KR20190002727A - 광 빔 포지션 검출을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션을 결정하기 위한 기법들이 본 명세서에서 개시된다. 피처는, 피처가 광 빔에 의해 조명될 경우 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 빔 형상화 디바이스 상에 형성될 수 있다. 광 빔이 빔 형상화 디바이스 상의 피처 상으로 지향되는 경우, 피처 검출 신호는, 광 빔에 의해 조명되었던 피처에 의해 영향을 받은 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로 검출기에 의해 생성될 수 있다. 이어서, 일정 시간 인스턴스에 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션은 피처 검출 신호에 적어도 부분적으로 기반하여 결정될 수 있다.

Description

광 빔 포지션 검출을 위한 시스템들 및 방법들
[0001] 광 빔들은 오브젝트들 사이의 거리들을 측정하는 데 사용될 수 있다. 예로서, LIDAR(light detection and ranging) 시스템은, 소스로부터 타겟 상의 하나 또는 그 초과의 포인트들까지의 레인지(range), 즉 거리를 획득하기 위해 광 빔들을 사용할 수 있는 능동형 원격 감지 시스템이다. LIDAR 시스템은, 타겟의 적어도 일부를 조명하기 위해 광 빔(통상적으로는 레이저 빔)을 사용하고, 소스로부터의 방출된 광 빔이 타겟에 도달하고 이어서, 소스 근처 또는 알려진 위치에 있는 검출기로 리턴하는 데 걸리는 시간을 측정한다. 다시 말하면, 소스로부터 타겟 상의 포인트까지의 레인지는 소스로부터 검출기까지의 광 빔의 ToF(time-of-flight)에 기반하여 결정될 수 있다. 타겟 상의 또는 LIDAR 시스템의 시야 내의 다수의 포인트들에 대한 레인지들을 측정하기 위해, 레이저 빔이 일반적으로 1차원 또는 2차원으로 스캐닝된다. LIDAR 시스템의 다양한 구현들에서, 주어진 시간에 타겟에서 LIDAR 빔의 포지션을 결정하기 위해 LIDAR 시스템의 송신기에서 LIDAR 빔의 포지션을 결정하는 것이 바람직하다.
[0002] 본 명세서에 개시된 기법들은, 광원, 예컨대 LIDAR 시스템 또는 다른 유사한 시스템의 송신기에서 또는 그 근처에서 빔 형상화 디바이스, 이를테면 렌즈 또는 렌즈 어레이 상의 광 빔의 포지션을 결정하는 것에 관한 것이다. 다양한 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스의 반사, 흡수, 또는 투과 특징들의 단절들 또는 강화들을 생성하기 위해 인공 피처(feature)들이 빔 형상화 디바이스 상에서 만들어질 수 있다. 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션은 빔 형상화 디바이스의 인공 피처들에 의해 야기된 빔 형상화 디바이스로부터의 반사된, 흡수된, 또는 투과된 광의 검출된 단절들 또는 강화들에 적어도 부분적으로 기반하여 결정될 수 있다.
[0003] 예시적인 구현에 따르면, 시스템은 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 피처를 포함하는 빔 형상화 디바이스를 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔을 지향시키도록 구성된 빔 지향 디바이스를 포함할 수 있으며, 상이한 포지션들은 피처의 위치를 포함한다. 시스템은, 광 빔에 의해 조명되었던 피처에 의해 영향을 받은 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로 피처 검출 신호를 생성하도록 구성된 광학 검출기; 및 피처 검출 신호에 적어도 부분적으로 기반하여, 일정 시간에 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션을 결정하도록 구성된 프로세서를 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 피처는, 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는 이들의 검출가능한 조합 중 적어도 하나를 야기함으로써 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된다.
[0004] 시스템의 다양한 실시예들에서, 광 빔은 레이저 빔을 포함할 수 있고, 빔 형상화 디바이스는 레이저 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 시스템은 광 빔을 생성하도록 구성된 펄스형 섬유 레이저(pulsed fiber laser)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함할 수 있고, 피처는 렌즈의 표면 상에 또는 렌즈의 내부에 형성된 라인, 덴트(dent), 또는 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있고, 피처는 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함할 수 있다. 복수의 렌즈들은 1차원 어레이, 2차원 어레이, 및 3차원 어레이 중 하나로 배열될 수 있다.
[0005] 몇몇 시스템들에서, 빔 지향 디바이스는 광섬유를 포함할 수 있으며, 광섬유는 광 빔을 안내하고 자극 시에 진동하도록 구성되어, 광섬유가 진동할 경우 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔이 지향되게 한다. 몇몇 시스템들에서, 광섬유는 플로팅 단부를 갖는 캔틸레버 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 빔 지향 디바이스는, 광섬유의 진동이 광 빔의 미리 결정된 스캔 패턴, 이를테면 나선형 패턴을 초래할 수 있도록, 광섬유를 자극하도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있다. 액추에이터는 압전 튜브, MEMS(micro-electro-mechanical system) 액추에이터, 전자기 액추에이터, 및 음향 액추에이터 중 하나를 포함할 수 있다.
[0006] 예시적인 구현에 따르면, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법이 개시된다. 방법은, 제어기에 의해, 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔을 지향시키도록 빔 지향 디바이스를 제어하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 빔 형상화 디바이스는 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 피처를 포함할 수 있고, 상이한 포지션들은 피처의 위치를 포함할 수 있다. 방법은, 광 빔에 의해 조명되었던 피처에 의해 영향을 받은 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로, 검출기에 의해 검출 신호를 생성하는 단계; 및 프로세서에 의해, 검출 신호에 적어도 부분적으로 기반하여, 일정 시간에 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 피처는, 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는 이들의 검출가능한 조합 중 적어도 하나를 야기함으로써 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된다.
[0007] 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법의 몇몇 실시예들에서, 광 빔은 레이저 빔을 포함할 수 있고, 빔 형상화 디바이스는 레이저 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성될 수 있다. 몇몇 방법들에서, 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함할 수 있고, 피처는 렌즈의 표면 상에 또는 렌즈의 내부에 형성된 라인, 덴트, 또는 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 다른 방법들에서, 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있고, 피처는 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함할 수 있다.
[0008] 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법의 몇몇 실시예들에서, 빔 지향 디바이스는 광섬유를 포함할 수 있으며, 광섬유는 광 빔을 안내하고 자극 시에 진동하도록 구성되어, 광섬유가 진동할 경우 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔이 지향되게 한다. 광섬유는 플로팅 단부를 갖는 캔틸레버 부분을 포함할 수 있다. 빔 지향 디바이스는, 광섬유의 진동이 광 빔의 미리 결정된 스캔 패턴, 이를테면 나선형 패턴을 초래할 수 있도록, 광섬유를 자극하도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있다. 액추에이터는 압전 튜브, MEMS(micro-electro-mechanical system) 액추에이터, 전자기 액추에이터, 및 음향 액추에이터 중 하나를 포함할 수 있다.
[0009] 다른 예시적인 구현에 따르면, 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 피처를 포함하는 빔 형상화를 위한 수단을 포함할 수 있는 장치가 제공될 수 있다. 장치는 또한, 상이한 포지션들의 빔 형상화를 위한 수단 상으로 광 빔을 지향시키기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 여기서, 상이한 포지션들은 피처의 위치를 포함한다. 장치는, 광 빔에 의해 조명되었던 피처에 의해 영향을 받은 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로, 적어도 하나의 검출 신호를 생성하기 위한 수단; 및 검출 신호에 적어도 부분적으로 기반하여, 일정 시간에 빔 형상화를 위한 수단 상의 광 빔의 포지션을 결정하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 피처는, 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는 이들의 검출가능한 조합 중 적어도 하나를 야기함으로써 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된다.
[0010] 장치의 다양한 실시예들에서, 광 빔은 레이저 빔을 포함할 수 있고, 빔 형상화 디바이스는 레이저 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성될 수 있다. 장치의 몇몇 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함할 수 있고, 피처는 렌즈의 표면 상에 또는 렌즈의 내부에 형성된 라인, 덴트, 또는 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 장치의 몇몇 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있고, 피처는 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함할 수 있다.
[0011] 또 다른 예시적인 구현에 따르면, 머신-판독가능 명령들이 저장된 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체가 개시된다. 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체는, 제어기를 통해, 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔을 지향시키도록 빔 지향 디바이스를 제어하기 위하여 하나 또는 그 초과의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들을 포함할 수 있으며, 여기서, 빔 형상화 디바이스는 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 피처를 포함하고, 상이한 포지션들은 피처의 위치를 포함한다. 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체는, 광 빔에 의해 조명되었던 피처에 의해 영향을 받은 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로, 검출기에 의해 생성된 검출 신호를 수신하고; 그리고 검출 신호에 적어도 부분적으로 기반하여, 일정 시간에 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션을 결정하기 위한 명령들을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 피처는, 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화, 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는 이들의 검출가능한 조합 중 적어도 하나를 야기함으로써 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된다.
[0012] 머신-판독가능 명령들을 포함하는 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체의 다양한 실시예들에서, 광 빔은 레이저 빔을 포함할 수 있고, 빔 형상화 디바이스는 레이저 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함할 수 있고, 피처는 렌즈의 표면 상에 또는 렌즈의 내부에 형성된 라인, 덴트, 또는 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있고, 피처는 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함할 수 있다.
[0013] 머신-판독가능 명령들을 포함하는 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체의 몇몇 실시예들에서, 빔 지향 디바이스는 광섬유를 포함할 수 있으며, 광섬유는 광 빔을 안내하고 자극 시에 진동하도록 구성되어, 광섬유가 진동할 경우 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔이 지향되게 한다. 빔 지향 디바이스는 광섬유를 자극(stimulate)하여, 광섬유의 진동이 광 빔의 미리 결정된 스캔 패턴을 초래할 수 있도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있다.
[0014] 본 개시내용의 양상들은 예로서 예시된다. 비-제한적이고 비-포괄적인 양상들은 다음의 도면들을 참조하여 설명되며, 여기서, 유사한 참조 번호들은 달리 특정되지 않으면, 다양한 도면들 전반에 걸쳐 유사한 부분들을 지칭한다.
[0015] 도 1은 예시적인 LIDAR(light detection and ranging) 시스템의 간략화된 블록 다이어그램이다.
[0016] 도 2는 공진 광섬유를 사용하는 예시적인 시스템을 예시한다.
