(57)【要約】空中または地上の複数の標的を同時に選択的に照明および指定するためのデバイスおよび方法。本デバイスは、光源と、切替アレイと、ボールレンズとを備える。光源からの光は、複数の光ビームを同時にアドレス指定可能に出力することができる、切替アレイを通して経路指定される。切替アレイからの光ビームは、低Ｆ値ボールレンズの背面を照明する。ボールレンズは、切替アレイの出力源点のいずれかからも独立して（かつ同時に）、高度にコリメートされた出力ビームを生成する。これらの出力ビームは、複数の標的を同時に指定するために使用されることができる。標的照明デバイスが、随意の検出器アレイを含むとき、標的から散乱される光は、ボールレンズによって屈折され、検出器アレイ上に衝突し得る。受光された光ビームを表す、検出器アレイからの信号は、標的撮像のために使用されることができる。
2017538910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の標的を同時に光学的に指定するためのデバイスであって、
ａ．光源と、
ｂ．切替アレイであって、前記アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、前記ビームは、前記光源から受光された光から生成される、切替アレイと、
ｃ．ボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１の光ビームを受光し、前記第１の光ビームを第１の方向に出力することと、第２の入力ビームが照明されると、前記第２の光ビームを受光し、前記第２のビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと
を備え、
前記第１の方向および前記第２の方向は、異なる、デバイス。
【請求項２】
前記ボールレンズは、球状レンズである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記光源は、レーザのアレイである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記レーザアレイは、垂直キャビティ面発光レーザを備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記光源は、発光ダイオードのアレイである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記光源は、変調される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記切替アレイは、微小光学、微小光電気機械システム、微小電気機械システム、圧電、電気光学、および液晶アレイのうちの１つである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
ｄ．信号を生成するように適合された検出器アレイをさらに含み、前記信号は、前記ボールレンズによって受光され、かつ、屈折されて前記検出器アレイ上に衝突する、光ビームを表す、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
光ファイバは、光を前記光源から前記ボールレンズに伝送するために使用され、前記光ファイバは、前記切替アレイを形成する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
複数の標的を同時に光学的に指定するための方法であって、
ａ．指定デバイスを提供することであって、前記指定デバイスは、
ｉ．光源と、
ｉｉ．切替アレイであって、前記アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、前記ビームは、前記光源から受光された光から生成される、切替アレイと、
ｉｉｉ．ボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１の光ビームを受光し、前記第１の光ビームを第１の方向に出力することと、第２の入力ビームが照明されると、前記第２の光ビームを受光し、前記第２のビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと
を含む、ことと、
ｂ．同時に、第１の標的を前記第１のビームで指定し、第２の標的を前記第２のビームで指定することと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記ボールレンズは、球状レンズである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記光源は、レーザのアレイである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記レーザアレイは、垂直キャビティ面発光レーザを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記光源は、発光ダイオードのアレイである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
表面上の物体の画像を生成するための方法であって、
ａ．照明デバイスを提供することであって、前記照明デバイスは、
ｉ．光源と、
ｉｉ．切替アレイであって、前記アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、前記ビームは、前記光源から受光された光から生成される、切替アレイと、
ｉｉｉ．ボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１の光ビームを受光し、前記第１の光ビームを第１の方向に出力することと、第２の入力ビームが照明されると、前記第２の光ビームを受光し、前記第２のビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと
