МНОГОСПЕКТРАЛЬНЫЕ МАТРИЦЫ И СИСТЕМЫ ДАТЧИКОВ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ/ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

1. Матрица датчиков, имеющая множество строк датчика, причем каждая строка датчика содержит:
лидарный чувствительный канал; и
набор из одного или более чувствительных каналов внешней освещенности, причем каждый чувствительный канал внешней освещенности содержит:
входную апертуру канала;
фотодатчик; и
характерный для канала оптический фильтр, который селективно пропускает свет, имеющий характерное для канала свойство, в фотодатчик.
2. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор из одного или более чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя по меньшей мере два чувствительных канала внешней освещенности, каждый из которых имеет свой характерный для канала оптический фильтр.
3. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя белый канал, в котором характерный для канала оптический фильтр имеет полосу пропускания, охватывающую по меньшей мере спектр видимого излучения.
4. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя красный канал, в котором характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает красный свет, зеленый канал, в котором характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает зеленый свет, и синий канал, в котором характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает синий свет.
5. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя по меньшей мере пять различных цветовых каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр для каждого из по меньшей мере пяти различных цветовых каналов селективно пропускает свет, имеющий свой диапазон длин волн.
6. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя:
первый цветовой канал, имеющий первый характерный для канала оптический фильтр, который селективно пропускает свет, имеющий первый диапазон длин волн; и
второй цветовой канал, имеющий второй характерный для канала оптический фильтр, который селективно пропускает свет, имеющий второй диапазон длин волн,
причем первый диапазон и второй диапазон являются перекрывающимися диапазонами.
7. Матрица датчиков по п. 6, в которой второй диапазон соответствует полосе поглощения конкретного вещества, а первый диапазон охватывает второй диапазон.
8. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя один или более поляризационных каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает свет, имеющий конкретное поляризационное свойство.
9. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя:
один или более цветовых каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр для каждого из одного или более цветовых каналов селективно пропускает свет, имеющий свой диапазон длин волн; и
один или более поляризационных каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает свет, имеющий конкретное поляризационное свойство.
10. Матрица датчиков по п. 1, в которой набор из одного или более чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя по меньшей мере два чувствительных канала внешней освещенности, каждый из которых имеет свой характерный для канала оптический фильтр, и в которой чувствительные каналы внешней освещенности в заданной строке датчика отстоят друг от друга на постоянный шаг.
11. Матрица датчиков по п. 10, в которой лидарный чувствительный канал в заданной строке датчика отстоит от ближайшего одного из чувствительных каналов внешней освещенности в заданной строке датчика на постоянный шаг или на расстояние, которое является целым кратным постоянному шагу.
12. Матрица датчиков по п. 11, в которой соседние строки датчика отстоят друг от друга на постоянный шаг.
13. Матрица датчиков по п. 1, в которой фотодатчик каждого чувствительного канала внешней освещенности содержит один или более однофотонных лавинных диодов (SPAD), задействованных в режиме подсчета фотонов, и в которой каждый лидарный чувствительный канал также содержит один или более SPAD, задействованных в режиме подсчета фотонов.
14. Матрица датчиков по п. 1, при этом матрица датчиков выполнена в виде единой ASIC.
15. Матрица датчиков по п. 14, дополнительно содержащая:
буфер данных, расположенный в ASIC и выполненный с возможностью хранения данных из двух или более из лидарных чувствительных каналов и двух или более из чувствительных каналов внешней освещенности; и
схему обработки, расположенную в ASIC и выполненную с возможностью осуществления операции обработки изображений с данными, хранящимися в буфере данных.
16. Матрица датчиков по п. 1, в которой по меньшей мере один из чувствительных каналов внешней освещенности является многоспектральным чувствительным каналом, который содержит:
множество фотодатчиков; и
структурированный оптический фильтр, при этом различные части структурированного оптического фильтра селективно пропускают свет, имеющий различные свойства, в различные поднаборы множества фотодатчиков в многоспектральном чувствительном канале.
17. Матрица датчиков по п. 16, в которой различные части структурированного оптического фильтра содержат первую часть, которая пропускает свет в первом диапазоне длин волн, и вторую часть, которая пропускает свет во втором диапазоне длин волн.
18. Система измерения дальности/формирования изображений, содержащая:
неподвижное основание;
матрицу датчиков, связанную с возможностью вращения с неподвижным основанием, причем матрица датчиков имеет множество строк датчика, причем каждая строка датчика содержит:
лидарный чувствительный канал; и
набор из одного или более чувствительных каналов внешней освещенности, причем каждый чувствительный канал внешней освещенности содержит:
входную апертуру канала;
фотодатчик; и
характерный для канала оптический фильтр, который селективно пропускает свет, имеющий характерное для канала свойство, в фотодатчик;
объемный оптический модуль, расположенный перед матрицей датчиков и выполненный с возможностью фокусирования падающего света на плоскость апертур, общую для лидарных чувствительных каналов и чувствительных каналов внешней освещенности; и
контроллер для синхронизации поворота матрицы датчиков и действия фотодатчиков таким образом, что изображение заданного местоположения в пространстве относительно неподвижного основания последовательно формируется лидарным чувствительным каналом и каждым из чувствительных каналов внешней освещенности в одной из строк датчика.
19. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 18, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью генерирования многоспектральных данных о пикселе изображения, которые содержат попиксельные данные об интенсивности света, определяемые с помощью чувствительных каналов внешней освещенности матрицы датчиков, и попиксельные данные о глубине, определяемые с помощью лидарных чувствительных каналов матрицы датчиков.
20. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 18, в которой чувствительные каналы внешней освещенности в заданной строке датчика отстоят друг от друга на постоянный шаг, и в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью поворота системы измерения дальности/формирования изображений таким образом, что последовательные операции формирования изображений осуществляются в угловых положениях, разделенных шаговым углом, соответствующим постоянному шагу.
21. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 20, в которой лидарный чувствительный канал в заданной строке отстоит от ближайшего одного из чувствительных каналов внешней освещенности в заданной строке датчика на постоянный шаг или на расстояние, который является целым кратным постоянному шагу.
22. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 21, в которой соседние строки датчика отстоят друг от друга на постоянный шаг.
23. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 18, в которой набор из одного или более чувствительных каналов внешней освещенности содержит по меньшей мере два чувствительных канала внешней освещенности, каждый из которых имеет свой характерный для канала оптический фильтр.
24. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 18, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя один или более поляризационных каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает свет, имеющий конкретное поляризационное свойство.
25. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 18, в которой набор чувствительных каналов внешней освещенности включает в себя:
один или более цветовых каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр для каждого из одного или более цветовых каналов селективно пропускает свет, имеющий свой диапазон длин волн; и
один или более поляризационных каналов, при этом характерный для канала оптический фильтр селективно пропускает свет, имеющий конкретное поляризационное свойство.
26. Система измерения дальности/формирования изображений по п. 18, в которой по меньшей мере один из чувствительных каналов внешней освещенности является многоспектральным чувствительным каналом, который содержит:
множество фотодатчиков; и
структурированный оптический фильтр, при этом различные части структурированного оптического фильтра селективно пропускают свет, имеющий различные свойства, в различные поднаборы множества фотодатчиков в многоспектральном чувствительном канале.