止する例示の走査ミラーの１つの実施形態を示す３次元斜視図である。
【図２０】例示の光学歪みを阻止するような例示の高速ライン走査軌跡にマッチングする例示のピクセル及び横列幾何学的形状を有する例示のセンサグリッドの１つの実施形態を示す図である。
【図２１】例示のオーバーラップ視野を提供する例示の多焦点カメラを備えた例示の走査システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図２２】例示の広角視野を利用する例示の多焦点カメラアレイを備えた例示の走査システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図２３】例示の狭角視野を利用する多焦点カメラアレイを備えた例示の走査システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図２４】例示の４トランジスタフォトダイオードピクセルの１つの実施形態を示す図である。
【図２５】２ランジスタフォトダイオードピクセルの１つの実施形態を示す図である。
【図２６】例示の波面色分解を利用した例示のフラッシュ照明の１つの実施形態を示す図である。
【図２７】例示の別個のセンスラインを利用して、様々な例示の色分解及び時間分解成分を順番に捕獲する例示のカスケードトリガピクセルシステムの１つの実施形態を示す図である。
【図２８】例示のセンスラインを利用して、様々な例示の色分解及び時間分解成分を順番に捕獲する例示のフラッシュトリガ４トランジスタフォトダイオードピクセルの１つの実施形態を示す図である。
【図２９】受信器の各々におけるピクセルが各個々の放射トレーサビュレット（ｔｒａｃｅｒ  ｂｕｌｌｅｔ）に対して個別に予測駆動されて、各個々のピクセルの各能動ＯＮ期間を、個々の放射トレーサビュレットの進行経路に沿った可能性のある各レンジ及び位置における可能性のある各反射の予測戻り時間及び予測ピクセル位置と同期させるようになる、例示のトレーサビュレットの例示の反射光波を検出する例示の三角測量ＬＩＤＡＲ受信器の例示のステレオペアの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図３０】飛行時間に比例する例示の視差（変位）を用いた例示のＬＩＤＡＲ三角測量送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す図である。
【図３１】例示の空間的レンジの選択の１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図３２】例示の三次元レンジの選択の１つの実施形態を示す三次元斜視図である。
【図３３】例示の「早期のもの（ｅａｒｌｙ  ｂｉｒｄｓ）」と「遅い遅れたもの（ｌａｔｅ  ｓｔｒａｇｇｌｅｒｓ）」を検出してこれらを区別するよう例示のピクセルを管理する例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図３４】例示のバックグラウンド除去及びフォアグラウンド除去を利用した例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図３５】マッピングされる例示の表面上でＺ方向にロックした例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図３６】例示の小レンジの期待値及び位置決定論を用いて、例示の順次入射光子をレンジロックしシャッターを閉じる例示の２次元ＬＩＤＡＲシステムの１つの実施形態を示す図である。
【図３７】例示の高速スライディング・レジスタロジック・エピポーラ平行ステレオマッチングシステムを備えた例示の支援ステレオ走査システムの１つの実施形態を示す図である。
【図３８】例示のピクセルを順番に設定及び作動させる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図３９】例示の順次光線を利用して対応する例示の視差を取得する例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図４０】例示のカラーコーディングを利用して、曖昧性を阻止し例示の走査レートを向上させる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図４１】例示のリアルタイムピクセル及び縦列シャッター及び動的な感度調整を利用した例示の「ツイッチーピクセル（ｔｗｉｔｃｈｙ  ｐｉｘｅｌ）」の１つの実施形態を示す図である。
【図４２】例示のピクセルに組み込まれた例示の駆動及びゲイン制御回路の１つの実施形態を示す図である。
【図４３】例示の縦列センスライン増幅器に組み込まれた例示のゲイン制御回路の１つの実施形態を示す図である。
【図４４】例示の光ブレード及び例示のＳＰＡＤアレイセンサを利用した例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す三次元斜視図である。
【図４５】例示の能動縦列ゲートＳＰＡＤアレイセンサの１つの実施形態を示す三次元斜視図である。
【図４６】例示のコレオグラフ処理された（ｃｈｏｒｅｏｇｒａｐｈｅｄ）順次的ＳＰＡＤピクセル縦列駆動の１つの実施形態を示す図である。
【図４７】例示の一連の光ブレード及び光ブレードの例示の反射を捕獲する例示のＳＰＡＤアレイを利用した例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【図４８】例示の受信器と例示の送信器間の距離の例示の関数及びターゲット物体のＺレンジの例示の関数として変化する例示の視差デルタを有する例示の位置で例示の一連の光ブレードを捕獲する例示のＳＰＡＤアレイの１つの実施形態を示す２次元斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、種々の実施形態について、本明細書の一部を形成し且つ本発明を実施できる特定の実施形態の例証として示す添付図面を参照しながら、以下により詳細に説明する。しかしながら、これらの実施形態は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書で記載される実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全なものとなりまた当業者に対して本発明の技術的範囲を十分に伝えることになるようにするために提示するものである。とりわけ、種々の実施形態は、方法、システム、媒体又は装置（デバイス）とすることができる。従って、種々の実施形態は、完全ハードウェア実施形態、完全ソフトウェア実施形態、或いはソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとることができる。従って、以下の詳細な説明は、限定の意味としてとるべきではない。
【０００８】
明細書及び図面全体を通じて、以下の用語は、前後関係から別段の明確な指示がない限り、本明細書で明示的に関連付けられる意味を持つ。本明細書で使用される表現「１つの実施形態において」は、場合によってそうであっても、必ずしも同じ実施形態を指す訳ではない。更に、本明細書で使用される表現「別の実施形態において」は、場合によってそうであっても、必ずしも異なる実施形態を指す訳ではない。従って、以下で説明するように、本発明の種々の実施形態は、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、容易に組み合わせることができる。
【０００９】
加えて、本明細書で使用される場合、用語「又は」は、前後関係から別段の明確な指示がない限り、包括的な「ＯＲ」論理演算子であり、用語「及び／又は」に相当する。用語「に基づいて」は、前後関係から別段の明確な指示がない限り、排他的ではなく、記載されていない追加の要因に基づくことを許容するものである。加えて、本明細書全体を通じて、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、複数形態の照応を含む。「ｉｎ」の意味は、「ｉｎ」及び「ｏｎ」を含む。
【００１０】
本明細書で使用される場合、用語「光子ビーム」、「光ビーム」、「電磁ビーム」、「画像ビーム」又は「ビーム」は、電磁（ＥＭ）スペクトル内の種々の周波数又は波長の光子又は電磁波の幾分局所化された（時間及び空間で）ビーム又はバンドル（束）を指す。出射光ビームは、本明細書で開示される種々の実施形態のうちの様々なものにより伝送されるビームである。入射光ビームは、本明細書で開示される種々の実施形態のうちの様々なものにより検出されるビームである。
【００１１】
本明細書で使用される場合、用語「光源」、「光子源」、又は「供給源」は、電磁スペクトル内の１又は２以上の周波数又は波長の１又は２以上の光子又は電磁波を放射、提供、伝送又は発生させることができる種々の装置（デバイス）を指す。光源又は光子源は、１又は２以上の出射光ビームを伝送することができる。光子源は、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、電球、又は同様のものとすることができる。光子源は、原子又は分子の誘導放射、白熱プロセス、又は電磁波もしくは１又は２以上の光子を発生させる種々の他の機構を介して光子を発生することができる。光子源は、所定の周波数又は周波数レンジ（周波数範囲（range）)の順次のもしくはパルス状の出射光ビームを提供することができる。出射光ビームは、コヒーレントな光ビームとすることができる。光源によって放射される光子は、様々な波長もしくは周波数のものとすることができる。
【００１２】
本明細書で使用される場合、用語「光子検出器」、「光検出器」、「検出器」、「光子センサ」、「光センサ」、又は「センサ」は、電磁スペクトルの１又は２以上の周波数又は波長の１又は２以上の光子の存在を感知する種々の装置（デバイス）を指す。光子検出器は、複数の光子検出又は感知ピクセルの配列のような光子検出器のアレイを含むことができる。ピクセルの１又は２以上は、少なくとも１つの光子の吸収を感知する光子センサとすることができる。光子検出器は、１又は２以上の光子の吸収に応答して信号を発生することができる。光子検出器は、ピクセルの１次元（１Ｄ）アレイを含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、光子検出器は、ピクセルの２次元アレイを含むことができる。ピクセルは、能動ピクセルセンサ（ＡＰＳ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、単光子アバランシュ検出器（ＳＰＡＤ）（アバランシュモード又はガイガーモードで作動）、光起電力セル、フォトトランジスタ、ツイッチーピクセル、又は同様のもののうちの１又は２以上のような、種々の光子感知技術を含むことができる。光子検出器は、１又は２以上の入射光ビームを検出することができる。
【００１３】
本明細書で使用される場合、用語「ターゲット」は、入射光、電磁波、又は光子の少なくとも一部を反射又は散乱させる１又は２以上の種々の２次元物体もしくは３次元物体である。例えば、ターゲットは、本明細書で開示される種々の実施形態の種々のものにより伝送される出射光ビームを散乱又は反射することができる。本明細書で記載される種々の実施形態において、１又は２以上の光子源は、光子検出器の１又は２以上及び／又は１又は２以上のターゲットに対して相対運動することができる。同様に、１又は２以上の光子検出器は、光子源の１又は２以上及び／又は１又は２以上のターゲットに対して相対運動することができる。１又は２以上のターゲットは、光子源の１又は２以上及び／又は１又は２以上の検出器に対して相対運動することができる。
【００１４】
本明細書で使用される場合、用語「視差(disparity)」は、センサ内の所定位置に対するセンサ内の１又は２以上のピクセルの位置オフセットを表す。例えば、センサ内の所与のピクセルの水平方向及び垂直方向の視差は、センサ（又は別のセンサ）内の所定位置からの所与のピクセルの水平方向及び垂直方向のオフセット（例えば、横列もしくは縦列の数、距離の単位、又は同様のものによって示される）を表すことができる。視差は、センサ（又は別のセンサ）における中心、１又は２以上の縁部、１又は２以上の他のピクセル、又は同様のものから測定することができる。他の実施形態では、視差は、角度を表すことができる。例えば、送信器は、ある角度αでビームを放射することができ、センサは、孔（開口）を通ってある角度βでビームの反射を受入れることができる。視差は、１８０°と角度α及びβの和との差異として測定することができる。
【００１５】
以下では、本発明の幾つかの態様の基礎的な理解をもたらすために、本発明の実施形態について簡潔に説明する。この簡潔な説明は、広範な概要を示すものではない。また、この説明は、重要な要素もしくは必須の重要な要素を特定すること、又は範囲を明確にすること、或いは範囲を狭めることを意図していない。この説明の目的は、単に、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、簡単な形態で一部の概念を提示することである。
【００１６】
簡潔に述べると、種々の実施形態は、送信器から受信器への光を反射するターゲットまでの距離を測定することを目的としている。受信器は、送信器から所定の距離だけオフセットすることができ、ピクセルの１又は２以上を有するセンサを含むことができる。送信器と受信器の間のオフセットされた所定距離により、センサの横列のピクセルを順番に推測で作動させることが可能となる。この順番の且つ推測的な駆動は、送信器からの光の放射後の各時間インスタンスに対して、１又は２以上ピクセルが、送信器からの対応する距離にターゲットが存在する場合に反射を受入れることになる予測に基づくことができる。種々の実施形態の１又は２以上において、１又は２以上の推測で駆動されたピクセルが、送信器からの光の反射を取り込まない場合には、更なる距離にあるターゲットの予測において、一連の推論的駆動が継続する。種々の実施形態の幾つかにおいて、ターゲットまでの距離は、１又は２以上の推測で駆動されたピクセルが送信器からの光の反射を捕獲するのに応答して、１又は２以上の推測で駆動されたピクセルの位置に基づいて決定することができる。
【００１７】
種々の実施形態の１又は２以上において、各推測で駆動されたピクセルは、オフセット距離、送信器が光を放射した角度、及び送信器が光を放射したことに起因して経過した時間量に基づいた持続時間の間駆動される。推測で駆動されたピクセルに対応する距離から予測される推測で駆動されたピクセルへの反射経路は、センサを用いてある角度を定めることができる。一連の推論的駆動は、時間的経過に伴って、定義された角度が、１８０°と送信器が光を放射した角度との間の差異に近づくように進行することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、予測された反射経路は、送信器が光を放射した経路とより平行になるので、各推測で駆動されたピクセルは、ターゲットまでの潜在的距離のより大きなレンジに相当することができる（例えば、各推測で駆動されたピクセルの駆動持続時間は、一連の推論的駆動が進行するにつれて増大することができる）。
【００１８】
種々の実施形態の１又は２以上において、送信器によって放射される光は、センサの視野にわたって走査された順次ビームとすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信器によって放射される光は、センサの１又は２以上の横列に垂直方向（又は平行ではなくより垂直方向な）で且つ送信器が光を放射した経路に垂直方向の（又は平行ではなくより垂直方向の）長手方向寸法を有するブレードを形成することができる。センサの複数の横列において推測で駆動されたピクセルは各々、ターゲットからのブレードの反射を捕獲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサのピクセルの各縦列は、同じ縦列のセンスラインに報告することができる。
【００１９】
種々の実施形態の１又は２以上において、各推測で駆動されたピクセルが閾値を超える潜在的距離のレンジに相当する地点まで一連の推論的駆動が進むことに応答して、推論的順次駆動ではなく、１又は２以上の異なる距離測定モードを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、複数のセンサが利用されて、複数のセンサの１又は２以上がターゲットからの反射の捕獲を報告する場合、複数のセンサの１又は２以上がターゲットからの反射を捕獲することができないことに応答して、１又は２以上の異なる距離測定モードを利用することができる。幾つかの実施形態において、反射を捕獲することなく、一連の順次駆動を特定の回数繰り返すことに応答して、１又は２以上の異なる距離測定モードを利用することができる。
【００２０】
種々の実施形態の１又は２以上において、１又は２以上の異なる距離測定モードは、送信器から放射される極めて強い（例えば、推論的駆動シーケンスに対して放射される光の振幅と比べて）パルス状ビームを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、パルス状ビームの各パルスは、直前及び直後のパルスと比べて明白に異なる色を含むことができる。幾つかの実施形態において、１又は２以上の異なる距離測定モードは、パルスの高速振幅又は周波数変調を利用することができる。種々の実施形態の１又は２以上において、１又は２以上の異なる距離測定モードは、送信器によって放射される光のバースト飛行時間に基づいてターゲットまでの距離を決定することを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、１又は２以上の異なる距離測定モードは、１又は２以上異なるセンサ（例えば、ＬＩＤＡＲ又はレーダセンサ）を利用することができる。
【００２１】
種々の実施形態の１又は２以上において、センサのピクセルは、単光子アバランシュ検出器（ＳＰＡＤ）を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサのピクセルは、ピクセルの各々においてフォトダイオードに接続された高感度感知増幅器又はソースフォロワーの１又は２以上を介して反射の捕獲を報告することができる。
【００２２】
（例示の動作環境）
図１は、本発明の種々の例示の実施形態を実施することができる例示の環境の１つの実施形態の例示の構成要素を示す。本発明を実施するために、必ずしも構成要素の全てが必要とされる訳ではなく、この発明の精神又は範囲から逸脱することなく構成要素の配列及びタイプの変形形態を実施することができる。図示のように、図１のシステム１００は、ネットワーク１０２、光子送信器１０４、光子受信器１０６、ターゲット１０８、及び追跡コンピュータデバイス１１０を含む。幾つかの実施形態において、システム１００は、限定ではないが、ラップトップコンピュータ１１２などの１又は２以上の他のコンピュータ、及び／又は限定ではないが、スマートフォン又はタブレット１１４などのモバイルコンピュータを含むことができる。幾つかの実施形態において、光子送信器１０４及び／又は光子受信器１０６は、限定ではないが、コンピュータ１１０、１１２もしくは１１４のうちの種々のものなど、コンピュータに含まれる１又は２以上の構成要素を含むことができる。
【００２３】
システム１００並びに本明細書で検討する他のシステムは、順次ピクセル光子投影システムとすることができる。少なくとも１つの実施形態において、システム１００は、可視及び／又は非可視光子源を含む順次ピクセルレーザ投影システムである。このようなシステムの種々の実施形態は、少なくとも、特許文献１〜６に詳細に記載されている。上記で挙げられた米国特許及び米国特許出願公開の各々は、引用により全体が本明細書に組み込まれる。
【００２４】
ターゲット１０８は、三次元ターゲットとすることができる。ターゲット１０８は、理想黒体ではなく、すなわち、少なくとも入射光子の一部を反射又は散乱させる。光子受信器１０６に関連した速度ベクトルによって示されるように、幾つかの実施形態において、光子受信器１０６は、光子送信器１０４及び／又はターゲット１０８のうちの少なくとも１つに対して相対運動する。図１の実施形態では、光子送信器１０４及びターゲット１０８は、互いに対して静止している。しかしながら、他の実施形態では、光子送信器１０４及びターゲット１０８は、相対運動をする。少なくとも１つの実施形態において、光子受信器１０６は、光子送信器１０４及びターゲット１０８のうちの１又は２以上に対して静止することができる。従って、光子送信器１０４、ターゲット１０８、及び光子受信器１０６の各々は、光子送信器１０４、ターゲット１０８、及び光子受信器１０６の他のものに対して静止するか、又は相対運動することができる。更に、本明細書で使用される場合、用語「運動」は、特別な直交三次元の１又は２以上に沿った並進運動及び／又は１又は２以上の対応する回転軸の周りの回転運動を指すことができる。
【００２５】
光子送信器１０４について、以下でより詳細に説明する。しかしながら、要約すると、光子送信器１０４は、光又は光子ビームを伝送するための１又は２以上の光子源を含むことができる。光子源は、フォトダイオードを含むことができる。光子源は、所定の周波数又は周波数レンジの順次もしくはパルス状の光ビームを提供することができる。提供される光ビームは、コヒーレントな光ビームとすることができる。光子源は、レーザとすることができる。例えば、光子送信器１０４は、１又は２以上の可視及び／又は非可視レーザ源を含むことができる。１つの実施形態において、光子送信器１０４は、ＲＧＢ画像を生成するための赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）レーザ源のうちの少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態において、光子受信器は、近赤外（ＮＩＲ）レーザのような少なくとも１つの非可視レーザ源を含む。光子送信器１０４は、プロジェクターとすることができる。光子送信器１０４は、限定ではないが、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００を含む、コンピュータデバイスの特徴部、構成要素、又は機能のうちの種々のものを含むことができる。
【００２６】
光子送信器１０４はまた、伝送又は出射光ビームを差し向け、集束させ、及び走査するための光学構成要素を備えた光学系を含む。光学系は、出射光ビームの空間的及び時間的ビームプロフィルを狙って整形する。光学系は、出射光ビームをコリメート、ファンアウト、又は他の操作を行うことができる。出射光ビームの少なくとも一部は、ターゲット１０８に向けられて、ターゲット１０８により反射される。少なくとも１つの実施形態において、光子送信器１０４は、ターゲット１０８から反射された入射光子を差し向けるための１又は２以上の光子検出器を含み、例えば、光子送信器１０４は、トランシーバー（送受信器）である。
【００２７】
光子受信器１０６について、以下でより詳細に説明する。しかしながら、要約すると、光子受信器１０６は、センサピクセルの１又は２以上の光子感知又は光子検出アレイを含むことができる。センサピクセルのアレイは、ターゲット１０８から反射された順次又はパルス状の光ビームを検出する。センサピクセルのアレイは、１次元アレイ又は２次元アレイとすることができる。ピクセルは、１又は幾つかの入射光子の照射時に電子なだれを生じさせるＳＰＡＤピクセル又は他の光子感知素子を含むことができる。ピクセルは、１又は幾つかの光子を検出する際に、およそ数ナノ秒の超高速応答時間を有することができる。ピクセルは、光子送信器１０４によって放射又は伝送される周波数を感知し、他の周波数を比較的感知しないようにすることができる。光子受信器１０６はまた、ピクセルのアレイにわたって受取った又は入射するビームを差し向け、集束させ、及び走査するための光学素子を備えた光学系を含む。少なくとも１つの実施形態において、光子受信器１０６は、ターゲット１０８に向けて光子を放射するための１又は２以上の光子源を含む（例えば、光子受信器１０６はトランシーバーを含む）。光子受信器１０６は、カメラを含むことができる。光子受信器１０６は、限定ではないが、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００を含む、コンピュータデバイスの特徴部、構成要素、又は機能のうちの種々のものを含むことができる。
【００２８】
追跡コンピュータデバイス１１０の種々の実施形態について、図２〜３と併用して以下でより詳細に説明する。しかしながら、要約すると、追跡コンピュータデバイス１１０は、限定ではないが、ターゲット１０８の表面を含む、１又は２以上の表面から反射された光子の検出に基づいて、本明細書で検討される種々の追跡プロセス及び／又は方法を実施することを可能にする種々のコンピュータデバイスを実質的に含む。検出された光子又は光ビームに基づいて、追跡コンピュータデバイス１１０は、光子送信器１０４及び光子受信器１０６の１又は２以上の構成を変更又は他の方法で修正することができる。追跡コンピュータデバイス１１０の機能は、別個のデバイスと通信することなく、光子送信器１０４、光子受信器１０６、又はこれらの組み合わせによって実施することができる点を理解されたい。幾つかの実施形態において、追跡機能の少なくとも一部は、限定ではないがラップトップコンピュータ１１２及び／又は限定ではないがスマートフォン又はタブレット１１４などのモバイルコンピュータを含む、他のコンピュータによって実施することができる。このようなコンピュータの種々の実施形態について、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００と併せて以下で詳細に説明する。ネットワーク１０２は、光子送信器１０４、光子受信器１０６、追跡コンピュータデバイス１１０、ラップトップコンピュータ１１２又はスマートフォン／タブレット１１４を含む、他のコンピュータデバイスとネットワークコンピュータを結合するよう構成することができる。ネットワーク１０２は、限定ではないが、ＵＳＢ（登録商標）ケーブル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、又は同様のものなど、遠隔デバイスと通信するための様々な有線及び／又は無線技術を含むことができる。幾つかの実施形態において、ネットワーク１０２は、他のコンピュータデバイスとネットワークコンピュータを結合するよう構成されたネットワークとすることができる。種々の実施形態において、デバイス間で通信される情報は、限定ではないが、プロセッサ可読命令、遠隔リクエスト、サーバ応答、プログラムモジュール、アプリケーション、生データ、制御データ、システム情報（例えば、ログファイル）、ビデオデータ、音声データ、画像データ、テキストデータ、構造化／非構造化データ、又は同様のものを含む、様々な種類の情報を含むことができる。幾つかの実施形態において、この情報は、１又は２以上の技術及び／又はネットワークプロトコルを用いてデバイス間で通信することができる。
【００２９】
幾つかの実施形態において、このようなネットワークは、様々な有線ネットワーク、無線ネットワーク、又はこれらの様々な組み合わせを含むことができる。種々の実施形態において、ネットワーク１０２は、１つの電子デバイスから別の電子デバイスに情報を通信するための通信技術、トポロジー、コンピュータ可読媒体、又は同様のものの様々な形態を利用可能にすることができる。例えば、ネットワーク１０２は、インターネットに加えて、ＬＡＮ、ＷＡＮ、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）、キャンパス・エリア・ネットワーク。メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、直接通信接続（ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ（登録商標））ポート）、又は同様のもの、或いはこれらの様々な組み合わせを含むことができる。
【００３０】
種々の実施形態において、ネットワーク内及び／又はネットワーク間の通信リンクは、限定ではないが、ツイストペア線、光ファイバー、オープン・エアレーザ、同軸ケーブル、アナログ音声電話サービス（ｐｌａｉｎ  ｏｌｄ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ：ＰＯＴＳ）、導波管、音響特性、全部又は部分的専用デジタル回線（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、又はＴ４など）、Ｅ回線、デジタル総合サービス網（ＩＳＤＮ）、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、無線リンク（衛星リンクを含む）、又は当業者には既知の他のリンク及び／又はキャリア機構を含むことができる。通信リンクは更に、限定ではないが、例えば、ＤＳ−０、ＤＳ−１、ＤＳ−２、ＤＳ−３、ＤＳ−４、ＯＣ−３、ＯＣ−１２、ＯＣ−４８、又は同様のものを含む、様々なデジタル信号伝達技術の種々のものを利用することができる。幾つかの実施形態において、ルータ（又は他の中間ネットワークデバイス）は、情報を１つのネットワークから別のネットワークに転送することを可能にする、種々のネットワーク（異なるアーキテクチャ及び／又はプロトコルに基づくものを含む）間のリンクとして機能することができる。他の実施形態において、遠隔コンピュータ及び／又は他の関連する電子デバイスは、モデム及び一時的電話リンクを介してネットワークに接続することができる。基本的に、ネットワーク１０２は、コンピュータデバイス間で情報を伝達することができる種々の通信技術を含むことができる。
【００３１】
幾つかの実施形態において、ネットワーク１０２は、種々のポータブルネットワークデバイス、遠隔コンピュータ、有線ネットワーク、他の無線ネットワーク、又は同様のものを結合するよう構成することができる種々の無線ネットワークを含むことができる。無線ネットワークは、インフラストラクチャ指向の接続を少なくともクライアントコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ１１２又はスマートフォンもしくはタブレット１１４）（或いは他のモバイルデバイス）に提供するためのスタンドアローン・アドホック・ネットワーク又は同様のものを更にオーバーレイすることができる様々なサブネットワークのうちの種々のものを含むことができる。このようなサブネットワークは、メッシュネットワーク、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）ネットワーク、セルラーネットワーク、又は同様のものを含むことができる。種々の実施形態のうちの少なくとも１つにおいて、本システムは、２以上の無線ネットワークを含むことができる。
【００３２】
ネットワーク１０２は、複数の有線及び／又は無線通信プロトコル及び／又は技術を利用することができる。ネットワークが利用することができる通信プロトコル及び／又は技術の種々の世代（例えば、第３（３Ｇ）、第４（４Ｇ）又は第５（５Ｇ））の実施例は、限定ではないが、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーション（ＧＳＭ(登録商標)）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ(登録商標)環境（ＥＤＧＥ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多元アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）、符号分割多重アクセス２０００（ＣＤＭＡ２０００）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）エボリューション−データ最適化（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  （Ｅｖ−ＤＯ））、ワイマックス（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＷｉＭａｘ））、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、超広帯域（ＵＷＢ）、ワイヤレス・アプリケーション・プロトコル（ＷＡＰ）、ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルプロトコルの種々の部分、セッション開始プロトコル／リアルタイム トランスポート プロトコル（ＳＩＰ／ＲＴＰ）、ショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）、マルチメディア・メッセージング・サービス（ＭＭＳ）、又は様々な他の通信プロトコル及び／又は技術の種々のものを含むことができる。基本的に、ネットワークは、光子送信器１０４、光子受信器１０６、及び追跡コンピュータデバイス１１０並びに図示しない他のコンピュータデバイス間で情報を伝達できる通信技術を含むことができる。
【００３３】
種々の実施形態において、ネットワーク１０２の少なくとも一部は、種々の通信リンクによって接続することができる、ノード、リンク、経路、端末、ゲートウェイ、ルータ、スイッチ、ファイアウォール、ロードバランサー、フォワーダー、リピーター、光電コンバータ、又は同様のものの自律システムとして構成することができる。これらの自律システムは、ネットワークのネットワークトポロジーを修正できるように、現在の動作状態及び／又はルールベースポリシーに基づいて自己管理するよう構成することができる。
【００３４】
以下で詳細に検討するように、光子送信器１０４は、光ビーコン信号を提供することができる。従って、光子送信器１０４は、送信器（Ｔｘ）を含むことができる。光子送信器１０４は、ターゲット１０８の投影面上に光子ビームを送信することができる。従って、光子送信器１０４は、ターゲット１０８上にイメージ（画像）を送信及び／又は投影することができる。画像は、順次(sequential)ピクシレーション(pixilation)パターンを含むことができる。ターゲット１０８の表面上に示される離散的ピクセルは、光子送信器１０８によって実施される順次走査を介する画像のピクセル順次走査を示している。光子受信器（Ｒｘ）１０６は、反射画像を受入れる観測システムを含むことができる。光子受信器１０６と光子送信器１０４及びターゲット１０８の各々との間の相対運動は、様々な方向及び任意の振幅での相対速度を含むことができる。システム１００において、光子送信器１０４及び表面上の画像は、相対運動をしない。むしろ、画像は、ターゲット１０８の表面上に固定して保持される。しかしながら、他の実施形態は、そのように拘束されない（例えば、光子送信器１０４は、ターゲット１０８に対して相対運動することができる）。投影された画像は、光子送信器１０４とターゲット１０８間の相対運動を補償することによって表面上に係止することができる。
【００３５】
（例示のモバイルコンピュータ）
図２は、図示の例示の構成要素のものよりもより多くの又はより少ない構成要素を含むことができる例示のモバイルコンピュータ２００の１つの実施形態を示す。モバイルコンピュータ２００は、例えば、図１のシステム１００のラップトップコンピュータ１１２、スマートフォン／タブレット１１４、及び／又は追跡コンピュータ１１０のうちの少なくとも１つの実施形態を表すことができる。従って、モバイルコンピュータ２００は、モバイルデバイス（例えば、スマートフォン又はタブレット）、固定／デスクトップコンピュータ、又は同様のものを含むことができる。
【００３６】
クライアントコンピュータ２００は、バス２０６を介してメモリ２０４と通信するプロセッサ２０２を含むことができる。クライアントコンピュータ２００はまた、電源２０８、ネットワークインタフェース２１０、プロセッサ可読固定ストレージデバイス２１２、プロセッサ可読リムーバルストレージデバイス２１４、入力／出力インタフェース２１６、カメラ２１８、ビデオインタフェース２２０、タッチインタフェース２２２、ハードウェアセキュリティモジュール（ＨＳＭ）２２４、プロジェクター２２６、ディスプレイ２２８、キーパッド２３０、発光体２３２、オーディオインタフェース２３４、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）トランシーバー２３６、オープンエアジェスチャーインタフェース２３８、温度インタフェース２４０、触覚インタフェース２４２、及びポインティングデバイスインタフェース２４４を含むことができる。クライアントコンピュータ２００は、任意選択的に、基地局（図示せず）と、又は別のコンピュータと直接通信することができる。１つの実施形態において、図示していないが、クライアントコンピュータ２００の向きを測定及び／又は維持するためクライアントコンピュータ２００内でジャイロスコープを利用してもよい。
【００３７】
電源２０８は、クライアントコンピュータ２００に電力を供給することができる。再充電可能又は非再充電可能バッテリーを用いて、電力を供給することができる。電力はまた、バッテリーを補充及び／又は再充電するＡＣアダプター又は給電ドッククレードルなど、外部電源により供給してもよい。
【００３８】
ネットワークインタフェース２１０は、クライアントコンピュータ２００を１又は２以上のネットワークに結合するための電気回路を含み、限定ではないが、移動体通信（ＧＳＭ(登録商標)）、ＣＤＭＡ，時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、ＵＤＰ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＭＳ、ＭＭＳ、ＧＰＲＳ、ＷＡＰ、ＵＷＢ、ＷｉＭａｘ、ＳＩＰ／ＲＴＰ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＷＣＤＭＡ(登録商標)、ＬＴＥ、ＵＭＴＳ、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ２０００、ＥＶ−ＤＯ、ＨＳＤＰＡ（いずれも登録商標）のＯＳＩモデルの種々の部分を実施するプロトコル及び技術、又は様々な他の無線通信プロトコルの種々のものを含む１又は２以上の通信プロトコル及び技術と共に用いるように構成される。ネットワークインタフェース２１０は、トランシーバー、送受信装置、又はネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）としても知られることがある。
【００３９】
オーディオインタフェース２３４は、人間の声の音などのオーディオ信号を生成及び受入れるよう構成することができる。例えば、オーディオインタフェース２３４は、スピーカ及びマイクロフォン（図示せず）に結合されて、他者との電気通信及び／又は何らかのアクションに対するオーディオ確認応答の生成を可能にすることができる。オーディオインタフェース２３４のマイクロフォンはまた、例えば、音声認識の使用、音声ベースのタッチ検出、及び同様のものなど、クライアントコンピュータ２００への入力又はその制御に用いることができる。
【００４０】
ディスプレイ２２８は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ガスプラズマ、電子インク、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、又はコンピュータと共に用いることができる様々な他のタイプの光反射型又は光透過型ディスプレイとすることができる。ディスプレイ２２８はまた、スタイラス又は人の手の指などの物体からの入力を受入れるように構成されたタッチインタフェース２２２を含むことができる。
【００４１】
プロジェクター２２６は、遠隔の壁又は遠隔スクリーンのような他の様々な反射物体上に画像を投影できる遠隔ハンドヘルドプロジェクター又は統合型プロジェクターとすることができる。
【００４２】
ビデオインタフェース２２０は、スチール写真、ビデオセグメント、赤外線ビデオ、又は同様のものなどのビデオ画像を捕獲するように構成することができる。例えば、ビデオインタフェース２２０は、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラ、又は同様のものに結合することができる。ビデオインタフェース２２０は、レンズ、イメージセンサ、及び他の電子機器を備えることができる。イメージセンサは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）集積回路、電荷結合素子（ＣＣＤ）、又は光を感知する他の種々の集積回路を含むことができる。
【００４３】
キーパッド２３０は、ユーザからの入力を受入れるよう構成された種々の入力デバイスを備えることができる。例えば、キーパッド２３０は、プッシュボタン式数字ダイヤル、又はキーパッドを含むことができる。キーパッド２３０はまた、画像の選択及び送信に関連するコマンドボタンを含むことができる。
【００４４】
発光体２３２は、ステータス表示を提供し及び／又は照明を提供することができる。発光体２３２は、特定の時間期間の間、又は事象メッセージに応答してアクティブ（作動）状態を維持することができる。例えば、発光体２３２がアクティブである場合、キーパッド２３０上のボタンをバックライト照明し、クライアントコンピュータが給電されている間照明し続けることができる。また、発光体２３２は、別のクライアントコンピュータへのダイアリングなど、特定のアクションが実施される場合に様々なパターンでこれらのボタンをバックライト照明することができる。また、発光体２３２により、アクションに応答して、クライアントコンピュータの透明又は半透明のケース内に位置する光源を点灯させることができる。
【００４５】
更に、クライアントコンピュータ２００はまた、キー、デジタル証明書、パスワード、パスフレーズ、２要素認証情報又は同様のものなどのセキュリティ／暗号情報を生成、記憶及び／又は使用するため追加の不正開封防止保護を提供するＨＳＭ２２４を備えることができる。幾つかの実施形態において、ハードウェアセキュリティモジュールを利用して、１又は２以上の標準公開鍵基盤（ＰＫＩ）をサポートすることができ、また、キーペアを生成、管理及び／又は記憶することができる。幾つかの実施形態において、ＨＳＭ２２４は、スタンドアローンコンピュータとすることができ、場合によっては、ＨＳＭ２２４は、クライアントコンピュータに付加することができるハードウェアカードとして構成することができる。
【００４６】
クライアントコンピュータ２００はまた、外部周辺デバイス又は他のクライアントコンピュータもしくはネットワークコンピュータなどの他のコンピュータと通信するための入力／出力インタフェース２１６を備えることができる。周辺デバイスは、オーディオヘッドセット、仮想現実ヘッドセット、ディスプレイスクリーン眼鏡、遠隔スピーカシステム、遠隔スピーカ及びマイクロフォンシステム、及び同様のものを含むことができる。入力／出力インタフェース２１６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ（登録商標））、赤外線、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、Ｂｌｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及び同様のものなどの１又は２以上の技術を利用することができる。
【００４７】
入力／出力インタフェース２１６はまた、地理位置情報の決定（例えば、ＧＰＳ）、電力状態の監視（例えば、電圧センサ、電流センサ、周波数センサなど）、天候の監視（例えば、サーモスタット、気圧計、風速計、湿度検出器、降雨スケール又は同様のもの）などのための１又は２以上のセンサを含むことができる。センサは、クライアントコンピュータ２００の外部のデータを収集及び／又は測定する１又は２以上のハードウェアセンサとすることができる。
【００４８】
触覚インタフェース２４２は、クライアントコンピュータのユーザに触覚フィードバックを提供するよう構成することができる。例えば、触覚インタフェース２４２を利用して、コンピュータの別のユーザが呼び出しをしている場合に特定の方法でクライアントコンピュータ２００を振動させることができる。温度インタフェース２４０は、温度測定入力及び／又は温度変化出力をクライアントコンピュータ２００のユーザに提供するのに用いることができる。オープンエアジェスチャーインタフェース２３８は、例えば、単一又はステレオビデオカメラ、レーダ、ユーザが保持又は身に着けているコンピュータ内部のジャイロセンサ、又は同様のものを用いることによりクライアントコンピュータ２００のユーザの物理的ジェスチャーを感知することができる。カメラ２１８は、クライアントコンピュータ２００のユーザの物理的な目の動きを追跡するのに用いることができる。
【００４９】