を含む、ことと、
ｂ．前記照明デバイスを使用して、前記表面のある面積を照明することと、
ｃ．前記照明された表面によって散乱された光からピクセルのアレイを捕捉することと、
ｄ．前記ピクセルアレイを操作することによって、前記物体の画像を生成することと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ピクセルアレイを操作することは、前記ピクセルアレイ上で畳み込みを行うことを含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１４年１２月８日に出願された米国特許出願第１４／５６２，９５７号から優先権を主張する。上記文献は、その全体としてここで参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、標的指定デバイスに関し、より具体的には、複数の標的を同時に指定することができる、光学標的指定器に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景技術）
戦場において標的を光学的に指定する従来の方法は、ジンバルに支持された、または別様に指向された光学システムを通して、１つの光ビームを投影することに基づく。標的ビームは、一度に１つずつ、個々の標的を指し示す。現代の戦場では、そのようなシステムは、大型であり、重量があり、電力を大量消費し、機械的故障を被りやすく、かつ単一標的のみが一度に照明および指定され得るという点において非効率的であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（実施形態の要約）
種々の実施形態では、複数の標的を同時に選択的に照明および指定するためのデバイスが、提供される。本デバイスは、光源と、切替アレイと、ボールレンズとを備える。光源からの光は、複数の光ビームを同時にアドレス指定可能に出力することができる、切替アレイを通して経路指定される。切替アレイからの光ビームは、ボールレンズの背面を照明する。ボールレンズは、独立して（かつ同時に）、照明される切替アレイの出力における源点のいずれかから、高度にコリメートされた出力ビームを生成する。したがって、本デバイスは、地上または空中の複数の点を同時に選択的に照明するために使用されることができる。
【０００５】
本発明のいくつかの実施形態では、本デバイスはまた、検出器アレイを含む。ボールレンズは、標的から散乱された光ビームを受光し、光ビームが検出器アレイ上に衝突するように、受光された光ビームを屈折させる。検出器アレイによって生成された信号は、例えば、撮像のために使用されることができる。
【０００６】
好ましい実施形態では、光源は、垂直キャビティ面発光レーザアレイ（「ＶＣＳＥＬ」）アレイまたは発光ダイオード「ＬＥＤ」アレイである。具体的実施形態では、ボールレンズによって放出される光ビームは、標的識別を促進するように変調されてもよい。
【０００７】
本発明の他の実施形態では、表面上の物体を撮像するための方法が、提供される。本方法は、光源と、切替アレイと、検出器アレイと、ボールレンズとを備える、照明デバイスを提供することを含む。切替アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、ビームは、光源から受光された光から生成される。ボールレンズは、第１のビームが照明されると、第１の光ビームを受光し、第１の光ビームを第１の方向に出力し、第２の入力ビームが照明されると、第２の光ビームを受光し、第２のビームを第２の方向に出力する。本方法はさらに、照明デバイスを使用して、表面のある面積を照明することと、ボールレンズおよび検出器アレイを使用して、照明された表面によって散乱された光からピクセルのアレイを捕捉することと、ピクセルアレイを操作することによって、物体の画像を生成することとを含む。
【０００８】
実施形態の前述の特徴は、付随の図面を参照して検討される、以下の発明を実施するための形態を参照することによってより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のある実施形態による、戦場の複数の戦車を同時かつ独立して照明する標的指定デバイスを図式的に示す。
【図２】図２は、図１の実施形態における標的指定デバイスの概略図を示す。
【図３】図３は、図２の標的指定デバイスの初期実施形態において使用するための検出器アレイと組み合わせされた光源／切替アレイを備える、装置を示す。
【図４】図４は、図２の標的指定デバイスの初期実施形態におけるボールレンズに対して位置付けられる、図３の装置を示す。
【図５】図５は、図２の標的指定デバイスのさらなる実施形態における使用のために検出器アレイと組み合わせされた光源／切替アレイを備える、別の装置を示す。
【図６】図６は、図２の標的指定デバイスのさらなる実施形態におけるボールレンズに対して位置付けられる、図５の装置を示す。
【図７】図７は、本発明のある実施形態における、標的を照明し、標的から散乱された光を検出し、標的の撮像を可能にする、標的指定デバイスの用途を図式的に示す。
【図８】図８は、標的指定デバイスを使用して撮像するための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（具体的な実施形態の詳細な説明）
本発明の種々の実施形態では、複数の標的を同時に選択的に照明および指定するためのデバイスが、提供される。本デバイスは、光源と、光学切替アレイと、ボールレンズとを備える。光源からの光は、複数の光ビームを同時にアドレス指定可能に出力することができる、光学切替アレイを通して経路指定される。切替アレイからの光ビームは、低Ｆ値ボールレンズの背面を照明する。ボールレンズは、独立して（かつ同時に）、照明される切替アレイの出力からの源点のいずれかから、高度にコリメートされた出力ビームを生成する。したがって、本デバイスは、地上または空中の複数の点を照明するために使用されることができる。例えば、図１に示されるように、デバイス１０は、光ビーム１５を用いて、戦場において戦車部隊内の戦車２０のそれぞれを照明および指定することができる。同時独立点照明は、複数の標的の同時指定、迅速かつ正確なレーザ範囲マップ生成、畳み込み撮像、複数の標的の追跡等を促進することができる。標的照明デバイスが、随意の検出器アレイを含むとき、標的から散乱された光は、ボールレンズによって屈折され、検出器アレイ上に衝突し得る。受光された光ビームを表す、検出器アレイからの信号は、標的撮像のために使用されることができる。
