(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状位置検出ディテクタを含むシステムであって、
前記アレイ状位置検出ディテクタは、ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント及び加算増幅器を含んでおり、
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、スイッチを介して前記加算増幅器に送信される出力を生成し、
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、電圧オフセット生成器に接続されており、前記電圧オフセット生成器は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントを特定するオフセット電圧を生成するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは電子回路に接続されており、前記電子回路は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントを照射する光のスポットの位置を特定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記オフセット電圧は、複数のラテラル効果位置検出ディテクタエレメントのアレイ内における前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントの相対位置を示す、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、閾値検出回路に接続されており、前記閾値検出回路は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントで生成された光電流が設定閾値を超えているかどうかを判断するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント用の前記閾値検出回路の出力は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント用の前記スイッチに接続されており、当該スイッチの状態を制御する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
アレイ状位置検出ディテクタを含むシステムであって、
前記アレイ状位置検出ディテクタは、ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント及び加算増幅器を含んでおり、
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、スイッチを介して前記加算増幅器に送信される出力を生成し、
前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、閾値検出回路に接続されており、前記閾値検出回路は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントで生成された光電流が設定閾値を超えているかどうかを判断するように構成されている、システム。
【請求項７】
複数のより小さい領域に分割されているエリアを照射する光のスポットの位置を特定することと、
前記複数のより小さい領域をラテラル効果位置検出ディテクタによって検出することと、
前記ラテラル効果位置検出ディテクタに接続された１組のスイッチによって前記ラテラル効果位置検出ディテクタからの出力を選択することと、
選択された出力同士を合成することと、
前記エリア上の光のスポットの照射による光電流を閾値と比較することによって制御信号を生成することと、を含み、前記制御信号は、前記スイッチの組のうちのスイッチの状態を選択することを含む、方法。
【請求項８】
前記制御信号を用いることによって、前記光のスポットによって照射された少なくとも１つのラテラル効果位置検出ディテクタの相対位置を示すオフセット値を決定することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記制御信号を用いることによって、増幅器のゲインを確立することをさらに含む、請求項７又は８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本システム及び方法は、アレイ状ラテラル効果位置検出ディテクタ（array lateral effect position sensing detector）に関する。
【背景技術】
【０００２】
到来角（ＡＯＡ）センサーは、通常、物体から散乱して跳ね返ってきたレーザー照準器又はレーザー照射器からの光などの入射光を集めるアパーチャを有している。アパーチャは、照射されたスポットを４象限ディテクタ（4-quadrant detector）に投射する。照射されたスポットの大きさは、ディテクタの１つの象限よりもわずかに大きいため、少なくとも２つの象限が照射される。ディテクタの象限のそれぞれが電流を出力する。次に、４つの出力電流値を処理することによって、照射スポットの中心又は図心の位置を特定し、これによって、アパーチャ及びディテクタの共通軸に対する入射光の到来角を測定する。
【発明の概要】
【０００３】
一態様によれば、システム及び方法は、エリアを照射している光のスポットの位置を特定することを可能にする。当該エリアは、複数のより小さい領域に分割することができ、これら複数のより小さい領域のラテラル効果位置検出ディテクタによって検出することができる。ラテラル効果位置検出ディテクタに接続された一組のスイッチによって、ラテラル効果位置検出ディテクタから出力が選択される。
【０００４】
別の態様は、アレイ状位置検出ディテクタ用のシステム及び方法を含む。アレイ状位置検出ディテクタは、ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント及び加算増幅器を含む。ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、スイッチを介して加算増幅器に送信される出力を生成する。他の多くの実施形態が可能であり、実施形態は当概要によって限定されるべきではない。
【０００５】
他のシステム、方法、特徴、及び利点が、以下の図面及び詳細な説明を検討することによって、より明らかになるであろう。それら追加のシステム、方法、特徴、及び利点は、本記載に包含され且つ添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的な二軸ラテラル効果位置検出ディテクタ（ＬＥＰＳＤ）のブロック図である。
【図２】ＬＥＰＳＤのためのプリアンプ及び位置判定を含む例示的な電子回路の回路図である。
【図３】出力がフレーム単位で与えられるＬＥＰＳＤエレメントの例示的なアレイの回路図である。
【図４】複数のＬＥＰＳＤエレメントからの出力が複数のアナログ‐デジタル変換器に送信されるＬＥＰＳＤアレイを含む回路図である。
