(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気を経由した遠距離からの物体の非同一平面上の画像形成方法であって、前記方法が
（ａ）遠方の物体からの光を、瞳で受容すること、
（ｂ）イメージャカメラ内に連続する焦点面画像を、そして波面センサの波面センサカメラ内に連続する波面センサ画像を形成するために、多様化技術であって、前記波面センサカメラの前記瞳の画像を変化させること、大気位相のチルトを変化させること、及び前記波面センサカメラの焦点を調整することのうち少なくとも１つを含む、多様化技術を用いて受容した前記光のそれぞれの分量を前記イメージャカメラ及び前記波面センサのレンズレットアレイに向けて集約すること、
（ｃ）各焦点面画像または各波面センサ画像に基づく３次元の大気位相体積の推定を合同して更新し、点広がり関数の推定を更新するために、前記イメージャカメラまたは前記波面センサカメラについての順モデル技術を利用すること、
（ｄ）前記更新された点広がり関数及び大気位相体積の推定に基づいて前記遠方の物体の画像を再構成すること、及び
（ｅ）前記再構成された画像において大気位相の収差が最小化するまで、反復して（ａ）から（ｄ）までのプロセスを繰り返すことを含み、
前記多様化技術がコンピュータシステムによって制御され、プロセス（ｃ）及び（ｄ）が前記コンピュータシステムによって実行される、方法。
【請求項２】
前記瞳の画像が前記レンズレットアレイを前記波面センサカメラの光軸に垂直な方向に動かすことによって変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記瞳の画像が、１以上の高速ステアリングミラーの向きを変えることによって変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各波面センサの画像が複数のサブアパーチャ画像を含み、プロセス（ｃ）が複数の経路に沿ったチルトの合計を測定することと、大気の各層のチルトを推定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プロセス（ｃ）が更に、風又は他の大気乱流の発達に起因しうる、層における前記大気乱流の動きを、大風や複雑な発達の場合の順モデル技術におけるペナルティ関数を含め、推定することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記順モデル技術が、予期された乱流の統計値と調和しない大気乱流のペナルティ関数を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
大気を経由した遠距離からの物体の非同一平面上の画像形成方法であって、
（ａ）遠方の物体からの光を、受光センサの開口部を通じて受容すること、
（ｂ）受容した光をイメージャカメラに向けられた第１のビームと、波面センサのレンズレットアレイに向けられた第２のビームとに分離すること、
（ｃ）波面センサ上の瞳の画像を変化させること、
（ｄ）前記波面センサの波面センサカメラによる各画像出力用の多数のサブアパーチャの受光センサの視界内で、または前記イメージャカメラが捕捉した画像に基づいて３次元体積の大気位相収差を推定すること、及び
（ｅ）推定された大気位相収差を用いて遠方の物体の非同一平面上の画像を再構成すること
を含み、プロセス（ｃ）がコンピュータシステムによって制御され、プロセス（ｄ）及び（ｅ）がコンピュータシステムによって実行される、方法。
【請求項８】
複数の方向における種々の部分的に重複する光導体を測定することを更に含み、
プロセス（ｄ）が、前記３次元体積の大気位相収差を推定するために、線形技術によって、又はより一般的には解を規則化し、乱流の空間的構造及び一時的なダイナミクスについての統計予想といった事前情報と一致する解を裏付けるための数学的メカニズムを採用できる非線形方法によって、乱流層における位相に関する複数の独立した等式を解くことを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記波面センサカメラによって取得された連続する画像において、サブアパーチャ画像の部分的な重複を生じさせるために、ビームウォークの多様性を適用することをさらに含み、プロセス（ｄ）が、前記イメージャカメラまたは前記波面センサカメラについての順モデル技術を用いて前記サブアパーチャ画像同士を縫合することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
レンズレットアレイを前記波面センサカメラの光軸に沿って動かすことによって焦点の多様性を適用することを更に含み、プロセス（ｅ）が各サブアパーチャ画像の非同一平面上の再構成を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記イメージャカメラの画像形成レンズを前記イメージャカメラの光軸に沿って動かすことによって、又はより一般的には前記イメージャカメラの要素を調整してその焦点距離を変更することによって、焦点の多様性を適用することを更に含み、プロセス（ｄ）が複数の同一平面上のパッチにまたがって延伸する遠方の物体の位相を推定することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記開口部を規則配列されたサブアパーチャに分解し、波面センサカメラによる画像出力から、多数のサブアパーチャ画像を形成することを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
大気を経由した遠距離からの物体の画像形成システムであって、
開口部を備える受光センサ、
瞳面に配置され、前記開口部を通過した光を受容する第１の高速ステアリングミラー、
前記瞳面から距離を置いて配置され、前記第１の高速ステアリングミラーからの反射光を受容する第２の高速ステアリングミラー、
前記第２の高速ステアリングミラーからの反射光を受容するように配置され、入る光を第１及び第２の光ビームに分離するビームスプリッター、
前記第１の光ビームを受容するように配置されたレンズレットアレイ、
前記レンズレットアレイを通過した光を受容するように配置された波面センサカメラ、
前記第２の光ビームを受容するように配置されたイメージャカメラ、及び
コンピュータシステムであって、
（ａ）前記波面センサカメラの瞳の画像に変化を生じさせるための前記第１及び第２の高速ステアリングミラー並びに／又は前記レンズレットアレイの作動を制御する操作、
