(57)【要約】  視野を光ビームで走査するシステムは、ミラーとミラーを２つの終端位置間で軸線の周りに回転させるように構成された駆動機構とを有する走査ミラー装置と、異なる方向からミラーに向けられる少なくとも第１の光ビーム及び第２の光ビームを同時に生成するように構成される少なくとも１つの光源とを含むことができる。ミラーの回転時に、第１及び第２の光ビームは、視野を走査することができる。走査ミラー装置の別の例は、ミラーと、ミラーの両側に取り付けられたヒンジと、ヒンジに取り付けられ、かつヒンジをねじってミラーにより大きいねじりをもたらすように構成された駆動機構とを含み、ヒンジは、駆動機構とミラーの間に配置される。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野を光ビームで走査するシステムであって、
ミラーと、１０度又はそれよりも大きい角度によって隔てられた２つの終端位置間で該ミラーを軸線の周りに回転させるように構成された駆動機構とを含む走査ミラー装置と、
前記ミラーに向けられた少なくとも第１の光ビームと、第２の光ビームとを同時に生成するように構成された１又は２以上の光源であって、該ミラーに向けた該第１の光ビームの方向が該ミラーに向けた該第２の光ビームの方向から少なくとも５度だけ異なる前記１又は２以上の光源と、
を含み、
前記第１及び第２の光ビームは、前記ミラーの回転時に、少なくとも２０度の結合視野を走査するように構成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記走査ミラー装置は、前記２つの終端位置間の中間に中心位置を有するように構成され、
前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームは、前記中心位置での前記ミラーを用いて、該ミラーの反射面に対して垂直に延びる中心軸線の両側から該ミラーに向けて誘導される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１又は２以上の光源は、第３の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第３の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１又は２以上の光源は、第４の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第４の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、及び前記第３の光ビームの各々の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記１又は２以上の光源は、単一光源であり、
システムが、前記単一光源によって放出されたビームから前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方を生成するように構成されたビーム分割装置を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記１又は２以上の光源は、前記第１の光ビームを生成するように構成された第１の光源と前記第２の光ビームを生成するように構成された第２の光源とを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ミラーに向けた前記第１の光ビームの前記方向は、該ミラーに向けた前記第２の光ビームの前記方向から１０度又はそれよりも大きい角度だけ異なっていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ミラーに向けた前記第１の光ビームの前記方向は、該ミラーに向けた前記第２の光ビームの前記方向から２０度又はそれよりも大きい角度だけ異なっていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１及び第２の光ビームは、前記ミラーの回転時に、４０度又はそれよりも大きい角度の視野を走査するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
命令を格納する１又は２以上のメモリデバイスと、
前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームで前記ミラーを同時に照明するように前記１又は２以上の光源を向ける段階、及び
前記第１及び第２の光ビームを前記視野にわたって走査させるように前記ミラーを前記２つの終端位置間で回転させる段階、
を含む方法のアクションを実施する前記格納された命令を実行する１又は２以上の処理デバイスと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記走査ミラー装置は、前記ミラーの両側に取り付けられたヒンジを含み、
前記ヒンジは、前記駆動機構と前記ミラーの間に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
１又は２以上の物体の位置を決定するシステムであって、
ミラーと、２つの終端位置間で軸線の周りに該ミラーを回転させるように構成された駆動機構とを含む走査ミラー装置と、
前記ミラーに向けられた第１の光ビーム及び第２の光ビームを同時に生成するように構成された１又は２以上の光源であって、該ミラーに向けた該第１の光ビームの方向が、該ミラーに向けた該第２の光ビームの方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なり、該第１及び第２の光ビームが、該ミラーの回転時に、２０度又はそれよりも大きい角度の結合視野を走査するように構成される前記１又は２以上の光源と、
互いからかつ前記走査ミラー装置から離間し、各々がピクセルのアレイを含む複数のレシーバであって、該ピクセルの各々が、該ピクセルによって受光された光子を検出するように構成される前記複数のレシーバと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
命令を格納する１又は２以上のメモリデバイスと、
前記ミラーを前記第１の光ビーム及び第２の光ビームで同時に照明するように前記１又は２以上の光源を向ける段階、及び
前記第１及び第２の光ビームを前記視野にわたって走査させるように前記２つの終端位置間で前記ミラーを回転させる段階、
を含む方法のアクションを実施する前記格納された命令を実行する１又は２以上の処理デバイスと、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
命令を格納する１又は２以上のメモリデバイスと、
前記ミラーから反射し、かつ前記視野内の１又は２以上の物体の複数の領域を各々が逐次照明する前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームで該ミラーを照明するように前記１又は２以上の光源を向ける段階、
前記第１及び第２の光ビームを前記視野にわたって走査させるように前記２つの終端位置間で前記ミラーを回転させる段階、
前記領域の各々に対して、前記複数のレシーバから、前記１又は２以上の物体の該領域によって反射又は散乱された前記第１又は第２のいずれかの光ビームの光子を受光する段階、及び
前記領域の各々に対して、該領域によって反射又は散乱された前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームのいずれかの前記受光された光子を用いて該領域の位置を決定する段階、
を含む方法のアクションを実施する前記格納された命令を実行する１又は２以上の処理デバイスと、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１又は２以上の光源は、第３の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第３の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１又は２以上の光源は、第４の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第４の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、及び前記第３の光ビームの各々の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記走査ミラー装置は、前記ミラーの両側に取り付けられたヒンジを含み、
前記ヒンジは、前記駆動機構と前記ミラーの間に配置される、
ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１及び第２の光ビームは、前記ミラーの回転時に、４０度又はそれよりも大きい角度の視野を走査するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記走査ミラー装置は、前記２つの終端位置間の中間に中心位置を有するように構成され、
前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームは、前記中心位置での前記ミラーを用いて、該ミラーの反射面に対して垂直に延びる中心軸線の両側から該ミラーに向けて誘導される、
ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記１又は２以上の光源は、単一光源であり、
システムが、前記単一光源によって放出されたビームから前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方を生成するように構成されたビーム分割装置を更に含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記１又は２以上の光源は、前記第１の光ビームを生成するように構成された第１の光源と前記第２の光ビームを生成するように構成された第２の光源とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
視野を光ビームで走査する方法であって、
第１の光ビーム及び第２の光ビームでミラーを同時に照明するように１又は２以上の光源を向ける段階であって、該ミラーに向けた該第１の光ビームの方向が、該ミラーに向けた該第２の光ビームの方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なる前記向ける段階と、
前記第１及び第２の光ビームを２０度又はそれよりも大きい角度の結合視野にわたって走査させるように２つの終端位置間で前記ミラーを回転させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記１又は２以上の光源は、第３の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第３の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも一方の前記光源が、第４の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第４の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、及び前記第３の光ビームの各々の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記１又は２以上の光源は、単一光源であり、
方法が、前記単一光源によって放出されたビームから前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方を生成するためにビーム分割装置を使用する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記１又は２以上の光源は、前記第１の光ビームを生成するように構成された第１の光源と前記第２の光ビームを生成するように構成された第２の光源とを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記ミラーを回転させる段階は、前記第１及び第２の光ビームを４０度又はそれよりも大きい角度の結合視野にわたって走査させるように前記２つの終端位置間で該ミラーを回転させる段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
ミラーと、
前記ミラーの両側に取り付けられたヒンジと、
前記ヒンジに取り付けられ、かつ該ヒンジをねじって該ミラーにより大きいねじりをもたらすように構成された駆動機構であって、該ヒンジが該駆動機構と該ミラーの間に配置される前記駆動機構と、
を含むことを特徴とする走査ミラー装置。
【請求項２９】
前記ミラーを１又は２以上の光ビームで照明するように構成されてそのように配置された光源を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の走査ミラー装置。
【請求項３０】
前記ミラーを異なる方向から照明する第１の光ビーム及び第２の光ビームを同時に生成するように構成された１又は２以上の光源を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の走査ミラー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、以前に出願した２０１７年５月１０日出願の米国仮特許出願第６２／６０２，９３７号に基づく一般特許出願であり、その出願日付の利益は、これにより「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）」の下で主張され、更にその全体は引用によって組み込まれている。
【０００２】
本発明は、一般的に、走査ミラーシステム及び装置と走査ミラーシステム及び装置を製造して使用する方法とに関する。本発明はまた、光ビームを用いて視野を走査する又は視野範囲内の物体の位置を決定するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
走査ミラーは、様々な用途に使用することができる。管理又は最適化することが困難である可能性があるいくつかのミラー設計パラメータが存在する。高いライン共振周波数は、共振ミラーを小型で比較的低い共振質量に維持する。広い走査野（広い視野（ＦｏＶ）に対する）は、多くの場合に望まれるが、従来の共振ＭＥＭＳミラー設計の固有の動特性に起因して、これは、典型的により遅い走査速度をもたらす。高品質光学特性を有するミラー面は、良好なビーム品質を達成するのに望ましい。均一な照明走査カバレージは、多くのシステムにおいて望まれている。これらの４つの設計パラメータは、多くの場合に正反対の方向にあり、かつ多くの従来設計において設計パラメータ間で有意な妥協が行われ、これは、解像度、範囲、及びボクセル取得速度のようなシステム性能パラメータを制限する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，２８２，２２２号明細書
【特許文献２】米国特許第８，４３０，５１２号明細書
