(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
基板と、
前記基板に結合された複数の単一光子光検出器であって、前記単一光子光検出器が、視界からの光を検出するように配列されている、単一光子光検出器と、
前記基板に結合された少なくとも１つの追加の光検出器であって、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、前記視界からの光を検出するように配列されている、少なくとも１つの追加の光検出器と、
動作を行うためにプログラム命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記動作が、
前記複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号から光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含む、コントローラと、を備える、システム。
【請求項２】
システムであって、
基板と、
前記基板に結合された複数の単一光子光検出器であって、前記単一光子光検出器が、視界からの光を検出するように配列されている、単一光子光検出器と、
前記基板に結合された少なくとも１つの追加の光検出器であって、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、前記視界からの光を検出するように配列されている、少なくとも１つの追加の光検出器と、
動作を行うためにプログラム命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記動作が、
前記複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含む、コントローラと、を備え、
前記光検出器信号を選択することが、
前記第１の光検出器信号を第１の閾値と比較することと、
前記第１の光検出器信号が前記第１の閾値よりも小さいという判定に応答して、前記第１の光検出器信号を前記選択された光検出器信号として選択することと、を含む、システム。
【請求項３】
システムであって、
基板と、
前記基板に結合された複数の単一光子光検出器であって、前記単一光子光検出器が、視界からの光を検出するように配列されている、単一光子光検出器と、
前記基板に結合された少なくとも１つの追加の光検出器であって、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、前記視界からの光を検出するように配列されている、少なくとも１つの追加の光検出器と、
動作を行うためにプログラム命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記動作が、
前記複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含む、コントローラと、を備え、
前記光検出器信号を選択することが、
前記第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することと、
前記第２の光検出器信号が前記第２の閾値よりも大きいという判定に応答して、前記第２の光検出器信号を前記選択された光検出器信号として選択することと、を含む、システム。
【請求項４】
システムであって、
基板と、
前記基板に結合された複数の単一光子光検出器であって、前記単一光子光検出器が、視界からの光を検出するように配列されている、単一光子光検出器と、
前記基板に結合された少なくとも１つの追加の光検出器であって、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、前記視界からの光を検出するように配列されている、少なくとも１つの追加の光検出器と、
動作を行うためにプログラム命令を実行するように構成されたコントローラであって、前記動作が、
前記複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示す、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含む、コントローラと、を備え、
前記光検出器信号を選択することが、
前記第１の光検出器信号を第１の閾値と比較することと、
前記第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することと、
前記第１の光検出器信号が前記第１の閾値よりも大きく、かつ前記第２の光検出器信号が前記第２の閾値よりも小さいという判定に応答して、前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせ、前記組み合わされた光検出器信号を前記選択された光検出器信号として選択することと、を含む、システム。
【請求項５】
前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることが、
前記第１の光検出器信号を調整することであって、前記第１の光検出器信号を調整することが、前記第１の光検出器信号に高ダイナミックレンジプロファイルの第１の値を乗算することを含む、調整することと、
前記第２の光検出器信号を調整することであって、前記第２の光検出器信号を調整することが、前記第２の光検出器信号に前記高ダイナミックレンジプロファイルの第２の値を乗算することを含む、調整することと、
前記調整された第１および第２の光検出器信号を総和することと、を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記高ダイナミックレンジプロファイルが、参照テーブルを含み、前記参照テーブルが、０．０〜１．０の値を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数の単一光子光検出器が、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）検出器を含み、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）検出器またはＰＩＮフォトダイオード検出器のうちの少なくとも１つを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記基板が、第１の表面を含み、前記複数の単一光子光検出器、および前記少なくとも１つの追加の光検出器が、前記第１の表面に結合されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数の単一光子光検出器が、積み重ねられた光検出器配列を形成するように、前記少なくとも１つの追加の光検出器の上面に結合されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記基板が、主面に沿った第１の表面を含み、前記複数の単一光子光検出器の検出器のうちの少なくとも一部が、混合された光検出器配列を形成するように、前記少なくとも１つの追加の光検出器の検出器のうちの少なくとも一部の間に前記第１の表面に沿って配列されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
撮像光学系をさらに含み、前記複数の単一光子光検出器、および前記少なくとも１つの追加の光検出器が、前記撮像光学系を介して前記視界からの光を検出する、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
