(57)【要約】  ライダーシステムは、光パルスを放射するように構成される光源と、ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルにわたって光源の視野を順走査方向に走査するスキャナとを有し得る。スキャナは、光パルスを第２のピクセルに向け、第１の検出器の視野を走査することができる。第１の検出器の視野は、光源の視野から順走査方向とは逆の方向にオフセットされ得る。パルスが放射されるとき、第１の検出器の視野は、第１のピクセルに少なくとも部分的に重なることができ、及び光源の視野は、第２のピクセルに少なくとも部分的に重なることができる。第１の検出器は、第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出するように構成され得る。
2018533026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライダーシステムであって、
光パルスを放射するように構成される光源と、
スキャナであって、
前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルであって、第１のピクセルと、前記第１のピクセルに順走査方向に沿って隣接して位置する第２のピクセルとを含む、複数のピクセルにわたって、前記光源の視野を前記順走査方向に走査することと、
前記光パルスを前記第２のピクセルに向けることと、
前記ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、
前記第１の検出器の視野は、前記複数のピクセルにわたって前記順走査方向に走査され、
前記第１の検出器の視野は、前記パルスが放射されるときに、
前記第１の検出器の視野が前記第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、
前記光源の視野が前記第２のピクセルに少なくとも部分的に重なるように、
前記光源の視野から前記順走査方向とは逆の方向にオフセットされて、走査することと、
を行うように構成されるスキャナと、
前記第１の検出器であって、前記第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された前記光パルスの部分を検出するように構成される前記第１の検出器とを含む、ライダーシステム。
【請求項２】
少なくとも部分的に前記光パルスの飛行時間に基づいて、前記ライダーシステムから前記標的までの距離を特定するように構成されるプロセッサを更に含む、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項３】
前記ライダーシステムから前記標的までの距離が前記ライダーシステムの最大距離に対応する場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの略全てに重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項４】
前記標的が、前記ライダーシステムの最大距離の２０％以内に位置する近距離標的である場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの２０％以下に重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項５】
前記標的が、前記ライダーシステムの最大距離の２０％〜８０％に位置する中距離標的である場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの２０％〜８０％に重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項６】
前記標的が前記ライダーシステムの最大距離の８０％以上の距離に位置する場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの８０％以上に重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項７】
前記第１の検出器の視野の角度サイズは、前記光源の視野の角度サイズに略等しい、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項８】
前記順走査方向に沿って前記第１のピクセルに隣接して位置する前記第２のピクセルは
、前記第２のピクセルにわたって走査する前に前記第１のピクセルにわたる走査を開始する前記光源の視野に対応する、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項９】
前記第１の検出器の視野が１ピクセル幅を走査する時間は、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に概ね等しい、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１０】
前記光源の視野が１ピクセル幅を走査する時間は、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に概ね等しい、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１１】
前記光源の視野から前記順走査方向とは逆の方向にオフセットされた前記第１の検出器の視野は、前記光パルスが放射された後、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に対応する時間において、前記第１の検出器の視野が前記第２のピクセルと位置合わせされるようなものである、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１２】
前記第１の検出器の視野は、前記光パルスが放射された後、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に対応する時間において、前記第２のピクセルと位置合わせされ、及び
前記光源は、前記第１の検出器の視野が前記第２のピクセルと位置合わせされた後の時間において、別の光パルスを放射するように更に構成される、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１３】
第２の検出器を更に含み、前記第２の検出器の視野は、前記光源の視野から前記順走査方向にオフセットされる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１４】
前記パルスが放射されるとき、前記第２の検出器の視野は、前記第２のピクセルの２０％以下に重なる、請求項１３に記載のライダーシステム。
【請求項１５】
前記スキャナは、
前記順走査方向とは逆の方向に対応する逆走査方向に前記光源の視野を走査することと、
前記逆走査方向に前記第２の検出器の視野を走査することと
を行うように更に構成される、請求項１３に記載のライダーシステム。
【請求項１６】
前記光源は、前記スキャナが前記逆走査方向に前記光源の視野及び前記第２の検出器の視野を走査している間、追加の光パルスを放射するように更に構成され、及び
前記第２の検出器は、前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する標的によって散乱される前記追加の光パルスの部分を検出するように構成される、請求項１５に記載のライダーシステム。
【請求項１７】
前記順走査方向は、左から右への方向に概ね対応し、及び
前記逆走査方向は、右から左への方向に概ね対応する、請求項１５に記載のライダーシステム。
【請求項１８】
ライダーシステムの光源により、光パルスを放射することと、
前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルであって、第１のピクセルと、前記第１のピクセルに順走査方向に沿って隣接して位置する第２のピクセルとを含む、複数のピクセルにわたって、前記光源の視野を前記順走査方向に走査することと、
前記光パルスを前記第２のピクセルに向けることと、
前記ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、
前記第１の検出器の視野は、前記複数のピクセルにわたって前記順走査方向において走査され、
前記第１の検出器の視野は、前記パルスが放射されるときに、
前記第１の検出器の視野が前記第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、
前記光源の視野が前記第２のピクセルに少なくとも部分的に重なるように、
前記光源の視野から前記順走査方向とは逆の方向にオフセットされて、走査することと、
前記第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された前記光パルスの部分を検出することと
を含む、方法。
【請求項１９】
少なくとも部分的に前記光パルスの飛行時間に基づいて、前記ライダーシステムから前記標的までの距離を特定することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記順走査方向とは逆の方向に対応する逆走査方向に前記光源の視野を走査することと、
前記第２の検出器の視野が前記光源の視野から前記順走査方向にオフセットされて、前記逆走査方向に前記ライダーシステムの第２の検出器の視野を走査することと
を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願の参照による援用
例えば、本願は、２０１５年１１月５日に出願された「ＬＩＤＡＲ  ＳＹＳＴＥＭ  ＷＩＴＨ  ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＳＣＡＮＮＩＮＧ  ＳＰＥＥＤ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ−ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ  ＤＥＰＴＨ  ＭＡＰＰＩＮＧ」という名称の米国仮特許出願第６２／２５１，６７２号明細書に対する優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願は、全体的として参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、注視野のデプスマップを作製する走査ライダーシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ライダーとは、離れた標的までの距離の測定に使用することができる技術である。通常、ライダーシステムは光源及び検出器を含む。光源は、光パルスを標的に向けて放射し、次に標的が光を散乱させる。散乱光のいくらかは検出器において受け取られる。システムは、返ってきた光パルスに関連する１つ又は複数の特性に基づいて標的までの距離を特定する。例えば、システムは、返ってきた光パルスの飛行時間に基づいて標的までの距離を特定し得る。
【発明の概要】
【０００４】
