(57)【要約】      （修正有）【課題】高い空間解像度のイメージングレーザレーダーを提供する。【解決手段】対象物を照射して反射されるようにパルス発生されたレーザー光が、ミラーのアレイを含むディジタルマイクロミラーデバイスにおいて受光される。ミラーの各々が、入射光を検出器上へ反射する方向又はそうではない方向に向けられるように選択的に制御される。各々がレーザーからの１パルスに同期するＭ個の空間的パターンをミラーに適用することにより、そしてレーザーからのパルスに続くＫ回の時刻の各々における検出器出力からのサンプリングされた信号値を記憶することにより、収集された情報が用いられて、全てのＭ個の空間的パターンと、Ｋ回の時刻のうちの各々に対応して記憶されたサンプリングされた信号値とを用いて、Ｋ枚のイメージを再構成する。Ｋ枚のイメージの各々がディジタルマイクロミラーデバイスへの異なる距離に対応している。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの対象物を照射するレーザー光をパルス発生するように構成されたレーザーと；
前記少なくとも１つの対象物から反射されたレーザー光を受けるように向けられ、ミラーのアレイを含むディジタルマイクロミラーデバイスであり、前記ミラーの各々が第１の方向及び第２の方向のうちの１つに向けられるように選択的に制御されうる、ディジタルマイクロミラーデバイスと；
検出器であり、前記第１の方向に向けられた前記ディジタルマイクロミラーデバイス内のミラーが入射光を当該検出器上へと反射し且つ前記第２の方向に向けられた前記ディジタルマイクロミラーデバイス内のミラーが入射光をそのようには反射しないように位置づけられ、当該検出器上に入射する光の量の信号表現を出力するように構成された検出器と；
前記ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに対してＭ個の空間的パターンを適用するように構成された制御システムであり、前記Ｍ個の空間的パターンの各々が前記レーザーからの対応するパルスに同期し、前記Ｍ個の空間的パターンの各々について前記レーザーからの前記対応するパルスに続くＫ回の時刻の各々における前記検出器の出力からのサンプリングされた信号値を記憶する制御システムと；
を有する装置であって
前記制御システムが、前記ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに対して適用された全ての前記Ｍ個の空間的パターンと、前記Ｋ回の時刻のうちの各々に対応して記憶されたサンプリングされた信号値とを用いて、前記少なくとも１つの対象物のＫ枚のイメージを再構成するように構成された処理システムを含み、
前記処理システムが、前記少なくとも１つの対象物を含む複数の対象物の中の関心ある対象物を探すため、前記Ｋ枚のイメージをサーチするように構成されており、
前記Ｋ枚のイメージの各々が前記ディジタルマイクロミラーデバイスからの異なる距離に対応し、
前記処理システムが、前記ディジタルマイクロミラーデバイスにより得られた前記Ｋ枚のイメージのうち前記関心ある対象物を含むイメージに基づいて、前記関心ある対象物までの距離を決定するように構成されている、
装置。
【請求項２】
請求項１に記載された装置であって、さらに、前記検出器の前記出力を選択的にサンプリングするように構成されたアナログディジタルデバイスを含む装置。
【請求項３】
請求項１に記載された装置であって、前記ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに適用される前記Ｍ個の空間的パターンがランダムなパターンである、装置。
【請求項４】
請求項１に記載された装置であって、前記Ｋ回のうちの時刻ｋに対応して記憶されたサンプリングされた信号値を用いて再構成された、前記Ｋ枚のイメージうちの１枚が、前記ディジタルマイクロミラーデバイスの予め定められた距離に対応する、装置。
【請求項５】
請求項１に記載された装置であって、前記の記憶されたサンプリングされた信号値の各々が、前記処理システムのメモリ内部において、前記検出器の出力がサンプリングされた時刻ｋにおいて前記ディジタルマイクロミラーデバイスに適用された空間的パターンの識別に関連する、装置。
【請求項６】
請求項５に記載された装置であって、前記の記憶されたサンプリングされた信号値の各々が、前記処理システムの前記メモリ内部において、前記時刻ｋの識別に関連する、装置。