複数の光源をさらに備え、前記動作は、前記複数の光源に、外部環境内の対象物と相互作用して反射光を提供するように、前記システムの前記外部環境中に光を放射させることをさらに含み、前記視界から検出された前記光が、前記反射光のうちの少なくとも一部を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムが、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）システムのうちの少なくとも一部を備え、前記ＬＩＤＡＲシステムが、点群情報を車両に提供するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
方法であって、
複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す、受信することと、
少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示しており、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記複数の単一光子光検出器および前記少なくとも１つの追加の光検出器が、基板に結合されている、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号から光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含む、方法。
【請求項１５】
方法であって、
複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す、受信することと、
少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示しており、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記複数の単一光子光検出器および前記少なくとも１つの追加の光検出器が、基板に結合されている、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含み、
前記光検出器信号を選択することが、
前記第１の光検出器信号を第１の閾値と比較することと、
前記第１の光検出器信号が前記第１の閾値よりも小さいという判定に応答して、前記第１の光検出器信号を前記選択された光検出器信号として選択することと、を含む、方法。
【請求項１６】
方法であって、
複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す、受信することと、
少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示しており、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記複数の単一光子光検出器および前記少なくとも１つの追加の光検出器が、基板に結合されている、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含み、
前記光検出器信号を選択することが、
前記第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することと、
前記第２の光検出器信号が前記第２の閾値よりも大きいという判定に応答して、前記第２の光検出器信号を前記選択された光検出器信号として選択することと、を含む、方法。
【請求項１７】
方法であって、
複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することであって、前記第１の光検出器信号が、前記単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す、受信することと、
少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することであって、前記第２の光検出器信号が、前記少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、前記視界からの光を示しており、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、単一光子光検出器以外のものであり、前記複数の単一光子光検出器および前記少なくとも１つの追加の光検出器が、基板に結合されている、受信することと、
前記第１の光検出器信号、前記第２の光検出器信号、ならびに前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することと、
前記選択された光検出器信号に基づいて、前記視界内の光の強度を判定することと、を含み、
前記光検出器信号を選択することが、
前記第１の光検出器信号を第１の閾値と比較することと、
前記第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することと、
前記第１の光検出器信号が前記第１の閾値よりも大きく、かつ前記第２の光検出器信号が前記第２の閾値よりも小さいという判定に応答して、前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせ、前記組み合わされた光検出器信号を前記選択された光検出器信号として選択することと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記第１および第２の光検出器信号を組み合わせることが、
前記第１の光検出器信号を調整することであって、前記第１の光検出器信号を調整することが、前記第１の光検出器信号に高ダイナミックレンジプロファイルの第１の値を乗算することを含む、調整することと、
前記第２の光検出器信号を調整することであって、前記第２の光検出器信号を調整することが、前記第２の光検出器信号に前記高ダイナミックレンジプロファイルの第２の値を乗算することを含む、調整することと、
前記調整された第１および第２の光検出器信号を総和することと、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の単一光子光検出器が、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）検出器を含み、前記少なくとも１つの追加の光検出器が、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）検出器を含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
複数の光源に、外部環境内の対象物と相互作用して反射光を提供するように、前記外部環境中に光を放射させることをさらに含み、前記視界から検出された前記光が、前記反射光のうちの少なくとも一部を含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年９月２５日に出願された米国非仮出願第１５／７１４，４３５号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において特段の明示がない限り、このセクションに記載されている資料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、このセクションに含まれることによって先行技術であることを容認するものではない。
【０００３】