（ｂ）前記イメージャカメラが捉えた画像又は前記波面センサカメラが捉えたサブアパーチャ画像に基づく３次元の大気位相体積の推定を更新する操作、
（ｃ）前記イメージャカメラが捉えた画像又は前記波面センサカメラが捉えたサブアパーチャ画像に基づく点広がり関数の推定を更新する操作、及び
（ｄ）前記更新された点広がり関数及び大気位相体積の推定を用いて前記物体の非同一平面上の画像を再構成する操作
を実行するようにプログラムされた、コンピュータシステム
を備える、システム。
【請求項１４】
前記コンピュータシステムが、前記レンズレットアレイの、前記波面センサカメラの光軸に対する平行及び垂直方向への動作の作動を制御する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記波面センサカメラが捉えた前記サブアパーチャ画像に部分的な重複をもたらすビームウォークの多様性を提供するために、前記第１及び第２の高速ステアリングミラーの作動を制御するよう前記コンピュータシステムがさらにプログラムされ、操作（ｃ）が、前記イメージャカメラまたは前記波面センサカメラについての順モデル技術を用いて、再構成されたサブアパーチャ画像の位相データを縫合することを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
操作（ｂ）から（ｄ）が、前記再構成された画像の大気位相収差が最小化されるまで、前記イメージャカメラまたは前記波面センサカメラについての順モデル技術を用いて反復して実行される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記順モデルが、予期された乱流の統計値と調和しない大気乱流のペナルティ関数を含む、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的には大気を経由した遠距離からの物体の画像形成システム及び方法に関し、より具体的には、空対空監視及び空対宙監視に関する。具体的には、本開示は、遠距離にある物体（星、軌道周回物体、ミサイル及び飛行機を含む）の画像における大気乱流の影響を補償するシステム及び方法に関する。
【０００２】
星又は他の天体からの光が地球の大気圏に入る際、（例えば異なる温度の層や異なる風速が相互作用することによってもたらされる）大気乱流によって様々な態様で画像が歪んだり動いたりすることがあり得る。口径が１０ｃｍよりも大きい任意の望遠鏡によって生成された画像には、これらの歪みによってぶれが生じる。ぶれは高速で変化するので、長時間露光した画像においては、より高い空間周波数は消去される。この問題に対処する１つの方法は、リアルタイム補償光学（ＡＯ）を用いて波面を補正することである。補完的方法の１つは、多数の短時間露光によって画像を再構成する、スペックル・イメージング（ｓｐｅｃｋｌｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）技術である。
【０００３】
ＡＯシステムは、天体光の一部を受容する波面センサ（ＷＦＳ）と、光路上に位置する可変形鏡と、検知器からの入力を受容して可変形鏡の表面を制御するコンピュータとを備える。代替的には、可変形鏡は、ビームを通じた空間位置の関数として及び時間の関数として光学ビームの位相を調整する能力を提供する、他のタイプの装置によって代用されることができる。他の一例が液晶空間光変調器である。ＡＯシステムは、乱流によって引き起こされる波面の摂動を測定するのに、波面センサに依存する。これらの測定は、波面の歪みの影響を低減することによって、画像形成システムの性能向上のために用いられることができる。その狙いは、入射する波面の変形を、歪みを補償するために鏡を素早く変形させることによって補正することである。
【０００４】
補償光学の最もシンプルな形態はチップ‐チルト補正である。チップ‐チルト補正は、２つの次元における波面の補正（画像の位置オフセットの補正と同等）に相当する。Ｘ方向及びＹ方向双方における急速な光学的チルトは、ジッタと称される。ジッタは、空気力学的流れ場における、急速に変化する３次元（３−Ｄ）の屈折によって発生させることができる。ジッタは、ＡＯシステムにおいて、小さく、急速で、コンピュータ制御された鏡のＸ及びＹアングルの変化を可能にする動的２軸マウントに取り付けられた平面のステアリングミラーを用いることによって、補償され得る。コンピュータに駆動される平面のステアリングミラーからの光を反射することによって、画像又はレーザービームは安定することができる。動き及び遠視野のレーザービームジッタによる画像のぶれは、解消されないとしても軽減される。
【０００５】
補償光学とは、本質的に同一平面上のテクノロジーであり、即ち、「アイソプラナティック角（ｉｓｏｐｌａｎａｔｉｃ  ａｎｇｌｅ）」と呼ばれる角度内では、乱流の影響は一定であると見なされる。実際、乱流による波面の歪みは非同一平面的な条件によって空間的に変化している一方、アイソプラナティック角は大気の条件によって変化する。複数の同一平面上のパッチ（ｐａｔｃｈ）（すなわち時間的コヒーレンスを有する光路）からなる拡張領域の補償光学的な補正は、ＡＯシステムにおいて複雑さの著しい増加を要求する。
【０００６】
大口径を用いて拡張された視界において、ＡＯシステムの増加した複雑さを伴わずに、高品位な非同一平面上の画像形成を実施し得る天文学用計器を提供することが有利であるだろう。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書で開示される手法は、大口径を用いて拡張された視界において高品位な非同一平面上の画像形成を可能にするため、標準的画像再構成技術と、３次元大気乱流の断層撮影による評価とを組み合わせたものである。より具体的には、以下で詳細に説明されるシステム及び方法は、強弱問わず乱流が拡張している中において約１０ｃｍより大口径で観察したときに素早く動く大きな物体の高品位な画像再構成を生み出すために、大気の断層撮影、順モデルの画像再構成、及び多様化技術といった概念を組み合わせたものである。
【０００８】
補償光学で用いられる大気位相の断層撮影を使って、複数のフレームにわたって波面センサに収集された光は、大気を経由して複数の光路をサンプリングし、大気乱流の体積の評価を可能にするであろう。順モデルが正しく定式化される限り、計測されたデータを後工程処理する順モデルを用いた画像再構成についても同じことが該当し得る。計測されたデータは、関数として、原始的物体のプロファイルといった基礎となるパラメータに依存する。順モデル技術は、計測結果を順モデルによる予測とマッチさせることによってそれらの基礎となるパラメータを評価するアルゴリズムである。
