JPWO2021026241A5 - - Google Patents

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JPWO2021026241A5
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本明細書において言及される全ての特許、特許出願、刊行物、及び明細書は、全ての目的のために参照によりそれらの全体が組み込まれる。いかなるものも、先行技術であるとは認められていない。
なお、出願時の請求項は以下の通りである。
＜請求項１＞
光学測定システムであって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信するように構成された光源であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む、光源と、
前記１または複数のパルス列からの光子及び周囲光からの光子を検出するように構成された１または複数の光検出器を含む光センサと、
前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記１または複数の光検出器からの光子カウントを累積する複数の第１レジスタであって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が複数の第１時間ビンに細分化され、当該複数の第１レジスタの各々が、前記１または複数の第１時間間隔の各々における前記複数の第１時間ビンのうちの対応する１つの間に受信された光子カウントを累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された光子カウントのヒストグラムを表現する、複数の第１レジスタと、
前記１または複数の第１時間間隔のうちの少なくとも一部分と重なる第２時間間隔にわたって前記１または複数の光検出器からの前記光子カウントを累積する複数の第２レジスタであって、前記第２時間間隔が複数の第２時間ビンに細分化され、当該複数の第２レジスタの各々が、前記複数の第２時間ビンのうちの対応する１つの間に受信された光子カウントを累積する、複数の第２レジスタと、
を備えたことを特徴とする光学測定システム。
＜請求項２＞
前記複数の第２レジスタの各々における光子カウントを集計して、前記第２時間間隔の間に受信された合計光子カウントを生成する算術論理回路
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。
＜請求項３＞
前記１または複数の第１時間間隔の各々は、第１開始信号によって定義される
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。
＜請求項４＞
前記第２時間間隔は、前記第１開始信号から独立している第２開始信号によって定義される
ことを特徴とする請求項３に記載の光学測定システム。
＜請求項５＞
前記１または複数の光検出器は、１または複数の単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。
＜請求項６＞
前記１または複数の第１時間間隔の各々は、前記第２時間間隔に含まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。
＜請求項７＞
前記複数の第２時間ビンの各々の間に、前記複数の第２レジスタのうちのどのレジスタが光子カウントを累積するか、を選択する選択信号
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。
＜請求項８＞
前記選択信号は、タイマーによって生成される
ことを特徴とする請求項７に記載の光学測定システム。
＜請求項９＞
前記選択信号は、前記複数の第２レジスタと同じ集積回路上で生成される
ことを特徴とする請求項７に記載の光学測定システム。
＜請求項１０＞
前記選択信号は、前記複数の第２レジスタと同じ集積回路上で生成されない
ことを特徴とする請求項７に記載の光学測定システム。
＜請求項１１＞
前記選択信号は、前記光センサの中心軸周りのときの角度位置に基づいて生成される
ことを特徴とする請求項７に記載の光学測定システム。
＜請求項１２＞
光学測定システムを使用する方法であって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信する工程であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む工程と、
前記１または複数のパルス列からの光子及び周囲光からの光子を検出する工程と、
複数の第１レジスタ内に、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された１または複数の光検出器からの光子カウントを累積する工程であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が複数の第１時間ビンに細分化されており、前記複数の第１レジスタの各々が、前記１または複数の第１時間間隔の各々における前記複数の第１時間ビンのうちの対応する１つの間に受信された光子カウントを累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された光子カウントのヒストグラムを表現する工程と、
複数の第２レジスタ内に、前記１または複数の第１時間間隔のうちの少なくとも一部分と重なる第２時間間隔にわたって光子カウントを累積する工程であって、前記第２時間間隔が、複数の第２時間ビンに細分化されており、前記複数の第２レジスタの各々が、前記複数の第２時間ビンのうちの対応する１つの間に受信された光子カウントを累積する工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
＜請求項１３＞
前記複数の第２レジスタの各々における光子カウントを集計して、前記第２時間間隔の間に受信された合計光子カウントを生成する工程と、
前記合計光子カウントを使用して、前記第２時間間隔の間に前記光学測定システムによって検出された背景ノイズを推定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
＜請求項１４＞
前記背景ノイズを推定する工程が、
前記合計光子カウントを前記第２時間間隔の長さで除算する工程
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
＜請求項１５＞
前記背景ノイズを推定する工程が、
その間に前記１または複数のパルス列から生じた反射光子が前記光学測定システムによって受信されたと推定される、前記複数の第１時間ビン内の１または複数の時間ビンを識別する工程と、
前記１または複数の時間ビン内で受信された光子カウントを前記合計光子カウントから除外する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
＜請求項１６＞
前記背景ノイズが、前記複数の第１レジスタから除去される
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
＜請求項１７＞
前記第２時間間隔は、前記１または複数の第１時間間隔外の時間間隔を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
＜請求項１８＞
前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記複数の第１レジスタ内の光子カウントの前記ヒストグラムが、前記光学測定システムによる単一の光学測定を表現する
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
＜請求項１９＞
前記第２時間間隔にわたって前記複数の第２レジスタに格納された前記光子カウントを使用して、周囲環境の周囲画像を生成する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
＜請求項２０＞
前記第２時間間隔にわたって前記複数の第２レジスタに格納された前記光子カウントは、前記１または複数のパルス列からの光子及び前記周囲光からの光子を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
＜請求項２１＞
光学測定システムであって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信するように構成された光源であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む、光源と、
前記１または複数のパルス列からの光子を検出するように構成された１または複数の光検出器を含む光センサと、
算術論理回路及び複数の第１レジスタを有するデータパスであって、前記複数の第１レジスタが前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された光子カウントのヒストグラムを表現するように、前記算術論理回路によって集計された前記１または複数のパルス列からの光子カウントを使用して、前記複数の第１レジスタに投入するように構成されている、データパスと、
前記データパスにおいて飽和が発生する時点を判定し、前記飽和が発生した後に発生する前記１または複数の第１時間間隔のうちの複数の時間間隔において、前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる飽和検出回路と、
を備えたことを特徴とする光学測定システム。
＜請求項２２＞
前記データパスは、前記飽和検出回路が前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる前に発生する前記１または複数の第１時間間隔の数をカウントするカウンタ
を更に備えたことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項２３＞
前記カウンタは、前記１または複数の第１時間間隔を開始する信号によってインクリメントされる
ことを特徴とする請求項２２に記載の光学測定システム。
＜請求項２４＞
前記データパスは、前記飽和検出回路が前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる前に前記算術論理回路が前記複数の第１レジスタを更新する回数をカウントするカウンタ
を更に備えたことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項２５＞
前記飽和検出回路は、前記算術論理回路が飽和したことを示す前記算術論理回路からの信号を受信する
ことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項２６＞
前記飽和検出回路は、前記算術論理回路からの結果が前記複数の第１レジスタのうちの１つに格納される最大数よりも大きいことを示す信号を受信する
ことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項２７＞
前記飽和検出回路は、前記算術論理回路をして光子カウントを集計させる周期信号を無効にすることによって、前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる
ことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項２８＞