【００１１】
図２は、本発明の好ましい実施形態による、多標的光学指定デバイス１０の概略図を示す。本デバイスは、少なくとも光源と、切替アレイとを備える、装置３０を含む。装置３０は、ボールレンズ２５に入力される、複数の光ビーム３２を生成することができる。切替アレイは、光ビーム３２のそれぞれを個々にオンおよびオフにすることができる。装置３０はまた、同時に照明されるべき可能性として考えられる光ビーム３２のサブセットの選択を可能にする。装置３０の光源および切替アレイは、以下に説明される実施形態において明白となるであろうように、単一構造内で組み合わせられること、または別個の構造を備えることができる。ボールレンズ２５は、照明された光ビーム３２を受光し、１２０度等のボールレンズによって生成される角度θの扇ビーム内の実質的に任意の標的が、選択的に照明され、したがって、標的として指定され得るように、ビームを屈折させる。具体的実施形態では、装置３０の平面からボールレンズの出力表面の平面までの距離Ｄは、約１２５ｍｍである。いくつかの実施形態では、ボールレンズは、球状レンズに近似する。これらのボールレンズ寸法および形状は、単に、例示であり、他の寸法およびボールレンズ形状も、使用されることができる。本発明のいくつかの実施形態では、ボールレンズ２５は、標的から反射された光ビームを集光し、これらのビームが装置３０上に衝突するように、返されたビームを屈折させる役割を果たす。装置３０が検出器アレイを含む実施形態では、戦場標的の画像が、検出された光ビームから生成されることができる。本発明の種々の実施形態では、切替アレイは、微小光学、微小光電気機械システム、微小電気機械システム、圧電、電気光学、および／または液晶技術を採用してもよい。
【００１２】
図３は、本発明のある実施形態による、図２の標的指定デバイス１０において使用するための組み合わせ光源および切替アレイ装置５０を示す。装置５０は、光源６０と、半透鏡等の鏡７０と、光ファイバ束６５とを含む。光源６０は、光を伝送し、かつ束６５内の光ファイバの端部に集束させる、鏡７０を照明する。束内の光ファイバは、当技術分野において公知のように、ファイバの内側に電気光学式切替材料を有し、ボールレンズ２５を光ビーム３２で照明するであろう、具体的ファイバまたはファイバの群の選択を可能にする。本実施形態では、光ファイバは、切替アレイを形成する。図４は、図３の実施形態におけるボールレンズに２５に対する装置５０の位置付けを示す。
【００１３】
図３に戻ると、装置５０は、本発明のいくつかの実施形態では、随意に、１つ以上の検出器アレイ５５を含むことができる。これらの実施形態に関して、ボールレンズ２５は、標的から反射された光ビームを集光し、これらのビームが装置５０上に衝突するように、返されたビーム１３２を屈折させる役割を果たす。ファイバ束６５は、各ビームの一部を分裂させ、かつビームを検出器アレイ５５に指向する、鏡７０に返されたビームを伝送する。戦場標的の画像が、検出された光ビーム１３２から生成されることができる。
【００１４】
装置５０内の光源６０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザアレイ、白熱光アレイ等を含む、種々の形態をとってもよい。いくつかの実施形態では、光源は、標的によって散乱され、続いて、検出された光の識別を補助するように変調される。返された光ビーム１３２の検出が（撮像のために、または別様に）要求されないとき、鏡７０は、装置５０から省略されることができ、レンズシステム等の他の手段が、光ビーム７５を束６５内の光ファイバの端部に集束させるために使用されることができる。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施形態では、図５に示される装置１３０は、図２に示される多標的光学指定デバイス内で使用されることができる。装置１３０は、光源と切替アレイを単一源アレイ構造１３５内で組み合わせる。構造１３５は、例えば、ＶＣＳＥＬアレイであることができる。アレイ内の個々のレーザは、ボールレンズに入力される光ビーム３２を生成するために、オンおよびオフに切り替えられる（図示せず）。図６は、図５の実施形態におけるボールレンズ２５に対する装置１３０の位置付けを示す。装置１３０は、ボールレンズの表面に共形化するように湾曲されることができることに留意されたい。源アレイ１３５および検出器アレイ１４０は、当技術分野において公知のように、フォトリソグラフィまたは他の手段によって、図５に示されるように、基板１４５上に形成されることができる。ＶＣＳＥＬアレイ以外の他の発光技術も、構造１３５内で採用されることができる。いくつかの実施形態では、光源は、標的によって散乱され、続いて、検出された光の識別を補助するように変調される。
【００１６】
図５に戻ると、装置１３０は、本発明のいくつかの実施形態では、随意に、１つ以上の検出器アレイ１４０を含むことができる。これらの実施形態に関して、ボールレンズ２５は、標的から反射された光ビームを集光し、これらのビームが装置１３０上に衝突するように、返されたビーム１３２を屈折させる役割を果たす。源アレイ１３５は、戻りビーム１３２を検出器アレイ１４０を通して通過させる。戦場標的の画像が、検出された光ビーム１３２から生成されることができる。いくつかの実施形態では、装置１３０は、源アレイ１３５−検出器アレイ１４０が、若干、ボールレンズに対して平行移動され得るように、平行移動段を含んでもよい。このように、移動する標的が、追跡されることができる。いくつかの実施形態では、平行移動段は、検出器アレイを源アレイに対して移動させる。他の実施形態では、両アレイは、ボールレンズに対して平行移動される。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、図２の装置３０は、以下とともに実装されることができる。