【０００９】
ここで提案される手法は、遠距離にある物体（地球軌道上の物体を含む）の画像形成のためのもので、容易に実施可能であり、瞳面及び像面の両方において、開口部全域にわたって非常に詳細な位相の評価を可能にする、変化を生成するために、チルト／ビームウォークの多様性を利用するものである。この手法は、「アイソプラナティックパッチ角（ｉｓｏｐｌａｎａｔｉｃ  ｐａｔｃｈ  ａｎｇｌｅ）」よりもずっと大きな画像の再構成を可能にする。なぜならば、この手法は物体と受像機の間の大気中の収差の体積全体を評価するからである。この手法は、乱流層の動きに依存するよりもむしろ、オンデマンドで多様性を獲得するために、能動的なビームのチルト、ビームウォーク及び焦点制御を利用する。本明細書の教示に従って建設された受光センサ（例えば望遠鏡）を用いると、１００マイクロラジアン程度に大きい角度領域、及び口径が１００程度でフリード長がｒ0のものについて、画像形成可能であり得る。
【００１０】
以下で詳細に開示される非同一平面上の画像形成のシステム及び方法の実施は、ビームスプリッターの前部に配置された２つの高速ステアリングミラーの作動並びに、ビームスプリッターの後部に配置されたレンズレットアレイ及び／又は結像レンズの作動を利用し得る。レンズレットアレイは、ＷＦＳカメラの前部に配置され、結像レンズは従来型の焦点面アレイの前部に配置される。画像形成カメラ及びＷＦＳカメラは、それぞれの画像を少なくともナイキストレートと同程度に精細な点の密度でサンプリングすることが望ましい。角度の観点では、これはλ／２Ｄである。ここではλは操作の及び画像形成カメラの平均波長であり、Ｄは画像形成カメラの光学瞳の開口径である。ＷＦＳカメラにとっては、Ｄはサブアパーチャ（ｓｕｂａｐｅｒｔｕｒｅ）の直径である。しかし、これは必須ではない。システムは、性能が若干劣化する可能性はあるが、ナイキストよりも粗いサンプリングのカメラも利用できるであろう。幾つかの実施形態では、これらの機能は物体の動きと組み合わされ、大気の屈折率体積のマルチパスサンプリングを可能にする。
【００１１】
以下で詳細に開示される本件主題の一態様は、大気を経由した遠距離からの物体の非同一平面上の画像形成方法であって、以下のステップを含む。（ａ）遠方の物体からの光を、瞳で受容すること、（ｂ）イメージャカメラ内に連続する焦点面画像を、そして波面センサのカメラ内に連続する波面センサ画像を形成するために、多様化技術を用いて受容した光のそれぞれの分量をイメージャカメラ及び波面センサのレンズレットアレイに向けて集約すること、（ｃ）各波面センサ画像の大気位相体積の評価と点広がり関数の評価とを合同して更新するために順モデル技術を利用すること、（ｄ）更新された点広がり関数及び大気位相体積の評価に基づいて遠方の物体の画像を再構成すること、及び（ｅ）再構成された画像において大気位相の収差が最小化するまで、反復して（ａ）から（ｄ）までのステップを繰り返すことであって、多様化技術がコンピュータシステムによって制御され、プロセス（ｃ）及び（ｄ）がコンピュータシステムによって実行されること。幾つかの実施形態に従うと、多様化技術は波面センサカメラの瞳の画像を変化させることを含む。
【００１２】
開示される主題の別の一態様は、大気を経由した遠距離からの物体の非同一平面上の画像形成方法であって、（ａ）遠方の物体からの光を、受光センサの開口部を通じて受容すること、（ｂ）受容した光をイメージャカメラに向けられた第１のビームと、波面センサのレンズレットアレイに向けられた第２のビームとに分離すること、（ｃ）波面センサのカメラの焦点面アレイ上の瞳の画像を変化させること、（ｄ）波面センサカメラによる各画像出力用の多数のサブアパーチャの受光センサの視界内で３次元体積の大気位相収差を評価すること、及び（ｅ）評価された大気位相収差を用いて遠方の物体の非同一平面上の画像を再構成することであって、プロセス（ｃ）がコンピュータシステムによって制御され、プロセス（ｄ）及び（ｅ）がコンピュータシステムによって実行されること、を含む。この方法は、更に１以上の以下の操作を含み得る。（ｉ）複数の方向における種々の部分的に重複する光導体を測定することであって、プロセス（ｄ）が乱流層における複数の独立した位相の和を３次元体積の大気位相収差を評価するための線形技術を用いて解決することを含む、測定すること、（ｉｉ）波面センサカメラによって取得された連続する画像において、サブアパーチャ画像の部分的な重複を生じさせるために、ビームウォークの多様性を適用することであって、プロセス（ｄ）が順モデル技術を用いてサブアパーチャ波面同士を縫合することを含む、適用すること、（ｉｉｉ）レンズレットアレイを波面センサの光軸に沿って動かすことのようにＷＦＳの焦点を調整することによって焦点の多様性を適用することであって、操作（ｅ）が各サブアパーチャ画像の非同一平面上の再構成を含む、適用すること、（ｉｖ）画像形成レンズ又は画像形成システムのカメラをイメージャの光軸に沿って動かすことのように画像形成システムの焦点を調整することによって焦点の多様性を適用することであって、操作（ｄ）が複数の同一平面上のパッチにわたって拡張する遠方の物体の位相の評価を含む、適用すること、及び（ｖ）開口部を規則配列されたサブアパーチャに分解し、波面センサカメラによる画像出力から、多数のサブアパーチャ画像を形成すること。
【００１３】
以下で詳細に開示される本件主題のさらなる別態様は、大気を経由した遠距離からの画像形成システムであって、以下を含む。開口部を備える受光センサ、瞳面に配置され、開口部を通過した光を受容する第１の高速ステアリングミラー、瞳面から距離を置いて配置され、第１の高速ステアリングミラーからの反射光を受容する第２の高速ステアリングミラー、第２の高速ステアリングミラーからの反射光を受容するように配置され、入る光を第１及び第２のビームに分離するビームスプリッター、第１の光ビームを受容するように配置されたレンズレットアレイ、レンズレットアレイを通過した光を受容するように配置された波面センサカメラ、第２の光ビームを受容するように配置されたイメージャカメラ、以下の各操作を実行するようにプログラムされたコンピュータシステム。（ａ）波面センサカメラの瞳の画像に変化を生じさせるための第１及び第２の高速ステアリングミラー並びに／又はレンズレットアレイの作動の制御、（ｂ）イメージャカメラが捉えた画像又は波面センサカメラが捉えたサブアパーチャ画像に基づく３次元の大気位相体積の評価の更新、（ｃ）イメージャカメラが捉えた画像又は波面センサカメラが捉えたサブアパーチャ画像に基づく点広がり関数の評価の更新、及び（ｄ）更新された点広がり関数及び大気位相体積の評価を用いた物体の非同一平面上の画像の再構成。コンピュータシステムは、レンズレットアレイの、波面センサカメラの光軸に対する平行及び垂直方向への動作の作動を制御する。コンピュータシステムは、ビームウォークの多様性を提供するよう波面センサカメラがとらえた連続するサンプルのサブアパーチャ画像に変化を生じさせるために、第１及び第２の高速ステアリングミラーの作動を制御するように、そして操作（ｃ）が順モデル技術を用いて位相データを縫合することを含むように、さらにプログラムされ得る。操作（ｂ）から（ｄ）は、再構成された画像の大気位相収差が最小化されるまで、順モデル技術を用いて反復して実行される。順モデルは、予期される乱流の統計値や場所や時間の相関係数と調和しない大気乱流に関する、ペナルティ関数を含み得る。