幾つかの実施形態では、ライダーシステムは、光パルスを放射するように構成される光源と、スキャナであって、ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルであって、第１のピクセルと、前記第１のピクセルに順走査方向に沿って隣接して位置する第２のピクセルとを含む、複数のピクセルにわたって、前記光源の視野を順走査方向に走査することと、光パルスを第２のピクセルに向けることと、ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、第１の検出器の視野は、複数のピクセルにわたって順走査方向に走査され、第１の検出器の視野は、パルスが放射されるときに、第１の検出器の視野が第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、光源の視野が第２のピクセルに少なくとも部分的に重なるように、光源の視野から順走査方向とは逆の方向にオフセットされて、走査することと、を行うように構成されるスキャナと、第１の検出器であって、第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出するように構成される第１の検出器とを含む。
【０００５】
幾つかの実施形態では、方法は、ライダーシステムの光源により、光パルスを放射することと、ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルであって、第１のピクセルと、前記第１のピクセルに順走査方向に沿って隣接して位置する第２のピクセルとを含む、複数のピクセルにわたって、前記光源の視野を順走査方向に走査することと、光パルスを第２のピクセルに向けることと、ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、第１の検出器の視野は、複数のピクセルにわたって順走査方向に走査され、第１の検出器の視野は、パルスが放射されるときに、第１の検出器の視野が第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、光源の視野が第２のピクセルに少なくとも部分的に重なるように、光源の視野から順走査方向とは逆の方向にオフセットされて、走査することと、第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】高分解能のデプスマップを作成するための、改善された走査速度が可能なライダーシステム１００を示す。
【図２】ピクセル＃１における近距離標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。
【図３】ピクセル＃１における中距離標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。
【図４】ピクセル＃１における最大距離標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。
【図５】ピクセル＃１における最大距離の２倍における標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。
【図６】様々な測距期間中にいずれのピクセルが一緒に検出されるかを示す図である。
【図７】時間の経過に伴い各走査ラインでいずれのピクセルが検出されるかを示す図である。
【図８】注視野内の複数の行を同時に走査するために２次元上で離間された検出器１３０ａ〜ｆを含む検出器アレイ１２８の図である。
【図９】検出器の視野がピクセルよりも大きい、射程範囲ピクセルと検出器の視野との空間関係を示す。
【図１０】２つの検出器を含む検出器アレイの図である。
【図１１】図１０における検出器アレイに基づく順方向走査及び逆方向走査を示す。
【図１２】３つの検出器を含む検出器アレイの図である。
【図１３】図１２における検出器アレイに基づく順方向走査及び逆方向走査を示す。
【図１４】標的によって散乱された光を検出する方法例を示す。
【図１５】角度離間された光パルスから散乱光を検出する方法例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ライダーシステムは、射程範囲内の標的までの距離を特定するのに使用することができる。注視野にわたってライダーシステムを走査することにより、システムを使用して、注視野内の幾つかのポイントまでの距離をマッピングすることができる。これらの各ポイントはピクセルと呼ぶことができる。多くの場合、注視野の高分解能デプスマップを達成するために、注視野内のデプスマッピングされるポイントは、可能な限り密な間隔であることが望ましい。加えて、多くの場合、デプスマップの作成に必要な時間が可能な限り短いことが望ましい。例えば、デプスマップビデオのサポートに十分に高速なフレームレート（例えば、３０フレーム／秒）で注視野のデプスマップを繰り返し完成させることが望ましいことがある。本開示は、ビデオフレームレートで比較的高分解能のデプスマップを達成可能なライダーシステム１００を記載する。
【０００８】
図１は、高分解能のデプスマップを作成するための、改善された走査速度が可能なライダーシステム１００を示す。ライダーシステム１００は、光源１１０を含む。光源は、例えば、パルスレーザとすることができる。光源１１０は、コリメートレンズ１１２に向かって伝搬する光パルスを放射する。コリメートレンズ１１２を透過した後、光パルスは、ビームスプリッタ１１４を直接透過して、４分の１波長板１１６に向かって伝達される。次に、光パルスは、スキャナ１１８から反射される。スキャナ１１８は、例えば、少なくとも１つの軸の回りを回転して、光パルスを注視野にわたって向ける走査ミラー１１８とすることができる。例として、スキャナ１１８は、ガルバノメータスキャナ、共振スキャナ、ボイスコイルモータ、ＤＣモータ、ステッパモータ、又は微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを含むことができる。幾つかの実施形態では、ビームスプリッタ１１４及び４分の１波長板１１６の代わりに、ライダーシステム１００は、光源１１０によって放射された光パルスがミラーを透過するように構成されたミラーを含み得る。例として、ミラーは、光パルスが走査ミラー１１８に進行する際に透過する穴、スロット、又は他のアパーチャを含み得る。標的１２２によって散乱された光は、ライダーシステムに向かっ
て伝搬し、ミラーは、この戻り光をミラー１２４に向けて反射し得、次に、ミラー１２４は、光を検出器レンズ１２６に向ける。他の物理的なレイアウト及び光学要素の組合せを使用することもできる。
【０００９】
スキャナ１１８から反射された後、光パルスは、ホログラフィック要素、ピクセレータ、回折要素、又は同様のデバイス１２０に入射する。ホログラフィック要素又はピクセレータ１２０は、光パルスを２つのパルスに分割し、２つのパルスは、ここで、別個の角度離間経路１４０、１４１に沿って進行する。２つの光パルスは、ライダーシステム１００から標的１２２に向けて射程範囲を伝搬する。図１では、標的１２２は、ライダーシステム１００の最大距離に位置するものとして示されている。
【００１０】
幾つかの実施形態では、ホログラフィック要素又はピクセレータ１２０によって付与される角度離間θは、ライダーシステムの最大距離における２つの光パルス間の距離が複数のピクセルの幅に対応するようなものである。例えば、ホログラフィック要素又はピクセレータは、最大距離における２つの光パルスの隔たりが３つのピクセル以上の奇数個のピクセル（例えば、３、５、７、９等）に対応するように設計することができる。（この特定の離間の重要性について後述する）。図１では、標的１２２上に４つのピクセルが記されている。光パルスの一方は最初のピクセルに向けられ、一方、他方の光ピクセルは４番目のピクセルに向けられる。したがって、この実施形態では、光パルスの間隔はピクセル３個である。
【００１１】
光パルスは、標的１２２からの散乱を受け、各パルスの一部は、復路１４０、１４１に沿ってライダーシステムに向かって伝搬する。各戻り光パルスは、パルスが伝達されたときの位置からわずかに回転したスキャナ１１８によって、４分の１波長板１１６の方に反射される。４分の１波長板１１６を透過した後、戻り光パルスは、ビームスプリッタ１１４によってミラー１２４に向けて反射される。（図１は、光源１１０及び検出器アレイ１２８がビームスプリッタ１１４を介してアパーチャを共有することを示すが、共有アパーチャを有さない他の実施形態も可能である）。ミラー１２４は、戻り光パルスを検出器レンズ１２６に向けて反射し、検出器レンズ１２６は、レンズ１２６の焦点面に配置された検出器アレイ１２８上に戻り光パルスを結像する。本明細書において更に考察するように、検出器焦点面アレイ１２８は、少なくとも２つの空間的に離間された検出器１３０ａ、１３０ｂを含む。２つの検出器１３０ａ、１３０ｂの間隔は、ライダーシステム１００の走査次元における間隔である。図１に示されるように、ピクセル＃１からの戻り光パルスは、第１の検出器１３０ａに結像され、一方、ピクセル＃４からの戻り光パルスは、第２の検出器１３０ｂに結像される。したがって、２つの検出器１３０ａ、１３０ｂの間隔は、ライダーシステム１００の最大距離における光パルスの間隔に対応する。したがって、検出器１３０ａ、１３０ｂの間隔は、同様に３以上の奇数個のピクセルの間隔に対応する。（ここでも、この間隔の重要性について後述する）。
【００１２】
検出器１３０ａ、１３０ｂは、戻り光パルスを示す電気信号を生成する。電気信号は、プロセッサ１３２に供給され、プロセッサ１３２は、次に、例えば、光パルスの飛行時間に基づいて標的１２２までの距離を特定する。このプロセスは、スキャナ１１８が注視野を横切る際に繰り返されて、シーンのデプスマップを作成する。プロセッサ１３２は、光源１１０からの光パルスのタイミングの制御及びライダーシステム１００の他の機能に使用することもできる。
【００１３】
図２は、ピクセル＃１における近距離標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。ピクセルのサイズは、光源１１０の角度視野のサイズ及び射程範囲標的１２２までの距離に依存する。幾つかの実施形態では、光源１１０は、ミリラジアンのオーダの角度視野を有するが、用途に応じてより大
きくてもよく又はより小さくてもよい。幾つかの実施形態では、各検出器１３０ａ、１３０ｂの角度視野は、光源１１０の角度視野に略等しいが、これは必ずしも要求されるわけではない。しかし、図２に示されるように、ピクセル及び検出器の視野は同じサイズを有する。
【００１４】
ライダーシステム１００は、各検出器１３０ａ、１３０ｂが、光源１１０が位置合わせされた射程範囲ピクセルの１つからそれぞれオフセットされる射程範囲ピクセルと位置合わせされるように設計される（光源１１０は、ピクセレータ１２０により、２つの射程範囲ピクセルと同時に位置合わせされる）。例えば、幾つかの実施形態では、検出器１３０ａ、１３０ｂは、光源が位置合わせされた各射程範囲ピクセルに直接隣接する（走査方向とは逆の方向において）２つのピクセルに向けられる。
【００１５】
図２を参照すると、光源１１０は、スキャナ１１８が第１のパルスをピクセル＃１（及び第２のパルスをピクセル＃４）に向けるように位置決めされる時間ｔ１において光パルスを放射する。スキャナ１１８は、光パルスが放射された（続けて２つのパルスに分割された）後、引き続き次のピクセルを走査する（左から右へ）。第１の検出器１３０ａの視野は、光源の視野から走査方向とは逆の方向にオフセットされるため、第１の検出器１３０ａの視野は、ｔ１後に続く時間までピクセル＃１と位置合わせされない。
【００１６】