[0017] 도 3은 입사광이 2개의 렌즈들 사이의 경계를 교차하는 경우의 굴절된 광의 방향 변화를 예시한다.
[0018] 도 4는 송신기에서 광 빔의 포지션을 결정하기 위한 빔 분할기를 갖는 예시적인 시스템을 예시한다.
[0019] 도 5a는 빔 분할기 없이 공진 광섬유를 사용하는 예시적인 시스템을 예시한다.
[0020] 도 5b는 도 5a의 예시적인 시스템을 사용하는 빔 형상화 디바이스 상의 예시적인 1차원 스캔 패턴을 예시한다.
[0021] 도 5c는 도 5a의 예시적인 시스템을 사용하는 빔 형상화 디바이스 상의 예시적인 2차원 스캔 패턴을 예시한다.
[0022] 도 6a는 렌즈의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 하나의 축을 따른 얇은 라인들을 예시한다.
[0023] 도 6b는 매트릭스를 생성하기 위해 2개의 축들을 따라 렌즈의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 얇은 라인들을 예시한다.
[0024] 도 6c는 렌즈의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 개별 스폿(spot)들을 예시한다.
[0025] 도 7은 시스템에서 광 빔 포지션을 검출하기 위한 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도이다.
[0026] 도 8은 본 명세서에 설명된 예들 중 일부를 구현하기 위한 예시적인 컴퓨팅 시스템의 블록 다이어그램이다.
[0027] 수 개의 예시적인 실시예들은 이제, 그 실시예들의 일부를 형성하는 첨부한 도면들에 대해 설명될 것이다. 다음의 설명은 실시예(들)만을 제공하며, 본 개시내용의 범위, 적용가능성 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다. 오히려, 실시예(들)의 다음의 설명은, 실시예를 구현하기 위한 가능한 설명을 당업자들에게 제공할 것이다. 다양한 변화들이 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 엘리먼트들의 기능 및 어레인지먼트(arrangement)에서 이루어질 수 있다는 것이 이해된다.
[0028] 본 명세서에 개시된 기법들은, 광원, 예컨대 LIDAR(light detection and ranging) 시스템 또는 다른 유사한 시스템의 송신기에서 또는 그 근처에서 빔 형상화(예컨대, 빔 포커싱, 빔 시준, 빔 확장 등) 디바이스, 이를테면 렌즈 또는 렌즈 어레이 상의 광 빔의 포지션을 결정하는 것에 관한 것이다. 하나 또는 그 초과의 (인공) 피처들은, 하나 또는 그 초과의 광 빔들에 의해 조명될 경우 그 하나 또는 그 초과의 광 빔들의 적어도 일부에 영향을 줄 수 있는 빔 형상화 디바이스 상에서 만들어질 수 있다. 예컨대, 특정한 하나 또는 그 초과의 피처들은, 빔 형상화 디바이스의 특정한 부분들/포인트들의 반사, 흡수 또는 투과 특징들의 단절들을 생성하도록 구성/배열될 수 있다. 광 빔이 설계된 패턴에 따라 빔 지향 디바이스에 의해 스캐닝되는 경우, 예컨대, 빔 형상화 디바이스 상의 입사광 빔은, 빔 형상화 디바이스의 다른 부분들/포인트들과 비교하여 상이한 몇몇 방식으로 하나 또는 그 초과의 그러한 피처들에 의해 영향을 받을 수 있다(예컨대, 반사되거나, 흡수되거나, 투과되거나 등 또는 이들의 몇몇 조합이 이루어짐). 이어서, 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션은, 빔 지향 디바이스의 스캐닝 속성들 및 하나 또는 그 초과의 조명된 피처들에 의해 생성된 영향들에 기반하여 결정될 수 있다. 특정한 구현들에서, 빔 형상화 디바이스의 하나 또는 그 초과의 특성들은, 빔 형상화 디바이스의 하나 또는 그 초과의 다른 피처들에 의해 생성된 영향(들)으로부터 구별가능할 수 있는 방식으로 (광 빔에 의해 적어도 부분적으로 조명될 경우) 광 빔의 적어도 일부에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 특정한 구현들에서, 특정 피처(들)가 주어진 시간에 광 빔에 의해 조명되었다고 결정하는 것이 가능할 수 있다.
[0029] LADAR(laser detection and ranging) 시스템으로 또한 지칭되는 LIDAR 시스템은, 소스로부터 타겟 상의 하나 또는 그 초과의 포인트들까지의 레인지를 획득하기 위해 사용될 수 있는 능동형 원격 감지 시스템이다. LIDAR은 타겟 상의 하나 또는 그 초과의 포인트들을 조명하기 위해 광 빔, 통상적으로는 레이저 빔을 사용한다. 다른 광원들과 비교하여, 레이저 빔은 현저히 확산되지 않으면서 (매우 시준되어) 긴 거리들에 걸쳐 전파될 수 있으며, 매우 높은 광학 전력 밀도들을 전달하고 정밀한 분해능을 제공하기 위해 작은 스폿들로 포커싱될 수 있다. 레이저 빔은, 투과된 레이저 빔이 일련의 펄스들을 포함하도록 변조될 수 있다. 투과된 레이저 빔은, 투과된 레이저 빔을 반사시킬 수 있는 타겟 상의 포인트로 지향될 수 있다. 타겟 상의 포인트로부터 반사된 레이저 빔이 측정될 수 있으며, 투과된 광 빔의 펄스가 소스로부터 투과되는 시간으로부터 펄스가 소스 근처의 검출기 또는 알려진 위치에 도달하는 시간까지의 ToF(time-of-flight)가 측정될 수 있다. 이어서, 소스로부터 타겟 상의 포인트까지의 레인지는, 예컨대 r = c×t/2에 의해 결정될 수 있으며, 여기서, r은 소스로부터 타겟 상의 포인트까지의 레인지이고, c는 자유 공간에서의 광의 속도이며, t는 소스로부터 검출기까지의 광 빔의 펄스의 ToF이다.
[0030] 도 1은 예시적인 시스템(100), 이를테면 LIDAR, LADAR, 또는 다른 유사한 시스템의 간략화된 블록 다이어그램이다. 시스템(100)은 광학 빔 스캐너(110), 센서(120), 및 렌즈(130)를 포함할 수 있다. 광학 빔 스캐너(110)는 광원, 이를테면 레이저, 레이저 다이오드, VCSEL(vertical cavity surface-emitting laser), 발광 다이오드(LED), 또는 다른 광원을 포함할 수 있다. 예컨대, 레이저는, 예컨대 930 내지 960 nm, 1030 내지 1070 nm, 약 1550 nm, 또는 그 초과의 출력 파장을 갖는 적외선 펄스형 섬유 레이저 또는 다른 모드-고정 레이저일 수 있다. 광학 빔 스캐너(110)는 또한, 광 지향 디바이스, 이를테면 레이저로부터의 투과된 레이저 빔의 방향을 변경시킬 수 있는 스캐닝 스테이지, 압전 액추에이터, 또는 MEMS 디바이스를 포함할 수 있다. 렌즈(130)는, 시준된 레이저 빔(140)이 현저히 확산되지 않으면서 긴 거리에 걸쳐 타겟으로 전파될 수 있도록 광학 빔 스캐너(110)로부터의 투과된 레이저 빔을 시준하는 데 사용될 수 있다. 렌즈(130)는 또한, 광학 빔 스캐너(110)로부터의 투과된 레이저 빔을 타겟 상의 작은 스폿 상으로 포커싱시킬 수 있다. 렌즈(130)는 또한, 레이저 빔을 확장시키거나 또는 레이저 빔을 전환시키는 데 사용될 수 있다. 작은 빔 스폿의 결과로서, 시스템(100)의 분해능이 개선될 수 있다.
[0031] 렌즈(130)는 또한, 타겟(150)으로부터의 반사된 레이저 빔(160)을 센서(120) 상으로 직접 또는 센서(120)에 연결된 광섬유들로 포커싱시키는 데 사용될 수 있다. 센서(120)는 레이저 소스의 파장과 비슷한 작동(민감한) 파장을 갖는 검출기일 수 있다. 검출기는 고속 광검출기, 예컨대, p-타입 반도체 구역과 n-타입 반도체 구역 사이의 고유 구역을 갖는 PIN 포토다이오드, 또는 InGaAs APD(avalanche photodetector)일 수 있다.
[0032] 타겟 상의 또는 시스템의 시야 내의 다수의 포인트들에 대한 레인지들을 측정하기 위해, 레이저 빔은 일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 1차원 또는 2차원으로 스캐닝된다. 1차원(1D) 또는 2차원(2D) 스캔 패턴을 달성하기 위해, 레이저 빔이, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 수평 래스터(raster) 패턴 및/또는 수직 래스터 패턴으로 스캐닝될 수 있도록 시스템은, 예컨대, 레이저들의 어레이, 서로에 대해 약간 틸트된 레이저들/센서들의 다수의 세트들, 또는 2D 스캐닝 메커니즘을 사용할 수 있다.
[0033] 많은 상이한 타입들의 레이저 빔 스캐닝 메커니즘들, 예컨대, 다차원 기계식 스테이지, 갈보-제어형 미러, 마이크로-모터들에 의해 구동되는 MEMS(microelectromechanical) 미러, 압전 재료, 이를테면 석영 또는 PZT(lead zirconate titanate) 세라믹을 사용하는 압전 변환기/트랜스듀서, 전자기 액추에이터, 또는 음향 액추에이터가 존재한다. 레이저 빔 스캐닝은 또한, 임의의 컴포넌트의 기계적인 움직임 없이, 예컨대, 1D 또는 2D 레이저 어레이 내의 레이저들의 위상들이 중첩된 레이저 빔의 파면을 수정하도록 변경될 수 있는 페이즈드 어레이(phased array) 기법을 사용하여 달성될 수 있다. 대부분의 이들 스캐닝 메커니즘들에서, 스캐닝 빔의 포지션은 스캐닝 메커니즘들을 구동하는 제어 신호들에 기반하여 결정될 수 있어서, 시스템은 주어진 시간에서 특정 투과된 광 빔을 반사시키는 타겟 상의 포인트를 결정할 수 있다. 예컨대, 도 1에서, 렌즈(130) 상의 투과된 빔의 포지션 및 그에 따른 타겟(150) 상의 투과된 빔의 포지션은 시스템(100)에서 광학 빔 스캐너(110)를 제어하는 신호에 기반하여 결정될 수 있다. 더 특정한 예로서, 마이크로-모터들에 의해 구동되는 MEMS 미러를 갖는 시스템에서, MEMS 마이크로-미러의 배향은 마이크로-미러를 회전시키는 마이크로-모터를 제어하는 신호에 기반하여 결정될 수 있다. 이어서, 마이크로-미러에 의한 반사된 빔의 방향 및 그에 따른 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스 상의 빔의 포지션은 주어진 시간의 마이크로-미러의 배향에 기반하여 결정될 수 있다.