前記飽和検出回路は、前記複数の第１レジスタをして更新された光子カウントを格納させる周期信号を無効にすることによって、前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる
ことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項２９＞
第２算術論理回路、及び、１または複数の集積レジスタ、を有する第２データパス
を更に備え、
前記第２データパスは、少なくとも前記１または複数の第１時間間隔を含む第２時間間隔にわたって、前記１または複数の光検出器からの前記光子カウントを集計して、前記１または複数の集積レジスタに投入するように構成されている
ことを特徴とする請求項２１に記載の光学測定システム。
＜請求項３０＞
前記第２データパスは、前記第２データパスにおいて飽和が発生する時点を判定し、前記飽和が発生した後の前記第２時間間隔の間、前記第２データパスをして前記１または複数の光検出器からの前記光子カウントを集計して前記１または複数の集積レジスタ内に投入することを停止させる、第２飽和検出回路を有する
ことを特徴とする請求項２９に記載の光学測定システム。
＜請求項３１＞
光学測定システムを使用する方法であって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信する工程であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む工程と、
１または複数の光検出器を使用して、前記１または複数のパルス列からの光子を検出する工程と、
前記１または複数の光検出器からの光子カウントを使用して、データパス内の複数の第１レジスタに投入する工程であって、前記光子カウントは、前記複数の第１レジスタが前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された光子カウントのヒストグラムを表現するように、前記データパス内の算術論理回路によって集計される工程と、
前記データパスにおいて飽和が発生する時点を判定する工程と、
前記飽和が発生した後に発生する前記１または複数の第１時間間隔のうちの複数の時間間隔において、前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
＜請求項３２＞
前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる前に発生するイベントの数をカウントする工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
＜請求項３３＞
前記データパスをして前記複数の第１レジスタに投入することを停止させる前に発生する前記イベントの数と、
前記１または複数の第１時間間隔の間に発生するイベントの合計数と、
を使用して乗数を計算する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
＜請求項３４＞
前記乗数を使用して、前記複数の第１レジスタ内の前記光子カウントの前記ヒストグラムをスケーリングする工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
＜請求項３５＞
前記光子カウントの前記ヒストグラムをスケーリングした後、前記複数の第１レジスタ内の前記光子カウントの前記ヒストグラム内のピークを見つける工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
＜請求項３６＞
前記１または複数の光検出器からの光子カウントを使用して、第２データパス内の１または複数の集積レジスタに投入する工程であって、前記光子カウントは、前記１または複数の集積レジスタが少なくとも前記１または複数の第１時間間隔を含む第２時間間隔にわたって受信された合計光子カウントを表現するように、前記第２データパス内の第２算術論理回路によって集計される工程と、
前記第２データパスにおいて飽和が発生する時点を判定する工程と、
前記飽和が発生した後、前記第２データパスをして前記１または複数の集積レジスタに投入することを停止させる工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
＜請求項３７＞
前記第２データパスをして前記１または複数の集積レジスタに投入することを停止させる前に発生するイベントの数をカウントする工程と、
前記第２データパスをして前記１または複数の集積レジスタに投入することを停止させる前に発生するイベントの前記数を使用して、前記１または複数の集積レジスタ内の前記合計光子カウントをスケーリングする工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
＜請求項３８＞
前記合計光子カウントをスケーリングした後に周囲背景ノイズレベルを計算する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
＜請求項３９＞
前記周囲背景ノイズレベルを使用して前記光学測定におけるピークを検出するための閾値を設定する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
＜請求項４０＞
前記複数の第１レジスタ内の前記光子カウントの前記ヒストグラムから前記周囲背景ノイズレベルを除去する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
＜請求項４１＞
光学測定システムであって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信するように構成された光源であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む、光源と、
前記１または複数のパルス列からの光子を検出するように構成された１または複数の光検出器を含む光センサと、
前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記１または複数の光検出器からの光子カウントを累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記光子カウントのヒストグラムを表現する複数の第１レジスタであって、前記複数の第１レジスタの各々が前記ヒストグラム内の１つの時間ビンに対応する、複数の第１レジスタと、
ピーク検出回路であって、当該ピーク検出回路が実行されるたびに、前記複数の第１レジスタ内の前記ヒストグラムのうちの少なくとも一部分における最大ピークを識別するように構成された、ピーク検出回路と、
前記ピーク検出回路の複数回の実行が複数のピークを識別するように、前記ピーク検出回路をして、前記ピーク検出回路の前回の実行中に最大ピークとして識別されたピークに対応するレジスタを、前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外させるように構成されている、マスキング回路と、
を備えたことを特徴とする光学測定システム。
＜請求項４２＞
前記ピーク検出回路によって識別された前記複数のピークを格納するように構成された複数の第２レジスタ
を更に備えたことを特徴とする請求項４１に記載の光学測定システム。
＜請求項４３＞
前記複数のピークの各々が、当該ピークの周りの前記ヒストグラム内のある時間間隔を表す一連の時間ビンとして格納される
ことを特徴とする請求項４２に記載の光学測定システム。
＜請求項４４＞
前記複数のピークの各々は、当該ピークが発生した前記ヒストグラム内のある相対時間と共に格納される
ことを特徴とする請求項４２に記載の光学測定システム。
＜請求項４５＞
前記光学測定システムは、前記ピーク検出回路によって識別された前記複数のピークをプロセッサに送るように構成されており、
前記プロセッサは、前記ピーク検出回路が動作する集積回路チップとは異なる集積回路チップ上で動作する
ことを特徴とする請求項４１に記載の光学測定システム。
＜請求項４６＞
前記複数のピークは、当該複数のピークを表す値にフィルタを適用することなく、前記プロセッサに送信される
ことを特徴とする請求項４５に記載の光学測定システム。
＜請求項４７＞
前記ピーク検出回路の各実行が、前記複数の第１レジスタを循環して、前記マスキング回路によって除外されていない前記複数の第１レジスタの最大値を識別するように構成されている
ことを特徴とする請求項４１に記載の光学測定システム。
＜請求項４８＞
最大ピークが、前記最大値を格納する前記複数の第１レジスタのうちの１つの周りの前記複数の第１レジスタのサブセットを含む
ことを特徴とする請求項４７に記載の光学測定システム。
＜請求項４９＞
前記ピーク検出回路は、前記ヒストグラム内の少なくとも３つの最大ピークを識別するために、前記複数の第１レジスタを少なくとも３回循環するように構成されている
ことを特徴とする請求項４１に記載の光学測定システム。
＜請求項５０＞
前記１または複数の光検出器が、１または複数の単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を有する
ことを特徴とする請求項４１に記載の光学測定システム。
＜請求項５１＞
光学測定システムを使用する方法であって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信する工程であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む工程と、
１または複数の光検出器を使用して、前記１または複数のパルス列からの光子を検出する工程と、
前記１または複数の光検出器からの光子カウントを複数の第１レジスタ内に累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記光子カウントのヒストグラムを表現する工程であって、前記複数の第１レジスタの各々が前記ヒストグラム内の１つの時間ビンに対応する工程と、
ピーク検出回路の複数回の実行を通じて前記複数の第１レジスタ内の前記ヒストグラム内の複数のピークを識別する工程であって、前記ピーク検出回路の各実行が前記ヒストグラムの少なくとも一部分における最大ピークを識別し、前記ピーク検出回路の前回の実行中に最大ピークとして識別されたピークに対応するレジスタが前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外される工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
＜請求項５２＞
前記最大ピークを識別する前に、前記複数の第１レジスタに格納された前記ヒストグラムにローパスフィルタを適用する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
＜請求項５３＞
前記最大ピークを識別する前に、前記複数の第１レジスタに格納された前記ヒストグラムに整合フィルタを適用する工程
を更に備え、
前記整合フィルタは、前記１または複数のパルス列に対応する
ことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
＜請求項５４＞
前記ピーク検出回路の以前の実行中に最大ピークとして識別された前記ピークが、
後続の実行中に、前記ピーク検出回路から最大ピークとして以前に識別された前記ピークを表す前記複数の第１レジスタ内のレジスタをマスキングする工程
によって、前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外される
ことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
＜請求項５５＞
前記ピーク検出回路の以前の実行中に最大ピークとして識別された前記ピークが、
以前に最大ピークとして識別された前記ピークからの最大値以下に閾値を設定する工程と、
前記閾値を満たすかまたは超える前記ピーク検出回路の後続の実行中のピークを除外する工程と、によって、前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外される
ことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
＜請求項５６＞
前記閾値を満たすかまたは超える前記ピーク検出回路の後続の実行中のピークを除外する工程は、
前記閾値を満たすかまたは超える値を有する前記複数の第１レジスタ内のレジスタを識別する工程と、
前記複数の第１レジスタ内の前記レジスタの周りのレジスタを除外する工程と、
を含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
＜請求項５７＞
前記ピーク検出回路の複数回の実行から前記ヒストグラムの初期ピークを除外する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
＜請求項５８＞
前記初期ピークは、前記光学測定システムのハウジングからの前記１または複数のパルス列の反射から生じる
ことを特徴とする請求項５７に記載の方法。
＜請求項５９＞
前記初期ピークは、飽和検出回路の飽和閾値を満たすかまたは超える
ことを特徴とする請求項５７に記載の方法。
＜請求項６０＞
前記飽和検出回路から前記初期ピークをマスキングする工程
を更に備えたことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
＜請求項６１＞
光学測定システムであって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信するように構成された光源であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む、光源と、
前記１または複数のパルス列からの光子を検出するように構成された１または複数の光検出器を含む光センサと、
第１集積回路と、
プロセッサを有する第２集積回路と、
を備え、
前記第１集積回路は、
前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記１または複数の光検出器からの光子カウントを累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記光子カウントのヒストグラムを表す複数の第１レジスタであって、当該複数の第１レジスタの各々が前記ヒストグラム内の１つの時間ビンに対応する、複数の第１レジスタと、
前記ヒストグラム内の１または複数のピークを識別するための閾値を提供するように構成された閾値検出回路と、
前記複数の第１レジスタを通じるパスを形成し、前記閾値を使用して前記ヒストグラム内で表される前記１または複数のピークを識別するように構成されたピーク検出回路と、
を有し
前記第１集積回路は、前記閾値を使用して検出された前記１または複数のピークを記述する情報を前記第２集積回路上の前記プロセッサに送るように構成されている
ことを特徴とする光学測定システム。
＜請求項６２＞
前記閾値検出回路は、既存の閾値を使用するように構成されている
ことを特徴とする請求項６１に記載の光学測定システム。
＜請求項６３＞
前記閾値検出回路は、前記１または複数の第１時間間隔の間に存在する背景ノイズレベルに基づいて前記閾値を計算するように構成されている
ことを特徴とする請求項６１に記載の光学測定システム。
＜請求項６４＞
前記１または複数の第１時間間隔の少なくとも一部分と重なる第２時間間隔にわたって前記１または複数の光検出器からの前記光子カウントを累積する１または複数の集積レジスタ
を更に備え、
前記閾値検出回路は、前記１または複数の集積レジスタ内の１または複数の値を使用して前記背景ノイズレベルを計算するように更に構成されている
ことを特徴とする請求項６３に記載の光学測定システム。
＜請求項６５＞
前記閾値検出回路は、前記１または複数の集積レジスタ内の合計光子カウントを、前記１または複数の集積レジスタが有効にされた持続期間で除算することによって、前記背景ノイズレベルを計算するように更に構成されている
ことを特徴とする請求項６４に記載の光学測定システム。
＜請求項６６＞
前記１または複数の集積レジスタが有効にされた前記持続期間は、前記１または複数の集積レジスタが有効にされた間のクロックサイクルの合計数に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項６５に記載の光学測定システム。
＜請求項６７＞
前記閾値検出回路は、
前記１または複数のピークを表す前記ヒストグラム内の１または複数の時間ビンを識別する工程と、
前記１または複数の集積レジスタの合計光子カウントから前記１または複数の時間ビンの光子カウントを差し引く工程と、
によって、前記背景ノイズレベルを計算するように更に構成されている
ことを特徴とする請求項６４に記載の光学測定システム。
＜請求項６８＞
前記ピーク検出回路によって識別された前記１または複数のピークを格納するように構成された複数の第２レジスタ
を更に備えたことを特徴とする請求項６１に記載の光学測定システム。
＜請求項６９＞
前記１または複数のピークの各々が、
当該ピークの周りの前記ヒストグラム内のある時間間隔を表す時間ビンのウィンドウ、及び、
当該ピークが発生した前記ヒストグラム内の相対時間、
として格納されることを特徴とする請求項６８に記載の光学測定システム。
＜請求項７０＞
前記第１集積回路は、前記第２集積回路が実装されているチップとは物理的に分離されていて別個であるチップ上に実装されている
ことを特徴とする請求項６１に記載の光学測定システム。
＜請求項７１＞
前記１または複数のピークは、前記ヒストグラム内の前記１または複数のピークを表す値にフィルタを適用することなく、前記プロセッサに送られる
ことを特徴とする請求項６１に記載の光学測定システム。
＜請求項７２＞
光学測定システムを使用する方法であって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信する工程であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む工程と、
１または複数の光検出器を使用して、前記１または複数のパルス列からの光子を検出することと、
第１集積回路上で、前記１または複数の光検出器からの光子カウントを複数の第１レジスタ内に累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記光子カウントのヒストグラムを表す工程であって、前記複数の第１レジスタの各々が前記ヒストグラム内の１つの時間ビンに対応する工程と、
前記第１集積回路上で、前記ヒストグラム内の１または複数のピークを識別するための閾値を提供する工程と、
前記第１集積回路上で、前記閾値による前記複数の第１レジスタを通じるパスを形成することによって、前記ヒストグラム内で表される前記１または複数のピークを識別する工程と、
前記第１集積回路から、前記閾値を使用して検出された前記１または複数のピークを記述する情報を第２集積回路上のプロセッサに送る工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
＜請求項７３＞
前記ヒストグラム内で表される前記１または複数のピークから背景ノイズレベルを除去する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項７４＞
前記１または複数のパルス列の間に前記１または複数の光検出器によって受信された光子のサンプルに基づいて、背景ノイズレベルを決定する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項７５＞
前記閾値を提供する工程は、前記閾値を、背景ノイズレベルを上回る所定の間隔に設定する工程を含む
ことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項７６＞
前記閾値を提供する工程は、前記閾値を、背景ノイズレベルを上回って当該背景ノイズレベルの所定のパーセンテージである間隔に設定する工程を含む
ことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項７７＞
前記１または複数のピークを識別する前に、前記複数の第１レジスタに格納された前記ヒストグラムにローパスフィルタを適用する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項７８＞
前記１または複数のピークを識別する前に、前記複数の第１レジスタに格納された前記ヒストグラムに整合フィルタを適用する工程
を更に備え、
前記整合フィルタは、前記１または複数のパルス列に対応する
ことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項７９＞
前記１または複数のピークは、前記１または複数のパルス列の反射に対応するピークと、前記１または複数のパルス列の反射に対応しないピークと、を含む
ことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
＜請求項８０＞
前記ヒストグラム内で表される前記１または複数のピークを識別する工程は、前記複数の第１レジスタを通る単一パスのみを使用する
ことを特徴とする請求項７２に記載の方法。 All patents, patent applications, publications, and specifications referred to herein are incorporated by reference in their entirety for all purposes. Nothing is admitted to be prior art.
The claims as filed are as follows.
<Claim 1>
An optical measurement system comprising:
A light source configured to transmit one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, wherein each of said one or more first time intervals corresponds to said one or more a light source including one of the pulse trains;
a photosensor comprising one or more photodetectors configured to detect photons from the one or more pulse trains and photons from ambient light;