【特許文献３】米国特許第８，５７３，７８３号明細書
【特許文献４】米国特許第８，６９６，１４１号明細書
【特許文献５】米国特許第８，７１１，３７０号明細書
【特許文献６】米国特許第８，９７１，５６８号明細書
【特許文献７】米国特許第９，３７７，５５３号明細書
【特許文献８】米国特許第９，５０１，１７５号明細書
【特許文献９】米国特許第９，５８１，８８３号明細書
【特許文献１０】米国特許第９，７５３，１２６号明細書
【特許文献１１】米国特許第９，８１０，９１３号明細書
【特許文献１２】米国特許第９，８１３，６７３号明細書
【特許文献１３】米国特許第９，９４６，０７６号明細書
【特許文献１４】米国特許出願第２０１３／０３００６３７号明細書
【特許文献１５】米国特許出願第２０１６／００４１２６６号明細書
【特許文献１６】米国仮特許出願第６２／４９８，５３４号明細書
【特許文献１７】米国仮特許出願第６２／６０６，８７９号明細書
【特許文献１８】米国仮特許出願第６２／７０７，１９４号明細書
【特許文献１９】米国仮特許出願第６２／７０９，７１５号明細書
【特許文献２０】米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書
【特許文献２１】米国特許第９，３７７，５３３号明細書
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の様々な実施形態を実施することができる例示的環境の実施形態を示す図である。
【図２】図１に示すもののようなシステムに含めることができる例示的モバイルコンピュータの実施形態を示す図である。
【図３】図１に示すもののようなシステムに含めることができる例示的ネットワークコンピュータの実施形態を示す図である。
【図４Ａ】走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】図４の走査ミラー装置又はシステムのミラーの回転を示す図である。
【図４Ｃ】図４の走査ミラー装置又はシステムの正弦波作動を示す図である。
【図４Ｄ】図４の走査ミラー装置又はシステムの位相回転図である。
【図５】ミラーの異なる回転位置（ａ）０°、（ｂ）＋５°、及び（ｃ）−５°での２つの光ビーム（ミラーからの反射後のものだけを示している）によるミラーの照明を用いる走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図６】ミラーの異なる回転位置（ａ）＋１０°及び（ｂ）−１０°での２つの光ビームによるミラーの照明を用いる走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図７Ａ】３つの光ビーム（ミラーによる反射前のものだけを示している）によるミラーの照明を用いる走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】４つの光ビーム（ミラーによる反射前のものだけを示している）によるミラーの照明を用いる走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図８】図７Ｂの走査ミラーシステム又は装置を用いて物体の位置を決定するためのシステムの実施形態を示す図である。
【図９Ａ】ミラーとヒンジの間に配置された駆動機構を有する走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】ミラーと駆動機構の間に配置されたヒンジを有する走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図１０】視野を走査する方法の実施形態の流れ図である。
【図１１】視野内の物体の位置を決定する方法の実施形態の流れ図である。
【図１２Ａ】光の拡散反射を用いたミラーの回転位置＋１０°での光ビームによるミラーの照明を用いる走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図１２Ｂ】光の拡散反射を用いたミラーの回転位置−１０°での光ビームによるミラーの照明を用いる走査ミラー装置又はシステムの実施形態を示す図である。
【図１３Ａ】異なる作動モード中の単一走査ヘッドライトを有するデバイスの実施形態を示す図である。
【図１３Ｂ】異なる作動モード中の単一走査ヘッドライトを有するデバイスの実施形態を示す図である。
【図１３Ｃ】異なる作動モード中の単一走査ヘッドライトを有するデバイスの実施形態を示す図である。
【図１４Ａ】異なる作動モード中の二重ヘッドライトアセンブリを有する車両の実施形態を示す図である。
【図１４Ｂ】異なる作動モード中の二重ヘッドライトアセンブリを有する車両の実施形態を示す図である。
【図１４Ｃ】異なる作動モード中の二重ヘッドライトアセンブリを有する車両の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
ここで、本明細書の一部を形成し、かつ本発明を実施することを可能にする特定の実施形態を例示的に示す添付図面を参照して様々な実施形態を下記でより完全に説明する。しかし、これらの実施形態は、多くの異なる形態に具現化することができ、本明細書に示す実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、限定とは逆に、これらの実施形態は、本発明の開示が万全なものになり、これらの実施形態の範囲を当業者に完全に伝えることになるように提供するものである。取りわけ、様々な実施形態は、方法、システム、媒体、又はデバイスとすることができる。従って、様々な実施形態は、完全にハードウエア実施形態、完全にソフトウエア実施形態、又はソフトウエア及びハードウエア態様を組み合わせた実施形態という形態を取ることができる。従って、以下の詳細説明は、限定的な意味で取らないものとする。
【０００７】
本明細書及び特許請求の範囲全体を通して、以下の用語は、状況が明確に別途必要としない限り本明細書において明確に関連性を有する意味を有する。本明細書に使用する「一実施形態では」という表現は、同じ実施形態を指示する場合もあるが、必ずしもそうとは限らない。更に、本明細書に使用する「別の実施形態では」という表現は、異なる実施形態を指示する場合もあるが、必ずしもそうとは限らない。従って、下記で説明するように、本発明の様々な実施形態は、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく容易に組み合わせることができる。
【０００８】
これに加えて、本明細書に使用する「ｏｒ」という用語は、状況が明確に別途必要としない限り包含的「ｏｒ」演算子であり、「及び／又は」と同等である。「に基づく」という用語は、状況が明確に別途必要としない限り限定的ではなく、説明されない追加の因子に基づくことを許す。更に、本明細書を通じて「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、複数の指示的意味を含む。「ｉｎ」の意味は、「ｉｎ」及び「ｏｎ」を含む。
【０００９】
本明細書に使用する「光子ビーム」、「光ビーム」、「電磁ビーム」、「画像ビーム」、又は「ビーム」という用語は、ある程度局在化された（時間及び空間において）光子のビーム又は束、又は電磁（ＥＭ）スペクトル範囲の様々な周波数又は波長を有するＥＭ波を意味する。射出光ビームは、本明細書に開示する様々な実施形態のうちの様々なものによって伝送されるビームである。入射光ビームは、本明細書に開示する様々な実施形態のうちの様々なものによって検出されるビームである。
【００１０】
本明細書に使用する「光源」、「光子源」、又は「線源」という用語は、ＥＭスペクトルの範囲の１又は２以上の波長又は周波数を有する１又は２以上の光子又はＥＭ波を放出、供給、伝送、又は発生することができる様々なデバイスを意味する。光源又は光子源は、１又は２以上の射出光ビームを伝送することができる。光子源は、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、又は白熱電球などとすることができる。光子源は、原子又は分子の誘導放出、白熱過程、又はＥＭ波又は１又は２以上の光子を発生させる様々な他の機構によって光子を発生することができる。光源は、予め決められた周波数又は周波数範囲の連続又はパルス射出光ビームを提供することができる。射出光ビームは、コヒーレント光ビームとすることができる。光源によって放出される光子は、様々な波長又は周波数のものである場合がある。
【００１１】
本明細書に使用する「レシーバ」、「光子レシーバ」、「光子検出器」、「光検出器」、「検出器」、「光子センサ」、「光センサ」、又は「センサ」という用語は、ＥＭスペクトルの１又は２以上の波長又は周波数を有する１又は２以上の光子の存在に対して受光性を有する様々なデバイスを意味する。光子検出器は、複数の光子検出又は感知ピクセルの装置のような光子検出器のアレイを含むことができる。ピクセルのうちの１又は２以上は、１又は２以上の光子の吸収に対して受光性を有するフォトセンサとすることができる。光子検出器は、１又は２以上の光子の吸収に応答して信号を発生することができる。光子検出器は、１次元（１Ｄ）ピクセルアレイを含むことができる。しかし、他の実施形態では、光子検出器は、少なくとも２次元（２Ｄ）のピクセルアレイを含むことができる。ピクセルは、能動ピクセルセンサ（ＡＰＳ）、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、単一光子電子なだれ検出器（ＳＰＡＤ）（電子なだれモード又はガイガーモードで作動される）、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイス、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）、光電池、フォトトランジスタ、又はトイッチピクセルなどのうちの１又は２以上のような様々な光子感知技術を含むことができる。光子検出器は、１又は２以上の入射光ビームを検出することができる。
【００１２】
本明細書に使用する「ターゲット」という用語は、入射する光、ＥＭ波、又は光子の少なくとも一部分を反射又は散乱する１又は２以上の様々な２Ｄ又は３Ｄ本体である。ターゲットを「物体」と呼ぶ場合もある。例えば、ターゲット又は物体は、本明細書に開示する様々な実施形態のうちの様々なものによって伝送される射出光ビームを散乱又は反射することができる。本明細書に説明する様々な実施形態では、１又は２以上の光源は、レシーバのうちの１又は２以上及び／又は１又は２以上のターゲット又は物体に対して相対運動状態にある場合がある。同様に、１又は２以上のレシーバは、光源のうちの１又は２以上及び／又は１又は２以上のターゲット又は物体に対して相対運動状態にある場合がある。１又は２以上のターゲット又は物体は、光源のうちの１又は２以上及び／又は１又は２以上のレシーバに対して相対運動状態にある場合がある。
【００１３】
下記では、本発明の一部の態様の基本的な理解をもたらすために本発明の実施形態を簡単に説明する。この簡単な説明は、網羅的な概要であるように意図したものではない。それは、重要な又は決定的な要素を識別すること又は本発明の範囲を区切る又は他に狭めることを意図していない。その目的は、後に提示するより詳細な説明への導入部として一部の概念を簡単な形態で単に提示することである。
【００１４】
要約すると、様々な実施形態は、視野を光ビームで走査するための走査ミラー装置に関する。この装置は、ミラーとミラーを２つの終端位置間で軸線の周りに回転させるように構成された駆動機構とを有する走査ミラー装置と、異なる方向からミラーに向けられる少なくとも第１の光ビーム及び第２の光ビームを同時に生成するように構成された少なくとも１つの光源とを含むことができる。ミラーの回転時に、第１及び第２の光ビームは、視野を走査することができる。
【００１５】
走査ミラー装置の別の例は、ミラーと、ミラーの両側に取り付けられたヒンジと、ヒンジに取り付けられ、かつヒンジをねじってミラーにより大きいねじりをもたらすように構成された駆動機構とを含み、ヒンジは、駆動機構とミラーの間に配置される。
【００１６】
図示の作動環境
図１は、本発明の様々な例示的実施形態を実施することができる例示的環境の一実施形態の例示的構成要素を示している。本発明を実施するのにこれらの構成要素の全てを必要としない場合があり、装置及び構成要素のタイプの変形は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。
【００１７】
走査ミラー１０５は、視野にわたって光源から受光される光を走査するために回転又は他に移動することができる。走査ミラー１０５は、ＭＥＭＳ走査ミラー、音響光学走査ミラー、電気光学走査ミラー、又は１ＤリボンＭＥＭＳアレイ又は光学位相アレイ（ＯＰＡ）のような高速位相アレイを含むがこれらに限定されないあらゆる適切な走査ミラーとすることができる。走査ミラー１０５は、入射又は射出する光ビームを誘導する又はフォーカスする光学構成要素を含む光学系を含むことができる。光学系は、入射又は射出する光ビームを照準してその空間的及び時間的ビームプロファイルを成形することができる。光学系は、入射又は射出する光ビームを平行化する、広げる、又は他に操作することができる。走査ミラー１０５は、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００を含むがこれらに限定されないコンピュータデバイスの特徴、構成要素、又は機能のうちの様々なものを含むことができる。
【００１８】
図１は、走査ミラー１０５を含むシステム１００の一実施形態を示している。走査ミラーは、米国特許第８，２８２，２２２号明細書、第８，４３０，５１２号明細書、第８，５７３，７８３号明細書、第８，６９６，１４１号明細書、第８，７１１，３７０号明細書、第８，９７１，５６８号明細書、第９，３７７，５５３号明細書、第９，５０１，１７５号明細書、第９，５８１，８８３号明細書、第９，７５３，１２６号明細書、第９，８１０，９１３号明細書、第９，８１３，６７３号明細書、第９，９４６，０７６号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０３００６３７号明細書及び第２０１６／００４１２６６号明細書、米国仮特許出願第６２／４９８，５３４号明細書、第６２／６０６，８７９号明細書、第６２／７０７，１９４号明細書、及び第６２／７０９，７１５号明細書、及び米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に記載されているもののような走査レーザビジョン、運動追跡ＬＩＤＡＲ、照明、並びにＡＲ及びＶＲのための撮像タイプ表示システムを含むがこれらに限定されない様々な他のシステムに使用することができることは理解されるであろう。上記に列記したこれらの米国特許及び米国特許出願公開の各々は、その全体が引用によって本明細書に組み込まれている。
【００１９】