[0034] 위에서-설명된 빔 스캐닝 메커니즘들의 대부분은 덩치가 크고 값비쌀 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 공진 섬유 스캐닝 기법이 레이저 빔을 스캐닝하기 위해 사용될 수 있다. 광섬유의 가요성으로 인해, 넓은 시야 및 높은 분해능이 달성될 수 있다. 부가적으로, 공진 섬유 빔 스캐너는 작고 덜 비쌀 수 있다.
[0035] 도 2는 공진 광섬유를 사용하는 예시적인 시스템(200)을 예시한다. 시스템(200)은 LIDAR, LADAR, 또는 다른 유사한 시스템일 수 있다. 시스템(200)은 레이저(210), 액추에이터(220), 광섬유(230), 및 빔 형상화 디바이스(240), 이를테면 렌즈 또는 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 레이저(210)는 도 1의 광학 빔 스캐너(110)에 대해 위에서 설명된 바와 같이 광원일 수 있다. 레이저(210)는 펄스형 레이저, 이를테면 모드-고정 레이저일 수 있다. 레이저(210)는 또한, 레이저의 출력 빔을 변조할 수 있는 변조기를 포함할 수 있다. 레이저(210)의 출력 빔은, 레이저 빔을 반송하고 그것을 빔 형상화 디바이스(240)를 향해 안내하는 광섬유(230)에 커플링된다. 광섬유(230)는 단일-모드 섬유, 멀티-모드 섬유, 또는 섬유들의 번들일 수 있다. 광섬유(230)는, 예컨대 도 1에 대해 위에서 설명된 바와 같이 압전 튜브 또는 다른 액추에이터일 수 있는 액추에이터(220)를 통과할 수 있다. 광섬유(230)의 원위 단부(232)는 액추에이터(220)를 넘어 연장될 수 있다. 액추에이터(220)를 넘어 연장되는 광섬유(230)의 원위 단부(232)는 가요성이며, 공진 캔틸레버로서 작동하도록 액추에이터(220)에 의해 야기되는 공진 모션을 견딜 수 있다. 섬유의 낮은 댐핑(damping) 및 공진 특징들은 액추에이터가 작은 액추에이터 모션을 큰 섬유 팁(tip) 변위로 증폭시킬 수 있게 한다. 결과적으로, 진동하는 원위 단부(232)로부터 방출된 레이저 빔은 큰 시야로 레이저 빔 스캐닝을 생성할 수 있다. 원위 단부(232)의 길이는 원하는 공진 주파수 및/또는 공진 모드를 달성하기 위해 조정될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 광섬유(230)의 원위 단부(232)의 길이는, 액추에이터(220) 및 플로팅 단부(즉, 원위 단부(232))에 가까운 단일 정지형 노드에 대해 공진 모드(234), 또는 2개의 정지형 노드들 및 플로팅 단부(즉, 원위 단부(232))에 대해 공진 모드(236)를 달성하도록 조정될 수 있다.
[0036] 2D 스캔 패턴은 단일 섬유를 사용하는 단일 2축 액추에이터를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 수평 축이 일정한 진폭 사인파를 생성하고 수직 축이 사인파와 동일한 주파수 및 진폭을 갖는 코사인파를 생성하면, 대칭 섬유로부터 원이 발생될 수 있다. x 축 및 y 축 둘 모두 상의 스캐닝 진폭은, 점진적으로 감소되는 및/또는 증가되는 제어 신호들에 의해 나선형 스캔을 생성하기 위해 점진적으로 감소 및/또는 증가될 수 있다. 더 특정한 예로서, 수평 진동이 삼각 진폭 변조된 사인파이고 수직 진동이 삼각 진폭 변조된 코사인파이면, 균등하게 이격된 나선형 스캔 패턴이 생성될 수 있다. 이어서, 빔 형상화 디바이스(240)는 광섬유(230)의 원위 단부(232)로부터의 빔을 시준하고, 원거리-장(250)에서 시준된 빔을 투영하여, 도 2에 도시된 바와 같이 원거리 장(250)에서 균등하게 이격된 나선형 스캔 패턴을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스(240)는, 더 높은 스캐닝 분해능으로 원거리 장(250)에서 스캔 패턴을 형성하기 위해 광섬유(230)의 원위 단부(232)로부터의 빔을 원거리 장(250) 내의 작은 포인트로 포커싱시킬 수 있다.
[0037] 많은 시스템들에서, 실제 스캔 패턴은 설계된 바와 같은 이상적인 스캔 패턴을 따르지 않을 수 있다. 예컨대, 시스템(200)에서, 공진하는 섬유 캔틸레버의 동역학으로 인해, 스캔 패턴이 이상적인 패턴으로부터 왜곡될 수 있다. 따라서, 다양한 시스템들에서, 시스템들의 송신기에서 LIDAR 빔의 포지션 및 그에 따른 타겟 상의 LIDAR 빔의 포지션을 결정하는 것이 바람직하다.
[0038] 렌즈 어레이가 LIDAR의 광학 시스템에서 사용되는 경우, 더 큰 각도 증폭이 달성될 수 있다. 그러나, 렌즈의 광학 굴절 속성 때문에, 입사광이 2개의 렌즈들 사이의 경계를 교차할 경우, 광의 방향이 갑자기 변경될 수 있다.
[0039] 도 3은 입사광이 2개의 렌즈들 사이의 경계를 교차하는 경우의 굴절된 광의 방향 변화를 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 소스(310)로부터의 광 빔이 스캐닝될 수 있고, 렌즈들(320A, 320B, 및 320C)을 포함하는 렌즈 어레이를 조사(irradiate)할 수 있다. 광 빔은 광 빔(330)에 의해 도시된 바와 같이 렌즈(320B)를 조사하고, 광 빔(340)에 의해 도시된 바와 같이 렌즈(320B)의 광학 축(312)을 향해 지향될 수 있다. 광 빔이 최하부로부터 최상부까지 수직으로 스캐닝되고 렌즈들(320A 및 320B) 사이의 경계를 교차하는 경우, 광빔은 광 빔(350)에 의해 도시된 바와 같이 렌즈(320A)를 조사하고, 광 빔(360)에 의해 도시된 바와 같이 렌즈(320A)의 광학 축(314)을 향해 지향될 수 있다. 광 빔(360) 및 광 빔(340)은 매우 상이한 방향들로 전파되고 있다. 따라서, 광 빔이 2개의 렌즈들 사이의 경계를 교차하는 경우, 타겟에서 스캔 패턴 상의 단절이 초래될 수 있다. 따라서, LIDAR 빔이 렌즈 경계들을 교차하고 있는 정확한 때를 결정하는 것이 또한 바람직하다.
[0040] 도 4는 LIDAR 송신기에서 LIDAR 빔의 포지션을 결정하기 위한 빔 분할기를 갖는 예시적인 시스템(400)을 예시한다. 시스템(400)은 LIDAR, LADAR, 또는 다른 유사한 시스템일 수 있다. 도 2의 시스템(200)에서와 같이, 시스템(400)은 레이저(420), 레이저(420)로부터의 출력 빔을 안내하기 위해 레이저(420)에 커플링된 광섬유(432), 및 레이저(420)로부터의 출력 레이저 빔을 스캐닝하도록 광섬유(432)를 자극하기 위한 액추에이터(430)를 포함할 수 있다. 시스템(400)은 또한, 레이저 빔(452)에 의해 도시된 바와 같이 타겟(460)을 향해 입사 레이저 빔을 지향시키기 위한 송신기 렌즈(450)를 포함한다. 도 1의 센서(120)에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 타겟(460)으로부터의 반사된 레이저 빔(462)은 수신기 렌즈(470)에 의해 수집되고, 검출기(480)로 지향될 수 있다. 프로세서/제어기(410)는, 레이저(420), 액추에이터(430), 및 검출기(480)의 동작들을 동기화 및 제어하고, 레이저(420) 및 액추에이터(430)에 대한 제어 신호들 및 검출기(480)에 의해 검출된 반사 신호들에 기반하여 타겟(460) 상의 다양한 포인트들을 분석하는 데 사용될 수 있다.
[0041] 송신기 렌즈(450) 상의 레이저 빔의 포지션 및 그에 따른 타겟(460) 상의 레이저 빔의 포지션을 검출하기 위해, 빔 분할기(440) 및 빔 포지션 센서(490)가 시스템(400)에 부가될 수 있다. 빔 분할기(440)는 광섬유(432)로부터의 출력 레이저 빔을 분할하며, 도 4의 레이저 빔(442)에 의해 도시된 바와 같이 광섬유(432)로부터의 출력 레이저 빔의 일부를 빔 포지션 센서(490)를 향해 지향시킬 수 있다. 레이저 빔(442)은 빔 분할기(440)에 의해 직접적으로 또는 미러(444)를 통해 간접적으로 빔 포지션 센서(490)로 지향될 수 있다. 빔 포지션 센서(490)는 레이저 빔(442)을 검출할 수 있는 2D 포지션 감지 검출기(PSD)일 수 있다. 프로세서/제어기(410) 또는 빔 포지션 센서(450)는, 레이저 빔(442)을 검출하는 빔 포지션 센서(490)의 일부의 포지션(픽셀들)에 기반하여 빔 분할기(440) 또는 송신기 렌즈(450) 상에서 광섬유(432)로부터의 출력 레이저 빔의 포지션을 결정할 수 있다.
[0042] 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 방법은 광의 손실, 높은 복잡도, 및 높은 비용을 겪을 가능성이 있다. 예컨대, 빔 분할기(440)의 부가로 인해, 인입 광 빔의 일부가 빔 포지션 센서(490)로 전환된다. 부가적으로, 빔 스캐닝을 위해 공진 섬유를 사용하는 시스템들에서, 레이저 출력을 샘플링하기 위한 빔 분할기의 부가는, 최상의 성능을 위해 빔 형상화 디바이스(이를테면, 렌즈 또는 렌즈 어레이), 예컨대 송신기 렌즈(450)에 충분히 가깝게 공진 섬유를 포지셔닝시키는 것을 어렵게 만들 수 있다. 따라서, 이러한 방법에 의해 달성되는 정확도는 높은 정밀도의 LIDAR 빔 포지션 결정을 요구하는 특정 애플리케이션들에 대해서는 불충분할 수 있다.