光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスは、所与の環境内の対象物までの距離を推定することができる。例えば、ＬＩＤＡＲシステムのエミッタサブシステムは、近赤外線の光パルスを放射することができ、その光パルスは、システムの環境内の対象物と相互作用し得る。光パルスのうちの少なくとも一部は、ＬＩＤＡＲに向かって元に戻り（例えば、反射または散乱に起因して）、受信機サブシステムによって検出することができる。従来の受信機サブシステムは、複数の検出器、および高い時間分解能（例えば、約４００ｐｓ）を有するそれぞれの光パルスの到達時間を判定するように構成された対応するコントローラを含み得る。ＬＩＤＡＲシステムと所与の対象物との間の距離は、所与の対象物と相互作用する対応する光パルスの飛行時間に基づいて判定され得る。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、ＬＩＤＡＲシステムのダイナミックレンジを改善する方法およびシステムに関する。例えば、ＬＩＤＡＲシステムの受信機サブシステムは、より高いダイナミックレンジのＬＩＤＡＲ撮像能力を提供するために、異なるタイプの光検出器からの入力を利用することができる。
【０００５】
第１の態様では、システムが提供される。このシステムは、基板、基板に結合されている複数の単一光子光検出器、および基板に結合されている少なくとも１つの追加の光検出器を備える。単一光子光検出器、および少なくとも１つの追加の光検出器は、視界からの光を検出するように配列される。少なくとも１つの追加の光検出器は、単一光子光検出器以外のものである。そのシステムはまた、動作を行うためにプログラム命令を実行するように構成されるコントローラも備える。動作は、複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することを含む。第１の光検出器信号は、単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す。その動作はまた、少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することも含む。第２の光検出器信号は、少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、視界からの光を示す。その動作は、さらに、第１の光検出器信号、第２の光検出器信号、ならびに第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成される組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することを含む。動作は、さらにまた、選択された光検出器信号に基づいて、視界内の光の強度を判定することも含む。
【０００６】
第２の態様では、方法が提供される。この方法は、複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することを含む。第１の光検出器信号は、単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す。その方法はまた、少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することも含む。第２の光検出器信号は、少なくとも１つの追加の光検出器によって検出される視界からの光を示す。少なくとも１つの追加の光検出器は、単一光子光検出器以外のものである。複数の単一光子光検出器、および少なくとも１つの追加の光検出器は、基板に結合される。その方法は、さらに、第１の光検出器信号、第２の光検出器信号、ならびに第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成される組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することを含む。その方法は、さらにまた、選択された光検出器信号に基づいて、視界内の光の強度を判定することを含む。
【０００７】
他の態様、実施形態、および実施態様は、添付図面の適切な箇所を参照して、以下の詳細な説明を読み取ることによって、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】例示的な実施形態によるシステムを例証する図である。
【図１Ｂ】例示的な実施形態によるシステムを例証する図である。
【図１Ｃ】例示的な実施形態によるシナリオを例証する図である。
【図２Ａ】例示的な実施形態によるシステムを例証する図である。
【図２Ｂ】例示的な実施形態によるシステムを例証する図である。
【図３】例示的な実施形態による回路を例証する図である。
【図４】例示的な実施形態による方法を例証する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
例示的な方法、デバイス、およびシステムが、本明細書に記載されている。「例示的」および「典型的」という用語は、本明細書では、「１つの例、事例、または例証としての役割を果たす」ことを意味するものとして使用されることを理解されたい。「例示的」または「典型的」であるとして本明細書に記載された任意の実施形態または特徴は、他の実施形態または特徴よりも好ましいまたは有利であるものと必ずしも解釈されるべきではない。本明細書に提示される主題の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。
【００１０】
したがって、本明細書に記載される例示的な実施形態は、限定的であることを意味するものではない。本開示の態様は、本明細書に一般的に記載され、図に例証されているように、多種多様な異なる構成で配列、置き換え、組み合わせ、分離、および設計されることができ、それらのすべてが、本明細書で想定される。
【００１１】
さらに、文脈上特段の示唆がある場合を除き、各図において例証された特徴は、互いに組み合わせて使用することができる。したがって、図は、一般的に、１つ以上の実施形態全体のうちの部分的な態様として見なされ、例示された特徴のすべてが、必ずしも各実施形態に必要であるとは限らないことを理解されたい。
【００１２】
Ｉ．概要
ガイガーモードで動作している間、シリコン光電子増倍管検出器（ＳｉＰＭ）、単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）、または他のタイプの高感度光検出器は、単一光子レベルの検知を提供することができるが、そのようなデバイスは、一般的に、比較的低いダイナミックレンジ（例えば、０〜３０００光子）を提供する。一例として、ＳｉＰＭは、比較的高い光レベル（例えば、再帰反射、近距離対象物等）を有するシナリオでは、飽和状態に達する場合がある。
【００１３】
対照的に、線形モードアバランシェフォトダイオード（ＬｍＡＰＤ）は、より高いダイナミックレンジを提供するが、単一光子レベルで光を検出することができない。すなわち、ＬｍＡＰＤは、非常に弱い光の検出能力が不足している。
【００１４】
実施形態は、それぞれの異なる光感度、スペクトル応答性、および／またはダイナミックレンジ属性を有する異なる光検出器（例えば、ＳｉＰＭおよびＬｍＡＰＤ）の組み合わせを包含するシステムおよび方法を含む。そのような検出器の組み合わせは、弱い光の検出、ならびに強い光レベルでの高ダイナミックレンジ（例えば、再帰反射を伴うシーン、近距離対象物など）を提供することができる。例示的な実施形態には、モノリシック様式で一体化されたＡＰＤおよびＳｉＰＭの組み合わせが含まれる。すなわち、ＡＰＤおよびＳｉＰＭは、同じボード上に、かつ／または同じ基板上にさえ配列することができる。例示的な実施形態として、ＡＰＤデバイスは、１つまたは２つの追加のフォトリソグラフィマスク製造工程を使用して、ＳｉＰＭ検出器アレイと同じ基板上に製造することができる。
【００１５】