【図５】各ＬＥＰＳＤの位置特定電流が電流加算増幅器によって合成される例示的なＬＥＰＳＤアレイの回路図である。
【図６】複数のアレイエレメントからの切替え出力を含む信号合成モジュールを有する、例示的なアレイ状ＬＥＰＳＤ（ＡＬＥＰＳＤ）の回路図である。
【図７】複数のＬＥＰＳＤアレイエレメントからの出力を合成するための例示的な電圧加算回路の回路図である。
【図８】ＬＥＰＳＤ特定オフセット値がどのようにして決定されるかを示すいくつかの例示的な例である。
【図９】オフセット電圧が、ＬＥＰＳＤチャンネルの位置判定回路（ＰＤＣ）によって生成される照射スポット位置電圧にどのように関連しているかの一例を示す図である。
【図１０】オフセットパルスを決定するための例示的な回路の回路図である
【図１１】オフセットがオフセット電圧として与えられる、例示的なＬＥＰＳＤエレメントの回路図である。
【図１２】オフセットパルスを測定するための例示的な回路の回路図である。
【図１３】光のスポットが複数の隣接するＬＥＰＳＤエレメントにまたがる場合のいくつかの例示的なケースを示す図である。
【図１４】関連付けられたＬＥＰＳＤチャンネル用の制御信号の値に従って調整される可変ゲインコントロールを備えた電圧加算増幅器を含む例示的な回路図である。
【図１５】隣接する複数のサブセットが、重なったＬＥＰＳＤエレメントをいくつか有する場合の例を示す図である。
【図１６】複数段の加算増幅器をカスケード接続するための例示的な回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の詳細な説明に関連して添付の図面を参照するが、これらの図面において、同じ要素は異なる図面においても同様の数字で示している。
【０００８】
システム及び方法は、アレイ状ラテラル効果位置検出ディテクタ（ＡＬＥＰＳＤ）用の電子信号合成モジュールを提供する。当該システム及び方法によれば、複数のより小さい面積のラテラル効果位置検出ディテクタ（ＬＥＰＳＤ）エレメントのアレイによって、より大きい面積のＬＥＰＳＤの位置判定能力を実現することができ、到来角センサーによって達成される広い視野角は、大きな検出エリアを包含することができる。当該システム及び方法は、より小さい面積のＬＥＰＳＤエレメントによる高速で大きな周波数帯域の応答性を確保することもできる。当該システム及び方法は、電子回路を含んでおり、当該電子回路は、アレイの複数のＬＥＰＳＤエレメントからの位置特定出力波形‐２つの直交軸のそれぞれに対して１つの出力が与えられている‐を合成することによって、２つの新たな出力波形を生成するものであり、これらの出力波形は、大面積アレイの一部を照射している１つ又は複数の光のスポットの２つの直交軸のそれぞれに沿う位置を表すものである。入射光によって照射されたこれらのＬＥＰＳＤエレメントからのスポット位置信号は、一組のスイッチを介して合成（combiner）回路又は合成モジュールに送信される。アレイの各ＬＥＰＳＤエレメントに対して、スイッチのセットが設けられている。
【０００９】
図１は、例示的な二軸ラテラル効果位置検出ディテクタ（ＬＥＰＳＤ）１００のブロック図である。ＬＥＰＳＤ１００は、集束された、又は略集束された光の小さなスポットの位置を検出することができる。ＬＥＰＳＤでは、光のスポットの最大許容偏位、ひいては到来角センサーによって検出される最大の角度偏差は、光検出エリアのサイズによって制限される。ＬＥＰＳＤ１００は、当該装置の光検出エリアの中心を起点とするｘ軸及びｙ軸に沿う、光の入射スポットの位置を特定することができる。一例において、ＬＥＰＳＤ１００は、正方形の装置の四辺に位置する４つの電極を有する。１組の２つの電極は、装置の上面近くに位置しており、もう一組の２つの電極は装置の下面近くに位置している。これらの２組は、互いに直交するように配置されている。一方の組の電極を用いて、光のスポットのｘ位置を測定し、他方の組の電極を用いてｙ位置を測定することができる。
【００１０】
二軸ＬＥＰＳＤ１００は、２つのラテラル抵抗層（laterally resistive layers）の間に位置する、吸光及び光電流生成層を有する。１組の２つの電極に対する光の入射スポットの相対位置によって、これら２つの電極から出力される２つの電力の相対量が決まる。基本的に、光電流は抵抗分割器（resistive divider）を通って流れるが、当該抵抗分割器の抵抗値は、一組の２つの電極に対する照射スポットの位置に依存する。照射スポットが装置の中心に位置する場合、これらの電極からの２つの電流出力値は等しい。これら２つの電流を減算した結果はゼロとなる。照射スポットが１つの電極の非常に近くに位置する場合、当該電極からの電流出力値は、反対側の電極からの電流出力値よりはるかに大きい。
【００１１】
例えば、ｙ軸に沿って配置された２つの電極を考えると、光のスポットが正のｙ値に位置する電極（すなわち電極Ｙ２）の近くであった場合、電流ＩY2は、電流ＩY1よりはるかに大きくなる。その差は（ＩY2−ＩY1）は、正の値となる。ｙ位置の測定値が光の実際の強度及び全体の光電流の影響を受けないようにするため、この電流差を２つの電流値の和で割る（例えば、（ＩY2−ＩY1）／（ＩY2＋ＩY1）。同様に、ｘ位置の測定値は、Ｘ１電極及びＸ２電極の２つの出力電流から得られる。ｘ位置は、アナログ演算（ＩX2−ＩX1）／（ＩX2＋ＩX1）によって特定される。シリコンディテクタ材料によって製造された二軸ＬＥＰＳＤ１００並びにその信号処理回路は、例えば、Thorlabs, OSI Optoelectronics, Pacific Silicon Sensor, Inc., and On-Trak Photonics, Inc.などの様々な商業的サプライヤーから入手可能である。
【００１２】
図２は、ＬＥＰＳＤ１００のためのプリアンプ及び位置判定手段を含む例示的な電子回路の回路図である。回路２００は、電子トランスインピーダンスプリアンプ回路２１０、アナログ差分回路２２０、加算回路（electronic transimpedance preamplifier circuits）２３０、及び、除算回路２４０が接続されたＬＥＰＳＤ１００を含んでおり、例えばOSI Optoelectronicsによって製造されたものと同様である。これらのアナログ差分、加算、除算回路は、ＬＥＰＳＤ１００の位置判定回路（ＰＤＣ）を構成している。単一のＬＥＰＳＤによって、当該ＬＥＰＳＤの面積の一部を照射する光のスポットの位置特定、ひいては入射光の到来角の測定を高分解能で行うことができるが、その到来角センサーの全体視野は、単一のＬＥＰＳＤ１００の比較的小さい面積によって制限される。ＬＥＰＳＤ１００の面積を大きくすると、その静電容量が増加し、従って、周波数応答性が低下し、ノイズが増加する。
【００１３】