[0043] 도 5a는 본 개시내용의 몇몇 실시예들에 따른, 빔 분할기 없이 공진 광섬유를 사용하는 예시적인 시스템(500)을 예시한다. 시스템(500)은 LIDAR, LADAR, 또는 다른 유사한 시스템일 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 시스템(500)은 빔 스캐닝을 위해 공진 광섬유(530)를 사용한다. 광섬유(530)는, 레이저(510)로부터 빔 형상화 디바이스(540), 이를테면 렌즈 어레이 또는 단일 렌즈로 레이저 빔을 안내하도록 레이저(510)에 커플링된다. 공진 광섬유(530)는 압전 튜브(520)를 넘어 연장되는 원위 단부를 갖는 압전 튜브(520)를 통과하여, 공진 섬유 캔틸레버(532)를 형성한다. 도 1 및 도 2에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 레이저(510)는 펄스형 레이저, 이를테면 모드-고정 레이저일 수 있다.
[0044] 도 2에 대해 또한 위에서 설명된 바와 같이, 압전 튜브(520)는 1차원 또는 2차원으로 광섬유(530)를 자극하고, 공진 섬유 캔틸레버(532)의 공진 진폭 및/또는 주파수를 제어할 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버(532)의 공진은 다른 메커니즘들, 이를테면 다른 전자-기계식 디바이스들, 전자기 디바이스들, 또는 음향 디바이스들에 의해 야기되고 제어될 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버(532)의 진동에 의해 생성된 스캔 패턴은 선형 패턴, 원형 패턴, 나선형 패턴, 지그-재그 패턴, 다수의 선형 패턴들을 포함한 2D 패턴 등일 수 있다. 광섬유는 단일-모드 광섬유, 멀티-모드 광섬유, 또는 광섬유들의 번들일 수 있다.
[0045] 빔 형상화 디바이스(540)는 렌즈 또는 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 렌즈 어레이를 사용하는 것은 시스템에서의 빔 형상화를 위해 단일 렌즈를 사용하는 것에 비해 수개의 이점들을 가질 수 있다. 그러나, 데드 존(dead zone)들이 어레이 내의 렌즈들(542) 사이에 존재할 수 있으며, 스캐닝 빔이 렌즈 경계를 교차하는 경우, 빔 스캐닝 방향이 갑자기 변할 수 있다. 렌즈 어레이 내에서 정확한 빔 포지션들을 발견하는 것은 더 어려울 수 있으며, 렌즈들 사이의 갭들, 및 단일 렌즈와 비교하여 렌즈 어레이에 의한 더 큰 각도 증폭으로 인해 단일 렌즈 내에서 빔 포지션들을 발견하는 것보다 더 큰 정밀도를 요구할 수 있다. 빔이 렌즈의 경계의 어떤 측면 상에 있는지를 매우 양호한 정확도로 아는 것이 바람직하다.
[0046] 몇몇 실시예들에서, 인공 피처(544), 이를테면 반사 코팅이 렌즈 어레이 내의 렌즈들(542)의 경계들에 인접한 영역들, 이를테면 렌즈들(542) 사이의 영역들 또는 렌즈들(542)의 경계들을 포함하는 영역들에서 생성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사 코팅은 확산 또는 산란을 야기하는 램버시안(Lambertian) 반사기를 형성할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사 코팅은 미리 결정된 방향들로 플레어 반사(flared reflection)를 야기할 수 있다. 레이저 빔이 렌즈 어레이 내의 2개의 렌즈들(542)의 경계를 조사하는 경우, 반사 코팅은 반사된 광의 양을 현저히 증가시킬 수 있다. 반사 코팅 상의 직접적인 히트(hit)는 큰 반사를 생성할 수 있다. 광 빔의 일부가 렌즈로 진입하고 광 빔의 일부가 반사 코팅을 히트하는 부분적인 히트는 더 작은 반사를 생성할 수 있다. 따라서, 광 빔이 렌즈 어레이 내의 2개의 렌즈들 사이의 경계를 교차하는 경우, 반사된 광의 양은 먼저 증가하고 이어서 감소하여, 펄스를 형성할 수 있다. 광의 반사된 펄스는 검출기에 의해 수집되어, 검출된 신호(552)에서 도시된 바와 같이 펄스를 생성할 수 있다.
[0047] 검출기(550)는 고속 광검출기, 이를테면 PIN 포토다이오드 또는 APD 검출기일 수 있으며, 반사된 레이저 빔을 검출하기 위해 레이저(510)와 동일한, 빔 형상화 디바이스(540)의 측면 상에 포지셔닝될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 단일 검출기가 레이저 빔 포지션 결정을 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 검출기들이 레이저 빔 포지션 결정의 더 양호한 정확도를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 이어서, 검출기(550)로부터의 검출된 신호들(552)은 빔 형상화 디바이스(540) 상의 레이저 빔의 현재 포지션을 결정하기 위해 포지션 검출기(560)로 전송될 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버의 공진의 알려진 대략적인 속도 및 방향을 이용하여, (검출기(550)가 단일 검출기이더라도) 검출기(550)에 의해 검출된 반사된 광의 펄스들의 진폭 및/또는 프로파일은, 렌즈 경계의 이미지를 형성하고, 예컨대 희소 샘플링(sparse sampling) 기법들을 사용하여 정확한 빔 포지션을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 시스템(500)은 또한, 도 4에 대해 위에서 설명된 프로세서/제어기(410)와 유사하게, 레이저(510), 압전 튜브(520), 및 포지션 검출기(560)의 동작들을 제어하거나 또는 포지션 검출기(560)의 기능들을 수행할 수 있는 프로세서/제어기(570)를 포함할 수 있다.
[0048] 레이저 빔의 포지션은 시스템(500)에서 다음과 같이 결정될 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버의 진동의 대략적인 선형 속도/각속도 및 방향에 기반하여, 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스(540)(예컨대, 레이저 빔에 가까운 렌즈 넘버(lens number)) 상의 레이저 빔의 대략적인 포지션이 결정될 수 있다. 검출된 펄스의 프로파일에 기반하여, 레이저 빔이 렌즈 경계를 교차하는 시간이 결정될 수 있다. 이어서, 주어진 시간의 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 렌즈 경계를 교차하는 시간 및 공진 섬유 캔틸레버의 진동 속도에 기반하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 주어진 시간의 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 2개의 렌즈 경계를 교차하는 시간들을 사용하여 보간에 의해 결정될 수 있다.
[0049] 몇몇 시스템들에서, 공진 광섬유보다는 MEMS(micro-electro-mechanical) 디바이스가 레이저 빔을 스캐닝하기 위해 사용될 수 있다. 빔 형상화 디바이스 상의 인공 피처들로부터의 반사된 광은 위에서 설명된 바와 같이, MEMS 디바이스의 대략적인 속도 및 방향에 기반하여 정확한 빔 포지션을 결정하기 위해 검출 및 사용될 수 있다.
[0050] 다양한 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스(540) 내의 렌즈 어레이는 굴절 렌즈 어레이 또는 회절 렌즈 어레이, 이를테면 프레넬 렌즈 어레이 또는 홀로그래픽 렌즈 어레이일 수 있다. 렌즈 어레이 내의 렌즈들은 도 5a에 도시된 바와 같이, 평면 또는 곡선형 표면 상에 배열될 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 렌즈 어레이는 1차원 렌즈 어레이일 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 렌즈 어레이는 2차원 또는 3차원 어레이일 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 렌즈 또는 렌즈 어레이는 EO(electro-optical) 재료, 이를테면 액정 또는 EO 크리스탈을 사용하여 형성될 수 있다.
[0051] 몇몇 실시예들에서, 반사 코팅보다는 인공 피처들(544)은 미리 결정된 블레이즈 각도(blaze angle)를 갖는 회절 광학 엘리먼트들, 예컨대, 블레이즈 격자, 이를테면 에첼(Echelle) 격자를 포함할 수 있다. 블레이즈 격자는 반사 격자 또는 투과 격자일 수 있다. 예컨대, 블레이즈 격자는, 레이저(510)가 로케이팅되는 빔 형상화 디바이스(540)의 측면으로 인입 레이저 빔을 다시 지향시키거나 또는 빔 형상화 디바이스(540)의 다른 측면 상의 위치로 인입 레이저 빔을 지향시킬 수 있다.
[0052] 몇몇 실시예들에서, 인공 피처들은 레이저 빔의 파장에서 강한 흡수를 갖는 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 예컨대, 인공 피처들은, 입사광을 전기 신호들로 변환할 수 있고 그에 따라 검출기로서 작동할 수 있는 광발전 재료를 포함할 수 있다. 검출된 신호들은, 예컨대 투명 전극들, 이를테면 ITO(indium tin oxide) 전극들을 사용하여 포지션 검출기(560) 또는 프로세서/제어기(570)에 전송될 수 있다. 그러한 시스템들에서, 검출기(550) 및/또는 포지션 검출기(560)가 생략될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 인공 피처들은, 인입 레이저 빔을 상이한 파장의 광으로 변환할 수 있고 그에 따라 타겟으로부터 반사된 광과 간섭하지 않을 광 발광 재료를 포함할 수 있다.
[0053] 빔 형상화 디바이스(540)가 단일 렌즈인 구현들에서, 피처들, 이를테면 얇은 라인들, 입자들, 또는 덴트들은 렌즈의 표면 상에 또는 렌즈 내부에서 만들어질 수 있다. 피처들의 위치들은 미리 결정되거나 또는 제조 이후 측정될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 검출기들은 렌즈 상에 만들어진 피처들에 의해 반사된 광을 검출하는 데 사용될 수 있다.