第１の検出器タイプ（例えば、ＳｉＰＭ）の複数の検出器からの出力信号（例えば、光信号）は、マイクロコントローラまたは論理ユニット上の第１の入力チャネルにルーティングすることができる。同様に、第２の検出器タイプ（例えば、ＡＰＤ）の複数の検出器からの出力信号は、マイクロコントローラまたは論理ユニットの第２の入力チャネルにルーティングすることができる。弱い光の状況では、論理ユニットは、実際の光強度を表すものとしてＳｉＰＭ信号を選択し、雑音のあるまたは非線形のＡＰＤ信号を無視することができる。明るい光のシナリオでは、論理ユニットは、実際の光強度を表すものとしてＡＰＤ信号を選択し、飽和したＳｉＰＭ信号を無視することができる。他の光レベルのシナリオでは、ＡＰＤおよびＳｉＰＭからのそれぞれの信号は、様々な割合で混合または重み付けされて、検出される光子に対して実質的に線形である信号強度を提供することができる。
【００１６】
別の実施形態では、ＡＰＤおよびＳｉＰＭのペアが、並列回路で配列され得る。いくつかの実施形態では、そのようなペアの検出器は、極零ゼロネットワークを使用して結合されてもよい。そのようなシナリオでは、並列の組み合わせを流れる電流は、実際の光レベルを示すアナログ信号を提供することができる。
【００１７】
別の方法による実施形態では、ＡＰＤの代わりに、またはＡＰＤに加えて、ＰＩＮダイオードを使用することができる。すなわち、いくつかの実施形態では、撮像システムが、３つ以上のタイプの検出器（例えば、ＳｉＰＭ、ＡＰＤ、ＰＩＮダイオード、ボロメータ、光伝導体等）を組み込むことができる。他の実施形態では、ＡＰＤデバイスは、対応するＳｉＰＭデバイスの下に積み重ねることができる。そのようなシナリオでは、ＳｉＰＭデバイスによっては吸収されない光子は、ＳｉＰＭ（および場合によっては、介在材料）を通ってＡＰＤデバイスに送出され得る。そのようにして、低い光レベルと明るい光レベルの両方を検出することができる。
【００１８】
ＩＩ．例示的システム
図１Ａは、例示的な実施形態によるシステム１００を例証する。システム１００は、基板１０２に結合された複数の単一光子光検出器１１０を備える。この複数の単一光子光検出器１１０は、第１の光検出器タイプ１１２の複数の光検出器を含む。
【００１９】
システム１００はまた、基板１０２に結合された少なくとも１つの追加の光検出器１２０も備える。少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、第２の光検出器タイプ１２２の１つ以上の光検出器を含む。すなわち、少なくとも１つの追加の光検出器は、単一光子光検出器ではない光検出器である。いくつかの実施形態では、第１の光検出器タイプは、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）検出器を含む。例示的な実施形態は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）検出器またはＰＩＮフォトダイオード検出器のうちの少なくとも１つであるものとして、第２の光検出器タイプを含むことができる。本明細書では、他の光検出器タイプもまた可能であり、想定されている。
【００２０】
いくつかの実施形態では、基板１０２は、第１の表面を含むことができる。そのようなシナリオでは、第１の表面は、基板１０２の主面に沿って配設することができる。
【００２１】
複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、第１の表面に結合することができる。例えば、複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、基板１０２の同じ表面上に横に並んだ配列で配設することができる。
【００２２】
別の実施形態では、複数の単一光子光検出器１１０の検出器のうちの少なくとも一部は、混合された光検出器配列を形成するように、少なくとも１つの追加の光検出器１２０の検出器のうちの少なくとも一部の間に第１の表面に沿って配列することができる。他の実施形態では、複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、他の配列で配設され得、かつ／または基板１０２の異なる表面に結合され得る。
【００２３】
複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０の他の配列が可能である。例えば、複数の単一光子光検出器１１０は、積み重ねられた光検出器配列を形成するように、少なくとも１つの追加の光検出器１２０の上面に結合され得る。
【００２４】
またさらに、本明細書に記載された例は、基板１０２に関するものであるが、他の実施形態は、２つ以上の基板上に配列されたそれぞれの検出器を含み得ることを理解されたい。例えば、複数の単一光子光検出器１１０は、第１の基板の表面に沿って配列され得、少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、第２の基板の表面に沿って配列され得る。本明細書では、２つ以上の基板を含む他の検出器配列が可能であり、想定されている。
【００２５】
いくつかの実施形態では、複数の単一光子光検出器１１０は、視界からの光を検出するように配列されている。そのようなシナリオでは、少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、同じ視界ののうちの少なくとも一部からの光を検出するように配列されている。例示的な実施形態では、システム１００は、撮像光学系１４２を備える。そのようなシナリオでは、複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、両方とも撮像光学系１４２を介して、共通の視界からの光を検出することができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、システム１００は、光検出器出力回路１２８を備える。複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、光検出器出力回路１２８に結合され得る。
【００２７】
システム１００はまた、論理ユニット１３０も備える。例示的な実施形態では、論理ユニット１３０は、第１の入力チャネル１３２および第２の入力チャネル１３４を含む。そのようなシナリオでは、複数の単一光子光検出器１１０のそれぞれの光検出器信号は、論理ユニット１３０の第１の入力チャネル１３２にルーティングされる。少なくとも１つの追加の光検出器１２０のそれぞれの光検出器信号は、論理ユニット１３０の第２の入力チャネル１３４にルーティングされる。
【００２８】
例示的な実施形態において、弱い光の状況の間では、論理ユニット１３０は、ＳｉＰＭ信号を実際の光強度を表すものとして選択し、雑音のあるまたは非線形のＡＰＤ信号を無視することができる。対照的に、明るい光のシナリオでは、論理ユニット１３０は、ＬｍＡＰＤ信号を実際の光強度を表すものとして選択し、飽和するＳｉＰＭ信号を無視することができる。他の光レベルのシナリオでは、ＬｍＡＰＤおよびＳｉＰＭからのそれぞれの信号は、様々な割合で混合または重み付けされて、検出された光子に対して実質的に線形である信号強度を提供することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、システム１００は、露出計１４０を備える。露出計１４０は、照明条件を示す情報を論理ユニット１３０に提供するように構成することができる。少なくともいくつかの実施形態では、論理ユニット１３０は、照明条件に基づいて、組み合わされた画像を提供することができる。
【００３０】
いくつかの例示的な実施形態では、システム１００は、複数の光源１４４を含むことができる。複数の光源１４４は、レーザを含んでもよいが、他のタイプの光源もまた、想定される。複数の光源１４４を含むことができるいくつかの実施形態は、２５６個のレーザ光源を含んでもよい。そのようなシナリオでは、複数の単一光子光検出器１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、各々、２５６個の光検出器を含んでもよい。他の数量の光源および光検出器が可能であり、かつ想定されている。