図３は、出力がフレーム単位で（frame-by-frame basis）で与えられるＬＥＰＳＤエレメントの例示的なアレイの回路図３００である。全体の光検出面積を大きくする１つの方法は、ＬＥＰＳＤエレメントのアレイを用いることである。二次元アレイにおいて、各ＬＥＰＳＤ１００は、四辺形の装置であり、１つのラテラル電流導電層と、吸収層と同じ側に位置し且つラテラル電流導電層に接続されている４つの接点とを有する。複数のＬＥＰＳＤエレメントからのアナログ出力は、一組の共有の出力ラインを用いるものの、撮像素子アレイからの出力と同様に時間多重（time-multiplexed）方式で供給される。ＬＥＰＳＤエレメントのための連続時間出力信号（continuous-time output signals）を供給するのではなく、このような複数のアレイエレメントの時間多重出力は、時間サンプリングでフレーム単位で供給される。その結果、各ＬＥＰＳＤエレメント及びそのプリアンプ回路２１０の応答帯域幅は大きくできるが、この従来のアレイのリアルタイム出力レートは、ＬＥＰＳＤ出力電流のフレーム単位サンプリングに限定される可能性がある。従って、このアレイは、フレーム単位の多重読み出しの最大レートが約１００ｋＨｚであるため、入射光のうちかなり広いパルスのみの一時的形状（temporal shape）に関する情報しか与えることができない。図３の手法においては、複数のＬＥＰＳＤチャンネルからの出力は、サンプリング及び保持され、次に、合計するのではなく時間多重されてから、アナログ‐デジタル変換器に供給される。
【００１４】
図４は、複数のＬＥＰＳＤエレメントからの出力が、複数のアナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）４１０に送信されるＬＥＰＳＤアレイを含む回路図４００である。このデュオ・ラテラル（duo-lateral）ＰＳＤエレメント又は二軸ＬＥＰＳＤエレメントのアレイでは、異なる各ＬＥＰＳＤエレメントからの照射スポット位置信号は、異なるＡＤＣ４１０に供給される。次いで、これらのＡＤＣ４１０からのデジタル信号は、プロセッサ４２０にて一緒に処理される。このＬＥＰＳＤアレイでは、短いパルス又は間隔の狭いパルスを検知及び識別するのに適した大きな応答帯域幅を実現するためには、各ＡＤＣ４１０のサンプリング・レートが十分に高くなければならないという制限がある。また、アレイ内に多くのエレメントを設けてアレイが大きなＦＯＶを達成するようにしようとすると、個々のＬＥＰＳＤエレメントが独自のＡＤＣ４１０を有するため多くの個別のＡＤＣ回路が必要となり、これらの多くのＡＤＣのコスト及び電力消費も伴う。
【００１５】
図５は、例示的なＬＥＰＳＤアレイ５６０の回路図であり、この例では、各ＬＥＰＳＤエレメント５６２（例えば、本明細書に記載したＬＥＰＳＤ１００）の位置特定電流が、電流加算増幅器によって合成される。背景技術の一例は、本願の譲受人に譲渡された、２０１３年１２月２１出願の米国特許出願第１４／１３８，０３７号「OPTICAL ANGLE OF ARRIVAL SENSORS AND METHODS FOR DETERMINING AN ANGLE OF ARRIVAL OF INCIDENT LIGHT」に記載されており、その開示内容は参照により本明細書に取り込むものである。位置判定回路５４０において、アレイ５６０のＬＥＰＳＤエレメント５６２は、４つのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）回路５４２に接続されており、４つの接点５９４、５９６が、互いに異なるＴＩＡ回路５４２に接続されている。各ＴＩＡ回路５４２の出力は、ノイズを帯域制限するフィルター５４４に接続されている。一態様において、各アレイエレメント５６２に１つの信号チャンネルが関連付けられた状態で、複数の信号チャンネルからの出力が合成される。各信号チャンネルは、２つの出力を有する。一方の出力は、関連するＬＥＰＳＤエレメント４５２の照射スポットのｘ軸に沿った変位を示し、他方の出力は、その照射スポットのｙ軸に沿った変位を示す。これらの出力は、本明細書で説明したように、差分増幅器及び加算増幅器を用いて生成することができる。アレイ５６０及び対応するインターフェイスエレクトロニクスの各ＬＥＰＳＤチャンネルからの２つの出力信号は、ＬＥＰＳＤエレメント５６２の中心からの照射スポットのＸ変位及びＹ変位を示すものであり、これらの信号が一対の回路５４６に送信され、これらの回路が各出力信号に所定のオフセット電流を注入する。このオフセット電流は、アレイ全体５６０内における、そのチャンネルのＬＥＰＳＤエレメント５６２の相対位置を示すものである。
【００１６】
各ＬＥＰＳＤエレメント５６２用の位置判定インターフェイス回路５４０は、エレメント５６２で生成された光電流の総計が閾値（例えば所定値）を超えるかどうかを判定する閾値検出回路（図示せず）をさらに有する。閾値検出回路を用いることによって、ＬＥＰＳＤエレメント５６２又は対応するＴＩＡ回路５４２のノイズに起因する入力パルスの誤検出を防ぐことができる。アレイ５６０の各ＬＥＰＳＤエレメント５６２に対して１つの回路が対応する複数の位置判定インターフェイス回路５４０からの出力電流又は電圧は、一対の電子加算増幅器５５２を含む電子信号合成回路５５０によって合算される。ここで、一方の加算増幅器５５２ａは、Ｘ変位に関連付けられており、他方の加算増幅器５５２ｂはＹ変位に関連付けられている。
【００１７】
従って、アレイ５６０の各ＬＥＰＳＤエレメント５６２は、４つの電気出力を有し、これらが位置判定回路に送信され、当該回路が１組の２つの電流を生成する。これらの電流値はアレイ内のそのＬＥＰＳＤエレメントを照射する光のスポットの２つの直交軸に沿う位置を示すものであり、ここで、当該エレメントの中心の位置は、両方の軸について０の値で表される。対応する電子回路５４６は、アレイ内のそのエレメント固有の位置を示す追加の量の電流、例えばオフセット電流、を注入する。あるＬＥＰＳＤエレメントの位置にためのオフセット電流は、そのＬＥＰＳＤエレメントを十分に高強度の光が照射している際に供給される。複数のＬＥＰＳＤエレメントの位置判定回路からの出力は、そのＬＥＰＳＤエレメントの照射スポット位置信号の有無にかかわらず、同じ電流加算増幅器５５２ａの入力に接続したままにすることができる。複数のＬＥＰＳＤエレメントからのスポット位置出力とオフセット電流とを合成して合成波形を生成することによって、１つのＡＤＣを、アレイの複数のＬＥＰＳＤエレメント又はスポット位置チャンネルによって共有することができる。複数の合成チャンネルからの出力ノイズ電力は、電流加算増幅器の入力で合算される。そのチャンネルがスポット位置信号電流を有するかどうかにかかわらず、すべてのチャンネルが電流加算増幅器に接続されているため、高いノイズが発生する可能性がある。
【００１８】