【００１４】
遠方の物体の大気を経由した非同一平面上の画像形成のシステム及び方法に関する別態様が、以下に開示され特許請求される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】１つの実施形態に従う、大気を経由した遠距離からの物体の非同一平面上の画像形成システムの構成要素を表す図である。物体が、時間の経過を経た３つの異なる位置で示される。円内の領域は、望遠鏡が様々な時点で物体から受容し、それによって３−Ｄの大気乱流プロファイルの評価が可能になる、複数の光路の部分的重複を示す。
【図２】代替的な実施形態に従う、大気を経由した遠距離からの物体の非同一平面上の画像形成システムの構成要素を表す図である。円内の領域は、同時に物体から受容し、それによって３−Ｄの大気乱流プロファイルの評価が可能になる、複数の光路の部分的重複を示す。
【図３】１つの実施形態に従う非同一平面上の画像形成のプロセスのステップを示し、焦点面及びＷＦＳの画像を受容し並びに画像に適用される多様性を制御するプロセッサによって実行される操作を含む、フローチャートである。
【図４】ポストプロセッサによって実行される操作をより詳細に示す、別のフローチャートである。以下で図を参照するが、異なる図中の類似の要素には、同一の参照番号が付される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
地球周回物体を含む遠方の物体の、非同一平面上の画像形成のための、大気乱流が引き起こす歪みの補償を伴ったシステム及び方法の様々な実施形態が、以下で詳細に例示されるだろう。それらの非同一平面上の画像形成システムは、強弱問わず乱流が拡張している中において大口径で観察したときに素早く動く大きな物体の高品位な画像再構成を生み出すために、大気の断層撮影、順モデルの画像再構成、及び多様化技術を組み合わせたものである。
【００１７】
非同一平面上の画像形成システムの第１の例示的な実施形態の幾つかの構成要素が、図１で模式的に描かれ、静止した大気及び望遠鏡の視界（ＦＯＶ）内を動く物体を示す。（センサジオメトリの代替的な説明は、旋回する望遠鏡のＦＯＶ内の定位置にある大気及び物体を換算することである。例えば、地球低軌道（ＬＥＯ）衛星を追跡する場合など。）望遠鏡で観察される対象物２が、Ｔｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、及びＴｉｍｅ３における３つの異なる位置で、それぞれ示される。図１の斑点のついた帯はまた、Ｔｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、及びＴｉｍｅ３における物体２から発生する、変化する位相のそれぞれの光の「パイプ」も表す。［本明細書で使用する「パイプ」の語は、物体の視野方向に沿った、パイプ形のある体積の空間を意味する。物体からの光は、パイプ内の大気乱流による位相収差を有し得る。］図１に示される例では、位相パイプはそれぞれの楕円で示される２つの領域２８及び３０で（異なる時点において）部分的に重複する。視界内の光は望遠鏡によって捕捉され、物体２の画像を形成するために用いられる。しかし、干渉する乱流４（図１の波線で示す）の影響を補償するものがないため、その画像はぶれたり、又は他の形で歪んだりし得る。
【００１８】
元となる物体からの光において乱流が引き起こす位相収差を補償するシステム及び方法が、ここで図１に関連して説明されるであろう。図１には、非同一平面上の画像形成システムの構成要素を示すブロック図が含まれる。望遠鏡は、受光開口部又は瞳６を画定する主鏡４０と、副鏡４２とを備える。主鏡４０への入射光は副鏡４２に向けて反射され、副鏡は次いで折り返し平面鏡８に向けて衝突光を反射する。副鏡４２からの光は、次いで折り返し平面鏡８によって、第１のリレーレンズシステム１０に向けて反射される。光は第１のリレーレンズシステム１０から射出されると、第１の高速ステアリングミラー１２と衝突し、第１の高速ステアリングミラー１２と一致する瞳の画像を形成する。第１の高速ステアリングミラー１２は、この入射光を第２の高速ステアリングミラー１４に向けて反射する。第２の高速ステアリングミラー１４は、瞳の画像から距離Δｚだけ離れた位置にある。第２の高速ステアリングミラー１４における瞳の画像は、ぶれる。
【００１９】
図１で説明される実施形態に従って、第２の高速ステアリングミラー１４はそこから反射された光がビームスプリッター１６（例えばダイクロイック又は光度ビームスプリッター）と衝突するように方向づけられる。光は、ビームスプリッター１６によって２つに分岐される。光の一部はイメージャカメラ１８の結像レンズ１５に向けて反射され、光の他の部分は第２のリレーレンズシステム２０に向けて伝送される。イメージャカメラ１８は更に、結像レンズ１５を通過した光を受容する焦点面アレイ１７を備える。焦点面アレイ１７は焦点面の画像を、プロセッサ２６が読み出し、加工及び／又は記憶することができる、電気画像信号に変換する。好ましくは、だが（先述したように）必須ではないが、焦点面はナイキスト周波数でサンプリングされる。
【００２０】
引き続き図１に言及すると、第２のリレーレンズシステム２０を通過した光は、シャックハルトマン又は他の型の波面センサのレンズレットアレイ２２と衝突する。波面センサは、更にＷＦＳカメラ２４を備える。レンズレットアレイ２２は、瞳面に配列された（図示せぬ）レンズレットのセットを備える。各レンズレットは、同一の焦点距離を有する個別の小レンズであり、レンズレット群は瞳面に直線的に又は規則的に配置される。レンズレットは、図１の平行な垂直線で表されるサブアパーチャを形成するため、瞳６を分解するのに役立つ。各レンズレットは、ＷＦＳカメラ２４の焦点面アレイ（例えばＣＣＤアレイ）に合焦する。ＷＦＳカメラ２４の（図１には図示せぬ）焦点面アレイは、多数のレンズレットに相当する多数のサブアパーチャ画像を、プロセッサ２６が読み出し、加工及び／又は記憶することができる、電気画像信号に変換する。チルトを測定するシャックハルトマン波面センサを用いることによって、明視野の位相及び振幅を測定することが可能になる。