図２では、光パルスが放射されてから比較的短い時間期間が過ぎる。したがって、検出器１３０ａの視野はピクセル＃１にわずかに重なる。戻りパルスが、図２に示される時間において検出器１３０ａによって受信される場合、プロセッサ１３２は、経過した飛行時間が短いことに起因して近距離標的１２２の検出を見当合わせるであろう。検出器の視野は、近距離標的の場合、ピクセル＃１と部分的にのみ重なるが、標的が比較的近距離であることに起因して１／ｒ２信号損失が小さいため、戻りパルスは、それでもなお検出するのに十分な強度を有する。
【００１７】
図３は、ピクセル＃１における中距離標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。この走査時間において、検出器１３０ａの視野は、図２における近距離標的の場合よりも大きい量でピクセル＃１に重なる。これは、ｔ１から経過した走査時間がより長いことに起因する。検出器１３０ａの視野とピクセル＃１との重複がより大きいため、より離れた標的から生じるより大きい１／ｒ２信号損失は少なくとも部分的に相殺される。したがって、検出器１３０ａは、中距離標的からの戻りパルスを検出することが可能である。
【００１８】
図４は、ピクセル＃１における最大距離標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。図４に示されるように、スキャナ１１８のスキャン速度は、ライダーシステム１００の最大距離に位置する標的１２２の往復時間に対応する走査時間において、第１の検出器１３０ａの視野がピクセル＃１に略完全に重なるように設定することができる。（換言すれば、図示される例の場合、スキャナが１ピクセル幅を移動するのに必要な時間は、システム１００の最大距離での往復時間と概ね同じであり、１つのピクセルを片側から逆側に完全に横断するための時間は、最大距離での往復時間の約２倍である）。最大距離標的の場合、ライダーシステムの最大距離に関連する往復伝搬距離から生じるより大きい１／ｒ２信号損失を少なくとも部分的に相殺するために、検出器の視野がピクセル＃１に略完全に重なることが有利である。
【００１９】
図４と図２との比較により、ピクセル＃１の最大距離標的に対応する走査時間において、検出器の視野は、ピクセル＃２に相対して、ピクセル＃１の走査が開始されたときのピクセル＃１に相対する位置と同じ位置にあることが明らかになる。これは、検出器がこの時間にピクセル＃２の走査を開始し得ることを示唆し得る。しかし、そうすることに伴う
問題は、ちょうどライダーシステム１００の最大距離を超えて位置する標的が、ピクセル＃２に位置する短距離標的と見分けがつかないことがあり得ることである。この曖昧さを回避する一方法は、スキャナ１１８を一時停止するか、又はスキャナ１１８の走査速度を落とすことである。この曖昧さを回避する別の方法は走査分解能を下げることである。しかし、これらの解決策のいずれも特に望ましいものではない。代わりに、図１に示されるライダーシステム１００は、よりよい解決策を用いる。
【００２０】
図１に示されるように、検出器アレイ１２８は２つの空間的に離間された検出器１３０ａ、１３０ｂを含む。また、既に考察したように、２つの検出器１３０ａ、１３０ｂは、３以上の奇数個のピクセルに対応する距離だけ走査方向において互いからオフセットされる。特に、図１では、検出器は、ピクセル３個分に対応する距離だけ互いからオフセットされている。したがって、第１の検出器１３０ａがピクセル＃１と位置合わせされる場合、第２の検出器１３０ｂはピクセル＃４と位置合わせされる。更に、ホログラフィック要素又はピクセレータ１２０の存在により、光パルスがピクセル＃１に向けて放射されるとき、別の光パルスもピクセル＃４に向けて放射される。これは、２つの検出器１３０ａ、１３０ｂによってピクセル＃１及びピクセル＃４を同時に検出し得ることを意味する。
【００２１】
図４に関してまさに考察したように、第１の検出器１３０ａがそれを行うための位置にスキャナ１１８があるとき、ピクセル＃２の走査を開始することに関連する欠点がある。同じ理由で、第２の検出器１３０ｂがそれを行うための位置にスキャナがあるとき、ピクセル＃５の走査を開始することに関連する欠点もある。これは、ピクセル＃１及び＃４に位置する離れた標的を、システムの最大距離を超えるピクセル＃２及び＃５にそれぞれ位置する近距離標的と誤って識別するリスクによるものである。このリスクは、この時間において、ピクセル＃２及び＃５をスキップし（すなわち、この時間においてレーザパルスをこれらのピクセルに向けて放射せず）、代わりに第１の検出器１３０ａがピクセル＃３を走査し、第２の検出器１３０ｂがピクセル＃６を走査するための位置にスキャナ１１８が配置されるまで待つことによって軽減することができる。これを図５に示す。
【００２２】
図５は、ピクセル＃１における最大距離の２倍における標的に対応する走査時間における射程範囲ピクセルと、第１の検出器１３０ａの視野との空間関係を示す。この走査位置では、ピクセル＃１における標的を誤検出するリスクは低減し、なぜなら、そのような標的がシステムの最大距離の２倍に位置し、戻り光パルスが、その距離に関連して比較的より大きい量の１／ｒ２を生じさせるためである。そのような戻り光に関連する信号は、場合により、システムのノイズフロアよりも上に上昇しない。（それにも関わらず、システムの最大距離の２倍の距離であってさえも、ピクセルにおける標的の距離を誤って識別するリスクが高過ぎると思われる場合、第１の検出器１３０ａ及び第２の検出器１３０ｂは、代わりにピクセル５個分、７個分、９個分等に対応する距離で離間することができる）。図５に示される走査位置では、第１の検出器１３０ａは、ピクセル＃３の走査を開始する位置にある。示されていないが、第２の検出器１３０ｂも同様にピクセル＃６の走査を開始する位置にある。したがって、プロセッサ１３２は、光源１１０にスキャナ位置に光パルスを放射させることができる。本明細書において既に考察したように、光パルスは、ホログラフィック要素又はピクセレータ１２０によって分割されて、パルスをピクセル＃３及びピクセル＃６に同時に送信させる。次に、これらのピクセルは、スキャナ１１８が注視野を横断して進み続ける際、（図２〜図４に示される様式と同様にして）検出器１３０ａ、１３０ｂによって測距される。
【００２３】
図６は、様々な測距期間中にいずれのピクセルが一緒に検出されるかを示す図である。特定の測距期間に検出されるピクセルは、図６において星を用いて示され、一方、その測距期間中に検出されないピクセルは、斜線の入った円で示されるか又は示されない。本明細書において既に考察したように、幾つかの実施形態では、第１及び第２の検出器１３０
ａ、１３０ｂは、ピクセル３個分、走査方向において離間されたピクセルを同時に測距／検出する位置にあるように空間的に離間される。したがって、第１の測距期間中、ピクセル＃１及び＃４が検出される。第２の測距期間中、ピクセル＃３及び＃６が検出される。第３の測距期間中、ピクセル＃５及び＃８が検出され、以下同様である。このようにして、第１の検出器１３０ａは奇数のピクセルを検出し、第２の検出器１３０ｂは偶数のピクセルを検出する。
【００２４】
図７は、時間の経過に伴い各走査ラインでいずれのピクセルが検出されるかを示す図である。図に示されるように、走査ライン内のあらゆるピクセルは、ピクセル＃２を除いて検出される。多くの用途では、より高い走査速度及び分解能の増大を達成するために、このトレードオフは許容可能なものである。しかし、ライン内のあらゆるピクセルを走査する必要がある場合、スキャナ１１８は、補償のために、ラインの末尾において１つ又は複数の追加のピクセルを走査するように構成され得る。
【００２５】
図８は、注視野内の複数の行を同時に走査するために２次元において離間された検出器１３０ａ〜ｆを含む検出器アレイ１２８の図である。検出器アレイ１２８内の各行の検出器は、注視野内のラインを同時に走査することができる。図示されるように、検出器１３０ａ及び１３０ｂは、本明細書において既に考察したようにライン＃１を走査することができる。同時に、検出器１３０ｃ及び１３０ｄは、ライン＃５を走査することができ、検出器１３０ｅ及び１３０ｆは、ライン＃９を走査することができる。垂直軸において検出器を離間することにより、スキャナは、単に方向を逆にして視線を１ライン下げることで走査を達成することができる。そうでなければ、走査は、次の走査ラインが開始される前に走査の垂直部分が検出器ラインの数を横断する時間だけ遅延する。しかし、走査方向に直交する方向における検出器間の他の配置及び間隔も可能である。
【００２６】
幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、光源１１０、スキャナ１１８、及び検出器（例えば、検出器１３０ａ）を含み得る。スキャナ１１８は、ライダーシステムから射程範囲に位置する複数のピクセル（例えば、図１〜図５に示されるピクセル＃１〜＃３又は図６及び図７に示されるピクセル＃１〜＃８）にわたり、光源１１０の視野を走査方向に走査するように構成され得る。ピクセルは、ピクセル＃１及びピクセル＃２を含み得、ここで、ピクセル＃２は、走査方向に沿ってピクセル＃１に隣接して位置する。走査方向に沿ってピクセル＃１に隣接して位置するピクセル＃２は、光源の視野が、ピクセル＃２にわたって走査する前にピクセル＃１にわたる走査を開始する（すなわち、ピクセル＃２の前にピクセル＃１が走査される）ことを示し得る。例として、走査方向が左から右である場合（例えば、図２〜図５に示されるように）、ピクセル＃２は、ピクセル＃１の右側に位置する。図２〜図５に示される走査方向（例えば、左から右へ）は、順走査方向と呼ぶことができ、順走査方向とは実質的に逆の方向（例えば、右から左へ）は逆走査方向と呼ぶことができる。
【００２７】
幾つかの実施形態では、ピクセルは、光源１１０の視野を表し得るか又はそれに対応し得る。光源ビームが光源１１０から離れて伝搬するにつれて、ビームの直径（及び対応するピクセルのサイズ）は、ビームの発散に従って増大し得る。例として、光源１１０が１ミリラジアン（ｍｒａｄ）の発散を有する場合、光源１１０から１００ｍの距離において、光源ビームは、概ね１０ｃｍのサイズ又は直径を有し得、対応するピクセルも概ね１０ｃｍの対応するサイズ又は直径を有し得る。光源１１０から２００ｍの距離において、光源ビーム及び対応するピクセルは、それぞれ概ね２０ｃｍの直径を有し得る。
【００２８】
幾つかの実施形態では、光源１１０は、時間ｔ１において光パルスを放射し、スキャナ１１８は、光パルスをピクセル＃２に向け得る（例えば、パルスが放射されるとき、光源の視野は、ピクセル＃２に部分的に、実質的に、又は完全に重なり得る）。スキャナ１１