図６は、複数のアレイエレメントからの切替え出力を含む信号合成モジュールを有する、例示的なアレイ状ＬＥＰＳＤ（ＡＬＥＰＳＤ）６００の回路図である。ＡＥＬＰＳＤ６００は、複数のＬＥＰＳＤエレメント１００1〜１００Nのアレイ６０５、各ＬＥＰＳＤエレメント１００に関連付け及び接続された一組のプリアンプ及び位置判定回路６１０、及び、複数のアレイエレメントのサブセットのための信号合成モジュール６２０を含む。信号合成モジュールは、出力波形６３０を生成し、当該出力波形は、入射光のパルス又はフラッシュの一時的発生と、ＡＥＬＰＳＤ６００に投射された入射光スポットの空間的位置の両方を示すものである。例えば、１つのパルスレーザー源からの光は、２つの異なる物体によって反射されて光センサーのアパーチャに入射し、一方の物体が、より広角度で反射されたパルスを有する。また、この例示的な場合において、異なるパルス繰り返し率を有する第２のパルスレーザー源からの光が、さらに別の物体によって反射されて光センサーのアパーチャに入射する。従って、光センサーによって集光される光のパルスには、パルス６６２（パルスＡ）、６６４（パルスＢ）、６６６（パルスＣ）に相当する３つの異なる入射角が存在する。光センサーは十分に速い（且つ帯域幅の大きい）応答性を有するため、光センサーのアナログ出力（波形６６７及び６６８（ｘ変位及びｙ変位波形を示す）として示す）は、パルスの幅を示すことができ、且つ、２つのパルスが時間的に重なる状況も示すことができる。波形６６７及び６６８（図６のアレイ６０５のＬＥＰＳＤエレメント１００1〜１００Nに投射された光のパルスの検知の結果得られる）は、フレーム単位で供給される出力ではなく、連続波形である。例えば、信号波形６６７及び６６８の振幅を用いることによって、図６のアレイ６０５内のＬＥＰＳＤエレメント１００1〜１００N上の光スポットの位置を特定することができる。
【００１９】
図６において、アレイ６０５の各ＬＥＰＳＤエレメントは、４つの出力接点を有しており、これらの接点は４つのＴＩＡ回路６１２に接続されている。各ＴＩＡ回路６１２の出力は、例えば、本願の譲受人に譲渡された特許出願’０３７号に記載されているように、ノイズを帯域制限するフィルターに接続することができる。４つのＴＩＡ回路６１２の出力は、位置判定回路（ＰＤＣ）６１４に送信され、当該位置判定回路が、アナログの減算、加算、除算処理を行うことによって、ＬＥＰＳＤエレメントの中心に対する入射光スポットの位置の変位を計算する。２つのアナログ出力信号が、各ＬＥＰＳＤエレメントに関連付けられており、ＰＤＣ６１４内の除算回路によって与えられる。２つの出力信号は、ＰＳＤアレイ用に規定された２つの直交軸に対するスポット位置信号であると考えることができ、これらはアレイの同じＬＥＰＳＤチャンネルに関連付けられている。一方の出力信号は、関連するＬＥＰＳＤのスポット位置のｘ軸に沿う変位を示す。他方の出力信号は、スポット位置のｙ軸に沿う変位を示す。これら２つの出力信号、すなわち、照射スポット信号が、信号合成モジュール（ＳＣＭ）６２０に供給される。これらのスポット位置信号に加えて、ＬＥＰＳＤチャンネルは、さらに、そのチャンネルのＰＤＣ内の加算回路の出力をＳＣＭ６２０に供給する。従って、ＳＣＭ６２０は、リアルタイム出力波形６３０を供給することができ、その光がいつ起こったか、及び、光の位置をリアルタイムで示すことができる。これは、フレーム単位の読み出しでは示すことができないものである。
【００２０】
ＳＣＭ６２０は、アレイの複数のＬＥＰＳＤチャンネルに接続されている。各ＬＥＰＳＤチャンネルに関して、ＳＣＭ６２０は、ＰＤＣ６１４の加算回路の出力をコンパレーター６２２に送信し、当該コンパレーターは、ＰＤＣ６１４の加算回路の出力が設定閾値を超えている場合は、出力論理値１を生成し、他の場合には論理値０を生成する。このデジタル制御信号を用いることによって、そのＬＥＰＳＤチャンネルの２つのスポット位置信号を送信するために接続される一対のスイッチ６２４を制御する。制御信号が１の値を有することによって、対応するＬＥＰＳＤエレメントを光のパルスが照射していることを示す場合にだけ、スイッチ６２４が閉じ、２つのスポット位置信号を通過させる。コンパレーター６２２は、ＬＥＰＳＤエレメントで生成された光電流の総量が、例えば０〜３ボルトの回路の場合には０．５ボルトといった、所定の閾値を超えているかどうかを判定する閾値検出回路として機能する。ＳＣＭ６２０を用いることによって、ＬＥＰＳＤ又はそのＴＩＡ回路６１２のノイズに起因する入力光パルスの誤検出を防ぐことができる。また、ＳＣＭ６２０を用いて、ゆっくり変化するバックグラウンド光を補償することができ、ＬＥＰＳＤに照射された短いパルス又はフラッシュのみを判断することができる。図６では、各ＬＥＰＳＤに対して一対のコンパレーター６２２を示しているが、各チャンネルに対して１つのコンパレーター６２２のみを設け、当該コンパレーターがそのチャンネルの両方のスイッチ６２４を制御する構成としても十分である。
【００２１】
従って、各ＬＥＰＳＤエレメントは、２組として配置された４つの出力電流を有しており（他の数の出力電流を用いることもできる）、各組は、ＬＥＰＳＤエレメントの両端に位置する電極から出力された一対の出力電流を含んでいる。これら２つの出力電流は、ＴＩＡ増幅器６１２を介して電圧信号に変換される。そのＬＥＰＳＤエレメント用のＰＤＣ６１４において、１対の２つのＴＩＡ増幅器６１２からの出力が加算増幅器において合算されることによって、ＬＥＰＳＤエレメントを照射している光のスポットの強度に対応する正味の加算された信号が得られる。この正味の加算信号を用いることによって、そのＬＥＰＳＤエレメントに関連するスイッチ６２４を制御し、正味の加算信号が設定閾値より大きい場合のみ、スイッチ６２４がＰＤＣ６１４の出力を合成回路又は合成モジュールに接続するようにする。いくつかの実施態様において、正味の加算信号は、例えば図８において説明するようなオフセット値を、ＰＤＣ出力値に加算するかどうか、及び、いつ加算するかも、制御する。
【００２２】
アレイＬＥＰＳＤ（ＡＬＥＰＳＤ）は、光検出及び光スポット位置判定のための大きな全体面積を有しており、これによって、このアレイディテクタを含む到来角センサーは、大きな視野角（ＦＯＶ）を有することができる。ＡＬＥＰＳＤは、それぞれが比較的小さい面積を有する複数のＬＥＰＳＤエレメントによって構成されているため、当該到来角センサーは、応答が早くノイズが少ない。高速且つ広い周波数帯域幅の応答によって、当該センサーは、入射光のパルスのその時々の幅を識別し、且つ、時間的に接近している２つのパルスを区別することができる。ノイズ応答性が低いため、当該センサーは、入射光のより弱いパルスを検出することができる。ＳＣＭ６２０は、ＬＥＰＳＤアレイのより大きな全体面積又は当該アレイのサブセットを照射する光の１つのスポット（又は光の複数のスポット）の（２つの直交軸に沿う）位置を示す一対の出力を生成する。このように、ＬＥＰＳＤエレメントは小さな面積を有し且つそのＰＤＣ６１４のノイズは低いが、ＳＣＭ６２０によって、ＡＬＥＰＳＤは、これよりもずっと大きな面積を有しつつ１つのＬＥＰＳＤエレメントに付随する低いノイズ及び速い応答性を維持することができる。
【００２３】
ＳＣＭ６２０は、アレイの複数のＬＥＰＳＤエレメントからの信号を合成するための、スイッチ切り替えの無い電流加算手法よりも、ノイズを少なくすることができる。これによって、より多くのアレイエレメントを組み合わせ、位置検出のためのより大きい有効面積を実現することができる。また、より多くのアレイエレメントのサブセットが、同じアナログ−デジタル変換器に送信する前に出力を合成することができるので、大きなＦＯＶセンサーに必要なアナログ‐デジタル変換器の数を少なくすることができる。
【００２４】