ａ．レンズの焦点面に設置される、投影ＴＶ等の微小光学鏡。これらの微小光学鏡は、光をボールレンズの内または外に操縦する。または、
ｂ．レーザキャビティ表面が、ボールの焦点面にパターン化されることができる。本表面は、１つの場所から光学的または電子的に励起されることができる。本アプローチは、ブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイデバイス内における蛍光板の採用に類似する。ＣＲＴデバイスでは、高度に指向性の電子の集束されたビームが、画面を横断してラスタ走査され、各点が等方性様式で出力光を生産するような結果となる。同一概念が、ここでも適用される。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、標的指定デバイスを使用して１つ以上の標的の画像を生成するための方法３００が、提供される。図７に図式的に図示されるように、検出アレイを含む、標的照明および指定デバイス１０は、標的２０を照明し、標的から散乱された光１１５を受光する。図８の流れ図に示されるように、本方法は、前述のように、随意の検出器アレイを含む、標的照明および指定デバイスを提供すること３１０により開始する。標的を含有する地上のある面積が、標的照明デバイス１０を使用して、照明される３２０。ピクセルのアレイが、照明された標的によって散乱され、次いで、ボールレンズ２５および検出器アレイ（５５、１４０）によって捕捉される、光から生成される３３０。標的の画像は、画像の畳み込みを含み得る、ピクセルアレイを操作することによって生成される３４０。
【００１９】
前述の本発明の実施形態は、単に、例示であることが意図される。多数の変形例および修正が、当業者に明白となるであろう。全てのそのような変形例および修正は、本発明の範囲内であることが意図される。本発明の実施形態は、限定ではないが、以下の請求項によって説明され得る。
【図１】
2017538910.tif 000003
【図２】
2017538910.tif 000004
【図３】
2017538910.tif 000005
【図４】
2017538910.tif 000006
【図５】
2017538910.tif 000007
【図６】
2017538910.tif 000008
【図７】
2017538910.tif 000009
【図８】
2017538910.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月8日(2017.8.8)
【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】
複数の標的を同時に光学的に指定するためのデバイスであって、
ａ．光源と、
ｂ．少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成された切替アレイであって、前記第１および第２のアドレス指定可能光ビームは、前記光源から受光された光から生成され、前記光源および前記切替アレイは、源アレイ構造を備える、切替アレイと、
ｃ．前記源アレイ構造に隣接して位置付けられた表面を有するボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のアドレス指定可能光ビームを受光し、第１の出力光ビームを第１の方向に出力することと、前記第２のアドレス指定可能光ビームを受光し、第２の出力光ビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと、
ｄ．前記源アレイ構造に隣接して位置付けられた検出器アレイであって、前記検出器アレイは、前記複数の標的のうちの１つ以上から散乱され、かつ前記ボールレンズによって屈折される、光ビームを表す信号を生成するように適合されている、検出器アレイと
を備え、
前記源アレイ構造、前記検出器アレイ、または前記源アレイ構造および前記検出器アレイの組み合わせは、前記ボールレンズに対して移動可能であるように構成され、それにより、前記第１の方向における前記第１の出力光ビームは、前記複数の標的のうちの第１の標的を指定し、前記第１の出力光ビームから独立して、かつ同時に、前記第２の方向における前記第２の出力光ビームは、前記複数の標的のうちの第２の標的を指定する、デバイス。
【請求項２】
前記ボールレンズは、球状レンズである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記光源は、レーザのアレイである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記レーザアレイは、垂直キャビティ面発光レーザを備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記光源は、発光ダイオードのアレイである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記光源は、変調される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記切替アレイは、微小光学、微小光電気機械システム、微小電気機械システム、圧電、電気光学、液晶アレイ、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
ｅ．前記検出器アレイ上に衝突するように前記散乱および屈折された光ビームを指向すするように構成された鏡をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