【００３１】
システム１００は、さらに、コントローラ１５０を備える。いくつかの実施形態では、コントローラ１５０は、論理ユニット１３０の機能性のうちの一部またはすべてを含むことができる。コントローラ１５０は、少なくとも１つのプロセッサ１５２、およびメモリ１５４を含む。少なくとも１つのプロセッサ１５２は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでもよい。本明細書では、ソフトウェア命令を行うように構成された他のタイプのプロセッサ、コンピュータ、またはデバイスが、想定されている。メモリ１５４は、以下に限定されないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（例えば、フラッシュメモリ）、半導体ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ  ＤＶＤ等の非一過性コンピュータ可読媒体を含んでもよい。
【００３２】
少なくとも１つのプロセッサ１５２は、動作を行うために、メモリ１５４内に格納されたプログラム命令を実行するように構成されている。いくつかの実施形態では、動作は、複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することを含む。いくつかの実施形態では、第１の光検出器信号は、単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示すことができる。
【００３３】
動作は、さらに、少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することを含む。そのようなシナリオでは、第２の光検出器信号は、少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、視界からの光を示すことができる。
【００３４】
動作はまた、第１の光検出器信号、第２の光検出器信号、ならびに第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することも含む。
【００３５】
またさらに、動作は、選択された光検出器信号に基づいて、視界の光の強度を判定することも含む。
【００３６】
いくつかの実施形態では、動作は、共通の視界のうちの少なくとも一部の露出条件を示す情報を受け取ることを含むことができる。例えば、露出計１４０は、露出条件についての情報を提供してもよい。そのようなシナリオでは、組み合わされた光検出器信号は、露出条件に基づいている第１および第２の光検出器の組み合わせによって形成されてもよい。
【００３７】
コントローラ１５０は、車両上に配設されたコンピュータ、外部コンピュータ、またはスマートフォン、タブレットデバイス、パーソナルコンピュータ、ウェアラブルデバイス等のモバイルコンピューティングプラットフォームを含んでもよい。追加的に、または別の方法として、コントローラ１５０は、クラウドサーバなどの遠隔に設置されたコンピュータシステムを含んでもよく、またはそれに接続されてもよい。例示的な実施形態では、コントローラ１５０は、本明細書に記載されたいくつかまたはすべての方法ブロックまたはステップを行うように構成されてもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態では、動作は、光検出器信号を選択することを含む。光検出器信号を選択することは、第１の光検出器信号を第１の閾値と比較することを含むことができる。第１の閾値は、閾値電圧、閾値電流、および／または電圧もしくは電流の変化率であり得る。第１の光検出器信号が第１の閾値よりも小さいという判定に応答して、動作は、第１の光検出器信号を、選択された光検出器信号として選択することを含むことができる。すなわち、いくつかの実施形態では、光電流または光電圧が閾値電流または閾値電圧を下回る場合、単一光子検出器からの信号が望ましい場合がある。すなわち、低い光レベルでは、ＳｉＰＭ信号が、唯一の妥当な光信号であり得、その理由は、ＡＰＤまたは他の光検出器が、そのような低いレベルでは光子を検出することができない場合があるからである。
【００３９】
いくつかの実施形態では、動作は、第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することを含むことができる。第２の閾値は、例えば、比較的高い光レベル（例えば、ＡＰＤが有効であり得る光レベル）を示し得る閾値電圧または閾値電流（または電圧／電流の変化率）であり得る。そのようなシナリオでは、第２の光検出器信号が第２の閾値よりも大きいという判定に応答して、動作は、第２の光検出器信号を、選択された光検出器信号として選択することを含むことができる。すなわち、比較的高い光レベルでは、非単一光子検出器を選択することができる。
【００４０】
またさらなる実施形態では、光検出器信号を選択することは、第１の光検出器信号を第１の閾値と比較すること、第２の光検出器信号を第２の閾値と比較すること、ならびに第１の光検出器信号が第１の閾値よりも大きく、かつ第２の光検出器信号が第２の閾値よりも小さいという判定に応答して、第１および第２の光検出器信号を組み合わせること、および組み合わされた光検出器信号を、選択された光検出器信号として選択することを含むことができる。言い替えると、光子束が最小閾値光電流／光電圧よりも大きいが、最大光電流／光電圧よりも小さい場合、第１および第２の光検出器からの信号を組み合わせて、光検出器が単独で利用された場合よりも高いダイナミックレンジを提供することができる。
【００４１】
いくつかの例示的な実施形態は、ある閾値に対する１つ以上の比較を含む必要はない。そのようなシナリオでは、第１および第２の光検出器信号上で、ある動作が実行されて、それらの信号を組み合わせることができる。例えば、第１および第２の光検出器信号を組み合わせることは、第１および第２の光検出器信号に基づいて、加重和を取ることを含んでもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態では、第１および第２の光検出器信号を組み合わせることは、第１の光検出器信号を調整することを含んでもよい。そのようなシナリオでは、第１の光検出器信号を調整することは、第１の光検出器信号に高ダイナミックレンジプロファイルの第１の値を乗算することを含んでもよい。第１および第２の光検出器信号を組み合わせることは、第２の光検出器信号を調整することを含んでもよい。そのようなシナリオでは、第２の光検出器信号を調整することは、第２の光検出器信号に高ダイナミックレンジプロファイルの第２の値を乗算することを含んでもよい。第１および第２の光検出器信号を組み合わせることはまた、調整された第１および第２の光検出器信号を総和することを含んでもよい。本明細書では、第１および第２の光検出器信号を組み合わせる他の方法が、想定されていることを理解されたい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、高ダイナミックレンジプロファイルは、参照テーブル（ＬＵＴ）を含むことができる。参照テーブル内のうちの少なくとも一部の情報には、０．０〜１．０の値を含み得る。例えば、参照テーブルには、３つの列が含まれてもよい。第１の列は、露出条件または光子束レベルの範囲を含むことができる。第２の列は、第１の検出器アレイ１１０からの光信号のための乗数を表す０．０〜１．０の値を含むことができる。第３の列は、少なくとも１つの追加の光検出器１２０からの光信号のための乗数を表す１．０〜０．０の値を含むことができる。そのようなシナリオでは、参照テーブルは、現在の露出条件に基づいて、第１の検出器アレイ１１０、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０からのそれぞれの光信号を適切に混合するための情報を提供することができる。他の情報、配列、および／または値が、参照テーブル内に含まれ得る。一例として、参照テーブルは、２つの列を含んでもよく、第１の列は、第１の検出器アレイ１１０からの光信号の値の範囲を含んでもよい。そのようなシナリオでは、第２の列は、少なくとも１つの追加の光検出器１２０からの光信号のための乗数を表し得る０．０〜１．０の値を含むことができる。