アレイＬＥＰＳＤによって大きなＦＯＶを実現することができるため、到来角センサーを、嵩高な機械式ジンバル（mechanical gimbal）に搭載しその後ジンバルによってセンサーを所望の方向に向けるといった必要はなく、ビークル（vehicle）内の本体固定構造（body-fixed configuration）に搭載することができる。このセンサーは、操縦可能な発射体をガイドするために使用することができ、典型的には当該発射体のノーズ又は先端に配置される。当該センサーは、より小さい直径とすることができ、発射体の位置に対する入射角を測定すべきレーザー光を捕捉するアパーチャのために、発射体のノーズにおける利用可能な面積を、より効率的に利用することができる。到来角センサーのための従来のアプローチは、典型的には、シリコン製４象限ディテクタを使用する。各象限の大きさは大きく（＞＞１ミリサイズ）、このようにサイズが大きいことによってセンサーの応答速度（又は周波数帯域幅）が制限され、ノイズが増える。また、より小さい面積の４象限ディテクタは、ＦＯＶが小さい。センサーは、多くの発射体の尖った先端形状内（先端の直径は１インチ未満でありえる）、及び、他の発射体のより直径の小さい（＜直径４インチ）形状内に嵌め込むことができる。また、シリコンディテクタを有するセンサーとは異なり、アレイＬＥＰＳＤセンサーは、直接遷移型材料（direct-bandgap material）によって作られたディテクタによって作製することができ、当該材料は、将来のレーザー照準器によって出射される目に安全な波長（＞１．４ミクロン）の光、ならびに、最新のレーザー照準器によって出射される１．０６ミクロンの波長を検出するものである。アレイＬＥＰＳＤ及びＳＣＭ６２０によって小さい直径及び小型のサイズを実現できるため、多くの誘導型軍用品に適したものにすることができる。
【００２５】
図７は、複数のＬＥＰＳＤアレイエレメントからの出力を合成するための例示的な電圧加算回路７００の回路図である。いくつかの実施形態において、ＬＥＰＳＤチャンネルのＰＤＣ６１４内のアナログ除算回路の出力は、電圧波形である。この電圧波形は、そのＬＥＰＳＤチャンネルのデジタル制御信号が論理値１を有する場合、ＳＣＭ６２０内の加算増幅器７１０に送信される。それ以外の場合は、そのＬＥＰＳＤチャンネルは、加算増幅器７１０には接続されず、そのチャンネルからのノイズが加算増幅器のノイズに加えられることはない。このようにして、図７に示すように、複数のＬＥＰＳＤチャンネルを、加算増幅器７１０に接続したり非接続にしたりすることができる。いくつかの実施形態においては、アレイのＬＥＰＳＤエレメントのすべてのチャンネルを同じ加算増幅器７１０に接続する。他の実施形態においては、アレイの１つのサブセットのＬＥＰＳＤエレメントに対する複数のチャンネルを、同じ加算増幅器７１０に接続し、ＳＣＭ６２０内に複数の加算増幅器７１０を設けることができる。組み合わされたＬＥＰＳＤエレメントの各サブセットに対して、Ｘ変位に関連付けられた加算増幅器７１０と、Ｙ変位に関連付けられた別の加算増幅器７１０とを設けることもできる。これらの加算増幅器７１０、及び、いくつかの実施形態においては信号処理モジュールが、ＬＥＰＳＤアレイのサブセットに対して一対の出力を生成し、当該出力は、当該サブセットのＬＥＰＳＤエレメントを含む１つの大面積ＬＥＰＳＤからの出力と同様のものである。
【００２６】
同じ加算増幅器７１０に接続することができるＬＥＰＳＤチャンネルの数を制約するものの１つは、要求される周波数応答帯域幅である。電圧加算増幅器７１０の入力に接続されたスイッチ６２４のそれぞれは、付随するキャパシタンスを有しており、複数のスイッチ６２４のキャパシタンスは並列に組み合わさっている。加算増幅器７１０に対する複数の入力の合成抵抗は十分に小さいため、加算増幅器７１０のＲＣ周波数応答性（RC-limited frequency response）を、センサーの必要な周波数応答帯域幅よりも大きくすることができる。さらに、オペアンプの入力で仮想接地に接続されているフィードバック抵抗７２０は、加算増幅器７１０の電流駆動能力に対応できるほど十分に大きいが、一方で、加算増幅器７１０の電圧出力能力に対応できるほど十分に小さい。
【００２７】
入射光がパルスである場合、ＳＣＭ６２０によって生成される出力波形のＸ変位又はＹ変位は、パルスを有しており、このパルスの振幅（正又は負でありうる）は、光のパルスの到来角を示すものであり、この光は、センサーのアパーチャによって集められ、次にセンサーのレンズによって、ＬＥＰＳＤアレイを照射するスポットとして集束及び投射されたものである。いくつかの実施形態において、ＳＣＭ６２０の出力は、図６の右部分に示したように、時間変化波形である。この出力波形は、照射スポット位置波形と一組のオフセットパルスとの組み合わせから構成される。これらのオフセットパルスの振幅は、スポット位置波形を供給している特定のＬＥＰＳＤエレメントのアレイ内における相対位置を示すものである。
【００２８】
異なる方向からアパーチャに入射した複数の光のパルスが存在する場合、ＳＣＭ６２０のＸ変位及びＹ変位波形は、入射光のパルスの異なる角度方向に応じて、振幅が異なるパルスを含む可能性がある。図６に示した波形は、１つのパルスレーザー源からの光が２つの異なる物体（Ａ及びＢ）によって反射されて到来角センサーのアパーチャに入射し、一方の物体（Ｂ）がより広い反射パルスを有し、（別のパルス繰り返し率を有する）第２のパルスレーザー源からの光が、さらに別の物体（Ｃ）によって反射されて到来角センサーのアパーチャに入射する例示的なケースを示している。到来角センサーによって集められる光のパルスの３つの異なる入射角と、ＡＬＥＰＳＤに投射される光の３つの異なるスポットとが存在する。センサーは十分に速い（且つ帯域幅の大きい）応答性を有するため、ＳＣＭ６２０の２つの出力波形は、パルスの幅及び発生時刻を示し、且つ、２つのパルスが時間的に重なる状況も示すことが可能である。
【００２９】
図８は、ＬＥＰＳＤ特定オフセット値がどのようにして決定されるかを示すいくつかの例示的な例である。各ＬＥＰＳＤエレメントについて、そのエレメントのＰＤＣ６１４からの出力は、−ＧPSDと＋ＧPSDとの間で変化しうる値を有する。１つの軸に沿った、その位置特定値の総変化量は、２・ＧPSDである。１行に（in a side）Ｎ個のエレメントからなるアレイサブセットの場合、Ｎが奇数とすると、当該アレイサブセットの中心にあるエレメントのオフセット値はゼロである。当該サブセットの左端のエレメントのオフセット値は、−ＧPSD（Ｎ−１）である。左端の次にあるエレメントのオフセット値は、−ＧPSD（Ｎ−３）、などとなる。当該サブセットの右端のエレメントのオフセット値は、＋ＧPSD（Ｎ−１）である。右端の次にあるエレメントのオフセット値は、＋ＧPSD（Ｎ−３）、などとなる。
【００３０】