a plurality of first registers for accumulating photon counts from the one or more photodetectors received during the one or more first time intervals, each of the one or more first time intervals; is subdivided into a plurality of first time bins, each of the plurality of first registers during a corresponding one of the plurality of first time bins in each of the one or more first time intervals a plurality of first registers that accumulate received photon counts to represent a histogram of received photon counts during the one or more first time intervals;
a plurality of second registers that accumulate the photon counts from the one or more photodetectors over a second time interval that overlaps at least a portion of the one or more first time intervals; a plurality of second registers, each of which accumulates photon counts received during a corresponding one of the plurality of second time bins, wherein an interval is subdivided into a plurality of second time bins; a second register;
An optical measurement system comprising:
<Claim 2>
2. The method of claim 1, further comprising an arithmetic logic circuit summing the photon counts in each of said plurality of second registers to produce a total photon count received during said second time interval. optical measurement system.
<Claim 3>
2. The optical metrology system of claim 1, wherein each of said one or more first time intervals is defined by a first initiation signal.
<Claim 4>
4. The optical metrology system of claim 3, wherein said second time interval is defined by a second starting signal independent of said first starting signal.
<Claim 5>
2. The optical metrology system of claim 1, wherein the one or more photodetectors comprise one or more single photon avalanche diodes (SPAD).
<Claim 6>
2. The optical metrology system of claim 1, wherein each of said one or more first time intervals is included in said second time interval.
<Claim 7>
2. The method of claim 1, further comprising a select signal for selecting which of said plurality of second registers accumulates photon counts during each of said plurality of second time bins. An optical measurement system as described.
<Claim 8>
8. The optical metrology system of Claim 7, wherein the selection signal is generated by a timer.
<Claim 9>
8. The optical metrology system of claim 7, wherein said select signal is generated on the same integrated circuit as said plurality of second registers.
<Claim 10>
8. The optical metrology system of claim 7, wherein said select signal is not generated on the same integrated circuit as said plurality of second registers.
<Claim 11>
8. The optical metrology system of claim 7, wherein the selection signal is generated based on the angular position of the optical sensor about a central axis.
<Claim 12>
A method using an optical measurement system, comprising:
transmitting one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, each of said one or more first time intervals being one of said one or more pulse trains; a step comprising
detecting photons from the one or more pulse trains and photons from ambient light;
accumulating, in a plurality of first registers, photon counts from one or more photodetectors received during said one or more first time intervals, said one or more first time intervals; Each of the intervals is subdivided into a plurality of first time bins, and each of the plurality of first registers corresponds to a corresponding one of the plurality of first time bins in each of the one or more first time intervals. accumulating photon counts received during one of the steps to represent a histogram of photon counts received during the one or more first time intervals;
accumulating photon counts in a plurality of second registers over a second time interval overlapping at least a portion of the one or more first time intervals, wherein the second time interval comprises a plurality of second subdivided into time bins, each of the plurality of second registers accumulating photon counts received during a corresponding one of the plurality of second time bins;
A method comprising:
<Claim 13>
summing the photon counts in each of the plurality of second registers to produce a total photon count received during the second time interval;
estimating background noise detected by the optical measurement system during the second time interval using the total photon count;
13. The method of claim 12, further comprising:
<Claim 14>
estimating the background noise,
14. The method of claim 13, comprising dividing the total photon count by the length of the second time interval.
<Claim 15>
estimating the background noise,
identifying one or more time bins within the plurality of first time bins during which reflected photons resulting from the one or more pulse trains are presumed to have been received by the optical measurement system;
excluding photon counts received within the one or more time bins from the total photon count;
14. The method of claim 13, comprising:
<Claim 16>
14. The method of claim 13, wherein said background noise is removed from said plurality of first registers.
<Claim 17>
13. The method of claim 12, wherein the second time intervals comprise time intervals outside the one or more first time intervals.