【００２１】
波面再構築の１つの実施形態に従って、プロセッサ２６は、ＷＦＳカメラ２４の焦点面アレイ上のそれぞれの焦点の位置から、各レンズレットを通した波面の局地的なチルトを計算するようにプログラムされることができる。任意の位相収差が、個別のチルトのセットによって概算されることができる。レンズレットを通過する光をサンプリングすることによって、チルトを測定し、プロセッサ２６によって任意の波面位相収差を概算することができる。
【００２２】
望遠鏡の操作中、高速ステアリングミラー１２及び１４、レンズレットアレイ２２、並びに（任意選択的に）イメージャカメラ１８の撮像レンズ１５が、作動される。第１の高速ステアリングミラー１２のＸアングル及びＹアングルは、チルトの多様性を達成するために、プロセッサ２６（又は別のコンピュータ若しくはプロセッサ）によって制御されることができる。第１及び第２の高速ステアリングミラー１２及び１４の角度は、ビームウォークの多様性を提供するためにプロセッサ２６によって制御されることができる。（本明細書で使用する「ビームウォーク」の語は、波面センサ上の瞳の画像の変化を意味する。）加えて、レンズレットアレイ２２は、図１の両矢印で示されるように、焦点の（即ちレンズレットの）多様性を達成するために、ＷＦＳカメラ２４の光軸に沿って前後に移動可能である。レンズレットアレイ２２はまた、ビームウォークの多様性を提供するために、（図１には図示せぬ）ＷＦＳカメラ２４の光軸と直交する軸に沿っても前後に移動可能である。任意選択的に、焦点の多様性を達成するために、結像レンズ１５もまたイメージャカメラ１８の光軸に沿って前後に移動可能である。プロセッサは、画像取得及び画像再構築が反復して行われるプロセスの間、チルト、焦点、及びビームウォークを調整するために、高速ステアリングミラー、レンズレットアレイ及び結像レンズを制御するようにプログラムされる。
【００２３】
図１に示されるシステムにおいては、物体の動きと結び付いたチルト、焦点、及びビームウォークの多様性は、大気の屈折率体積のマルチパスサンプリングを可能にする。このマルチパスサンプリングによって、プロセッサ２６が、３次元大気乱流の断層撮影による評価を用いて、乱流によって引き起こされた歪みを再構築された物体の画像から除去することが可能になる。プロセッサ２６が実行するこの操作は、後で図４に関連してより詳細に説明されるであろう。
【００２４】
元となる対象物２の動きによって、図１に示されるように大気の位相サンプルの角度が様々に変化するという結果がもたらされる。ＷＦＳカメラ２４は、大気を様々な方向にサンプリングすることによって、物体２からの光をサンプリングすることができる。位相は、図１で斑点入りの帯で表される「パイプ」に沿って測定される。パイプが互いに交差する箇所は、図１で楕円によって示される。同じ物点から異なる時点において発せられる光は、異なる位相収差を誘発し、異なる形を有する点広がり関数を生み出す、異なる体積の乱流に遭遇する。領域２８及び３０において、部分的に重複する種々のパイプを複数の方向で測定することによって、３−Ｄの大気位相体積を評価するための線形技術を用いることによって解決できる、各乱流層を通した複数の独立した位相の和が創出される。
【００２５】
（第２の高速ステアリングミラー１４及び／又はレンズレットアレイ２２の横方向への移動によって与えられる）ビームウォークの多様性を付加することによって、サブアパーチャの部分的重複がプロセッサ２６のサブアパーチャの再構成を「縫合」することが可能になる。図１で示されるように、高速ステアリングミラー１４は瞳の画像には位置しておらず、ミラーの角度を調整すること（及びその角度を高速ステアリングミラー１２で補償すること）によって、瞳の画像は随意にＷＦＳカメラ２４上に移動することができる。これによって連続するＷＦＳサンプルのサブアパーチャの部分的重複が生じ、プロセッサ２６が周知の順モデルによる画像及び位相の再構築技術を用いて位相情報を縫合することが可能になる。ビームウォークはまた、位置サンプルの空間的により濃密なセットにおける波面のチルトを測定する能力を提供する。例えば、レンズレットアレイ全域のビームを半分の幅のレンズレットで変換することによって、先行位置の場合の中間のサンプル地点における新しい測定結果のセットが提供される。
【００２６】
（第１の高速ステアリングミラー１２によって与えられる）チルトの多様性を付加することによって、超解像度を可能にする焦点面の精細なサンプリングが可能になる。瞳の画像において高速ステアリングミラー１２のみを調整するとＷＦＳカメラ２４上の焦点面の画像が変化するという結果をもたらす。チルトが変化することによって、検出器アレイへの各レンズレットのビームの位置合わせが調整される。様々なチルトのセットに対して測定を行うことによって、単一の測定に比べて、集合的に濃密なサンプルのセットが提供される。これによって、サブアパーチャ画像の精細サンプリングが可能になり、サブアパーチャ内の画像の超解像という結果がもたらされる。これは、複数の技術のうちの任意の１つを用いることによって達成できる。合焦された各レンズレットのビームの高解像度画像は、それぞれのレンズレットに関するビームの波面プロファイルのチップ及びチルトの回復ばかりでなく、焦点、非点収差、コマ収差、及びさらに複雑なプロファイルといった高次構造の回復をもサポートする。
【００２７】
焦点の多様化を提供するための自由度の追加には、レンズレットアレイ２２をＷＦＳカメラ２４の光軸に沿って動かすことが含まれる。この種の動きによって、各サブアパーチャにおける、より直接的な非同一平面上の画像の再構築が可能になる。この焦点の多様化手法は、複数の同一平面上のパッチにまたがって延伸する物体の位相を評価するため、イメージャ１８の焦点面アレイにも適用され得る。
【００２８】