８は、光源の視野が走査されるのと同じ走査方向に、ピクセルにわたって検出器１３０ａの視野を走査するようにも構成され得る。幾つかの実施形態では、検出器１３０ａの視野は、光源の視野から走査方向とは逆の方向にオフセットされ得る（例えば、検出器１３０ａの視野は光源の視野の後方に位置する）。検出器の視野と光源の視野との間のオフセットは、時間ｔ１において、パルスが放射されるとき、検出器１３０ａの視野がピクセル＃１に少なくとも部分的に重なり、光源の視野がピクセル＃２に少なくとも部分的に重なる（例えば、検出器１３０ａの視野は、概ねピクセル１個分だけ光源の視野の後方に位置する）ものであり得る。例として、時間ｔ１において、検出器１３０ａの視野は、ピクセル＃１の略全て（例えば、ピクセル＃１の８０％以上）に重なり得（例えば、図４に示されるように）、光源の視野は、ピクセル＃２の略全て（例えば、ピクセル＃２の８０％以上）に重なり得る。更に、時間ｔ１において、検出器１３０ａの視野はピクセル＃２の１０％未満に重なり得、光源の視野はピクセル＃１の１０％未満に重なり得る。検出器の視野は、光源の視野に相対して適するサイズであり得る。例として、検出器の視野の角度サイズは、光源の視野の角度サイズよりも小さいか、実質的に同じサイズであるか、又はより大きいことができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、検出器１３０ａは、ピクセル＃２内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出するように構成され得る。光パルスの部分は、パルスが放射される時間ｔ１後の適する時間において検出され得る（例えば、検出器１３０ａは、時間ｔ２においてパルスの部分を検出し得、ここで、ｔ２＞ｔ１である）。幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、少なくとも部分的に光パルスの飛行時間に基づいて、ライダーシステム１００から標的までの距離を特定するプロセッサ１３２を含み得、ここで、飛行時間は（ｔ２−ｔ１）である。ライダーシステム１００が飛行時間Δｔ（例えば、ｔ２−ｔ１に等しいΔｔは、光がライダーシステム１００から標的まで伝播し、標的からライダーシステム１００に戻る往復時間を表す）を測定する場合、標的からライダーシステム１００までの距離Ｄは、Ｄ＝ｃ・Δｔ／２として表され得、式中、ｃは光速（概ね３．０×１０８ｍ／ｓ）である。例として、飛行時間がΔｔ＝３００ｎｓであるものとして測定される場合、標的１２２からライダーシステム１００までの距離は概ねＤ＝４５．０ｍである。
【００３０】
ライダーシステム１００から標的１２２までの距離がライダーシステム１００の最大距離に対応する場合、ライダーシステムの最大距離に対応する往復時間は、概ね（ｔ２−ｔ１）であり、時間ｔ２（検出器が放射パルスの散乱部分を検出する時間）において、検出器１３０ａの視野はピクセル＃２の略全て（例えば、８０％以上）に重なる。ライダーシステム１００の最大距離は、例えば、１００ｍ、２００ｍ、５００ｍ、又は１ｋｍ等の適する距離であり得る。例として、最大距離が２００ｍである場合、最大距離に対応する飛行時間は概ね２・（２００ｍ）／ｃ≒１．３３μｓである。幾つかの実施形態では、標的が、ライダーシステム１００の最大距離の２０％以内に位置する近距離標的である場合、時間ｔ２（検出器が放射パルスの散乱部分を検出する時間）において、検出器の視野はピクセル＃２の２０％以下に重なり得る。幾つかの実施形態では、標的が、ライダーシステム１００の最大距離の２０％〜８０％に位置する中距離標的である場合、時間ｔ２において、検出器の視野はピクセル＃２の２０％〜８０％に重なり得る。幾つかの実施形態では、標的がライダーシステム１００の最大距離の８０％以上の距離に位置する場合、時間ｔ２において、検出器の視野はピクセル＃２の８０％以上に重なり得る。
【００３１】
幾つかの実施形態では、検出器１３０ａの視野及び光源の視野は、概ね同じ走査速度を有し得る。例として、検出器の視野及び光源の視野は、それぞれライダーシステム１００の最大距離に対応する往復時間に概ね等しい時間で１ピクセル幅を走査し得る。幾つかの実施形態では、光源の視野から走査方向とは逆の方向にオフセットされる検出器の視野は、検出器の視野を時間ｔ３においてピクセル＃２と位置合わせされ得、ここで、ｔ３はｔ
１よりも大きく、ｔ３はｔ２以上であり、（ｔ３−ｔ１）はライダーシステム１００の最大距離の往復時間に対応する。例として、光源は、時間ｔ１においてピクセル＃２に向けて光パルスを放射し得、ピクセル＃２からの対応する戻り信号は、続く時間ｔ２において受信され得る。検出器の視野は、時間ｔ３においてピクセル＃２と位置合わせされ得、ここで、ｔ３はｔ１後に生じ（例えば、時間ｔ３＞ｔ１）、時間（ｔ３−ｔ１）はライダーシステム１００の最大距離の往復時間に対応する。ピクセル＃２からの戻り信号が、最大距離に位置する標的からの散乱光を含む場合、ｔ３はｔ２に概ね等しいことができる（例えば、光は、検出器の視野がピクセル＃２と位置合わせされるのと概ね同時に受信される）。その他の場合、ピクセル＃２からの戻り信号が、最大距離よりも近くに位置する標的から発せられるとき、ｔ３はｔ２よりも大きい（例えば、光は、検出器の視野が時間ｔ３においてピクセル＃２と略位置合わせされる前の時間ｔ２において受信される）。
【００３２】
幾つかの実施形態では、時間ｔ１において光パルスを放射した後、光源１１０は、時間ｔ４において別の光パルスを放射するように構成され得る。続く光パルスは、検出器の視野がピクセル＃２と位置合わせされる時間又は続く時間において放射され得る。検出器の視野は、時間ｔ３においてピクセル＃２と位置合わせされ得、ここで、（ｔ３−ｔ１）はライダーシステム１００の最大距離の往復時間に対応し、光源１１０は、時間ｔ４において続く光パルスを放射し得、ここで、ｔ４はｔ３以上である。更に、ピクセルは、走査方向に沿ってピクセル＃２に隣接して位置するピクセル＃３を含み得、パルスが放射される時間ｔ４において、光源１１０の視野は、パルスをピクセル＃３に向けるように位置合わせされ得る。
【００３３】
図９は、検出器の視野（ＦＯＶ）がピクセルよりも大きい、射程範囲ピクセルと検出器の視野との空間関係を示す。幾つかの実施形態では、検出器の視野の角度サイズは、光源の視野の角度サイズよりも大きいサイズであり得る。例として、検出器の視野は、ピクセルのサイズ（光源１１０の視野に対応する）の概ね１．５倍、２倍、３倍、４倍、５倍、又は１０倍であり得る。図９では、検出器ＦＯＶはピクセル＃１の概ね２．５倍である（例えば、検出器ＦＯＶの直径はピクセル＃１の直径の概ね２．５倍である）。別の例として、検出器ＦＯＶの発散は、光源ＦＯＶの発散の概ね１．５倍、２倍、３倍、４倍、５倍、又は１０倍であり得る。検出器ＦＯＶが３ｍｒａｄ発散を有し、光源ＦＯＶが１ｍｒａｄ発散を有する場合、光源１１０から特定の距離において、検出器ＦＯＶは光源ＦＯＶの３倍である。例えば、光源１１０から１００ｍの距離において、光源ビーム（ピクセル＃１に対応する）は、概ね１０ｃｍの直径を有し得、検出器ＦＯＶは概ね３０ｃｍの直径を有し得る。２００ｍの距離において、光源ビームは概ね２０ｃｍの直径を有し得、検出器ＦＯＶは概ね６０ｃｍの直径を有し得る。
【００３４】
幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、一連の順方向走査及び逆方向走査を実行し得る。例として、順方向走査は、検出器ＦＯＶが左から右に水平に走査されることを含み得、逆方向走査は、検出器が右から左に走査されることを含み得、又はこの逆であり得る。別の例として、順方向走査は、検出器ＦＯＶが垂直に走査される（例えば、上方又は下方に走査される）ことを含み得、逆方向走査は、検出器ＦＯＶが逆方向に走査されることを含み得る。別の例として、順方向走査は、検出器ＦＯＶが適する方向に沿って（例えば、４５°角に沿って）走査されることを含み得、逆方向走査は、検出器ＦＯＶが略逆の方向に沿って走査されることを含み得る。
【００３５】
図９に示されるように、検出器ＦＯＶは、順方向走査中、左から右への方向に沿って走査し得、検出器ＦＯＶは、逆方向走査中、右から左への方向に沿って走査し得る。幾つかの実施形態では、順方向走査及び逆方向走査は、互いに隣接するか、又は互いに対して変位された経路を辿り得る。例として、逆方向走査は、前の順方向走査の上、下、左、又は右に変位した注視野内のラインを辿り得る。別の例として、逆方向走査は、前の順方向走
査の下に変位された注視野内の行を走査し得、次の順方向走査は逆方向走査の下に変位し得る。順方向走査及び逆方向走査は、完全な注視野がカバーされるまで、各走査を前の走査に対して変位した状態で交互に継続し得る。走査は、適する角度量だけ、例えば、概ね０．０５°、０．１°、０．２°、０．５°、１°、又は２°等の角度量だけ互いから変位し得る。
【００３６】
幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、検出器ＦＯＶが光源ＦＯＶよりも大きいように構成され得、検出器ＦＯＶ及び光源ＦＯＶは略一致するか又は略重なる。光源１１０は、光パルスをピクセル＃１に向けて放射し得る（例えば、パルスが放射されるとき、光源ＦＯＶはピクセル＃１に部分的に、実質的に、又は完全に重なり得る）。検出器のＦＯＶは、光源ＦＯＶよりも大きいサイズであり得、光パルスがピクセル＃１に向けて放射されるとき、検出器ＦＯＶはピクセル＃１を含み得、ピクセル＃１に概ねセンタリングされ得る。図９に示されるように、検出器ＦＯＶは、光源ＦＯＶに対していかなる有意なオフセットも有さず、光パルスが標的に又は標的から伝搬する際、検出器ＦＯＶは、順方向走査中に右に走査し、逆方向走査中に左に走査する。ピクセル＃１及び検出器ＦＯＶのサイズは、順方向又は逆方向走査中、少なくとも、ライダーシステムの最大距離に対応する往復時間が過ぎるまで、検出器ＦＯＶがピクセル＃１を実質的に含み得るように構成され得る。ライダーシステムの最大距離に対応する往復時間が過ぎた場合、検出器ＦＯＶは、ピクセル＃１が検出器ＦＯＶの左縁部又は右縁部又はその近くに位置するように移動し得る。例えば、順方向走査中、最大距離に対応する往復時間が過ぎた後、ピクセル＃１の左縁部は、検出器ＦＯＶの左縁部と略一致し得る。
【００３７】
図１０は、２つの検出器１３０ｇ、１３０ｈを含む検出器アレイ１２８の図である。幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、第１の検出器１３０ｇ及び第２の検出器１３０ｈを有する検出器アレイ１２８を含み得る。例として、検出器１３０ｇ及び１３０ｈのそれぞれは、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）又は単光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）であり得る。別の例として、検出器１３０ｇ及び１３０ｈのそれぞれは、ＰＮフォトダイオード（例えば、ｐ型半導体及びｎ型半導体によって形成されるフォトダイオード構造）又はＰＩＮフォトダイオード（例えば、ｐ型領域とｎ型領域との間に配置される非ドープ真性半導体領域によって形成されるフォトダイオード構造）であり得る。検出器１３０ｇ、１３０ｈは、それぞれケイ素、ゲルマニウム、又はＩｎＧａＡｓを含む活性領域又はアバランシェ増倍領域を有し得る。活性領域又はアバランシェ倍増領域は、例えば、約５０μｍ〜約５００μｍの直径又は幅等の適するサイズを有し得る。
【００３８】
図１１は、図１０における検出器アレイに基づく順方向走査及び逆方向走査を示す。幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、光源１１０、スキャナ１１８、及び２つの検出器１３０ｇ、１３０ｈを有する検出器アレイ１２８を含み得る。２つの検出器１３０ｇ及び１３０ｈは、光源走査方向に対応する方向に沿って互いからオフセットされ得、光源１１０の視野は、検出器１３０ｇの視野と検出器１３０ｈの視野との間に配置され得る。スキャナ１１８は、ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルにわたって順走査方向及び逆走査方向に光源ＦＯＶ（並びに検出器１３０ｇ及び１３０ｈのＦＯＶ）を走査するように構成され得る。例として、スキャナ１１８は、順走査方向に沿って光源ＦＯＶ（及び検出器ＦＯＶ）を走査し得、次に、スキャナ１１８は方向を逆にし得、続く走査を逆走査方向に沿って行い得る。本明細書において考察したように、順方向走査及び逆方向走査は、互いに隣接するか、又は互いに対して変位された経路を辿り得る。順方向走査及び逆方向走査は、各逆方向走査を前の順方向走査から変位させ、各順方向走査を前の逆方向走査から変位させて交互に実行し得る。例として、順方向走査は略水平の経路を辿り得、続く逆方向走査では、スキャナ１１８は、ある角度（例えば、０．５°）だけ垂直に光源ＦＯＶ（並びに検出器１３０ｇ及び１３０ｈのＦＯＶ）を偏向し得る。