光ファイバは、光を前記光源から前記ボールレンズに伝送するために使用され、前記光ファイバは、前記切替アレイを形成する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
複数の標的を同時に光学的に指定するための方法であって、
ａ．指定デバイスを提供することであって、前記指定デバイスは、
ｉ．光源と、
ｉｉ．少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成された切替アレイであって、前記第１および第２のアドレス指定可能光ビームは、前記光源から受光された光から生成され、前記光源および前記切替アレイは、源アレイ構造を備える、切替アレイと、
ｉｉｉ．前記源アレイ構造に隣接して位置付けられた表面を有するボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１のアドレス指定可能光ビームを受光し、第１の出力光ビームを第１の方向に出力することと、前記第２の光ビームを受光し、第２のアドレス指定可能光ビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと、
ｉｖ．前記源アレイ構造に隣接して位置付けられた検出器アレイであって、前記検出器アレイは、前記複数の標的のうちの１つ以上から散乱され、かつ前記ボールレンズによって屈折される、光ビームを表す信号を生成するように適合されている、検出器アレイと
を含む、ことと、
ｂ．前記複数の標的のうちの第１の標的を前記第１の出力光ビームで指定し、前記第１の標的の指定から独立して、かつ同時に、前記複数の標的のうちの第２の標的を第２の出力光ビームで指定することと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記ボールレンズは、球状レンズである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記光源は、レーザのアレイである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記レーザアレイは、垂直キャビティ面発光レーザを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記光源は、発光ダイオードのアレイである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
表面上の１つ以上の標的の画像を生成するための方法であって、前記方法は、
ａ．照明デバイスを提供することであって、前記照明デバイスは、
ｉ．光源と、
ｉｉ．少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成された切替アレイであって、前記第１および第２のアドレス指定可能光ビームは、前記光源から受光された光から生成され、前記光源および前記切替アレイは、源アレイ構造を備える、切替アレイと、
ｉｉｉ．前記源アレイ構造に隣接して位置付けられた表面を有するボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のアドレス指定可能光ビームを受光し、第１の出力光ビームを第１の方向に出力することと、前記第２のアドレス指定可能光ビームを受光し、第２の出力光ビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと、
ｉｖ．前記源アレイ構造に隣接して位置付けられた検出器アレイであって、前記検出器アレイは、前記複数の標的のうちの１つ以上から散乱され、かつ前記ボールレンズによって屈折される、光ビームを表す信号を生成するように適合されている、検出器アレイと
を含む、ことと、
ｂ．前記複数の標的のうちの第１の標的を前記第１の出力光ビームで指定し、前記第１の標的の指定から独立して、かつ同時に、前記複数の標的のうちの第２の標的を前記第２の出力光ビームで指定することと、
ｃ．前記照明デバイスを使用して、前記表面のある面積を照明することであって、前記面積は、前記第１の標的、前記第２の標的、または両方に対応する、ことと、
ｄ．前記検出アレイを使用して、前記表面の前記照明された面積によって散乱された光を捕捉することと、
ｅ．前記捕捉された光からピクセルアレイを生成することと、
ｆ．前記ピクセルアレイを操作することによって、前記１つ以上の標的の画像を生成することと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ピクセルアレイを操作することは、前記ピクセルアレイ上で畳み込みを行うことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記源アレイ構造を形成する、前記光源および前記切替アレイは、別個の構造である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記源アレイ構造を形成する、前記光源および前記切替アレイは、単一構造を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
ｅ．前記ボールレンズに対して前記源アレイ構造を移動させるように構成された平行移動段をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記平行移動段は、前記ボールレンズに対して前記検出器アレイおよび前記源アレイ構造を移動させるように構成されている、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