【請求項７】
請求項１に記載された装置であって、前記ディジタルマイクロミラーデバイス内の前記ミラーが９×１２検出器アレイへと区分されている、装置。
【請求項８】
請求項１に記載された装置であって、所望の空間的解像度のためにピクセルの個数の１０％と２０％との間のピクセルがサンプリングされる、装置。
【請求項９】
少なくとも１つの対象物を照射するためにレーザーからレーザー光をパルス発生するステップと；
ミラーのアレイを含むディジタルマイクロミラーデバイスにおいて、前記少なくとも１つの対象物から反射されたレーザー光を受けるステップであり、前記ミラーの各々が第１の方向及び第２の方向のうちの１つに向けられるように選択的に制御されうる、ステップと；
検出器から出力するステップであり、前記検出器が、前記第１の方向に向けられた前記ディジタルマイクロミラーデバイス内のミラーが入射光を当該検出器上へと反射し且つ前記第２の方向に向けられた前記ディジタルマイクロミラーデバイス内のミラーが入射光をそのようには反射しないように位置づけられ、当該検出器上に入射する光の量の信号表現を出力するステップと；
前記ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに対してＭ個の空間的パターンを適用するステップであり、前記Ｍ個の空間的パターンの各々が前記レーザーからの対応するパルスに同期するステップと；
前記Ｍ個の空間的パターンの各々について、前記レーザーからの前記対応するパルスに続くＫ回の時刻の各々における前記検出器の出力からのサンプリングされた信号値を記憶するステップと；
前記ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに対して適用された全ての前記Ｍ個の空間的パターンと、前記Ｋ回の時刻のうちの各々に対応して記憶されたサンプリングされた信号値とを用いて、前記少なくとも１つの対象物のＫ枚のイメージを再構成するステップと；
前記少なくとも１つの対象物を含む複数の対象物の中の関心ある対象物を探すため、前記Ｋ枚のイメージをサーチするステップであり、前記Ｋ枚のイメージの各々が前記ディジタルマイクロミラーデバイスからの異なる距離に対応するステップと；
前記ディジタルマイクロミラーデバイスにより得られた前記Ｋ枚のイメージのうち前記関心ある対象物を含むイメージに基づいて、前記関心ある対象物までの距離を決定するステップと； 
を含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載された方法であって、さらに、アナログディジタルデバイスを用いて、前記検出器の前記出力を選択的にサンプリングするステップを含む、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載された方法であって、前記ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに適用される前記Ｍ個の空間的パターンがランダムなパターンである、方法。
【請求項１２】
請求項９に記載された方法であって、前記Ｋ回のうちの時刻ｋに対応して記憶されたサンプリングされた信号値を用いて再構成された、前記Ｋ枚のイメージうちの１枚が、前記ディジタルマイクロミラーデバイスの予め定められた距離に対応する、方法。
【請求項１３】
請求項９に記載された方法であって、前記の記憶されたサンプリングされた信号値の各々が、メモリ内部において、前記検出器の出力がサンプリングされた時刻ｋにおいて前記ディジタルマイクロミラーデバイスに適用された空間的パターンの識別に関連する、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載された方法であって、前記の記憶されたサンプリングされた信号値の各々が、前記メモリ内部において、前記時刻ｋの識別に関連する、方法。
【請求項１５】
請求項９に記載された方法であって、さらに、前記ディジタルマイクロミラーデバイス内の前記ミラーを９×１２検出器アレイへと区分するステップを含む方法。
【請求項１６】