図１のシステム１００は、ネットワーク１０２と、１又は２以上の光源１０４と、レシーバ１０６と、１又は２以上の物体又はターゲット１０８と、システムコンピュータデバイス１１０とを更に含む。一部の実施形態では、システム１００は、以下に限定されるものではないが、ラップトップコンピュータ１１２、及び／又はスマート電話又はタブレット１１４等であるがこれらに限定されないモバイルコンピュータのような１又は２以上の他のコンピュータを含むことができる。一部の実施形態では、光源１０４及び／又はレシーバ１０６は、コンピュータ１１０、１１２、又は１１４のうちの様々なもの等であるがこれらに限定されないコンピュータ内に含まれる１又は２以上の構成要素を含むことができる。１又は２以上の光源１０４、走査ミラー１０５、及びレシーバ１０６は、コンピュータ１１０、１１２、又は１１４に無線又は有線のいずれかの技術によって又はネットワーク１０２を通して結合することができる。
【００２０】
システム１００、並びに本明細書で議論する他のシステムは、逐次ピクセル光子投影システムとすることができる。１又は２以上の実施形態では、システム１００は、可視及び／又は不可視光子源を含む逐次ピクセルレーザ投影システムである。そのようなシステムの様々な実施形態は、少なくとも米国特許第８，２８２，２２２号明細書、第８，４３０，５１２号明細書、第８，５７３，７８３号明細書、第８，６９６，１４１号明細書、第８，７１１，３７０号明細書、第９，３７７，５５３号明細書、第９，７５３，１２６号明細書、第９，９４６，０７６号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０３００６３７号明細書及び第２０１６／００４１２６６号明細書、米国仮特許出願第６２／４９８，５３４号明細書及び第６２／６０６，８７９号明細書、並びに米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に詳細に記載されており、これらの各々は、その全体が引用によって本明細書に組み込まれている。
【００２１】
光源１０４は、光ビーム又は光子ビームを伝送するための１又は２以上の光源を含むことができる。適切な光源の例は、レーザ、レーザダイオード、発光ダイオード、又は有機発光ダイオードなどを含む。例えば、光源１０４は、１又は２以上の可視及び／又は不可視レーザ光源を含むことができる。少なくとも一部の実施形態では、光源１０４は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）のレーザ光源のうちの１又は２以上を含む。少なくとも何らかの実施形態では、光源は、近赤外線（ＮＩＲ）レーザ又は赤外線（ＩＲ）レーザのような１又は２以上の不可視レーザ光源を含む。光源は、予め決められた周波数又は周波数範囲の連続又はパルス駆動光ビームを提供することができる。供給される光ビームは、コヒーレント光ビームとすることができる。光源１０４は、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００を含むがこれらに限定されないコンピュータデバイスの特徴、構成要素、又は機能のうちの様々なものを含むことができる。少なくとも一部の実施形態では、走査ミラー１０５に向けられる２又は３以上の光ビームが存在する。光ビームは、図１に示すように異なる光源１０４からのもの又は同じ光源１０４からのものとすることができ、光源からのビームは、例えばビーム分割装置を用いて２つの異なるビームに分割されたものである。例えば、ビーム分割装置は、ビームスプリッタと、光ビームのうちの少なくとも１つを向け直すための１又は２以上のミラー又は他の光学要素を含むことができる。別の例として、反射偏光子は、ビームを２つの部分に分割することができ、ミラー又は他の光学要素は、それらの光ビームのうちの少なくとも一方を向け直す。
【００２２】
光源１０４は、伝送される又は射出する光ビームを誘導する又はフォーカスするための光学構成要素を含む光学系を含むことができる。光学系は、射出光ビームを照準してその空間的及び時間的ビームプロファイルを成形することができる。光学系は、射出光ビームを平行化する、広げる、又は他に操作することができる。射出光ビームの少なくとも一部分は走査ミラー１０５に照準され、走査ミラー１０５は、この光ビームを物体１０８に照準する。
【００２３】
レシーバ１０６は、１又は２以上の光子感知又は光子検出センサピクセルアレイを含むがこれらに限定されないあらゆる適切な光レシーバとすることができる。センサピクセルアレイは、ターゲット１０８から反射された連続又はパルス駆動光ビームを検出する。このピクセルアレイは、１次元アレイ又は２次元アレイとすることができる。ピクセルは、照明時に１又は少数の入射光子を電子なだれさせるＳＰＡＤピクセル又は他の光感知要素を含むことができる。ピクセルは、単一又は小数の光子を検出するのに数ナノ秒程度の超高速応答時間を有することができる。ピクセルは、光源１０４によって放出又は伝送される周波数に対して受光性を有するが、他の周波数に対しては比較的低い受光性のみを有する場合がある。レシーバ１０６は、ピクセルアレイを通して受光ビームを誘導してフォーカスするための光学構成要素を含む光学系を更に含む。レシーバ１０６は、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００を含むがこれらに限定されないコンピュータデバイスの特徴、構成要素、又は機能のうちの様々なものを含むことができる。
【００２４】
コンピュータデバイス１１０の様々な実施形態を下記で図２〜図３に関してより詳細に説明する（例えば、コンピュータデバイス１１０は、図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００の実施形態とすることができる）。しかし、要約すると、コンピュータデバイス１１０は、物体又はターゲット１０８の面を含むがこれらに限定されない１又は２以上の面から反射された光子の検出に基づいて走査ミラー装置を作動させるか又は本明細書で議論する様々な位置決定処理及び／又は方法を実施するように使用可能な事実上様々なコンピュータデバイスを含む。検出された光子又は光ビームに基づいて、コンピュータデバイス１１０は、光源１０４及びレシーバ１０６の１又は２以上の構成を変更又は他に修正することができる。コンピュータデバイス１１０の機能は、個別のデバイスに通信することなく光源１０４、走査ミラー１０５、レシーバ１０６、又はその組合せによって実施することができることを理解しなければならない。
【００２５】
一部の実施形態では、走査ミラー作動又は位置決定機能の少なくとも一部は、以下に限定されるものではないが、ラップトップコンピュータ１１２、及び／又はスマート電話又はタブレット１１４等であるがこれらに限定されないモバイルコンピュータを含む他のコンピュータによって実施することができる。そのようなコンピュータの様々な実施形態を下記で図２のモバイルコンピュータ２００及び／又は図３のネットワークコンピュータ３００に関してより詳細に説明する。
【００２６】
ネットワーク１０２は、ネットワークコンピュータを光源１０４、光子レシーバ１０６、追跡コンピュータデバイス１１０、ラップトップコンピュータ１１２、又はスマート電話／タブレット１１４と結合するように構成することができる。ネットワーク１０２は、以下に限定されるものではないが、ＵＳＢケーブル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などのようなリモートデバイスと通信するための様々な有線及び／又は無線技術を含むことができる。一部の実施形態では、ネットワーク１０２は、ネットワークコンピュータを他のコンピュータデバイスと結合するように構成されたネットワークとすることができる。様々な実施形態では、デバイス間で通信される情報は、プロセッサ可読命令、リモート要求、サーバ応答、プログラムモジュール、アプリケーション、生データ、制御データ、システム情報（例えば、ログファイル）、ビデオデータ、オーディオデータ、画像データ、テキストデータ、又は構造化／非構造化データなどを含むがこれらに限定されない様々なタイプの情報を含むことができる。一部の実施形態では、これらの情報は、デバイス間で１又は２以上の技術及び／又はネットワークプロトコルを用いて通信することができる。
【００２７】
一部の実施形態では、そのようなネットワークは、様々な有線ネットワーク、無線ネットワーク、又はこれらの様々な組合せを含むことができる。様々な実施形態では、ネットワーク１０２は、情報を１つの電子デバイスから別のものに通信するために様々な形態の通信技術、トポロジー、又はコンピュータ可読媒体などを使用することを可能にすることができる。例えば、ネットワーク１０２は、インターネットに加えてＬＡＮ、ＷＡＮ、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、又は直接通信接続（ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートを通じたもののような）など、又はこれらの様々な組合せを含むことができる。
【００２８】
様々な実施形態では、ネットワーク内及び／又はネットワーク間の通信リンクは、ツイストワイヤ対、光ファイバ、屋外レーザ、同軸線ケーブル、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）、導波管、音波、完全又は部分デジタル専用線（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、又はＴ４のような）、Ｅ搬送波、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、無線リンク（衛星リンクを含む）又は他のリンク、及び／又は当業者に公知の搬送波機構を含むことができるがこれらに限定されない。更に、通信リンクは、例えば、ＤＳ−０、ＤＳ−１、ＤＳ−２、ＤＳ−３、ＤＳ−４、ＯＣ−３、ＯＣ−１２、又はＯＣ−４８などを制限なく含む様々なデジタル信号伝送技術のうちの様々なものを更に使用することができる。一部の実施形態では、情報を１つのネットワークから別のものに伝送することを可能にするために、ルータ（又は他の中間ネットワークデバイス）は、様々なアーキテクチャ及び／又はプロトコルに基づくものを含む様々なネットワーク間のリンクとして作用することができる。他の実施形態では、リモートコンピュータ及び／又は他の関連電子デバイスは、モデム及び一時的電話リンクを通してネットワークに接続することができる。本質的に、ネットワーク１０２は、コンピュータデバイス間で情報を伝播させることを可能にする様々な通信技術を含むことができる。
【００２９】
ネットワーク１０２は、一部の実施形態では、様々な携帯ネットワークデバイス、リモートコンピュータ、有線ネットワーク、又は他の無線ネットワークなどを結合するように構成することができる様々な無線ネットワークを含むことができる。無線ネットワークは、クライアントコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ１１２又はスマート電話又はタブレットコンピュータ１１４）（又は他のモバイルデバイス）に対してインフラストラクチャ指向接続を提供するための独立型アドホックネットワークなどを更にオーバーレイすることができる様々なサブネットワークのうちの様々なものを含むことができる。そのようなサブネットワークは、メッシュネットワーク、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）ネットワーク、又はセルラーネットワークなどを含むことができる。様々な実施形態の１又は２以上では、システムは、１よりも多い無線ネットワークを含むことができる。
【００３０】
ネットワーク１０２は、複数の有線及び／又は無線通信プロトコル及び／又は通信技術を使用することができる。ネットワークによって使用することができる通信プロトコル及び／又は通信技術の様々な世代（例えば、第３（３Ｇ）、第４（４Ｇ）、又は第５（５Ｇ））の例は、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、拡張データＧＳＭ(登録商標)環境（ＥＤＧＥ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）、符号分割多重アクセス２０００（ＣＤＭＡ２０００）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、長期的進化（ＬＴＥ）、ユニバーサルモバイル遠距離通信システム（ＵＭＩＳ）、最適化エボリューションデータ（Ｅｖ−ＤＯ）、マイクロ波アクセスのための全世界相互運用性（ＷｉＭａｘ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、無線アプリケーションプロトコル（ＷＡＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、通信制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、開放システム相互接続（ＯＳＩ）モデルプロトコルの様々な部分、セッション開始プロトコル／実時間伝送プロトコル（ＳＩＰ／ＲＴＰ）、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、又は様々な他の通信プロトコル及び／又は通信技術のうちの様々なものを含むことができるがこれらに限定されない。本質的に、ネットワークは、光源１０４、光子レシーバ１０６、及び追跡コンピュータデバイス１１０、並びに図示していない他のコンピュータデバイスの間で情報を伝播させることを可能にする様々な通信技術を含むことができる。
【００３１】
様々な実施形態では、ネットワーク１０２の少なくとも一部分は、様々な通信リンクによって接続することができるノード、リンク、経路、端末、ゲートウェイ、ルータ、スイッチ、ファイアウォール、ロードバランサー、フォワーダー、リピーター、又は光−電気コンバータなどの自律システムとして配置することができる。これらの自律システムは、ネットワークのネットワークトポロジーを修正することができるように現在の作動条件及び／又は規則ベースのポリシーに基づいて自己編成するように構成することができる。
【００３２】
例示的モバイルコンピュータ
図２は、図示の例示的構成要素よりも多いか又は少ない構成要素を含むことができる例示的モバイルコンピュータ２００の一実施形態を示している。モバイルコンピュータ２００は、例えば、図１のシステム１００のラップトップコンピュータ１１２、スマート電話／タブレット１１４、及び／又はコンピュータ１１０の１又は２以上の実施形態を表すことができる。従って、モバイルコンピュータ２００は、モバイルデバイス（例えば、スマート電話又はタブレット）又は固定／デスクトップコンピュータなどを含むことができる。
【００３３】
クライアントコンピュータ２００は、バス２０６を通じてメモリ２０４と通信するプロセッサ２０２を含むことができる。クライアントコンピュータ２００はまた、電源２０８と、ネットワークインタフェース２１０と、プロセッサ可読固定ストレージデバイス２１２と、プロセッサ可読取外し可能ストレージデバイス２１４と、入力／出力インタフェース２１６と、カメラ２１８と、ビデオインタフェース２２０と、タッチインタフェース２２２と、ハードウエアセキュリティモジュール（ＨＳＭ）２２４と、プロジェクター２２６と、ディスプレイ２２８と、キーパッド２３０と、照明器２３２と、オーディオインタフェース２３４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）送受信機２３６と、屋外動作インタフェース２３８と、温度インタフェース２４０と、触覚インタフェース２４２と、ポインティングデバイスインタフェース２４４とを含むことができる。クライアントコンピュータ２００は、任意的に、基地局（図示せず）と通信するか又は別のコンピュータと直接に通信することができる。同じく一実施形態では、図示していないが、クライアントコンピュータ２００の向きを測定及び／又は維持するためにクライアントコンピュータ２００内でジャイロスコープを使用することができる。