[0054] 도 5b는 도 5a의 예시적인 시스템(500)을 사용하는 빔 형상화 디바이스(580) 상의 예시적인 1차원 스캔 패턴(586)을 예시한다. 빔 형상화 디바이스(580)는 1D, 2D, 또는 3D 어레이로 배열된 복수의 렌즈들(582)을 포함할 수 있다. 렌즈들(582) 사이의 갭들(584)은 반사성 재료로 코팅될 수 있다. 따라서, 레이저 빔이 스캔 패턴(586)을 따라 스캐닝되는 경우, 반사된 레이저 빔의 양은 (스캐닝 레이저 빔이 렌즈(582) 상에 있는 경우) 낮은 값으로부터 (스캐닝 레이저 빔이 갭(584) 상에 있는 경우) 높은 값으로 증가하고, 이어서 (스캐닝 레이저 빔이 다른 렌즈(582) 상에 있는 경우) 낮은 값으로 감소될 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버의 진동의 대략적인 속도 및 방향에 기반하여, 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스(580)(레이저 빔 근처의 특정 렌즈(들)) 상의 레이저 빔의 대략적인 포지션이 결정될 수 있다. 빔 형상화 디바이스(580)로부터의 검출된 반사의 프로파일에 기반하여, 스캐닝 레이저 빔이 렌즈(582)를 떠나는 시간 및 스캐닝 레이저 빔이 다음의 렌즈(582)로 진입하는 시간이 결정될 수 있다. 이어서, 주어진 시간의 x 방향의 빔 형상화 디바이스(580) 상의 스캐닝 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 렌즈(582)로 진입하는 시간 및 공진 섬유 캔틸레버의 진동 속도에 기반하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 주어진 시간의 스캐닝 레이저 빔의 포지션은, 스캐닝 레이저 빔이 렌즈(582)에 진입하고 렌즈(582)를 떠나는 시간들을 사용하여 보간에 의해 결정될 수 있다.
[0055] 도 5c는 도 5a의 예시적인 시스템(500)을 사용하는 빔 형상화 디바이스(590) 상의 예시적인 2차원 스캔 패턴(596)(및/또는 598)을 예시한다. 빔 형상화 디바이스(590)는 2D 또는 3D 어레이로 배열된 복수의 렌즈들(592)을 포함할 수 있다. 렌즈들(592) 사이의 갭들(594)은 반사성 재료로 코팅될 수 있다. 도 5b에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 레이저 빔이 스캔 패턴(596)을 따라 스캐닝되는 경우, 반사된 레이저 빔의 양은 스캐닝 레이저 빔의 포지션에 의존하여 변할 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버의 진동의 대략적인 선형 속도/각속도 및 방향에 기반하여, 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스(590)(레이저 빔 근처의 특정 렌즈(들)) 상의 레이저 빔의 대략적인 포지션이 결정될 수 있다. 빔 형상화 디바이스(590)로부터의 검출된 반사의 프로파일에 기반하여, 레이저 빔이 특정 렌즈를 떠나는 시간 및 레이저 빔이 다음의 렌즈로 진입하는 시간이 결정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 레이저 빔의 대략적인 포지션, 설계된 스캔 패턴, 및 레이저 빔이 렌즈를 떠나는 시간과 레이저 빔이 다음의 렌즈로 진입하는 시간 사이의 시간 기간에 기반하여, 레이저 빔이 렌즈를 떠나는 포지션 및/또는 레이저 빔이 다음의 렌즈로 진입하는 포지션이 결정될 수 있다. 예컨대, 도 5c에 도시된 바와 같이, 스캔 패턴(596) 및 스캔 패턴(598)은 검출된 반사 신호들의 상이한 프로파일들을 초래할 수 있다. 검출된 반사 신호들의 프로파일들에서의 차이들에 기반하여, 레이저 빔이 렌즈를 떠나는 포지션 및/또는 레이저 빔이 다음의 렌즈로 진입하는 포지션이 결정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔 형상화 디바이스(590)로부터의 반사된 레이저 빔은 검출기 어레이, 예컨대 2D 어레이에 의해 검출될 수 있으며, 레이저 빔이 렌즈를 떠나는 포지션 및/또는 레이저 빔이 다음의 렌즈로 진입하는 포지션은 2D 검출기 어레이에 의해 검출된 반사 신호들에 기반하여 결정될 수 있다. 주어진 시간의 빔 형상화 디바이스(590) 상의 스캐닝 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 렌즈(592)로 진입하는 시간 및 공진 섬유 캔틸레버의 진동의 선형 속도/각속도에 기반하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 주어진 시간의 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 렌즈(592)에 진입하고 렌즈(592)를 떠나는 시간들을 사용하여 보간에 의해 결정될 수 있다.
[0056] 도 6a 내지 도 6c는 본 개시내용의 몇몇 실시예들에 따른, 렌즈의 반사, 흡수, 또는 투과 특징들에서 단절들을 생성하기 위한 렌즈 상의 인공 피처들의 예들을 예시한다. 예컨대, 도 6a는 렌즈(610)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 하나의 축을 따른 얇은 라인들을 예시한다. 얇은 라인들은 균등하게 또는 균등하지 않게 이격될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 얇은 라인들은 렌즈의 표면 상에 위에서 설명된 바와 같은 반사성, 확산성, 또는 흡수성 재료를 코팅함으로써 형성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 얇은 라인들은 렌즈의 표면 상에 형성된 홈(groove)들을 포함할 수 있으며, 여기서, 홈들은 위에서 설명된 바와 같이 반사성, 확산성, 또는 흡수성 재료로 채워질 수 있다.
[0057] 반사성 재료가 렌즈 상에 코팅되는 예들에서, 반사 코팅은 렌즈의 반사 특징들에서 단절들을 생성할 수 있다. 광 빔이 반사 코팅 상에 있는 경우, 많은 양의 광 빔이 반사되고; 광 빔이 렌즈의 다른 부분들 상에 있는 경우, 반사된 광 빔의 양은 낮다. 따라서, 광 빔이 반사 코팅을 갖는 얇은 라인을 교차하는 경우, 반사된 광 빔의 양은 낮은 값으로부터 높은 값으로 증가되고, 이어서 낮은 값으로 감소된다. 시간에 걸친 반사된 광 빔의 양의 프로파일은 펄스의 형상이다. 결과적으로, 검출된 신호는 일련의 펄스들을 포함할 수 있다. 공진 섬유 캔틸레버의 진동의 대략적인 속도 및 방향에 기반하여, 주어진 시간의 렌즈(610)(레이저 빔 근처의 특정한 얇은 라인) 상의 레이저 빔의 대략적인 포지션이 결정될 수 있다. 검출된 펄스의 프로파일에 기반하여, 레이저 빔이 특정한 얇은 라인을 교차하는 시간이 결정될 수 있다. 이어서, 주어진 시간의 x-축 상의 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 특정한 얇은 라인을 교차하는 시간 및 공진 섬유 캔틸레버의 진동 속도에 기반하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 주어진 시간의 레이저 빔의 포지션은, 레이저 빔이 2개의 얇은 라인들을 교차하는 시간들을 사용하여 보간에 의해 결정될 수 있다.
[0058] 몇몇 예들에서, 얇은 라인들은 ITO 재료 및 광발전 재료를 렌즈 상에 코팅함으로써 형성될 수 있으므로, 입사광은 광발전 재료에 의해 전기 신호로 변환되고, ITO 재료에 의해 전도될 수 있다. 이들 예들에서, 광발전 신호를 생성하는 얇은 라인의 포지션 및 광발전 신호가 생성되는 시간에 기반하여, 주어진 시간의 x 방향의 렌즈(610) 상의 레이저 빔의 포지션은 위에서 설명된 바와 같이, 진동 속도를 사용하여 또는 보간에 의해 결정될 수 있다.
[0059] 도 6b는 매트릭스를 생성하기 위해 2개의 축들을 따라 렌즈(620)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 얇은 라인들을 예시한다. 도 6b의 얇은 라인들은 도 6a의 얇은 라인들에 대해 위에서 설명된 바와 같이 형성될 수 있다. 주어진 시간의 x 방향 또는 y 방향 중 어느 하나의 렌즈(620) 상의 광 빔의 포지션이 도 6a에 대해 위에서 설명된 바와 같이 결정될 수 있다.
[0060] 도 6c는 렌즈(630)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 개별 스폿들을 예시한다. 예컨대, 개별적인 스폿들은 렌즈의 표면 상에 형성된 덴트들일 수 있다. 덴트들은 위에서 설명된 바와 같이 반사성, 흡수성 또는 투과성 재료로 채워질 수 있다. 개별 스폿들은 또한, 위에서 설명된 바와 같이 반사성, 흡수성 또는 투과성 재료를 사용하여 렌즈 내부에서 생성된 피처들일 수 있다. 주어진 시간의 x 방향 또는 y 방향 중 어느 하나의 렌즈(630) 상의 광 빔의 포지션이 도 6a에 대해 위에서 설명된 바와 같이 결정될 수 있다.
[0061] 빔 형상화 디바이스, 이를테면 도 5a의 빔 형상화 디바이스(540)가 렌즈 어레이를 포함하는 다양한 시스템들에서, 인공 피처들은, 도 5a 내지 도 5c에 예시되고 위에서 상세히 설명된 바와 같은 렌즈들의 경계들에 인접한 영역들, 또는 도 6a 내지 도 6c에 예시되고 위에서 상세히 설명된 바와 같은 각각의 렌즈(542)의 표면 상의 또는 그 내부의 영역들 중 적어도 하나에서 형성될 수 있다.
[0062] 도 7은 시스템, 이를테면 LIDAR 시스템에서 레이저 빔 포지션을 검출하기 위한 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도(700)이다. 개시된 방법이 LIDAR 시스템 이외의 시스템들, 예컨대 검사 시스템들에서 사용될 수 있음을 유의한다.