請求項９に記載された方法であって、さらに、所望の空間的解像度のためにピクセルの個数の１０％と２０％との間のピクセルをサンプリングするステップを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にレーザーレーダー（laser  radar）に関し、より詳細には、線形モードレーザーレーダーセンサーの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージングレーザーレーダー（imaging  laser  radar  (LADAR)）の焦平面センサは、各ピクセルの下に必要とされる大量の回路に基づいて、ピクセルサイズ及びフォーマット（ピクセルの総数）に限界がある。この限界は、線形モードアレイ及びガイガーモードアレイの両者について当てはまる。さらに、線形モードレーザーレーダーの焦平面アレイは最初のパルス又は最後のパルスロジックの何れかに制限されるが、ガイガーモード（GM）アレイについては検出統計を展開するために多くのパルスが要求される。
【０００３】
したがって、当技術分野において、完全な時間的帯域幅を有する、非常に高い空間解像度の、大きなフォーマットのイメージングレーザーレーダーの必要性がある。そのようなレーザーレーダーは、好ましくは、不明瞭なターゲット及び／又は枝葉貫通（foliage  penetration  (FOPEN)）応用のための完全パルス回帰（return）サンプリングを含む。単一ピクセルカメラパラダイムを用いた本開示によってこのようなレーザーレーダーの能力が可能になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】２００８年７月に発行されたTexas  Instruments  Application  Report  DLP0008である「DMD101:  Introduction  to  Digital  Micromirror  Device  (DMD)  Technology」
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
レーザーからレーザー光がパルス発生されて、少なくとも１つの対象物を照射する。少なくとも１つの対象物から反射されたレーザー光が、ミラーのアレイを含むディジタルマイクロミラーデバイスにおいて受光される。ミラーの各々が第１の方向及び第２の方向のうちの１つに向けられるように選択的に制御されうる。検出器が都合良く位置づけられ、それにより第１の方向に向けられたディジタルマイクロミラーデバイス内のミラーが入射光を検出器上へと反射し、且つ前記第２の方向に向けられたディジタルマイクロミラーデバイス内のミラーが入射光をそのようには反射しない。検出器は、当該検出器上に入射する光の量の信号表現を出力する。ディジタルマイクロミラーデバイスのミラーに対してＭ個の空間的パターンが適用される。Ｍ個の空間的パターンの各々がレーザーからのパルスに同期し、Ｍ個の空間的パターンの各々について、レーザーからのパルスに続くＫ回の時刻の各々における検出器の出力からのサンプリングされた信号値が記憶される。収集された情報が用いられて、全てのＭ個の空間的パターンと、Ｋ回の時刻のうちの各々に対応して記憶されたサンプリングされた信号値とを用いて、少なくとも１つの対象物のＫ枚のイメージを再構成する。Ｋ枚のイメージの各々がディジタルマイクロミラーデバイスへの異なる距離に対応し、それにより本システムを距離測定器として用いることができる。
【０００６】
特定の利点を列挙してきたが、多様な実施形態が、列挙した利点のうちのいくつかを含み、或いは含まないことがある。さらに、添付の図面及び説明を読むことにより、当業者にとって他の技術的利点が容易に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示及びその利点をより完全に理解するために、添付図面とともに以下の説明を参照する。図面中、同様な参照符号は同様な部材を表している。
【図１Ａ】圧縮サンプリングを介した単一ピクセルイメージングカメラシステムを図示している。
【図１Ｂ】本開示の実施形態に従った線形モード計算センシングレーザーレーダーシステムの実施における、圧縮サンプリングを介した単一ピクセルイメージングの利用を図示している。
【図２】本開示の実施形態に従った線形モード計算センシングレーザーレーダーシステムの実施における単一ピクセルイメージング出力サンプリングを示している。