【００３４】
電源２０８は、クライアントコンピュータ２００に電力を提供することができる。電力を提供するのに再充電可能又は再充電不能バッテリを使用することができる。電力はまた、ＡＣアダプタ又はバッテリを補充及び／又は再充電する給電式ドッキング受け台のような外部電源によって供給することができる。
【００３５】
ネットワークインタフェース２１０は、クライアントコンピュータ２００を１又は２以上のネットワークに結合するための回路を含み、モバイル通信のためのＯＳＩモデル（ＧＳＭ(登録商標)）、ＣＤＭＡ、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、ＵＤＰ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＭＳ、ＭＭＳ、ＧＰＲＳ、ＷＡＰ、ＵＷＢ、ＷｉＭａｘ、ＳＩＰ／ＲＴＰ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＷＣＤＭＡ(登録商標)、ＬＴＥ、ＵＭＴＳ、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ２０００、ＥＶ−ＤＯ、ＨＳＤＰＡ、又は様々な他の無線通信プロトコルのうちの様々なものの様々な部分を実施するプロトコル及び技術を含むがこれらに限定されない１又は２以上の通信プロトコル及び通信技術との併用に向けて構成される。ネットワークインタフェース２１０は、送受信機、送受信デバイス、又はネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）としても時に公知である。
【００３６】
オーディオインタフェース２３４は、人間の声のようなオーディオ信号を生成及び受信するように配置することができる。例えば、オーディオインタフェース２３４は、他者との遠距離通信を可能にするために及び／又は何らかのアクションに対するオーディオ承認を発生させるためにスピーカ及びマイクロフォン（図示せず）に結合することができる。オーディオインタフェース２３４内のマイクロフォンは、例えば、オーディオ認識を使用する及び音に基づいてタッチを検出するなどによるクライアントコンピュータ２００への入力又はその制御に向けて使用することができる。
【００３７】
ディスプレイ２２８は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ガスプラズマ、電子インク、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、又はコンピュータと併用することができる様々な他のタイプの光反射性又は光透過性ディスプレイとすることができる。ディスプレイ２２８は、スタイラスのような物体から又は人間の手の指からの入力を受け入れるように配置されたタッチインタフェース２２２を更に含むことができ、タッチ及び／又は動作を感知するために抵抗技術、容量技術、面弾性波（ＳＡＷ）技術、赤外線技術、レーダー技術、又は他の技術を使用することができる。
【００３８】
プロジェクター２２６は、画像を離れた壁又は離れた画面のような様々な他の反射性物体上に投影することができる手持ち式プロジェクター又は統合プロジェクターとすることができる。
【００３９】
ビデオインタフェース２２０は、スチール写真、ビデオセグメント、又は赤外線ビデオなどのようなビデオ画像を取り込むように配置することができる。例えば、ビデオインタフェース２２０は、デジタルビデオカメラ又はウェブカメラなどに結合することができる。ビデオインタフェース２２０は、レンズと、画像センサと、他の電子機器とを含むことができる。画像センサは、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）集積回路、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、又は光を感知するための様々な他の集積回路を含むことができる。
【００４０】
キーパッド２３０は、ユーザからの入力を受け入れるように配置された様々な入力デバイスを含むことができる。例えば、キーパッド２３０は、プッシュボタン数字ダイヤル又はキーボードを含むことができる。キーパッド２３０はまた、画像を選択及び送信することに関連付けられた指令ボタンを含むことができる。
【００４１】
照明器２３２は、ステータス表示を提供し、及び／又は光を提供することができる。照明器２３２は、特定の期間にわたって又は事象メッセージに応答してアクティブに留まることができる。例えば、照明器２３２は、アクティブである場合に、キーパッド２３０上のボタンを背面照明し、クライアントコンピュータが給電される間に点灯状態に留まることができる。同様に、照明器２３２は、別のクライアントコンピュータにダイヤル接続することのような特定のアクションが実施された場合に、これらのボタンを様々なパターンで背面照明することができる。照明器２３２は、クライアントコンピュータの透明又は半透明ケースに配置された光源をアクションに応答して点灯することができる。
【００４２】
更に、クライアントコンピュータ２００は、鍵、デジタル証明書、パスワード、パスフレーズ、又は二要素認証情報などのようなセキュリティ／暗号情報を発生、格納、及び／又は使用するための追加の改ざん防止安全手段を提供するためのＨＳＭ２２４を含むことができる。一部の実施形態では、ハードウエアセキュリティモジュールは、１又は２以上の標準公開鍵インフラストラクチャ（ＰＫＩ）をサポートするのに使用することができ、かつ鍵対などを発生、管理、及び／又は格納するのに使用することができる。一部の実施形態では、ＨＳＭ２２４は、独立型コンピュータとすることができ、他の場合では、ＨＳＭ２２４は、クライアントコンピュータに追加することができるハードウエアカードとして配置することができる。
【００４３】
クライアントコンピュータ２００は、外部周囲デバイス又は他のクライアントコンピュータ及びネットワークコンピュータのような他のコンピュータと通信するために入力／出力インタフェース２１６を更に含むことができる。周囲デバイスは、オーディオヘッドセット、仮想現実ヘッドセット、表示画面眼鏡、リモートスピーカシステム、及びリモートスピーカマイクロフォンシステムなどを含むことができる。入力／出力インタフェース２１６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、赤外線、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭａｘ、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのような１又は２以上の技術を利用することができる。
【００４４】
入力／出力インタフェース２１６はまた、測位情報を決定するための１又は２以上のセンサ（例えば、ＧＰＳ）、電力条件をモニタするための１又は２以上のセンサ（例えば、電圧センサ、電流センサ、及び周波数センサ等々）、又は気象をモニタするための１又は２以上のセンサ（例えば、サーモスタット、気圧計、風力計、湿度検出器、又は雨量計など）などを含むことができる。センサは、クライアントコンピュータ２００に対して外部であるデータを収集及び／又は測定する１又は２以上のハードウエアセンサとすることができる。
【００４５】
触覚インタフェース２４２は、クライアントコンピュータのユーザに触覚フィードバックを提供するように配置することができる。例えば、触覚インタフェース２４２は、コンピュータの別のユーザが発呼している場合に特定の方法でクライアントコンピュータ２００を振動させるために使用することができる。温度インタフェース２４０は、温度測定値入力を提供するために及び／又はクライアントコンピュータ２００のユーザに温度変化出力を提供するために使用することができる。屋外動作インタフェース２３８は、クライアントコンピュータ２００のユーザの身体動作を例えば単一ビデオカメラ又は立体ビデオカメラにより、レーダーにより、又はユーザによって把持又は着用されるコンピュータ内のジャイロスコープセンサによるなどによって感知することができる。カメラ２１８は、クライアントコンピュータ２００のユーザの物理的眼球移動を追跡するために使用することができる。
【００４６】
ＧＰＳ送受信機２３６は、地表上のクライアントコンピュータ２００の物理座標を決定することができ、典型的に地点を緯度値及び経度値として出力する。ＧＰＳ送受信機２３６は、地表上のクライアントコンピュータ２００の物理的地点を更に決定するために三角測位、補助ＧＰＳ（ＡＧＰＳ）、強化観察時間差法（Ｅ−ＯＴＤ）、セル識別子（ＣＩ）、サービスエリア識別子（ＳＡＩ）、拡張タイミングアドバンス（ＥＴＡ）、又は基地局サブシステム（ＢＳＳ）などを含むがこれらに限定されない他の測位機構を使用することができる。ＧＰＳ送受信機２３６は、異なる条件下でクライアントコンピュータ２００に関する物理的地点を決定することができることは理解される。しかし、１又は２以上の実施形態では、クライアントコンピュータ２００は、例えば、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス及びＩＰアドレスなどを含むクライアントコンピュータの物理的地点を決定するために使用することができる他の情報を他の構成要素を通じて提供することができる。
【００４７】
ヒューマンインタフェース構成要素は、クライアントコンピュータ２００とは物理的に別個のものであってクライアントコンピュータ２００にリモート入力及び／又は出力を可能にする周囲デバイスとすることができる。例えば、本明細書に説明するように、ディスプレイ２２８又はキーパッド２３０のようなヒューマンインタフェース構成要素を通じて伝送される情報は、代わりにネットワークインタフェース２１０を通じてリモートに位置する適切なヒューマンインタフェース構成要素に伝送することができる。リモートとすることができるヒューマンインタフェース周囲構成要素の例は、オーディオデバイス、ポインティングデバイス、キーパッド、ディスプレイ、カメラ、及びプロジェクターなどを含むがこれらに限定されない。これらの周囲構成要素は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などのようなピコネットワーク上で通信することができる。そのような周囲ヒューマンインタフェース構成要素を有するクライアントコンピュータの１つの非限定例は、着用可能コンピュータであり、これは、別個に位置するクライアントコンピュータとリモートに通信して壁又はユーザの手のような反射面上にピコプロジェクターによって投影された画像の各部分に向けたユーザの動作を感知する１又は２以上のカメラと共にリモートピコプロジェクターを含むことができる。
【００４８】
メモリ２０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び／又は他のタイプのメモリを含むことができる。メモリ２０４は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報の格納のためのコンピュータ可読ストレージ媒体（デバイス）の例を示している。メモリ２０４は、クライアントコンピュータ２００の低レベル作動を制御するためのＢＩＯＳ２４６を格納することができる。メモリはまた、クライアントコンピュータ２００の作動を制御するためのオペレーティングシステム２４８を格納することができる。この構成要素は、ＵＮＩＸ(登録商標)又はＬＩＮＵＸ（登録商標）のあるバージョンのような汎用オペレーティングシステム、又はＷｉｎｄｏｗｓ  Ｐｈｏｎｅ（登録商標）オペレーティングシステム又はＳｙｍｂｉａｎ（登録商標）オペレーティングシステムのような特殊クライアントコンピュータ通信オペレーティングシステムを含むことができることは認められるであろう。オペレーティングシステムは、ハードウエア構成要素及び／又はオペレーティングシステムの作動の制御をＪａｖａ(登録商標)アプリケーションプログラムによって可能にするＪａｖａ(登録商標)仮想機械モジュールを含むか又はそれとインタフェースで接続することができる。
【００４９】
メモリ２０４は、取りわけアプリケーション２５２及び／又は他のデータを格納するためにクライアントコンピュータ２００によって利用することができる１又は２以上のデータストレージ２５０を更に含むことができる。例えば、データストレージ２５０は、クライアントコンピュータ２００の様々な機能を説明する情報を格納するために使用することができる。様々な実施形態の１又は２以上では、データストレージ２５０は、位置情報２５１を格納することができる。情報２５１は、その後に、通信中にヘッダの一部として送信すること又は必要に応じて送信することなどを含む様々な方法のうちの様々なものに基づいて別のデバイス又はコンピュータに提供することができる。データストレージ２５０は、アドレス帳、バディリスト、通称、又はユーザプロファイル情報などを含むソーシャルネットワーキング情報を格納するために使用することができる。データストレージ２５０は、アクションを実行及び実施するためのプロセッサ２０２のようなプロセッサによる使用のためのプログラムコード、データ、及びアルゴリズムなどを更に含むことができる。一実施形態では、データストレージ２５０の少なくとも一部はまた、非一時的プロセッサ可読固定ストレージデバイス２１２、プロセッサ可読取外し可能ストレージデバイス２１４を含むがこれらに限定されないクライアントコンピュータ２００の別の構成要素上に格納するか、又は更にクライアントコンピュータに対して外部に格納することができる。
【００５０】
アプリケーション２５２は、クライアントコンピュータ２００によって実行された場合に命令及びデータを送信、受信、及び／又は他に処理するコンピュータ実行可能命令を含むことができる。アプリケーション２５２は、例えば、走査ミラークライアントエンジン２５３、位置決定クライアントエンジン２５４、他のクライアントエンジン２５６、又はウェブブラウザ２５８などを含むことができる。クライアントコンピュータは、照会、検索、メッセージ、通知メッセージ、事象メッセージ、警報、性能メトリック、ログデータ、又はＡＰＩ発呼など、これらの組合せのような通信をアプリケーションサーバ、ネットワークファイルシステムアプリケーション、及び／又は格納管理アプリケーションと交換するように配置することができる。
【００５１】