[0063] 블록(710)에서, 빔 지향 디바이스, 이를테면 공진 광섬유들(230, 432 및 530), 액추에이터들(220 및 430), 및 압전 튜브(520)는 상이한 포지션들의 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔을 지향시키도록 프로세서 또는 제어기, 이를테면 프로세서/제어기(410 및 570), 또는 도 8에 예시되고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같은 프로세서(들)(810)에 의해 제어될 수 있다. 빔 형상화 디바이스, 이를테면 도 4의 빔 형상화 디바이스(540), 도 6a의 렌즈(610), 도 6b의 렌즈(620), 및 도 6c의 렌즈(630)는 위에서 설명된 바와 같이 자신 상에 형성된 피처를 포함할 수 있다. 빔 형상화 디바이스는 인입 광 빔의 파면을 시준, 포커싱, 확장, 편향, 또는 그렇지 않으면 변경시키도록 구성될 수 있다. 피처는, 예컨대, 광 빔에 의해 적어도 부분적으로 조명되는 경우, 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화, 투과에서의 검출가능한 변화, 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는 이들의 검출가능한 조합 중 적어도 하나를 야기함으로써, 광 빔에 의한 조명 시에 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성될 수 있다. 피처는, 광 빔의 강화된 반사, 강화된 투과, 강화된 흡수, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 야기하도록 구성될 수 있다. 상이한 포지션들은 피처의 위치를 포함할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 빔 지향 디바이스는 상이한 타입들의 액추에이터, 이를테면 마이크로-모터, 압전 변환기/트랜스듀서, 자기 액추에이터, 또는 음향 액추에이터를 포함할 수 있다. 빔 지향 디바이스는 또한, 공진 광섬유보다는 MEMS 디바이스들, 이를테면 마이크로-미러를 포함할 수 있다. 빔 지향 디바이스는, 선형 패턴, 원형 패턴, 나선형 패턴, 지그-재그 패턴, 또는 다수의 선형 패턴들을 포함한 2D 패턴으로 광 빔을 스캐닝하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 블록(710)의 기능을 수행하기 위한 수단은, 예컨대, 도 2의 공진 광섬유(230) 및 액추에이터(220), 도 4의 프로세서/제어기(410), 공진 광섬유(432), 및 액추에이터(430), 도 5a의 공진 광섬유(530), 압전 튜브(520), 및 프로세서/제어기(570), 그리고 도 8에 예시되고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같은 컴퓨팅 시스템(800)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
[0064] 블록(720)에서, 검출 신호는, 광 빔에 의해 조명되었던 피처에 의해 영향을 받은 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것, 이를테면 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화, 투과에서의 검출가능한 변화, 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는 이들의 검출가능한 조합을 검출하는 것에 대한 응답으로 검출기, 이를테면 검출기(480 또는 550)에 의해 생성될 수 있다. 검출 신호는 도 5a의 신호(552)에 의해 예시된 바와 같이 일련의 펄스들을 포함할 수 있다. 검출기로부터의 검출 신호는, 예컨대, 도 4 및 도 5a에 대해 위에서 설명된 바와 같은 프로세서/제어기들(410 및 570) 또는 포지션 검출기(560), 또는 도 8에 예시되고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같은 프로세서(들)(810)에 의해 수신될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 블록(720)의 기능을 수행하기 위한 수단은, 예컨대, 도 4의 프로세서/제어기(410) 및 검출기(480), 도 5a의 검출기(550), 포지션 검출기(560), 및/또는 프로세서/제어기(570), 그리고 도 8에 예시되고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같은 컴퓨팅 시스템(800)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
[0065] 블록(730)에서, 검출 신호에 적어도 부분적으로 기반하여, 프로세서, 이를테면 프로세서/제어기(410), 포지션 검출기(560), 프로세서/제어기(570), 또는 도 8에 예시되고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같은 프로세서(들)(810)는 정보, 이를테면, 공진 광섬유의 공진의 대략적인 선형 속도/각속도 및 방향을 사용하여 주어진 시간에 빔 형상화 디바이스 상의 광 빔의 포지션을 결정할 수 있다. 예컨대, 공진 광섬유의 공진의 대략적인 선형 속도/각속도 및 방향에 기반하여, 주어진 시간의 광 빔의 대략적인 포지션이 결정될 수 있다. 검출 신호에 기반하여, 주어진 시간의 광 빔의 더 정밀한 포지션은, 예컨대, 광 빔이 2개의 렌즈들의 경계를 교차하는 시간 및 광 빔의 스캐닝 속도를 사용하여 결정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 블록(730)의 기능을 수행하기 위한 수단은, 예컨대, 도 4의 프로세서/제어기(410), 도 5a의 포지션 검출기(560) 및 프로세서/제어기(570), 그리고 도 8에 예시되고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같은 컴퓨팅 시스템(800)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
[0066] 도 7이 순차적인 프로세스로서 동작들을 설명하지만, 동작들 중 몇몇은 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있음을 유의한다. 부가적으로, 동작들의 순서는 재배열될 수 있다. 동작은, 도면에 포함되지 않는 부가적인 단계들을 가질 수 있다. 몇몇 동작들은 선택적일 수 있고, 따라서 다양한 실시예들에서 생략될 수 있다. 하나의 블록에서 설명된 몇몇 동작들은 다른 블록의 동작들과 함께 수행될 수 있다. 또한, 방법들의 실시예들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 디스크립션(description) 언어들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
[0067] 도 8은 본 명세서에 설명된 예들 중 일부를 구현하기 위한 예시적인 컴퓨팅 시스템(800)의 컴포넌트들을 예시한다. 예컨대, 컴퓨팅 시스템(800)은 도 4의 프로세서/제어기(410), 도 5a의 포지션 검출기(560), 또는 프로세서/제어기(570)로서 사용될 수 있다. 도 8이 단지 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시만을 제공하는 것으로 의도되며, 그 컴포넌트들 중 임의의 또는 모든 컴포넌트들은 적절할 때에 이용될 수 있음을 유의해야 한다. 또한, 시스템 엘리먼트들은 비교적 분리된 또는 비교적 더 통합된 방식으로 구현될 수 있다.
[0068] 버스(805)를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는 (또는, 그렇지 않으면 적절할 때에 통신할 수 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 컴퓨팅 시스템(800)이 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은 프로세서(들)(810), 하나 또는 그 초과의 입력 디바이스들(815), 및 하나 또는 그 초과의 출력 디바이스들(820)을 포함할 수 있다. 입력 디바이스(들)(815)는 카메라(들), 터치스크린, 터치 패드, 마이크로폰(들), 키보드, 마우스, 버튼(들), 다이얼(들), 스위치(들) 등을 제한없이 포함할 수 있다. 출력 디바이스들(820)은 디스플레이 디바이스, 프린터, 발광 다이오드(LED)들, 스피커들 등을 제한없이 포함할 수 있다.
[0069] 프로세서(들)(810)는, 하나 또는 그 초과의 범용 프로세서들, 하나 또는 그 초과의 특수-목적 프로세서들(이를테면, 디지털 신호 프로세싱(DSP) 칩들, 그래픽 가속 프로세서들, 주문형 집적 회로(ASIC)들 등), 및/또는 다른 프로세싱 구조들 또는 수단들을 제한없이 포함할 수 있으며, 이들은 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나 또는 그 초과를 수행하도록 구성될 수 있다.
[0070] 컴퓨팅 시스템(800)은 또한, 유선 통신 서브시스템(830) 및 무선 통신 서브시스템(833)을 포함할 수 있다. 유선 통신 서브시스템(830) 및 무선 통신 서브시스템(833)은, 모뎀, 네트워크 인터페이스(무선, 유선, 둘 모두, 또는 이들의 다른 조합), 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스, 및/또는 칩셋(이를테면, BluetoothTM 디바이스, IEEE 802.11 디바이스(예컨대, 본 명세서에 설명된 IEEE 802.11 표준들 중 하나 또는 그 초과를 이용하는 디바이스), WiFi 디바이스, WiMax 디바이스, 셀룰러 통신 설비들 등) 등을 제한없이 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스의 서브컴포넌트들은 컴퓨팅 시스템(800)의 타입에 의존하여 변할 수 있다. 유선 통신 서브시스템(830) 및 무선 통신 서브시스템(833)은, 데이터가 데이터 네트워크, 무선 액세스 포인트들, 다른 컴퓨터 시스템들, 및/또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 디바이스들과 교환되게 허용하기 위한 하나 또는 그 초과의 입력 및/또는 출력 통신 인터페이스들을 포함할 수 있다.
[0071] 원하는 기능에 의존하여, 무선 통신 서브시스템(833)은, 상이한 데이터 네트워크들 및/또는 네트워크 타입들, 이를테면 무선 광역 네트워크(WWAN)들, 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)들, 또는 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)들과 통신하는 것을 포함할 수 있는, 베이스 트랜시버 스테이션들 및 다른 무선 디바이스들 및 액세스 포인트들과 통신하기 위한 별개의 트랜시버들을 포함할 수 있다. WWAN은, 예컨대, WiMax(IEEE 1002.16) 네트워크일 수 있다. WLAN은, 예컨대, IEEE 802.11x 네트워크일 수 있다. WPAN은, 예컨대, 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x, 또는 몇몇 다른 타입들의 네트워크일 수 있다. 본 명세서에 설명된 기법들은 또한, WWAN, WLAN 및/또는 WPAN의 임의의 조합에 대해 사용될 수 있다.
[0072] 도 8의 컴퓨터 시스템(800)은, 버스(805) 상의 다양한 컴포넌트들을 동기화시키기 위한 신호를 생성할 수 있는 클록(850)을 버스(805) 상에 포함할 수 있다. 클록(850)은, LC 오실레이터, 수정 오실레이터, 링 오실레이터, 디지털 클록 생성기, 이를테면 클록 분주기 또는 클록 멀티플렉서, 위상 고정 루프, 또는 다른 클록 생성기를 포함할 수 있다. 클록은 본 명세서에 설명된 기법들을 수행하면서, 다른 디바이스들 상의 대응하는 클록들과 동기화(또는 실질적으로 동기화)될 수 있다.
[0073] 컴퓨팅 시스템(800)은, 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능한 저장소를 제한없이 포함할 수 있고 그리고/또는 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 솔리드-스테이트 저장 디바이스, 이를테면 랜덤 액세스 메모리("RAM") 및/또는 판독-전용 메모리("ROM")(프로그래밍가능하고, 플래시-업데이트가능한 식일 수 있음)를 제한없이 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 비-일시적인 저장 디바이스들(825)을 더 포함(및/또는 그들과 통신)할 수 있다. 그러한 저장 디바이스들은, 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 제한없이 포함하는 임의의 적절한 데이터 저장소들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 저장 디바이스(들)(825)는 본 명세서의 실시예들에서 설명된 바와 같이, 검출된 신호들을 저장하도록 구성된 데이터베이스(827)(또는 다른 데이터 구조)를 포함할 수 있다.