<Claim 18>
4. The histogram of photon counts in the plurality of first registers received during the one or more first time intervals representing a single optical measurement by the optical measurement system. 12. The method according to 12.
<Claim 19>
13. The method of claim 12, further comprising generating an ambient image of a surrounding environment using the photon counts stored in the plurality of second registers over the second time interval.
<Claim 20>
13. The method of claim 12, wherein the photon counts stored in the plurality of second registers over the second time interval include photons from the one or more pulse trains and photons from the ambient light. Method.
<Claim 21>
An optical measurement system comprising:
A light source configured to transmit one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, wherein each of said one or more first time intervals corresponds to said one or more a light source including one of the pulse trains;
a photosensor comprising one or more photodetectors configured to detect photons from the one or more pulse trains;
A data path having an arithmetic logic circuit and a plurality of first registers, said plurality of first registers representing a histogram of photon counts received during said one or more first time intervals. a data path configured to populate the plurality of first registers using photon counts from the one or more pulse trains summed by arithmetic logic;
determining when saturation occurs in the datapath; and controlling the datapath to the plurality of first time intervals during a plurality of time intervals of the one or more first time intervals occurring after the saturation occurs. a saturation detection circuit to stop populating the register;
An optical measurement system comprising:
<Claim 22>
The datapath further includes a counter that counts the number of the one or more first time intervals that occur before the saturation detection circuit stops the datapath from populating the plurality of first registers. 22. The optical metrology system of claim 21, comprising:
<Claim 23>
23. The optical metrology system of claim 22, wherein the counter is incremented by signals that initiate the one or more first time intervals.
<Claim 24>
The datapath includes a counter that counts the number of times the arithmetic logic circuit updates the plurality of first registers before the saturation detection circuit stops the datapath from populating the plurality of first registers. 22. The optical metrology system of claim 21, further comprising:
<Claim 25>
22. The optical measurement system of claim 21, wherein said saturation detection circuit receives a signal from said arithmetic logic circuit indicating that said arithmetic logic circuit has saturated.
<Claim 26>
22. The method of claim 21, wherein said saturation detection circuit receives a signal indicating that a result from said arithmetic logic circuit is greater than a maximum number stored in one of said plurality of first registers. An optical measurement system as described.
<Claim 27>
The saturation detection circuit causes the data path to stop populating the plurality of first registers by disabling a periodic signal that causes the arithmetic logic circuit to accumulate photon counts. 22. The optical metrology system of claim 21.
<Claim 28>
The saturation detection circuit stops the data path from populating the plurality of first registers by disabling a periodic signal that causes the plurality of first registers to store updated photon counts. 22. The optical metrology system of claim 21, wherein the .
<Claim 29>
further comprising a second data path having a second arithmetic logic circuit and one or more integrated registers;
The second datapath aggregates the photon counts from the one or more photodetectors over a second time interval including at least the one or more first time intervals to produce the one or more integration registers. 22. The optical metrology system of claim 21, wherein the optical metrology system is configured to be injected into a
<Claim 30>
The second datapath determines when saturation occurs in the second datapath, and directs the second datapath to the one or more datapaths during the second time interval after the saturation occurs. 30. The optical metrology system of claim 29, further comprising a second saturation detection circuit that stops aggregating the photon counts from the photodetectors into the one or more integrated registers.
<Claim 31>
A method using an optical measurement system, comprising:
transmitting one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, each of said one or more first time intervals being one of said one or more pulse trains; a step comprising
detecting photons from the one or more pulse trains using one or more photodetectors;
using photon counts from the one or more photodetectors to inject into a plurality of first registers in a data path, wherein the photon counts are correlated to the one or more aggregated by arithmetic logic circuitry in the datapath to represent a histogram of photon counts received during a first time interval of
determining when saturation occurs in the datapath;
stopping the datapath from populating the plurality of first registers during a plurality of time intervals of the one or more first time intervals occurring after the saturation occurs;
A method comprising:
<Claim 32>
32. The method of claim 31, further comprising counting the number of events that occur before causing the datapath to stop populating the plurality of first registers.
<Claim 33>
a number of said events occurring before causing said datapath to stop populating said plurality of first registers;
a total number of events occurring during the one or more first time intervals;
33. The method of claim 32, further comprising calculating a multiplier using .
<Claim 34>
34. The method of Claim 33, further comprising using the multiplier to scale the histogram of the photon counts in the plurality of first registers.
<Claim 35>
35. The method of claim 34, further comprising, after scaling the histogram of photon counts, finding peaks in the histogram of photon counts in the plurality of first registers.
<Claim 36>
using the photon counts from the one or more photodetectors to inject into one or more integrated registers in a second datapath, the photon counts from the one or more integrated registers being summed by a second arithmetic logic circuit in the second data path to represent total photon counts received over a second time interval including at least the one or more first time intervals;
determining when saturation occurs in the second datapath;
stopping the second datapath from populating the one or more integrated registers after the saturation occurs;
32. The method of claim 31, further comprising:
<Claim 37>
counting the number of events that occur before stopping the second datapath from populating the one or more integration registers;
scaling the total photon count in the one or more integration registers using the number of events that occur before stopping the second datapath from populating the one or more integration registers; and
37. The method of claim 36, further comprising:
<Claim 38>
38. The method of Claim 37, further comprising calculating an ambient background noise level after scaling the total photon count.
<Claim 39>
39. The method of claim 38, further comprising using the ambient background noise level to set a threshold for detecting peaks in the optical measurements.
<Claim 40>
39. The method of Claim 38, further comprising removing said ambient background noise level from said histogram of said photon counts in said plurality of first registers.