【００４４】
複数の光源１４４を含む例示的な実施形態では、動作は、複数の光源１４４に、外部環境内の対象物と相互作用して反射光をもたらすように、システムの外部環境中に光を放射させることを含むことができる。共通の視界から検出された光は、反射光のうちの少なくとも一部を含み得る。そのようなシナリオでは、システム１００は、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）システムのうちの少なくとも一部を含む。ＬＩＤＡＲシステムは、外部環境内の１つ以上の対象物（例えば、場所、形状等）についての情報（例えば、点群データ）を提供するように構成されてもよい。記載されたいくつかの実施形態は、いくつかの光源を含むが、本明細書で想定される他の実施形態は、単一光源を含んでもよい。
【００４５】
例示的な実施形態では、ＬＩＤＡＲシステムは、点群情報、対象物情報、地図情報、または他の情報を車両に提供することができる。車両は、半自動または完全自動車両であり得る。例えば、車両は、自動運転車もしくは自律型ドローン、自律型トラック、または自律型ロボットであり得る。本明細書では、他のタイプの車両が想定されている。
【００４６】
システム１００は、通信インターフェース１４６を含むことができる。通信インターフェース１４６は、コントローラ１５０、複数の単一光子光検出器１１０、少なくとも１つの追加の光検出器１２０、論理ユニット１３０、１つ以上のコンピューティングネットワーク、および／または他の車両などの、システム１００の様々な要素間の通信回線を提供するように構成されてもよい。
【００４７】
通信インターフェース１４６は、例えば、本明細書に記載された１つ以上の他の車両間、センサ間、または他の要素間の有線もしくは無線通信を、直接かまたは通信ネットワークを介してのいずれかで提供するように構成されたシステムであり得る。この目的のために、通信インターフェース１４６は、他の車両、センサ、サーバ、または他のエンティティと直接かまたは通信ネットワークを介してのいずれかで通信するためのアンテナまたはチップセットを含み得る。チップセットまたは通信インターフェース１４６は、一般的に、他の数ある可能性の中でも、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ  ＬＯＷ  ＥＮＥＲＧＹ（ＢＬＥ）、ＩＥＥＥ８０２．１１に記載されている通信プロトコル（任意のＩＥＥＥ８０２．１１改訂版を含む）、セルラー技術（ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、ＥＶ‐ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、またはＬＴＥ等）、ＺＩＧＢＥＥ、専用短距離通信（ＤＳＲＣ）、および無線自動識別（ＲＦＩＤ）通信などの１つ以上のタイプの無線通信（例えば、プロトコル）に従って通信するように配列されてもよい。通信インターフェース１４６は、他の形態を取ることもできる。
【００４８】
図１Ｂは、例示的な実施形態によるシステム１６０を例証する。システム１６０は、図１Ａを参照して例証および説明したように、システム１００の要素のうちの一部またはすべてを含むことができる。例えば、システム１６０は、エミッタサブシステム１７０を含んでもよく、そのエミッタサブシステムは、複数の光源１４４、および光源コントローラ１７２を含むことができる。複数の光源１４４は、光源コントローラ１７２によって制御することができる。
【００４９】
システム１６０はまた、受信機サブシステム１８０も含む。この受信機サブシステム１８０は、第１のタイプ１１２の複数の光検出器を有する複数の単一光子光検出器１１０、および第２のタイプ１２２の１つ以上の光検出器を有する少なくとも１つの追加の光検出器１２０を含むことができる。さらに、複数の単一光子光検出器１１０の光検出器、および少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、光検出器出力回路１２８に結合され得る。
【００５０】
受信機サブシステム１８０はまた、論理ユニット１３０も含む。論理ユニット１３０は、第１の入力チャネル１３２および第２の入力チャネル１３４を含む。
【００５１】
エミッタサブシステム１７０および受信機サブシステム１８０は、撮像光学系１４２に結合され得る。そのようなシナリオでは、複数の光源１４４は、光パルス１６２をシステム１６０の外部環境１６４の中に放射するように構成され得る。光パルス１６２は、外部環境１６４内の対象物と相互作用し得る。例えば、光パルス１６２は、対象物によって、少なくとも部分的に反射され、反射光１６６として受信機サブシステム１８０に向かって戻され得る。反射光１６６は、撮像光学系１４２を介して、受信機サブシステム１８０によって受け取られ得る。
【００５２】
図１Ｃは、例示的な実施形態によるシステム１８１を例証する。このシステム１８１は、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３、および／または４を参照して例証および説明されるように、いくつかの要素、プロセス、または方法を例証することができる。例えば、複数の単一光子光検出器１１０は、複数の単一光子光検出器信号１８２を提供することができる。少なくとも１つの追加の光検出器１２０は、少なくとも１つの追加の光検出器信号１８４を提供することができる。
【００５３】
例示的な実施形態では、単一光子光検出器信号１８２および少なくとも１つの追加の光検出器信号１８４は、論理ユニット１３０に入力されてもよい。
【００５４】
そのようなシナリオでは、動作は、単一光子光検出器信号１８２と、少なくとも１つの追加の光検出器信号１８４との組み合わせに基づいて、組み合わされた光検出器信号１９０を形成することを含む。さらに、論理ユニット１３０は、露出条件１８８を示す情報を受信するように構成されてもよい。またさらに、論理ユニット１３０は、高ダイナミックレンジプロファイル１８９を示す情報を受信するように構成されてもよい。そのようなシナリオでは、組み合わされた光検出器信号１９０を形成することは、露出条件１８８および／または高ダイナミックレンジプロファイル１８９に、少なくとも部分的に基づくことができる。
【００５５】
図２Ａは、例示的な実施形態によるシステム２００を例証する。システム２００は、図１Ａおよび１Ｂを参照して例証および説明したように、システム１００および１６０と同様または同一の要素を含むことができる。システム２００は、第２の基板２０４に結合された第１の基板２０２を含む。第１の基板２０２は、複数の単一光子光検出器２１０、および少なくとも１つの追加の光検出器２２０を含むことができる。そのようなシナリオでは、複数の単一光子光検出器２１０は、第１のタイプ２１２の複数の光検出器を含むことができる。例えば、第１のタイプ２１２の複数の光検出器は、第１の基板２０２の第１の表面に沿って矩形アレイ状に配設することができる。さらに、少なくとも１つの追加の光検出器２２０は、第２のタイプ２２２の１つ以上の光検出器を含むことができる。例えば、第２のタイプ２２２の１つ以上の光検出器は、第１の基板２０２の第１の表面に沿って矩形アレイ状に配設することができる。すなわち、それぞれのタイプの光検出器は、第１の基板２０２の表面に沿って互いに隣り合って配設することができる。