[0074] 많은 실시예들에서, 컴퓨팅 시스템(800)은 위에서 설명된 바와 같이, RAM 또는 ROM 디바이스를 포함할 수 있는 작동 메모리(835)를 더 포함할 수 있다. 작동 메모리(835) 내에 현재 로케이팅되는 것으로 도시된 소프트웨어 엘리먼트들은, 운영 시스템(840), 디바이스 드라이버들, 실행가능한 라이브러리들, 및/또는 다른 코드, 이를테면 하나 또는 그 초과의 애플리케이션 프로그램들(845)을 포함할 수 있으며, 이들은 다양한 실시예들에 의해 제공된 소프트웨어 프로그램들을 포함할 수 있고, 그리고/또는 본 명세서에 설명된 바와 같이 다른 실시예들에 의해 제공되는, 방법들, 이를테면 도 7과 관련하여 설명된 방법들 중 일부 또는 전부를 구현하고 그리고/또는 시스템들을 구성하도록 설계될 수 있다. 단지 예로서, 위에서 논의된 방법에 대해 설명된 하나 또는 그 초과의 절차들은 컴퓨터(및/또는 컴퓨터 내의 프로세서)에 의해 실행가능한 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수 있다. 일 양상에서, 그러한 코드 및/또는 명령들은, 설명된 방법들에 따라 하나 또는 그 초과의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터(또는 다른 디바이스)를 구성하고 및/또는 적응시키는 데 사용될 수 있다.
[0075] 이들 명령들 및/또는 코드의 세트는 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체, 이를테면 위에서 설명된 비-일시적인 저장 디바이스(들)(825) 상에 저장될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템, 이를테면 컴퓨팅 시스템(800) 내에 포함될 수 있다. 다른 실시예들에서, 저장 매체는, 저장 매체가 명령들/코드가 저장된 범용 컴퓨터를 프로그래밍하고, 구성하고, 그리고/또는 적응시키는 데 사용될 수 있도록, 컴퓨터 시스템과는 별개이거나 (예컨대, 착탈형 매체, 이를테면 플래시 드라이브), 그리고/또는 설치 패키지로 제공될 수 있다. 이들 명령들은, 컴퓨팅 시스템(800)에 의해 실행가능한 실행가능 코드의 형태를 취할 수 있고, 그리고/또는 (예컨대, 다양한 일반적으로 이용가능한 컴파일러들, 설치 프로그램들, 압축/압축해제 유틸리티들 등 중 임의의 것을 사용하는) 컴퓨팅 시스템(800) 상의 컴파일 및/또는 설치 시에, 그 후에 실행가능 코드의 형태를 취하는 소스 및/또는 설치가능한 코드의 형태를 취할 수 있다.
[0076] 실질적인 변경들이 특정 요건들에 따라 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 예컨대, 맞춤화된 하드웨어가 또한 사용될 수 있고, 그리고/또는 특정한 엘리먼트들이 하드웨어, (애플릿(applet)들과 같은 휴대용 소프트웨어 등을 포함하는) 소프트웨어, 또는 둘 모두로 구현될 수 있다. 추가로, 네트워크 입력/출력 디바이스들과 같은 다른 컴퓨팅 디바이스들에 대한 연결이 이용될 수 있다.
[0077] 첨부된 도면들을 참조하면, 메모리를 포함할 수 있는 컴포넌트들은 비-일시적인 머신-판독가능 매체들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어들 "머신-판독가능 매체" 및 "컴퓨터-판독가능 매체는, 머신으로 하여금 특정 방식으로 동작하게 하는 데이터를 제공하는 것에 참여하는 임의의 저장 매체를 지칭한다. 위에서 제공된 실시예들에서, 다양한 머신-판독가능 매체들은 명령들/코드를 실행을 위해 프로세서들 및/또는 다른 디바이스(들)에 제공하는 것에 관련될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 머신-판독가능 매체들은 그러한 명령들/코드를 저장 및/또는 보유하는 데 사용될 수 있다. 많은 구현들에서, 컴퓨터-판독가능 매체는 물리적이고 그리고/또는 유형의 저장 매체이다. 그러한 매체는, 비-휘발성 매체들, 휘발성 매체들, 및 송신 매체들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 많은 형태들을 취할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체들의 일반적인 형태들은, 예컨대, 자기 및/또는 광학 매체들, 펀치카드들, 페이퍼 테이프, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 아래에서 설명되는 바와 같은 반송파, 또는 컴퓨터가 명령들 및/또는 코드를 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
[0078] 본 명세서에서 논의된 방법들, 시스템들, 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 실시예들은 적절할 경우 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 생략, 대체, 또는 부가할 수 있다. 예컨대, 특정한 실시예들에 대해 설명된 특성들은 다양한 다른 실시예들에서 결합될 수 있다. 실시예들의 상이한 양상들 및 엘리먼트들은 유사한 방식으로 결합될 수 있다. 본 명세서에서 제공된 도면들의 다양한 컴포넌트들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 또한, 기술은 발전하며, 따라서 대부분의 엘리먼트들은, 본 개시내용의 범위를 이들 특정 예들로 제한하지 않는 예들이다.
[0079] 주로 일반적인 사용의 이유들 때문에, 비트들, 정보, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 변수들, 용어들, 숫자들, 수치들 등으로서 그러한 신호들을 지칭하는 것이 종종 편리한 것으로 증명되었다. 그러나, 이들 또는 유사한 용어들 모두가 적절한 물리 양들과 연관될 것이며, 단지 편리한 라벨들일 뿐임을 이해해야 한다. 위의 논의로부터 명백한 바와 같이, 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 이러한 설명 전반에 걸쳐 "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정", "확인", "식별", "연관", "측정", "수행" 등과 같은 용어들을 이용하는 논의들이 특정 장치, 이를테면 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 액션들 또는 프로세스들을 지칭한다는 것이 인식된다. 따라서, 본 명세서의 맥락에서, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스는, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 디바이스들, 송신 디바이스들, 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리 전자, 전기, 또는 자기 양들로서 통상적으로 표현되는 신호들을 조작 또는 변환할 수 있다.
[0080] 당업자들은, 본 명세서에 설명된 메시지들을 통신하는 데 사용되는 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기법들 및 기술들 중 임의의 기법 및 기술을 사용하여 표현될 수 있음을 인식할 것이다. 예컨대, 위의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기 입자들, 광학 필드들 또는 광학 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.
[0081] 본 명세서에서 사용된 용어들 "및", "또는", 그리고 "및/또는"은, 그러한 용어들이 사용되는 맥락에 적어도 부분적으로 의존하도록 또한 예상되는 다양한 의미들을 포함할 수 있다. 통상적으로, "또는"은, A, B 또는 C와 같이 리스트를 연관시키는 데 사용되면, 포괄적인 의미로 본 명세서에서 사용되는 A, B, 및 C 뿐만 아니라 배타적인 의미로 본 명세서에서 사용되는 A, B 또는 C를 의미하도록 의도된다. 부가적으로, 본 명세서에서 사용된 용어 "하나 또는 그 초과"는, 단수의 임의의 특성, 구조, 또는 특징을 설명하는 데 사용될 수 있거나, 또는 특성들, 구조들 또는 특징들의 몇몇 조합을 설명하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 이것은 단지 예시적인 예일 뿐이며, 청구된 청구대상은 이러한 예로 제한되지 않음을 유의해야 한다. 또한, 용어 "중 적어도 하나"는, A, B, 또는 C와 같이 리스트를 연관시키는 데 사용되면, A, B, 및/또는 C의 임의의 조합, 이를테면 A, AB, AA, AAB, AABBCCC 등을 의미하도록 해석될 수 있다.
[0082] "하나의 예" 또는 "일 예", "특정한 예들", 또는 "예시적인 구현"에 대한 본 설명 전반에 걸친 참조는, 그 특성 및/또는 그 예와 관련하여 설명된 특정한 특성, 구조, 또는 특징이 청구된 청구대상의 적어도 하나의 특성 및/또는 예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 설명 전반의 다양한 장소들에서의 어구 "하나의 예에서", "일 예", "특정한 예들에서" 또는 "특정한 구현에서" 또는 다른 유사한 어구들의 출현들 모두는 반드시 동일한 특성, 예, 및/또는 제한을 지칭할 필요는 없다. 또한, 특정한 특성들, 구조들, 또는 특징들은 하나 또는 그 초과의 예들 및/또는 특성들에서 결합될 수 있다.
[0083] 본 명세서에 포함된 상세한 설명의 몇몇 부분들은, 특정 장치 또는 특수 목적 컴퓨팅 디바이스 또는 플랫폼의 메모리 내에 저장된 바이너리 디지털 신호들에 대한 동작들의 알고리즘들 또는 심볼 표현들의 관점들에서 제시될 수 있다. 이러한 특정한 설명의 맥락에서, 용어 특정 장치 등은, 일단 그것이 프로그램 소프트웨어로부터의 명령들에 따라 특정한 동작들을 수행하도록 프로그래밍되면, 범용 컴퓨터를 포함한다. 알고리즘 설명들 또는 심볼 표현들은, 그들의 작업의 본질을 다른 당업자들에게 전달하기 위하여 신호 프로세싱 또는 관련 분야들의 당업자들에 의해 사용되는 기법들의 예들이다. 알고리즘이 본 명세서에 존재하며, 일반적으로는, 원하는 결과를 유도하는 동작들 또는 유사한 신호 프로세싱의 자체-일관성있는(self-consistent) 시퀀스인 것으로 고려된다. 이러한 맥락에서, 동작들 또는 프로세싱은, 물리 양들의 물리 조작을 수반한다. 통상적으로, 필수적이지는 않지만, 그러한 양들은 저장, 전달, 결합, 비교 또는 그렇지 않으면 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취할 수 있다. 주로 일반적인 사용의 이유들 때문에, 비트들, 데이터, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들, 수치들 등으로서 그러한 신호들을 지칭하는 것이 종종 편리한 것으로 증명되었다. 그러나, 이들 또는 유사한 용어들 모두가 적절한 물리 양들과 연관될 것이며, 단지 편리한 라벨들일 뿐임을 이해해야 한다. 본 명세서의 논의으로부터 명백한 바와 같이 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 이러한 설명 전반에 걸쳐 "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정" 등과 같은 용어들을 이용하는 논의들이 특수 목적 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨팅 장치 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스와 같은 특정한 장치의 동작들 또는 프로세스들을 지칭한다는 것이 인식된다. 따라서, 본 명세서의 맥락에서, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스는, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 디바이스들, 송신 디바이스들, 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리 전자 또는 자기 양들로서 통상적으로 표현되는 신호들을 조작 또는 변환할 수 있다.