ＧＰＳトランシーバー２３６は、地表上のクライアントコンピュータ２００の物理座標を決定することができ、通常は緯度及び経度値として位置情報を出力する。ＧＰＳトランシーバー２３６はまた、限定ではないが、三角測量、アシストＧＰＳ（ＡＧＰＳ）、強化観測時間差法（Ｅ−ＯＴＤ）、セル識別子（ＣＩ）、サービスエリア識別子（ＳＡＩ）、拡張タイミングアドバンス（ＥＴＡ）、又は基地局サブシステム（ＢＳＳ）などを含む、他のジオポジショニング機構を利用して、地表上のクライアントコンピュータ２００の物理的位置を決定することができる。異なる条件下で、ＧＰＳトランシーバー２３６は、クライアントコンピュータ２００の物理的位置を決定することができることは理解される。しかしながら、１又は２以上の実施形態において、クライアントコンピュータ２００は、他の構成要素を通じて、例えば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、ＩＰアドレス、及び同様のものを含む、クライアントコンピュータの物理的位置を決定するのに用いることができる他の情報を提供することができる。
【００５０】
ヒューマンインタフェース構成要素は、クライアントコンピュータ２００から物理的に隔離された周辺デバイスとすることができ、クライアントコンピュータ２００への遠隔の入力及び／又は出力を可能にする。例えば、ディスプレイ２２８又はキーパッド２３０などのヒューマンインタフェース構成要素を通じて本明細書で記載されるように送られる情報は、ネットワークインタフェース２１０を通じて、遠隔に位置する適切なヒューマンインタフェース構成要素に送ることができる。遠隔に存在し得るヒューマンインタフェース構成要素の実施例として、限定ではないが、オーディオデバイス、ポインティングデバイス、キーパッド、ディスプレイ、カメラ、プロジェクター及び同様のものを含む。これらの周辺構成要素は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）及び同様のものなどのピコネットワークを介して通信することができる。このようなヒューマンインタフェース構成要素を備えたクライアントコンピュータの非限定的な１つの実施例は、ウェアラブルコンピュータであり、遠隔のピコプロジェクターと、別個に位置するクライアントコンピュータと遠隔通信して、壁又はユーザの手などの反射面上にピコプロジェクターによって投影される画像の部分に向けたユーザのジェスチャーを感知する１又は２以上のカメラとを含むことができる。
【００５１】
メモリ２０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び／又は他のタイプのメモリを含むことができる。メモリ２０４は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータなど、情報を記憶するためのコンピュータ可読ストレージ媒体（デバイス）の一例を示している。メモリ２０４は、クライアントコンピュータ２００の低レベル動作を制御するＢＩＯＳ２４６を記憶することができる。メモリはまた、クライアントコンピュータ２００の動作を制御するオペレーティングシステム２４８を記憶することができる。このコンポーネントは、あるバージョンのＵＮＩＸ（登録商標）もしくはＬＩＮＵＸ（登録商標）などの汎用オペレーティングシステム、又はＷｉｎｄｏｗｓＰｈｏｎｅ（登録商標）又はＳｙｍｂｉａｎ（登録商標）オペレーティングシステムなどの専用のクライアントコンピュータ通信オペレーティングシステムを含むことができることは理解されるであろう。オペレーティングシステムは、Ｊａｖａ（登録商標）アプリケーションプログラムを介してハードウェア構成要素の制御及び／又はオペレーティングシステムの動作を可能にするＪａｖａ（登録商標）仮想マシンモジュールを含むかこれとインタフェースすることができる。
【００５２】
メモリ２０４は更に、１又は２以上のデータストレージ２５０を含むことができ、これは、クライアントコンピュータ２００によって利用されて、とりわけ、アプリケーション２５２及び／又は他のデータを記憶することができる。例えば、データストレージ２５０はまた、クライアントコンピュータ２００の種々の機能を記述した情報を記憶するのに利用することができる。種々の実施形態の１又は２以上において、データストレージ２５０は、追跡情報２５２を記憶することができる。次いで、情報２５１は、通信中にヘッダの一部として送られる、又は要求に応じて送られるなどを含む、様々な方法の種々のものに基づいて別のデバイス又はコンピュータに提供することができる。データストレージ２５０はまた、アドレス帳、バディリスト、エイリアス、又はユーザプロファイル情報などを含む、ソーシャルネットワーキング情報を記憶するのに利用することができる。データストレージ２５０は更に、プロセッサ２０２のようなプロセッサによってアクションを実行及び実施するのに使用するプログラムコード、データ、アルゴリズムなどを含むことができる。１つの実施形態において、データストレージ２５０の少なくとも一部はまた、限定ではないが、非一時的プロセッサ可読固定ストレージデバイス２１２又はプロセッサ可読リムーバルストレージデバイス２１４を含むクライアントコンピュータ２００の別の構成要素上に、或いはクライアントコンピュータの外部に記憶することができる。
【００５３】
アプリケーション２５２は、クライアントコンピュータ２００によって実行された場合に、命令及びデータを送信、受信、及び／又は他の方法で処理するコンピュータ実行可能命令を含むことができる。アプリケーション２５２は、例えば、追跡クライアントエンジン２５４、他のクライアントエンジン２５６、ウェブぶれウザ２５８、又は同様のものを含むことができる。クライアントコンピュータ２００は、クエリー、サーチ、メッセージ、通知メッセージ、イベントメッセージ、アラート、性能メトリクス、ログデータ、ＡＰＩ呼び出しなど、又はこれらの組み合わせのような通信をアプリケーションサーバ、ネットワークファイルアプリケーション、及び／又はストレージ管理アプリケーションと交換するよう構成することができる。
【００５４】
ウェブぶれウザエンジン２２６は、ウェブページ、ウェブベースメッセージ、グラフィックス、テキスト、マルチメディアなどを送受信するよう構成することができる。クライアントコンピュータのぶれウザエンジン２２６は、無線アプリケーションプロトコルメッセージ（ＷＡＰ）及び同様のものを含む、種々のプログラミング言語を実質的に利用することができる。１又は２以上の実施形態において、ぶれウザエンジン２５８は、携帯用機器マークアップ言語（ＨＤＭＬ）、ワイヤレスマークアップ言語（ＷＭＬ）、ＷＭＬスクリプト、Ｊａｖａ（登録商標）Ｓｃｒｉｐｔ、標準一般化マークアップ言語（ＳＧＭＬ）、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）、ＨＴＭＬ５、及び同様のものを利用するのにイネーブルにされる。
【００５５】
アプリケーションプログラムの他の実施例は、カレンダー、サーチプログラム、電子メールクライアントアプリケーション、ＩＭアプリケーション、ＳＭＳアプリケーション、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶＯＩＰ）アプリケーション、予定管理ソフト、タスクマネージャ、トランスコーダー、データベースプログラム、文書処理プログラム、セキュリティプログラム、表計算プログラム、ゲーム、サーチプログラムなどを含む。
【００５６】
加えて、１又は２以上の実施形態（図示せず）において、クライアントコンピュータ２００は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能アレイロジック（ＰＡＬ）など、又はこれらの組み合わせなど、ＣＰＵの代わりに埋込ロジックハードウェアデバイスを含むことができる。埋込ロジックハードウェアデバイスは、埋込ロジックを直接実行して、アクションを実施することができる。また、１又は２以上の実施形態（図示せず）において、クライアントコンピュータ２００は、ＣＰＵの代わりにハードウェアマイクロコントローラを含むことができる。１又は２以上の実施形態において、マイクロコントローラは、その固有の埋込ロジックを直接実行してアクションを実施し、その固有の内部メモリ及びシステムオンチップなどの外部入出力インタフェース（例えば、ハードウェアピン及び／又は無線トランシーバー）にアクセスしてアクションを実施することができる。
【００５７】
（例示のネットワークコンピュータ）
図３は、種々の実施形態のうちの１又は２以上を実施する例示のシステムにおいて含めることができる例示のネットワークコンピュータ３００の１つの実施形態を示す。ネットワークコンピュータ３００は、図３に示すものよりも多く又は少ない構成要素を含むことができる。しかしながら、図示の構成要素は、これらの新しい手法を実施するための例示の実施形態を開示するのには十分である。ネットワークコンピュータ３００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、及び同様のものを含むことができる。ネットワークコンピュータ３００は、例えば、図１のシステム１００のラップトップコンピュータ１１２、スマートフォン／タブレット１１４、及び／又は追跡コンピュータ１１０のうちの少なくとも１つの実施形態を表すことができる。
【００５８】
図３に示されるように、ネットワークコンピュータ３００は、バス３０６を介してメモリ３０４と通信することができるプロセッサ３０２を含む。幾つかの実施形態において、プロセッサ３０２は、１又は２以上のハードウェアプロセッサ又は１又は２以上のプロセッサコアから構成することができる。一部の事例では、１又は２以上のプロセッサのうちの１又は２以上は、本明細書で記載されるような１又は２以上の専用アクションを実施するよう設計された専用プロセッサとすることができる。ネットワークコンピュータ３００はまた、電源３０８、ネットワークインタフェース３１０、プロセッサ可読固定ストレージデバイス３１２、プロセッサ可読リムーバブルストレージデバイス３１４、入力／出力インタフェース３１６、ＧＰＳトランシーバー３１８、ディスプレイ３２０、キーパッド３２２、オーディオインタフェース３２４、ポインティングデバイスインタフェース３６、及びＨＳＭ３２８を含むことができる。電源３０８は、ネットワークコンピュータ３００に電力を供給することができる。
【００５９】
ネットワークインタフェース３１０は、ネットワークコンピュータ３００を１又は２以上のネットワークに結合するための電気回路を含み、限定ではないが、開放型システム間相互接続参照モデル（ＯＳＩモデル）、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、ショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）、マルチメディア・メッセージング・サービス（ＭＭＳ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、ＷＡＰ、超広帯域（ＵＷＢ）、Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＷｉＭａｘ）、セッション開始プロトコル／リアルタイム トランスポート プロトコル（ＳＩＰ／ＲＴＰ）（いずれも登録商標)、又は様々な他の有線及び無線通信プロトコルの種々のものを含む、１又は２以上の通信プロトコル及び技術と共に用いるように構成される。ネットワークインタフェース３１０は、トランシーバー、送受信装置、又はネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）としても知られることがある。ネットワークコンピュータ３００は、任意選択的に、基地局（図示せず）と又は直接別のコンピュータと通信することができる。
【００６０】
オーディオインタフェース３２４は、人間の声の音などのオーディオ信号を生成及び受入れるよう構成される。例えば、オーディオインタフェース３２４は、スピーカ及びマイクロフォン（図示せず）に結合されて、他者との電気通信及び／又は何らかのアクションに対するオーディオ確認応答の生成を可能にすることができる。オーディオインタフェース３２４のマイクロフォンはまた、例えば、音声認識を用いて、ネットワークコンピュータ３００への入力又はその制御に用いることができる。
【００６１】
ディスプレイ３２０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ガスプラズマ、電子インク、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、又はコンピュータと共に用いることができる様々な他のタイプの光反射型又は光透過型ディスプレイとすることができる。ディスプレイ３２０は、壁又は他の物体上に画像を投影することができるハンドヘルドプロジェクター又はピコプロジェクターとすることができる。
【００６２】
ネットワークコンピュータ３００はまた、図３には図示されていない外部デバイス又はコンピュータと通信するための入力／出力インタフェース３１６を備えることができる。入力／出力インタフェース３１６は、ＵＳＢ（登録商標）、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、シリアルポート、パラレルポート及び同様のものなど、１又は２以上の有線又は無線通信技術を利用することができる。
【００６３】
また、入力／出力インタフェース３１６は、地理位置情報の決定（例えば、ＧＰＳ）、電力状態の監視（例えば、電圧センサ、電流センサ、周波数センサなど）、天候の監視（例えば、サーモスタット、気圧計、風速計、湿度検出器、降雨スケール又は同様のもの）などのための１又は２以上のセンサを含むことができる。センサは、ネットワークコンピュータ３００の外部のデータを収集及び／又は測定する１又は２以上のハードウェアセンサとすることができる。ヒューマンインタフェース構成要素は、ネットワークコンピュータ３００から物理的に隔離することができ、ネットワークコンピュータ３００への遠隔の入力及び／又は出力を可能にする。例えば、ディスプレイ３２０又はキーパッド３２２などのヒューマンインタフェース構成要素を通じて本明細書で記載されるように送られる情報は、ネットワークインタフェース３１０を通じて、ネットワーク上の他の場所に位置する適切なヒューマンインタフェース構成要素に送ることができる。ヒューマンインタフェース構成要素は、コンピュータの人間のユーザからの入力をコンピュータが受入れ又はユーザへの出力をコンピュータが送ることができる種々の構成要素を含む。従って、マウス、スタイラス、トラックボールなどのポインティングデバイスは、ポインティングデバイスインタフェース３２６を通じて通信して、ユーザ入力を受入れることができる。
【００６４】
ＧＰＳトランシーバー３１８は、地表上のネットワークコンピュータ３００の物理座標を決定することができ、通常は緯度及び経度値として位置情報を出力する。ＧＰＳトランシーバー３１８はまた、限定ではないが、三角測量、アシストＧＰＳ（ＡＧＰＳ）、強化観測時間差法（Ｅ−ＯＴＤ）、セル識別子（ＣＩ）、サービスエリア識別子（ＳＡＩ）、拡張タイミングアドバンス（ＥＴＡ）、又は基地局サブシステム（ＢＳＳ）などを含む、他のジオポジショニング機構を利用して、地表上のネットワークコンピュータ３００の物理的位置を決定することができる。異なる条件下で、ＧＰＳトランシーバー３１８は、ネットワークコンピュータ３００の物理的位置を決定することができることは理解される。しかしながら、１又は２以上の実施形態において、ネットワークコンピュータ３００は、他の構成要素を通じて、例えば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、ＩＰアドレス、及び同様のものを含む、クライアントコンピュータの物理的位置を決定するのに用いることができる他の情報を提供することができる。
【００６５】
メモリ３０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、及び／又は他のタイプのメモリを含むことができる。メモリ３０４は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータなど、情報を記憶するためのコンピュータ可読ストレージ媒体（デバイス）の一例を示している。メモリ３０４は、ネットワークコンピュータ３００の低レベル動作を制御するＢＩＯＳ３３０を記憶する。メモリはまた、ネットワークコンピュータ３００の動作を制御するオペレーティングシステム３３２を記憶する。このコンポーネントは、あるバージョンのＵＮＩＸ（登録商標）もしくはＬＩＮＵＸ（登録商標）などの汎用オペレーティングシステム、又はマイクロソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム又はアップル社のＩＯＳ（登録商標）オペレーティングシステムなどの専用のオペレーティングシステムを含むことができることは理解されるであろう。オペレーティングシステムは、Ｊａｖａ（登録商標）アプリケーションプログラムを介してハードウェア構成要素の制御及び／又はオペレーティングシステムの動作を可能にするＪａｖａ（登録商標）仮想マシンモジュールを含むかこれとインタフェースすることができる。同様に、他のルーチン環境を含めることができる。
【００６６】
メモリ３０４は更に、１又は２以上のデータストレージ３３４を含むことができ、これは、ネットワークコンピュータ３００によって利用されて、とりわけ、アプリケーション３３６及び／又は他のデータを記憶することができる。例えば、データストレージ３３４はまた、ネットワークコンピュータ３００の種々の機能を記述した情報を記憶するのに利用することができる。種々の実施形態の１又は２以上において、データストレージ３３４は、追跡情報３３５を記憶することができる。次いで、追跡情報３３５は、通信中にヘッダの一部として送られる、又は要求に応じて送られるなどを含む、様々な方法の種々のものに基づいて別のデバイス又はコンピュータに提供することができる。データストレージ３３４はまた、アドレス帳、バディリスト、エイリアス、又はユーザプロファイル情報などを含む、ソーシャルネットワーキング情報を記憶するのに利用することができる。データストレージ３３４は更に、プロセッサ３０２のような１又は２以上のプロセッサによって、以下で記載されるようなアクションなどのアクションを実行及び実施するのに使用するプログラムコード、データ、アルゴリズムなどを含むことができる。１つの実施形態において、データストレージ３３４の少なくとも一部はまた、限定ではないが、非一時的プロセッサ可読固定ストレージデバイス３１２内の非一時的媒体、プロセッサ可読リムーバブルストレージデバイス３１４、又はネットワークコンピュータ３００内の他の種々のコンピュータ可読ストレージデバイスを含むクライアントコンピュータ２００の別の構成要素上に、或いはネットワークコンピュータ３００の外部に記憶することができる。
【００６７】
アプリケーション３３６は、ネットワークコンピュータ３００によって実行された場合に、メッセージ（例えば、ＳＭＳ、マルチメディアメッセージサービス（ＭＭＳ）、インスタントメッセージ（ＩＭ）、電子メール、及び／又は他のメッセージ）、オーディオ、及びビデオを送信、受信、及び／又は他の方法で処理して、別のモバイルコンピュータの別のユーザとの電気通信を可能にするコンピュータ実行可能命令を含むことができる。アプリケーションプログラムの他の実施例は、カレンダー、サーチプログラム、電子メールクライアントアプリケーション、ＩＭアプリケーション、ＳＭＳアプリケーション、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶＯＩＰ）アプリケーション、予定管理ソフト、タスクマネージャ、トランスコーダー、データベースプログラム、文書処理プログラム、セキュリティプログラム、表計算プログラム、ゲーム、サーチプログラムなどを含む。アプリケーション３３６は、以下で更に説明されるアクションを実施する追跡エンジン３４６を含むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、アプリケーションの１又は２以上は、別のアプリケーションのモジュール及び／又はコンポーネントとして実装することができる。更に、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、アプリケーションは、オペレーティングシステムの拡張機能、モジュール、プラグイン、又は同様のものとして実装することができる。
【００６８】
更に、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、追跡エンジン３４６は、クラウドベースのコンピュータ環境において作動することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、これらのアプリケーション及びその他は、クラウドベースのコンピュータ環境において管理することができる仮想マシン及び／又は仮想サーバ内で実行することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、このような状況において、アプリケーションは、クラウドベースのコンピュータ環境によって自動的に管理される性能及びスケーリング考慮事項に応じて、クラウドベースのコンピュータ環境内の１つの物理的ネットワークコンピュータから別のコンピュータに流れることができる。同様に、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、追跡エンジン３４６に専用の仮想マシン及び／又は仮想サーバは、自動的にプロビジョニング及びデコミッション（作動解除）することができる。
【００６９】
また、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、追跡エンジン３４６又は同様のものは、１又は２以上の特定の物理的ネットワークコンピュータに結合されるのではなく、クラウドベースのコンピュータ環境にて稼働している仮想サーバ内に位置決めすることができる。
【００７０】
更に、ネットワークコンピュータ３００は、キー、デジタル証明書、パスワード、パスフレーズ、２要素認証情報又は同様のものなどのセキュリティ／暗号情報を生成、記憶及び／又は使用するため追加の不正開封防止保護を提供するＨＳＭ３２８を備えることができる。幾つかの実施形態において、ハードウェアセキュリティモジュールを利用して、１又は２以上の標準公開鍵基盤（ＰＫＩ）をサポートすることができ、また、キーペアを生成、管理及び／又は記憶することができる。幾つかの実施形態において、ＨＳＭ３２８は、スタンドアローンネットワークコンピュータとすることができ、場合によっては、ＨＳＭ３２８は、ネットワークコンピュータに設置することができるハードウェアカードとして構成することができる。
【００７１】
加えて、１又は２以上の実施形態（図示せず）において、ネットワークコンピュータは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能アレイロジック（ＰＡＬ）など、又はこれらの組み合わせなど、１又は２以上のＣＰＵの代わりに、１又は２以上の埋込ロジックハードウェアデバイスを含むことができる。埋込ロジックハードウェアデバイスは、埋込ロジックを直接実行して、アクションを実施することができる。また、１又は２以上の実施形態（図示せず）において、ネットワークコンピュータは、ＣＰＵの代わりに１又は２以上のハードウェアマイクロコントローラを含むことができる。１又は２以上の実施形態において、１又は２以上のマイクロコントローラは、その固有の埋込ロジックを直接実行してアクションを実施し、その固有の内部メモリ及びシステムオンチップなどの外部入出力インタフェース（例えば、ハードウェアピン及び／又は無線トランシーバー）にアクセスしてアクションを実施することができる。
【００７２】
（例示の感知システム）
図４に示すように、例示のピクセル順次三角測量の３次元感知システム４００は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２を含むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、送信システム４０４を含むことができる。送信システム４０４は、走査ビーム４０６を送信することができる。送信システム４０４は、１又は２以上の明るい光源４０８を含むことができる。例えば、１又は２以上の明るい光源４０８は、１又は２以上のダイオードレーザを含むことができる。１又は２以上の明るい光源４０８からの光は、コリメートされて走査ビーム４０６にすることができる。明るい光源４０８は、走査ビーム４０６をビーム走査機構４１０に向かって放射することができる。例えば、ビーム走査機構４１０は、微小電子機械（ＭＥＭＳ）ミラー、ＭＥＭＳリボン駆動フェーズドアレイ（位相配列）、光フェーズドアレイ（ＯＰＡ）、ガルバニックミラー、又は多角形回転ミラーを含むことができる。ビーム走査機構４１０は、送信システム４０４の視野にわたって走査ビーム４０６を空間的に回転させることができる。例えば、送信システム４０４は、走査ビーム４０６を介して、１又は２以上のピクセルサイズスポットを送信システム４０４の視野における１又は２以上の物体Ｃ上に投影することができる。
【００７３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、受信システム４１２を含むことができる。受信システム４１２は、受信器の視野において、１又は２以上の物体Ｃの１又は２以上の表面から反射するコリメートビーム４０６からの光４１６を検出する１又は２以上の位置センサ４１４（例えば、半導体センサ）（図４は、１又は２以上のセンサ４１４の１つの横列を示しているが、１又は２以上のセンサ４１４は、１又は２以上の横列を含むことができる）を包含する光学受信器システムを含むことができる。受信システム４１２の孔４１８は、反射光４１６の一部を捕獲することができる。受信システム４１２のレンズ又は光学組立体（例えば、孔４１８における）は、捕獲された光をセンサ４１４の表面上のスポットに集束させることができる。スポットの位置は、走査角度α、及び、送信システム４０４と受信システム４１２の間を延びるベースライン４２０と物体Ｃとの間のレンジ距離Ｚの幾何学的関数とすることができる。
【００７４】
送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、送信システム４０４の一部と受信システム４１２の一部との間のオフセット距離Ｄを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、オフセット距離Ｄは、送信システム４０４の走査ミラー（例えば、ビーム走査機構４１０）の走査軸と、受信システム４１２の受信光学系の光心との間に延びることができる。水平方向オフセットは、アジマス視差Ｑ（例えば、水平方向オフセット方向に沿った変位）を生じる可能性がある。図５にてより近接して例示されているように、アジマス視差Ｑはまた、光学系（例えば、受信システム４１２の光学系の中心と受信システム４１２のセンサ４１４の表面との間の焦点距離のような距離）に依存する可能性がある。
【００７５】
図５は、例示の受信システム５００を示す。例えば、受信システム５００は、図４の受信システムと同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、角度βは、主光線５０２とベースライン５０４によって形成される角度とすることができる。例えば、βの角度は、孔５０６の中心Ｂでの主光線５０２及びベースライン５０４によって形成することができる（図５は、ベースライン５０４の部分図を示す）。幾つかの実施形態において、受信システム５０２は、拡大を排除した光学系を含むことができる。例えば、受信システム５００により、主光線５０２がポイントＩにてセンサ５０８に衝突し、同じ角度βをなすことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサ５０８の各ピクセルは、角度βに比例する縦列位置を有することができる。例えば、ポイントＩにおけるピクセルは、角度βに比例する縦列位置（例えば、縦列数）を有することができる。
【００７６】
図４に戻ると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、１又は２以上の送信システム４０４及び１又は２以上の受信システム４１２を利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、２以上の送信システム４０４を利用することができる。例えば、複数の送信システム４０４の１又は２以上は、１又は２以上の走査機構４１０（例えば、共用走査ミラー）を共用することができる。他の実施形態では、複数の送信システム４０４の１又は２以上は各々、別個の走査機構４１０（例えば、別個の走査ミラー）を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、２以上の受信システム４１２（例えば、複数の受信器）を利用することができる。
【００７７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム４０４は、２つの次元における走査ビーム４０６の指示方向を決定（例えば、事前に）することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム４０４は、走査ビーム４０６の２又は３以上の回転角度を決定することができる。例えば、「出発点」では、送信システム４０４は、水平方向指示角度（例えば、高速走査方向）αと、垂直方向高度指示角ε（例えば、水平方向４２２から走査ビーム４０６及び／又は反射ビーム４１６まで延びる角度）を認知することができる。
【００７８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、１次元における主光線４１６の入射角度を感知することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システムは、受信している水平方向反射角度β（例えば、物体Ｃの表面により反射され且つ受信システム４１２の孔４１８によって捕獲された走査ビーム４０６の反射光４１６の一部の入射アジマス角）を決定することができる。幾つかの実施形態において、受信システム４１２は、主光線４１６が、孔４１８の中心、光学系、又は受信システム４１２のレンズ面に入射する角度を測定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、第２の次元（例えば、水平方向４２２から離れる垂直方向偏差角εに応じた高度角）を測定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、走査ビーム４０６が（例えば、角度εでの）システム４００の水平方向４２２の上向き（又は下向き）、上方（又は下方）を指示しているときに、第２の次元を測定することができる。例えば、走査ビーム４０６の光は、同じ高度から受信システム４１２に向かって下方に（又は上方に）反射することができる。光線４１６は、同じ平面（コリメートレーザビーム４０６の出射中心構成及び受信光学系によって捕獲される戻り光線束の主光線４１６におって形成される平面）内で受信器４１２に反射することができる。
【００７９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２のセンサ４１４は、２次元（例えば、水平方向（例えば、βなど）及び垂直方向（例えば、εなど））で反射光４１６の入射方向を検知することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、各駆動ピクセル（図６に関して以下で更に詳細に説明されるように）に対して１又は２以上の瞬時的縦列位置及び１又は２以上の瞬時的横列位置の両方を決定することにより、２次元での反射光４１６の入射方向を決定することができる。幾つかの実施形態において、送信システム４０４は、「出発点」での１次元（例えば、水平方向指示方向α）を記録することができる。高度角εを決定するよう受信システム４１２を構成するには、僅かに複雑にする必要があるが、この構成は、以下で更に詳細に説明されるように、他の利点を提供することができる。
【００８０】
図６は、例示の２次元位置追跡受信器６００を示す。例えば、受信器６００は、上記で説明したものの１又は２以上と同じ又は同様のものとすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器６００は、捕獲した光スポット６０４を検出するピクセル（例えば、捕獲した光スポット６０４の中心を検出するピクセル）の横列６０２を決定することができる。幾つかの実施形態において、受信器６００は、ピクセルの横列６０２に基づいて角度εを決定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器６００は、ピクセルの縦列６０６を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器６００は、ピクセルの縦列６０６に基づいて角度βを決定することができる。
【００８１】
例えば、主光線６０８は、受信器６００の孔６１０に入ることができ、受信器６００は、主光線６０８を受信器６００のセンサ６１２上に差し向ける。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器６００は、特定の横列６１４の識別子を記憶することができる。特定の横列６１４は、主光線６０８が角度εの観点から受信器６００のベースラインに垂直方向である（例えば、角度εがベースラインから測定したときに９０度とすることができる）ことに応答して、光スポット６０４を捕獲することができる１又は２以上のピクセルを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器６００は、特定の縦列の識別子を記憶することができる。特定の縦列６１６は、主光線６０８が角度アルファαの観点から受信器６００のベースラインに垂直方向である（例えば、角度アルファαがベースラインから測定したときに９０度とすることができる）ことに応答して、光スポット６０４を捕獲することができる１又は２以上のピクセルを含むことができる。
【００８２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器６００は、横列６０２と特定の横列６１４との間の第１の偏差６１８を測定することができる。幾つかの実施形態において、受信器６００は、第１の偏差６１８に基づいて主光線６０８の入射方向（例えば、角度εの点で）を計算することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器６００は、縦列６０６と特定の縦列６１６との間の第２の偏差６２０を測定することができる。幾つかの実施形態において、受信器６００は、第２の偏差６２０に基づいて主光線６０８の入射方向（例えば、角度βの点で）を計算することができる。
【００８３】
加えて、本明細書及び対応する図面において、受取っている（入射）アジマス角は一般にベータで表記され、送信されたアジマス角は一般にアルファで表記され、また、高度角は一般にイプシロン（どの方向でも）で表記される。
【００８４】
図４に戻ると、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２のセンサ４１４は、二重機能センサとすることができる。二重機能センサは、スポットの視差を瞬時的に決定し、これにより３次元空間におけるボクセル毎の順次軌跡を生成することにより、ボクセル位置のリアルタイム計算を可能にすることができる。二重機能センサはまた、赤、緑、及び青（ＲＧＢ）の光強度値（例えば、「記録した原色の「グレースケール」値）を捕獲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、捕獲した色値を、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２が順次的に記録した視差から計算を行う各ボクセル位置（例えば、３次元空間座標）とマッチングさせることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、色相を記録するため低輝度拡散周囲光を利用することができる。この場合、受信システム４１２は、より長い露出時間期間を実施することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム４０４は、高輝度有色走査ビーム４０６を利用することができる。この場合、受信システム４１２は、より短い露出時間期間を実施することができる。この受信システム４１２の二重機能形態は、センサ４１４（例えば、以下で更に詳細に説明される）のようなより複雑なセンサを含むことができる。
【００８５】
種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、構造化光コード（例えば、以下で更に詳細に説明するような）を利用し捕獲するために、ＲＧＢセンサ機能を実装することができる。受信システム４１２は、ＲＧＢ光強度の順次時空間的測定値を得ることにより、３次元空間において物体Ｃを位置決めすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ＲＧＢ光強度の順次時空間的測定値を得ることにより、受信システム４１２は、入射光線４１６の各々間の直接色コード相関関係を確立して、入射光線４１６の各々を複数の出射走査投影光線４０６の１つとマッチングさせることにより、色及びクレースケールピクセル値を決定し、３次元空間において物体Ｃを位置決めするのにこれらの値を実装することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ド・ぶれンコードを実装することができる。
【００８６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、高密度の多色構造化光コードシーケンスを利用できる堅牢なシステムを提供する追加のＲＧＢセンサ機能を実装することができる。例えば、受信システム４１２は、高密度の多色構造化光コードシーケンスを利用して、走査した物体Ｃの正確且つ細粒の３次元表面輪郭マップを生成することができる。
【００８７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、厳しい周囲の光条件を検出し補償するアナログ色グレースケール能力を実装することができる。例えば、受信システム４１２が強い非均一な照明を検出するのに応答して、受信システム４１２は、１又は２以上の信号を送信システム４０４に提供することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム４０４は、投影光４０６を調整して、受信システム４１２からの１又は２以上の信号に応答して信号ノイズ比を改善し、これによりシステム４００の堅牢性を向上させることができる。例えば、投影光４０６の調整に応答して、受信システム４１２は、鏡面反射を識別し、これによりエラーを防ぐことができる。
【００８８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、１又は２以上の強い不均一な高指向性の周囲光源を検出することができる。１又は２以上の強い不均一な高指向性の周囲光源を検出することに応答して、受信システム４１２は、１又は２以上の信号を送信システム４０４に提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、１又は２以上の信号は、検出された周囲光源の１又は２以上の特性を示すことができる。受信システム４１２からの１又は２以上の信号に応答して、送信システム４０４は、走査ビーム４０６において、又は走査ビーム４０６として具体的に選択され動的に調整されたＲ、Ｇ＆Ｂ強度のミックスを放射することができる。例えば、送信システム４０４は、受信システム４１２が１又は２以上の画像を記録できるほど十分な時間期間の間、走査ビーム４０６の放射を遅延させることができる。この時間期間の間、受信システム４１２は、周囲光源から受取った光に応答して１又は２以上の画像を記録することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２のセンサ４１４は、デュアルモードセンサとすることができる。受信システム４１２のデュアルモードセンサは、時間期間中にミリ秒長さの露出を利用することができる。受信システム４１２は、周囲光の１又は２以上の特性を示す１又は２以上の信号を送信システム４０４に提供することができる。周囲光の１又は２以上の特性に基づいて、送信システム４０４は、走査ビーム４０６に送給される色源のミックス及び強度を動的に調整することができる。幾つかの実施形態において、送信システム４０４は、走査ビーム４０６をストロボ状にすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、ストロボ状ビーム４０６と受信システム４１２による測定を同期させることによって、走査物体Ｃの表面コントラスト（例えば、色相、色、コントラスト）を正確に測定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、デュアルモードセンサは、走査同期モードに入り、ストロボ状ビーム４０６を用いた観測を記録することができる。このモードにおいて、強いスポット照明源は、ライン毎に同期される（例えば、受信システム４１２は、センサ４１４の露出時間を、走査ビーム４０６と空間的及び時間的に同期する露出の時間期間（例えば、マイクロ秒など）に設定することができる）。このモードにおいて、同期した光４０６の反射４１６は、周囲光に対して５００対１（又はそれ以上）の利点を有することができる。従って、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、そうでない場合に正確なボクセル位置追跡又は高度なダイナミックレンジ表面色コントラスト検出を妨げる可能性がある厳しい周囲光条件を克服することができる。詳細には、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、動的システム性能を改善することができる。
【００８９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム４０４は、事前にスポットの高度を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信側の光学系（例えば、ビーム走査機構４１０）は、スポットの高度を決定することができる。例えば、走査光学系、１又は２以上のＭＥＭＳ走査ミラー、又はＯＰＡシステムの既知の偏角は、スポットの高度を示すことができる。従って、受信カメラ（例えば、センサ４１４）によって記録された各ピクセルについて、視野内の対応するボクセル位置を計算することができる。上述のように、３次元表面構造並びに高解像度画像詳細（コントラスト関数）の両方は、細粒時間解像度でモーションキャプチャすることができ、その結果、マイクロ秒及び場合によってはナノ秒で個別にタイムスタンプされた微細な画像詳細を有する、ボケのない高速画像が得られる。１つの利点は、この正確なイントラフレーム時間（スポットが特定のサブフレーム領域にて照明される正確な時間間隔）を用いることで、物体の位置、速度及び加速度の推定精度を有意に向上できることである。
【００９０】
従来のカメラにおいては、典型的なフレーム露出時間は、ミリ秒単位で測定される。例えば、３０ＦＰＳカメラは、３３ミリ秒のフレーム露出時間を有し、これにより有意なモーションぶれ及び時間的位置の曖昧さが導入される可能性がある。この時間の曖昧さは、速度の曖昧さをもたらす結果となる。例えば、この時間の曖昧さは、結果として、衝突防止に不可欠の物体又は構造の観測エッジに関して、又は高速で飛行している自律ドローンにおける経路計画に関して速度の曖昧さをもたらす可能性がある。対照的に、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、優れた衝突防止をもたらすことができる。例えば、高速で正確な測定及び計算を提供することにより、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、高速及び／又は迅速なナビゲーションを提供することができる。観測時間ウィンドウをフレーム全体から個別のライン及びピクセルに狭めることにより、観測事象の不確定性が有意に小さな時間ウィンドウ（スポット照明ストロボ状モーメント）にまで低減される。これにより、このような観測の精度及び観測に基づく予測の精度が改善される。このことは、衝突防止のためのリアルタイムの軌跡推定及び高速で低待ち時間（low-latency）な計算を極めて改善し、高速飛翔体のジャストインタイムで一瞬の「ドッジング(dodging)」を可能にする。
【００９１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、高度にコリメートされたトリガビーム４０６は、１ピクセルの範囲を有することができる。例えば、トリガビーム４０６の範囲は、視野の約１００万分の１を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、高精細（ＨＤ）解像度において、１つのピクセルは、視野にわたって約１００万の順次位置を走査する。