【図３】本開示の実施形態に従った線形モード計算センシングレーザーレーダーシステムを動作させるプロセスの上位フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
例示的な実施形態が図面に示され以下に記述されるが、本開示の主題は、現在知られている或いは知られていない多数の技法を用いて実施可能であることを、先ず理解されたい。本開示は、図面に示され以下に記述された例示的な実施及び技法に制限されない。さらに、特に断らない限り、図面に示した物は必ずしも寸法どおりに描かれていない。
【０００９】
測距応用のために用いられるときに、読出集積回路（ROIC）設計内のイメージングレーザーレーダー焦平面アレイ（FPA）技法は、各ピクセル下での距離受信機を要する。ガイガーモード（Geiger  mode）及び線形モードレーザーレーダーFPAの双方のために、大きなピクセルサイズと、限定されたアレイサイズが必要とされる。現在のガイガーモードレーザーレーダーFPAは、各ピクセル下での距離時計（range  clock）を必要とし、５０ミクロン（μｍ）ピクセルサイズ及び３２×１２８ピクセルフォーマット（単一フォトンセンシティブ及び非線形でもある）に制限される。従来の線形モードアレイは、１００ミクロンピクセルサイズで１２８×１２８、及び４０ミクロンピクセルサイズで２５０×２５０フォーマットであり、最初パルス／最後パルス論理に限定されており、それによりFOPENタイプ応用に必要なＮパルス論理回帰を与えるような著しい発展が要求されている。
【００１０】
空間的変調器としての大きなフォーマットのDMDとGM-検出器とを用いた１つの計算センシング復調試行の場合には、イメージ再構成が６４×６４ピクセルと、非常に高い反復を要するGMセンサー（１．５メートルの不明瞭距離で１００メガヘルツレーザー）とに制限された。
【００１１】
本開示において、線形モード完全時間的帯域幅の高解像度（HD）フォーマットレーザーレーダーが、単一ピクセル（又は数ピクセル）カメラパラダイムを用いて、可能である。大きなフォーマットのディジタルマイクロミラーデバイス（DMD）を用いて、７２０ｐイメージフォーマットを伴う、６．５ミクロンの空間的解像度（ピクセルピッチ）が利用できる。DMDは、４０キロヘルツフレームレートまでスイッチング可能である。単一ピクセル動作の場合には、DMDから反射された全（空間的にフィルターされた）イメージ光が、低雑音アバランシェフォトダイオード（APD）上に収集され、レーザーパルスに同期して一時的にサンプリングされる。こうして、各時刻サンプルは、対象物空間内の特定距離から入来する光に対応する。ある数の明瞭な空間的パターンについてこの動作を繰り返すことにより、距離の関数として対象物空間を再構成することができる。全シーンを再構成するのにピクセルの総数の１０％と２０％との間で十分であることが試行の結果実証された。例えば、７２０ｐの１０％は１３．８Ｋ空間パターンである。照射器として１．５キロメートル（km）の不明瞭さを伴う２０KHzレーザーを用いることで、４．６秒のイメージフォーメイションレート（データ収集により制限される）を導く。しかしながら、小さなフォーマットアレイを用いると、イメージ平面を区分することにより、すなわち、DMD内のミラーのサブセットグループ化して同様な方法で全てを動作させることにより、DMD光を並行して収集することができる。それにより、検出器アレイが効率的に、DMDミラーの個数よりも少ない素子で済む。９×１２検出器アレイを用いると、９６の因子の速度増加が与えられ、完全時間的帯域幅HDレーザーレーダーをフルモーションビデオレート（at  full  motion  video  rates）で動作させることができる。
【００１２】
図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の実施形態に従った線形モード計算センシングレーザーレーダーシステム（a  linear  mode  computation  sensing  LADAR  system）の構造及び動作を比較して説明する図である。図１Ａは、圧縮サンプリング（compressive  sampling）を介した単一ピクセルイメージングカメラシステムを示している。単一ピクセルイメージングシステム１００が、ディジタルマイクロミラーデバイス（a  digital  micro-mirror  device  (DMD)）１０２を介して、一つのシーンの二次元イメージ１０１を取得することを企図している。