図９は、オフセット電圧が、ＬＥＰＳＤチャンネルのＰＤＣ６１４によって生成される照射スポット位置電圧にどのように関連するかの一例を示している。スポット位置電圧は、±ΔＶの変化量を有しており、このサブセットの中央のエレメントのすぐ右隣のＬＥＰＳＤエレメントの中心は、＋２ΔＶの電圧だけオフセットするようになっている。このＬＥＰＳＤについて、スポット位置の値は、Δボルトと３ΔＶの間の範囲となる。同様に、このサブセットの中央のエレメントのすぐ左隣のＬＥＰＳＤエレメントの中心は、−２ΔＶの電圧だけオフセットするようになっている。従って、このＬＥＰＳＤについて、スポット位置の値は、−３Δボルトと−ΔＶの間の範囲となる。
【００３１】
これらの電圧オフセット値と組み合わせることができるＬＥＰＳＤエレメント１００の最大数は、加算増幅器の電圧供給限界値によって制限される。一例として、光の入射スポットからの光電流、及び、１つのＬＥＰＳＤエレメントからのノイズは、そのＬＥＰＳＤエレメントの幅内で、光のスポットの７個の別個の位置を特定することができるレベルを有する。６０ｍＶppの出力ノイズ電圧に関して、ＬＥＰＳＤエレメントの位置特定信号のノイズ制限変化量は、±４２０ｍＶである。従って、電圧オフセット増分は、８４０ｍＶである。５×５個のアレイエレメントのサブセットの電圧加算増幅器は、少なくとも±２．１ボルトの供給電圧を必要とする。また、±５Ｖの電源によって駆動される電圧加算増幅器は、アレイの１１×１１個のエレメントのサブセットまで、サポートすることができる。この計算は、光の１つのスポットのみが、任意の時間に、サブセットを照射すること仮定してなされている。
【００３２】
図１０は、オフセットパルスを決定するための例示的な回路１０００の回路図である。位置特定すべき光のスポットによって照射されたＬＥＰＳＤエレメントを特定するオフセットパルスを決定及び供給する方法は、いくつかある。一実施形態において、オフセットの値は、デジタル符号化論理回路１０１０によって決定される。デジタル符号化論理回路１０１０は、その入力として、アレイサブセット１０２０の複数のＬＥＰＳＤチャンネルからのデジタル制御信号、例えばデジタル化コンパレーター６２２の出力値、を受信する。デジタル符号化論理回路１０１０は、次に、デジタル制御信号が論理値１を有するＬＥＰＳＤチャンネルの２つの直交軸に沿う位置を示す１対の２進数を生成する。
【００３３】
図１０において、ＬＥＰＳＤチャンネルのそのサブセットのための電圧合成又は加算出力は、アナログ‐デジタル変換器（ＡＤＣ）に接続されており、１つのＡＤＣ１０３０がＸ変位出力用であり、別のＡＤＣ１０４０がＹ変位出力用である。電圧合成出力は、図７に示したような電圧加算増幅器によって生成することができる。図１０において、ＬＥＰＳＤチャンネルの各サブセットは、２つのＡＤＣの固有の１組と、そのサブセットのチャンネルによって検知される光のパルスのオフセット値を測定するための固有のデジタル符号化論理回路とを有している。次に、スポット位置プロセッサ１０５０が、各サブセットのＡＤＣ出力とデジタル符号化論理回路１０１０の出力とを合成することによって、所望のデジタル波形を生成し、この波形のパルス振幅は、そのサブセットのＬＥＰＳＳＤエレメントを照射している光のスポットの位置を表すものである。ＬＥＰＳＤエレメントの複数のサブセットを、複数の光のスポットによって同時に照射することができる。このスポット位置プロセッサは、ＡＬＥＰＳＳＤを照射しうるこれらの光の複数の同時スポットの位置を与えることができる。
【００３４】
図１１は、Ｎ個のエレメントを有するアレイ６０５、又は、アレイ６０５のＮ個のエレメントからなるサブセットにおける、２つの例示的なＬＥＰＳＤエレメント１００1及び１００Nを明瞭に示す回路図である。各ＬＥＰＳＤエレメント（例えば１００1）は、アレイ又はアレイサブセット内における特定のＬＥＰＳＤエレメント（例えば１００1）の相対位置を示すオフセット電圧（例えばＯY1，ＯX1）を与える一対のＬＥＰＳＤエレメント特定オフセット生成器１１００を有する。ＬＥＰＳＤエレメント特定オフセットは、電圧レベルＯY1，ＯX1として与えることができ、これらがそのＬＥＰＳＤチャンネルのＰＤＣ６１４によって生成されたスポット位置特定パルスに加えられ、ＳＣＭ６２０内のスイッチ６２４を介して電圧加算増幅器１１１０に送信される。ＬＥＰＳＤエレメント１００1のＹ方向におけるエレメント特定オフセットＯY1は、ＰＤＣ６１４からのＹ変位出力波形に加えられ、同じＬＥＰＳＤエレメントのＸ方向におけるエレメント特定オフセットＯX1は、ＰＤＣ６１４からのＸ変位出力波形に加えられる。増幅段１１１０は、ＰＤＣ６１４から生成された対応するパルス波形に、連続するオフセット電圧ＯY1又はＯX1を加える。その波形内の位置特定パルスは、そのＬＥＰＳＤチャンネル（例えば、ＬＥＰＳＤエレメント１００1用のチャンネル）の制御信号が論理値１を有する場合にのみ、スイッチ６２４を介して送信される。ＬＥＰＳＤチャンネル用のスイッチ６２４は、そのＬＥＰＳＤチャンネルのＸ変位及びＹ変位出力波形がパルスを有する場合にのみ閉じるため、結果としてスイッチ６２４から出力される波形は、追加の電圧値（例えばＯY1，ＯX1）が加えられたパルスである。異なるＬＥＰＳＤエレメント１００1〜１００NのＳＣＭ６２０の回路からのオフセット加算出力波形は、増幅器１１２０によって合成することができる。
【００３５】
図１２は、それぞれがＮ個のＬＥＰＳＤチャンネルを含むＭ個のサブセット１２１０を含むアレイにおいてオフセットパルスを決定するための例示的な回路１２００の回路図である。このサブセットアレイ１２１０の電圧加算増幅器（例えば、図７における加算回路７００）の出力は、そのサブセット１２１０のＸ変位出力用のＡＤＣ１２２０及びそのサブセット１２１０のＹ変位出力用のＡＤＣ１２３０に送信することができ、これらの出力は、例えば、１つの波形が各直交軸に沿う変位を表す２つのスポット位置波形である。このサブセットにおける様々なＬＥＰＳＤチャンネル用のデジタル制御信号を、論理ＯＲ回路１２４０によって合成することによって、そのサブセットの正味のインジケーターフラグ（indicator flag）を生成する。このインジケーターフラグは、光のスポットがそのアレイサブセットのいずれかのＬＥＰＳＤエレメントに入射した場合に、論理値１を有する。アレイの各サブセットのＡＤＣ出力及インジケーターフラグは、デジタル符号化論理回路１２６０の出力とともに、スポット位置プロセッサ１２５０に送られる。スポット位置プロセッサ１２５０は、ＡＬＥＰＳＤを照射する複数の光のスポットの位置を特定することができ、任意のアレイサブセットにおいて一度に１つのスポットが特定可能である。
【００３６】
光の２つのスポットが同じアレイサブセットを照射した場合、電圧加算増幅器は、いずれの照射スポットの位置にも対応しない加算出力値を生成する。加算出力電圧は、増幅器の飽和出力値に到達する可能性がある。場合によっては、アレイサブセットを、そのアレイサブセットのサイズを有する１つの大きなＬＥＰＳＤのように動作させることが望ましい。そのように大きなＬＥＰＳＤが２つのスポットによって同時に照射されると、その結果得られる出力は、これら２つのスポットの中間の位置を示す。これは、ＬＥＰＳＤの電気的接点に到達する両方の照射スポットからの光電流に起因して起こる。複数の光の同時スポットが１つのアレイサブセットの異なるＬＥＰＳＤエレメントを照射する場合にこの中間又は中央位置を実現するための１つの手法を、図１３及び図１４に示す。