<Claim 41>
An optical measurement system comprising:
A light source configured to transmit one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, wherein each of said one or more first time intervals corresponds to said one or more a light source including one of the pulse trains;
a photosensor comprising one or more photodetectors configured to detect photons from the one or more pulse trains;
accumulating photon counts from the one or more photodetectors received during the one or more first time intervals to obtain the photon counts received during the one or more first time intervals; a plurality of first registers representing a histogram of, each of said plurality of first registers corresponding to a time bin within said histogram;
a peak detection circuit configured to identify a maximum peak in at least a portion of the histograms in the plurality of first registers each time the peak detection circuit is executed;
causing the peak detection circuit to create a register corresponding to the peak identified as the maximum peak during a previous execution of the peak detection circuit, such that multiple executions of the peak detection circuit identify multiple peaks; a masking circuit configured to exclude from being identified as a maximum peak during subsequent execution of the peak detection circuit;
An optical measurement system comprising:
<Claim 42>
42. The optical metrology system of Claim 41, further comprising a plurality of second registers configured to store said plurality of peaks identified by said peak detection circuit.
<Claim 43>
43. The optical metrology system of Claim 42, wherein each of said plurality of peaks is stored as a series of time bins representing a time interval in said histogram around that peak.
<Claim 44>
43. The optical metrology system of claim 42, wherein each of said plurality of peaks is stored with a relative time within said histogram at which said peak occurred.
<Claim 45>
the optical measurement system configured to send the plurality of peaks identified by the peak detection circuit to a processor;
42. The optical metrology system of Claim 41, wherein said processor operates on a different integrated circuit chip than on which said peak detection circuit operates.
<Claim 46>
46. The optical metrology system of Claim 45, wherein the plurality of peaks are sent to the processor without applying a filter to values representing the plurality of peaks.
<Claim 47>
Each execution of the peak detection circuitry is configured to cycle through the plurality of first registers to identify a maximum value of the plurality of first registers not excluded by the masking circuitry. 42. The optical metrology system of claim 41.
<Claim 48>
48. The optical metrology system of Claim 47, wherein a maximum peak comprises a subset of said plurality of first registers around one of said plurality of first registers storing said maximum value.
<Claim 49>
42. The method of claim 41, wherein the peak detection circuit is configured to cycle through the plurality of first registers at least three times to identify at least three maximum peaks in the histogram. Optical measurement system.
<Claim 50>
42. The optical measurement system of Claim 41, wherein said one or more photodetectors comprise one or more single photon avalanche diodes (SPAD).
<Claim 51>
A method using an optical measurement system, comprising:
transmitting one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, each of said one or more first time intervals being one of said one or more pulse trains; a step comprising
detecting photons from the one or more pulse trains using one or more photodetectors;
accumulating photon counts from the one or more photodetectors into a plurality of first registers to represent a histogram of the photon counts received during the one or more first time intervals; , each of said plurality of first registers corresponding to a time bin in said histogram;
identifying a plurality of peaks in the histogram in the plurality of first registers through multiple executions of a peak detection circuit, each execution of the peak detection circuit identifying a maximum peak in at least a portion of the histogram. and excluding registers corresponding to peaks identified as maximum peaks during a previous execution of the peak detection circuit from being identified as maximum peaks during subsequent executions of the peak detection circuit;
A method comprising:
<Claim 52>
52. The method of claim 51, further comprising applying a low pass filter to the histogram stored in the plurality of first registers prior to identifying the maximum peak.
<Claim 53>
prior to identifying the maximum peak, applying a matched filter to the histogram stored in the plurality of first registers;
52. The method of Claim 51, wherein said matched filter corresponds to said one or more pulse trains.
<Claim 54>
said peak identified as the largest peak during a previous run of said peak detection circuit,
maximum peak during a subsequent execution of the peak detection circuit by masking a register in the plurality of first registers representing the peak previously identified as the maximum peak from the peak detection circuit during a subsequent execution of the peak detection circuit; 52. The method of claim 51, wherein the method is excluded from being identified as .
<Claim 55>
said peak identified as the largest peak during a previous run of said peak detection circuit,
setting a threshold below the maximum value from the peak previously identified as the maximum peak;
excluding peaks during subsequent runs of the peak detection circuit that meet or exceed the threshold from being identified as maximum peaks during subsequent runs of the peak detection circuit by 52. The method of claim 51 .
<Claim 56>
excluding peaks during subsequent runs of said peak detection circuit that meet or exceed said threshold;
identifying registers in the plurality of first registers having values that meet or exceed the threshold;
excluding registers around the register in the plurality of first registers;
56. The method of claim 55, comprising:
<Claim 57>
52. The method of claim 51, further comprising excluding an initial peak of the histogram from multiple executions of the peak detection circuit.
<Claim 58>
58. The method of claim 57, wherein the initial peak results from reflection of the one or more pulse trains from a housing of the optical measurement system.
<Claim 59>
58. The method of claim 57, wherein said initial peak meets or exceeds a saturation threshold of a saturation detection circuit.
<Claim 60>
60. The method of Claim 59, further comprising masking the initial peak from the saturation detection circuit.
<Claim 61>
An optical measurement system comprising:
A light source configured to transmit one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, wherein each of said one or more first time intervals corresponds to said one or more a light source including one of the pulse trains;
a photosensor comprising one or more photodetectors configured to detect photons from the one or more pulse trains;
a first integrated circuit;
a second integrated circuit having a processor;
with
The first integrated circuit is
accumulating photon counts from the one or more photodetectors received during the one or more first time intervals to obtain the photon counts received during the one or more first time intervals; a plurality of first registers representing a histogram of, each of the plurality of first registers corresponding to a time bin within the histogram;
a threshold detection circuit configured to provide a threshold for identifying one or more peaks in the histogram;
a peak detection circuit configured to form a path through the plurality of first registers and use the threshold to identify the one or more peaks represented in the histogram;
wherein the first integrated circuit is configured to send information describing the one or more peaks detected using the threshold to the processor on the second integrated circuit and optical measurement system.
<Claim 62>
62. The optical metrology system of Claim 61, wherein the threshold detection circuit is configured to use existing thresholds.
<Claim 63>
62. The optical metrology of Claim 61, wherein the threshold detection circuit is configured to calculate the threshold based on a background noise level present during the one or more first time intervals. system.
<Claim 64>
further comprising one or more integration registers that accumulate the photon counts from the one or more photodetectors over a second time interval that overlaps at least a portion of the one or more first time intervals;
64. The optical system of Claim 63, wherein said threshold detection circuitry is further configured to calculate said background noise level using one or more values in said one or more integrated registers. measurement system.
<Claim 65>
The threshold detection circuit further calculates the background noise level by dividing the total photon count in the one or more integration registers by the duration that the one or more integration registers are enabled. 65. The optical metrology system of claim 64, wherein the system comprises:
<Claim 66>
66. The duration that the one or more integration registers are enabled is determined based on a total number of clock cycles during which the one or more integration registers are enabled. An optical measurement system as described in .