この焦点多様化の代替形態は、図２に示されるとおり、シャックハルトマンセンサ（即ちレンズレットアレイ２２及びＷＦＳカメラ２４）と共に用いられるとき、大口径の非同一平面画像形成への第２の経路を提供する。図の煩雑さを避けるため、図２においては位相のパイプは斑点付きの帯の代わりに二点鎖線によって表されている。異なる物点から同一の時点において発せられる光は、異なる位相収差を誘発し、異なる形を有する点広がり関数を生み出す、異なる体積の乱流に遭遇する。図２に示される例では、幾つかの位相パイプがそれぞれの楕円で示される３つの領域３２、３４、及び３６で部分的に重複する。物体の異なる点から得る異なる点広がり関数は、これらの異なる物点からの波面を再構築するために利用されることができる。これらの波面は、位相収差を発生させるためのモジューロ２π位相からアンラップすることができる。位相は次いで、図２で例示される位相パイプに沿った統合された位相に一致する。これらの統合された位相は、領域３２、３４、及び３６で例示される交点と共に、図１で説明される実施形態のように、位相の３−Ｄ体積を求めるために利用されることができる。ＷＦＳの視界内の光は、望遠鏡によって捕捉され、レンズレットアレイ２２を構成するそれぞれのレンズレットに対応する複数のサブアパーチャ画像を生成するために用いられる。領域３２、３４、及び３６において交差するパイプのように部分的に重複する種々のパイプをこの代替手法において点広がり関数を用いて測定することによって、３−Ｄの大気位相体積を評価することによって解決できる、各乱流層を通した複数の独立した位相の和が創出される。図２で説明されるこの手法は、データの２つのフレームのみにおいてこの種の画像を提供するかもしれない。したがってこの手法は、待機時間の短い、より大きな物体の非同一平面上の画像形成のへの可能性のある経路の１つである。
【００２９】
図３は、１つの実施形態に従う非同一平面上の画像形成プロセスのステップを示すフローチャートである。大口径望遠鏡は、地球周回物体を指向する間に、その視界（ＦＯＶ）中に光を受容する（ステップ５０）。光は望遠鏡の開口部（即ち瞳）によってビームを形成させられる。このビームは、次いで高速ステアリングミラーの作動によって様々なチルトや変化の影響を受ける（ステップ５２）。高速ステアリングミラーの作動は、プロセッサ又は他のコンピュータシステムによって制御される。高速ステアリングミラーを通過した後、光は２つに分岐される（ステップ５４）。ビームスプリッターによって反射した光は、イメージャカメラの焦点面に向けられる。イメージャカメラは、光子を電荷に変換することによって、連続して画像を捕捉する（ステップ６２）。ビームスプリッターを通過した光は、次は、レンズレット及びビームウォークの多様性をオンデマンドで提供するために、様々な軸方向及び横方向の位置をとるよう作動される、レンズレットアレイを通される（ステップ５６）。レンズレットアレイの作動は、プロセッサ又は他のコンピュータシステムによって制御される。レンズレットアレイはまた、開口部を規則的な配列のサブアパーチャに分解する効能を有している（ステップ５８）。各レンズレットは、光をＷＦＳカメラの焦点面に合焦させる。ＷＦＳカメラは、光子を電荷に変換することによって多数のサブアパーチャ画像を捕捉する（ステップ６０）。捕捉された画像及びサブアパーチャ画像は、プロセッサ又は他のコンピュータシステムに送られる。プロセッサ又は他のコンピュータシステムは、画像データを大気乱流による位相収差の評価に使用する（ステップ６４）。プロセッサ及び他のコンピュータシステムは、位相評価を、物体の、よりぶれの少ない画像の再構成に使用する（ステップ６６）。
【００３０】
上記で説明されたチルト、ビームウォーク及び焦点の多様性によって、乱流層の動きを含む制御されない多様性は除去される。この種の制御されない多様性は、典型的には、収集条件の無作為の変化（例えば風の変化）に関連した余分な有害パラメータの評価を必要とする。
【００３１】
図４で説明されるように、プロセッサは絶え間なく、連続した焦点面画像７０を受容する。各焦点面画像７０は、より均一な画像を提供するため、ピクセルゲイン及びオフセットを補正される（操作７２）。この補正スキームによって、２つの較正ポイントに基づいて画像の全ての画素の信号応答が調整される。較正ポイントの１つはゼロ信号（オフセット）であり、他の１つは典型的には約５０％の彩度（ゲイン計算用）である。画素のゲインは、検知器によって出力される信号の量が、衝突する光の量の関数としてどのように変化するか、である。この後プロセッサは、補正された焦点面の画像に対して、画素の閾値処理及びシーンサポートを行う（操作７４）。画素の閾値処理とは、一定の閾値を下回る値の画素をノイズとして扱い、ゼロと等価として設定する操作である。シーンサポートには、シーンの中で人が無視したいと願い得る箇所に相当する画素の値をゼロに設定することが含まれる。次いで、イメージャの順モデルのメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）が、新しい焦点面画像の画素値によって更新される（操作７６）。
【００３２】
引き続き図４に言及すると、プロセッサは同時に、絶え間なく、連続した波面センサ画像８０も受容する。各波面センサ画像８０は、より均一な画像を提供するため、ピクセルゲイン及びオフセットを補正される（操作８２）。この後プロセッサは、補正された波面センサ画像に対して、画素の閾値処理及びシーンサポートを行う（操作８４）。次いで、波面センサの順モデルのメトリックが、新しい波面センサ画像の画素値によって更新される（操作７６）。新しい波面センサ画像のそれぞれが、多数のサブアパーチャ画像に分解される。
【００３３】
図４の破線の四角で囲まれた部分は、順モデルの実行を表している。プロセッサ２６（図１及び２を参照）は、イメージャ１８の応答及び波面センサ２４の応答を形成する、順モデルに関連して残差の平方の和を最小にする、第１の最小二乗法を実行するようプログラムされている。これらの順モデルは、個別に実施可能であり、又は１つの順モデルに結合可能である。順モデルのメトリックは、更新された点広がり関数の評価（操作７８）及び更新された大気位相体積の評価（操作８８）を生成するために、最小化される。これらのプロセスは、イメージャカメラが捉えた画像又は波面センサカメラが捉えたサブアパーチャ画像に基づく３次元の大気位相体積の評価の更新、イメージャカメラが捉えた画像又は波面センサカメラが捉えたサブアパーチャ画像に基づく点広がり関数の評価の更新、及び更新された点広がり関数及び大気位相体積の評価を用いた物体の非同一平面上の画像の再構成、を含み得る。（周知のように、点広がり関数は位相から直接計算することができ、回復された位相は、関連付けられた点広がり関数と照合されることができる。）各データのセットに最良適合するように、順モデルのパラメータを調節することが目的である。最小二乗法は、残差の平方の和（以下「メトリック」と呼ぶ）が最小になるときに最適解を発見する。（「残差」は、測定された画素値と、順モデルによって予測された画素値との差分として定義される。）この非線形問題は、反復した細分化によって解決する。点広がり関数の更新及び大気位相の更新は、各反復後に更新された画像を生成するのに使用される（操作９０）。次の反復の前に、必要に応じて、プロセッサの制御によりハードウェアに対して調整（即ち、チルト、焦点、及びビームウォークの多様性の適用）が行われる（操作９２）。各セットの調整の後、非線形の最小化問題が解決されるまで、追加の画像が取得及び加工される。その結果、更新された画像が最小化の大気位相収差を有する。