ウェブブラウザエンジン２２６は、ウェブページ、ウェブベースのメッセージ、グラフィック、テキスト、及びマルチメディアなどを送受信するように構成することができる。クライアントコンピュータのブラウザエンジン２２６は、無線アプリケーションプロトコルメッセージ（ＷＡＰ）などを含む事実上様々なプログラミング言語を使用することができる。１又は２以上の実施形態では、ブラウザエンジン２５８は、手持ち式デバイスマークアップ言語（ＨＤＭＬ）、無線マークアップ言語（ＷＭＬ）、ＷＭＬＳｃｒｉｐｔ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ(登録商標)、標準一般化マークアップ言語（ＳＧＭＬ）、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）、及びＨＴＭＬ５などを使用することが可能にされる。
【００５２】
アプリケーションプログラムの他の例は、カレンダー、検索プログラム、電子メールクライアントアプリケーション、ＩＭアプリケーション、ＳＭＳアプリケーション、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶＯＩＰ）アプリケーション、連絡先マネージャ、タスクマネージャ、トランスコーダ、データベースプログラム、文書処理プログラム、セキュリティアプリケーション、表計算プログラム、ゲーム、及び検索プログラム等々を含む。
【００５３】
これに加えて、１又は２以上の実施形態（図には示していない）では、クライアントコンピュータ２００は、ＣＰＵの代わりに、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブルアレイ論理（ＰＡＬ）など、又はその組合せのような埋め込み論理ハードウエアデバイスを含むことができる。埋め込み論理ハードウエアデバイスは、その埋め込み論理を直接実行してアクションを実施することができる。同様に、１又は２以上の実施形態（図には示していない）では、クライアントコンピュータ２００は、ＣＰＵの代わりにハードウエアマイクロコントローラを含むことができる。１又は２以上の実施形態では、マイクロコントローラは、それ自体の埋め込み論理を直接実行してアクションを実施し、それ自体の内部メモリ及びそれ自体の外部入力及び出力インタフェース（例えば、ハードウエアピン及び／又は無線送受信機）にアクセスしてシステムオンチップ（ＳＯＣ）などのようなアクションを実施することができる。
【００５４】
例示的ネットワークコンピュータ
図３は、様々な実施形態のうちの１又は２以上を実施する例示的システムに含めることができる例示的ネットワークコンピュータ３００の一実施形態を示している。ネットワークコンピュータ３００は、図３に示すものよりも多いか又は少ない構成要素を含むことができる。しかし、図示の構成要素は、これらの技術革新を実施するための例示的実施形態を開示するのに十分である。ネットワークコンピュータ３００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバコンピュータ、及びクライアントコンピュータなどを含むことができる。ネットワークコンピュータ３００は、例えば、図１のシステム１００のラップトップコンピュータ１１２、スマート電話／タブレット１１４、及び／又はコンピュータ１１０のうちの１又は２以上の一実施形態を表すことができる。
【００５５】
図３に示すように、ネットワークコンピュータ３００は、バス３０６を通じてメモリ３０４と通信することができるプロセッサ３０２を含むことができる。一部の実施形態では、プロセッサ３０２は、１又は２以上のハードウエアプロセッサ又は１又は２以上のプロセッサコアで構成することができる。一部の場合では、１又は２以上のプロセッサのうちの１又は２以上は、本明細書に説明するもののような１又は２以上の特殊アクションを実施するように構成された特殊プロセッサとすることができる。ネットワークコンピュータ３００は、電源３０８と、ネットワークインタフェース３１０と、プロセッサ可読固定ストレージデバイス３１２と、プロセッサ可読取外し可能ストレージデバイス３１４と、入力／出力インタフェース３１６と、ＧＰＳ送受信機３１８と、ディスプレイ３２０と、キーボード３２２と、オーディオインタフェース３２４と、ポインティングデバイスインタフェース３２６と、ＨＳＭ３２８とを更に含む。電源３０８は、ネットワークコンピュータ３００に電力を提供する。
【００５６】
ネットワークインタフェース３１０は、ネットワークコンピュータ３００を１又は２以上のネットワークに結合するための回路を含み、開放システム相互接続モデル（ＯＳＩモデル）、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、通信制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、ＷＡＰ、超広帯域無線（ＵＷＢ）、マイクロ波アクセスのためのＩＥＥＥ  ８０２．１６全世界相互運用性（ＷｉＭａｘ）、セッション開始プロトコル／実時間伝送プロトコル（ＳＩＰ／ＲＴＰ）、又は様々な他の有線及び無線通信プロトコルのうちの様々なものの様々な部分を実施するプロトコル及び技術を含むがこれらに限定されない１又は２以上の通信プロトコル及び通信技術との併用に向けて構成される。ネットワークインタフェース３１０は、送受信機、送受信デバイス、又はネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）として時に公知である。ネットワークコンピュータ３００は、任意的に、基地局（図示せず）と通信するか又は別のコンピュータと直接に通信することができる。
【００５７】
オーディオインタフェース３２４は、人間の声のようなオーディオ信号を生成及び受信するように配置することができる。例えば、オーディオインタフェース３２４は、他者との遠距離通信を可能にするために及び／又は何らかのアクションに対するオーディオ承認を発生するためにスピーカ及びマイクロフォン（図示せず）に結合することができる。オーディオインタフェース３２４内のマイクロフォンは、例えば、オーディオ認識を用いたネットワークコンピュータ３００への入力又はその制御に向けて使用することができる。
【００５８】
ディスプレイ３２０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ガスプラズマ、電子インク、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、又はコンピュータと併用することができる様々な他のタイプの光反射性又は光透過性ディスプレイとすることができる。ディスプレイ３２０は、画像を壁又は他の物体上に投影することができる手持ち式プロジェクター又はピコプロジェクターとすることができる。
【００５９】
ネットワークコンピュータ３００はまた、図３には示していない外部デバイス又はコンピュータと通信するための入力／出力インタフェース３１６を含むことができる。入力／出力インタフェース３１６は、ＵＳＢ（登録商標）、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭａｘ、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、シリアルポート、及びパラレルポートなどのような１又は２以上の有線又は無線通信技術を利用することができる。
【００６０】
同じく、入力／出力インタフェース３１６は、測位情報を決定するための１又は２以上のセンサ（例えば、ＧＰＳ）、電力条件をモニタするための１又は２以上のセンサ（例えば、電圧センサ、電流センサ、及び周波数センサ等々）、又は気象をモニタするための１又は２以上のセンサ（例えば、サーモスタット、気圧計、風力計、湿度検出器、又は雨量計など）などを含むことができる。センサは、ネットワークコンピュータ３００に対して外部であるデータを収集及び／又は測定する１又は２以上のハードウエアセンサとすることができる。ヒューマンインタフェース構成要素は、ネットワークコンピュータ３００とは物理的に別個とすることができ、ネットワークコンピュータ３００へのリモート入力及び／又は出力を可能にする。例えば、本明細書に説明するように、ディスプレイ３２０又はキーボード３２２のようなヒューマンインタフェース構成要素を通じて伝送される情報は、代わりにネットワークインタフェース３１０を通じてネットワーク上のいずれかの他の場所に位置する適切なヒューマンインタフェース構成要素に伝送することができる。ヒューマンインタフェース構成要素は、コンピュータがその人間ユーザから入力を取得する又はこのユーザに出力を送出ることを可能にする様々な構成要素を含む。従って、マウス、スタイラス、又はトラックボールなどのようなポインティングデバイスは、ユーザ入力を受信するためにポインティングデバイスインタフェース３２６を通じて通信することができる。
【００６１】
ＧＰＳ送受信機３１８は、地表上のネットワークコンピュータ３００の物理座標を決定することができ、典型的に地点を緯度値及び経度値として出力する。ＧＰＳ送受信機３１８は、地表上のネットワークコンピュータ３００の物理的地点を更に決定するために三角測位、補助ＧＰＳ（ＡＧＰＳ）、強化観察時間差法（Ｅ−ＯＴＤ）、セル識別子（ＣＩ）、サービスエリア識別子（ＳＡＩ）、拡張タイミングアドバンス（ＥＴＡ）、又は基地局サブシステム（ＢＳＳ）などを含むがこれらに限定されない他の測位機構を使用することができる。ＧＰＳ送受信機３１８は、異なる条件下でネットワークコンピュータ３００に関する物理的地点を決定することができることは理解される。しかし、１又は２以上の実施形態では、ネットワークコンピュータ３００は、例えば、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス及びＩＰアドレスなどを含むクライアントコンピュータの物理的地点を決定するために使用することができる他の情報を他の構成要素を通じて提供することができる。
【００６２】
メモリ３０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、及び／又は他のタイプのメモリを含むことができる。メモリ３０４は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報の格納のためのコンピュータ可読ストレージ媒体（デバイス）の例を示している。メモリ３０４は、ネットワークコンピュータ３００の低レベル作動を制御するための基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）３３０を格納する。メモリはまた、ネットワークコンピュータ３００の作動を制御するためのオペレーティングシステム３３２を格納する。この構成要素は、ＵＮＩＸ(登録商標)又はＬＩＮＵＸ（登録商標）のあるバージョンのような汎用オペレーティングシステム、又はＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム又はＡｐｐｌｅ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＩＯＳ（登録商標）オペレーティングシステムのような特殊オペレーティングシステムを含むことができることは認められるであろう。オペレーティングシステムは、ハードウエア構成要素及び／又はオペレーティングシステムの作動の制御をＪａｖａ(登録商標)アプリケーションプログラムによって可能にするＪａｖａ(登録商標)仮想機械モジュールを含む又はそれとインタフェースで接続することができる。同様に、他の実行時環境を含めることができる。
【００６３】
メモリ３０４は、取りわけアプリケーション３３６及び／又は他のデータを格納するためにネットワークコンピュータ３００によって利用することができる１又は２以上のデータストレージ３３４を更に含むことができる。例えば、データストレージ３３４は、ネットワークコンピュータ３００の様々な機能を説明する情報を格納するのに使用することができる。様々な実施形態の１又は２以上では、データストレージ３３４は、位置情報３３５を格納することができる。位置情報３３５は、その後に、通信中にヘッダの一部として送信すること又は必要に応じて送信することなどを含む様々な方法のうちの様々なものに基づいて別のデバイス又はコンピュータに提供することができる。データストレージ３３４は、アドレス帳、バディリスト、通称、又はユーザプロファイル情報などを含むソーシャルネットワーキング情報を格納するのに使用することができる。データストレージ３３４は、下記で説明するアクションのようなアクションを実行及び実施するためのプロセッサ３０２のようなプロセッサによる使用のためのプログラムコード、データ、及びアルゴリズムなどを更に含むことができる。一実施形態では、データストレージ３３４の少なくとも一部は、非一時的プロセッサ可読固定ストレージデバイス３１２内の非一時的媒体、プロセッサ可読取外し可能ストレージデバイス３１４、又はネットワークコンピュータ３００内の様々な他のコンピュータ可読ストレージデバイスを含むがこれらに限定されないネットワークコンピュータ３００の別の構成要素上に格納するか、又は更にネットワークコンピュータ３００に対して外部に格納することができる。
【００６４】
アプリケーション３３６は、ネットワークコンピュータ３００によって実行された場合にメッセージ（例えば、ＳＭＳ、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、インスタントメッセージ（ＩＭ）、電子メール、及び／又は他のメッセージ）、オーディオ、ビデオを送信、受信、及び／又は他に処理して別のモバイルコンピュータの別のユーザとの遠距離通信を可能にするコンピュータ実行可能命令を含むことができる。アプリケーションプログラムの他の例は、カレンダー、検索プログラム、電子メールクライアントアプリケーション、ＩＭアプリケーション、ＳＭＳアプリケーション、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶＯＩＰ）アプリケーション、連絡先マネージャ、タスクマネージャ、トランスコーダ、データベースプログラム、文書処理プログラム、セキュリティアプリケーション、表計算プログラム、ゲーム、及び検索プログラム等々を含む。アプリケーション３３６は、下記でより詳しく説明するアクションを実施する走査ミラーエンジン３４４又は位置決定エンジン３４６を含むことができる。様々な実施形態の１又は２以上では、アプリケーションのうちの１又は２以上は、別のアプリケーションのモジュール及び／又は構成要素として実施することができる。更に、様々な実施形態の１又は２以上では、アプリケーションは、オペレーティングシステム拡張部、モジュール、又はプラグインなどとして実施することができる。
【００６５】
更に、様々な実施形態の１又は２以上では、位置決定エンジン３４６は、クラウドベースのコンピュータ環境内で作動可能にすることができる。様々な実施形態の１又は２以上では、これらのアプリケーションプログラム及び他のものは、クラウドベースのコンピュータ環境内で管理することができる仮想機械及び／又は仮想サーバ内で実行することができる。様々な実施形態の１又は２以上では、この関連では、アプリケーションは、クラウドコンピュータ環境によって自動的に管理される性能及びスケーリング要件に依存してクラウドベースの環境内の１つの物理的ネットワークコンピュータから別のものに流れる。同様に、様々な実施形態の１又は２以上では、走査ミラーエンジン３４４又は位置決定エンジン３４６に専用仮想機械及び／又は仮想サーバは、自動的に使用設定する及び使用解除することができる。