【００９２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、走査ビーム４０６としてボクセルサイズの３次元トリガビームと共にストロボサーチライトを利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、広域スペクトル照明ビームは、トリガビーム４０６と同心状に構成することができる。他の実施形態において、広域スペクトル照明ビームは、トリガビーム４０６の高速追いかけ（pursuit）にあるように構成することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、広域スペクトル照明ビームは、トリガビーム４０６よりも立体角で最大１，０００倍大きい広域スポットを有することができる。送信システム４０４は、蛍光体の拡散作用を利用して、例えば、高密度単色コヒーレントレーザ源（例えば、４４５ｎｍレーザダイオード）をより拡散された広域スペクトルの光源に変換することができる。このより拡散したインコヒーレントの光をより大きな照明パワーで用いることにより、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２の速度、精度、及びレンジを拡張することができる。
【００９３】
図７は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが例示の走査領域７００を走査するのに利用できる例示のストロボサーチライト（ＳＳＬ）を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ストロボサーチライト（ＳＳＬ）は、走査領域７００内にある３次元表面７０４の一部にわたって走査するボクセルサイズのトリガビーム（ＴＢ）７０２を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムにより、ＳＳＬは、サーチ領域７００に飛散する波面７０６を有することができるようになる。ボクセルサイズのトリガビーム７０２は、走査領域７００内でボクセルサイズポイント７０８にて３次元表面７０４に衝突することができる。
【００９４】
図８は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが例示の走査領域を走査するのに利用できる例示のフライングスポット型ストロボサーチライト（ＳＳＬ）８００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、フライングスポット型ストロボサーチライト（ＳＳＬ）８００は、狭くコリメートされたボクセルサイズの（例えば、単一のピクセルサイズの）トリガビーム８０２を囲むことができる。
【００９５】
図９は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが例示の走査領域を走査するのに利用することができる例示のフライングスポット型ストロボサーチライト（ＳＳＬ）９００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、フライングスポット型ストロボサーチライト（ＳＳＬ）９００は、狭くコリメートされたボクセルサイズのトリガビーム９０２を後追い（trail）することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、トリガビーム９０２は、新規に駆動されるピクセルがＳＳＬ９００を検出するのに小さいが十分な時間量が存在するのを確保することができる。例えば、新規に駆動されるピクセルの駆動は、トリガビーム９０２の反射光の検出によって引き起こされてこれに追従することができる。
【００９６】
図４に戻ると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２により、スポットライトが短い時間期間ピクセルを照明できるようになること、及び送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２が露出期間を１又は２以上の観測ボクセル時間と相間付けることができることに起因して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、実質的にボケが無く且つ極めて狭い時間ウィンドウに時間的制約を受けるＲＧＢ画像を記録することができる。例えば、２０メートル／秒（７２ｋｍ／ｈｒ又は４５ｍｐｈ）で走行している車に搭載され１００フレーム／秒のグローバルシャッターを用いた従来のセンサは、車道を見下ろしたときに２０ｃｍ（約３分の２フィート）のピクセルボケを視認し、カメラ解像度を無意味にし、画像再構成を不可能にする可能性がある。種々の実施形態のうちの１又は２以上の実施形態のスマートスポット照明は、様々なカメラの解像度限界を遙かに下回って、例えば何桁も（例えば２０ミクロンまで）このモーションぶれ（blur）を低減することができる。例えば、種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、従来の３３ミリ秒のウィンドウを、例えば１０００倍狭めることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、従来の３３ミリ秒のウィンドウを、例えば３３マイクロ秒ほどの短い露出時間を達成するよう狭めることができる。
【００９７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、スマートスポット照明を利用する際に、トリガビームの放射時間からストロボサーチライトの放射遅延を決定付ける移行期間を選択することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、移行期間は、トリガビームによるピクセルの照明時間に対して、ストロボサーチライトによるピクセルの照明の正確な時間を予め設定する。幾つかの実施形態において、ストロボサーチライトによる照明の正確な時間は、トリガビームによる照明時間に対して予め設定されるので、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、カメラセンサ平面自体（例えば、センサ１１４の平面）においてロジックを追加することなく、高速ピクセルゲーティングなしで正確な時間にピクセルを作動させることができる。対照的に、従来の第３次元キャプチャシステム（例えば、Ｃａｎｅｓｔａ（登録商標），ＳｗｉｓｓＲａｎｇｅｒ（登録商標），Ｓｏｆｔｋｉｎｅｔｉｃ（登録商標）、又はその他によって提供されるもの）は、各ピクセルにおいて複雑なロジックを必要とし、最小ピクセルサイズを増大させる追加のトランジスタを必要とし、これは、解像度、サイズ、システム出力、及びコストに悪影響を及ぼす。
【００９８】
任意選択的に、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２の個々のピクセル（又は別個の高感度受信器、例えば、ＳＰＡＤ）は、反射ビーム４１６を検出することができる。この検出に応答して、受信システム４１２は、順次した個々の露出オンオフ回路（例えば、以下で更に詳細に説明されるように）をトリガすることができる。
【００９９】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、３次元ボクセルマッチ、レーザ飛行時間型トリガ、ＲＧＢフラッシュ及び対応するピクセル毎の自動露出を利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２のトリガされた二重機能センサは、送信システム４０４の１又は２以上の強い青色レーザ及び１又は２以上の蛍光体によって放射された光を検出することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、１又は２以上の強い青色レーザは、強い青色レーザ光の１又は２以上の強いフラッシュを放射することができる。幾つかの実施形態において、強い青色レーザ光の１又は２以上の強いフラッシュは、１又は２以上の蛍光体を励起することができる。例えば、強い青色レーザ光に応答して、蛍光体は、強い青色レーザ光の青色光子エネルギーのほとんどをより拡散性のある白色照明スポットに変換することができる。このような蛍光体ダウン変換（例えば、短波長から長波長への）は、一定のレイテンシー（例えば、位相シフト）で応答することができる。例えば、蛍光体は、短い遅延後、狭帯域青色レーザフラッシュ光波面の後に白色広域スペクトル光波面を追従させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、種々の蛍光体の蛍光体固有の遅れを選択し、蛍光体の種々の波長の虹色応答を時間的に広げることができる。例えば、種々の蛍光体は、種々の波長に基づいて変化する蛍光体遅延時間を提供することができる（例えば、帯青緑から赤色へ、波長がより長いほど、蛍光体遅延時間が長くなる可能性がある）。
【０１００】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム４０４は、光の速度で移動する鋭い紫外線（ＵＶ）又は青色レーザパルス誘起の虹色波面を放射することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、（飛行時間遅延後に）センサ４１４に到達する第１の光は、帯青光を含むことができる。到達する最後の光子は、帯赤光を提供することができる。表示の類似の時間遅延は、「PlainBow」と呼ばれる現象を引き起こす可能性がある。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、高速ピクセルは、先頭の青色光（例えば、青色レーザ源から直接発生する）を検出することができる。後続の蛍光体光の到達遅れにより、新規のトリガ機能が可能となる。例えば、トリガピクセルは、最初に、当該ピクセルによって最初に受取った光線の起点（例えば、当該青色光線が反射された表面上のボクセル位置（縦列識別子及び／又は横列識別子））を記録することができ、また、例えば、捕獲されるフォトダイオード発生の光電流（例えば、浮遊拡散における）用の新しい経路をラッチ解除又は開放することによって、第２の集積感知機能をトリガすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、パルス状レーザは、最初にピクセルに到達することになる狭帯域青色光を直接生成することができる。狭帯域青色光に応答して、ピクセルは、スペクトル的に記録されることになる到着見込みの光のための経路を開放することができる。このトリガされたピクセル機能を利用することによって、ピクセルは、該ピクセルに光を有するかどうかを区別することができる。例えば、光を有する所与のピクセルに応答して、当該所与のピクセルは色情報を捕獲することができる。
【０１０１】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、フィルタ無しで有色ストロボトリガによる時系列スマートピクセルを利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、ｔ0での入射波面のトリガされたピクセル光電流を捕獲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、横列又は縦列センスラインは、トリガされたピクセル光電流を測定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、追加のカスケードトリガされた隣接ピクセルが、僅かに遅延した露出モーメントｔ1にて入射波面の遅い長波長成分を捕獲するようにさせることができる。カスケード遅延を用いることによって、受信システム４１２は、例えば、フィルタを必要とすることなく、ピクセル色時系列法にてスペクトルの種々のサブバンドを捕獲することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、種々のカスケードフォトダイオードは、表面近くに青色感度及び下方深くに赤色感度を有する層状又は積層状のフォトダイオードを含むことができる（例えば、図２７の４ピンフォトダイオード（ＰＤＤ）は、上下に存在することができる）。
【０１０２】
例えば、レンジ内に小物体が存在するときには、受信システム４１２は、ピクセル及び時間（例えば、ナノ秒）レベルで種々の周囲／バックグラウンド光を抑制しながら、走査ビーム４０６を用いて送信システム４０４が含むＲＧＢピクセル値を自動的に捕獲することができる。このようにして、受信システム４１２は、強く選択的なピクセル機能を生成し、フォアグラウンドにおける３次元物体をクロッピング（cropping）し、最小の可能性のある露出モーメントを記録することができる。以下で更に詳細に説明するように、図２８は、超高速の順次的にトリガした及び／又は外部ゲーティングされた（externally gated）ＰＤＤの１つの実施例を示している。
【０１０３】
任意選択的に、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、トリガとして機能するピクセルは、サブピクセルとすることができ、トリガする青色光波長を選択的に感知し、第２の別個の有色（例えば、ＲＧＢ）ピクセルをゲーティング又はラッチ解除する選択的狭帯域フィルタを備える。
【０１０４】
送信システム４０４及び受信システム４１２の両方は、高速リアルタイム位置スポット位置検出器を含むことができる。センサ及びビュー／カメラ視点推定による１又は２以上の次元の位置検出及び任意選択的に飛行時間の直接時間及び距離測定は、ＰｈｏｔｏｎＪｅｔに譲受されたＰｈｏｔｏｎＪｅｔによる特許文献１〜３において記載されている。このような位置検出はまた、発明者としてＧｅｒａｒｄ  Ｄｉｒｋ  Ｓｍｉｔｓの名前でＰｈｏｔｏｎＪｅｔの特許後出願により更に詳細に説明されている。
【０１０５】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、支援ステレオを利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、エピポーラステレオ走査構成で配列された２つの同期横列走査ローリングシャッターカメラ（例えば、各受信器のそれぞれのセンサ４１４として）を含むことができる。例えば、オフセット距離Ｄは、２つのエピポーラステレオ受信器（例えば、左側受信器及び右側受信器）を離間することができる。２連受信器は、例えば、送信された走査ビーム４０６を一定の高度に沿って向けることにより、予め選択された単一の横列に沿った投影スポットに対してのアジマス視差縦列値を検出できる１次元（１Ｄ）位置検出器として機能することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム４０４は、例えば、事前に特定の高度の高度角εを認知することができる。各時間モーメントにおいて、受信システム４１２は、２つのエピポーラステレオ受信器の各センサ４１４からの値である、２つの値を読み取ることができる。
【０１０６】
既知の高度から、送信システム４０４又は受信システム４１２の１又は２以上は、Ｙ次元を決定することができる。２つのアジマスアルファ又はＸ値のうちの１又は２以上から、送信システム４０４又は受信システム４１２の１又は２以上は、Ｘ座標及びＺ座標（又はレンジ）の両方を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、あらゆるモーメント、すなわち、走査ビーム４０６が二重孔ステレオ視野内の物体から反射するあらゆる位置について、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、瞬間（Ｘ，Ｙ，Ｚ，ｔ）ボクセル位置−時間ベクトルを計算することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ボクセル位置軌跡を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、これら複数の位置−時間ベクトルを含むボクセル位置軌跡を決定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、最小（例えば、マイクロ秒）レイテンシーで１秒毎にこれらの位置−時間ベクトルの１億又はそれよりも多くを記録しこれに基づいて動作することができる。
【０１０７】
図１０は、３つの例示の１次元リアルタイムセンサを利用して例示のフライングスポット型ＳＳＬを追跡する例示の高速追跡システム１０００を示す。例えば、高速追跡システム１０００は、上記で説明された送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、高速追跡システム１０００は、第１の受信器１００２、第２の受信器１００４、及び任意選択的に第３の受信器１００６を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、第１の受信器１００２は、第１のセンサ１００８を含むことができる。第２の受信器１００４は、第２のセンサ１０１０を含むことができる。第３の受信器１００６は、第３のセンサ１０１２を含むことができる。幾つかの実施形態において、第１の受信器１００２は、Ａ位置にて中心点を有する第１の孔１０１４を含むことができる。第２の受信器１００４は、Ｂ位置にて中心点を有する第２の孔１０１６を含むことができる。第３の受信器１００６は、Ｅ位置にて中心点を有する第３の孔１０１８を含むことができる。幾つかの実施形態において、第１、第２、及び第３の孔１０１４、１０１６、１０１８は、ベースラインに沿って一方向に整列することができる。
【０１０８】
幾つかの実施形態において、２つのセンサ１００８、１０１０は、任意選択の横列選択ライン１０２２に沿って一方向に整列された高速走査アジマス方向で瞬時的なピクセル毎のステレオ視差を記録することができる。図１０は、ベースライン１０２０に沿って位置決めされた送信システム１０２４を示しているが、送信システム１０２４は、ベースライン以外の様々な位置に存在することができる（例えば、本明細書で説明される１又は２以上他の実施形態にも適用されるような）。
【０１０９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、任意選択の第３のセンサ１０１２は、１次元センサとすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、システム１０００は、フライングスポットの瞬時高度（ε）を測定するよう第３の１次元センサ１０１２を定位することができる。例えば、第３の１次元センサ１０１２は、第１のセンサ１００８及び第２のセンサ１０１０（例えば、図１０に例示されるような）の向きに垂直方向な（例えば、その向きに対して９０度回転された）向きを有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、第３の１次元センサ１０１２は、横列選択ライン１０２２と一直線に並んで存在することができる。
【０１１０】
例えば、孔１０１４、１０１６、１０１８は、物体Ｃから反射する主光線をセンサ１００８、１０１０、１０１２のそれぞれに差し向けることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、横列選択ライン１０２２は、第１のセンサ１００８のピクセル横列１０２６を作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、横列選択ライン１０２２は、第２のセンサ１０２８のピクセル横列１０２８を作動させることができる。駆動された横列１０２６におけるピクセル１０３０は、主光線を捕獲することができる。第１の受信器１００２は、ピクセル１０３０の縦列１０３２を決定することができる。駆動された横列１０２８におけるピクセル１０３４は、主光線を捕獲することができる。第２の受信器１００４は、ピクセル１０３４の縦列１０３６を決定することができる。これらの測定値から、システム１０００は、第１の次元における物体Ｃの位置を決定することができる。
【０１１１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、第３の受信器１００６は、例えば、縦列選択ライン（図示せず）を介して第３のセンサ１０１２のピクセル縦列１０３８を作動させることができる。駆動された縦列１０３８におけるピクセル１０４０は、主光線を捕獲することができる。第３の受信器１００６は、ピクセル１０４０の横列１０４２を決定することができる。これらの測定値から、本システム１０００は、第２の次元における物体Ｃの位置を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、第１及び第２の次元は、レンジに加えた次元とすることができる。
【０１１２】
種々の実施形態の幾つかにおいて、システム１０００は、第１のセンサ１００８又は第２のセンサ１０１０のうちの１又は２以上として１又は２以上の２連受信器を含むことができる。幾つかの実施形態において、送信システム１０２４は、走査ビーム１０４４の高度を追跡することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、第３の受信器１００６は、送信システム１０２４と同じ位置に配置することができる。
【０１１３】
図１１は、３つの例示の１次元リアルタイムセンサを利用して、例示のフライングスポット型ＳＳＬを追跡する例示の高速追跡システム１１００を示す。例えば、高速追跡システム１１００は、上記で説明された送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、高速追跡システム１１００は、左側受信器、右側受信器、及び任意選択的に高度受信器を含むことができる。左側受信器は、第１のセンサ１１０２を含むことができる。右側受信器は、第２のセンサ１１０４を含むことができる。高度受信器は、第３のセンサ１１０６を含むことができる。幾つかの実施形態において、第３のセンサ１１０６は、１次元センサとすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、システム１１００は、物体Ｃ上でフライングスポット１１０８の瞬時高度（ε）を測定するよう第３のセンサを定位することができる。例えば、第３のセンサ１１０６は、第１のセンサ１１０２及び第２のセンサ１１０４（例えば、図１１に例示されるような）の向きに垂直方向な（例えば、その向きに対して９０度回転された）向きを有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、システム１１００は、第３のセンサ１１０６を装着し、追加の垂直方向視差を生成することができる。例えば、システム１１００は、左側受信器の垂直方向位置、右側受信器の垂直方向位置、及びシステム１１０の送信器１１１０の垂直方向位置の上方に第３のセンサ１１０６を装着することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、左側受信器は、第１のセンサ１１０２上に反射光を差し向ける第１の孔１１１２を含むことができる。右側受信器は、第２のセンサ１１０４上に反射光を差し向ける第２の孔１１１４を含むことができる。ベースラインは、第１の孔１１１２と第２の孔１１１４との間に延びることができる。高度受信器は、第３の孔１１１６を含むことができる。第３の孔１１１６は、ベースラインと垂直方向平面に沿って三角形を形成する位置に存在することができる。幾つかの実施形態において、システム１１００は、ベースラインの垂直方向位置の上方で第３のセンサ１１０６を装着することができる。
【０１１４】
図１２は、３つの例示の１次元リアルタイムセンサを利用して、例示のフライングスポット型ＳＳＬを追跡する例示の高速追跡システム１２００を示す。例えば、高速追跡システム１２００は、上記で説明された送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、高速追跡システム１２００は、左側センサ１２０２、右側センサ１２０４、及び任意選択的に高度センサ１２０６を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、高度センサ１２０６は、１次元センサとすることができる。幾つかの実施形態において、高度センサ１２０６は、左側センサ１２０２と右側センサ１２０４との間に位置決めすることができる。例えば、高度センサ１２０６は、左側センサ１２０２と右側センサ１２０４との間に延びるベースライン上に位置決めすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ベースラインは、長さＤｘを有することができる。高度センサ１２０６は、左側センサ１２０２及び右側センサ１２０４の各々から長さＤｘの半分の距離に位置決めすることができる。
【０１１５】
種々の実施形態の幾つかにおいて、システム１２００は、物体Ｃの一部１２０８を照明しながら、追加の垂直方向視差を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム１２１０は、走査コリメートレーザビームをベースラインの上方に高く向けるようにして障害物（例えば、物体Ｃなど）を見下ろす位置に装着（例えば、障害物の上方に装着）することができる。これは、車両において有利とすることができる。幾つかの実施形態において、システム１２００は、ベースラインの上方で距離Ｄｙにて送信システム１２１０を位置決めすることができる。本システム１２００は、高度センサ１２０６の上方に垂直方向に送信システム１２１０を位置決めすることができる。例えば、システム１２００は、最大水平方向ベースラインＤｘ（例えば、車両用ヘッドライトにおいて１２０ｃｍ〜２００ｃｍ）を提供することができる。システム１２００はまた、有意な垂直方向ベースラインＤｙ（例えば、８０ｃｍ〜１２０ｃｍ）を提供することができる。
【０１１６】
図１３は、受信器の例示のステレオペアを含む例示の受信システム１３００を示す。例えば、受信システム１３００は、上記で説明されたものと同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム１３００は、左側受信器１３０２及び右側受信器１３０４を含むことができる。左側受信器１３０２は、第１のセンサ１３０６を含むことができる。右側受信器１３０４は、第２のセンサ１３０８を含むことができる。左側受信器１３０２は、第１のセンサ１３０６上に光を差し向ける第１の孔１３１０を含むことができる。右側受信器１３０４は、第２のセンサ１３０８上に光を差し向ける第２の孔１３１２を含むことができる。距離Ｄは、第１の孔１３１０及び第２の孔１３１２を互いに離間することができる。距離Ｄは、第１の孔１３１０及び第２の孔１３１２を互いに離間することができる。
【０１１７】
種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム１３００は、観測可能視差（例えば、ビーム角の間の観測可能な区別）を決定することができる。例えば、ターゲットと受信システム１３００との間の距離が増大すると、観測可能視差が減少する可能性がある。受信システム１３００は、観測可能視差が閾値に合格した（例えば、閾値を下回った）と決定されたことに応答して、可能性のあるＺレンジ誤差を低減することができる。例えば、受信システム１３００は、飛行時間法（例えば、以下で更に詳細に説明されるような）による側距に自動的に切り替えることができる。
【０１１８】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送信されたビーム１３１４は、第１の位置１３１６（例えば、近距離）にて物体から反射することができる。幾つかの実施形態において、送信ビーム１３１４は、第２の位置１３１８（例えば、中距離）にて物体から反射することができる。幾つかの実施形態において、送信ビーム１３１４は、第３の位置（例えば、図１３の外に存在する遠距離）にて物体から反射することができる。左側受信器１３０２は、第１の位置１３１６にて物体から反射する光線１３２０を受入れることができる。右側受信器１３０４は、第１の位置１３１６にて物体から反射する光線１３２２を受入れることができる。例えば、第１のセンサ１３０６の第１のピクセル１３２４は、反射した光１３２０を捕獲することができる。第２のセンサ１３０８の第２のピクセル１３２６は、反射した光１３２２を捕獲することができる。左側受信器１３０２は、第２の位置１３１８にて物体から反射する光線１３２８を受入れることができる。右側受信器１３０４は、第２の位置１３１８にて物体から反射する光線１３３０を受入れることができる。例えば、第１のセンサ１３０６の第３のピクセル１３３２は、反射した光１３２８を捕獲することができる。第２のセンサ１３０８の第４のピクセル１３３４は、反射した光１３３０を捕獲することができる。左側受信器１３０２は、第３の位置にて物体から反射する光線１３３６を受入れることができる。右側受信器１３０４は、第３の位置にて物体から反射する光線１３３８を受入れることができる。例えば、第１のセンサ１３０６の第５のピクセル１３４０は、反射した光１３３６を捕獲することができる。第２のセンサ１３０８の第６のピクセル１３４２は、反射した光１３３８を捕獲することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、第１のセンサ１３０６の第７のピクセル１３４４は、第１のセンサ１３０６から無限大の距離に接近する種々の物体から反射した光を捕獲することができる。第２のセンサ１３０８の第８のピクセル１３４６は、第２のセンサ１３０８から無限大の距離に接近する種々の物体から反射した光を捕獲することができる。
【０１１９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、システム１３００は、近接物体から反射した光を捕獲するときに生じるように、良好な視差１３４８（例えば、第１のピクセル１３２４と第２のピクセル１３２６との間）を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、システム１３００は、より離れた距離にある物体から反射した光を捕獲するときに生じるように、減少した視差１３５０（例えば、第３のピクセル１３３２と第４のピクセル１３３４との間）を有することができる。例えば、遠くの距離（例えば、第３の位置）に位置決めされた物体からの反射を捕獲するときには、システム１３００は、不十分な視差（例えば、第５のピクセル１３４０と第６のピクセル１３４２との間）を有する場合がある。幾つかの実施形態において、システム１３００は、無限大に接近する距離に位置決めされた物体からの反射を捕獲するときに生じるように、視差（例えば、第７のピクセル１３４４と第８のピクセル１３４６との間）が無い（又は実質的に無い）場合がある。
【０１２０】
図１４は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２（例えば、上記で説明したものの１又は２以上）における追跡を強化することができる、例示の修正再帰反射（ＭＲＲ）ターゲット１４００を示す。種々の実施形態の幾つかにおいて、修正再帰反射ターゲット１４００は、走査レーザビーム１４０４の反射を提供することができる。修正再帰反射ターゲット１４００は、支援ステレオ三角測量のレンジを有意に増大させることができる。修正再帰反射ターゲット１４００は、長距離飛行時間測定用にステレオ受信器を使用するためレンジを有意に増大させることができる。例えば、三角測量が遠距離にて十分なベースラインが無い場合、修正再帰反射ターゲット１４００は、正確な３次元検出を提供するように、反射を提供することができる。
【０１２１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、修正再帰反射ターゲット１４００は、反射が大きな信号強度を有するようにさせることができる。例えば、修正再帰反射ターゲット１４００は、反射が、ランバージャン反射又は拡散反射と比べて１００倍のゲインを有するようにさせることができる。幾つかの実施形態において、修正再帰反射ターゲット１４００は、受信システムが広範囲で検出するのに十分ほど強い反射を提供するよう、ＬＩＤＡＲモードパルスを反射することができる。
【０１２２】
種々の実施形態の幾つかにおいて、修正再帰反射ターゲット１４００は、２つの再帰反射光線束１４０６、１４０８に反射を分割することができる。例えば、修正再帰反射ターゲット１４００は、受信システムのステレオ受信ペアにて２つの再帰反射光線束１４０６、１４０８に向けることができる（例えば、２つの再帰反射光線束１４０６、１４０８の各々に、ステレオ受信ペアのそれぞれの受信器１４１２、１４１４にて向けることができる）。幾つかの実施形態において、修正再帰反射ターゲット１４００は、エピポーラ（例えば、水平方向）分岐角約３α（例えば、以下で更に詳細に説明されるように）でステレオ受信器ペアにおいて２つの再帰反射光線束１４０６、１４０８に向けることができる。例えば、再帰反射ターゲット１４００は、狭い拡がり角反射ビームペア（例えば、１度未満とすることができるビーム拡がり角で）に反射を分割することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、再帰反射ターゲット１４００は、デコール接着ＭＲＲターゲット（例えば、遠距離にてマシンビジョンにより車両の正確な知覚を提供するよう、車両の外周に取り付けられる）とすることができる。ＭＲＲ１４００によりエピポーラ（例えば、水平方向）の正確且つ慎重な３α拡散を実施することにより、再帰反射ターゲット１４００は、従来の再帰反射を引き起こすことができ、他の顕著な表面（例えば、ナンバープレート、後方指示器、幹線道路標識、及び「キャッツアイ」レーンマーカー）は、受信システムのステレオ受信器ペア（例えば、ヘッドライト組立体において）にとってあまり明るく見えない可能性がある。光をターゲット上に正確に反射して戻す（及び任意選択的に、送信システム１４１０が既知の時間間隔で光をパルス化する）ことにより、修正再帰反射ターゲット１４００は、送信システム１４１０が送信光の所要の大きさを低減するのを可能にすることができる。また、光をターゲット上に正確に反射して戻す（及び任意選択的に、送信システム１４１０が既知の時間間隔で光をパルス化する）ことにより、修正再帰反射ターゲット１４００は、車両のマシンビジョンガイダンスシステムの受信システムが、その固有の信号を瞬時的（又は実質的に瞬時的）に認識できるようにすることができる。
【０１２３】
図１５は、例示の走査ビームを分割及び反射することができる例示の立方体状再帰反射ターゲット１５００を示す。例えば、立方体状再帰反射ターゲット１５００は、図１６の修正再帰反射ターゲットと同じ又は同様とすることができる。立方体状再帰反射ターゲットは、上記で説明されたシステムのうちの１又は２以上のシステムの構成要素とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、立方体状再帰反射ターゲット１５００は、水平方向反射分割を提供する修正ファセット１５０２を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、修正ファセットは、小さな偏差角αを有することができる。例えば、偏差角αは、修正ファセット１５０２と、立方体状再帰反射ターゲット１５００の他の各ファセットの１又は２以上に直交する平面との間の角度を表すことができる（例えば、修正ファセット１５０２と他の各ファセットの１又は２以上との間の角度が９０±小偏差角α）。図１４に関して上記で説明されたように、立方体状再帰反射ターゲット１５００は、偏差角αの３倍である、２つの反射ビーム間の角度分離を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムのステレオ受信器が各々、同量の光を同時に受入れるときには、システムは、受取った光が不要な（spurious）周囲光（異なる回数又は異なる大きさでステレオ受信器に到達する可能性がある）ではなくシステムの送信器からのものであるという確度を高めることができる。
【０１２４】
図１６は、例示の走査ビーム１６０２を例示の車両１６０８に向けた２つの例示の別個のビーム１６０４、１６０６に分離し反射することができる例示の再帰反射ターゲット１６００を示す。例えば、再帰反射ターゲット１６００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、車両１６０８は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムを含むことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、送信システム１６１０を含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の受信システム１６１２及び第２の受信システム１６１４を含むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム１６１０は、送信側走査ビーム１６０２を放射することができる。
【０１２５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、車両１６０８は、超小型車両（ＵＳＶ）とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、車両１６０８は、ステレオ受信器（例えば、受信システム１６１２、１６１４）が車両１６０８のヘッドライト組立体に組み込まれた状態で再帰反射ターゲット１６００の正確なレンジを維持することができる。再帰反射ターゲットは、例えば、送信ビーム１６０２の反射１６０４、１６０６を検出する受信システム１６１２、１６１４の能力を向上させ、これにより受信システム１６１２、１６１４が正確なレンジ検出を提供しながら、送信システム１６１０が極めて脆弱な信号（例えば、レーザ安全）を放射することを可能にすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、極めて狭い反射であることに起因して、送信システム１６１０及び再帰反射ターゲット１６００は、他の車両の受信器による反射の検出を回避することができる。
【０１２６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、本明細書で記載されるような（例えば、特に高速レーンにおける自律ＵＳＶ用の規格として導入されたときの）ＵＳＶに置かれる高度方向選択性の反射ターゲットのシステムは、高速度で極めて近くて安全なプラトーンを可能にすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、このようなターゲットの高度の方向選択性は、対向レーン又は隣接レーンにおいて車両の直接照明又はＬＩＤＡＲにより他の場合に引き起こされる可能性のある干渉作用を最小限にすることができる。幾つかの実施形態において、当該システムの固有走査照明の再帰反射（例えば、図１５に示されるような３αの近似分離角度を有する双方向再帰反射）以外の何らかの発生源からの光は、同時に受取られる左側及び右側反射をもたらす可能性が低い（例えば、別の光源の不要な（spurious）反射は、システムの左側及び右側受信器の両方に同時に到達する可能性が低い）理由から、システムが左側反射及び右側反射の両方を同時に検出するときには、本システムは、結果として生じる計算された距離又は位置推定を高信頼度に関連付けることができる。
【０１２７】
図１７は、例示の先行車両１７００及び例示の後続車両１７０２を示している。例えば、先行車両１７００又は後続車両１７０２の１又は２以上は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、後続車両１７０２は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、送信システム１７０６を含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、第１の受信システム１７０８及び第２の受信システム１７１０を含むことができる。例えば、第１の受信システム１７０８又は第２の受信システム１７１０のうちの１又は２以上は、後続車両１７０２のヘッドライトに位置決めすることができる。
【０１２８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム１７０６は、第１の方向１７１２で走査ビームを放射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム１７０６は、第２の方向１７１４で走査ビームを放射することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、先行車両１７００は、１又は２以上の再帰反射器１７１６、１７１８を含むことができる。１又は２以上の再帰反射器１７１６、１７１８は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。例えば、１又は２以上の再帰反射器１７１６、１７１８は、先行車両１７００の１又は２以上のテールライトに位置決めすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、再帰反射器１７１８は、第１及び第２の受信システム１７０８、１７１０が捕獲する第１及び第２の反射ビーム１７２０、１７２２として第２の位置１７１４にて走査ビームを分割及び反射することができる。幾つかの実施形態において、再帰反射器１７１８は、第１及び第２の受信システム１７０８、１７１０が捕獲する第３及び第４の反射ビーム１７２４、１７２６として第１の位置１７１２にて走査ビームを分割及び反射することができる。
【０１２９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、先行車両１７００及び後続車両１７０２は、高速度で正確なラインにて隊列及びプラトーン（platoon）走行することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、後続車両１７０２の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、先行車両１７００の再帰反射器１７１６、１７１８を検出及び追跡することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、先行車両１７００の向きを決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、後続車両１７０２の向きを決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、他の車両に対する先行車両１７００の向き又は後続車両１７０２の向きの１又は２以上を決定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、先行車両１７００の複数の再帰反射器の正確な位置（例えば、先行車両１７００の後部上の３又は４個のターゲット）をマークすることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、飛行時間、三角測量、又は写真測量法のうちの１又は２以上を介して６自由度のこれらのターゲットの距離又は位置を完全に正確に及び瞬時に推定（例えば、２つの車両間の相対位置又は速度を推定する）することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム１７０４は、複数の繰り返し測定後（例えば、自動衝突防止システムのための上方を提供）、６つのＤＯＦにおける先行車両１７００の後部上に３又は４つのターゲットの各々を位置決めすることができる。図１８は、三角測量から飛行時間に動的に切り替えるための例示のシステム１８００のための例示のロジックフロー図を示している。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、プロセス１８００は、三角測量と飛行時間を組み合わせることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、プロセス１８００を利用することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。
【０１３０】
開始ブロックの後、ブロック１８０２において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの送信システムは、１又は２以上のビームを位置Ｃにおいて物体の表面に送出することができる。
【０１３１】