<Claim 67>
The threshold detection circuit is
identifying one or more time bins in the histogram that represent the one or more peaks;
subtracting the photon counts of the one or more time bins from the total photon counts of the one or more integration registers;
65. The optical metrology system of Claim 64, further configured to calculate the background noise level by:
<Claim 68>
62. The optical metrology system of Claim 61, further comprising a plurality of second registers configured to store said one or more peaks identified by said peak detection circuit.
<Claim 69>
each of the one or more peaks
a window of time bins representing a time interval in the histogram around the peak; and
the relative time within the histogram at which the peak occurred;
69. The optical metrology system of claim 68, stored as .
<Claim 70>
62. The optical metrology of Claim 61, wherein said first integrated circuit is implemented on a chip that is physically separate and distinct from the chip on which said second integrated circuit is implemented. system.
<Claim 71>
62. The optical metrology system of claim 61, wherein the one or more peaks are sent to the processor without applying a filter to values representing the one or more peaks in the histogram.
<Claim 72>
A method using an optical measurement system, comprising:
transmitting one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, each of said one or more first time intervals being one of said one or more pulse trains; a step comprising
detecting photons from the one or more pulse trains using one or more photodetectors;
on a first integrated circuit, accumulating in a plurality of first registers photon counts from said one or more photodetectors to reduce said photon counts received during said one or more first time intervals; representing a histogram, each of said plurality of first registers corresponding to a time bin within said histogram;
providing on the first integrated circuit a threshold for identifying one or more peaks in the histogram;
identifying the one or more peaks represented in the histogram by forming a path through the plurality of first registers with the threshold value on the first integrated circuit;
sending from the first integrated circuit information describing the one or more peaks detected using the threshold to a processor on a second integrated circuit;
A method comprising:
<Claim 73>
73. The method of Claim 72, further comprising removing background noise levels from the one or more peaks represented in the histogram.
<Claim 74>
73. The method of claim 72, further comprising determining a background noise level based on samples of photons received by the one or more photodetectors during the one or more pulse trains. Method.
<Claim 75>
73. The method of claim 72, wherein providing the threshold comprises setting the threshold to a predetermined interval above a background noise level.
<Claim 76>
73. The method of claim 72, wherein providing the threshold comprises setting the threshold to an interval above a background noise level that is a predetermined percentage of the background noise level.
<Claim 77>
73. The method of Claim 72, further comprising applying a low pass filter to the histogram stored in the plurality of first registers prior to identifying the one or more peaks.
<Claim 78>
prior to identifying the one or more peaks, applying a matched filter to the histograms stored in the plurality of first registers;
73. The method of Claim 72, wherein said matched filter corresponds to said one or more pulse trains.
<Claim 79>
73. The method of claim 72, wherein the one or more peaks include peaks corresponding to reflections of the one or more pulse trains and peaks not corresponding to reflections of the one or more pulse trains. .
<Claim 80>
73. The method of claim 72, wherein identifying the one or more peaks represented in the histogram uses only a single pass through the plurality of first registers.

Claims (20)

光学測定システムであって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信するように構成された光源であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む、光源と、
前記１または複数のパルス列からの光子を検出するように構成された１または複数の光検出器を含む光センサと、
前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記１または複数の光検出器からの光子カウントを累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記光子カウントのヒストグラムを表現する複数の第１レジスタであって、前記複数の第１レジスタの各々が前記ヒストグラム内の１つの時間ビンに対応する、複数の第１レジスタと、
ピーク検出回路であって、当該ピーク検出回路が実行されるたびに、前記複数の第１レジスタ内の前記ヒストグラムのうちの少なくとも一部分における最大ピークを識別するように構成された、ピーク検出回路と、
前記ピーク検出回路の複数回の実行が複数のピークを識別するように、前記ピーク検出回路をして、前記ピーク検出回路の前回の実行中に最大ピークとして識別されたピークに対応するレジスタを、前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外させるように構成されている、マスキング回路と、
を備えたことを特徴とする光学測定システム。 An optical measurement system comprising:
A light source configured to transmit one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, wherein each of said one or more first time intervals corresponds to said one or more a light source including one of the pulse trains;
a photosensor comprising one or more photodetectors configured to detect photons from the one or more pulse trains;
accumulating photon counts from the one or more photodetectors received during the one or more first time intervals to obtain the photon counts received during the one or more first time intervals; a plurality of first registers representing a histogram of, each of said plurality of first registers corresponding to a time bin within said histogram;
a peak detection circuit configured to identify a maximum peak in at least a portion of the histograms in the plurality of first registers each time the peak detection circuit is executed;
causing the peak detection circuit to create a register corresponding to the peak identified as the maximum peak during a previous execution of the peak detection circuit, such that multiple executions of the peak detection circuit identify multiple peaks; a masking circuit configured to exclude from being identified as a maximum peak during subsequent execution of the peak detection circuit;
An optical measurement system comprising: 前記ピーク検出回路によって識別された前記複数のピークを格納するように構成された複数の第２レジスタ
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。 2. The optical metrology system of claim 1, further comprising a plurality of second registers configured to store the plurality of peaks identified by the peak detection circuit. 前記複数のピークの各々が、当該ピークの周りの前記ヒストグラム内のある時間間隔を表す一連の時間ビンとして格納される
ことを特徴とする請求項２に記載の光学測定システム。 3. The optical metrology system of claim 2, wherein each of said plurality of peaks is stored as a series of time bins representing a time interval within said histogram around that peak. 前記複数のピークの各々は、当該ピークが発生した前記ヒストグラム内のある相対時間と共に格納される
ことを特徴とする請求項２に記載の光学測定システム。 3. The optical metrology system of claim 2, wherein each of said plurality of peaks is stored with a relative time within said histogram at which said peak occurred. 前記光学測定システムは、前記ピーク検出回路によって識別された前記複数のピークをプロセッサに送るように構成されており、