【００３９】
図１１では、順方向走査は、左から右へ水平にピクセル＃１を横断して走査し、逆方向走査は、ピクセル＃１の下に位置するピクセル＃２を右から左に横断して走査する。幾つかの実施形態では、検出器１３０ｇの視野は、順走査方向とは逆の方向（逆走査方向に対応する）において光源の視野からオフセットされ得、検出器１３０ｈの視野は、光源の視野から順走査方向にオフセットされ得る。図１１に示される順方向走査では、検出器１３０ｈの視野は光源ＦＯＶ（ピクセル＃１に対応する）に先行し、検出器１３０ｇのＦＯＶは光源ＦＯＶの後方に位置する。逆方向走査では、検出器の相対的な向きは、検出器１３０ｇのＦＯＶが光源ＦＯＶ（ピクセル＃２に対応する）に先行し、検出器１３０ｈのＦＯＶが光源ＦＯＶの後方に位置するように置き換えられる。幾つかの実施形態では、順方向走査中、ライダーシステム１００は、検出器１３０ｇからの信号を使用して標的までの距離を特定し得、逆方向走査中、ライダーシステム１００は、検出器１３０ｈからの信号を使用して標的までの距離を特定し得る。幾つかの実施形態では、検出器１３０ｈによって生成される信号は、順方向走査中に無視され得、検出器１３０ｇによって生成される信号は、逆方向走査中に無視され得る。
【００４０】
幾つかの実施形態では、順方向走査中、光源１１０は光パルスを放射し得、スキャナ１１８は光パルスをピクセル＃１に向け得る。パルスが放射されるとき、検出器１３０ｇ及び１３０ｈのＦＯＶは、それぞれピクセル＃１の２０％以下に重なり得る。スキャナ１１８は、順走査方向（例えば、図１１では左から右へ）に沿って検出器１３０ｇ及び１３０ｈのＦＯＶを走査し得、検出器１３０ｇは、ライダーシステム１００からの射程範囲に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出し得る。時間が進むにつれて、検出器１３０ｈのＦＯＶとピクセル＃１との重複は、重複がなくなるまで低減され得、検出器１３０ｇのＦＯＶとピクセル＃１との重複は、最大重複（例えば、８０％以上の重複）に達するまで増大し得る。検出器１３０ｇのＦＯＶとピクセル＃１との最大重複は、ライダーシステムの最大距離に対応する時間において生じ得、その後、検出器１３０ｇのＦＯＶとピクセル＃１との重複は、順方向走査が続くにつれて低減され得る。
【００４１】
幾つかの実施形態では、逆方向走査中、光源１１０は別の光パルスを放射し得、スキャナ１１８は光パルスをピクセル＃２に向け得る。パルスが放射されるとき、検出器１３０ｇ及び１３０ｈのＦＯＶは、それぞれピクセル＃２の２０％以下に重なり得る。スキャナ１１８は、逆走査方向（例えば、図１１では右から左へ）に沿って検出器１３０ｇ及び１３０ｈのＦＯＶを走査し得、検出器１３０ｈは、ライダーシステム１００からの射程範囲に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出し得る。時間が進むにつれて、検出器１３０ｇのＦＯＶとピクセル＃２との重複は、重複がなくなるまで低減され得、検出器１３０ｈのＦＯＶとピクセル＃２との重複は、最大重複（例えば、８０％以上の重複）に達するまで増大し得る。検出器１３０ｈのＦＯＶとピクセル＃２との最大重複は、ライダーシステムの最大距離に対応する時間において生じ得、その後、検出器１３０ｈのＦＯＶとピクセル＃２との重複は、逆方向走査が続くにつれて低減され得る。
【００４２】
幾つかの実施形態では、検出器アレイ１２８は２つの検出器（例えば、第１の検出器及び第２の検出器）を含み得、ここで、第１の検出器は、順方向走査中の散乱光の検出に使用され、第２の検出器は、逆方向走査中の散乱光の検出に使用される。ライダーシステム１００は、順方向走査中に散乱光を第１の検出器に向け、逆方向走査中に散乱光を第２の検出器に向けるように構成された光学要素を含み得る。例として、スキャナ１１８を使用して、順方向走査中、放射パルスからの散乱光が第１の検出器に向けられるような第１の量の一定偏向又は角度オフセットを適用し得る。同様に、スキャナ１１８は、逆方向走査中、散乱光が第２の検出器に向けられるような第２の量の偏向又は角度オフセットを適用し得る。別の例として、ライダーシステム１００は、順方向又は逆方向走査中、散乱光を第１の検出器又は第２の検出器にそれぞれ向ける２つの偏向状態を有する追加の偏向ミラー又は偏向要素（例えば、ウェッジ光学系）を含み得る。幾つかの実施形態では、ライダ
ーシステムは、順方向走査中及び逆方向走査中の両方で散乱光を検出するように構成される１つの検出器を含み得る。ライダーシステム１００は、検出器ＦＯＶの向きに２つの状態を提供する光学要素を含み得る。検出器ＦＯＶは、順方向走査中、光源ＦＯＶの後に位置し、放射パルスから散乱光を検出するように向けられ得、逆方向走査中、検出器ＦＯＶは、これも光源ＦＯＶの後に位置するように向けられ得る。
【００４３】
幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、光源１１０、スプリッタ１２０、スキャナ１１８、及び検出器アレイ１２８を含み得る。光源１１０は光パルスを放射し得、スプリッタ１２０は、各放射光パルスを角度的に分離された２つ以上の光パルスに分割し得る。パルスは、例えば、１ｍｒａｄ、２ｍｒａｄ、５ｍｒａｄ、１０ｍｒａｄ、２０ｍｒａｄ、又は５０ｍｒａｄ等の適する角度θによって隔て得る。スキャナ１１８は、ライダーシステム１００からの射程範囲に位置するピクセルにわたって走査方向に沿って、光源１１０によって放射されスプリッタ１２０によって分割された光パルスを走査し得る。検出器アレイ１２８は２つ以上の検出器を含み得る。例として、スプリッタ１２０は、放射パルスを２つの角度的に分離された光パルス（例えば、第１のパルス及び第２のパルス）に分割し得、検出器アレイ１２８は、第１の検出器１３０ａ及び第２の検出器１３０ｂを含み得る。第１及び第２の検出器は、光パルスの走査方向に対応する方向に沿って検出器分離距離によって分離され得る。第１の検出器は、第１の光パルスからの散乱光を検出するように構成され得、第２の検出器は、第２の光パルスからの散乱光を検出するように構成され得る。幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、少なくとも部分的に第１の光パルスの飛行時間又は第２の光パルスの飛行時間に基づいて１つ又は複数の標的までの１つ又は複数の距離を特定するように構成されるプロセッサを含むこともできる。
【００４４】
幾つかの実施形態では、スプリッタ１２０は、ホログラフィック光学要素、回折光学要素、偏光ビームスプリッタ、非偏光ビームスプリッタ、又は金属若しくは誘電体の被膜を有するビームスプリッタを含み得る。例として、スプリッタ１２０は、ホログラフィックプロセスを使用して製造されたビームスプリッタを含み得、又はスプリッタ１２０は回折ビームスプリッタを含み得る。別の例として、スプリッタ１２０は、入力ビームを２つ以上の出力ビームに分割するホログラフィック要素又は回折要素を含み得る。幾つかの実施形態では、スプリッタ１２０は、スプリッタ１２０がスキャナ１１８から放射パルスを受け取るように、スキャナ１１８の後に位置決めされ得る。図１に示されるように、スキャナ１１８は、光源１１０によって放射された光パルスを受け取り、スプリッタ１２０はスキャナ１１８の後に位置決めされて、スキャナ１１８からパルスを受け取る。幾つかの実施形態では、スキャナ１１８は、スプリッタ１２０が光源１１０によって放射された光パルスを受け取り、スキャナ１１８がスプリッタ１２０によって分割された後の光パルスを受け取るように、スプリッタ１２０の後に位置決めされ得る。
【００４５】
幾つかの実施形態では、スプリッタ１２０は、光パルスを略等しく２つのパルスに分割するように構成され得る。例として、スプリッタ１２０は、１つの光パルスを受け取り、それを第１のパルス及び第２のパルスに分割し得、第１及び第２のパルスは、それぞれ受け取った光パルスのエネルギー又はピーク電力の概ね半分を有する。幾つかの実施形態では、スプリッタ１２０は、光パルスを角度的に分離された３つの光パルス（例えば、第１のパルス、第２のパルス、及び第３のパルス）に分割するように構成され得る。更に、検出器アレイは３つの検出器（例えば、第１の検出器、第２の検出器、及び第３の検出器）を含み得、各検出器は、各光パルスの１つから光を受け取り検出するように構成される（例えば、第１の検出器は第１のパルスからの光を検出する）。幾つかの実施形態では、スプリッタ１２０からの角度的に分離された光パルスは、走査方向に対応する方向に沿って分割され得る。例として、走査方向が略水平である場合、角度的に分離された光パルスも同じ水平方向に沿って分割され得る。
【００４６】
幾つかの実施形態では、光源１１０は、時間ｔ１において光パルスを放射し得、スプリッタ１２０は、パルスを２つのパルス（例えば、第１のパルス及び第２のパルス）に分割し得る。スキャナ１１８は、走査方向に沿って、ライダーシステム１００からの射程範囲に位置するピクセルにわたり、第１のパルスに関連する第１の光源の視野及び第２のパルスに関連する第２の光源の視野を走査し得る。ピクセルは、走査方向に沿って順に位置するピクセル＃１、ピクセル＃２、ピクセル＃３、ピクセル＃４、及びピクセル＃５を含み得る（例えば、第１又は第２の光源の視野はピクセルにわたって走査し、以下の順にピクセルの直面し得る：ピクセル＃１、ピクセル＃２、ピクセル＃３、ピクセル＃４、及びピクセル＃５）。幾つかの実施形態では、スキャナ１１８は、第１の光パルスをピクセル＃２に向け得、第２の光パルスをピクセル＃５に向け得る。更に、スキャナ１１８は、ピクセルにわたって走査方向に沿って第１の検出器の視野及び第２の検出器の視野を走査し得る。第１の検出器の視野は、第１の光源の視野から走査方向の逆方向にオフセットされ得、時間ｔ１において、第１の検出器の視野は第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、第１の光源の視野は第２のピクセルに少なくとも部分的に重なる。同様に、第２の検出器の視野も第２の光源の視野から走査方向の逆方向にオフセットされ得、時間ｔ１において、第２の検出器の視野は第４のピクセルに少なくとも部分的に重なり、第２の光源の視野は第５のピクセルに少なくとも部分的に重なる。
【００４７】
幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００の最大距離における第１の光パルスと第２の光パルスとの分離距離は、検出器１３０ａ及び１３０ｂ間の分離距離に対応し得る。例として、第１及び第２の光パルスは、ライダーシステム１００の最大距離に位置する標的に入射する場合、検出器分離距離に対応する距離だけ分離され得る。第１及び第２の光パルスが放射される場合、それらの視野はピクセル＃２及び＃５にそれぞれ重なり得る。第１及び第２の光パルスが標的からの散乱後にライダーシステム１００に戻るとき、第１の検出器の視野はピクセル＃２に重なり得、第２の検出器の視野はピクセル＃５に重なり得る。幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００の最大距離における第１の光パルスと第２の光パルスとの分離距離は、３以上の奇数個のピクセルに対応し得る。例として、最大距離において、第１及び第２の光パルスは、ピクセル３個分に対応する距離によって離間され得、それにより、第１のパルスがピクセル＃２に向けられるとき、第２のパルスはピクセル＃５に向けられる。幾つかの実施形態では、検出器分離距離は、３以上の奇数個のピクセルに対応し得る。例として、検出器分離距離はピクセル３個分に対応し得、したがって、第１の検出器がピクセル＃２からの光を受け取るとき、第２の検出器はピクセル＃５からの光を受け取る。