【００３７】
図１３は、光のスポットが複数の隣接するＬＥＰＳＤエレメント１３００にまたがる場合のいくつかの例示的なケースを示している。ケース１（１３１０）では、同じサブセットの２つの隣接するＬＥＰＳＤエレメントにスポットがまたがっている。ＳＣＭ６２０の２つのデジタル制御信号は、論理値１を有する。電圧加算増幅器は、１つのＬＥＰＳＤエレメントの左端にスポットが位置していることを示す位置特定電圧（オフセットを含む）、及び、隣接するＬＥＰＳＤエレメントの右端にスポットが位置していることを示す位置特定電圧（オフセットを含む）を加算する。スポット位置プロセッサ１２５０に、これら２つのスポットの照射スポット位置電圧を合計し、次に当該合計電圧を２で割る処理を行わせることによって、ＳＣＭ６２０からの出力信号は、所望のように、これら２つのＬＥＰＳＤエレメントの接合部分にスポットが位置していることを示す。
【００３８】
ケース２（１３２０）では、サブセットの４つの隣接するＬＥＰＳＤエレメントにスポットがまたがっている。この場合、ＳＣＭ６２０の４つのデジタル制御信号は、制御値１を有する。さらに、４つのＬＥＰＳＤチャンネルが、電圧出力（オフセットを含む）を生成し、これらがスイッチを介して電圧加算増幅器に送信される。電圧加算増幅器において、これらの電圧出力の合計を４で割る。その結果、この場合も、所望のように、ＳＣＭ６２０からの出力信号は、これら４つのＬＥＰＳＤエレメントの接合部分にスポットが位置していることを示す。
【００３９】
ケース１（１３１０）及びケース２（１３２０）のいずれの場合においても、スポットは同じアレイサブセット内に位置している。しかし、ケース３（１３３０）の場合、スポットは、それぞれが異なるアレイサブセットの一部である２つのＬＥＰＳＤエレメントにまたがっている。この場合、これら２つのＬＥＰＳＤのチャンネルは、異なる加算増幅器に連結されている。従って、この場合、アレイ全体のスポット位置プロセッサが関係し、１つのスポットを、隣接する２つのスポットであると判定する。ＡＬＥＰＳＤを用いてビークル又は受信機を操縦又は配向する場合などの多くの場合、このような誤った判定は不利益とはならない。
【００４０】
図１４は、電圧加算増幅器を含む例示的な回路図１４００であり、当該増幅器は、当該増幅器に関連付けられたＬＥＰＳＤチャンネル用の制御信号の値に従って調整される可変ゲインコントロール１４１０を含むものである。いくつかの実施形態において、ＳＣＭ６２０の加算増幅器１１２０は、可変ゲインを有する。加算増幅器１１２０のゲインは、当該加算増幅器１１２０に関連付けられたＬＥＰＳＤチャンネル１００1〜１００N（例えばアレイサブセット）用の様々なデジタル制御信号Ｄ1〜ＤNの値によって制御される。これらのデジタル制御信号のうちの１つだけが論理値１を有する場合、加算増幅器１１２０は最大のゲインを有し、これはそのフィードバック抵抗の値によって決まるものである。これらのデジタル制御信号のうちの２つが論理値１を有する場合、ゲインは、最大値の２分の１まで低減される。これらのデジタル制御信号のうちの３つが論理値１を有する場合、ゲインは、最大値の３分の１まで低減される。これらのデジタル制御信号のうちの４つが論理値１を有する場合、ゲインは、最大値の４分の１まで低減される。複数のＬＥＰＳＤエレメントを照射する光の別個のスポットが複数ある場合、又は、光の１つのスポットが隣接する複数のＬＥＰＳＤエレメントに重なる場合、複数のＬＥＰＳＤチャンネルが、対応するＬＥＰＳＤエレメントが光電流を生成したことを示すことができる。
【００４１】
図１５は、隣接する複数のサブセットが、重なるＬＥＰＳＤエレメント１５１０をいくつか有する場合の例を示している。２つの隣接するＬＥＰＳＤエレメントにまたがる１つの照射スポットは、これらのアレイエレメントが異なるサブセット間に分かれていても、１つのスポットであると判定することができる。このような重なる配置において、１つのサブセットの端の行（又は列）と、隣接するサブセットの端の行（又は列）は、同じＬＥＰＳＤエレメント行（又は列）を含む。このような配列では、ある特定のＬＥＰＳＤチャンネルを、２つ以上の加算増幅器に接続してもよい。
【００４２】
図１６は、複数段の加算増幅器をカスケード接続するための例示的な回路１６００の回路図である。第１の加算段１６２０は、１つのＬＥＰＳＤチャンネルのスポット位置信号を、ＤＣオフセットレベルを切り替えることによって形成された、そのチャンネルのオフセット信号パルスと合成する。第２の加算段１６４０は、アレイサブセットの複数のチャンネルの適宜オフセットされたスポット位置波形を合成するための増幅器１１２０を有する。第３の加算段１６６０は、前で合成された複数のサブセットの出力を合成する。デジタル制御信号（例えば、Ｄ00〜Ｄ0N）に従ってスイッチ６２４によって切り替えられた様々な加算段に対する入力も、受動的に減衰することができ、ノイズ帯域幅低減フィルター１６５０によってそのノイズを低減することができる。この多段のカスケード配置を使用することによって、ＡＬＥＰＳＤの応答帯域幅、ノイズ蓄積、及び、電圧振幅の制約に対処することができる。
【００４３】
また、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
【００４４】
付記１  アレイ状位置検出ディテクタを含むシステムであって、前記アレイ状位置検出ディテクタは、ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント及び加算増幅器を含んでおり、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、スイッチを介して前記加算増幅器に送信される出力を生成する、システム。
【００４５】
付記２  前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは電子回路に接続されており、前記電子回路は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントを照射する光のスポットの位置を特定するように構成されている、付記１に記載のシステム。
【００４６】
付記３  前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、電圧オフセット生成器に接続されており、前記電圧オフセット生成器は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントを特定するオフセット電圧を生成するように構成されている、付記１に記載のシステム。
【００４７】
付記４  前記オフセット電圧は、複数のラテラル効果位置検出ディテクタエレメントのアレイ内における前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントの相対位置を示す、付記３に記載のシステム。
【００４８】