【００６６】
同じく、様々な実施形態の１又は２以上では、走査ミラーエンジン３４４又は位置決定エンジン３４６などは、１又は２以上の特定の物理的ネットワークコンピュータに束縛するのではなく、クラウドベースのコンピュータ環境内で稼働する仮想サーバに置くことができる。
【００６７】
更に、ネットワークコンピュータ３００は、鍵、デジタル証明書、パスワード、パスフレーズ、又は二要素認証情報などのようなセキュリティ／暗号情報を発生、格納、及び／又は使用するための追加の改ざん防止安全手段を提供するためのＨＳＭ３２８を含むことができる。一部の実施形態では、１又は２以上の標準公開鍵インフラストラクチャ（ＰＫＩ）をサポートするためにかつ鍵対などを発生、管理、及び／又は格納するためにハードウエアセキュリティモジュールを使用することができる。一部の実施形態では、ＨＳＭ３２８は独立型コンピュータとすることができ、他の場合に、ネットワークコンピュータ内に組み込むことができるハードウエアカードとして配置することができる。
【００６８】
これに加えて、１又は２以上の実施形態（図には示していない）では、ネットワークコンピュータは、１又は２以上のＣＰＵの代わりに、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブルアレイ論理（ＰＡＬ）、など、又はその組合せのような１又は２以上の埋め込み論理ハードウエアデバイスを含むことができる。埋め込み論理ハードウエアデバイスは、埋め込み論理を直接実行してアクションを実施することができる。同様に、１又は２以上の実施形態（図には示していない）では、ネットワークコンピュータは、ＣＰＵの代わりに１又は２以上のハードウエアマイクロコントローラを含むことができる。１又は２以上の実施形態では、１又は２以上のマイクロコントローラは、それ自体の埋め込み論理を直接実行してアクションを実施し、それ自体の内部メモリ及びそれ自体の外部入力及び出力インタフェース（例えば、ハードウエアピン及び／又は無線送受信機）にアクセスしてシステムオンチップ（ＳＯＣ）などのようなアクションを実施することができる。
【００６９】
例示的デバイス及びシステム
走査ミラーは、米国特許第８，２８２，２２２号明細書、第８，４３０，５１２号明細書、第８，５７３，７８３号明細書、第８，６９６，１４１号明細書、第８，７１１，３７０号明細書、第８，９７１，５６８号明細書、第９，３７７，５５３号明細書、第９，５０１，１７５号明細書、第９，５８１，８８３号明細書、第９，７５３，１２６号明細書、第９，８１０，９１３号明細書、第９，８１３，６７３号明細書、第９，９４６，０７６号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０３００６３７号明細書及び第２０１６／００４１２６６号明細書、米国仮特許出願第６２／４９８，５３４号明細書、第６２／６０６，８７９号明細書、第６２／７０７，１９４号明細書、及び第６２／７０９，７１５号明細書、並びに米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に記載されているもののような走査レーザビジョン、運動追跡ＬＩＤＡＲ、照明、並びにＡＲ及びＶＲのための撮像型表示システムを含むがこれらに限定されない多くの用途を有し、これらの文献の各々の全内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【００７０】
これらのデバイス及びシステムは、高速ＭＥＭＳ走査ミラーシステムを使用することができる。多くの用途では、走査システムの速度及び他の特定の運動特性は、視野内で細密なコントラスト関数（例えば、３Ｄピクセル列）及びボクセル（例えば、３Ｄ位置）を正確にレンダリング、検出、又は追跡することを容易にする。
【００７１】
共振走査ミラーは、適切な走査角と相まって高い速度を発生させ、比較的低いエネルギしか用いないことで多くの場合に使用されている。本発明の開示は、そのような共振システムに適合してこれらのシステムを大きく改善する技術革新を説明する。本発明の開示に説明する技術革新は、非共振ＭＥＭＳ走査ミラー又は他の非ＭＥＭＳ型走査システム（例えば、いわゆるガルボ走査システム又は多角形走査システムなど）にも適合し、又は光学位相アレイ又は音響光学走査システム及び電気光学走査システムのような非機械システム又は「固体」走査システムであっても適合することができる。
【００７２】
図４Ａは、ミラー４０５と、図４Ｂに示すように軸線の周りのこのミラーの回転を駆動する駆動機構又はアクチュエータ４０７とを含む走査ミラー装置の構成要素のブロック図であり、図４Ｂでは、ミラー４０５が２つの終端位置４０５ａ、４０５ｂに回転された場所が例示されている。図４Ａでは、ミラー４０５は、２つの終端位置間の中間位置まで回転された状態にあり、ミラー面に対して垂直な中心軸線４０９を定めている。少なくとも一部の実施形態では、ミラー４０５は、図４Ａに示す中間位置に対して±６０度、±５０度、±４０度、±３０度、±２０度、±１０度まで回転するように構成されるが、より大きい又はより小さい回転を使用することができる。図４Ｂに図示の実施形態でのミラー４０５は、等しいが反対の量だけ回転して２つの終端位置４０５ａ、４０５ｂに到達するが、他の実施形態では、これら２つの終端位置は、２つの反対方向の不均等な回転（例えば、異なる回転角度量）を含むことができる。走査ミラー装置の他の例を図９Ａ及び図９Ｂに示し、下記で議論する。
【００７３】
従来の走査ミラーの例として、１ｍｍ前後の直径を有する２５ｋＨｚ共振ミラーは、各４０マイクロ秒走査期間中に２本の線を描いて毎秒５０，０００本の走査線を送出することができる。毎秒１００フレームで画像を描く場合に、各フレームにわたって最大で５００本の線を走査することができることになる。
【００７４】
高解像度撮像システムでは、管理又は最適化することが困難な可能性があるいくつかのミラー設計パラメータが存在する。第１に、高いライン共振周波数は、共振ミラーを比較的低い共振質量のみを有する小さいものに留める。更に、走査システムは、ミラーの偏向角に対する緩衝器として作用する剛性バネをヒンジ内で利用し、それによって典型的に小さい走査角及び小さい走査角範囲しかもたらされない。
【００７５】
第２に、多くの場合に、広い走査野（広い視野（ＦｏＶ）に対する）が望ましいが、この場合に従来の共振ＭＥＭＳミラー設計の元来の動特性に起因して典型的に遅い走査速度がもたらされる（例えば、質量を増大するか又はミラーを保持するバネ型ヒンジの剛性を低減することにより）。
【００７６】
第３に、良好なビーム品質を達成するために、かつ小さい尖鋭なレーザビーム「先端」によって比較的高い解像度のレーザ点（すなわち、非常に細かい解像度のボクセルスポット照明）を達成するためには高品質光学特性を有するミラー面が望ましい。良好な被写界深度を達成する一部のシステムでは、レーザビームの比較的高い平行化度を維持することができるように非常に平坦で剛性が高く、比較的大きいミラー面が必要である。高い共振周波数では、ミラーに対する応力が有意に高く、ミラー剛性が特に重要になる。剛性は、ミラー本体構造においてより高い構造強度を必要とし、典型的にミラーを重くする。例えば、２倍大きい２ｍｍのミラーは、より高速な１ｍｍミラーと比較して有意に良好な平行化及び遠視野スポットサイズをもたらす。そのような大きいミラーは、８倍大きい質量を有する場合があり、それによって共振周波数は半分よりも大きく（例えば、８の平方根倍）低下すると考えられる。一部の最新の高速ＭＥＭＳミラー設計は、所与のミラーサイズに対して最小限の質量で最大の硬質性を達成するためにハニカム構造を使用する。自動車ＬＩＤＡＲシステムに対して有利な良好な長距離ビーム品質に関して、ミラー面の望ましい剛性及びサイズは、堅固な裏当て構造を有するより大きい面を一般的にもたらし、それによって共振周波数が５ｋＨｚ未満に制限される。
【００７７】
第４に、多くのそのようなシステムでは、許容可能画像輝度及び広範囲な視野にわたる均一性を達成すること、又は機械ビジョンシステムの視野内の全ての点に十分な照明が照射されることを保証することのいずれに向けても、均一な照明走査カバレージが望ましい。照明輝度及び広い走査範囲にわたる照明の均一性の欠如は、そのような走査検査ビームシステムの範囲及びＦｏＶ幅それぞれを縮小することになる。
【００７８】
これら４つの設計パラメータは、多くの場合に、真反対の方向にあり、多くの従来設計では、設計パラメータの間で少なからぬ妥協が行われ、それによって解像度、範囲、及びボクセル取得速度のようなシステム性能パラメータが制限を受ける場合がある。
【００７９】
少なくとも一部の実施形態では、デバイス又はシステムは、有効な場所で減速して滞留時間を延ばす段階を含む。共振ミラーの１つの特徴は、その回転速度が、図４Ｃに示すように基本的に正弦波形を有することである。共振システムは、それが走査ミラー回転の中間点でピーク速度及びピーク運動エネルギにあり、それに対してミラー運動の端点で共振ミラーが完全停止まで減速し、運動エネルギの全てがミラーのヒンジ内でバネ力として例示される機械エネルギに変換されるエネルギ保存システムである。終端位置は、多くの場合に全く利用されない。多くの画像レンダリング用途では、最終端位置が走査照明パターンにおいて実際に使用されないように投影視野は「切り取られる」。
【００８０】
一例として、±１０度だけ機械的に回転する軸線を有するミラーの光学走査幅（２０度の機械的走査範囲）は、この範囲の２倍の±２０度（合計で４０度）までビームをスイングさせる。この範囲の実際の使用は、低速移動する端点を避けるために３０度のみである場合がある。ビームがある一定量の照明（例えば、ＦｏＶ内の立体角毎にある一定強度のレーザビームエネルギ）を送出しなければならない用途にこのミラーが使用される場合に、回転が最も速い場所で単位面積毎又はＦｏＶの角度毎の滞留時間が最短であるので、共振ミラーの不均一な運動は、投影中心で強度を制限する。上述の例では、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、ミラーは、２０マイクロ秒の期間中に４０度にわたってビームをスイングさせるが、視野のうちの中心の２０度内ではこの時間の３分の１である６．７マイクロ秒しか費やさず、その左右の各１０度において更に６．７マイクロ秒を費やす。
【００８１】
図４Ｃは、角度偏向の正弦波運動を示している。図４Ｄは、長手軸線が共振ミラーによって反射された走査ビームの光学角度変位を示す単位円である位相回転図を示している。光学変位は、ミラー自体の運動角度の大きさの２倍である。図４Ｄでは、ミラーの共振振動は、ビームを−２０度の端点と＋２０度の端点の間で合計４０度の光学ビーム変位の前後の共振スイングで振動させる。ミラーが−２０度から＋２０度まで全４０度のスイングを起こすためには、全３６０度の半分（すなわち、共振ミラーの全位相サイクルのうちの１８０度の位相）又は２５ｋＨｚミラーの場合は２０マイクロ秒を要することになる。しかし、６０度の位相の中間位相進行のみの場合に、この時間の３分の１（６．７マイクロ秒）以内にミラーはビームを２０度だけ回転させる。合計振動周期は４０マイクロ秒（すなわち、２５ｋＨｚミラーの周期）であり、完全サイクルは３６０位相度である。
【００８２】
上記が意味することは、共振型走査ミラーを使用する場合にＦｏＶにわたって均一な輝度を達成するためには、ピーク走査速度でマイクロ秒毎に十分なエネルギを送出するようにレーザビームを中心で最大輝度で照明する必要がある可能性があるが、中心以外のＦｏＶの縁部に向う区域では、レーザは有意に減衰されることになるということである。従って、投影中心での十分な範囲を保証するのには、高めのピーク輝度を有するレーザが有利である。
【００８３】
ビームのピーク輝度は、レーザの制約又は安全規則によって設定される場合があり、それによって例えば投影中心で輝度は大きく低減されるので、システムの電位出力のある程度の部分は浪費される。例えば、自動車の照明系の場合に、これは望ましいものとは正反対であり、すなわち、中心で輝度が高い場合がある。
【００８４】
中心で長めの滞留時間を達成するために、ミラーの低速端点を用いて中心を照明することができる。１つの案は、同じミラー上で反射するが、例えば、図５に示すように（射出ビームしか示していない）、ビームがミラー上で交差するように配置された２つのビームを使用することである。これに代えて、１つのビーム又は１つのレーザ光源を光学手段によって（例えば、ビームスプリッタを用いて）二等分に分割し、各半分を２つの別個の入射経路に沿って走査ミラーに向うように向け直すことができる。
【００８５】
図５では、（ａ）に示すように、２つのレーザビーム５５０、５５２は、同じ走査ミラー面５５４から互いの間で２０度開いた状態で反射する。この角度の半分（すなわち、機械的に前後に５度）だけミラーを回転させると、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、２つのビームは両方共に前後に１０度だけ回転することになる。ビーム５５２は２０度から中心までスイングすることになり、それに対してビーム５５０は中心から−２０度までスイングする。２つの最遠ミラー位置は最も長い滞留時間を有するので、各場合に最大「露光」は、ビームの一方によってカバーされる。これに加えて、ビーム５５０、５５２の各々は、ＦｏＶの半域をカバーする。
【００８６】
２つのビームをこのように配置することで、ミラーの角運動を半分に低減することができ、その結果、走査周波数を有意に高めること、又は有意にミラーサイズを拡大する、ビーム品質を改善する、又はＦＯＶを拡大することができることになる。走査カバレージが拡大すると、検出待ち時間を短縮してより迅速に死角を除去することができる。
【００８７】
走査カバレージを更に拡大し、かつ屈折力を高めるがそれを安全規則に完全に準拠する方式で分散させるために、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、光源４０４からの３又は４以上のビームをミラー４０５上で交差するように使用することができる。ビームの各々は、例えば１００ｍＷの強度に限定することができるが、３つのそのようなビームは、同じ方向に向くことは決してないが各々が走査回転の何らかの部分で中心に滞留してこの区域内に最大の照明カバレージを設けることができるように配置することができる。この配置は、その全内容が引用によって本明細書に組み込まれている米国特許第８，７１１，３７０号明細書、第９，３７７，５３３号明細書、第９，７５３，１２６号明細書、及び第９，９４６，０７６号明細書に記載されているもののような２つの共振ミラーをリレー方式に使用する高速二軸線リサージュ走査に対する修正として良好に機能することができる。同じく、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、光源４０４は、同じ平面にある必要はない。
【００８８】