【００５６】
例示的な実施形態では、複数の単一光子光検出器２１０、および少なくとも１つの追加の光検出器２２０のそれぞれの光検出器は、ウェハ貫通ヴィア２２３およびバンプ接合２２９のそれぞれのアレイを介して第２の基板２０４上の光検出器出力回路２２８（例えば、読み出し集積回路（ＲＯＩＣ））に結合することができる。本明細書では、他のタイプの導電性または無線接続が、想定されている。
【００５７】
図２Ｂは、例示的な実施形態によるシステム２４０を例証する。システム２４０は、図１Ａ、１Ｂ、および２Ａを参照して例証および記載したように、システム１００、１６０、および／または２００と同様または同一の要素を含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、システム２４０は、少なくとも１つの追加の光検出器２２０に物理的に結合されるように配設される複数の単一光子光検出器２１０を含んでもよい。一例として、第１のタイプ２１２の複数の光検出器は、第２のタイプ２２２の１つ以上の光検出器の上に積み重ねられてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、光検出器出力回路２２８は、第１の基板２０２上に配置することができる。他の実施形態は、少なくとも１つの追加の光検出器２２０に対して異なる配向に配設される複数の単一光子光検出器２１０を含んでもよい。
【００５８】
図３は、例示的な実施形態による回路３００を例証する。回路３００は、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２Ａ、および２Ｂを参照して例証および説明したように、システム１００、１６０、１８１、２００、および／または２４０の一部と同様または同一であってもよい。例示的な実施形態では、回路３００は、増幅器チェーンが、第１のタイプ３１２の所与の光検出器、および第２のタイプ３２２の対応する光検出器からの一方または両方の信号を処理する方法を説明することができる。
【００５９】
例えば、第１のタイプ３１２の光検出器は、第１の基準電圧３３０と第１の抵抗器３０４との間に接続され得る。第１の抵抗器３０４は、接地３２０に接続され得る。さらに、回路３００は、第２のタイプ３２２の光検出器を含むことができ、その光検出器は、第２の基準電圧３３２と第２の抵抗器３１４との間に接続され得る。第２の抵抗器３１４は、接地３２０に接続され得る。さらに、第１のコンデンサ３０６および第２のコンデンサ３１６は、それらのそれぞれの光検出器の出力と基準結節点３１０との間に接続され得る。基準結節点３１０において検出された電圧または電流は、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）または別のタイプの信号出力に出力され得る。
【００６０】
そのようなシナリオでは、抵抗器３０４、３１４およびコンデンサ３０６、３１６などの、回路３００の様々な構成要素の値を調整および／または選択して、トランスインピーダンス増幅器に提供される出力光信号３３４を調整することができる。言い替えると、構成要素の値を選択または調整することによって、第１の光信号３１８および第２の光信号３２４は、出力光信号３３４を提供する前に、所望の度合いに混合され、ないし組み合わせられ得る。そのような調整は、追加的にまたは別の方法で、様々な周波数依存性を有する動作を提供することができる。すなわち、回路３００の周波数応答は、抵抗器３０４、３１４、ならびにコンデンサ３０６および３１６の構成要素の値を変更することによって調整され得る。
【００６１】
第１の光検出器３１２（例えば、ＳｉＰＭ検出器）と関連付けられたＲＣフィルタ（例えば、第１の抵抗器３０４および第１のコンデンサ３０６）は、回復時間および周囲光応答をチューニングすることができる。第２の光検出器３２２（例えば、ＬｍＡＰＤ検出器）と関連付けられたＲＣフィルタ（例えば、第２の抵抗器３１４および第２のコンデンサ３１６）は、周囲光源またはＤＣ光源の阻止レベルをチューニングするように動作可能であり得る。この回路配列に基づいて、複数のバリエーションが可能であることを理解されたい。例えば、第１の抵抗器３０４または第２の抵抗器３１４のどちらかが、普通のダイオードによって置き換えられると、光検出器の飽和動作を変調することができる。さらに、結合回路、または個別のバイアス回路（例えば、第１の基準電圧Ｖ１  ３３０および第２の基準電圧Ｖ２  ３３２を提供するための）を追加して、第１の光信号３１８、第２の光信号３２４、および／または出力光信号３３４の振幅、持続時間、形状、および／または他の態様をさらに調整することができる。
【００６２】
回路３００は、第１の光検出器３１２および第２の光検出器３２２のそれぞれの信号を組み合わせるように構成された１つの可能な回路を例証しているが、他の回路も可能である。例えば、それぞれの光検出器３１２および３２２は、異なる構成を有することができ、それらの構成は、それぞれの増幅器および出力を含んでもよい。
【００６３】
いくつかの実施形態では、回路３００は、ポールゼロ構成を含んでもよい。例えば、１つ以上の抵抗器は、第１のコンデンサ３０６および／または第２のコンデンサ３１６と並列に配置することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ＳｉＰＭおよび／またはＬｍＡＰＤは、検出器面積に着目して、特別にサイズ設定されてもよい。例えば、ＬｍＡＰＤのうちの１つ以上の寸法を選択して、所望の高強度応答を提供することができ、その応答は、ＳｉＰＭに起因する小信号応答よりも小さい信号で強い応答である場合がある。
【００６５】
さらに、ＬｍＡＰＤの寸法は、その雑音が、小信号における感度の低下をもたらし得る、ＳｉＰＭの単一光子応答に近づくかまたは上回らないように十分小さくなるように、選択することができる。
【００６６】
ＩＩＩ．例示的方法
図４は、例示的な実施形態に係る方法４００を例証する。方法４００は、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、および３を参照して例証および説明したように、システム１００、コントローラ１５０、システム１６０、システム２００、システム２４０、または回路３００によって全体的にまたは部分的に実行することができる。方法４００は、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、および３を参照して例証および説明されたものと同様または同一の要素を含むことができる。方法４００は、本明細書に明示的に開示されたものよりも少ないまたは多いステップまたはブロックを含み得ることを理解されたい。さらに、方法４００のそれぞれのステップまたはブロックは、任意の順序で実行されてもよく、各ステップまたはブロックは、１回以上実行されてもよい。
【００６７】
ブロック４０２は、複数の単一光子光検出器からの第１の光検出器信号を受信することを含む。第１の光検出器信号は、単一光子光検出器によって検出された、視界からの光を示す。
【００６８】
ブロック４０４は、少なくとも１つの追加の光検出器からの第２の光検出器信号を受信することを含む。第２の光検出器信号は、少なくとも１つの追加の光検出器によって検出された、視界からの光を示す。複数の単一光子光検出器は、第１の光検出器タイプの光検出器を含む。少なくとも１つの追加の光検出器は、第２の光検出器タイプの光検出器を含む（例えば、少なくとも１つの追加の光検出器は、単一光子光検出器以外のものである）。複数の単一光子光検出器、および少なくとも１つの追加の光検出器は、基板に結合される。いくつかの実施形態では、第１の光検出器タイプは、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）検出器を含む。追加的にまたは別の方法として、第２の光検出器タイプは、線形モードアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）検出器を含むことができる。