付記５  前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントは、閾値検出回路に接続されており、前記閾値検出回路は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメントで生成された光電流が設定閾値を超えているかどうかを判断するように構成されている、付記１に記載のシステム。
【００４９】
付記６  前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント用の前記閾値検出回路の出力は、前記ラテラル効果位置検出ディテクタエレメント用の前記スイッチに接続されており、且つ、当該スイッチの状態を制御する、付記５に記載のシステム。
【００５０】
付記７  ２つのラテラル効果位置検出ディテクタエレメントのそれぞれのために１つずつ設けられた計２つの閾値検出回路の出力が、前記２つのラテラル効果位置検出ディテクタエレメントの少なくとも１つの相対位置を示すオフセット値を決定する回路に送信される、付記５に記載のシステム。
【００５１】
付記８  論理ＯＲ素子をさらに含み、２つの閾値検出回路の出力に接続された前記論理ＯＲ素子が、前記加算増幅器に接続された前記スイッチの状態を制御するように構成されている、付記７に記載のシステム。
【００５２】
付記９  前記オフセット値は、閾値検出回路の出力によって制御されて、前記加算増幅器に送信される、付記７に記載のシステム。
【００５３】
付記１０  前記加算増幅器は、前記閾値検出回路の出力によって制御されるゲインを含む、付記５に記載のシステム。
【００５４】
付記１１  前記加算増幅器は、出力を生成し、当該出力は、アナログ‐デジタル変換器に送信される、付記１０に記載のシステム。
【００５５】
付記１２  前記加算増幅器の出力は、ノイズ帯域幅低減フィルターに送信される、付記１０に記載のシステム。
【００５６】
付記１３  複数のより小さい領域に分割されているエリアを照射する光のスポットの位置を特定することと、前記複数のより小さい領域をラテラル効果位置検出ディテクタによって検出することと、前記ラテラル効果位置検出ディテクタに接続された１組のスイッチによって前記ラテラル効果位置検出ディテクタからの出力を選択することと、選択された出力同士を合成することとを含む、方法。
【００５７】
付記１４  前記エリア上の光のスポットの照射による光電流を閾値と比較することによって制御信号を生成することをさらに含み、前記制御信号は、前記スイッチの組のうちのスイッチの状態を選択する、付記１３に記載の方法。
【００５８】
付記１５  前記制御信号を用いることによって、前記光のスポットによって照射された前記少なくとも１つのラテラル効果位置検出ディテクタの相対位置を示すオフセット値を決定することをさらに含む、付記１４に記載の方法。
【００５９】
付記１６  前記制御信号を用いることによって、増幅器のゲインを確立することをさらに含む、付記１４に記載の方法。
【００６０】
付記１７  前記増幅器は、電圧加算増幅器を含み、前記選択された出力同士を合成することは、前記選択された出力を前記電圧加算増幅器の入力に送信することを含む、付記１６に記載の方法。
【００６１】
付記１８  ラテラル効果位置検出ディテクタによってエリアを照射している光のスポットを検出することと、前記ラテラル効果位置検出ディテクタに接続されたスイッチによって前記ラテラル効果位置検出ディテクタからの出力を選択することとを含む、方法。
【００６２】
付記１９  前記エリア上の光のスポットの照射による光電流を閾値と比較することによって制御信号を生成することをさらに含み、前記制御信号が、スイッチの状態を選択する、付記１８に記載の方法。
【００６３】
付記２０  前記制御信号を用いることによって、前記光のスポットによって照射された前記ラテラル効果位置検出ディテクタの相対位置を示すオフセット電圧を切り替えることをさらに含む、付記１９に記載の方法。
【００６４】
上述したシステム、方法、及び論理は、多くの異なる方法で、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの両方を、様々に組み合わせて実施することが可能である。例えば、システムのすべて又は一部は、コントローラ内の回路、マイクロプロセッサ、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでもよく、１つの集積回路上で結合されたもの及び複数の集積回路に分散されたものも含め、ディスクリートロジックもしくはコンポーネント又は他のタイプのアナログもしくはデジタル回路で実施してもよい。上述した論理のすべて又は一部は、プロセッサ、コントローラ、又は、他のプロセッサによって実行される命令として実施してもよく、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）もしくはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などの有形もしくは非一時的な機械可読もしくはコンピュータ可読媒体、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）もしくはコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）などの他の機械読み取り媒体、又は、磁気もしくは光ディスクに格納してもよい。従って、コンピュータプログラム製品などの製品は、記憶媒体と、当該媒体に格納されたコンピュータ可読命令を含む場合があり、これらの命令は、エンドポイント、コンピュータシステム、又は他の装置で実行された際に、上記の説明のいずれかに従った動作をデバイスに実行させる。
【００６５】
システムの処理能力は、複数のシステムコンポーネント間で分散させてもよく、例えば複数のプロセッサ及びメモリ間で、任意には複数の分散処理システムも含めて、分散させてもよい。パラメータ、データベース、およびその他のデータ構造は、別々に格納及び管理すること、単一のメモリ又はデータベース内に組み込むこと、多くの異なる方法で論理的及び物理的に編成すること、及び、リンクされたリスト、ハッシュテーブル、又は暗黙的なストレージ・メカニズムなどのデータ構造を含め、多くの方法で実現すること、が可能である。プログラムは、単一のプログラムの一部（例えばサブルーチン）であってもよいし、いくつかのメモリ及びプロセッサに分散された個別のプログラムであってもよいし、多くの異なる方法で、例えば共有ライブラリー（例えばダイナミックリンクライブラリ（ＤＬＬ））などのライブラリーにおいて、実行してもよい。例えば、ＤＬＬは、上述した任意のシステム処理を実行するコードを格納してもよい。
【００６６】
当業者であれば、上記の説明及び関連図面に示された教示を受けて、本明細書の記載事項に対する様々な改変や他の実施形態を思いつくであろう。本明細書では特定的な用語を用いているが、一般的且つ説明的な意味でのみ用いており、限定を目的としたものではない。
【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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