ブロック１８０４において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの受信システムが、位置Ｃ（例えば、位置Ｃが受信システムの特定のレンジ内にある場合）で表からの１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受入れるかどうかを決定することができる。例えば、受信システムの１又は２以上の受信器は、反射を検出することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信システムは、受信システムの１又は２以上の受信器の第１の受信器が、位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信したかどうかを決定することができる。第１の受信器が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信できないと判定したことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１０に進むことができる。第１の受信器が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信したと判定したことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の受信器が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信した時間ｔを記録することができ、次いで、ブロック１８０６に進むことができる。
【０１３２】
加えて、１又は２以上の実施形態において、順次光ビームとしては距離が大きすぎる場合には、１又は２以上の光ビームは、ブロック１８１６で、以下で検討するようにパルス化することができる。更に、１又は２以上の実施形態において、三角測量（例えば、支援ステレオ型）を決定するために、両方の受信器は、ブロック１８１６で、以下で検討するように、反射ブロックビームを同時に検出することができる。
【０１３３】
ブロック１８０６において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、受信システムの１又は２以上の受信器の第２の受信器が、位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信したかどうかを決定することができる。第２の受信器が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信できないと判定したことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１０に進むことができる。第２の受信器が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信したと判定したことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第２の受信器が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信した時間ｔを記録することができ、次いで、ブロック１８０８に進むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８０４及び１８０６を並行して実行することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１又は第２の受信器の１又は２以上が位置Ｃにて表面から１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受信できないことに応答して、ブロック１８１０に進むことができる。
【０１３４】
ブロック１８０８において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の受信器について記録した時間ｔを第２の受信器について記録した時間ｔと比較することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、これらの時間ｔを比較して、第１及び第２の受信器が同じ１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受取ったことをこれらの時間ｔが示しているのかどうかを決定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の受信器について記録した時間ｔと第２の受信器について記録した時間ｔとの差異を計算することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、この差異が予め定義された閾値の範囲内にあるかどうかを決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、これらの時間ｔのうちの１又は２以上の時間の大きさに基づいて、予め定義された閾値を選択することができる（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、これらの時間ｔのうちの１又は２以上の時間の大きさが小さいことに応じて、予め定義された低い閾値を選択することができ、或いは、これらの時間ｔのうちの１又は２以上の時間の大きさが大きいことに応じて、予め定義された高い閾値を選択することができる）。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ルックアップテーブルの内容に基づいて予め定義された閾値を選択することができる。差異が予め定義された閾値の範囲内にあることに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１及び第２の受信器が同じ１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受取ったことをこれらの時間ｔが示していると決定することができる。第１及び第２の受信器が同じ１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受取ったことをこれらの時間ｔが示していないとの決定に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１０に進むことができる。第１及び第２の受信器が同じ１又は２以上のビームの１又は２以上の反射を受取ったことをこれらの時間ｔが示しているとの決定に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１２に進むことができる。
【０１３５】
ブロック１８１０において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８０２の繰り返し数を閾値と比較することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、該送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムがブロック１８０２を実行する度にカウンターをインクリメント（増分）することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１２〜１８２２のうちの１又は２以上の実行に応答して繰り返し数をリセットすることができる。ブロック１８０２の繰り返し数が閾値を超えたという決定に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１８に進むことができる。例えば、位置Ｃが送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムから遠すぎて、例えば、国際電気標準会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  （ＩＥＣ））文書番号第６０８２５もしくは６２４７１、又は米国規格協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  （ＡＮＳＩ））  Ｚ１３６によって定められるような、人の目の安全に対する露出限界を守ることができる順次ビームの反射を両方の受信器が同時に受信することができない場合（或いは、位置Ｃに物体が存在しない場合）には、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１８において、人の目の安全に対する露出限界を守ることができるより高い強さで走査ビームをパルス化することができる。ブロック１８０２の繰り返し数が閾値を超えていないという決定に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８０２に戻って繰り返すことができる。
【０１３６】
ブロック１８１２において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ステレオペアのピクセルの位置（例えば、図１３で示したような、受信（Ｒｘ）システムの受信器のステレオペアのピクセルの位置）からの視差Δｘの値を計算することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、位置Ｃが送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムから離れているときに（例えば、図１３に示すように）、小さな視差に応答して大きな距離測定誤差を有する可能性がある。
【０１３７】
ブロック１８１４において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、視差Δｘの値が特定の最小値を下回るかどうかを決定することができる。視差Δｘの値が特定の最小値Δｘｍｉｎを下回らないことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１６に進むことができる。視差Δｘの値が特定の最小値Δｘｍｉｎを下回ることに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８１８に進むことができる。
【０１３８】
ブロック１８１６において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、三角測量を試みることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、決定されたＣｘについてのレンジ（例えば、Ｃｚ）を演算することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ルックアップテーブルによりレンジを演算することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、三角測量を介してレンジを計算することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、１又は２以上のシステム（例えば、警報システム又はオートパイロットシステム）を介して更なる分析又は制御を行うために外部システムにレンジを提供することができる。レンジの決定又は提供の１又は２以上に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８０２に戻ることができる。
【０１３９】
ブロック１８１８において、送信システムは、低デューティサイクルで走査ビームをパルス化（又は他の方法で変調）することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システムは、光子の短く鋭い強バーストを放射することができる。或いは、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ＴｏＦ側距の別の形態を利用するよう切り替えることができる。幾つかの実施形態において、送信システムは、光パルスの高速振幅又は周波数変調を利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムがブロック１８１０からブロック１８１８に進むことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、例えば、ＬＩＤＡＲ又はレーダなどの異なるセンサを利用して、位置Ｃの物体までの距離を検出することができる。例えば、上述のように、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムから位置Ｃまでの距離が送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムから遠すぎて、安全振幅順次ビームに基づいた三角測量を実施できない場合がある。
【０１４０】
ブロック１８１８において、受信システムは、これらのバーストを検出することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、これらのバーストの１又は２以上の観測された飛行時間を決定することができる。
【０１４１】
ブロック１８２０において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、観測された飛行時間からレンジ値Ｚを計算することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、１又は２以上のシステム（例えば、警報システム又はオートパイロットシステム）を介して更なる分析又は制御を行うために外部システムにレンジを提供することができる。レンジの決定又は提供の１又は２以上に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ブロック１８０２に戻ることができる。
【０１４２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、観測された飛行時間から計算されたレンジ値Ｚは、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが三角測量を介して計算した値と比べて（例えば、視差値Δｘが特定の最小値Δｘminを下回る場合）より正確な値を有することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ＧＨｚクロックタイマーを含むことができる。ＧＨｚクロックタイマーを用いると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、例えば、１／２フィートの精度（例えば、０．２５％の誤差範囲）で２００フィートレンジを測定することができる。
【０１４３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、パルスを受信した後で直ちに（又は実質的に直ちに）利用可能な単発の値として測定値を正確に提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、２以上の受信器は、パルスを同時に（又は実質的に同時に）受信することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、より正確に複数の受信器の信号及び飛行時間を比較することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器は、僅かにオフセットした位相遅延を有して変調信号を受入れることができる。この場合、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、位相差を利用して、側距計算に精度を付加することができる。
【０１４４】
送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムによる三角測量測定の計算誤差とは違って、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムによる飛行時間測定の計算誤差は、十分に大きな反射信号を測定時間間隔（例えば、１ナノ秒）内に有することに依存する。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、飛行時間測定の計算誤差が、センサの解像度又はステレオ受信器のベースライン分離に依存するのを防ぐことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、飛行時間モードにおけるＸＹ解像度を維持することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムのＸＹ解像度は、受信器、送信システムの走査システムの指向精度、又はビーム先端品質のうちの１又は２以上によって決定付けることができる。
【０１４５】
更に、全ての距離（レンジ）でセンサにおける横列に沿ってレーザ照明スポットの画像を正確に整列させるためには、走査ビームが平坦な高速走査軌跡（例えば、走査ビームが一度に一方向でのみ回転する）を有することが必要とすることができる。水平方向の上方又は下方（ε＞＞０度又はε＜＜０度）の大きな高度で角度が付けられたジンバル付きの２次元ＭＥＭＳミラー（例えば、Ｍｉｃｒｏｖｉｓｉｏｎ（登録商標）製のＭＥＭＳミラー）は、空間にて湾曲した軌跡（例えば、ＭＥＭＳミラーが「ピンクッション」の歪みを明示する可能性があるので）を辿ることができる。このタイプの走査歪みは、水平方向の上方又は下方の大きな高度で強くなる可能性がある（例えば、ε≠０の場合、遅軸回転（すなわち、ジンバルフレームの回転）により、高速回転軸（すなわち、ジンバル上の内軸））が平面外に有意な傾斜を生じる場合がある）。第２の高速回転軸は、入射するコリメートされたレーザ投影ビームに非直交とすることができ、追加の望ましくない合成角度成分を導入する。受信器の視点が三角測量システムでの送信器とは異なる角度にあるので、三角測量システムにおいては、このような湾曲した軌跡の受信器による光学修正（例えば、湾曲した軌跡を平坦に見えるようにする）は利用可能ではない可能性がある。従って、従来の走査システムにおける受信器センサの上部又は下部領域での高速共振走査には、正確な位置合わせ（例えば、正確なライン毎の対応性）が利用可能ではない可能性がある。対照的に、走査の両軸があらゆる走査位置で制御することができる緩慢なシステムでは、この糸巻型歪みは、走査時に角度を調整することによって補償することができる。しかしながら、このことは、走査周波数をより遅軸調整を達成可能にする最大速度に厳しく制限する可能性がある。これは、高速共振走査システムで実現するのは困難又は不可能な場合がある。更に、これは、非共振強制動作でミラーを両方向に同時に駆動させるために遙かに大きな電力を必要とする場合がある。対照的に、種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、例えば、送信システム４０４のＭＥＭＳ走査システムが他の場合に誘起する可能性があるピンクッション及び樽型歪みを防ぐことができる。
【０１４６】
図１９は、例示のビーム走査機構１９００を示す。例えば、ビーム走査機構１９００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。ビーム走査機構１９００は、第１の１次元ジンバル付き走査ミラー１９０４と第２の２次元ジンバル付き走査ミラー１９０６とを組み合わせた２連ＭＥＭＳ構造体１９０２を含むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、共通外側フレームは、２つのそれぞれの焦点１９０８、１９１０にて第１及び第２のミラー１９０４、１９０６を保持することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、共通外側フレームは、２ε回転することができる。
【０１４７】
種々の実施形態の幾つかにおいて、第１のミラー１９０４は、第１の方向でεだけ機械的に回転し、また、リレー表面１９１６（例えば、楕円形リレー表面）に向かって第１の反射光１９１４として第１の方向（例えば、偏差（２ε）により示されるような）で入射光１９１２（例えば、光源から）を光学的に回転させることができる。入射光１９１２のこの光学的回転は、入射光１９１２の「予回転」と呼ばれる場合がある。リレー表面１９１６は、第２のミラー１９０６に向けて第２の反射光１９１８として第１の反射光１９１４を反射することができる。第２のミラー１９０６は、ビーム走査機構１９００が視野にわたって走査することができる走査ビーム１９２０として第２の反射光１９１８を反射することができる。
【０１４８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査遅軸１９２４（例えば、角度ε、高度又はＹの軸）に沿って見たビーム走査機構１９００の側面図１９２２にて示されるように、第１の反射光１９１４、第２の反射光１９１８、及び走査ビーム１９２０は、２εの予回転後、遅軸１９２４の周りの回転に関係なく、高速走査軸９２６（例えば、角度α、水平方向すなわちＸの軸）に直交する平面に存在することができる。例えば、リレー表面１９１６上での反射後、第２の反射光１９１８は、高速走査軸９２６に直交する平面に沿って進行することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、この直交性は、第２のミラー１９０６が走査遅軸１９２４の周りに回転するときに「ピンクッション」作用を引き起こす可能性がある何らかの合成角を排除することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、第１のミラー１９０４は、第２のミラー１９０６の偏差の２／１の偏差を有することができる。
【０１４９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システムは、他のリレー機構及び／又は他のミラー構成を含むことができ、同じ原理を達成しながら、第２の反射ビーム１９０６の方向が、回転遅軸に関係なく第２のミラー１９０６の高速走査軸１９２６に直交したままであることを確保する。種々の実施形態の幾つかにおいて、ビーム走査機構１９００は、「平坦」な高速走査ラインを達成することができる。例えば、ビーム走査機構１９００は、フレーム内の種々の走査ライン及びセンサ内の種々の横列間での完全な又はほぼ完全なエピポーラ整列を提供することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ビーム走査機構１９００は、センサ光学系が導入する歪みを補償することができる。このような利点は、ビーム走査機構１９００を複雑にする犠牲を払う可能性がある。
【０１５０】
図２０は、例示のセンサグリッド２０００を示している。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システムは、１又は２以上のセンサの構成要素としてセンサグリッド２０００を含むことができる。例えば、受信システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサグリッド２０００は、１又は２以上のレンズによる光学歪みを調整することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサグリッド２０００は、センサ平面における横列の湾曲を調整し、並びに幾つかの実施形態において、任意選択的に、１又は２以上のピクセルのサイズ、形状又はアスペクト比のうちの１又は２以上を調整し、光学歪みを補償することができる。
【０１５１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサグリッド２０００は、高速ライン走査軌跡にマッチングするピクセル又は横列幾何形状の１又は２以上を有することができる。例えば、１又は２以上のレンズは、固定レンズ系の一部とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、１又は２以上のレンズの光学系は、センサ平面にて糸巻型歪みを引き起こし（例えば、１又は２以上のレンズの倍率は、光心からの半径方向距離に比例することができる）、これによりコーナーが「延伸状態」に見えるようになる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサグリッド２０００は、歪みにマッチングするようピクセルグリッドを調整することができる。幾つかの実施形態において、センサグリッド２０００は、上述のエピポーラ構成の１又は２以上を利用するためセンサの横列を直線走査ラインとマッチングするようにピクセルグリッドを調整することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ラインｉ及びラインｉ＋１は湾曲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサグリッド２０００は、歪みにマッチングするようピクセル幾何形状を調整することができる。幾つかの実施形態において、センサグリッド２０００は、上述のエピポーラ構成の１又は２以上を利用するため直線走査ラインをマッチングするようにピクセル幾何形状を調整することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセルの向き、サイズ又は形状のうちの１又は２以上は、走査ライン方向に沿って変えることができる。
【０１５２】
図２１は、例示の走査システム２１００を示している。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査システム２１００は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２１０２を含むことができる。例えば、走査システム２１００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２１０２ｈは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる）。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査システム２１００は、多焦点カメラアレイを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、走査システム２１００は、多焦点カメラアレイは、オーバーラップ視界を提供することができる。例えば、走査システム２１００は、広視野２１０４又は狭視野２１０６を利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査システム２１００は、車両２１０８の一部か、又は車両２１０８に装着することができる。広視野２１０４は、第１のレーン２１１０及び第２のレーン２１１２の１又は２以上の部分をカバーすることができる。狭視野２１０６は、主として、第２のレーン２１１２の１又は２以上の部分をカバーすることができる。
【０１５３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、多焦点カメラアレイは、所与の解像度（例えば、１０メガピクセル、５０００縦列及び２０００横列）を有するセンサを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、多焦点カメラアレイは、広視野２１０４又は狭視野２１０６を選択的に支持するように構成することができる。例えば、多焦点カメラは、所与の数の縦列（例えば、５０００縦列）にわたって分散された広視野２１０４（例えば、８３度の水平方向スパンを有する視野）を支持することができる。広視野２１０４を支持する間、多焦点カメラは、所与の三角測量機能（例えば、６０縦列／度、ＨＤすなわち２０／２０の人間の視覚に近い）を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、同じセンサがより長い望遠レンズ系と組み合わされる場合には、より小さな度（例えば、２０度）にわたり、より高解像度をもたらすことができる（例えば、２５０ピクセル／度の高解像度×４、２０／２０の人間の視覚×４に近い）。幾つかの実施形態において、十分な光がある場合、センサは、重要なＸ及びＺ次元に関して約４倍以上の詳細を解像することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、所与のセンササイズ（例えば、ピクセル及び解像度）では、種々の集光レベルを達成することができる。
【０１５４】
図２２は、例示のセンサ２２０６と例示の孔２２０８との間に例示の選択的距離２２０４を有する例示の多焦点カメラアレイ２２０２を備えた例示の走査システム２２００を示す。例えば、走査システム２２００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。多焦点カメラアレイ２２０２は、選択的距離２２０４を選択的に利用して、広角視野２２１０を提供することができる。
【０１５５】
図２３は、例示のセンサ２３０６と例示の孔２３０８との間に例示の選択的距離２３０４を有する例示の多焦点カメラアレイ２３０２を備えた例示の走査システム２３００を示す。例えば、走査システム２３００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。多焦点カメラアレイ２３０２は、選択的距離２３０４を選択的に利用して、狭角視野２３１０を提供することができる。図２２及び２３を対比すると、広角視野２２１０と狭角視野間のトレードオフが明示される。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、上記で説明した受信システムの１又は２以上は、より多くの光を集めてシステムのレンジに延在するよう大きな孔（例えば、レンズ直径）を有することができる望遠光学系を含むことができる。
【０１５６】
図４に戻ると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、堅牢な高速４Ｋ解像度の３次元ビデオモーションキャプチャを提供することができる。１ＧＨｚクロックでは、例えば、受信システム４１２は、最大１０億の異なるピクセルペア視差を記録することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、最大１０億ボクセル／秒を観測することができる。例えば、受信システム４１２は、１０，０００ボクセル／ライン及び最大で１００，０００ライン／秒を順次的に観測することができる。
【０１５７】
種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、最大５０ｆｐｓの４Ｋ解像度の３次元ビデオで捕獲することができる。例えば、受信システム４１２は、強い周囲光条件であっても、モーションアーチファクト無しで細粒の４Ｋ解像度の３次元表面輪郭を読み込むことができる。
【０１５８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、より高いフレーム速度又はより高いライン走査解像度の１又は２以上を実施することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、走査機構の高速化を回避することができる。例えば、受信システム４１２は、５０ｋＨｚミラーを実装して、単一フライングスポットで１００，０００ライン／秒又は最大５０ＦＰＳで２，０００ラインを記録することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、マルチビーム走査を利用して、画像投影及び物体の微詳細検出の両方を更に向上させることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、受信システム４１２における２つの平行ラインを同時に走査できる二重走査システム（「二重双マッチエピポーラ」）を利用することができ、これにより、二倍の解像度をもたらすことができる。
【０１５９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、高性能の３次元モーションキャプチャを提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、受信システム４１２の２つの受信器（例えば、上記で説明したようなエピポーラステレオ構成でオフセットした）を介してボクセルレンジを瞬時に（又は実質的に瞬時に）見つけることができる。例えば、受信システム４１２は、ハードウェア又はソフトウェアのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を利用してＺ距離を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、別個の第３のセンサは、垂直方向次元（例えば、上記で説明されたような）を決定する。種々の実施形態の幾つかにおいて、エピポーラ受信器のうちの１つは、２次元瞬間読み出し情報を提供することができる。例えば、受信システム４１２は、２つの受信器（例えば、１次元受信器と２次元受信器）を介して垂直方向次元を決定することができる。
【０１６０】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム４０４は、位置センサ又はフィードバックループの１又は２以上無しで、送信システム４０４の瞬間走査角度を追跡することができる。送信システム４０４は、超高速オープンループＭＥＭＳレーザ走査システムＭＥＭＳ（例えば、ＳＴｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（登録商標）により取得されるＢＴｅｎｄｏ二重ミラーシステム又はＦｒａｕｎｈｏｆｅｒ（登録商標）により開発されたＬｉｓｓａｊｏｕｓ二重ミラー走査システムなど、リレー光学系構成で構成された２つの高速共振１次元走査ミラー）を含むことができる。
【０１６１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、超広域高速走査を提供することができる。例えば、受信システム４１２は、Ｔｓｕｋｕｂａ  Ｊａｐａｎにおける研究所で最近になって証明された、１又は２以上の「Ｌａｍｂ  Ｄｒｉｖｅ」圧電駆動式共振スチールミラーシステムを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、最大６０ｋＨｚ（１２０，０００ライン／秒）で広角を走査することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、二重ステレオ又は三重センサ構成を設けて、広範囲にわたるこのような新規の走査オプションを提供することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、Ｎ（Ｎ≧２）個のカメラシステムによる３次元でのピンポイント精度で、種々のポイント、フライングスポット、又は走査ラインを記録し追跡することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、送信システム４０４の光学系の品質、軌跡、又は周期性に関係なくこれを実施することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、例えば、ＰｈｏｔｏｎＪｅｔに譲受された特許文献２に記載されるように、擬似ランダム３次元表面走査を提供することができる。
【０１６２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、１又は２以上の光パルスがピクセルのペア（例えば、左側受信器に１つと、右側受信器に１つ）により検出されると各ボクセル位置を決定し提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、任意選択的に、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２が１又は２以上の検出された光パルスと対応する高度値（例えば、別個の受信器、２次元左側受信器、２次元右側受信器、又は送信システム４０４のうちの１又は２以上が、瞬時的にＺ値を演算することができる）とをペアにしたことに応答して、各ボクセル位置を決定し提供することができる。
【０１６３】
反射ビームの光照射野の一部は、これらのセンサの各々に同時に（又は実質的に同時に）到達することができる。これらの結果として生じる信号は、必然的に同期することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、これらの信号を明確に相間付ける（例えば、一致させる）ことができる。パルスのステレオペアが検出されると、受信システム４１２は、瞬時的な（又は実質的に瞬時的な）三角測量を提供し、ほぼ瞬時的にボクセルの対応するＸ及びＺ値が得られる。追加の高度センサは、例えば、上述のように高度（例えば、Ｙ値）を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、二重受信器の追加の読み出し情報により高度を決定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、より長距離でも（例えば、観測遅れに関係なく）順次的なボクセル検出速度（例えば、最大で１ボクセル／ナノ秒）を維持することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、出射送信角度と入射受信角度との相間関係を排除することができる。幾つかの実施形態において、受信システム４１２は、当初不可知である飛行時間（例えば、出射と受信との間の未知の経過時間）によって引き起こされる曖昧さを排除することができる。より遠方の物体については、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ベースラインオフセットがレンジの一部について小さくなりすぎることに応答して、飛行時間を実施することができる（例えば、例えば、ＡＭ又はＦＭ位相変調、グレーコーティング、又はタッピングビートなど、既知のコードシーケンスにおいてレーザ源をパルス化又は変調することにより）。図１８は、飛行時間（例えば、遠視野について）を用いていつ側距するか、及び三角測量（例えば、中間視野又は近視野について）をいつ使用するかを送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２が決定する方法の例示の手順（例えば、ロジックフロー）を示している。
【０１６４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、高速３次元モーションキャプチャを提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、走査した物体の正確且つ細粒の高速３次元モーションマップを生成することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、任意選択的に、モーションキャプチャ又はモーションマップのうちの１又は２以上をフルカラーで提供することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、種々の堅牢な高速カラー３Ｄモーションキャプチャシステム（例えば、上述のような）を含むことができ、これは、走査物体の正確且つ細粒の高速３次元モーションマップを、任意選択的にフルカラーで生成する。
【０１６５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、高速非同期三角測量用の１又は２以上のカメラを含むことができる。低コストの「ローリングシャッター」モバイルカメラは、５〜１０ＭＰアレイの小さな（例えば、１〜１．５ミクロン）ピクセルを有することができる。各ピクセル（又は単光子アバランシュダイオード（ＳＰＡＤ））は、同じ縦列検出回路を処理することができる。横列は、ＣＭＯＳカメラピクセルに類似することができるように選択され、能動的にシャッターを閉じることができる。しかしながら、種々の実施形態のうちの１又は２以上において、フライングスポットの高速の二値化閾値検出は、高い優先順位を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、１又は２以上のスキャナの遅れ角（例えば、垂直方向又は高度角）のフィードバックから高速軸走査方向に実質的に直交する方向を決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、これらの特徴要素を利用して、ピクセルがどこに置かれているかを決定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、これらの特徴要素を利用して、瞬時的（実質的に瞬時的）な（任意選択的に非同期の）縦列検出を提供することができる。
【０１６６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、４元受信器センサシステムを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、４元受信器センサシステムは、４つの孔を含むことができる。幾つかの実施形態において、孔は、方形に配列することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、クワッド受信器センサシステムは、二重直交視差を有することができる。
【０１６７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、スポットを４回（例えば、毎回横列及び縦列検出して）取り込んで画像化することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、各スポット記録インスタンスにおいて、受信システム４１２は、４つのアジマスＸ値と４つのイプシロンＹ値（例えば、合計で８つの値、これにより４回よりも多くの光が捕獲される）を記録することができる。幾つかの実施形態において、受信システム４１２は、任意選択的に、Ｒ、Ｇ、Ｂ、又はＮＩＲフィルタの１又は２以上を適用することができる。例えば、４象限の各々は、４倍信号強度に対してＮＩＲ（例えば、最大で８つの瞬時的（又は実質的に瞬時的な）読み出し情報）を捕獲することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、走査レーザ三角測量によって深さ推定を決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、式：Ｚ＝ｈＤ／（Ｑ−ｈｔａｎθ）に少なくとも部分的に基づいて深さ情報を決定することができる。上式の変数は、図に示されたものを表すことができる。
【０１６８】
例えば、図面全体を通じて例示され上記で検討されたように、Ｚは、ビームが反射されたポイントまでの距離を表すことができる（例えば、三角形ＡＢＣの頂点Ｃ、ここでＺは、ベースラインに直交する距離とすることができる（例えば、Ｚは、底辺ＡＢに直交する経路に沿ってＣから底辺ＡＢまで測定した三角測定器の高さを表す））。種々の実施形態の幾つかにおいて、ｈは、孔（例えば、レンズ）の中心からセンサ平面までの直交距離を表すことができる。例えば、上記で検討され図４、５、及び３０において示されるように、ｈは、レンズ系の焦点距離を表すことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、レンズ系は、遠距離の光をセンサ表面４１４上の小さなピクセルサイズのスポットに集束させることができる。図面全体を通じて例示され上記で検討されたように、Ｄは、ベースラインオフセット距離又はベースライン距離を表すことができる。例えば、支援ステレオにおいて、ベースラインは、ステレオペアの２つの受信器（例えば、左側受信器と右側受信器）間の距離である。上記で検討され図４及び５において示されるように、Ｑは、例えば、センサ平面に沿って光心から走査スポットの画像がセンサ４１４上に投影される場所までの距離によって測定されたときの横方向（例えば、アジマス）視差を表すことができる。例えば、Ｑは、高速走査方向に沿って測定することができる（例えば、種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、センサ４１４の走査する横列の方向とベースラインが全て平行である理想的なエピポーラ構成を実施することができる）。図４に示すように、θは、入射光線が受信器の中心光軸から偏位した角度を表すことができる。例えば、θは、受信器の角度βの余角（例えば、β＋θ＝９０度）とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、これらの変数の各々をより細かく測定することにより、Ｚを推定する際により高精度を達成することができる。