【００４８】
図１２は、３つの検出器１３０ｉ、１３０ｊ、及び１３０ｋを含む検出器アレイ１２８の図である。各検出器１３０ｉ、１３０ｊ、及び１３０ｋはＡＰＤ又はＳＰＡＤであり得る。幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、光源１１０、スキャナ１１８、スプリッタ１２０、並びに３つの検出器１３０ｉ、１３０ｊ、及び１３０ｋを有する検出器アレイ１２８を含み得る。３つの検出器１３０ｉ、１３０ｊ、及び１３０ｋは、光源走査方向に対応する方向に沿って検出器分離距離だけ互いから離間され得る。
【００４９】
図１３は、図１２における検出器アレイに基づく順方向走査及び逆方向走査を示す。順方向走査中、スプリッタ１２０は、放射パルスを角度的に分離された２つの光パルス（例えば、ピクセル＃１及びピクセル＃２にそれぞれ向けられる第１のパルス及び第２のパルス）に分割し得る。パルスが放射されるとき、第１のパルスの視野（ピクセル＃１に対応する）は、検出器１３０ｉのＦＯＶと検出器１３０ｊのＦＯＶとの間に位置し得、第２のパルスの視野（ピクセル＃２に対応する）は、検出器１３０ｊのＦＯＶと検出器１３０ｋのＦＯＶとの間に位置し得る。検出器１３０ｉのＦＯＶは、第１のパルスのＦＯＶの後に位置し得、検出器１３０ｉは、第１のパルスからの散乱光を検出するように構成され得る
。同様に、検出器１３０ｊのＦＯＶは、第２のパルスのＦＯＶの後に位置し得、検出器１３０ｊは、第２のパルスからの散乱光を検出するように構成され得る。更に、順方向走査中、検出器１３０ｋからの信号は無視され得る。幾つかの実施形態では、ピクセル＃１と＃２との間に位置する追加のピクセル（図１３に示されず）（及びピクセル＃３と＃４との間に位置する追加のピクセル）が存在し得る。
【００５０】
幾つかの実施形態では、スキャナ１１８は、順走査方向とは逆の方向に対応する逆走査方向に沿って、光源１１０によって放射され且つスプリッタ１２０によって分割された追加の光パルスを走査するように構成され得る。光源１１０は、スキャナ１１８が逆走査方向に走査している間、追加の光パルスを放射し得る。本明細書において考察したように、逆走査方向の走査は、順走査方向から変位し得る。図１３では、順方向走査はピクセル＃１及び＃２を横断して辿り、逆方向走査は、ピクセル＃１及び＃２の下に位置するピクセル＃３及び＃４を横断して辿る。スプリッタ１２０は、放射パルスを角度的に分離された第３の光パルス及び第４の光パルスに分割し得る。第３のパルスはピクセル＃３に向けられ得、第４のパルスはピクセル＃４に向けられ得る。パルスが放射されるとき、第３のパルスの視野（ピクセル＃３に対応する）は、検出器１３０ｊのＦＯＶと検出器１３０ｋのＦＯＶとの間に位置し得、第２のパルスの視野（ピクセル＃４に対応する）は、検出器１３０ｉのＦＯＶと検出器１３０ｊのＦＯＶとの間に位置し得る。逆方向走査中、検出器１３０ｋのＦＯＶは、第３のパルスのＦＯＶの後に位置し得、検出器１３０ｋは、第３のパルスからの散乱光を検出するように構成され得る。同様に、検出器１３０ｊのＦＯＶは、第４のパルスのＦＯＶの後に位置し得、検出器１３０ｊは、第４のパルスからの散乱光を検出するように構成され得る。更に、逆方向走査中、検出器１３０ｉからの信号は無視され得る。
【００５１】
本明細書において説明又は示されるライダーシステム１００は、２０１５年１０月１９日に出願された「Ｌｉｄａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｏｌａｒ  Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ  Ｎｏｉｓｅ」という名称の米国仮特許出願第６２／２４３６３３号明細書又は２０１５年１１月３０日に出願された「Ｌｉｄａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｌａｓｅｒ  ａｎｄ  ａ  Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｈｅａｄｓ」という名称の米国仮特許出願第６２／２６１２１４号明細書に記載又は示される様々な要素を含むこともでき、これらは、それぞれ参照により本明細書に援用される。
【００５２】
図１４は、標的によって散乱された光を検出する方法例４００を示す。方法はステップ４１０において開始し得、時間ｔ１において、ライダーシステム１００の光源１１０は光パルスを放射する。ステップ４２０において、光源１１０の視野をライダーシステム１００からの射程範囲に位置する複数のピクセルにわたって順走査方向に走査し得る。ピクセルは第１のピクセル及び第２のピクセルを含み得、第２のピクセルは、順走査方向に沿って第１のピクセルに隣接して位置する。ステップ４３０において、光パルスは第２のピクセルに向けられ得る。ステップ４４０において、ライダーシステム１００の第１の検出器の視野を走査し得る。第１の検出器の視野は、ピクセルにわたって順走査方向に走査し得る。更に、第１の検出器の視野は、順走査方向とは逆の方向に光源の視野からオフセットされ得、この場合、時間ｔ１において、第１の検出器の視野は第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、光源の視野は第２のピクセルに少なくとも部分的に重なる。ステップ４５０において、第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された光パルスの部分を検出し得、その時点で方法は終了し得る。光パルスの部分は、ｔ１よりも大きい時間ｔ２において検出され得る。
【００５３】
図１５は、角度離間された光パルスから散乱光を検出する方法例５００を示す。方法は
ステップ５１０において開始し得、ライダーシステム１００の光源１１０は光パルスを放射する。ステップ５２０において、放射された光パルスを角度的に分離された２つ以上の光パルスに分割し得る。２つ以上のパルスは、スプリッタ１２０によって分割され得、第１の光パルス及び第２の光パルスを含み得る。ステップ５３０において、光パルス（光源１１０によって放射され且つスプリッタ１２０によって分割された）は、ライダーシステム１００からの射程範囲に位置するピクセルにわたって走査方向に沿って走査し得る。ステップ５４０において、第１の光パルスからの散乱光を検出し得る。ステップ５５０において、第２の光パルスからの散乱光を検出し得、この時点で方法は終了し得る。第１及び第２の光パルスからの散乱光は、第１の検出器及び第２の検出器によってそれぞれ検出され得、第１及び第２の検出器は検出器アレイの一部である。第１及び第２の検出器は、光パルスの走査方向に対応する方向において検出器分離距離だけ離間され得る。
【００５４】
追加の実施形態例について以下の段落において説明する。
【００５５】
ライダーシステムであって、光パルスを放射するように構成される光源と、放射された光パルスを、第１の光パルス及び第２の光パルスを含む２つ以上の角度的に分離された光パルスに分割するように構成されるスプリッタと、ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルにわたって走査方向に沿って、光源によって放射されスプリッタによって分割された光パルスを走査するように構成されるスキャナと、第１の検出器及び第２の検出器を含む検出器アレイとを含み、第１及び第２の検出器は、光パルスの走査方向に対応する方向に沿って検出器分離距離によって離間され、第１の検出器は、第１の光パルスからの散乱光を検出するように構成され、及び第２の検出器は、第２の光パルスからの散乱光を検出するように構成される、ライダーシステム。
【００５６】
ライダーシステムであって、光パルスを走査するように構成されるスキャナは、複数のピクセルにわたって走査方向に沿って、第１のパルスに関連する第１の光源の視野及び第２の光パルスに関連する第２の光源の視野を走査するように構成され、複数のピクセルは、走査方向に沿って位置する第１のピクセル、第２のピクセル、第３のピクセル、第４のピクセル、及び第５のピクセルを含み、第１又は第２の光源の視野は、複数のピクセルにわたって走査し、以下の順：第１のピクセル、第２のピクセル、第３のピクセル、第４のピクセル、第５のピクセルでピクセルに直面する、ライダーシステム。
【００５７】
ライダーシステムであって、光パルスは、時間ｔ１において放射され、スキャナは、第１の光パルスを第２のピクセルに向け、第２の光パルスを第５のピクセルに向け、且つ複数のピクセルにわたって走査方向に沿って第１の検出器の視野及び第２の検出器の視野を走査するように更に構成され、第１の検出器の視野は、第１の光源の視野から走査方向とは逆の方向にオフセットされ、時間ｔ１において、第１の検出器の視野は、第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、及び第１の光源の視野は、第２のピクセルに少なくとも部分的に重なり、及び第２の検出器の視野は、第２の光源の視野から走査方向とは逆の方向にオフセットされ、時間ｔ１において、第２の検出器の視野は、第４のピクセルに少なくとも部分的に重なり、及び第２の光源の視野は、第５のピクセルに少なくとも部分的に重なる、ライダーシステム。
【００５８】
ライダーシステムであって、少なくとも部分的に第１の光パルスの飛行時間又は第２の光パルスの飛行時間に基づいて、１つ又は複数の標的までの１つ又は複数の距離を特定するように構成されるプロセッサを更に含む、ライダーシステム。
【００５９】
ライダーシステムであって、スキャナは、スプリッタから第１及び第２の光パルスを受信するように構成される、ライダーシステム。
【００６０】
ライダーシステムであって、スプリッタは、スキャナから放射光パルスを受信するように構成される、ライダーシステム。
【００６１】
ライダーシステムであって、スプリッタはホログラフィック要素又は回折要素を含む、ライダーシステム。
【００６２】
ライダーシステムであって、スプリッタは、放射光パルスを略等しく２つのパルスに分割するように構成され、第１の光パルス及び第２の光パルスは、それぞれ放射光パルスのエネルギー又はピーク電力の概ね半分を有する、ライダーシステム。
【００６３】
ライダーシステムであって、スプリッタは、放射光パルスを角度的に分離された３つの光パルスに分割するように構成され、角度的に分離された光パルスは、第３のパルスを更に含み、検出器アレイは、第３の光パルスからの散乱光を検出するように構成される第３の検出器を更に含む、ライダーシステム。
【００６４】
ライダーシステムであって、角度的に分離された光パルスは、走査方向に対応する方向に沿って分割される、ライダーシステム。
【００６５】
ライダーシステムであって、ライダーシステムの最大距離における第１の光パルスと第２の光パルスとの分離距離は、検出器分離距離に対応する、ライダーシステム。
【００６６】
ライダーシステムであって、ライダーシステムの最大距離における第１の光パルスと第２の光パルスとの分離距離は、３以上の奇数個のピクセルに対応する、ライダーシステム。
【００６７】