DMD１０２はミラーのアレイ（配列）であり、アレイがフリップされ、すなわち一方から他方へと方向付けられる。それにより、各ミラー上に入射する光線が、単一素子（光）検出器１０３へ向けて反射されるか、或いは検出器１０３から離れるように反射されるかの何れかへ反射される。DMD１０２は、例えば、1024x768個の個別的なミラーの配列を含んで良い。個別的ミラーの各々は、少なくとも、入射光源に向かう方向である第１の方向（例えばアレイに垂直から＋１２°）（オン）へと及び入射光源から離れる方向である第２の方向（例えばアレイに垂直から−１２°）（オフ）へと選択的に方向付けることができる。好ましくは、DMD１０２の中にある内部コントローラが、アレイ中の全てのミラーの方向、すなわち「空間的パターン」を制御する。空間的パターンは、どのミラーが第１の方向に向けられ、どのミラーが第２の異なる方向へ向けられるかという特定の構成である。第１の方向に向けられたミラーは入射光を検出器１０３上へ反射し、一方第２の方向に向けられたミラーはそうは反射しない。DMD１０２は、好ましくは、空間的パターンを制御する内部コントローラ及び所与の時刻における空間的パターンを記憶する内部メモリを含む。好適なDMD１０２の構造及び動作が、例えば、２００８年７月に発行されたTexas  Instruments  Application  Report  DLP0008である「DMD101:  Introduction  to  Digital  Micromirror  Device  (DMD)  Technology」に記載されている。
【００１３】
空間的パターンは好ましくはランダムであり、それによりシーン１０１からの光の反射光のパターンもまたランダムである。すなわち、DMD１０２のアレイ内のミラーのうちいくつかのランダムに選択されたサブセットからの（入射）光が、単一素子検出器１０３へ向けて反射され、例えば両凸レンズ又は集光レンズシステム１０４を通過する。レンズシステム１０４は、反射光の全てを単一素子検出器１０３上に集束させ、一方DMD１０２内の残りのミラーからの（入射）光は、検出器１０３から離れて反射される。検出器１０３の出力（振幅又は絶対値）は、検出器１０３から離れるのではなく検出器１０３へ向かうようにDMD１０２から反射されたシーン１０１からの光の量に対応し、次にアナログディジタル（A/D）デバイス１０５によりサンプリングされる。アナログディジタル（A/D）デバイス１０５は、特定時刻におけるその出力を保存し、且つ／或いは報告する。次に、異なる空間的パターンがDMD１０２へと適用されて、A/Dデバイス１０５の出力の他のサンプリングが採取され、そのような処理がＭ個のDMD空間的パターンの各々についてＭ回繰り返される。Ｍ個のDMD空間的パターンに対応する単一素子検出器１０３からの出力から、A/Dデバイス１０５により採取された一連のＭ個の振幅値が得られ、それらは撮影すべきシーンの二次元イメージ１０１を集合的に表現している。
【００１４】
検出器１０３からの出力のＭ個の振幅が次に、シグナルプロセッサ１０６により処理され、メモリ１０７内に記憶され、再構成ユニット１０８により用いられて、Ｍ個のランダムなDMD空間的パターンに基づいて、シーンのイメージ１０１を出力１０９において生成する。シグナルプロセッサ１０６、メモリ１０７及び再構成ユニット１０８は、既知の技術に従って、１つ以上のプロセッサ（シグナルプロセッサ１０６を含む）及び１つ以上のメモリ（メモリ１０７を含む）を含む処理システムを集合的に形成する。単一ピクセルイメージングシステム１００のための制御システムが、DMD１０２、検出器１０３及びA/Dデバイス１０５のための互いに協働する複数の（内部又は外部の）コントローラと組み合わせた処理システムにより、形成される。さらに、単一素子検出器１０３のＭ個の出力振幅値及びそれに対応するDMD１０２へ適用されるＭ個のランダムな空間的パターンを用いたシーン１０１のイメージ生成の処理は当技術分野において知られている。
【００１５】