前記プロセッサは、前記ピーク検出回路が動作する集積回路チップとは異なる集積回路チップ上で動作する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。 the optical measurement system configured to send the plurality of peaks identified by the peak detection circuit to a processor;
2. The optical metrology system of claim 1, wherein said processor operates on a different integrated circuit chip than on which said peak detection circuit operates. 前記複数のピークは、当該複数のピークを表す値にフィルタを適用することなく、前記プロセッサに送信される
ことを特徴とする請求項５に記載の光学測定システム。 6. The optical metrology system of claim 5, wherein the plurality of peaks are sent to the processor without applying a filter to values representing the plurality of peaks. 前記ピーク検出回路の各実行が、前記複数の第１レジスタを循環して、前記マスキング回路によって除外されていない前記複数の第１レジスタの最大値を識別するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。 Each execution of the peak detection circuitry is configured to cycle through the plurality of first registers to identify a maximum value of the plurality of first registers not excluded by the masking circuitry. The optical metrology system of claim 1. 最大ピークが、前記最大値を格納する前記複数の第１レジスタのうちの１つの周りの前記複数の第１レジスタのサブセットを含む
ことを特徴とする請求項７に記載の光学測定システム。 8. The optical metrology system of claim 7, wherein a maximum peak comprises a subset of said plurality of first registers around one of said plurality of first registers storing said maximum value. 前記ピーク検出回路は、前記ヒストグラム内の少なくとも３つの最大ピークを識別するために、前記複数の第１レジスタを少なくとも３回循環するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。 2. The method of claim 1, wherein the peak detection circuit is configured to cycle through the plurality of first registers at least three times to identify at least three maximum peaks in the histogram. Optical measurement system. 前記１または複数の光検出器が、１または複数の単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定システム。 2. The optical metrology system of claim 1, wherein the one or more photodetectors comprise one or more single photon avalanche diodes (SPAD). 光学測定システムを使用する方法であって、
光学測定の一部として１または複数の第１時間間隔にわたって１または複数のパルス列を送信する工程であって、前記１または複数の第１時間間隔の各々が前記１または複数のパルス列のうちの１つを含む工程と、
１または複数の光検出器を使用して、前記１または複数のパルス列からの光子を検出する工程と、
前記１または複数の光検出器からの光子カウントを複数の第１レジスタ内に累積して、前記１または複数の第１時間間隔の間に受信された前記光子カウントのヒストグラムを表現する工程であって、前記複数の第１レジスタの各々が前記ヒストグラム内の１つの時間ビンに対応する工程と、
ピーク検出回路の複数回の実行を通じて前記複数の第１レジスタ内の前記ヒストグラム内の複数のピークを識別する工程であって、前記ピーク検出回路の各実行が前記ヒストグラムの少なくとも一部分における最大ピークを識別し、前記ピーク検出回路の前回の実行中に最大ピークとして識別されたピークに対応するレジスタが前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外される工程と、
を備えたことを特徴とする方法。 A method using an optical measurement system, comprising:
transmitting one or more pulse trains over one or more first time intervals as part of an optical measurement, each of said one or more first time intervals being one of said one or more pulse trains; a step comprising
detecting photons from the one or more pulse trains using one or more photodetectors;
accumulating photon counts from the one or more photodetectors into a plurality of first registers to represent a histogram of the photon counts received during the one or more first time intervals; , each of said plurality of first registers corresponding to a time bin in said histogram;
identifying a plurality of peaks in the histogram in the plurality of first registers through multiple executions of a peak detection circuit, each execution of the peak detection circuit identifying a maximum peak in at least a portion of the histogram. and excluding registers corresponding to peaks identified as maximum peaks during a previous execution of the peak detection circuit from being identified as maximum peaks during subsequent executions of the peak detection circuit;
A method comprising: 前記最大ピークを識別する前に、前記複数の第１レジスタに格納された前記ヒストグラムにローパスフィルタを適用する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 12. The method of claim 11, further comprising applying a low pass filter to the histogram stored in the plurality of first registers prior to identifying the maximum peak. 前記最大ピークを識別する前に、前記複数の第１レジスタに格納された前記ヒストグラムに整合フィルタを適用する工程
を更に備え、
前記整合フィルタは、前記１または複数のパルス列に対応する
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 prior to identifying the maximum peak, applying a matched filter to the histogram stored in the plurality of first registers;
12. The method of claim 11, wherein said matched filter corresponds to said one or more pulse trains. 前記ピーク検出回路の以前の実行中に最大ピークとして識別された前記ピークが、
後続の実行中に、前記ピーク検出回路から最大ピークとして以前に識別された前記ピークを表す前記複数の第１レジスタ内のレジスタをマスキングする工程
によって、前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外される
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 said peak identified as the largest peak during a previous run of said peak detection circuit,
maximum peak during a subsequent execution of the peak detection circuit by masking a register in the plurality of first registers representing the peak previously identified as the maximum peak from the peak detection circuit during a subsequent execution of the peak detection circuit; 12. The method of claim 11, wherein the method is excluded from being identified as . 前記ピーク検出回路の以前の実行中に最大ピークとして識別された前記ピークが、
以前に最大ピークとして識別された前記ピークからの最大値以下に閾値を設定する工程と、
前記閾値を満たすかまたは超える前記ピーク検出回路の後続の実行中のピークを除外する工程と、によって、前記ピーク検出回路の後続の実行中に最大ピークとして識別されることから除外される
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 said peak identified as the largest peak during a previous run of said peak detection circuit,
setting a threshold below the maximum value from the peak previously identified as the maximum peak;
excluding peaks during subsequent runs of the peak detection circuit that meet or exceed the threshold from being identified as maximum peaks during subsequent runs of the peak detection circuit by 12. The method of claim 11, wherein 前記閾値を満たすかまたは超える前記ピーク検出回路の後続の実行中のピークを除外する工程は、
前記閾値を満たすかまたは超える値を有する前記複数の第１レジスタ内のレジスタを識別する工程と、
前記複数の第１レジスタ内の前記レジスタの周りのレジスタを除外する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。 excluding peaks during subsequent runs of said peak detection circuit that meet or exceed said threshold;
identifying registers in the plurality of first registers having values that meet or exceed the threshold;
excluding registers around the register in the plurality of first registers;
16. The method of claim 15, comprising: 前記ピーク検出回路の複数回の実行から前記ヒストグラムの初期ピークを除外する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 12. The method of claim 11, further comprising excluding an initial peak of the histogram from multiple executions of the peak detection circuit. 前記初期ピークは、前記光学測定システムのハウジングからの前記１または複数のパルス列の反射から生じる
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。 18. The method of claim 17, wherein the initial peak results from reflection of the one or more pulse trains from a housing of the optical measurement system. 前記初期ピークは、飽和検出回路の飽和閾値を満たすかまたは超える
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。 18. The method of claim 17, wherein the initial peak meets or exceeds a saturation threshold of a saturation detection circuit. 前記飽和検出回路から前記初期ピークをマスキングする工程
を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載の方法。 20. The method of claim 19, further comprising masking the initial peak from the saturation detection circuit.
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