ライダーシステムであって、検出器分離距離は、３以上の奇数個のピクセルに対応する、ライダーシステム。
【００６８】
ライダーシステムであって、スキャナは、走査方向とは逆の方向に対応する逆走査方向に沿って、光源によって放射され且つスプリッタによって分割された追加の光パルスを走査するように更に構成される、ライダーシステム。
【００６９】
ライダーシステムであって、光源は、スキャナが逆走査方向に走査している間、追加の光パルスを放射するように更に構成され、スプリッタは、角度的に分離された第３の光パルス及び第４の光パルスに追加の光パルスを分割するように更に構成され、検出器アレイは、第３の検出器を更に含み、第２の検出器は、第４の光パルスからの散乱光を検出するように構成され、及び第３の検出器は、第３の光パルスからの散乱光を検出するように構成される、ライダーシステム。
【００７０】
ライダーシステムであって、第２及び第３の検出器は、光パルスの走査方向に対応する方向に沿って検出器分離距離によって離間される、ライダーシステム。
【００７１】
ライダーシステムの光源により、光パルスを放射することと、スプリッタにより、放射光パルスを、第１の光パルス及び第２の光パルスを含む２つ以上の角度的に分離された光パルスに分割することと、ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルにわたって走査方向に沿って、光源によって放射され且つスプリッタによって分割された光パルスを走査することと、検出器アレイの第１の検出器により、第１の光パルスからの散乱光を検出することであって、検出器アレイは、第１の検出器及び第２の検出器を含み、第１及び第２の検出器は、光パルスの走査方向に対応する方向に沿って検出器分離距離によって離間される、検出することと、検出器アレイの第２の検出器により、第２の光パル
スからの散乱光を検出することとを含む、方法。
【００７２】
少なくとも部分的に第１の光パルスの飛行時間及び第２の光パルスの飛行時間に基づいて、１つ又は複数の標的までの１つ又は複数の距離を特定することを更に含む、方法。
【００７３】
走査方向とは逆の方向に対応する逆走査方向に沿って、光源によって放射され且つスプリッタによって分割された追加の光パルスを走査することを更に含む、方法。
【００７４】
スキャナが逆走査方向に走査している間、光源により、追加の光パルスを放射することと、スプリッタにより、角度的に分離された第３の光パルス及び第４の光パルスに追加の光パルスを分割することと、第２の検出器により、第４の光パルスからの散乱光を検出することと、検出器アレイの第３の検出器により、第３の光パルスからの散乱光を検出することとを更に含む、方法。
【００７５】
実施形態が添付図面に関連して説明された。しかし、図が一定の縮尺で描かれていないことを理解されたい。距離、角度等は単なる例示であり、必ずしも示されているデバイスの実際の寸法及びレイアウトへの厳密な関係を有するわけではない。更に、上記実施形態は、当業者が本明細書に記載されるデバイス、システム等を作製し使用できるようにするレベルの詳細度で説明された。多様な変形形態が可能である。構成要素、要素、及び／又はステップは、変更、追加、削除、又は再配置が可能である。特定の実施形態が明示的に説明されたが、本開示に基づいて他の実施形態が当業者に明らかになる。
【００７６】
本明細書に記載されるシステム及び方法は、有利には、少なくとも部分的にコンピュータソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はソフトウェア、ハードウェア、及びファームウェアの任意の組合せを使用して実施することができる。ソフトウェアモジュールは、本明細書に記載される機能を実行するコンピュータ実行可能コードを含むことができる。幾つかの実施形態では、コンピュータ実行可能コードは、１つ又は複数の汎用コンピュータによって実行される。しかし、本開示に鑑みて、汎用コンピュータで実行されるようにソフトウェアを使用して実施することができる任意のモジュールが、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウェアの異なる組合せを使用しても実施し得ることを当業者は理解する。例えば、そのようなモジュールは、集積回路の組合せを使用して完全にハードウェアで実施することができる。代替又は追加として、そのようなモジュールは、汎用コンピュータではなく、本明細書に記載される特定の機能を実行するように設計された専用コンピュータを使用して完全又は部分的に実施することができる。加えて、少なくとも部分的にコンピュータソフトウェアによって実行されるか、又は実行することができる方法が記載される場合、そのような方法は、コンピュータ又は他の処理デバイスによって読み取られると、コンピュータ又は処理デバイスに方法を実行させるコンピュータ可読媒体（例えば、ＣＤ又はＤＶＤ等の光ディスク、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、ディスケット等）で提供可能であることを理解されたい。
【００７７】
特定の実施形態を明示的に説明したが、本開示に基づいて他の実施形態が当業者に明らかである。したがって、本発明の範囲は、単に明示的に説明された実施形態に関してではなく、特許請求の範囲を参照して規定されることが意図される。
【図１】
2018533026.tif 000003
【図２】
2018533026.tif 000004
【図３】
2018533026.tif 000005
【図４】
2018533026.tif 000006
【図５】
2018533026.tif 000007
【図６】
2018533026.tif 000008
【図７】
2018533026.tif 000009
【図８】
2018533026.tif 000010
【図９】
2018533026.tif 000011
【図１０】
2018533026.tif 000012
【図１１】
2018533026.tif 000013
【図１２】
2018533026.tif 000014
【図１３】
2018533026.tif 000015
【図１４】
2018533026.tif 000016
【図１５】
2018533026.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月4日(2018.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライダーシステムであって、
光パルスを放射するように構成される光源と、
スキャナであって、
前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルは、第１のピクセル及び第２のピクセルを含み、前記第２のピクセルは、第１の走査方向に沿って前記第１のピクセルに隣接して位置し、前記複数のピクセルにわたって前記光源の視野を前記第１の走査方向に走査することと、
前記光パルスを前記第２のピクセルに向けることと、
前記ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、
前記第１の検出器の視野は、前記複数のピクセルにわたって前記第１の走査方向に走査され、
前記第１の検出器の視野は、前記パルスが放射されるときに、
前記第１の検出器の視野が前記第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、
前記光源の視野が前記第２のピクセルに少なくとも部分的に重なるように、
前記光源の視野から前記第１の走査方向とは逆の方向にオフセットされて、走査することと、
を行うように構成されるスキャナと、
前記第１の検出器であって、前記第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された前記光パルスの部分を検出するように構成される前記第１の検出器とを含む、ライダーシステム。
【請求項２】
少なくとも部分的に前記光パルスの飛行時間に基づいて、前記ライダーシステムから前記標的までの距離を特定するように構成されるプロセッサを更に含む、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項３】
前記ライダーシステムから前記標的までの距離が前記ライダーシステムの最大距離に対応する場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの略全てに重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項４】
前記標的が、前記ライダーシステムの最大距離の２０％以内に位置する近距離標的である場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの２０％以下に重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項５】
前記標的が、前記ライダーシステムの最大距離の２０％〜８０％に位置する中距離標的である場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの２０％〜８０％に重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項６】
前記標的が前記ライダーシステムの最大距離の８０％以上の距離に位置する場合、前記第１の検出器が前記光パルスの前記部分を検出するとき、前記第１の検出器の視野は、前記第２のピクセルの８０％以上に重なる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項７】
前記第１の検出器の視野の角度サイズは、前記光源の視野の角度サイズに略等しい、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項８】
前記第１の走査方向に沿って前記第１のピクセルに隣接して位置する前記第２のピクセルは、前記第２のピクセルにわたって走査する前に前記第１のピクセルにわたる走査を開始する前記光源の視野に対応する、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項９】
前記第１の検出器の視野が１ピクセル幅を走査する時間は、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に概ね等しい、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１０】
前記光源の視野が１ピクセル幅を走査する時間は、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に概ね等しい、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１１】
前記光源の視野から前記第１の走査方向とは逆の方向にオフセットされた前記第１の検出器の視野は、前記光パルスが放射された後、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に対応する時間において、前記第１の検出器の視野が前記第２のピクセルと位置合わせされるようなものである、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１２】
前記第１の検出器の視野は、前記光パルスが放射された後、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に対応する時間において、前記第２のピクセルと位置合わせされ、及び