図１Ｂは、本開示の実施形態に従った線形モード計算センシングレーザーレーダー（CS-LADAR）システム１１０の実施における、圧縮サンプリングを介した同様な単一ピクセルイメージングの利用を図示している。このようなシステムは、例えば、発射体又はミサイルの空中輸送のための、又は航行目的のための測距開発のためのターゲッティングシステム及び／又は案内システムの一部としての測距（range-finding）に用いることができる。CS-LADARシステム１１０の全構成要素の完全な構造及び動作が図面や本明細書で説明されている分けではないということが、当業者に認識されるであろう。代わりに、簡単化及び明瞭化のために、本開示にユニークである、或いは本開示の理解に必要である構成要素及びそれらの各動作の多くについてのみ、示され説明されている。１つ以上のプロセッサ（シグナルプロセッサ１１６を含む）、１つ以上のメモリ（メモリ１１７を含む）及び再構成ユニット１１８により集合的に形成されるCS-LADARシステム１１０のための処理システムは、単一ピクセルイメージングシステム１００のための処理システムと同様であって良いが、後述するように異なってプログラミングされている。同様に、DMD１０２、検出器１０３及びA/Dデバイス１０５のための互いに協働する複数の（内部又は外部の）コントローラと組み合わせた処理システムにより形成されるCS-LADARシステム１１０のための処理システムは、後述する方法で動作する。
【００１６】
CS-LADARシステム１１０は、３次元シーン１１１内の多様な対象物への距離（range）を識別することを企図している。３次元シーン１１１は、全視野（the  full  field  of  view  (FOV)）を照射するレーザー（laser）１１２からのパルス光で照射される。DMD１０２、検出器１０３、レンズシステム１０４及びA/Dデバイス１０５が含まれ、大体上述したように動作する。但し、A/Dデバイス１０５の出力は、後述するように、より頻繁にサンプリングされる。同様に、A/Dデバイス１０５と出力１１９との間に、シグナルプロセッサ１１６、メモリ１１７及び再構成ユニット１１８が、大体上述したように接続され、処理システムを形成する。
【００１７】
図１Ａに関して上述した圧縮サンプリングを介した単一ピクセルイメージングの場合には、各A/D出力サンプルが１つのDMD空間的パターンに対応する。すなわち、A/Dデバイス１０５の出力からのサンプリングはDMD速度と同じ速度で実行され、それにより１個の空間的パターン毎に１個の振幅サンプルが得られる。図１Ｂに示したCS-LADARシステム１１０の場合には、１個のDMD空間的パターンに対してレーザー１１２がパルス発生（pulse）される。各パルスの時間間隔の間、１個のDMD空間的パターンが用いられる（空間的パターン毎に１個のレーザーパルス）。A/Dデバイス１０５からのサンプリングは、レーザーパルスに同期される。しかしながら、各レーザーパルス及び関連するDMD空間的パターンについて、A/Dデバイス１０５からの出力の多数のサンプルが遅れずに（in  time）記録される。これらの多数のサンプルは、３次元シーン１１１内の対象物から反射されたレーザー１１２からの光の異なる到達時刻に対応し、そうして対象物空間の「スライス」を整列させる。このようにして、例えば、A/Dデバイス出力からのサンプリングはメガヘルツ（MHz）であって良く、それと比較して、圧縮サンプリングを介した単一ピクセルイメージングで用いられるサンプリングレートはキロヘルツ（kHz）である。
【００１８】
図２は、本開示の実施形態に従った線形モードCS-LADARシステム１１０の実施における単一ピクセルイメージング出力サンプリングを示している。M個のDMD空間的パターン（0〜M-1）の各々に対して、A/Dデバイス出力のＫ個のサンプル（t=0,  1,  …  k-1）によって、レーザー回帰の時間履歴（ベクトル）がサンプリングされる。このことは、Ｍ個の空間的パターンの各々についてＫ回のスライスを収集することに相当し、図２の下部に示すように別個のイメージデータセットとして論理的に扱うことができる。Ｋ回のスライスの各々について、Ｍ個のDMD空間的パターンの全てに対して上述のような再構成がなされる。すなわち、時刻t=0についてのM個のサンプルが用いられて一枚のイメージを再構成し、時刻t=1についてのＭ個のサンプルが用いられて第２枚目のイメージを再構成する。これが繰り返され、時刻t=k-1についてのＭ個のサンプルまで続く。結果は、個々的な距離のスライスに対応する、或いは各特定距離において回帰したレーザーエネルギーのイメージに対応するＫ枚のイメージスライスの集合である。Ｋ枚のイメージスライスは次に、当技術分野で知られた技法を用いて、関心ある対象物検索のためにサーチされ、関心ある対象物が見出されるイメージスライスの距離を記録することにより関心ある対象物への距離を識別するのに用いられる。