【０１６９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、一定のベースライン距離Ｄを有することができる。例えば、ベースライン距離Ｄは、ある種の較正を通じて製造時に優れた精度で確立することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、大きなベースライン（例えば、１．５メートル）が実現可能であり望ましい（例えば、自動車の組み立て）場合には、必然的に生じる機械的動作又は位置ずれを調整するために何らかの再較正が存在する可能性がある。
【０１７０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、焦点距離ｈは、レンズ及びセンサ４１４が組み立てられた後で正確に測定（例えば、ミクロン単位で）することができる。
【０１７１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、入射光線偏差角Θは、センサ４１４における相対スポット位置の測定によって決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、センサ内のスポットの最大照明中心に最も近接したピクセル位置（例えば、最適輝度の位置）に基づいて入射光線偏差角Θを近似することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、スポットが鋭く集束されているかどうかに関係なく、３次元測定値を提供することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、スポットの輝度のクリア中心に基づいて３次元測定値を提供することができる。
【０１７２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、正確（例えば、ナノメートルまで）で不変のピクセル位置を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、リソグラフィー及びシリコンの固定性によって一定にすることができるピクセル位置を有することができる。幾つかの実施形態において、ピクセルのサイズ及び間隔は、この離散的位置測定の量的限度を定めることができる。
【０１７３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、ピクセルサイズとセンササイズの比がより小さいことから恩恵を受けることができる。例えば、受信システム４１２は、ピクセル量の増大から恩恵を受けることができる。しかしながら、ピクセルが小さいほど、受入れる光が少ない可能性がある。小型のセンサ（例えば、より小さいピクセルから生じる可能性がある）は、実際には遙かに安価とすることができる。しかしながら、これらの小型センサは、孔サイズ及び視野を制限する可能性がある。十分に長距離の三角測量及び側距に十分な光を集めるためには、より大きな孔が望ましいとすることができるが、これらの光学系は、より狭視野を支援することができる（例えば、エタンジューの法則、幾何光学によって、及びレンズの実際のＦ値によって管理される）。
【０１７４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ある程度の「超解像度」を達成する１又は２以上の方法を利用することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、表面上で既知の速度（例えば、順次した表面軌跡速度）で掃引させて、掃引ビームの厳密な（又は実質的に厳密な）到着時間を極めて正確に決定することができる。
【０１７５】
大きな孔は、大きなピクセルを備えた大型のセンサをもたらし、高価となる可能性がある。例えば、ＳＯＮＹ（登録商標）により提供される４２メガピクセルＳＬＲのような最新の高解像度カメラは、大きな孔で超低光キャプチャに対応することができるが、数千ドルの光学系及びセンサを必要とする場合がある３×３ミクロンピクセルを利用する可能性がある。ＣＭＯＳセンサ技術は、極めて強力な光学系が消費者価格で利用可能であることからも分かるように、大きく進歩している。
【０１７６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、最新世代のＣＭＯＳセンサを新規の方法で利用して、最大の速度、解像度、及び感度のマシンビジョンシステムを生成することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、３次元計測及び超高速３次元走査システム（例えば、ＬＩＤＡＲ三角測量及びハイブリッドＬＩＤＡＲ三角測量）を提供することができる。
【０１７７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、１．５又は１ミクロンピクセルの低コストモバイルカメラピクセル技術を利用して、１０〜１００倍小型で安価にすることができるカメラセンサを提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ファインピッチのピクセルを重要な位置に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、個々のセンサの視野を制御して大きな孔を提供することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、複数の安価なセンサ及び量産品の光学系を使用しながら、視野、焦点距離及び被写界深度を改善することができる。例えば、＄１，０００を遙かに超えるコストのセンサ（例えば、４２．４メガピクセルセンサを有するＳＯＮＹ（登録商標）により提供されるＤＳＬＲ  アルファａ７ＲＩＩ）を含むことができる１つの大収集型光学系を用いるのではなく、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、低コストモバイルフォンセンサのアレイ（例えば、回折限界１０Ｍピクセルカメラとして＄５）又はモバイルフォンセンサを用いることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、このようなセンサのアレイを含むことができ、ここでセンサは、本明細書で説明されるような僅かに修正された仕様を有する。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、＄１００未満で１００メガピクセル複合画像を検出することができる。
【０１７８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ステレオで、又はＮカメラマルチビュー構成を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、追加の３次元（例えば、Ｚレンジ）解像度のためオーバーラップ領域を利用することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、観測側（例えば、物体の表面上の各３次元ボクセル）及び観測者（例えば、カメラ）の両方を標準的に固定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、ピンプリックフラッシュ走査レーザによって照明されたときに「絶対グラウンドトルース」として視野内に各ピクセルを利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０２は、３次元空間において観測側及び観測者の１又は２以上を固定し、及びナノ秒の時間精度で観測側及び観測者の１又は２以上を固定することができる。
【０１７９】
（感知システムの例示の電気回路）
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２のセンサ４１４の各ピクセルは、１又は２以上のフォトダイオード（ＰＤ）を含むことができる。例えば、各ピクセルは、１又は２以上のピンフォトダイオード（ＰＤＤ）を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、１又は２以上のトランスファーゲートトランジスタ（ＴＧ）（例えば、受信システム４１２は、各フォトダイオードに対してトランスファーゲートトランジスタを含むことができる）。例えば、ピクセルにおけるフォトダイオードは、フォトダイオードに関連付けられたトランスファーゲートトランジスタがトランスファーゲートのイネーブルラインから受入れるトランスファー信号に応答して、選択的にイネーブルにすることができる。幾つかの実施形態において、トランスファーゲートトランジスタは、ピクセルの横列にｈｉｇｈ（例えば、イネーブル）のトランスファー信号を提供することができる。ピクセルの横列のフォトダイオードは、ｈｉｇｈ（例えば、イネーブル）のトランスファー信号に応答して、フォトダイオードの特定のピクセルに属する縦列センスラインを「揺らす（ｊｏｌｔ）」ようオペアンプ（例えば、特別に構成されたトランジスタ回路）をトリガする光電子を「排出」するよう設定（例えば、光電流の瞬時スパイクを供給するよう設定）されるように構成及び配列することができる。
【０１８０】
例えば、オペアンプロジック又はピクセルレベルのトランジスタロジックの１又は２以上は、閾値関数を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、光電流が瞬時ピーク値を超えない限り、ロジックは、揺れ（ｊｏｌｔ）が生じるのを防ぐことができる。例えば、特定のピーク瞬時光電子供給が、トリガされることになる揺れ（ｊｏｌｔ）を引き上げる（例えば、オペアンプがＶＤＤを縦列トリガ検出器（例えば、縦列センスラインなど）に接続するよう一時的に切り替える）のに十分に長い時間の間、オペアンプに提供される電圧を低下させるのに十分に強く（及びプルアップ抵抗値が十分に大きい／弱い）なるまで光電流が存在しない場合に、ウィークプルアップリセットトランジスタＲＳＴによって提供されるウィークプルアップ（ｗｅａｋ  ｐｕｌｌ−ｕｐ）は、トランスファーゲートトランジスタの出力（例えば、フォトダイオードの出力）をｈｉｇｈに維持することができる。このような回路関数の実施例について、以下で更に詳細に説明する。
【０１８１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサ４１４は、瞬時非同期２次元横列及び縦列関数を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、「揺れ（ｊｏｌｔ）」信号は、ピクセルに対応する横列及び縦列のセンスラインに提供することができる。例えば、受信システム４１２は、縦列及び横列の各々（例えば、Ｘ値（例えば、アジマス、ベータなど）及びＹ値（例えば、イプシロンなど））にて高速検出ロジックを含むことができる。幾つかの実施形態において、受信システム４１２は、最大１０億のＸＹペア／秒のレートの最小レイテンシーで各ナノ秒にて各ボクセルを決定することができる。
【０１８２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、非同期ピークフロー検出及び横列時間露出集積カメラ機能の両方を提供する１又は２以上の二重機能センサを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、二重機能センサは、４トランジスタピンフォトダイオードピクセルによって提供される長い集積機能により点灯検出及び／又は対数バイパスを介して瞬時位置を提供することができる。例えば、オペアンプは、強い瞬時（又は実質的に瞬時）（例えば、時間的且つ空間的に鋭い）スポット移行によって引き起こされる光電子のラッシュ（突入）を一時的に偏向（例えば、ルート変更）することができ、受信システム４１２は、４トランジスタピンフォトダイオードが閾下光電流をフローティングゲートに順番に流すのを保持して、同期するロー含むリング又はグローバルシャッターカメラ機能を維持することができる。
【０１８３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、任意選択的に、「浅い」ＲＧＢカメラ回路の下方に深く埋め込まれたＮＩＲピーク検出回路及びセンスラインを含むことができる。
【０１８４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、３次元物体から反射したレーザ光を検出するのに応答して、ピクセルによって生成された瞬時光電流の自然対数に比例するピクセル固有出力を提供することができる。例えば、受信システム４１２のフォトダイオードは、次の関係：Ｉph  ≒  ｅVph/VTによって表すことができる光電流を生成することができる。ここで、「Ｉph」は、フォトダイオードの光電流を表し、「Ｖph」はフォトダイオードの両端電圧を表し、「ＶＴ」は熱電圧を表す。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２のピクセル回路は、縦列センスラインを作動させる出力を提供することができる。例えば、ピクセル回路の出力は、瞬時フォトダイオード電流Ｉphの自然対数に比例することができる。
【０１８５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システム４１２は、４ウエイ（way）受信器センサシステムを複数の役割で実施することができる。例えば、受信システム４１２は、４元受信器センサシステムを従来の４トランジスタＰＰＤピクセルの役割で実施し、長い露出期間にわたって光電流を集積することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム４１２は、所与のピクセルに対する隣接する縦列センスラインに向けて最小遅延（例えば、ナノ秒）で光子パルスを直ちにリレーする代替の動作モードで４元受信器センサシステムを実施することができる。
【０１８６】
図２４は、例示の４トランジスタピンフォトダイオード（ＰＰＤ）ピクセル２４０２を含む例示のセンサ部分２４００を示す。センサ部分２４００は、受信システムのセンサのものとすることができる。例えば、受信器は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２４０２は、横列選択又は横列制御の１又は２以上を提供するロジック２４０４を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ピクセル２４０２は、縦列センスライン２４０６を含むことができ、これを介してピクセル２４０２がデータ（例えば、縦列デコーダ又はアナログデジタルコンバータに）を出力する。
【０１８７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２４０２は、トランスファーゲート２４０８を含むことができる。幾つかの実施形態において、トランスファーゲート２４０８は、ピクセル２４０２のピンフォトダイオード２４１０をピクセル２４０２のフローティングディフュージョン（浮遊拡散）ウェル２４１２に接続することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ＰＰＤ２４１０は、光子の捕獲に応答して、電荷をトランスファーゲート２４０８に提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、トランスファーゲート２４０８は、電荷をフローティングディフュージョンウェル２４１２に提供することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、フローティングディフュージョンウェル２４１２は、電荷を保持することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、光電子がトランスファーゲート２４０８を通って到達すると、電圧が低下する可能性がある。例えば、電圧は、既に受取った光子束に対して反比例して低下する可能性がある。
【０１８８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２４０２を包含又は担持するピクセル横列は、リセット回路２４１４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、リセット回路２４１４は、該リセット回路２４１４がリセットライン２４１６を介して受入れる１又は２以上のパルスに応答して、フローティングディフュージョンウェル２４１２をＶDDにリセットすることができる。例えば、１又は２以上のパルスに応答して、リセット回路２４１４は、露出の前に横列全体をリセットすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、トランスファーゲート２４０８は、トランスファーゲートイネーブルライン２４１８を介して１又は２以上の信号を受入れることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、トランスファーゲート２４０８がトランスファーゲートイネーブルライン２４１８を介して１又は２以上の信号を受入れることに応答して、ピクセル集積を可能にすることができる。
【０１８９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２４０２は、読み取りイネーブル回路２４２０を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、読み取りイネーブル回路２４２０は、ピクセル２４０２の縦列センスライン２４０６を介してピクセルの読み取り（例えば、露出後の低下した電圧）を可能にすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、読み取りイネーブル回路２４２０は、読み取りイネーブルライン２４２２を介して１又は２以上の信号を受入れることができる。例えば、読み取りイネーブル回路２４２０は、読み取りイネーブルライン２４２２を介して１又は２以上の信号を受入れること（例えば、縦列デコーダ又はアナログデジタルコンバータに接続すること）に応答して、ピクセルの読み取りを可能にすることができる。幾つかの実施形態において、ピクセル２４０２を含むピクセル横列は、読み取りイネーブル回路２４２０を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、読み取りイネーブル回路２４２０は、読み取りイネーブルライン２４２２を介して１又は２以上の信号を受入れることに応答して、ピクセル横列の各ピクセルについてピクセルの読み取りをイネーブルにすることができる。例えば、読み取りイネーブル回路２４２０は、各ピクセルに対応するそれぞれの縦列センスラインによって横列における各ピクセルについてピクセルの読み取りをイネーブルにすることができる。
【０１９０】
図２５は、例示の２トランジスタフォトダイオードピクセル２５０２を含む例示のセンサ部２５００を示す。センサ部２５００は、受信システムのセンサのものとすることができる。例えば、受信器は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２５０２は、横列選択又は横列制御の１又は２以上を提供するロジック２５０４を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ピクセル２５０２は、縦列センスライン２５０６を含むことができ、これを介してピクセル２５０２がデータ（例えば、縦列デコーダ又はアナログデジタルコンバータに）を出力する。
【０１９１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２５０２は、トランスファーゲート２５０８を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、トランスファーゲート２５０８は、ピクセル２５０２のピンフォトダイオード２５１０をピクセル２５０２のフローティングディフュージョンゲート２５１２に接続することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、図２４のリセット回路２４１４とは対照的に、ピクセル２５０２は、ウィークプルアップ抵抗（Ｒ）を含むことができる。幾つかの実施形態において、ウィークプルアップ抵抗は、光電子パルスが検出されないときに、フローティングディフュージョンゲート２５１２をＶDDにプルアップしたままにすることができる。或いは、第３のリセットトランジスタは、外部リセット制御ラインによって制御することができるウィークプルアップとして機能するよう設定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、トランスファーゲート２５０８は、トランスファーゲートイネーブルライン２５１４を介して１又は２以上の信号を受入れることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、トランスファーゲート２５０８がトランスファーゲートイネーブルライン２５１４を介して１又は２以上の信号を受入れることに応答して、ピクセル又は横列の駆動（例えば、光感知）を可能にすることができる。
【０１９２】
例えば、時間ｔ0において、光子がピクセルフォトダイオード２５１０に突入することができる。フォトダイオードにより生成された電子のパルスは、トランスファーゲート２５０８を通って突入することができる（例えば、ｔ1にて）。ｔ2において、縦列センスライン２５０６は、プルローにされて（例えば、ピーク電子束電流は、フォトダイオード２５１０からトランスファーゲート２５０８を流れることができ、プルアップ抵抗によって提供されるウィークプルアップよりも強いものとすることができる）、信号を生成することができる。ｔ3において、縦列感知回路２５１６が信号を増幅することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、各縦列は、対応する縦列感知回路（例えば、縦列センスライン２５０６〜第Ｎ縦列感知回路２５１８に接続する縦列センスラインＮまでについて）を有することができる。この信号に基づいて、受信システムは、光子パルスがどの縦列で生じたかを瞬時的（又は実質的に瞬時的）に知ることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システムは、低信号伝播遅れ（例えば、ナノ秒程度の）を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システムは、小さなピクセル構造、キャパシタンス、及びインピーダンスを有することができる。幾つかの実施形態において、縦列センスライン２５０６は、その固有の増幅器（例えば、縦列感知回路２５１６）を有することができる。
【０１９３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システムは、縦列数で信号を符号化することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システムは、種々の縦列に対する信号を組み合わせてシリアルバスに入れることができる。幾つかの実施形態において、受信システムは、縦列数で信号を符号化するためにセンスラインロジック（sense line logic）を実装することができる。これに加えて、又は代替として、受信システムは、種々の縦列に対する信号を組み合わせてシリアルバスに入れるために、センスラインロジックを実装することができる。
【０１９４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信システムは、各検出された走査ビーム反射についての信号を提供することができる。例えば、受信システムは、１ＧＨｚクロックを実装して、非同期ボクセル位置合わせ（例えば、最大１０億ボクセル／秒）を提供することができる。
【０１９５】
図２６は、例示の波面色分解を利用した例示のフラッシュ照明２６００を示している。る。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの送信システムは、フラッシュ照明２６００を走査方向２６０２に放射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、フラッシュ照明２６００は、短い（例えば、ＵＶ又は青色）波長の先行部２６０４と長い（例えば、赤色又はＮＩＲ）波長の後続部２６０６とを有する、「PlainBow」フラッシュ蛍光体照明波面色分解を含むことができる。
【０１９６】
図２７は、例示の別個のセンスラインを利用して、様々な例示の色分解及び時間分解成分を順番に捕獲する例示のカスケードトリガピクセルシステム２７００を示す。例示の受信システムの例示のセンサは、カスケードトリガピクセルシステム２７００を含むことができる。例えば、受信システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、カスケードトリガピクセルシステムの別個のセンスラインは、図２６のフラッシュ照明２６００の色分解及び時間分解成分の１又は２以上を順番に捕獲することができる。
【０１９７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、カスケードトリガピクセルシステム２７００は、第１のフォトダイオード２７０４に接続する第１のトランスファーゲート２７０２と、第２のフォトダイオード２７０８に接続する第２のトランスファーゲート２７０６と、第３のフォトダイオード２７１２に接続する第３のトランスファーゲート２７１０と、第４のフォトダイオード２７１６に接続する第４のトランスファーゲート２７１４と、を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、第１のトランスファーゲート２７０２は、ｔ０にて、トランスファーゲートイネーブルライン２４１８を介して１又は２以上の信号を受入れることができる。幾つかの実施形態において、第１のトランスファーゲート２７０２は、トランスファーゲートイネーブルライン２４１８及び光スポットを捕獲する第１のフォトダイオード２７０４を介して１又は２以上の信号を受入れることに応答して、第１のトランスファーゲート出力ライン２７２０を介して第１のフォトダイオード２７０４からの第１の信号を通すことができる。第１のトランスファーゲート出力ライン２７２０は、ｔ1（例えば、ｔ1はｔ0＋Δ1に等しいとすることができる）にて、第２のトランスファーゲート２７０６及び１又は２以上の横列もしくは縦列センスラインに第１の信号を送出することができる。第２のトランスファーゲート２７０６は、第１の信号を受入れることに応答して第２のトランスファーゲート出力ライン２７２２及び光スポットを捕獲する第２のフォトダイオード２７０８を介して第２のフォトダイオード２７０８からの第２の信号を通すことができる。第２のトランスファーゲート出力ライン２７２２は、ｔ2（例えば、ｔ2はｔ1＋Δ2に等しいとすることができる）にて、第３のトランスファーゲート２７１０及び１又は２以上の横列もしくは縦列センスラインに第２の信号を送出することができる。第３のトランスファーゲート２７１６は、第２の信号を受入れることに応答して第３のトランスファーゲート出力ライン２７２４及び光スポットを捕獲する第４のフォトダイオード２７１２を介して第３のフォトダイオード２７１２からの第３の信号を通すことができる。第３のトランスファーゲート出力ライン２７２４は、ｔ3（例えば、ｔ3はｔ2＋Δ3に等しいとすることができる）にて、第４のトランスファーゲート２７１４及び１又は２以上の横列もしくは縦列センスラインに第３の信号を送出することができる。第４のトランスファーゲート２７１４は、第３の信号を受入れることに応答して第４のトランスファーゲート出力ライン２７２６及び光スポットを捕獲する第４のフォトダイオード２７１２を介して第４のフォトダイオード２７１６からの第４の信号を通すことができる。第４のトランスファーゲート出力ライン２７２６は、ｔ4（例えば、ｔ4はｔ3＋Δ4に等しいとすることができる）にて、後続のトランスファーゲート（図示せず）及び１又は２以上の横列もしくは縦列センスラインに第４の信号を送出することができる。
【０１９８】
図２８は、例示のフラッシュトリガ４トランジスタフォトダイオードピクセル２８００（例えば、ピンフォトダイオードピクセル）を示す。例示の受信システムの例示のセンサは、フラッシュトリガ４トランジスタフォトダイオードピクセル２８００を含むことができる。例えば、受信システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、フラッシュトリガ４トランジスタフォトダイオードピクセル２８００は、横列選択又は横列制御の１又は２以上を提供するロジック２８０２を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ピクセル２８００は、縦列センスライン２８０４を含むことができ、これを介してピクセル２８００がデータ（例えば、縦列デコーダ又はアナログデジタルコンバータに）を出力する。
【０１９９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２８００は、フォトダイオード２８０８からピクセル２８００のフローティングディフュージョンウェル２８１０に電流を流すトランスファーゲート２５０８を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ピクセル２８００を包含又は担持するピクセル横列は、リセットライン２８１４を介して１又は２以上の信号を受入れるリセット回路２８１２を有することができる。幾つかの実施形態において、トランスファーゲート２８０６は、トランスファーゲートイネーブルライン２４１８を介して１又は２以上の信号を受入れることに応答してイネーブルにすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ピクセル２８００は、読み取りイネーブルライン２８２０を介して１又は２以上の信号を受入れることに応答して、縦列センスライン２８０４を介してピクセルの読み取りを可能にするリセットイネーブル回路２８１８を含むことができる。
【０２００】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセル２８００は、ロジック２８０２の１又は２以上のラインを利用して、様々な例示の色分解及び時間分解成分を順番に捕獲する。種々の実施形態の幾つかにおいて、図２６のフラッシュ照明の色分解及び時間分解成分のうちの１又は２以上の成分の１又は２以上の捕獲に関して順次したピクセル読み出し情報を提供することができる。
【０２０１】
（感知システムの追加の例示の態様）
図２９に示すように、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、例示のＬＩＤＡＲ三角測量（例えば、上記で説明したような）を利用することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、三角測量ＬＩＤＡＲ受信器２９０２、２９０４のステレオペアを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、走査レーザ送信器２９０６を含むことができる。
【０２０２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、走査レーザ送信器２９０６から２つの受信器２９０２、２９０４をオフセットする（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００のベースラインに沿って）ことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、走査レーザ送信器２９０６は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００の視野にわたって走査するよう構成することができる。幾つかの実施形態において、走査レーザ送信器２９０６は、順次走査で走査ビーム２９０８を掃引するよう構成することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、互いに平行なそれぞれの中心光軸２９１０、２９１２を有するように受信器２９０２、２９０４を構成することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、中心光軸２９１０、２９１２は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００のベースラインと垂直方向とすることができる。
【０２０３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、スマートハイブリッド三角測量ＬＩＤＡＲシステムとすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、スマートハイブリッド三角測量ＬＩＤＡＲシステムは、周囲照明の抑制を最適化することができる。例えば、スマートハイブリッド三角測量ＬＩＤＡＲシステムは、同期した時間選択トリガピクセル駆動を利用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、スキャナは、走査ラインの画像を視野内の表面上に投影することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器２９０２、２９０４及びスキャナ２９０６は、受信器２９０２、２９０４のセンサ内の横列と画像を整列させるよう構成することができる。例えば、受信器２９０２、２９０４及びスキャナ２９０６は、エピポーラ構成で構成することができる。
【０２０４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査レーザ送信器２９０６は、光源及び走査ミラーを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、光源は、走査ミラーが視野にわたって走査するときに短いコリメートされた光子パルスを放射することができる。幾つかの実施形態において、受信器２９０２、２９０４及びスキャナ２９０６は、これらのパルスの反射の軌跡がセンサの各々における順次する横列に沿って辿るように構成することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、スキャナによって放射されるコリメートされた光子パルスは、例えば、「トレーサビュレット」（例えば、ＰｈｏｔｏｎＪｅｔに各々譲受された特許文献１〜４及び７に記載されるような）を含むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査レーザ送信器は、飛行時間トレーサビュレットを投射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、三角測量飛行時間受信器のステレオペアは、飛行時間トレーサビュレットの反射を捕獲することができる。幾つかの実施形態において、投影光は、視野内の表面上に反射することができる。反射の一部分は、システムに向かって戻ることができる。受信器は、反射の一部を捕獲することができる。
【０２０５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、スマートハイブリッド三角測量ＬＩＤＡＲシステムは、三角測量と飛行時間側距と組み合わせることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信器２９０６は、速度Ｃ（およそ３×１０8ｍ／秒）で既知の軌跡軸（例えば、角度座標α及びεを有する光線方向）に沿ってトレーサビュレットを送ることがでいる。幾つかの実施形態において、送信器２９０６は、走査ミラーからトレーサビュレットを反射することによって、直線ラインに沿ってトレーサビュレットを放射することができる。
【０２０６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、トレーサビュレットが距離Ｚ（例えば、第１の距離２９１４、第２の距離２９１８、又は第３の距離２９１６）にて表面に衝突したことに応答して、トレーサビュレットの光子の一部が、上記で説明したように、３次元感知システム９００に向かって反射して戻ることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器２９０２、２９０４の孔は、上記で説明したように、光子の一部を捕獲することができる。幾つかの実施形態において、受信器２９０２、２９０４は、上記で説明したように、互いから距離Ｄだけオフセットすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、走査源送信器２９０６は、ベースラインの中心に位置決めすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、各受信器は、走査源送信器２９０６から距離Ｄの位置に位置決めすることができる。
【０２０７】
受信器２９０２、２９０４が送信器２９０６からオフセットされている場合、光子は、三角形内を進んで受信器２９０２、２９０４に到達することができる。これらの三角形は、距離Ｚが大きくなるほど鋭角になることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、Ｚが大きくなると、戻り光の主光線は、消失点に向かって外側に回転することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、戻り光の主光線が消失点に向かって外側に回転すると、角度βが増大することができる。幾つかの実施形態において、角度βの増大は、出射ビーム２９０８及び入射反射光の主光線方向を平行に向けて集束させることができる（例えば、Ｚが無限に向けて大きくなると、α≒β）。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサ内の１又は２以上の縦列は、各入射光線（入射角βを有する各光線）を捕獲することができる。例えば、各入射光線は、センサの中心に向かって横列に沿って（例えば、エピポーラ軸に沿って）スライドすることができる交点にて１又は２以上の縦列により捕獲することができる。
【０２０８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサは、出射光線が出射光線方向αに沿って進む各距離Ｚに対して固有のピクセル位置を識別することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、入射光線角βは、Ｚ及びαの関数とすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、反射した光子に対して飛行時間を利用することができる。例えば、反射光子がセンサ位置に到達する時間は、ｔToFで与えられる（例えば、光の速さでの往復時間、ここでｔToF＝２＊Ｚ／ｃ）。
【０２０９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、スマート３次元三角測量ＬＩＤＡＲシステムは、光子がどこに戻るかを認識することができる（例えば、センサの予想位置）。種々の実施形態の幾つかにおいて、スマート３次元三角測量ＬＩＤＡＲシステムは、光子がいつ戻るかを認識することができる。幾つかの実施形態において、センサの予想位置は、時間の関数とすることができる。例えば、予想位置は、トレーサビュレットの飛行時間の関数とすることができる（Ｚの関数とすることができる）。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、この一定の物理的幾何学的関係に基づいて、スマートＬＩＤＡＲシステムは、瞬間モーメントと戻り光子の位置とを先制的に相関付けることができる。
【０２１０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、システム２９００は、実施可能な各距離Ｚに対して、ビーム経路において反射面又は障害物が存在する可能性があることを認識することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、システム２９００は、このような実施可能な各距離Ｚに対して、センサにおいて光子がいつどこに戻ってくるかを厳密に（又は実質的に厳密に）認識することができる。実際には、各トレーサビュレットは、Ｚの１つの値に対して反射して、所与の時間においてセンサの１つの位置で戻ることができる。システム２９００が各可能性を予想することができ、センサ内の位置にて可能性のある光子の到達が固有のモーメント（例えば、所与の時間の１つの可能性のある位置）で起こる可能性があるので、システム２９００は、「到達」ピクセルを時間の関数として開放することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、システム２９００は、「到達ピクセル」の位置をセンサ内の横列に沿って極めて迅速に（例えば、ナノ秒で）スライドさせることができる。
【０２１１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、システム２９００は、所与の時間において、横列の極めて小さなサブセクション（例えば、１ピクセル又は数ピクセル）を作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、システム２９００は、（例えば、最大視差ｄｍａｘのポイントから最小視差ｄｍｉｎのポイントまでマイクロ秒内で）横列に沿って駆動ピクセルのサブセクションウィンドウをスライドさせることができる。
【０２１２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器２９０６は、順次ピクセル送信器を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、順次ピクセル送信器は、ターゲット（例えば、Ｚフィート離れた）に向けて光子の短く（１００ｐｓ）狭くコリメートされた（＜５００ミクロン）「スピットボール」を発射することができる。光子は、ターゲット上に飛散することができる（発射後Ｚナノ秒）。光子の一部は、上記で説明したように、受信器２９０２、２９０４のうちの１つの受信器の方向で反射して戻ることができる。別のＺナノ秒の後、反射した光子は、受信器２９０２、２９０４の孔に入ることができる。受信器２９０２、２９０４は、センサの表面上のピクセルのサイズ（例えば、ミクロン）にほぼ一致することができるポイントに反射した光子をコリメートすることができる。
【０２１３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器２９０２、２９０４が光子ビュレットの反射した光子を同時に検出したときには、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、これらの検出を互いに関連付けて、このステレオ検出（例えば、矢印２９２０で示されるような）において受信器２９０２の１又は２以上のピクセルと受信器２９０４の１又は２以上のピクセルとの間の対応関係を決定することができる。このようにして、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、ピクセル順次（例えば、ツイッチーピクセル、ＳＰＡＤ、又は同様のもの）カメラを用いたときのピクセル間の対応関係を瞬時且つ明確に提供することができる。
【０２１４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、反射光子が当該特定の時間にそのポイントに到達するのを予期することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、そのポイントで特定のピクセルに開放することができる（例えば、当該特定のピクセルに反射光子が到達する直前に）超高速シャッターを開くことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、横列に沿ったスライド位置にてスライドする駆動ピクセルウィンドウを開放することができる。
【０２１５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、検出回路を正確な（又は実質的に正確な）感度に瞬時的（又は実質的に瞬時的に）設定して、特定のピクセルに到達する反射光子の量を確実に決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器２９０２、２９０４は、縦列感知ロジックを作動させることができる高速ゲートロジックを含むことができる。幾つかの実施形態において、この縦列感知ロジックは、短い時間期間の間（例えば、反射トレーサビュレットが駆動している特定のピクセルにて生成される光電流のスパイクの到着のモーメントに）感知検出器を作動させる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、到着時に入射電子を同期的に一致させることができる。幾つかの実施形態において、受信器２９０２、２９０４は、対応する信号を制御システムに到達するのに十分な強度まで増幅することができる。