前記光源は、前記第１の検出器の視野が前記第２のピクセルと位置合わせされた後の時間において、別の光パルスを放射するように更に構成される、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１３】
第２の検出器を更に含み、前記第２の検出器の視野は、前記光源の視野から前記第１の走査方向にオフセットされる、請求項１に記載のライダーシステム。
【請求項１４】
前記パルスが放射されるとき、前記第２の検出器の視野は、前記第２のピクセルの２０％以下に重なる、請求項１３に記載のライダーシステム。
【請求項１５】
前記スキャナは、
前記第１の走査方向とは逆の方向に対応する第２の走査方向に前記光源の視野を走査することと、
前記第２の走査方向に前記第２の検出器の視野を走査することと
を行うように更に構成される、請求項１３に記載のライダーシステム。
【請求項１６】
前記光源は、前記スキャナが前記第２の走査方向に前記光源の視野及び前記第２の検出器の視野を走査している間、追加の光パルスを放射するように更に構成され、及び
前記第２の検出器は、前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する標的によって散乱される前記追加の光パルスの部分を検出するように構成される、請求項１５に記載のライダーシステム。
【請求項１７】
前記第１の走査方向は、前記スキャナの視点で左から右への方向に概ね対応し、及び
前記第２の走査方向は、前記スキャナの前記視点で右から左への方向に概ね対応する、請求項１５に記載のライダーシステム。
【請求項１８】
ライダーシステムの光源により、光パルスを放射することと、
前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルであって、第１のピクセルと、前記第１のピクセルに第１の走査方向に沿って隣接して位置する第２のピクセルとを含む、複数のピクセルにわたって、前記光源の視野を前記第１の走査方向に走査することと、
前記光パルスを前記第２のピクセルに向けることと、
前記ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、
前記第１の検出器の視野は、前記複数のピクセルにわたって前記第１の走査方向において走査され、
前記第１の検出器の視野は、前記パルスが放射されるときに、
前記第１の検出器の視野が前記第１のピクセルに少なくとも部分的に重なり、
前記光源の視野が前記第２のピクセルに少なくとも部分的に重なるように、
前記光源の視野から前記第１の走査方向とは逆の方向にオフセットされて、走査することと、
前記第２のピクセル内に少なくとも部分的に位置する標的によって散乱された前記光パルスの部分を検出することと
を含む、方法。
【請求項１９】
少なくとも部分的に前記光パルスの飛行時間に基づいて、前記ライダーシステムから前記標的までの距離を特定することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の走査方向とは逆の方向に対応する第２の走査方向に前記光源の視野を走査することと、
前記第２の検出器の視野が前記光源の視野から前記第１の走査方向にオフセットされて、前記第２の走査方向に前記ライダーシステムの第２の検出器の視野を走査することと
を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
ライダーシステムであって、
光源の視野に沿って光パルスを放射するように構成される光源と、
スキャナであって、
前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する複数のピクセルにわたって走査方向に前記光源の視野を走査することと、
前記光源の視野に沿って前記光源によって放射される光パルスを前記複数のピクセルのピクセルに向けることと、
前記ライダーシステムの第１の検出器の視野を走査することであって、
前記第１の検出器の視野が前記複数のピクセルにわたって前記走査方向に走査され、
前記第１の検出器の視野の走査速度が前記光源の視野の走査速度に概ね等しくなるように、走査することと、
を行うように構成されるスキャナと、
前記第１の検出器であって、少なくとも部分的に前記ピクセル内に位置する標的によって散乱された前記光パルスの部分を検出するように構成される前記第１の検出器と
を含む、ライダーシステム。
【請求項２２】
前記第１の検出器の視野及び前記光源の視野が走査される間、前記第１の検出器の視野は、前記光源の視野に少なくとも部分的に重なる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２３】
前記光源の視野及び前記第１の検出器の視野が走査される間、前記光源の視野は、前記第１の検出器の視野内に含まれる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２４】
前記光源の視野及び前記第１の検出器の視野が走査される間、前記第１の検出器の視野は、前記光源の視野でセンタリングされる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２５】
前記散乱された光パルスの前記部分が前記第１の検出器によって検出される場合、前記第１の検出器の視野は、前記ピクセルに少なくとも部分的に重なる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２６】
前記ライダーシステムから前記標的までの距離が前記ライダーシステムの最大距離に対応する場合、前記散乱された光パルスの前記部分が前記第１の検出器によって検出されるとき、前記第１の検出器の視野は、前記ピクセルの略全てに重なる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２７】
前記光パルスが放射されるとき、前記光源の視野は、前記ピクセルの略全てに重なる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２８】
前記光パルスが放射されるとき、前記第１の検出器の視野は、前記複数のピクセルの別のピクセルに少なくとも部分的に重なり、前記別のピクセルは、前記走査方向に沿って前記ピクセルに隣接して位置する、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項２９】
前記第１の検出器の視野の角度サイズは、前記光源の視野の角度サイズに等しい、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３０】
前記第１の検出器の視野は、前記光源の視野よりも大きい、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３１】
前記第１の検出器の視野の角度サイズは、前記光源の視野の角度サイズの３倍〜４倍大きい、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３２】
前記第１の検出器の視野は、前記第１の検出器の視野及び前記光源の視野が前記走査方向に走査される間、前記第１の検出器の視野が前記光源の視野の後方に位置するように、前記光源の視野から前記走査方向とは逆の方向にオフセットされる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３３】
前記第１の検出器の視野が１ピクセル幅を走査する時間は、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に等しい、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３４】
前記光源の視野が１ピクセル幅を走査する時間は、前記ライダーシステムの最大距離の往復時間に等しい、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３５】
前記第１の検出器は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を含む、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３６】
少なくとも部分的に前記光パルスの飛行時間に基づいて、前記ライダーシステムから前記標的までの距離を特定するように構成されるプロセッサを更に含む、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３７】
第２の検出器を更に含み、
前記走査方向は、第１の走査方向に対応し、
前記第１の検出器の視野は、前記第１の走査方向に走査しているとき、前記第１の検出器の視野が前記光源の視野の後方に位置するように、前記光源の視野から前記第１の走査方向とは逆の方向にオフセットされ、
第２の検出器の視野は、前記第１の走査方向に走査しているとき、前記第２の検出器の視野が前記光源の視野の前方に位置するように、前記光源の視野から前記第１の走査方向にオフセットされる、請求項２１に記載のライダーシステム。
【請求項３８】
前記スキャナは、
前記第１の走査方向とは逆の前記方向に対応する第２の走査方向に前記光源の視野を走査することと、
前記第２の走査方向に走査しているとき、前記第２の検出器の視野が前記光源の視野の後方に位置するように、前記第２の検出器の視野が前記光源の視野からオフセットされて、前記第２の検出器の視野を前記第２の走査方向に走査することと
を行うように更に構成される、請求項３７に記載のライダーシステム。
【請求項３９】
前記光源は、前記スキャナが前記光源の視野及び前記第２の検出器の視野を前記第２の走査方向に走査している間、追加の光パルスを放射するように更に構成され、
前記第２の検出器は、前記ライダーシステムからの射程範囲に位置する別の標的によって散乱される前記追加の光パルスの部分を検出するように構成される、請求項３８に記載のライダーシステム。
【請求項４０】
前記第１の走査方向は、前記スキャナの視点で左から右への方向に対応し、
前記第２の走査方向は、前記スキャナの前記視点で右から左への方向に対応する、請求項３８に記載のライダーシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
幾つかの実施形態では、ライダーシステム１００は、光源１１０、スキャナ１１８、及び検出器（例えば、検出器１３０ａ）を含み得る。スキャナ１１８は、ライダーシステムから射程範囲に位置する複数のピクセル（例えば、図１〜図５に示されるピクセル＃１〜＃３又は図６及び図７に示されるピクセル＃１〜＃８）にわたり、光源１１０の視野を走査方向に走査するように構成され得る。ピクセルは、ピクセル＃１及びピクセル＃２を含み得、ここで、ピクセル＃２は、走査方向に沿ってピクセル＃１に隣接して位置する。走査方向に沿ってピクセル＃１に隣接して位置するピクセル＃２は、光源の視野が、ピクセル＃２にわたって走査する前にピクセル＃１にわたる走査を開始する（すなわち、ピクセル＃２の前にピクセル＃１が走査される）ことを示し得る。例として、走査方向が左から右である場合（例えば、図２〜図５に示されるように）、ピクセル＃２は、ピクセル＃１
の右側に位置する。図２〜図５に示される走査方向（例えば、左から右へ）は、順走査方向（第１の走査方向）と呼ぶことができ、順走査方向とは実質的に逆の方向（例えば、右から左へ）は逆走査方向（第２の走査方向）と呼ぶことができる。
【国際調査報告】
2018533026.tif 000018