【００６９】
本明細書の他の箇所で説明したように、いくつかの実施形態は、複数の単一光子光検出器、および少なくとも１つの追加の光検出器を、異なる基板上に配列されているものとして含み得る。
【００７０】
ブロック４０６は、第１の光検出器信号、第２の光検出器信号、ならびに第１および第２の光検出器信号を組み合わせることによって形成された組み合わされた光検出器信号のうちの少なくとも２つから光検出器信号を選択することを含む。
【００７１】
ブロック４０８は、選択された光検出器信号に基づいて、視界内の光の強度を判定することを含む。一例として、視界内の光の強度を判定することは、ＬＩＤＡＲデバイスからの点群のうちの少なくとも一部を判定することを含み得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、光検出器信号を選択することは、第１の光検出器信号を第１の閾値と比較することを含んでもよい。そのようなシナリオでは、第１の光検出器信号が第１の閾値よりも小さいという判定に応答して、方法４００は、第１の光検出器信号を、選択された光検出器信号として選択することを含んでもよい。
【００７３】
追加的に、または別の方法として、光検出器信号を選択することは、第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することを含んでもよい。そのようなシナリオでは、第２の光検出器信号が第２の閾値よりも大きいという判定に応答して、方法４００は、第２の光検出器信号を、選択された光検出器信号として選択することを含んでもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、光検出器信号を選択することは、第１の光検出器信号を第１の閾値と比較すること、および第２の光検出器信号を第２の閾値と比較することを含んでもよい。そのようなシナリオでは、第１の光検出器信号が第１の閾値よりも大きく、かつ第２の光検出器信号が第２の閾値よりも小さいという判定に応答して、方法４００は、第１および第２の光検出器信号を組み合わせること、および組み合わされた光検出器信号を、選択された光検出器信号として選択することを含んでもよい。
【００７５】
いくつかの実施形態では、第１および第２の光検出器信号を組み合わせることは、第１の光検出器信号を調整することを含んでもよい。一例として、第１の光検出器信号を調整することは、第１の光検出器信号に高ダイナミックレンジプロファイルの第１の値を乗算することを含んでもよい。第１および第２の光検出器信号を組み合わせることはまた、第２の光検出器信号を調整することも含み得る。そのような第２の光検出器信号の調整は、第２の光検出器信号に高ダイナミックレンジプロファイルの第２の値を乗算することを含んでもよい。そのようなシナリオでは、第１および第２の光検出器信号を組み合わせることは、調整された第１および第２の光検出器信号を総和することを含んでもよい。
【００７６】
本明細書の他の箇所に記載したように、第１の光検出器タイプは、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）検出器を含むことができるが、これに限定されない。追加的に、または別の方法として、第２の光検出器タイプは、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）検出器を含むことができるが、これに限定されない。
【００７７】
任意選択的に、方法４００はまた、複数の光源に、外部環境内の対象物と相互作用して反射光をもたらすように、外部環境中に光を放射させることを含むこともできる。そのようなシナリオでは、共通の視界から検出された光は、反射光のうちの少なくとも一部を含んでもよい。
【００７８】
いくつかの実施形態では、方法４００はまた、第１の光検出器アレイのそれぞれの光検出器信号を、論理ユニットの第１の入力チャネルにルーティングすること、および少なくとも１つの追加の光検出器のそれぞれの光検出器信号を、論理ユニットの第２の入力チャネルにルーティングすることも含んでもよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、方法４００はまた、共通の視界のうちの少なくとも一部の露出条件を示す情報を受信することも含む。そのようなシナリオでは、第１および第２の光検出器信号を組み合わせることは、露出条件を示す受信した情報に基づくことができる。
【００８０】
各図に示した特定の配列は、限定的なものと見なされるべきではない。他の実施形態は、所与の図の中に示された各要素を、ある程度含み得ることを理解されたい。さらに、例証された要素のうちのいくつかは、組み合わせられ、または省略され得る。またさらに、例証となる実施形態は、各図に例証されていない要素を含んでもよい。
【００８１】
情報の処理を表すステップまたはブロックは、本明細書に記載された方法または技術の特定の論理的機能を実行するように構成されることが可能である回路に対応することができる。別の方法として、または追加的に、情報の処理を表すステップまたはブロックは、モジュール、セグメント、物理的なコンピュータ（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））、またはプログラムコードの一部（関連データを含む）に対応することができる。プログラムコードは、方法または技術において特定の論理的機能または動作を実施するためのプロセッサによって実行可能である１つ以上の命令を含むことができる。プログラムコードおよび／または関連データは、ディスク、ハードドライブ、または他のストレージ媒体を含むストレージデバイスなどの任意のタイプのコンピュータ可読媒体上に格納することができる。
【００８２】
コンピュータ可読媒体はまた、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの、データを短い期間の間格納するコンピュータ可読媒体などの非一過性コンピュータ可読媒体を含むこともできる。コンピュータ可読媒体はまた、プログラムコードおよび／またはデータをより長期間格納する非一過性コンピュータ可読媒体を含むこともできる。したがって、コンピュータ可読媒体は、例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスクもしくは磁気ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）などの二次的または永続的な長期ストレージを含んでもよい。コンピュータ可読媒体はまた、任意の他の揮発性または不揮発性ストレージシステムとすることもできる。コンピュータ可読媒体は、例えば、コンピュータ可読ストレージ媒体、または有形のストレージデバイスと見なすことができる。
【００８３】
様々な例および実施形態が開示されてきたが、他の例および実施形態は、当業者であれば明かであろう。開示された様々な例および実施形態は、例証の目的のためであり、限定することを意図されておらず、その真の範囲は、以下の特許請求の範囲により示される。
【図１Ａ】
0006970820.tif 000002
【図１Ｂ】
0006970820.tif 000003
【図１Ｃ】
0006970820.tif 000004
【図２Ａ】
0006970820.tif 000005
【図２Ｂ】
0006970820.tif 000006
【図３】
0006970820.tif 000007
【図４】
0006970820.tif 000008