【００３４】
本明細書で開示される画像形成方法の他の技術革新は、（ａ）大規模な風又は複雑な展開のための順モデルのペナルティ関数を含む、風又は他の乱流の展開により得る層内の乱流の動きの評価、及び（ｂ）順モデル技術における、予期された乱流の統計値と調和しない乱流のペナルティ関数、例えばコルモゴロフ統計に従わない乱流の評価のペナルティを含む。
【００３５】
本明細書で採用される画像再構成手法は、従来の画像形成経路及びシャックハルトマン（レンズレット）経路の両方で形成される画像シーケンスを合同で利用する。既知の反復最大化技術は、従来の及びシャックハルトマンの両方の、生の画素レベルのデータと最も調和する再構成された物体を決定するために用いられることができる。
【００３６】
チルトを試すため、又は瞳の部分領域を通じて見る物体を試すため、波面センサを焦点面画像と組み合わせて使用することは、冗長ノイズの減少や収差量の減少を含む幾つかの恩恵を有する。（Ｄ／ｒ0≒１０である、開口部全体にわたる約１０のサブアパーチャ及び各サブアパーチャ内の再構成を前提として）Ｄ／ｒ0＝１００までは、性能は良いはずである。提案された手法は、高速で動くより大きな物体と、大口径、及び拡張した又は強度の乱流という条件下（低い仰角に相当）で良好に機能するであろう。
【００３７】
図１で示される基礎的な手法は、位相のチルトの合計を各サブアパーチャの複数の経路に沿って測定することである。時間ｍにおける（ｉ、ｊ）番目のサブアパーチャの位相の測定結果δφ（ｉ、ｊ、ｍ）は、以下の数式で表される。
0006570991.tif 000002
ここでは、和はｋ＝１からＫまでの層のそれぞれの位相の和であり、ｎ（ｉ、ｊ、ｍ）は対応する測定ノイズである。シャックハルトマン波面センサでは、測定されるのは位相のチルトである。
0006570991.tif 000003
ここでは、δΤ（ｉ、ｊ、ｍ）は測定されたチルトであり、δΤＬ（ｉ、ｊ、ｋ；ｍ）は評価対象の層のチルトである。ｍ＝１からＭまでの累積は、限られた未知数δΤＬ（ｉ、ｊ、ｋ；ｍ）を有する多数の等式の集合という結果に帰着するように見える。δΤＬ（ｉ、ｊ、ｋ；ｍ）においては、指数ｉ及びｊは、暗黙のうちに測定時間ｍの関数であり、したがってグリッド化の問題が現存する。
【００３８】
地球周回軌道上の物体にとっては、支配的な動きは物体に起因し、風の影響は二次的である。したがって、光線の経路は時間の経過と共に比較的良く知られ、それによってグリッド化の問題は最小化される。図１における光路２８及び３０の交点（楕円で示される）は部分的に重複する体積セルを表す。この部分的に重複する体積セルによって、経路の統合を作り上げる、対応する個別の位相の解決が可能になる。
【００３９】
本明細書で開示する非同一平面上の画像形成システムの鍵となる付加的な特徴の１つは、ＡＯ波面再構成の一部としてよりも、むしろ画像再構築の一部として（又は画像再構築とは別に）位相が評価されることである。提案される画像再構築は、典型的には光をイメージャカメラ１８及びＷＦＳカメラ２４の焦点面の両方に対して集積させることを含む。
【００４０】
非同一平面上の画像形成システムの付加的な特徴は、以下を含む。第一に、位相は各サブアパーチャにおけるマルチフレームブラインドデコンボリューション（ｍｕｌｔｉｆｒａｍｅ  ｂｌｉｎｄ  ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）といった、より大きいサブアパーチャを可能にする順モデル技術によって評価されることができる。第二に、サブアパーチャの相対的な平均の位相は、所与の枠組みの中で直接既知ではない。これらの未知の位相の平均は、波面センサの瞳の画像を変化させることで、連続する測定によって位相領域の部分的重複が見えることによって評価できる。（ビームウォークの一例である）この瞳の画像の変化は、高速ステアリングミラー１４を用いることによって達成される。高速ステアリングミラー１４の効果は、瞳の画像をΔｚΔθの量だけ移動させることである。ここではΔθは高速ステアリングミラー上の角変位（単純化のため拡大効果は無視する）であり、Δｚは、瞳の像平面から高速ステアリングミラー１４の経路長である。高速ステアリングミラー１４の効果はまた、焦点面画像位置を変化させるチルトも発生させるだろう。これは、高速ステアリングミラー１２を使うことでキャンセルすることができる。高速ステアリングミラー１２はまた、チルトを適用ししたがって焦点面画像の変化を適用するために単独で使用されることもできるが、瞳の画像の変化は起こらない。画像の変化の恩恵は、画素の角度幅よりもより精細な角度間隔での画像のサンプリングを可能にすることである。これによって、サブアパーチャ画像又は焦点面画像全体の超解像度サンプリングがサポートされる。最後に、焦点（即ちレンズレット）の多様性は、図１の両矢印によって示されるように）レンズレットアレイ２２をＷＦＳカメラ２４の焦点面に対して移動させることによって適用される。この焦点の多様性は、非同一平面上の画像形成（複数の同一平面上のパッチにおける画像形成）をサポートすることが過去の研究から実証されている。
【００４１】
本明細書で開示される非同一平面上の画像形成に従って、画像再構成プロセスは２つの高速ステアリングミラーの動き並びに、画像レンズ及びレンズレットアレイの作動によって強化される。これらの変化によって、大気中の位相収差の体積全体の順モデルによる評価が、物体のわずかな動きだけによって可能になる。このわずかな角運動は、δθ＞ｄｓｕｂ／Ｈを満たさなくてはならない。ここではｄｓｕｂは望遠鏡の瞳にマッピングされた際のサブアパーチャの幅であり、Ｈは大気の高さである。したがって、例えばｄｓｕｂ＝３０ｃｍでＨ＝２０ｋｍであるとき、要求される物体の動きは、出力空間においてわずかに約δθ＞１５マイクロラジアンである。典型的には望遠鏡から１ｋｍ以内に存在する、最も高度が低い乱流層を識別するのに必要な物体の動きは、約３００マイクロラジアンである。これは、恒星の物体運動の場合は約５秒のデータで、そしてＬＥＯ物体の場合は０．１秒の速さで達成可能である。もし信号雑音比（ＳＮＲ）が問題であるなら、より長時間の履歴もまた効果的であり得る。ＬＥＯ物体の場合の相対的に速い０．１秒という時間は、典型的なフレームレートの１００Ｈｚにとって位相情報の顕著な不鮮明化（ｓｍｅａｒｉｎｇ）を示す。したがってより速いフレームレートが適切であり得る。