ｅ．前記源アレイ構造に対して前記検出器アレイを移動させるように構成された平行移動段をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記源アレイ構造および前記検出器アレイは、前記ボールレンズの表面に共形化するように湾曲されている、請求項１に記載のデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の他の実施形態では、表面上の物体を撮像するための方法が、提供される。本方法は、光源と、切替アレイと、検出器アレイと、ボールレンズとを備える、照明デバイスを提供することを含む。切替アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、ビームは、光源から受光された光から生成される。ボールレンズは、第１のビームが照明されると、第１の光ビームを受光し、第１の光ビームを第１の方向に出力し、第２の入力ビームが照明されると、第２の光ビームを受光し、第２のビームを第２の方向に出力する。本方法はさらに、照明デバイスを使用して、表面のある面積を照明することと、ボールレンズおよび検出器アレイを使用して、照明された表面によって散乱された光からピクセルのアレイを捕捉することと、ピクセルアレイを操作することによって、物体の画像を生成することとを含む。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
複数の標的を同時に光学的に指定するためのデバイスであって、
ａ．光源と、
ｂ．切替アレイであって、前記アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、前記ビームは、前記光源から受光された光から生成される、切替アレイと、
ｃ．ボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１の光ビームを受光し、前記第１の光ビームを第１の方向に出力することと、第２の入力ビームが照明されると、前記第２の光ビームを受光し、前記第２のビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと
を備え、
前記第１の方向および前記第２の方向は、異なる、デバイス。
（項目２）
前記ボールレンズは、球状レンズである、項目１に記載のデバイス。
（項目３）
前記光源は、レーザのアレイである、項目１に記載のデバイス。
（項目４）
前記レーザアレイは、垂直キャビティ面発光レーザを備える、項目３に記載のデバイス。
（項目５）
前記光源は、発光ダイオードのアレイである、項目１に記載のデバイス。
（項目６）
前記光源は、変調される、項目１に記載のデバイス。
（項目７）
前記切替アレイは、微小光学、微小光電気機械システム、微小電気機械システム、圧電、電気光学、および液晶アレイのうちの１つである、項目１に記載のデバイス。
（項目８）
ｄ．信号を生成するように適合された検出器アレイをさらに含み、前記信号は、前記ボールレンズによって受光され、かつ、屈折されて前記検出器アレイ上に衝突する、光ビームを表す、項目１に記載のデバイス。
（項目９）
光ファイバは、光を前記光源から前記ボールレンズに伝送するために使用され、前記光ファイバは、前記切替アレイを形成する、項目１に記載のデバイス。
（項目１０）
複数の標的を同時に光学的に指定するための方法であって、
ａ．指定デバイスを提供することであって、前記指定デバイスは、
ｉ．光源と、
ｉｉ．切替アレイであって、前記アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、前記ビームは、前記光源から受光された光から生成される、切替アレイと、
ｉｉｉ．ボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１の光ビームを受光し、前記第１の光ビームを第１の方向に出力することと、第２の入力ビームが照明されると、前記第２の光ビームを受光し、前記第２のビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと
を含む、ことと、
ｂ．同時に、第１の標的を前記第１のビームで指定し、第２の標的を前記第２のビームで指定することと
を含む、方法。
（項目１１）
前記ボールレンズは、球状レンズである、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記光源は、レーザのアレイである、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
前記レーザアレイは、垂直キャビティ面発光レーザを備える、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記光源は、発光ダイオードのアレイである、項目１０に記載の方法。
（項目１５）
表面上の物体の画像を生成するための方法であって、
ａ．照明デバイスを提供することであって、前記照明デバイスは、
ｉ．光源と、
ｉｉ．切替アレイであって、前記アレイは、少なくとも第１のアドレス指定可能光ビームおよび第２のアドレス指定可能光ビームを出力するように構成され、前記ビームは、前記光源から受光された光から生成される、切替アレイと、
ｉｉｉ．ボールレンズあって、前記ボールレンズは、前記第１のビームが照明されると、前記第１の光ビームを受光し、前記第１の光ビームを第１の方向に出力することと、第２の入力ビームが照明されると、前記第２の光ビームを受光し、前記第２のビームを第２の方向に出力することとを行うように構成されている、ボールレンズと
を含む、ことと、
ｂ．前記照明デバイスを使用して、前記表面のある面積を照明することと、
ｃ．前記照明された表面によって散乱された光からピクセルのアレイを捕捉することと、
ｄ．前記ピクセルアレイを操作することによって、前記物体の画像を生成することと
を含む、方法。
（項目１６）
前記ピクセルアレイを操作することは、前記ピクセルアレイ上で畳み込みを行うことを含む、項目１５に記載の方法。
【国際調査報告】
2017538910.tif 000011
2017538910.tif 000012
2017538910.tif 000013