【０２１６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、どのピクセルが上記で説明したどの時間に反射光子を捕獲するべきかを考慮することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、例えば、既知のシステムレイテンシー（例えば、光子の到達とブースト信号の制御システムへの到達との間の遅れ）を考慮に入れるため、小さな調整（例えば、ナノ秒の数分の１まで）を行うことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、予想飛行時間遅延及び確認された視差ｄで、位置Ｘ、Ｙ（反射光子が作動させるピクセルの縦列及び横列アドレス）において正確な（又は実質的に正確な）距離Ｚを瞬時的（又は実質的に瞬時的）に演算（例えば、予演算された三角測量マトリクスをルックアップすることにより）することができる。
【０２１７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、正確な時空間的単一ピクセル閉じ込めを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、反射したトレーサビュレットの光子のピクセルへの到達の直前（例えば、２＊Ｚ／ｃに等しい飛行時間後）にピクセルを作動させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、能動縦列復号器がサポートする特定の横列に沿ってピクセルを順次的に作動させることにより、そのように行うことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、他の光を遮断することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、上記で説明したように予測的方法で当該横列に沿ってピクセルを順次且つ極めて短く作動させることができる。
【０２１８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、センサにおいて潜在的に受信ピクセルを予め選択（例えば、空間的及び時間的の両方で）することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、上記で説明したようにスライドピクセルシャッターを有するエピポーラ構成を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、戻ってくる光子を精密な精度で検出することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、予測的方法で、反射光子の到達のモーメント及び位置を僅かに単一ナノ秒及び単一ピクセルに制限することができる。
【０２１９】
以下は、上記の実施例を示している。以下の例では、便宜上、簡易化、及び明確さのために概数を用いている。矢印２９２０で示されるように、受信器２９０２、２９０４において同期して駆動されたピクセルは、互いに対する視差（例えば、ｄmin、ｄ(t)、及びｄmax）を有することができる。
【０２２０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、レーザビームを用いて、１ナノ秒でシステムの視野（例えば、１０度の視野）における単一のピクセルに相当する領域を走査することができる。センサは、各横列に１０，０００個のピクセルを含むことができる。各ピクセルは、視野度の１０００分の１を捕獲することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、視野の各ラインを１０マイクロ秒で走査することができる。
【０２２１】
例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、ε及びアルファαの方向で強い１００ピコ秒のトレーサビュレットを「発射」することができる。その後まもなく、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、約１ナノ秒（例えば、１クロック）の間各受信器２９０２、２９０４において１つのピクセルを作動させることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、ピクセルの位置に基づいてピクセルを選択することができる。例えば、このピクセル位置が最大視差ｄmax（例えば、最大ステレオ角度差β−α）の位置とすることができ、最小レンジＺminに相当することができるので、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、ピクセルを選択することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、ピクセルのシャッターを再度閉じて、約１ナノ秒の間当該ピクセルの近傍のピクセルを作動させることができる（例えば、次の縦列のピクセルを作動させることができる）。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、ｄminにて最大検出レンジ位置に到達するまで、後続の各ピクセルに順次的に進むことができる。
【０２２２】
上記で説明したように最大視差ｄmaxは、最小レンジＺminにて生じることができ、最小視差ｄminは、最大レンジＺmaxで生じることができる。上記で説明したように光がより遠くに進むほど、視差が小さくなる。あるポイントで、最大観測可能レンジＺmaxに到達する。最大観測可能レンジＺmaxに到達したことに応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、横列における次のピクセルを調べるのを止めることができる。例えば、このレンジ内に物体が存在しない（例えば、反射面がない）場合、又はその表面がトレーサビュレットの光の不十分な部分を反射する場合には、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、事象を記録できない可能性がある。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００が事象を記録できないことに応答して、本システムは、「タイムアウト」することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００のタイムアウト（又はタイムアウトへの接近）に応答して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、後続のトレーサビュレットを（例えば、最大レンジ時間が１マイクロ秒、５００ｆｔレンジ後に）発射することができる。
【０２２３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、高速動的走査モード（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００が高速動的ボクセル検出レートを提供できるモード）を利用することができる。動的走査モードにおいて、本システムは、所与のビュレットの反射の記録に応答して、後続のビュレットを送出することができる。ショートレンジ（短距離）検出では、逆二乗の法則により、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００から１距離単位だけ更に離間したターゲットとの間を行き来する光子ビュレットにおけるエネルギーと比べて、十分な光子がセンサに到達するのを依然として達成しながら、二次的に少ないエネルギーを必要とすることができることを示すことができる（例えば、近隣の物体は、高密度に飛び交う低エネルギーのトレーサビュレットを自動的に受ける）。短い距離は、センサに曖昧さを引き起こすことなく、低エネルギートレーサビュレットの迅速な発射を可能にする。
【０２２４】
より大きな距離（例えば、２００フィート距離で２０フィート感知レンジなど、比較的狭いレンジに検出が制限される場合）では、本システムは、より早くタイムアウトする可能性があり、例えば、同時到達の反射が曖昧さを引き起こす可能性がある時間間隔（例えば、４０ナノ秒）に相当することができるビュレット発射間の時間期間に達すると、後続のトレーサビュレットを発射することができる。例えば、２０フィートの検出レンジ設定及び２００フィートの距離では、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、最大で２５Ｍボクセル／秒のレートに達することができる。
【０２２５】
送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、信号を動的に増幅することができる。より近接した物体は、離れた物体よりもより強く反射する（例えば、逆二乗の法則に従って）ことができるので、反射した光子の入射信号はより強く、遙かに容易に検出することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、従って、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、近距離反射に関連するピクセルには（例えば、そのピクセル及び当該ピクセルに接続する回路の両方で）少ない信号増幅を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、縦列（又は横列）センスラインに組み込まれた増幅回路を含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、近隣の反射を受入れるよう設定されたピクセル（例えば、ｄmaxに近いカレント視差値を有するピクセル）に接続された縦列センスラインの増幅度を、小さな大きさだけ一時的に増幅するよう設定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、例えば、視差が現在のところｄminに近接している位置におけるピクセルなど、遠距離信号（例えば、Ｚmaxに近いＺを有する）を受入れるピクセルに関連する縦列センスラインの増幅度を、大きな大きさだけ一時的に増幅するよう設定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、リアルタイムで、ピクセル回路自体を調整する（例えば、図３８に示されるように、ピクセルロジックにおけるフォトダイオードバイアス又は調整可能ゲイン回路を調整することにより）ことができる。
【０２２６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、表面の検出及び近似レンジの確立に応答して、３つの設定：光子ビュレットエネルギー、繰り返し周波数、並びにセンサ感度の全てを調整することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、各状況について最適な設定を自動的に行うことができる。
【０２２７】
2019505818.tif 000003
2019505818.tif 000004
【０２２８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、「ツイッチーピクセル（ｔｗｉｔｃｈｙ  ｐｉｘｅｌ）」は、反射したトレーサビュレット光子の入射パルスを瞬時的（又は実質的に瞬時的に）報告する（例えば、ピクセルのフォトダイオードに接続された高感度感知増幅器又はソースフォロワーの１又は２以上を介して）ことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ピクセルは、増幅パルスが縦列センスラインを介してゲート感知増幅器に進むように構成することができる。幾つかの実施形態において、この増幅器は、１つの縦列を処理することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、例えば、光子ビュレットの反射が到達した正確な（実質的に正確な）モーメント（１ナノ秒）など、極めて短いモーメント（例えば、時間ｔ＝ｔToF＝２＊Ｚ／ｃで）の間この増幅器をターンオンすることができる。幾つかの実施形態において、本システムは、１フィートの１／２の精度内でＺを決定することができる。
【０２２９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、例えば、２０ナノ秒／順次位置で近距離表面（例えば、１０フィート内の表面）の順次ボクセル走査を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム２９００は、例えば、最大で５，０００万ボクセル／秒（５０ＭＶｐｓ）で走査することができる。
【０２３０】
図３０は、例示のＬＩＤＡＲ三角測量送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、三角測量送信器−受信器ペア３００２、３００４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、三角形ＡＢＣの基点Ａにて光子送信器３００２を含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、オフセットベース距離Ｄ（例えば、ＡＢ＝Ｄ）にある別の基点Ｂにて受信器３００４を含むことができる。送信器３００２は、受信器３００４に向かって反射光３０１４として表面３００６から反射する走査ビーム３０１２を放射することができる（例えば、受信器３００４のセンサのピクセル３０１６は、反射光３０１４を捕獲することができ、該ピクセル３０１６は、縦列位置又は数が角度βに比例するポイントｉにある）。
【０２３１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器３００４は、センサ３０１８を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサ３０１８は、距離ｆにて底辺ＡＢに平行な平面に配列することができ、ここでｆは、受信器の孔でのレンズ又は集束系の有効焦点距離である。
【０２３２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器３００２は、高度にコリメートされたビームを方向αで送信することができる（図３０は、三角形ＡＢＣがある平面を示すシステムを２次元で示しているが、別の平面が各高度角εに対して存在する）。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、エピポーラ整列システムとすることができる。幾つかの実施形態において、送信器３００２の高速走査軸運動は、間断なく一連のポイントＣを走査することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、同じ横列に沿ってセンサ３０１８において一連の画像化反射ポイントＣ’としてこれらのポイントの反射を画像化することができる（ミラーの非理想的運動及び受信側光学系の歪みなどの要因に起因して、小さな偏差が生じる可能性がある）。
【０２３３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサ内の横列は、高さｈ＝ｆ及び基部コーナーＣ’を有する三角形（例えば、この三角形は、三角形ＡＢＣと相似形状とすることができる）によって形成することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ベース長はｄであり、縮小することもできる。幾つかの実施形態において、基部コーナーはα及びβ（三角形ＡＢＣの基部コーナーと同じ）とすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、相似三角形の法則に基づいて、ｄ／ｆ＝Ｄ／Ｚとして決定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、相似三角形の法則に基づいて、Ｚが３００フィート、Ｄは３フィート、及びｆが１０ｍｍである場合、ｄは１０ｍｍの１／１００（１００ミクロン）であることが分かる。１ミクロンピクセルを有する２Ｋセンサでは、ピクセル単位で測定されるｄは、１０ピクセルとすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、位置Ｃ’でセンサに到達した光子は約６００ｎｓ（例えば、送信器３００２からターゲットまで３００ｎｓ及び受信器３００４に再び戻るまで３００ｎｓ）であると決定することができる。より近接したターゲット（例えば、２００フィートにある）では、光子は、４００ｎｓで到達することができ、１５０ミクロン（例えば、１５０ピクセル）の有意に大きな視差（ｄ）を有する。１００フィートでは、これらの値は、２００ｎｓ、３００ミクロン、及び３００ピクセル（例えば、表１で例示されるように）とすることができる。
【０２３４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、光子がどこに到達するかといつ到達するかとの間には相間関係が存在することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、上記で説明したように、更なる光子がより長い時間期間を進むほど、視差は小さくなる。加えて、逆二乗の法則によれば、信号は、飛行時間に比例して減衰することができる（例えば、距離がより遠くなると、孔３０１０に戻る光子がより少なくなる）。
【０２３５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、個々のピクセルに対してこのタイプの超高速ピクセルシャッターを利用して、信号を捕獲するために個々のピクセルを「ジャストインタイム」で開放することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、絶対（又は実質的に絶対）最小値にまで周囲光の「漏洩」を低減することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、僅かに１０ナノ秒の間適正なピクセル（縦列及び横列を選択的に確立する）を開放し、これによりフィルタリング（例えば、Ｂｒａｇｇ型狭帯域通過フィルタ）の前でも周囲光の一部である一億分の１（１０-8）を捕獲することができる。
【０２３６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、例示のシステムは、特別な狭帯域通過フィルタを必要としない場合がある。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００の側距機能は、通常のカメラに追加することができる。例えば、４トランジスタピンフォトダイオードを有するローリングシャッターカメラは、高速縦列ゲーティング機能及び非同期二値検出モード（例えば、本明細書で記載されるような「ツイッチーピクセル」回路として）を追加することによって修正することができる。幾つかの実施形態において、ツイッチーピクセルは、縦列センスラインに対して最小（例えば、ナノ秒）のレイテンシーでフォトダイオード突入電流を非同期的に送ることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、３次元側距において、既存の色ピクセルは、可視色コード（ＲＧ＆Ｂ）トレーサビュレットを感知するよう構成することができる。幾つかの実施形態において、ピクセルは、縦列復号器回路センスラインを順番に駆動して、受取ったパルスを記録するよう構成することができる。或いは、幾つかの実施形態において、２次元モードにおいて、全フレーム時間集積シャッター露出をサポートすることができる（例えば、ピクセルの各順次した横列が並行して復号される）。
【０２３７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、色コードを利用してコントラストを追加し、ステレオ復号を強調することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、高速色切り替え（例えば、「カメレオンモード」）を利用して、飛行時間３次元モードにおいて曖昧さを阻止し、これにより例えば、３倍高い色ボクセル検出レート（例えば、図４０）をサポートすることができる。
【０２３８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、各ピクセルの感度を選択的に一時的に増大させることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、所与のピクセルが接続される複合機回路のゲインを増大させることができる。別の実施例として、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、最も減衰された光を受信しようとしていると送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００が決定した位置のピクセルについてのゲインを増大させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、最低ステレオ視差（例えば、他のピクセルが受入れる光線のステレオ視差と比較して）を有する光線を受入れるピクセルが、最も遠くに進んだ光子を受入れると決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、距離に起因する減衰を補償するためこの決定に最も応答したピクセルからの信号を増幅することができる。
【０２３９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、センサは、超高感度フォトダイオード（例えば、アバランシュフォトダイオード（ＡＰＤ）又は単光子アバランシュダイオード（ＳＰＡＤ））を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、これらのダイオードは、逆バイアスをかけることができる。幾つかの実施形態において、光子によってトリガされたときに、これらのダイオードが電子なだれを起こして強い電流を生じ、次いでクエンチする（quench）ことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、選択感度及びゲインに従って、個々のピクセルのバイアスをリアルタイムで管理することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、このバイアスをマイクロ秒よりも短い期間にわたってピクセル毎に変えることができる。
【０２４０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ピクセルは、臨界バイアス（例えば、ＡＰＤ線形モードを下回るようにバイアスを保持する）を下回って始めることができる。第１のトレーサビュレットの到着の直前で、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、バイアスをＡＰＤ線形モードに引き上げ（例えば、降伏電圧に近いが下回る）、比較的近接した反射（例えば、初めに、現在のｄmax位置に近いピクセルなど駆動されることになる最初のピクセルについて）を検出することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、例えば、更に高い感度がレンジ検出を改善できるｄmin位置に近い（ｄmax位置よりも）ピクセル位置についてバイアスを急激に高め続けることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、バイアスをガイガーモードに一時的に引き上げることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ガイガーモード（例えば、フォトダイオードにかかる逆バイアスが降伏形態を上回って設定される）では、ピクセルは、高度に不安定になる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、ガイガーモードでの作動を最小（実質的に最小）の時間間隔に制限することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、短い時間期間の間（例えば、１００ナノ秒くらい）一度に数ピクセルをガイガーモードにすることができる。別の実施例として、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、ピクセルバイアスを時間及び位置の両方の関数にすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、ガイガーモードを利用して、暗電流によって引き起こされる誤検出を最小限にすること、センサの感度を高めること、検出レンジを増大させること、又は周囲光の干渉を排除することのうちの１又は２以上を行うことができる。
【０２４１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、各ピクセルで一定の予想飛行時間に対応するよう、個々のピクセルの応答能力を急激に変化させることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、フォトダイオードのバイアス電圧を変化させ、及び／又はピクセルを選択的にイネーブルにして、ジャストインタイムで予想される減衰に対して適切な感度でピクセルを作動させることができる。
【０２４２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、急速走査レーザビームシステムを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、複数の送信走査方向（例えば、トレーサビュレットが複数の方向αで発射された）において、受信器３４００におけるピクセルは、異なる時間に異なる入射方向βで種々の距離から到達する光子を捕獲することができる。幾つかの実施形態において、受信器３００４は、最初に、最短距離を横断した光子を捕獲することができる。次に、受信器３００４は、より大きな距離を横断した光子を捕獲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、ゲート信号を効果的に側距して、特定の遅延後に戻る光のみに応答することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、そのように実施して、所望のレンジの外にある応答（例えば、近すぎる又は遠すぎるものの１又は２以上）をフィルタ除去することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、ピクセルのフォトダイオード回路のバイアスを急速且つ動的に変えることができる。
【０２４３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、レンジ選択機能（例えば、空間的レンジ選択）を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、例えば、特定のレンジ（例えば、レンジＺmin〜Ｚmax）において物体からの反射が記録される場合の３次元追跡のためレンジ選択機能を利用することができる。
【０２４４】
図３１は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３１００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３１００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３０００は、第１及び第２の受信器３１０２、３１０４（図３１は、第２の受信器３１０４をより詳細に示している）と、送信器３１０６と、を含むことができる。第２の受信器３１０４は、孔３１０８及びセンサ３１１０を含むことができる。
【０２４５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器３１０６は、方向α1でｔ0にてパルスを送信する。種々の実施形態の幾つかにおいて、パルスは、時間ｔ1にて第１のポイント３１１２にて反射することができる。幾つかの実施形態において、反射は、時間ｔ1+にてセンサ３１１０の第１のピクセル３１１６に到達することができる。或いは、同じパルスは、時間ｔ2にて第２のポイント３１１８で反射し、その結果、第２のピクセル３１１２が時間ｔ2+にて反射を捕獲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３１００は、ｔToFでの差異がΔｔ＝ΔＺ（又はΔＲ）／２ｃであると決定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ある時間ｔ3にて、送信器３１０６は、走査方向α2において別のパルスを送信することができる。他のパルスは、時間ｔ4にて第３のポイント３１２４で反射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、反射は、時間ｔ4+にてセンサ３１１０の第３のピクセル３１２６に到達することができる。或いは、同じパルスは、時間ｔ5にて第４のポイント３１２８で反射し、結果として、時間ｔ5+にて第４のピクセルが反射を捕獲することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３１００は、ｔToFでの差異がこの場合も同様にΔｔ＝ΔＺ（又はΔＲ）／２ｃであると決定することができる。図３１に示すように、センサ３１１０においてこれらのレンジ内で別個のモーメントにてピクセルを順番に作動させることにより、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ΔＺ（又はΔＲ）の検出レンジ（例えば、第１のポイント３１１２及び第３のポイント３１２４が存在する円弧から別の円弧３１２０まで）を提供することができる。
【０２４６】
図３２は、例示の３次元追跡システムとすることができる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３２００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３２００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、３次元追跡システム３２００は、視野空間の３次元体積サブセクション（例えば、３次元レンジ選択、３軸体積空間選択によって示されるような）上に「フォビエイト（ｆｏｖｅａｔｅ）」することができる。例えば、３次元追跡システム３２００は、走査エミッタ３２０６に、水平方向（Δα）方向及び垂直方向（Δε）方向で特定のレンジを照明させることができる。第１及び第２の受信器３２０２、３２０４のステレオペアは、照明の反射を受入れることができる。別の実施例として、３次元追跡システムは、第２の受信器３２０４において横列（ΔＹ）及び縦列（ΔＸ）のサブセットに達することができる。更なる実施例として、３次元追跡システム３２０４は、検出レンジΔＺを選択することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、３次元追跡システム３２０４は、３次元追跡システムが到達した横列内でピクセルの狭いサブバンドを順番に作動させることにより、検出レンジを選択することができる。
【０２４７】
図３３は、例示のピクセルを管理する例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、送信器３３０２及び受信器３３０４を含むことができる。受信器３００４は、孔３３０８を介して反射を受入れるセンサを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサ３３０６は、ピクセルの１又は２以上横列を含むことができる。例えば、図３３は、センサ３３０６においてピクセルのｒｏｗiを示している。
【０２４８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、ピクセルの横列に沿ってあるレンジの隣接ピクセルにバイアスを加えて設定し、視差が減少する方向で開放（例えば、シャッター）することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、益々感度の高い検出（例えば、傾斜ゲイン）回路でサブピクセルを順番に作動させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、ピクセル３３１０を作動させることにより順次駆動を開始して、Ｚminレンジ３３１４にて物体３３１６を検出することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、ピクセル３３１０からピクセル３３１２までピクセルを順番に駆動した後で順次駆動を終了し、Ｚmaxレンジ３３１８に達したことに応答して物体３３２０を検出することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、反射の検出が止まったと送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００が決定したことに応答して、順次駆動を終了することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、タイムアウトすることができる。
【０２４９】
幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、順次した駆動の終了に応答して、次のトレーサビュレットに対して上述のプロセスを繰り返すことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、次のトレーサビュレット（例えば、隣接する新しいα、次の走査ライン位置）を送ることができ、これにより、上述のプロセスを繰り返したときに、次のトレーサビュレットが、ピクセルの横列に到達することができるようになる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、前のトレーサビュレットを送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００が捕獲したときに、次のトレーサビュレットが既に「途中」（例えば、ターゲットに進む飛行時間の半分とその戻り途中の飛行時間の別の半分）であるようにすることができる時間で次のトレーサビュレットを送ることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００の観点から前のトレーサビュレットに対して次のトレーサビュレットを分離可能（例えば、明確に検出可能）にすることができる時間で次のトレーサビュレットを送ることができる。
【０２５０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、特定の時間ｔ1にて、最初の光子は、最小レンジＺmin３３１４で表面３３１６から反射した後、センサ３３０６のｒｏｗiに到達することができる。これら「早期のもの（early birds）」は、時間ｔ0にて特定の送信方向α1で最近送信された光子とすることができる。これらのかなりの部分は、最大視差ｄmaxを有して戻ることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、かなり後の時間（例えば、最大でマイクロ秒後）ｔj（Δｔ＝ｔj−ｔi＝ΔToF＝２＊ΔＺ／ｃであり、図３３の矢印が示すように、ポイントＡからポイントＢへの追加往復の飛行時間）にて、同じ送信（方向α1で同じ時間ｔ0にて送信された）からの最終の光子は、センサ３３０６の同じｒｏｗiにおいて完全に異なる位置に到達することができる。これらの遅れたもの（stragglers）は、送信に比例して（例えば、早期のもの（early birds）の割合と比べて）著しく少ないものとすることができ、最小視差を有した位置（例えば、早期の到達から有意に離れてシフトした）に到達することができる。幾つかの実施形態において、到達時刻、視差、及び光子の割合は、Ｚ距離の等しく相間付けられた測定値とすることができる。
【０２５１】
種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００が前のトレーサビュレットの最後の遅れたものを考慮した後に、不要な（spurious）フォアグラウンド物体からの次のトレーサビュレットの早期のものを到達させることができる時間で次のトレーサビュレットを送ることができる（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、前のトレーサビュレットの早期のものについての飛行時間を決定することができ、及び／又は前のトレーサビュレットの早期のものと前のトレーサビュレットの遅れたものの到達の時間差を決定することができ、また、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、これらの時間期間の１又は２以上に基づいて次のトレーサビュレットの送信を遅延させることができる）。
【０２５２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、トレーサビュレットに対するレーザ出力を低減し、遅れたものを防ぐことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、極めて近接したフォアグラウンド物体（例えば、不要なフォアグラウンド物体）からの早期のものを視差フィルタ処理（例えば、阻止）することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、１又は２以上の近接近フォアグラウンド物体（例えば、不要なフォアグラウンド物体）とフォアグラウンドターゲット物体との間の部分的なオーバーラップに応答して、シャドウ（例えば、失われたボクセル）を検出することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３３００は、フォアグラウンドターゲット物体をロックオンして側距している間、フォアグラウンドターゲット物体からの反射に関しての低い「ヒット」レート（例えば、フラック、雪、雨、又は霧）を検出することができる。
【０２５３】
図３４は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、送信器３４０２及び受信器３４０４を含むことができる。
【０２５４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、第１のピクセル３４１２にてバックグラウンド３４０８に対してフォアグラウンド物体３４０６を検出することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、バックグラウンド３４０８を「取り除く」ことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、走査ビームに対して中程度の（ただし十分な）強度を選択することによりバックグラウンド３４０８を取り除くことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、該送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００の受信システムの受信強度に対して適切な閾値（例えば、フロア）を選択することにより、バックグラウンド３４０８を取り除くことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、短い飛行時間間隔の後でピクセルを「ターンオフ」し、この間隔の後に到達する光がレンジdminを超える小さな視差（例えば、ピクセル位置）にて検出器（例えば、「ツイッチーピクセル」、ＡＰＤ、又はＳＰＡＤ）をトリガしないようにすることによって、バックグラウンド３４０８を取り除くことができる。例えば、閾距離３４１０よりも離れた距離にて表面から反射する光は、第２のピクセル３４２０の第１の方向３４１８で１又は２以上のピクセルにてセンサに到達することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、第２のピクセル３４２０の第１の方向３４１８で存在するピクセルを駆動しないようにすることができ、又はこれらのピクセルからの信号を無視することができる。
【０２５５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、小さな不要なフォアグラウンド物体３４１６は、図３４に示すようなフォアグラウンド物体３４０６を検出する送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００の能力を妨げる可能性がある。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、小さな不要なフォアグラウンド物体３４１６からの走査ビームの反射を無視することができる（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、不要なフォアグラウンド光を排除することができる）。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、第２の距離３４１４よりも近接した表面から反射する早期到達の光子（「ゲートクラッシャー」）を無視（例えば、排除）することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、特定の最小レイテンシーの後までピクセルによる実施可能性の「発射」を遅延させることにより、小さな不要なフォアグラウンド物体３４１６からの走査ビームの反射を無視することができる。例えば、ビームが方向αiで送られた後、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、最小飛行時間間隔の後までピクセルの放射（例えば、バイアス）を遅延させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、ある方向（Ｒmin／ｃ）の移動磁化の２倍よりも大きい最小飛行時間間隔を選択することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、第２の距離３４１４にて何らかの物体からの反射を受入れることになるピクセルの第２の方向３４２４に存在するピクセルの駆動を阻止することができ、或いは、そのようなピクセルを無視することができる。
【０２５６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、フォアグラウンド物体３４１６は、バックグラウンドを部分的に塞ぐことができるが、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００は、フォアグラウンド画像ボクセルを避けることができる。上記で説明した３次元ボクセルフィルタは、例えば、霧、雨又は雪によって引き起こされる不要な反射を排除する点で有用とすることができる。上記で説明した３次元ボクセルフィルタは、受信システム３４０４のセンサの遮蔽、及び／又はこのような不要なノイズボクセルデータによる送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３４００のバス、ロジック又はＶＰＵ（ビジュアル プロセッシング ユニット）の１又は２以上のオーバーロードを軽減することができる。
【０２５７】
図３５は、例示の飛翔体のための例示の比較的に晴天を走査する送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００を示している。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、送信器３５０２及び受信器３５０４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、マッピングされる表面をＺロックオンすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、高解像度でマッピングされる表面、又は高速で移動している物体３５０６の堅牢な追跡のための表面をＺロックオンすることができる。
【０２５８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、受信システム３５０４のセンサ３５２４におけるピクセルのサブセットを時間ゲートすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、Ｚの限定レンジ３５０８（例えば、５００フィートＺレンジ）に対して開放されることになるピクセルのサブセットを時間ゲートすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、監視されるべき疑わしいミサイル発射場の上方の所定容積の空を走査するためＺレンジ３５０８を選択することができる。