【００４２】
２つの高速ステアリングミラーによって与えられる変化によって、物体平面の副画素単位のサンプリング及び瞳面の副画素単位のサンプリングが可能になる。これによってその種の画素で通常得られるよりもより精細な特徴の評価が可能になるか、又は反対に、所与の解像度を得るために通常必要であろうよりもより大きな画素及びサブアパーチャが可能になる。これによって、ＳＮＲは恩恵を受ける。
【００４３】
本明細書で提案される非同一平面上の画像形成システムは、独立変数として大気位相（大気の光経路の差異）のチルトδΤＬ（ｉ、ｊ、ｋ；ｍ）を利用する順モデルを採用する。  位相よりもむしろチルトを用いることによって、問題の条件付けは改善されるだろう。なぜならば位相は感知されない全体的なピストン（ｐｉｓｔｏｎ）を有しており、これによって単一のセットの等式に帰着してしまうからである。チルトは、画像の再構成と同時に順モデルの中で評価される。チルト、即ち位相差の利用は、画像の再構成にとっては自然な選択である。なぜならば、画像の点広がり関数はまた、（同一平面上の各パッチにとっての）位相差の関数でもあるからである。
【００４４】
大気の体積を表すのに用いられる３−Ｄグリッドは、より高速な再構成を行うには目が粗いということがあり得る。代替的に、より正確な再構成のためにはよリ精細な３−Ｄグリッドが用いられ得るが、再構成の時間はより長くかかる結果になるであろう。
【００４５】
本明細書で提案するシステムは、１００マイクロラジアンを超える角度領域の画像形成を可能にするということが期待される。任意の所与の時間サンプルにおいて、もし焦点の多様化が用いられると、より弱い乱流の中で見上げるシナリオのための画像形成システムの全体的なＦＯＶとほぼ等しい視界（ＦＯＶ）の補償が達成されることが期待される。このＦＯＶは、約１００マイクロラジアンである（これは、約１０００×１０００の最新式のカメラを用いるという想定で、１００ナノラジアンのナイキストサンプリングという想定）。より強い乱流の場合には、焦点の多様化はそれだけでは不十分であり得る。このような場合には、本明細書で採用する体積乱流手法が役立つであろう。そしてもし３００マイクロラジアンの幅の帯状のデータが得られた場合、軌道に沿った方向にその大きさ（３００マイクロラジアン）の画像形成が可能であり得、軌道を横切る方向には物体の幅と等しい幅が画像形成可能であり得る（とても大きな物体の場合には、大きなＦＯＶのサブアパーチャが必要であり得るが）。
【００４６】
提案された手法は、同一平面上のパッチの角度よりもずっと大きい、大きさとしては１００マイクロラジアン又はそれを超え、Ｄ／ｒ0が１００又はそれを超える、高品質画像を評価することが可能であるべきである。ＳＮＲへの潜在的な恩恵も、また存在する。なぜならば、複数のフレームからの信号が画像を形成するために合成されるからである。もし、画像及び乱流の特徴の両方に対して超解像を得るために、順モデルの超解像機能が存分に利用されるとすると、画像は特別に高品質なものになることが期待される。この手法は、乱流は層をなしていて一定の速度で動くという仮定に頼るよりもむしろ、画像の変化及び焦点の、ユーザが指定できる多様性によって、過去に提案された手法よりも堅牢であることが期待される。むしろ、この手法は、乱流の体積評価を作成する際にそれらの仮定をテストすることができる。
【００４７】
加えて、提案された手法は、大気を経由して伝えられるレーザー光ビームの質を改良する、改良された位相の評価を提供することを可能にするだろう。この種の適応によって、例えば地上のソース端末と地球軌道周回衛星上の宛先端末との間のリンクを確立しようとするレーザー又は光コミュニケーションシステムに対して、性能上の恩恵が提供されるだろう。改良された非同一平面上の位相補正は、能動型の若しくはレーザーによる画像形成、光による動力伝送の提供、又はレーザー兵器の応用を目的とした、地上又は航空機からの衛星の照射の改良も提供できるだろう。
【００４８】
最後に、提案された技術は、地球低軌道上の物体の画像形成にとって、その物体の回転（ｓｌｅｗ）がその場所の風速よりずっと速い場合、別々に移動している各層の関係性が低いという前提で、特に有益であるはずである。
【００４９】
大気を経由した遠方の物体の非同一平面上の画像形成のシステム及び方法が、様々な実施形態を参照して説明されてきたが、当業者には、本書の教示から逸脱することなく様々な変形例が可能であること、及び、その要素を同等物に置換しうることが、理解されよう。加えて、特定の状況に対しては、本書で開示されている実践に概念及び簡素化を適合させるために、多数の修正例が可能となりうる。そのため、特許請求の範囲の対象である主題は開示されている実施形態に限定されないことが、意図されている。
【００５０】
特許請求の範囲で使われている用語「コンピュータシステム」は、少なくとも１つのコンピュータ又はプロセッサを有するシステムと、ネットワーク又はバスを介して通信する複数のコンピュータ又はプロセッサを有し得るシステムを含むように、広く解釈されるべきである。前の一文で使われている用語「コンピュータ」及び「プロセッサ」は、共に処理装置（例えば中央処理装置）及び、処理装置が読み出すことができるプログラムを記憶するある形態のメモリ（即ちコンピュータ可読媒体）を有する装置を意味する。これらの用語はまた、１又は複数の信号を取り込み、数学的な関数を適用して信号をフィルタリングし、１又は複数の出力信号を生成する、信号処理機能を実行するデジタル及びアナログの装置を含むようにも意図される。
【００５１】
加えて、以下に明記されている方法の特許請求は、そこに列挙されたステップがアルファベット順に実行されること（特許請求の範囲の中のいかなるアルファベット順序も、単に従前に列挙されたステップを参照する目的にのみ使用される）、又は列挙されている順番で実行されることが必要であると、解釈されるべきではない。またそれらは、２つ以上のステップのいかなる部分も、同時に、又は入れ替えて実行することを排除すると解釈されるべきでもない。
【図１】
0006570991.tif 000004
【図２】
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【図３】
0006570991.tif 000006
【図４】
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