【００１９】
A/Dデバイス１０５の出力からのＫ回のサンプル収集のタイミングをレーザー１１２からの対応するパルスの開始時刻からずらすことができることを、当業者は認識するであろう。タイミングをずらすことにより、レーザー１１２から対象物１１１へと、そしてDMD１０２へと回帰する光の伝搬時間を考慮することができる。さらに、A/Dデバイス１０５の出力から採取するサンプリングのタイミングを、予め定めた測定すべき距離の限界（近すぎる距離及び遠すぎる距離の両方）に基づいて選択することができる。
【００２０】
図３は、本開示の実施形態に従った線形モード計算センシングレーザーレーダーシステムを動作させるプロセスの上位フローチャートである。このプロセスは、図１Ｂに関して上述したCS-LADARシステム１１０のための制御システム（及び内部の処理システム）内で実行される。このフローチャートは一連の順次的ステップを表しているが、明瞭に述べない限り、特定の実行順序、同時的や重畳的方式ではないステップの直列的な実行、又は介在ステップ若しくは中間ステップを生じさせない排他的な実行に関するシーケンスからは何らの推論もされない。さらに、完全なプロセスが図示され説明されたりしている訳ではないことを当業者は認識するであろう。代わりに、簡単化及び明瞭化のために、本開示にユニークである、或いは本開示の理解に必要である各プロセスの多くについてのみ、示され説明されている。
【００２１】
プロセス３００は、DMD１０２のミラーアレイに適用されるランダムな空間的パターンを更新することにより開始し（ステップ３０１）、レーザー１１２をパルス発生する（ステップ３０２）。次に、レーザーパルスのトリガーに続く異なる時点0からkにおいて、A/Dデバイス１０５を介して検出器１０３の出力からＫ個のサンプルを収集する（ステップ３０３）。Ｍ個の空間的パターン及びレーザーパルスについてサンプルが収集された否かが決定される（ステップ３０４）。収集されていなければ、プロセスがステップ３０１に戻る。収集されていれば、Ｋ枚のイメージが再構成される（ステップ３０５）。各イメージは、時刻ｋにおけるＭ個のDMD空間的パターンの全ておよび対応してサンプリングされた検出器出力から再構成される。
【００２２】
予め定めたパターンに合致する対象物を探すためのＫ枚のイメージのサーチなどの追加的なプロセスを選択的に実行しても良い。例えば、視野内の対象物又は関心ある対象物群を識別するために、照準又は標的レチクル（a  sighting  or  targeting  reticle）を用いることができる。合致するイメージに対応する距離をその対象物までの距離として記録して、そのように識別されたパターンを探すためのイメージのサーチを行っても良い。サーチは、再構成と並行して重畳的方式で行うこともでき、もし関心ある対象物が発見されたら再構成が早期に（すなわち、再構成される全てのＫ枚のイメージも少ない数で）終了される。
【００２３】
ここで説明したシステム、装置及び方法に対して、本開示の範囲から逸脱することなく、修正、追加又は削除が可能である。例えば、システム及び装置の構成要素は一体化したり、分離したりすることができる。さらに、ここで開示したシステム及び装置の動作は、より多くの、より少ない或いは他の構成要素により実行することができ、ここで開示した方法はより多くの、より少ない或いは他のステップを含むことができる。追加的に、ステップは如何なる好適な順序でも実行できる。本書面において用いられる「各」、「各々」の語は、セットの各要素又はセットのサブセットの各要素を意味する。
【００２４】
添付の特許請求の範囲を解釈するに当たり、特許庁及び本出願について付与される特許の読者を助けるために、本願出願人は、特許請求の範囲に記載された機能的表現に含まれる技術的範囲が実施形態に限定されることが意図されていないことを注記したい。
【図１Ａ】
2019207258.tif 000003
【図１Ｂ】
2019207258.tif 000004
【図２】
2019207258.tif 000005
【図３】
2019207258.tif 000006
【外国語明細書】
2019207258000001.pdf