【０２５９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、各走査の間、ピクセル視差の十分なレンジ（例えば、遠い方のレンジ３５１２に相当する第１のピクセル３５２６から、近い方のレンジ３５１０に相当する第２のピクセル３５２８を通る）にて及び十分な飛行時間レンジにわたって所与の時間期間（例えば、数ナノ秒）の間開放するようセンサ３５２４の各ピクセルを設定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、センサ３５２４における走査ビーム軌道の画像に続いて、ナノ秒の順番にシャッターを閉じた能動ピクセルの軌跡に検出を制限することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００がピクセルを駆動したときに）、ピクセルの感度を選択されたレンジ３５０８に対して適切なゲインに設定することができる。
【０２６０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、最初の反射光子がピクセル３５３０に到達したことに応答して物体３５０６を検出することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、（例えば、物体３５０６を検出する際に）最初に反射した光子についての視差（例えば、ピクセルシフトｄi）及び時間（例えば、ＴｏＦi）を精密に観測することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、正確な（実質的に正確な）レンジを瞬時的（実質的に瞬時的）に計算することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、当該検出した位置に基づいて、感度、視差（例えば、利用されるピクセルのレンジを、第１の中間距離３５２０に相当する第３のピクセル３５３２から第２の中間距離３５１８に相当する第４のピクセル３５３４までのレンジに低減することによって）、又は飛行時間レンジのうちの１又は２以上を調整することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、感度、視差、又は飛行時間レンジのうちの１又は２以上を、当該検出した位置の周りの最小エンベロープ３５１０に最適化することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、走査ビームを補正した出力レベルに設定することができ、センサのゲインを設定することができ、視差を設定することができ、及びピクセルタイミングを設定する（例えば、当該検出した位置各々が基づいて）ことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、繰り返しの成功した検出が与えられると、軌跡３５２２を次第に正確に予測（例えば、推定）することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、ミサイルを追跡して、次第にロックオンすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、この方法の１又は２以上の部分を利用して、当事者が従来のＲＡＤＡＲまたはＬＩＤＡＲシステムを混乱させるために意図的に発射することができるチャフ又は他の物体（Ｏsf）３５１４を無視するのを助けることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、この方法の１又は２以上の部分を利用して、他の物体によって部分的に又は時間的に閉塞されたときに物体を良好に追跡することができる。
【０２６１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００が表面をロックオンしたときに、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、各順次した（例えば、時間及び空間が隣接する）ピクセルセットが次のトレーサビュレット反射を検出する鋭く狭い受容マージンを設定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、許容可能な飛行時間及び視差レンジの能動ウィンドウを低減することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、１０フィート又はそれ未満の寸法を有する関心物体の検出に焦点を合わせることができる。このような実施例では、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、２０ｎｓの飛行時間マージン及び予測される次の位置の周りの数ピクセルの視差を設定することができる。
【０２６２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、この予測を行う際に、観測者と追跡される物体との間の相対運動を考慮に入れる（例えば、物体の３次元動作軌跡を予測するカルマンフィルタ技術によって）ことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００がこのような表面を収集したときには、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、ロックした追跡が失敗したときに自動的に「ロック解除」を行うことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００がこのような表面を収集したときには、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、走査が失敗した後（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００が、狭いウィンドウ内部でトレーサビュレットの反射を検出できなかった場合）、自動的に「ロック解除」を行い、隣接ボクセルを検出することができる。
【０２６３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、上記で説明した方法の１又は２以上の部分を利用することにより、異なるＺレンジ及び／又は視野内の異なる位置にて複数の物体をロックオンすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、上記で説明した方法の１又は２以上の部分を利用することにより、同じ走査内で異なるＺレンジ及び／又は視野内の異なる位置にて複数の物体をロックオンすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、上記で説明した方法の１又は２以上の部分を利用することにより、複数の狭いロックオンレンジの各々に個別に事前設定されたセンサラインのピクセルを用いて（例えば、図３９又は４０の１又は２以上において示されるように）、異なるＺレンジ及び／又は視野内の異なる位置にて複数の物体をロックオンすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３５００は、新しく検出される物体とこれまでに検出されていない物体の間により広いサーチレンジに設定することができる。
【０２６４】
図３６は、例示の高速ピクセル順次走査ＬＩＤＡＲシステムとすることができる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、送信システム３６０２及び受信システム３６０４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信システム３６０２は、受信システム３６０４の位置に近接することができる位置に配列することができる。幾つかの実施形態において、送信システム３６０２及び受信システム３６０４は、互いに同じ軸上に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、送信システム３６０２及び受信システム３６０４は、任意選択的に組み合わせることができる。
【０２６５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム３６０２は、方向αで時間ｔd（ディパーチャ）にて発射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム３６０４は、時間ｔdに続く飛行時間（例えば、ｘナノ秒）の後で、ｔa（到達）にて物体３６０８から反射した信号を受入れることができる。幾つかの実施形態において、受信システム３６０４は、方向βから来た反射信号を検出することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、反射信号の光子が飛行している持続時間を推定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、Ｄがゼロ（又はほぼゼロ）であり、αがβに等しい（又はほぼ等しい）という仮定に基づいてこの推定を行うことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、光子が到達した確定場所（例えば、縦列）及びセンサにおいて光子の到達の確定時間に基づいてこの推定を行うことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、各入射方向βについて、最近の走査の間の対応する方向α（＝β）での出発時刻を知ることができる。幾つかの実施形態において、各瞬時送信方向αは、反射の検出後に決定することができる（例えば、方向αを検出した反射の観測される戻り方向βと相間付けることにより）ので、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、順次照明されるレーザ走査ビームを利用するのに十分に高速とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信システム３６０４は、到達時刻及び飛行時間を記録することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、Ｒ＝ｃ（ｔa−ｔd）／２に基づいてレンジＲを計算することができる。
【０２６６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、高速走査（例えば、５０ｋＨｚ）を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、高速走査を利用している間、度の１００分の１をナノ秒と相間付けることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、１０，０００縦列を有する「ツイッチー（twitchy）ピクセル」又はＳＰＡＤ受信器を用いて、上記のことを行うことができる。
【０２６７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、単一ライン（例えば、線形センサ）の受信器を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、垂直方向で走査を回転させる傾動ミラーを含むことができる。幾つかの実施形態において、受信システム３６０４の「アンチイプシロンミラー」は、送信システム３６０２のイプシロン（例えば、高度）ミラーとマッチングさせることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、走査中に能動ピクセルサブウィンドウを低減することによりレンジロックすることができる。
【０２６８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、小レンジの期待値及び位置決定論の１又は２以上を用いて、入射光子のレンジをロックすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、小レンジの期待値及び位置決定論の１又は２以上を用いて、順次する入射光子のシャッターを閉じることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、特定の容積を有して３次元表面をロックオンして側距することができる。
【０２６９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、視差無し（例えば、「Ｚ／ｄピクセルオーバーラップ」無し）を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、横列におけるピクセル位置（例えば、縦列数）を視野位置に直接マッピングすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、高速走査を（例えば、５０ｋＨｚ共振ＭＥＭＳミラーを介して）提供することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、１ナノ秒／ボクセルで走査を提供することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、例えば、検出レンジを１０フィート（例えば、表面上のオートロック）に低減することにより、このような高速走査を達成することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、レンジの低減に応答して、複数の縦列復号器を同時に発射することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３６００は、ツイッチーピクセル、ＡＰＤ、又はＳＰＡＤを介して縦列復号器を作動させることができる。
【０２７０】
図３７は、例示の高速スライディングウィンドウロジックエピポーラ平行ステレオ復号器を備えた例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００（例えば、支援ステレオ走査システム）を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、送信器３７０２、第１の受信器３７０４、及び第２の受信器３７０６を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、２つの受信器３７０４、３７０６は、純修正エピポーラ構成で適切に整列することができる。幾つかの実施形態において、２つの受信器３７０４、３７０６は、レンズ効果を補償することができる（例えば、それらの整列によって）。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、ステレオペアピクセル対応を見つけることができるスライディング抵抗比較器を含むことができる。
【０２７１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信システム３７０２は、ＤｅＢｒｕｉｊｎ色コード（例えば、７つの実施可能な二値色２3−１：ＲＧＢＣＭＹ＆Ｗ）を投影することができる。図３７は、明確にするために１０進数としての色コードを示している。種々の実施形態の幾つかにおいて、物体は、コード「１４５２７」を反射することができる。例えば、「１」は、物体の第１の部分３７０８から反射することができる。「４」は、物体の第２の部分３７１０から反射することができる。「５」は、物体の第３の部分３７１２から反射することができる。「２」は、物体の第４の部分３７１４から反射することができる。「７」は、物体の第５の部分３７１６から反射することができる。幾つかの実施形態において、２つの受信器３７０４、３７０６の左側カメラ及び右側カメラは、これらのコードを反転して見ることができる（例えば、「７２５４１」として）（オクルージョンがないものと仮定）。例えば、第１のピクセル３７１８及び第２のピクセル３７２０は、「１」の反射を受入れることができる。第３のピクセル３７２２及び第４のピクセル３７２４は、「４」の反射を受入れることができる。第５のピクセル３７２６及び第６のピクセル３７２８は、「５」の反射を受入れることができる。第７のピクセル３７３０及び第８のピクセル３７３２は、「２」の反射を受入れることができる。第９のピクセル３７３４及び第１０のピクセル３７３６は、「７」の反射を受入れることができる。
【０２７２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、色コードに基づいて、物体の表面までの距離を推定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、左側カメラ及び右側カメラ間にマッチングするコード（例えば、色）の視差を推定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、修正エピポーラ整列に少なくとも部分的に起因して、左側カメラにて捕獲された所与のコードを右側カメラにおけるマッチングコードでルックアップし、次いで一致した（例えば、同一の）コード間でピクセル視差の大きさを決定することができる。例えば、左側カメラ及び右側カメラは、１ミクロンピクセルを有する４Ｋセンサ（例えば、４ｍｍアレイ幅）を含むことができる。図３０に関して上記で説明したように（例えば、式ｄ／ｆ＝Ｄ／Ｚを用いて）、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、コード間の視差が１００ピクセル（例えば、１００ミクロン）、左側カメラ及び右側カメラの焦点距離が１０ｍｍである場合、ｄ／ｆ＝１／１００であると決定することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００はまた、左側カメラ及び右側カメラ間のベースライン距離が３フィートである場合、Ｚは１００×３フィート＝３００フィート（９１．４メートル）であると決定することができる。
【０２７３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、支援ステレオ走査システムを含むことができる。支援ステレオ走査システムは、例えば、数ナノ秒でトラックのバック上に５つの順次したＤｅＢｒｕｉｊｎ色を投影することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、左側カメラ及び右側カメラは各々、ローリングシャッターを有することができる。幾つかの実施形態において、左側カメラのローリングシャッターは、右側カメラのローリングシャッターと同期することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、左側カメラ及び右側カメラの各々について捕獲した色の記憶を含むことができる。
【０２７４】
例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、各捕獲した色の２進等価数（簡単にするために、図３７は、００１、０１０、０１１、１００、１０１、１１０、１１１の代わりに、１０進数１〜７を示している）を記憶する１又は２以上のハードウェアレジスタを含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、０００（例えば、ぶれック）の２進組み合わせを除外することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、コードの予想長さに等しい所定量の色コードを記憶した後（例えば、２０マイクロ秒後）、２つの同期したローリングシャッターを読み取ることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、２つのハードウェアレジスタ３７３８、３７４０を捕獲したコードの２進等価数で満たした後（例えば、２０マイクロ秒後）、２つのハードウェアレジスタを読み込むことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、左側カメラのｒｏｗiの値を右側カメラの等価なｒｏｗiの値と比較することができる。
【０２７５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、コード（例えば、「７２５４１」）は、左側カメラ及び右側カメラの両方の同じｒｏｗiで生じることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、同じｒｏｗiのこれら左側及び右側バージョンの両方をそれぞれのレジスタ３７３８、３７４０にロードすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、ｒｏｗiの右側バージョンを特定量（例えば、ｄmax）のオフセット（例えば、ピクセルシフト）を有してそれぞれのレジスタにロードすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、右側カメラのレジスタ３７４０を左側カメラのレジスタ３７３８から差し引くことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、マッチング又はこれに加えてもしくは代替として「ニアマッチング」を決定することができる（例えば、シフト位置の差異が一定の閾値を下回ると送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００が決定した場合）。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、２つのレジスタ３７８８、３７４０の比較がゼロ（例えば、「０００００」）をもたらしたときに、マッチング（又はニアマッチング）が存在すると決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、現在のピクセルシフトで決定されたマッチング（又はニアマッチング）（例えば、それらのマッチングの視差）を記録することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、次いで、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、右側レジスタ３７４０における値を（例えば、小さな視差に向けて）左シフトして、プロセスを繰り返すことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、マッチング（又はニアマッチング）が存在するかどうか（例えば、図３７に示すように２つの「７２５４１」コードを整列させる）を決定するまでに、レジスタ３７３８、３７４０を複数回シフトする場合がある。
【０２７６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、超高速ステレオマッチング（例えば、４Ｋステレオ復号器をサポートするのに十分な速さを超える最大１００万ライン／秒で）を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７３８、３７４０は、２つの４Ｋカメラ（例えば、各々が４Ｋ×２Ｋピクセル＝８００万ピクセルを有する）を含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７３８、３７４０は、例えば、２５０ｋライン／秒を復号化することができる（例えば、フルカラーで４Ｋ解像度にて１２５フレーム／秒＝８ＭＲＧＢボクセル／フレーム、又は最大で１ギガボクセル／秒のレートを提供する）。
【０２７７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、センサの各横列が例えば４０００ピクセル値を収容できるにしても、特定のサブレンジの可能性のある視差（例えば、ｄmin〜ｄmax）を考慮に入れることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、視野にわたって４Ｋピクセルで４０度のビューを有することができる（例えば、１００ピクセル／度）。この実施例の場合、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、１）左側カメラ及び右側カメラ間の３フィートのベースラインオフセット、２）１０ｍｍ焦点距離、及び３）２００フィートＺmin〜４００フィートＺmaxの深さレンジにおいて、１５０ピクセル〜７５ピクセル（例えば、ｄmax及びｄminそれぞれ）（例えば、正味７５ピクセル）レンジ視差を考慮に入れることができる。この実施例の場合、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、ハードウェアレジスタの値を７５回シフトして、このレンジでの可能性のあるマッチングを見つけることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、レジスタ３７３８、３７４０をハードウェアに実装した場合、７５クロック（例えば、１ＧＨｚシステムで７５ｎｓ）で上記のことを行うことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、ピクセルにおいてマッチングを見つけるのに要する時間は１マイクロ秒未満とすることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、左側センサピクセル値を有する左側レジスタ３７３８から右側センサピクセル値を有する右側レジスタ３７４０を差し引き、横方向シフトを１ピクセルシフトだけ７５回増分させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、最大視差で開始して、最小視差に向かって動作することができる。
【０２７８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、該送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００の１又は２以上のプロセッサがコードを実行したときに、上記のプロセスを実施するコードを記憶するための１又は２以上のメモリを含むことができる。このようなコードの一実施例は、以下の通りである。
【０２７９】
（ステップ０）
Ｒｘｌ値ｒｏｗｉをｒｅｇＬ（４ｋピクセル値）にロードする。
Ｒｘｒ値ｒｏｗｉをｒｅｇＲ（４ｋピクセル値）にロードする。
ｄをｄ＝ｄｍａｘに設定する。
（ステップ１）
ｒｅｇＲｄピクセルをｒｅｇＬからオフセットする（例えば、図３７を参照）。
各縦列において互いから非ゼロ値を差し引く。゜
もし差がゼロであれば、又は、選択的に、差がノイズ閾値よりも小さければ、これらのピクセルは、視差値に注目し、且つ、選択的に、コンフィデンス値は差に基づく。
視差値ｄを１ピクセル減らし、且つ、ｄ＝ｄｍｉｎまでステップ１を繰り返す。
非ゼロ値を有する全てのピクセルが、視差値を有するはずであり、（選択的に、最小の不一致に基づいて、コンフィデンス値を有する。
各横列についてこの手順（ステップ０）を繰り返す。
【０２８０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、カメラのうちの１つにおける横列を約１０〜２０マイクロ秒で読み込むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、ハードウェアにおいて上記プロセスを実行するのに要する時間は１マイクロ秒未満（例えば、１０００クロック＠１ＧＨｚ）とすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、最良の可能性のあるピクセルマッチングをリアルタイムで取り出すハードウェアブロックを通じて２つの受信器出力をストリーミングすることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、最大１００ｆｐｓで横列毎に順番に２つの受信器出力をストリーミングすることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、最小（実質的に最小）のレイテンシーでＺ値の全てを演算することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、超高速支援ステレオハイブリッドＬＩＤＡＲシステムとすることができる。
【０２８１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、上記で説明したようなエピポーラ構成にて高速ピクセル順次走査システムと組み合わせた高解像度センサのペアを含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、例えば、１０億色ボクセル／秒ほどで検出、局在化、及び追跡することができる。幾つかの実施形態において、本システムは、２つのコントラスト強調ビデオストリームをハードウェアにて三角測量で測定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、走査レーザ照明を用いて、ボケなしで優れたコントラストを有して高速物体を追跡することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３７００は、高解像度色３次元画像及び高度に正確な動作軌跡を提供することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ゲインに対する厳しい制御を用いて、感度に対する厳しい制御を用いて、及び個々のピクセルの超短駆動を用いて、周囲光に対する高度な堅牢性を維持しながら追跡を行うことができる。
【０２８２】
図３８は、例示のピクセルを順番に設定し作動させることができる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、送信器３８０２及び受信器３８０４を含むことができる。受信器３８０４は、センサ３８０６を含むことができる。受信器３８０４は、センサ３８０６の異なるピクセルについて異なることができるゲイン増幅器３８０８を設定することができる。例えば、受信器３８０４は、ゲインエンベロープ３８１０に基づいてゲインを設定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器３８０４は、第１のピクセル３８１４に対して第１のゲイン増幅器３８１２、第２のピクセル＿３８１４に対して第２のゲイン増幅器３８１６、及び第３のピクセル３８２２に対して第３のゲイン増幅器３８２０を設定することができる。
【０２８３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器３８０４は、個々のピクセル３８１４、３８１８、及び３８２２におけるゲイン３８１２、３８１６、及び３８２０を順番に設定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、時間ｔ1、ｔ2、ｔ3それぞれにてゲイン３８１２、３８１６、及び３８２０を設定することにより、ピクセル３８１４、３８１８、及び３８２２を順番に設定して作動させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、スマートシステムロジックを利用することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、上記で説明したように所与の時間モーメントにてピクセル３８１４、３８１８、及び３８２２のうちの１つに到達する光子信号を予想することができる（例えば、第１の位置３８２４からの反射は、第２の位置３８２６からの反射よりも前に到達することができ、第２の位置３８２６からの反射は、第３の位置３８２８からの反射よりも前に到達することができる）。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、このような期待に従って順次ピクセルを作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、予想される減衰を補償することができる（例えば、各順次ピクセルを通じてステップ処理されたときの増分Ｚ値に基づいて）。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３８００は、エンベロープ３８１０を決定するのにランプゲイン関数ＧＲ（ｔ）を適用し、ゲイン３８１２、３８１６、及び３８２０を時間の関数（ｔToF）として時間的に急速に傾斜することができる。
【０２８４】
図３９は、順次した例示の光線を利用して例示の対応する視差を得ることができる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３９００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３９００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３９００は、送信器３９０２及び受信器３９０４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信器３９０２は、第１の走査角度α1で第１のビーム３９０６、第２の走査角度α2で第２のビーム３９０８、及び第３の走査α3で第３のビーム３９１０を順番に放射することができる。
【０２８５】
種々の実施形態の幾つかにおいて、第１のビーム３９０６は、第１の物体３９１２から反射することができる。受信器３９０４の第１のピクセル３９１４は、第１のビーム３９０６の反射を捕獲することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３９００は、受信器３９０４におけるセンサのピクセルの周りに小レンジの視差Δｄ1（例えば、第１の距離３９１８から第２の距離３９２０までの深さレンジ３９１６に相当する）を設定することができる。第２のビーム３９０８は失われる可能性があり、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３９００は、第２のビーム３９０８の反射を捕獲することができない可能性がある。第３のビーム３９１０は、第２の物体３９２２に衝突してこれから偏向することができる。受信器３９０４の第２のピクセル３９２４は、第３のビーム３９１０の反射を捕獲することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム３９００は、センサのピクセルの周りに所定レンジの視差Δｄ2（例えば、第３の距離３９２８から第４の距離３９３０までの深さレンジ３９２６に相当する）を設定することができる。
【０２８６】
図４０は、例示の色コーディング（例えば、飛行時間色コーディング）を利用して、曖昧性を阻止し及び／又は例示の走査レート（飛行時間走査レート）を向上させることができる例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、送信器４００２及び受信器４００４を含むことができる。
【０２８７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器４００２は、第１の距離４００６から第２の距離４００８（例えば、Ｚ1〜Ｚ2）までの大きなレンジ内で異なる方向α（例えば、α1及びα2）で異なる回数順次したトレーサビュレットを発射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、トレーサビュレットは、順不同で送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００に戻ることができる。例えば、ポイント４０１２での反射は、第１の時間でピクセル４０１４に到達することができ、ポイント４０１６での反射は、第２の時間でピクセル４０１８に到達することができ、ポイント４０２０での反射は、第３の時間でピクセル４０２２に到達することができ、ポイント４０２４での反射は、第４の時間でピクセル４０２６に到達することができる（例えば、第１〜第４の時間が順次した時間的順序である場合、ピクセルは、近接距離の反射の捕獲に続いて、遠距離からの反射を捕獲することができる）。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、ある程度の曖昧さを生じる可能性がある（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００のスキャナは、本明細書で示される増分の大きさだけ特定の方向に移動するのを排除している）。例えば、遠距離のポイントからのこれらの反射は、センサ４０１０においてオーバーラップ（例えば、混ざる）する可能性がある（例えば、第３の時間が第２の時間の前に生じることができるなど時間的と、空間的の両方）。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、曖昧さを生じることなく、小さな角度増分（例えば、図示のものよりも小さい）を提供することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、ボクセルの高速高解像度走査において上記のように行うことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、走査ビーム信号を変えることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、走査ビームの色をリアルタイムで急激に変えることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、小さな走査ミラーの回転増分（例えば、Δα／２）の後、ポイント４０２８（第５の時間にてピクセル４０３０に到達する反射を差し向ける）及び４０３２（第６の時間にてピクセル４０３４に到達する反射を差し向ける）から反射するトレーサビュレットを発射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、各順次したトレーサビュレット（例えば、青色のトレーサビュレットから赤色のトレーサビュレットまで）に対して走査ビームの色を変えることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、各順次したトレーサビュレットの異なる色を利用して、方向の曖昧さを回避することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、赤色ピクセルを介して（例えば、青色ピクセルを介してではなく）第５及び第６の時間にて到達する反射光を差し向けることができる。例えば、上記で説明したように、送受信（Ｔ���−Ｒｘ）システム４０００は、ＲＧＢハイブリッドセンサ（例えば、３次元及び／又は２次元ハイブリッドセンサ）を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、１又は２以上の他の光属性（例えば、極性、強度、位相）を切り替えることができ、及び／又は色を同時に混合することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、曖昧さが閾値（例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００のロジックによって又は送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００を監視するＣＰＵ−ベースの制御システムによって決定されるような）を超えたと決定したことに応答して、１又は２以上の光属性を切り替えることができる。上記で示されるように、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００は、このプロセスの１又は２以上の部分を利用することにより、曖昧さを低減し、及び／又はより優れた検出速度（例えば、より優れたボクセルレンジ）を提供することができる。
【０２８８】
（感知システムの追加の例示の回路）
図４１は、例示の「ツイッチーピクセル」４１０２を含む例示のセンサ部分４１００を示す。例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの例示のセンサは、センサ部分４１００を含むことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ツイッチーピクセル４１０２は、リアルタイムピクセルシャッターを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ツイッチーピクセル４１０２は、リアルタイム縦列シャッターを利用することができる。幾つかの実施形態において、ツイッチーピクセル４１０２は、リアルタイム横列シャッターを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、ツイッチーピクセル４１０２は、動的感度調整を利用することができる。
【０２８９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ツイッチーピクセル４１０２は、ピンフォトダイオード４１０４を含むことができる。ＰＤＤ４１０４は、ｔ0にて走査スポット４１０６の反射を捕獲することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、光子電流は、トランスファーゲート４１０８（例えば、ｔ1にて）を介して突入（ラッシュ）することができる。幾つかの実施形態において、能動横列制御ライン４１１０は、トランスファーゲート４１０８を作動させることができる。例えば、能動横列制御ライン４１１０は、センサの第１の横列４１１２の個々のピクセルを作動させることができる。
【０２９０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、突入電流は、増幅回路４１１４（又はソースフォロワー）の入力に到達することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、入力は、抵抗ＲによりＶＤＤに弱く結びつけることができる。ウィークプルアップ抵抗Ｒは、突入電流が入力Ｌｏｗを一時的にプルするまで、増幅回路４１１４の入力を保持することができる。幾つかの実施形態において、この突然の「ツイッチー」は、増幅されて、ｔ2にて縦列センスライン４１１６に送ることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、増幅された「ツイッチー」信号は、横列センスラインに送ることができる。或いは、増幅された「ツイッチー」信号は、横列及び縦列センスラインの両方に同時に送られ、「ツイッチーされた」ピクセルの垂直方向及び水平方向位置が検出システムに瞬時に送られるようにすることができる。
【０２９１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、増幅された送信は、ｔ3にて縦列復号器／増幅器４１２０のトランジスタ４１１８に到達することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、能動縦列制御ライン４１２２は、縦列復号器／増幅器ＣＤＡのトランジスタ４１１８を作動させることができる。幾つかの実施形態において、縦列復号器／増幅器４１２０は、ｔ4にて送信を再度増幅することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、縦列復号器／増幅器４１２０は、時間ｔ５にて再度増幅した送信を送ることができる（例えば、増幅した検出信号を出力ライン４１２４を介して遠隔処理システムに送信する）。幾つかの実施形態において、出力ライン４１２４は、縦列４１２６の各ピクセルに出力を提供することができる。
【０２９２】
図４２は、例示のピクセル４２０４の例示の駆動及びゲイン制御回路４２００を示す。例えば、ピクセル４２０４は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、駆動及びゲイン制御回路４２００は、縦列ピクセルゲイン制御ライン４２０６によって制御することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、横列選択ライン４２０８に加えて、縦列ピクセルゲイン制御ライン４２０６は、個々のピクセルの駆動及び感度をリアルタイムで変更する（例えば、上記で説明したプロセスの１又は２以上を介して及び／又はその間に）のを確保することができる。例えば、縦列ピクセルゲイン制御ライン４２０６を介して送信された１又は２以上の信号により、ゲイン制御回路４２１０は、ピクセル４２０４が縦列センスライン４２１２に出力する信号に適用される増幅量を変えることができる。
【０２９３】
図４３は、例示のピクセル４３０２の例示の駆動及びゲイン制御回路４３００を示す。例えば、ピクセル４３０２は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、駆動及びゲイン制御回路４３００は、縦列センスライン４３０６を介してピクセル４３０２から出力信号を取得する縦列センスライン増幅器４３０４に組み込むことができる。