その全内容が引用によって本明細書に組み込まれている米国仮特許出願第６２／４９８，５３４号明細書及び第６２／６０６，８７９号明細書、並びに米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に記載されているもののような３焦点アーキテクチャの場合に、図７Ｂに示すように４つの光源４０４又は光ビームを用いてＦｏＶ内に４つの同時点を有することが望ましい場合がある。４つの光源のこの配置は、３つのカメラ１０６ａ、１６０ｂ、１０６ｃを有する図８の３レシーバ（例えば、カメラ）配置との併用の場合に特に有利とすることができ、この場合に、４つの光源４０４（図７Ｂ）からの４つの光ビームがミラー４０５（図７Ｂ）から反射して４つの点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、及びＰ4を同時に照明する。３Ｄ面上の４つの点は、カメラ投影中心Ｏ1、Ｏ2、及びＯ3に配置された３つのカメラに向けてビームの一部分を反射する。各点Ｐからこれらのカメラ中心の各々に至る１つの主光線が存在する。１２本のそのような主光線が存在する。これらの主光線は、カメラ上のＰ1’、Ｐ2’、Ｐ3’、Ｐ4’、Ｐ1’’、Ｐ2’’、Ｐ3’’、Ｐ4’’、Ｐ1’’’、Ｐ2’’’、Ｐ3’’’、及びＰ4’’’という１２個のピクセル場所の上に投影される。３つのカメラによって取り込まれるこれら１２個の個別位置は、カメラ中心、並びに４つの３Ｄ点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、及びＰ4の完全な位置を導出するのに十分である。一例として、これら１２個のセンサ座標対は、完全な３焦点テンソルの２７個の要素（３×３×３行列）を導出するのに十分である。この配置は、全内容が引用によって本明細書に組み込まれている米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に提示されている配置の修正である。少なくとも一部の実施形態では、レシーバ１０６ａ、１６０ｂ、１０６ｃ（例えば、カメラ）の各々は、６つの自由度で瞬時に較正することができる（それによって非常に柔軟なカメラ装着が可能になり、本体剛性要件が排除又は低減される）。
【００８９】
少なくとも一部の実施形態では、ビームのうちの一部をより大きい角度で配置することにより、偏心、幅広、及び幅狭の走査をいかなる機械的又は光学的調節もなく電子的に瞬時に選択することができる。図６では、ビーム６６０、６６２が中心投影軸線６６４から各々２０度オフセットされている。明らかなように、±１０度のミラー移動は、最大±４０度カバレージを生成する。
【００９０】
意図的にオフセットした角度を有する複数のビームを配置し、それらを同じ高速走査ミラー上で交差させることにより、合計走査幅及び滞留時間を拡大することができ、走査野の予め決められた部分での瞬時走査角速度を低減することができる。更に、１又は２以上の陥凹形成区域内で走査周波数を高め、走査カバレージを拡大するために、複数のビーム走査範囲のいくつかの部分を重ねることができる。
【００９１】
少なくとも一部の実施形態では、ミラーが位置の間で回転すると、複数（例えば、２、３、４、又は５以上）の光ビームは、少なくとも１０度、２０度、２５度、３０度、又は４０度、又はそれよりも多くをカバーすることができる。少なくとも一部の実施形態では、複数の光ビームは、重ね合わせを用いずに又は用いてＦｏＶの異なる部分をカバーするように配置される。２よりも多い光ビームを有する配置では、光ビームは、均一又は不均一に離間させることができる。
【００９２】
少なくとも一部の実施形態では、光ビームの各々は、ミラーに対して少なくとも５度、１０度、１５度、２０度、又はそれよりも多くだけ他の光ビームの各々から離間している。少なくとも一部の実施形態では、図４Ａに示すようにミラーが中間位置にある時に、光ビームのうちの少なくとも２つは、中心軸線４０９の両側にある。
【００９３】
図１０は、視野を走査する一方法の流れ図である。段階１００２では、ミラーは、上述のように少なくとも２つの光ビーム（例えば、２、３、４、又は５以上の光ビーム）によって同時に照明される。段階１００４では、視野を走査するためにミラーが回転される（例えば、２つの終端位置間で回転される）。視野は、例えば、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、又はそれよりも大きいとすることができる。
【００９４】
上記で引用した参考文献に記載されているもの、並びに図１及び図８に示すシステムの実施形態のようなピクセル逐次撮像システムでは、多くの場合に、光学走査幅は比較的大きく、その結果、ミラー系の偏向角も他の要件に対して最適なものよりも大きいことが望ましく、かなりの妥協を行う必要がある。大きい走査角を有する高共振周波数システムを構成するのは特に困難である。１つの理由は、静電櫛状ドライバのような走査力作動機構では、多くの場合に到達可能最大走査角が制限因子であることである。櫛タイプアクチュエータは、それを超えると静電力を発生させることができない限界範囲（例えば、ブレードの深さ）を有する。単純なプレート静電ドライブ及び／又は圧電アクチュエータが多くの場合に好ましく、作動範囲又は「ストローク」を可能な限り小さく保つことができる限り遙かにロバストである（「ストローク」は、他方の部分に対して移動する電気機械アクチュエータの一方の部分の対向プレートタイプでは距離、又はねじりヒンジタイプでは回転移動を意味する）。
【００９５】
例えば、スキャナのアセンブリの中に永久磁石を含めるか、又はミラー自体の中に誘導ループ及び接続を含める（嵩及び質量を追加し、その結果、ミラーを低速にする）ことによって誘導磁場力を使用するもののようなより大きい運動範囲を受け入れる一部のシステムは、嵩高であるか又は組み立てるのがより困難である。
【００９６】
擬似ランダム走査システムは、ビーム位置の正確な制御を必要としない。ビームの制御は、速度及び走査範囲よりも重要ではない。上記で引用した参考文献に記載されているもの、並びに図１及び図８に示すシステムの実施形態のような擬似ランダムシステムでは、システムの精度は、ミラーの瞬時位置を制御することではなく、ＦｏＶ内でビームを直接観察することに頼っている。例えば、図８に示すもの又は米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に記載されているもののような３焦点３Ｄ運動追跡システムでは、微細先端を有するビームは、走査弧又は線を該当領域にわたって短い期間内に可能な限り多くの回数で擬似ランダムに走査することしか必要とされない。３つの「トゥイッチーなピクセル」センサ又はＳＰＡＤアレイの低待ち時間ナノ秒精密観察精度は、ミラーの荒れたかつ無制御な運動を埋め合わせて有り余る。
【００９７】
図１１は、１又は２以上の物体の位置を決定する一方法の流れ図である。段階１１０２では、ミラーは、上述のように少なくとも２つの光ビーム（例えば、２、３、４、又は５以上の光ビーム）によって同時に照明される。段階１１０４では、視野を走査するためにミラーが回転される（例えば、２つの終端位置間で回転される）。ミラーによって反射された光ビームは、視野内の１又は２以上の物体の領域を照明することになる。視野は、例えば、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、又はそれよりも大きいとすることができる。段階１１０６では、１又は２以上の物体の領域によって反射された光ビームからの光子は、次に、レシーバ、例えば、カメラ又は感光性ピクセルアレイなどで受光される。段階１１０８では、受光された光子は、１又は２以上の物体の領域の位置を決定するのに使用される。例えば、視野内の物体の位置又は他の特徴の決定を容易にするために、米国特許第８，２８２，２２２号明細書、第８，４３０，５１２号明細書、第８，５７３，７８３号明細書、第８，６９６，１４１号明細書、第８，７１１，３７０号明細書、第９，３７７，５５３号明細書、第９，７５３，１２６号明細書、第９，９４６，０７６号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０３００６３７号明細書及び第２０１６／００４１２６６号明細書、米国仮特許出願第６２／４９８，５３４号明細書及び第６２／６０６，８７９号明細書、及び米国特許出願第１５／８５３，７８３号明細書に記載されている方法及びシステムのうちのいずれかを本明細書に説明するように修正することができる。
【００９８】
図９Ａ及び図９Ｂに移ると、走査ミラーは、ミラー９４０、駆動力を発生させる駆動機構（又はアクチュエータ）９４２、ミラーの回転運動９５０を可能にするヒンジ９４４、及びアセンブリを定められた場所に保持する装着ブラケット９４６という４つの基本要素を有する。図９Ａは、１つの従来の走査ミラーアセンブリを概念図に示している。ブラケット９４６は、ミラー９４０が回転する際に沿う回転軸線を与えるヒンジ９４４を保持する。駆動機構９４２は、ミラー９４０に取り付けられていずれかの方式でミラーに回転力を直接に与える。従来の走査ミラー９４０では、ヒンジ９４４は、ミラーを中心位置に駆動して戻す回転力を発生するトーションバネとして作用する。ヒンジ９４４は、ブラケット９４６と駆動機構９４２の間にある。
【００９９】
図９Ｂは、駆動機構９４２がブラケット９４６上に直接装着されてヒンジ９４４を回転させる新しい装置を示している。このようにして、バネ状ヒンジ９４４は、駆動機構９４２とミラー９４０の間に挿入される。それにより、駆動機構９４２の回転運動によって与えられることになるものよりもかなり高い程度の回転運動９５０’がミラー９４０に対して発生される。駆動機構の小さい振幅の回転ねじりは、的確に設計された共振システム内で十分過ぎるエネルギを与えて共振時に大きいミラー角運動を発生させることができる。例えば、駆動機構９４２（圧電アクチュエータ又は静電ＭＥＭＳ力アクチュエータのような）は、ヒンジ９４４を単に±１度だけねじることができ、依然としてヒンジは、ミラー９４０を±１０度だけスイングさせて４０度の光学的偏向をもたらすことができる（光学的偏向は機械的偏向の２倍である）。
【０１００】
少なくとも一部の実施形態では、走査ミラー装置又はシステムは、６０度から１２０度の最大走査範囲を有することができる。少なくとも一部の実施形態では、走査ミラー装置又はシステムは、複数の低速走査陥凹形成スポットによる実質的な照明均一性を有することができる。少なくとも一部の実施形態では、走査ミラー装置又はシステムは、単純で小型のロバストな一体的ヒンジ及びアクチュエータ設計を有することができる。少なくとも一部の実施形態では、走査ミラー装置又はシステムは、多数のライン／秒に関する重ね合わせによって良好な高周波数走査カバレージを有することができる。少なくとも一部の実施形態では、走査ミラー装置又はシステムは、良好なビーム品質を有することができる。少なくとも一部の走査ミラー装置又はシステムは、これらの特徴又は利点のあらゆる組合せを有することができる。
【０１０１】
図１２Ａから図１４Ｃは、異なる方向から共有走査ミラー上に収束する複数の光源を配置することによって広い走査範囲を発生する装置を示している。図１２Ａ及び図１２Ｂでは、上述の図６に示すものと類似の装置において、２つのレーザビームが光源１２０４から単一走査ミラー１２０５上に収束している。走査ミラー１２０５は、レーザビームを向け直し、依然としてかなり幅狭にフォーカスされている走査スポット光の中にそれを部分的に拡散させる。拡散は、例えば、ミラー自体の上に取り付けられた拡散構造によって起こすことができ、又は拡散器を照明光源平行化光学系の一部とすることができ、又は拡散は、燐光体状蛍光材料の上へのレーザビーム散乱によって又はいずれかの他の適切な拡散技術を用いて達成することができる。図１２Ａでは、走査ミラー１２０４は、その端点の一方で角度が付けられ、例えば、左に＋１０度傾斜しており、この例ではビームの一方１２６０に追加の＋２０度の左向きの偏向を加え、同時に他方のビーム１２６２をＦｏＶの中心に向けて真正面に誘導している。図１２Ｂでは、ミラー１２０５は、反対の終端位置で、例えば、右向きに−１０度傾斜され、以前に真正面に向けられていたビーム１２６２は、今度は右端に−４０度回転されている。この実施形態は、±１０度の僅かな運動だけにより、低電力の単純な共振ミラーが、広い角度範囲にわたって迅速に走査して強力なシーン照明をもたらすことができることを示している。システムのこの実施形態は、８０度の全幅ＦｏＶ角度に到達し、この角度は、ミラー自体の機械範囲の４倍である。依然としてこの同じシステムは、光源１２０４の特定の装置による長い露光（ミラーの回転終端位置での振動ミラーの自然な長い滞留時間に起因する）によってＦｏＶの中心を均等に照明することができる。収束二重ビームを有するこの例示的装置では、最初に図１２Ａの光ビーム１２６２、次に、図１２Ｂの光ビーム１２６０という２つの低速移動の拡散光ビームが、同一サイクル中に視野の中心を横切ってゆっくりと移動する。
【０１０２】
図１３Ａから図１３Ｃは、小型配達ロボット車両のようなデバイス（単一走査ヘッドライトを使用するスクーター状装置）を示している。システムは、（ａ）図１３Ａに示すように、高速で移動している時に前方の道路上にスポット光をフォーカスし（「前方注意」）、ロボットビジョンシステムに対する広い照明範囲を発生するためにミラー終端位置と同期して二重レーザ光源に選択的に交互に給電すること、又はこれに代えて（ｂ）図１３Ｂに示すように、交差点に近づいている時に右から来るトラフィック（「Ｖ」）を確認すること、及び／又はこれに代えて（ｃ）図１３Ｃに示すように、左又は右の方向転換を行う前に対向するトラフィックを確認すること（「横注意」）を選択することができる。
【０１０３】
図１４Ａから図１４Ｃは、二重ヘッドライトアセンブリを有する車両の実施形態を示している。走査ヘッドライトの場合に、これらの「横注意」（図１４Ａ）又は「前方注意」（図１４Ｂ及び図１４Ｃ）オプションは、例えば、ＡＤＡＳ（先進運転支援システム）ビジョンシステムによって自動的に選択することができる。横視野を強く照明するというオプションを有する利点は、非常に短い露光／照明ストロボを可能にして横視野カメラ画像内のモーションブラーを制限又は最小にし、衝突回避に有利な運動推定での高い精度を可能にする点である。車両が交差点で減速又は停止しようとするのではなく、高速で移動している場合であっても、横に向けられる短いが強力なそのような照明ストロボは、衝突回避システムの一部として側方視カメラによって発生される画像内にそのような側方視カメラ内のオプティカルフローに起因してそうでなければ発生することになるモーションブラー（すなわち、モーションブラーは、車両の自己運動によって引き起こされる）を軽減するのに役立つ。例えば、短いが強力なストロボによって照明された物体の縁部からこの自己運動モーションブラーを除去することは、例えば、車両に隣接する経路上にいる歩行者の進路、速度、及び加速度を正確に検出するのに有意に役立たせることができる。
【０１０４】
同様に、中心前方位置にあるビームに関する長い自然な滞留時間は、これらのＦｏＶ中心位置の広い照明を可能にし、従って、これらのヘッドライトは、常に目の安全保護要件を遵守しながら前方視ＡＤＡＳカメラを用いて前方の更に遠くまで到達することになる。更に、前方に向けられるビームが当該時点のＦｏＶの「スライス」（部分視野）だけを照明するほど十分に幅狭である場合に、ピクセル列又はピクセルフィールドは、選択的に点灯及び消灯することができる（例えば、ビーム「スライス」スクロールの場所と同期されたローリングシャッターにより）。図１４Ａでは、自動運転車両は、交差点を横切る前に横断トラフィックを確認している。図１４Ｂでは、車両の二重点滅ヘッドライトが若干収束し、直ぐ前方のこの車両自体の車線内で計画されている軌道を照明している。