【０２９４】
（感知システムの別の例示の態様）
図４４は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、送信器４４０２及び受信器４４０４を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、送信器４４０２及び受信器４４０４を距離Ｄだけ互いからオフセットするよう構成及び配列することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、受信器４４０４は、ＳＰＡＤ（単光子アバランシュ検出器）アレイセンサ４４０６を含むことができる。幾つかの実施形態において、本センサ４４０６は、ＳＰＡＤピクセルの複数の縦列及び複数の横列を含む能動縦列ゲートＳＰＡＤアレイを含むことができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ＳＰＡＤアレイの縦列を推測で作動させることができる。
【０２９５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器４４０２は、狭くコリメートされた１次元ブレード様光子バースト（「ブレード」）を放射することができる。例えば、バースト４４０８は、短い持続時間（例えば、１００ピコ秒）を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送信器４４０２は、横方向角αにてブレード４４０８を外向きに放射することができる。幾つかの実施形態において、これらのブレード４４０８の光は、視野にわたって垂直方向（例えば、Ｙ方向）に拡がることができる。幾つかの実施形態において、これらのブレード４４０８の光は、走査方向（例えば、Ｘ方向で、ブレード４４０８の所与の１つのエッジに直交する）で鋭く集束された光ブレードエッジを維持することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、受信器４４０４は、反射したブレードを捕獲することができる。幾つかの実施形態において、センサ４４０６にて反射したブレードの画像の幅は、ＳＰＡＤアレイにおけるＳＰＡＤ縦列の幅よりも狭くすることができる。
【０２９６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器４４０２は、１又は２以上の強力なストライプエッジ放射ダイオードレーザ源に適用される１次元（例えば、円筒形）レーザコリメート光学系を利用して、鋭いエッジを維持しながら強いバーストを介してブレード４４０８を生成することができる。例えば、送信器４４０２は、１次元ＭＥＭＳミラー、ガルバニックミラー、位相アレイ、又はスピニング多面ミラーホイールレフリクタのうちの１又は２以上を含む順次動作１次元走査システムを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、オフセット距離Ｄを利用して、所与の走査角αで放射され且つ異なるＺレンジから反射されるブレード４４０８の光がＳＰＡＤアレイの異なる縦列のＳＰＡＤピクセルによって捕獲されるのを確保することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送信器４４０２は、水平方向及び垂直方向次元の両方ではなく水平方向次元にわたってブレード４４０８を走査することができるので、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、光子ビュレットとは違って、ブレード４４０８を利用しながら、より遅い送信器を実装することができる。
【０２９７】
例えば、ブレード４４０８は、第１の物体４４１０及び第２の物体４４１２に向かって進みながら、視野全体にわたって垂直方向に広がることができる。第２の物体４４１２は、第１の物体４４１０よりも距離ΔＺだけ送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００から遠くの位置で配置することができる。第２の物体４４１２は、第１の物体４４１０よりも増分高度角ΔＥだけ視野内でより高い位置に配置することができる。所与のブレード内の第１の光線は、第１の物体４４１０から反射することができ、所与のブレード内の第２の光線は、引き続き第２の物体４４１２に向かって、該第２の物体４４１２から反射することができる。ＳＰＡＤにおいて第１の視差を有する第１の縦列４４１４の１又は２以上のピクセルは、第１の光線の光子を検出することができる。ＳＰＡＤにおいて第２の視差を有する第２の縦列４４１６の１又は２以上のピクセルは、第２の光線の光子を検出することができる。少なくともオフセット距離Ｄに起因して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、第１の物体４４１０が第１の視差に基づいて第１の距離Ｚにあると決定することができ、第２の物体４４１２が第２の視差に基づいて第２の距離Ｚにあると決定することができる（例えば、以下で更に詳細に説明されるように、視差又は走査角αの１又は２以上に基づいてルックアップテーブルを利用することにより）。
【０２９８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、能動縦列ゲート走査ＬＩＤＡＲシステムを提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、側距方法として飛行時間を利用することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、時空間的フィルタとして三角光路幾何形状を利用することによって周囲光を抑制することができる。上記で説明したように反射ブレードの一部は、ブレード部分を反射した物体のＺレンジに応じてすぐに又は後で受信器４４０４に到達することができる。異なる距離をカバーするのに必要な飛行時間の分散はまた、横方向変位（例えば、上記で説明したように）に比例することができる。上記で説明したように送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、どの縦列が反射ブレードの光を捕獲する１又は２以上のピクセルを含むかに応じて、横方向変位を検出することができる。
【０２９９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、構成された一連のジャストインタイム駆動縦列を利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ＳＰＡＤピクセルの縦列を順番に作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、順番に駆動した縦列の駆動期間を調整することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、縦列駆動の結果として駆動期間を増大させることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、駆動期間を所与のブレードに対して益々増大する期間の飛行時間遅延にマッチさせることができ、Ｚレンジの所与の増大に対して縦列位置視差シフトが順番に減少する。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、駆動期間を変えて、ＳＰＡＤアレイのピクセルによる周囲光の捕獲を低減することができる（例えば、以下で詳細に説明されるように）。
【０３００】
図４５は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの例示のＳＰＡＤアレイセンサ４５００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサ４５００は、能動縦列ゲートＳＰＡＤアレイ４５０２を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ＳＰＡＤアレイ４５０２を利用して、正確な能動縦列ゲート走査ＬＩＤＡＲシステムを提供することができる。
【０３０１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ＳＰＡＤアレイ４５０２は、ＳＰＡＤピクセルの複数の縦列及び複数の横列を有することができる。例えば、ＳＰＡＤアレイセンサ４５００は、合計１０，０００ＳＰＡＤピクセルにおいてＳＰＡＤピクセルの５００縦列及び２００横列を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、各ＳＰＡＤピクセルは、５ミクロン×５ミクロンの次元を有することができる（又は６ミクロン×６ミクロン、又は８ミクロン×８ミクロン、安価な最新のローリングシャッターカメラに見られる１ミクロンピクセルよりも面積で６４倍大きい）。幾つかの実施形態において、ＳＰＡＤアレイ４５０２は、高さ１ｍｍ及び幅２．５ｍｍを有することができる。
【０３０２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、ＳＰＡＤアレイ４５０２の個々の縦列を順番に作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、順次駆動の開始時間に続いて、特定の時間にて特定の時間期間の間各列を順番に作動させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、各個々の縦列に対して、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの送信器と受信器との間の決定したオフセット距離に基づいて、それぞれの特定の時間を決定することができる（例えば、以下で更に詳細に説明されるようなルックアップテーブルを介して）。加えて、又は代替として、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、各個々の縦列に対して、決定した走査角αに基づいてそれぞれの特定の時間を決定することができる（例えば、ルックアップテーブルを介して）。
【０３０３】
例えば、ＳＰＡＤアレイ４５０２は、２つのそれぞれのＺレンジ及び２つのそれぞれの高度から反射した特定の光子ブレードの反射を捕獲することができる（例えば、図４４に関して上記で説明したように）。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の駆動期間に対して第１の時間にてＳＰＡＤピクセルの第１の縦列４５０４を作動させることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第２の駆動期間に対して第２の時間にてＳＰＡＤピクセルの第２の縦列４５０６を作動させることができる。第２の時間は、特定の時間間隔Δｔだけ第１の時間の後とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、第２の駆動期間は、第１の駆動期間を超えることができる。第１の横列４５１０及び第１の駆動された縦列４５０４における第１のＳＰＡピクセル４５０８は、第１のＳＰＡＤピクセル４５０８が第１の駆動期間中に反射の第１の反射を捕獲するのに応答して、第１の電子なだれ４５１１をトリガすることができる。第２の横列４５１４及び第２の駆動された縦列４５０６における第２のＳＰＡピクセル４５１２は、第２のＳＰＡＤピクセル４５１２が第２の駆動期間中に反射の第２の反射を捕獲するのに応答して、第２の電子なだれ４５１５をトリガすることができる。ピクセルの各横列は、それぞれの信号ラインに通信可能に結合することができる。第１のＳＰＡＤピクセル４５０８は、第１の電子なだれを第１の信号ライン４５１６に出力することができる。第２のＳＰＡＤピクセル４５１２は、第２の電子なだれを第２の信号ライン４５１８に出力することができる。第１のＳＰＡＤピクセル４５０８が第１の電子なだれを第１の信号ライン４５１６に出力したときと、第２のＳＰＡＤピクセル４５１２が第２の電子なだれを第２の信号ライン４５１８に出力したときの間の時間間隔は、特定の時間期間Δｔに等しい又は実質的に等しいとすることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の信号ライン４５１６が第１の駆動された縦列４５０４から出力されたこと、及び第１の時間、第２の時間、及び第１の時間と第２の時間との間の特定の時間Δｔのうちの１又は２以上に基づいて第２の信号ライン４５１８上で第２の電子なだれが第２の駆動された縦列４５０６から出力されたことを決定することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、２つの物体の２つのそれぞれのＺレンジを決定した第１及び第２の駆動された縦列４５０４、４５０６（例えば、上記で説明したように）に基づいて決定することができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、２つの物体の２つのそれぞれの高度を第１及び第２のＳＰＡＤピクセル４５０８、４５１２の第１及び第２の横列４５１０、４５１４（上記で説明したように）に基づいて決定することができる。
【０３０４】
図４６は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムによる例示の構成された順次的ＳＰＡＤピクセル縦列駆動を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の時間４６００にてＳＰＡＤアレイにおける第１の縦列を作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第２の時間４６０２にてＳＰＡＤアレイにおける第２の縦列を作動させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、第１の時間期間４６０４において第１の縦列を作動させることができ、第２の時間期間４６０６において第２の縦列を作動させることができる。第１の縦列において１又は２以上のＳＰＡＤピクセルが第１の時間期間４６０４の間にトリガするのに十分な量の光子を捕獲したことに応答して、１又は２以上のＳＰＡＤピクセルは、第３の時間４６０８にて電子なだれを生じることができる。第２の縦列において１又は２以上のＳＰＡＤピクセルが第２の時間期間４６０６の間にトリガするのに十分な量の光子を捕獲したことに応答して、第２の縦列における１又は２以上のＳＰＡＤピクセルは、第４の時間４６１０にて電子なだれを生じることができる。幾つかの実施形態において、第４の時間４６１０は、（例えば、上記で説明したように）持続時間Δｔだけ第３の時間４６０８の後とすることができる。
【０３０５】
図４７は、例示の一連の光ブレード及び光ブレードの例示の反射を捕獲する例示のＳＰＡＤアレイ４７０２を利用した例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、送信器４７０４及び受信器４７０６を含むことができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、送信器４７０４及び受信器４７０６を距離Ｄだけ互いからオフセットするよう構成及び配列することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、オフセット距離Ｄを利用して、受信器４７０６に光を反射する１又は２以上の物体の１又は２以上のＺレンジを測定することができる。
【０３０６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、ＳＰＡＤアレイ４７０２における一連の縦列を選択することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、一連の縦列における順次する縦列の視差間の差異が、オフセット距離Ｄ、順次する縦列の各々に相当するそれぞれのＺレンジ及び走査角αのうちの１又は２以上のものの関数として変化すると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００が決定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、所与の横列における所与の各ＳＰＡＤピクセルについて、所与のＳＰＡＤピクセルが観測する送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００の視野の固有の狭い（例えば、テレスコ）セクションを関連付けることができる。幾つかの実施形態において、所与のＳＰＡＤピクセルによって捕獲される光子は、上記で説明したように、（例えば、ＳＰＡＤピクセルがボクセル位置を明示するよう出力する電子なだれのような能動スマートピクセルによる自己報告に基づいて）所与のピクセルに関連付けられる狭いセクションにおける物体からの反射を示していると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００が決定することができる。
【０３０７】
例えば、一連の可能性のあるＺレンジにおける所与の各Ｚレンジについて、特定の時間にて放射される所与のブレードの光は、所与のＺレンジにて及び（例えば、上記で説明したように飛行時間に基づいて）それぞれの予想される到達時刻にてＳＰＡＤアレイ４７０２に到達する所与の物体から反射することができると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００が決定することができる。幾つかの実施形態において、また、一連の可能性のあるＺレンジにおける所与の各Ｚレンジについて、特定の時間にて放射され且つ所与の物体から反射した所与のブレードの光を捕獲することができる１又は２以上のピクセルをＳＰＡＤアレイ４７０２のどの１又は２以上の縦列が含むかを、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００が決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、複数の走査角αの各々についてこれらの決定のうちの１又は２以上を行うことができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、一連の縦列における決定した１又は２以上の縦列を選択的に含むことができる。
【０３０８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４７００は、一連の縦列における第１の縦列４７０８を一連のＺレンジにおける第１のＺレンジ４７１０と関連付けて、一連の縦列における第２の縦列４７１２を一連のＺレンジにおける第２のＺレンジ４７１４と関連付けて、一連の縦列における第３の縦列４７１６を一連のＺレンジにおける第３のＺレンジ４７１８と関連付けて、一連の縦列における第４の縦列４７２０を一連のＺレンジにおける第４のＺレンジ４７２２と関連付けて、一連の縦列における第５の縦列４７２４を一連のＺレンジにおける第５のＺレンジ４７２６と関連付けて、及び一連の縦列における第６の縦列４７２８を一連のＺレンジにおける第６のＺレンジ４７３０と関連付けることができる。第１のＺレンジ４７１０での所与の物体からの所与のブレードの光の反射に対して第１の縦列４７０８における１又は２以上のピクセルへの予想到達時刻は、一連の縦列における各後続の縦列に対するそれぞれの予想到達時刻に先行することができる。一連の可能性のあるＺレンジにおける各所与のＺレンジから一連の可能性のあるＺレンジにおける直後のＺレンジへのＺレンジの増分は、一連の可能性のあるＺレンジにおける直前のＺレンジから所与のＺレンジへのＺレンジの増分に等しいとすることができる。対照的に、一連の縦列における縦列の第１の順次するペア間の視差増分は、一連の縦列における縦列の第２の順次するペア間の視差増分と異なることができる。
【０３０９】
図４８は、例示の送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムの例示のＳＰＡＤアレイ４８００を示す。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムは、上記で説明されたものの１又は２以上と同じ又は同様とすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、等しく増分されたＺレンジにて物体からの反射を受入れる縦列について、縦列の視差間の差異が等しい（例えば、図４８に示すように）と、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、これらの視差間の差異は、オフセット距離Ｄ、順次する縦列の各々に相当するＺレンジ及び走査角αのうちの１又は２以上のものの関数として変化する（例えば、上記で説明したように）と、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが決定することができる。
【０３１０】
図４４に戻ると、所与の走査角αについて、Ｚレンジが増大すると、受信角βが増大する（例えば、第１の物体４４１０のＺレンジでのβ1から第２の物体４４１２のＺレンジでのβ2まで）と、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００が決定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、所与のＺレンジについて、走査角αが増大すると受信角βが増大すると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４０００が決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、センサ４４０６は、ブレードからの光がより大きなＺレンジで物体から反射すると、ブレードの反射によって引き起こされる画像の視差を減少として知覚することができる。
【０３１１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ＳＰＡＤアレイセンサ４４０６の各縦列を推測で作動させることができる。幾つかの実施形態において、所与の物体の複数の可能性のあるＺレンジの各々について、特定の時間にて放射される所与のブレードの光が、所与の物体から反射して、それぞれの予想到達時刻にてＳＰＡＤアレイセンサ４４０６に到達することができると、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が決定することができる。幾つかの実施形態において、また、複数の可能性のあるＺレンジの各々について、特定の時間にて放射され且つ所与の物体から反射した所与のブレードの光を捕獲することになるはずの１又は２以上のピクセルをＳＰＡＤアレイセンサ４７０６のどの１又は２以上の縦列が含むかを、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システムが決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、複数の走査角αの各々についてこれらの決定のうちの１又は２以上を行うことができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、所与の縦列の１又は２以上のピクセルが所与の縦列に相当する可能性のあるＺレンジでの所与の物体からの反射から捕獲するはずの所与のブレードの光について予想される到達時刻の直前にＳＰＡＤアレイセンサ４４０６の所与の縦列を推測で作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ＳＰＡＤピクセルが十分な量の光子（例えば、数光子ほど）を捕獲するとすぐに電子なだれを生じるように所与の縦列における各ＳＰＡＤピクセルを設定することによって、所与の縦列を推測で作動させることができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、同じ時間に推測で駆動された縦列において各ＳＰＡＤピクセルに高電圧逆バイアス信号を短く接続することによって、推測で駆動された縦列におけるＳＰＡＤピクセルを設定することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ＳＰＡＤピクセルがガイガーモードへの到達を引き起こす電圧を有する逆バイアス信号を適用することができる。ガイガーモードでは、各ＳＰＡＤピクセルにおけるアバランシュダイオードは、十分な量の光子の捕獲に応答して、強い瞬時信号（例えば、最大で１０，０００電子）を出力することができる。強い瞬時信号は、低レイテンシー低ジッター時間の信号の検出を容易にすることができる。この信号は、約１００ｐｓのレンジの時間的精度を有することができる。
【０３１２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、関心のあるＺレンジに相当する所定レンジの縦列における縦列（例えば、１００〜２００縦列）を推測で作動させることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、間断なく複数のブレードを放射することができる（例えば、前に放射されたブレードの反射のＳＰＡＤアレイセンサによって捕獲される前に１又は２以上のブレードを放射する）。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、関心のあるＺレンジについて飛行時間の予測レンジ当たりに複数のブレードを放射することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、同じ走査角αで１０個のブレードを放射することができ、各ブレードは、１０ｐｓの持続時間を有し、直前に放射されたブレードから１００ｎｓ離間している。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、１００ｎｓ毎に、関心のあるＺレンジにおいてＺレンジに相当する各縦列を推測で順番に作動させることができる。この実施例において、２００個の横列センスラインを有するＳＰＡＤアレイセンサは、最大で１０ＭＨｚのバースト出力データレートをサポートすることができ、２０億ボクセル／秒の全システムピークデータレートをもたらす。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、小さなセンサ専有面積と高精度（例えば、飛行時間測定値でサブナノ秒のタイミングを介して）の両方を提供しながら、大きなＳＰＡＤピクセルを利用可能にすることができる。
【０３１３】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、閾値、放射パターン、縦列駆動制御、又はゲインのうちの１又は２以上を動的に調整することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、これらの動的調整の１又は２以上を利用して、１又は２以上のデータストリームをフィルタ処理又は優先順位を付けることができる（例えば、プログラム可能なデータ優先度及び／又はデータ機密性レベルを提供する）。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、（例えば、上記で説明したように）レンジ選択、フォビエーション、物体ロック、又はＺロックなどの１又は２以上の設定に基づいてこれらの動的調整の１又は２以上を行うことができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、個々の縦列に対する駆動の持続時間に基づいて、各個々の縦列に適用されるゲインを変えることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、所与の縦列に対する駆動の持続時間と、所与の縦列のＳＰＡＤピクセルのバイアスのバランスをとり（例えば、ゲインは、駆動持続時間に逆比例しており、すなわち、長い駆動持続時間に対してゲインを低減し、又は短い駆動持続時間に対してゲインを大きくすることができる）、所与の縦列の１又は２以上のＳＰＡＤピクセルが自発的に電子なだれを生じて（例えば、周囲光に応答して）これにより誤検出をもたらす可能性を管理することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、所与の縦列を１０ｎｓの間作動させるときに、所与の縦列のＳＰＡＤピクセルを２０ボルトでバイアスすることができる。送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、長い駆動持続時間で所与の縦列を作動させるときにバイアスを２０ボルトから低下させることができ、又は、短い駆動持続時間で所与の縦列を作動させるときにバイアスを２０ボルトから増大させることができる。これに加えて又は代替として、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、各縦列におけるＳＰＡＤピクセルの量に基づいて縦列に加えられるゲインを調整することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が少ない量の横列を有するＳＰＡＤアレイセンサの縦列に適用することができる小さなゲインと比べて、多くの量の横列を有するＳＰＡＤアレイセンサの縦列に対して大きなゲインを適用することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、１０〜５０ｎｓの間各縦列を作動させることができる。
【０３１４】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、前の推論的順次駆動を終える前に、後続の推論的順次駆動を開始することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、縦列の複数のレンジ（例えば、関心のある複数のＺレンジに相当する複数のレンジ）における縦列を並行して推測で作動させることができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、縦列の複数のレンジの各々に対して駆動時間の異なるレンジを適用することができる。
【０３１５】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、推論的順次駆動を動的にコレオグラフ処理（ｃｈｏｒｅｏｇｒａｐｈ）することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、走査角αに基づいて推論的順次駆動を動的にコレオグラフ処理することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、該送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が順番に作動させることができる縦列のレンジにおける１又は２以上の縦列に対する駆動持続時間を調整することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、縦列のレンジを調整することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、複数のＺレンジの各々について、新しい予想される飛行時間又は１又は２以上の縦列についての新しい予想される視差のうちの１又は２以上を決定することができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、このような値は、予め計算することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、較正ルーチンの間これらの決定の１又は２以上を行い、高速ルックアップテーブル（例えば、上記で説明したルックアップテーブルの１又は２以上）における１又は２以上の結果を記憶することができる。
【０３１６】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、ブレードから光を反射する物体は、反射光を捕獲する駆動された縦列におけるピクセルの横列の数に基づいた平坦な表面を有することができる（例えば、駆動された縦列における横列の全ては、反射光を捕獲するＳＰＡＤピクセルを有することができる）ことを、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、物体が、反射光を捕獲する異なる駆動された縦列におけるＳＰＡＤピクセルに基づいて複数の傾斜表面を有することを、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が決定することができる。
【０３１７】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、直接飛行時間法の場合、ブレードパルスの到着時間の関数であるＺ解像度を有することができる。対照的に、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、三角測量によるＺレンジ導出の場合、縦列位置の関数であるＺ解像度（例えば、相対変位、ピクセル視差及びＸ方向などの精度）を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、飛行時間によりＺレンジを決定することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、時空間フィルタとして追加の三角光路幾何形状を利用して周囲光を抑制することができる。
【０３１８】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、推論的順次駆動は、Ｖｅｌｏｄｙｎｅ（登録商標）又はＱｕａｎｅｒｇｙ（登録商標）による既存のシステム（例えば、自律自動車用ＬＩＤＡＲ又は３次元知覚領域の１又は２以上に焦点を合わせたＶｅｌｏｄｙｎｅ（登録商標）又はＱｕａｎｅｒｇｙ（登録商標）によるシステム）の能力よりも１０〜１００倍優れた性能を提供することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、上記で説明した空間的にフィルタ処理されたライン走査及び飛行時間検出を利用しながら、ＳＰＡＤアレイセンサ４４０６の代わりに１又は２以上の種々の非同期センサアレイ（例えば、非同期カメラ又はツイッチーピクセル）を作動させることができる。
【０３１９】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、複数の色を含む所与の光ブレードを放射することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、平行又は順次フィルタなし色ＬＩＤＡＲを利用することができる。幾つかの実施形態において、ＳＰＡＤアレイセンサ４４０６は、複数の光周波数（例えば、ＮＩＲからＵＶを通じて）を感知することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、全周囲が暗闇で作動することができる。例えば、ブレードパルスの照明波長を迅速に変える（例えば、原色を切り替える）ことにより、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が走査する３次元表面の色及び色相を決定することができる。
【０３２０】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、上記で説明した順次能動縦列ゲーティングを利用することにより、駆動された縦列の所与のＳＰＡＤピクセルが生じる周囲光を、他の場合に生じることになる周囲光の１００万分のにまで低減することができる（例えば、０．１ルクス又は太陽光干渉から月光干渉までの１００，０００ルクスの低減）。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、従来のシステムの放射と比べてブレードのより低い瞬時出力密度を放射することにより、目の安全を向上させることができる。
【０３２１】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、上記で説明したように、Ｚレンジが増大して増分縦列視差が減少すると、順次する縦列の駆動時間期間を調整して増分する飛行時間遅延をマッチングさせることができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、駆動時間期間を調整することにより、１又は２以上のピクセルの見通し線に沿った１又は２以上のピクセル及び瞬時的レンジ測定による反射光の検出を確実にすることができる。上記で説明したように送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、単一ブレードパルスから、センサの所与の縦列における垂直方向ピクセル数と同じほどの高さとすることができる短い時間期間（例えば、１μｓ）内で多量の瞬間ボクセル測定値（例えば、２０）を提供することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ＳＰＡＤアレイで２億ボクセル／秒のデータレートを提供することができる（例えば、Ｖｅｌｏｄｙｎｅ（登録商標）が提供するもののような市場で高価なＬＩＤＡＲシステム或いはＱｕａｎｅｒｇｙ（登録商標）が提供するものなどの「固定」ＬＩＤＡＲシステムよりも遙かに優れている）。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、最大光子往復飛行時間を１，０００ｎｓ又は１μｓに設定し、これにより観測されるＺレンジを５００フィートにキャッピングすることができる。対照的に、従来のＳＰＡＤ検出器において、マイクロ秒当たりに１観測のみをサポートすることができる。種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、Ｚレンジの飛行時間測定値を利用しながら、１又は２以上のパルスの到達時刻の関数であるＺレンジ解像度を有することができる。対照的に、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、三角測量を利用しながら、縦列位置の解像度の関数であるＺレンジ解像度を有することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ブレードパルスを用いた上記で説明した順次能動縦列ゲーティングを利用しながら、縦列位置の１又は２以上の位置の関数であるＺレンジ解像度を有することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ブレードパルスを用いた上記で説明した順次能動縦列ゲーティングを介して飛行時間測定値を利用しながら、光ブレードの鋭さ及び走査角αを決定する精度の両方の関数である水平方向Ｘ方向の解像度を有する。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、米国特許第８，２８２，２２２号の図４Ｂに関して説明されるように、見込み予測又は事後補間（例えば、動作補間）を介して走査角αを決定することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ブレードパルスを用いた上記で説明した順次能動縦列ゲーティングを利用しながら、ＳＰＡＤ横列光学系の品質及びＳＰＡＤセンサ４４０６の横列解像度の関数である垂直方向Ｙ方向解像度を有することができる。
【０３２２】
種々の実施形態のうちの１又は２以上において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、上記で説明したように走査ラインとして各ブレードを利用することができる。種々の実施形態の幾つかにおいて、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、ブレードを利用して、上記で説明したように順次ピクセル走査システムの鋭さ及びフラッシュＬＩＤＡＲシステムの幅広さを提供することができる。例えば、順次ピクセル走査システムは、各個々のボクセルに１つの個々のピンプリック（ｐｉｎｐｒｉｃｋ）で光子ピンプロセスを利用することができる。順次したピン走査システムは、極めて高速な走査レートを必要とする。別の実施例として、フラッシュＬＩＤＡＲシステムは、スキャナを利用せず、代わりに、センサアレイにおける各ピクセルに対する統計的確実性を有する十分な瞬時光子数を確保するために、極めて高い瞬時出力源を必要とする場合がある。これらの実施形態の両方とは対照的に、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、センサ４４０６の所与の縦列について全ての横列を垂直方向でカバーするブレードパルスを放射し、これにより送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００が、より遅い走査レート（例えば、１００フレーム／秒で１００Ｈｚ）を利用し、単一方向で走査し、光ボクセルスループットを提供しながらパルス間の大きな時間ギャップを利用することができる。幾つかの実施形態において、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、最大で２５０フレーム／秒のＨＤ横方向ボクセル解像度を提供しながら、４ｍｓで３０度の視野にわたって２，０００ブレードパルスを横方向に広がって放射することができる。例えば、送受信（Ｔｘ−Ｒｘ）システム４４００は、垂直方向解像度２５０ラインを利用して、生ボクセル数で１億２５００万ボクセル／秒（例えば、２５０ライン×２５０フレーム／秒×２，０００ブレードパルス）を提供することができる。
【０３２３】
フローチャート図の各ブロック及びフローチャート図におけるブロックの組み合わせ（又は１又は２以上のシステムもしくはシステムの組み合わせに関して上記で説明したアクション）は、コンピュータプログラム命令によって実装することができることは、理解されるであろう。これらのプログラム命令はプロセッサに提供して機械を生成することができ、その結果、該命令は、プロセッサ上で実行されて、フローチャートの１又は複数のブロックで指定されるアクションを実装する手段を生成する。コンピュータプログラム命令は、プロセッサによって実行されて、プロセッサで実施される一連の動作ステップがコンピュータに実装されるプロセスを生成することができ、その結果、プロセッサ上で実行する命令が、フローチャートの１又は複数のブロックで指定されるアクションを実装するステップを提供するようにする。コンピュータプログラム命令はまた、フローチャートのブロックにて示される動作ステップの少なくとも一部を平行して実施させることができる。更に、ステップの一部はまた、マルチプロセッサコンピュータシステムにおいて生じる可能性があるような、１よりも多いプロセッサにわたって実施することができる。加えて、フローチャート図における１又は２以上のブロック又はブロックの組み合わせは、他のブロック又はブロックの組み合わせと同時に、或いは、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく例示されたものとは異なる順序において実施することができる。
【０３２４】
加えて、１又は２以上のステップ又はブロックにおいて、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能アレイロジック（ＰＡＬ）など、又はこれらの組み合わせなど、コンピュータプログラムの代わりに埋込ロジックハードウェアを用いて実装することができる。埋込ロジックハードウェアは、埋込ロジックを直接実行して、１又は２以上のステップ又はブロックにおいてアクションの一部又は全てを実施することができる。また、１又は２以上の実施形態（図示せず）において、ステップ又はブロックのうちの１又は２以上のステップ又はブロッククライアントコンピュータのアクションの一部又は全ては、ＣＰＵの代わりにハードウェアマイクロコントローラによって実施することができる。少なくとも１つの実施形態において、マイクロコントローラは、その固有の埋込ロジックを直接実行してアクションを実施し、その固有の内部メモリ及びシステムオンチップなどの外部入出力インタフェース（例えば、ハードウェアピン及び／又は無線トランシーバー）にアクセスしてアクションを実施することができる。
【０３２５】
上記の説明、実施例、及びデータは、本発明の構成の製造及び利用の完全な説明を提供するものである。本発明の多くの実施形態は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく実施できるので、本発明は、添付の請求項において与えられている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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