【０１０５】
図１４Ｃに示すように、車両は、濃い霧の場合に緊密に同期された左と右の交替点滅により、照明光源からの後方散乱に起因する前方左側及び右側のカメラの幻惑を軽減することができることで利益を受けることができる。この後方散乱は、濃い霧及び雨の中にある小さい水滴がビームの光を再帰反射する傾向を有することでビーム自体の方向に特に強い場合がある。（再帰反射は、「猫目」反射としても公知である。）左のライトは、右のカメラフレーム露光と同期され、その逆も同様である。図１４Ｃでは、左のライトがストロボ光を伝送している（Ｔ）。霧の水滴の再帰反射性後方反射に起因して、左のカメラは、地表霧内の強い近距離反射によって幻惑される場合がある。しかし、左のライト（Ｔ）によって伝送された光の一部は霧の中にある物体に到達することになり、この時点で右側の照明器が消灯しており、従って、後方散乱光によって幻惑されないので、右側にあるレシーバカメラ（Ｒ）が物体を見ることができることになる。左のライト／右のカメラと右のライト／左のカメラとを十分な光で交替することによって霧の中にある物体を検出することができる。これは、同期交差視野交替クロスファイア立体フォグライトの例である。
【０１０６】
流れ図の各ブロック及び流れ図内のブロックの組合せ（又は１又は２以上のシステム又はその組合せに関して上述したアクション）は、コンピュータプログラム命令によって実施することができることは理解されるであろう。これらのプログラム命令は、プロセッサ上で実行されるこれらの命令が流れ図の１又は複数のブロック内で指定されたアクションを実施するための手段を生成するような機械を生成するためにプロセッサに提供することができる。コンピュータプログラム命令は、プロセッサ上で実行されるこれらの命令が流れ図の１又は複数のブロック内で指定されたアクションを実施するための段階を形成するようなコンピュータ実施処理を生成するようにプロセッサによって一連の作動段階を実施するために実施することができる。コンピュータプログラム命令はまた、流れ図のブロック内に示す作動段階の少なくとも一部を並列に実施させることができる。更に、これらの段階のうちの一部は、マルチプロセッサコンピュータシステムにおいて生じる場合があるように１よりも多いプロセッサにわたって実施することができる。これに加えて、流れ図内の１又は２以上のブロック又はその組合せはまた、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく他のブロック又はその組合せと同時に、更に示すものとは異なるシーケンスで実施することができる。
【０１０７】
これに加えて、１又は２以上の段階又はブロックは、コンピュータプログラムの代わりに、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブルアレイ論理（ＰＡＬ）など、又はその組合せのような埋め込み論理ハードウエアを用いて実施することができる。埋め込み論理ハードウエアは、１又は２以上の段階又はブロック内のアクションの一部又は全てのアクションを実施するために埋め込み論理を直接に実行することができる。同じく、１又は２以上の実施形態（図には示していない）では、段階又はブロックのうちの１又は２以上のもののアクションの一部又は全ては、ＣＰＵの代わりにハードウエアマイクロコントローラによって実施することができる。１又は２以上の実施形態では、マイクロコントローラは、アクションを実施するためにそれ自体の埋め込み論理を直接に実行し、かつシステムオンチップ（ＳＯＣ）などのようなアクションを実施するためにそれ自体の内部メモリ及びそれ自体の外部入力及び出力インタフェース（例えば、ハードウエアピン及び／又は無線送受信機）にアクセスすることができる。
【０１０８】
以上の明細書、実施例、及びデータは、本発明の構成物の製造及び使用の完全な説明を提供するものである。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の多くの実施形態を実施することができるので、本発明は、以下に添付する特許請求の範囲に属するものである。
【図１】
2020521161.tif 000003
【図２】
2020521161.tif 000004
【図３】
2020521161.tif 000005
【図４Ａ】
2020521161.tif 000006
【図４Ｂ】
2020521161.tif 000007
【図４Ｃ】
2020521161.tif 000008
【図４Ｄ】
2020521161.tif 000009
【図５（ａ）】
2020521161.tif 000010
【図５（ｂ）】
2020521161.tif 000011
【図５（ｃ）】
2020521161.tif 000012
【図６（ａ）】
2020521161.tif 000013
【図６（ｂ）】
2020521161.tif 000014
【図７Ａ】
2020521161.tif 000015
【図７Ｂ】
2020521161.tif 000016
【図８】
2020521161.tif 000017
【図９Ａ】
2020521161.tif 000018
【図９Ｂ】
2020521161.tif 000019
【図１０】
2020521161.tif 000020
【図１１】
2020521161.tif 000021
【図１２Ａ】
2020521161.tif 000022
【図１２Ｂ】
2020521161.tif 000023
【図１３Ａ】
2020521161.tif 000024
【図１３Ｂ】
2020521161.tif 000025
【図１３Ｃ】
2020521161.tif 000026
【図１４Ａ】
2020521161.tif 000027
【図１４Ｂ】
2020521161.tif 000028
【図１４Ｃ】
2020521161.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月17日(2020.1.17)
【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】
視野を光ビームで走査するシステムであって、
ミラーと、１０度又はそれよりも大きい角度によって隔てられた２つの終端位置間で該ミラーを軸線の周りに回転させるように構成された駆動機構とを含む走査ミラー装置と、
前記ミラーに向けられた少なくとも第１の光ビームと、第２の光ビームとを同時に生成するように構成された１又は２以上の光源であって、該ミラーに向けた該第１の光ビームの方向が該ミラーに向けた該第２の光ビームの方向から少なくとも５度だけ異なる前記１又は２以上の光源と、
を含み、
前記第１及び第２の光ビームは、前記ミラーの回転時に、少なくとも２０度の結合視野（ＦＯＶ）を走査するように構成され、
前記走査ミラー装置は、車両の対向する側面の各々から離れる側方視で前記結合ＦＯＶを別個に走査するための第１の位置に対するピボット回転と、該車両の前方の重複前方視で前記結合ＦＯＶを別個に走査するための第２の位置に対するピボット回転とを提供する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記走査ミラー装置は、前記２つの終端位置間の中間に中心位置を有するように構成され、
前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームは、前記中心位置での前記ミラーを用いて、該ミラーの反射面に対して垂直に延びる中心軸線の両側から該ミラーに向けて誘導される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１又は２以上の光源は、第３の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第３の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１又は２以上の光源は、第４の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第４の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、及び前記第３の光ビームの各々の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記１又は２以上の光源は、単一光源であり、
システムが、前記単一光源によって放出されたビームから前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方を生成するように構成されたビーム分割装置を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
１又は２以上の物体の位置を決定するシステムであって、
ミラーと、２つの終端位置間で軸線の周りに該ミラーを回転させるように構成された駆動機構とを含む走査ミラー装置と、
前記ミラーに向けられた第１の光ビーム及び第２の光ビームを同時に生成するように構成された１又は２以上の光源であって、該ミラーに向けた該第１の光ビームの方向が、該ミラーに向けた該第２の光ビームの方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なり、該第１及び第２の光ビームが、該ミラーの回転時に、２０度又はそれよりも大きい角度の結合視野（ＦＯＶ）を走査するように構成される前記１又は２以上の光源と、
互いからかつ前記走査ミラー装置から離間し、各々がピクセルのアレイを含む複数のレシーバであって、該ピクセルの各々が、該ピクセルによって受光された光子を検出するように構成される前記複数のレシーバと、
を含み、
前記走査ミラー装置は、車両の対向する側面の各々から離れる側方視で前記結合ＦＯＶを別個に走査するための第１の位置に対するピボット回転と、該車両の前方の重複前方視で前記結合ＦＯＶを別個に走査するための第２の位置に対するピボット回転とを提供する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
命令を格納する１又は２以上のメモリデバイスと、
前記ミラーを前記第１の光ビーム及び第２の光ビームで同時に照明するように前記１又は２以上の光源を向ける段階、及び
前記第１及び第２の光ビームを前記視野にわたって走査させるように前記２つの終端位置間で前記ミラーを回転させる段階、
を含む方法のアクションを実施する前記格納された命令を実行する１又は２以上の処理デバイスと、
を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
命令を格納する１又は２以上のメモリデバイスと、
前記ミラーから反射し、かつ前記視野内の１又は２以上の物体の複数の領域を各々が逐次照明する前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームで該ミラーを照明するように前記１又は２以上の光源を向ける段階、
前記第１及び第２の光ビームを前記視野にわたって走査させるように前記２つの終端位置間で前記ミラーを回転させる段階、
前記領域の各々に対して、前記複数のレシーバから、前記１又は２以上の物体の該領域によって反射又は散乱された前記第１又は第２のいずれかの光ビームの光子を受光する段階、及び
前記領域の各々に対して、該領域によって反射又は散乱された前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームのいずれかの前記受光された光子を用いて該領域の位置を決定する段階、
を含む方法のアクションを実施する前記格納された命令を実行する１又は２以上の処理デバイスと、
を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記１又は２以上の光源は、第３の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第３の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１又は２以上の光源は、第４の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第４の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、及び前記第３の光ビームの各々の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
視野を光ビームで走査する方法であって、
第１の光ビーム及び第２の光ビームでミラーを同時に照明するように１又は２以上の光源を向ける段階であって、該ミラーに向けた該第１の光ビームの方向が、該ミラーに向けた該第２の光ビームの方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なる前記向ける段階と、
前記第１及び第２の光ビームを２０度又はそれよりも大きい角度の結合視野（ＦＯＶ）にわたって走査させるように２つの終端位置間で前記ミラーを回転させる段階と、
を含み、
前記走査ミラー装置は、車両の対向する側面の各々から離れる側方視で前記結合ＦＯＶを別個に走査するための第１の位置に対するピボット回転と、該車両の前方の重複前方視で前記結合ＦＯＶを別個に走査するための第２の位置に対するピボット回転とを提供する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記１又は２以上の光源は、第３の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第３の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一方の前記光源が、第４の光ビームを更に同時に生成するように構成され、
前記ミラーに向けた前記第４の光ビームの方向が、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、及び前記第３の光ビームの各々の前記方向から５度又はそれよりも大きい角度だけ異なっている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記１又は２以上の光源は、単一光源であり、
方法が、前記単一光源によって放出されたビームから前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームの両方を生成するためにビーム分割装置を使用する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記１又は２以上の光源は、前記第１の光ビームを生成するように構成された第１の光源と前記第２の光ビームを生成するように構成された第２の光源とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2020521161.tif 000030
2020521161.tif 000031