[0084] 이전의 상세한 설명에서, 다수의 특정한 세부사항들이 청구된 청구대상의 완전한 이해를 제공하기 위해 기재되었다. 그러나, 청구된 청구대상이 이들 특정한 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것은 당업자들에 의해 이해될 것이다. 다른 예시들에서, 당업자에 의해 알려져 있을 방법들 및 장치들은 청구된 청구대상을 불명료하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 따라서, 청구된 청구대상이 기재된 특정한 예들로 제한되는 것이 아니라, 그러한 청구된 청구대상이 첨부된 청구항들 및 그들의 등가물들의 범위 내에 있는 모든 양상들을 또한 포함할 수 있다는 것이 의도된다.
[0085] 펌웨어 및/또는 소프트웨어를 수반하는 구현에 대해, 방법들은, 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하는 모듈들(예컨대, 절차들, 함수들 등)을 이용하여 구현될 수 있다. 명령들을 유형으로 수록한 임의의 머신-판독가능 매체는 본 명세서에 설명된 방법들을 구현할 시에 사용될 수 있다. 예컨대, 소프트웨어 코드들은 메모리에 저장될 수 있고, 프로세서 유닛에 의해 실행될 수 있다. 메모리는, 프로세서 유닛 내부 또는 프로세서 유닛 외부에서 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "메모리"는 임의의 타입의 장기, 단기, 휘발성, 비휘발성, 또는 다른 메모리를 지칭하며, 임의의 특정한 타입의 메모리 또는 메모리들의 수, 또는 메모리가 저장되는 매체들의 타입에 제한되지 않는다.
[0086] 펌웨어 및/또는 소프트웨어로 구현되면, 기능들은 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상의 하나 또는 그 초과의 명령들 또는 코드로서 저장될 수 있다. 예들은, 데이터 구조로 인코딩된 컴퓨터-판독가능 매체들, 및 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 컴퓨터-판독가능 매체들을 포함한다. 컴퓨터-판독가능 매체들은 물리적 컴퓨터 저장 매체들을 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 컴퓨터-판독가능 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장부, 자기 디스크 저장부, 반도체 저장부, 또는 다른 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있으며; 본 명세서에 사용된 바와 같이, 디스크(disk) 및 디스크(disc)는, 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광학 디스크(disc), DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크(disk) 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서, 디스크(disk)들은 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크(disc)들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들이 또한 컴퓨터-판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
[0087] 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상의 저장에 부가하여, 명령들 및/또는 데이터는 통신 장치에 포함된 송신 매체들 상에서 신호들로서 제공될 수 있다. 예컨대, 통신 장치는, 명령들 및 데이터를 표시하는 신호들을 갖는 트랜시버를 포함할 수 있다. 명령들 및 데이터는 하나 또는 그 초과의 프로세서들로 하여금, 청구항들에서 서술된 기능들을 구현하게 하도록 구성된다. 즉, 통신 장치는, 기재된 기능들을 수행하기 위한 정보를 표시하는 신호들을 갖는 송신 매체들을 포함한다. 제1 시간에서, 통신 장치에 포함된 송신 매체들은 기재된 기능들을 수행하기 위한 정보의 제1 부분을 포함할 수 있지만, 제2 시간에서, 통신 장치에 포함된 송신 매체들은 기재된 기능들을 수행하기 위한 정보의 제2 부분을 포함할 수 있다.

Claims (30)

  1. 시스템으로서,
    광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 빔 형상화 디바이스(beam shaping device) 상에 또는 그 내부에 형성된 피처(feature)를 포함하는 상기 빔 형상화 디바이스 － 상기 빔 형상화 디바이스는 상기 광 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성됨 －;
    상이한 포지션들에서 상기 빔 형상화 디바이스 상으로 상기 광 빔을 지향시키도록 구성된 빔 지향 디바이스 － 상기 상이한 포지션들은 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처의 위치를 포함함 －;
    상기 광 빔에 의해 조명되었던, 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처에 의해 영향을 받는 상기 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로, 피처 검출 신호를 생성하도록 구성된 광학 검출기; 및
    상기 피처 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 일정 시간에 상기 빔 형상화 디바이스 상의 상기 광 빔의 포지션을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 빔은 레이저 빔을 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스는 상기 레이저 빔을 이용하여 상기 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는 상기 렌즈의 표면 상에 또는 상기 렌즈 내부에 형성된 라인(line), 덴트(dent), 또는 입자(particle) 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는, 상기 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함하는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈들은 1차원 어레이, 2차원 어레이, 및 3차원 어레이 중 하나로 배열되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는:
    i) 상기 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화,
    ii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 투과(transmission)에서의 검출가능한 변화,
    iii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는
    iv) 이들의 검출가능한 조합
    중 적어도 하나를 야기함으로써, 상기 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성되는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 빔 지향 디바이스는 광섬유를 포함하고,
    상기 광섬유는, 상기 광섬유가 진동하는 경우 상이한 포지션들에서 상기 빔 형상화 디바이스 상으로 상기 광 빔이 지향되도록, 상기 광 빔을 안내하고 그리고 자극(stimulation) 시에 진동하도록 구성되는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광섬유는 플로팅 단부(floating end)를 갖는 캔틸레버(cantilever) 부분을 포함하는, 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 빔 지향 디바이스는, 상기 광섬유의 진동이 상기 광 빔의 미리결정된 스캔 패턴을 초래하도록, 상기 광섬유를 자극하도록 구성된 액추에이터(actuator)를 포함하는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액추에이터는 압전 튜브, MEMS(micro-electro-mechanical system) 액추에이터, 전자기 액추에이터, 및 음향 액추에이터 중 하나를 포함하는, 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광 빔을 생성하도록 구성된 펄스형 섬유 레이저를 더 포함하는, 시스템.
  12. 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법으로서,
    제어기에 의해, 상이한 포지션들에서 빔 형상화 디바이스 상으로 상기 광 빔을 지향시키도록 빔 지향 디바이스를 제어하는 단계 － 상기 빔 형상화 디바이스는 상기 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 피처를 포함하고, 상기 빔 형상화 디바이스는 상기 광 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성되고, 그리고 상기 상이한 포지션들은 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처의 위치를 포함함 －;
    상기 광 빔에 의해 조명되었던, 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처에 의해 영향을 받는 상기 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로, 검출기에 의해, 검출 신호를 생성하는 단계; 및
    프로세서에 의해, 상기 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 일정 시간에 상기 빔 형상화 디바이스 상의 상기 광 빔의 포지션을 결정하는 단계를 포함하는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광 빔은 레이저 빔을 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스는 상기 레이저 빔을 이용하여 상기 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성되는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는:
    i) 상기 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화,
    ii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화,
    iii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는
    iv) 이들의 검출가능한 조합
    중 적어도 하나를 야기함으로써, 상기 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성되는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는 상기 렌즈의 표면 상에 또는 상기 렌즈 내부에 형성된 라인, 덴트, 또는 입자 중 적어도 하나를 포함하는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는, 상기 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함하는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 빔 지향 디바이스는 광섬유를 포함하고,
    상기 광섬유는, 상기 광섬유가 진동하는 경우 상이한 포지션들에서 상기 빔 형상화 디바이스 상으로 상기 광 빔이 지향되도록, 상기 광 빔을 안내하고 그리고 자극 시에 진동하도록 구성되는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 빔 지향 디바이스는, 상기 광섬유의 진동이 상기 광 빔의 미리결정된 스캔 패턴을 초래하도록, 상기 광섬유를 자극하도록 구성된 액추에이터를 포함하는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 미리결정된 스캔 패턴은 나선형 패턴을 포함하는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 액추에이터는 압전 튜브, MEMS(micro-electro-mechanical system) 액추에이터, 전자기 액추에이터, 및 음향 액추에이터 중 하나를 포함하는, 광 빔의 포지션을 검출하는 데 사용하기 위한 방법.
  21. 장치로서,
    빔 형상화를 위한 수단 － 상기 빔 형상화를 위한 수단은 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 피처를 포함하고, 상기 빔 형상화 디바이스는 상기 광 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성됨 －;
    상이한 포지션들에서 상기 빔 형상화를 위한 수단 상으로 상기 광 빔을 지향시키기 위한 수단 － 상기 상이한 포지션들은 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처의 위치를 포함함 －;
    상기 광 빔에 의해 조명되었던, 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처에 의해 영향을 받는 상기 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로 검출 신호를 생성하기 위한 수단; 및
    상기 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 일정 시간에 상기 빔 형상화를 위한 수단 상의 상기 광 빔의 포지션을 결정하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는,
    i) 상기 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화,
    ii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화,
    iii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는
    iv) 이들의 검출가능한 조합
    중 적어도 하나를 야기함으로써, 상기 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성되는, 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 빔 형상화를 위한 수단은 렌즈를 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는 상기 렌즈의 표면 상에 또는 상기 렌즈 내부에 형성된 라인, 덴트, 또는 입자 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 빔 형상화를 위한 수단은 복수의 렌즈들을 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는, 상기 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함하는, 장치.
  25. 머신-판독가능 명령들이 저장된 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령들은, 하나 또는 그 초과의 프로세서들에 의해 실행되는 경우, 상기 하나 또는 그 초과의 프로세서들로 하여금:
    제어기를 통해, 상이한 포지션들에서 빔 형상화 디바이스 상으로 광 빔을 지향시키도록 빔 지향 디바이스를 제어하게 하고 － 상기 빔 형상화 디바이스는 상기 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성된 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 피처를 포함하고, 상기 빔 형상화 디바이스는 상기 광 빔을 이용하여 타겟 상의 포인트를 조명하도록 구성되고, 그리고 상기 상이한 포지션들은 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처의 위치를 포함함 －;
    상기 광 빔에 의해 조명되었던, 상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처에 의해 영향을 받는 상기 광 빔의 적어도 일부를 검출하는 것에 대한 응답으로 검출기에 의해 생성된 검출 신호를 수신하게 하고; 그리고
    상기 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 일정 시간에 상기 빔 형상화 디바이스 상의 상기 광 빔의 포지션을 결정하게 하는, 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는:
    i) 상기 광 빔의 적어도 일부의 반사에서의 검출가능한 변화,
    ii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 투과에서의 검출가능한 변화,
    iii) 상기 광 빔의 적어도 일부의 흡수에서의 검출가능한 변화, 또는
    iv) 이들의 검출가능한 조합
    중 적어도 하나를 야기함으로써, 상기 광 빔에 의한 조명 시에 상기 광 빔의 적어도 일부에 영향을 주도록 구성되는, 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스는 렌즈를 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는 상기 렌즈의 표면 상에 또는 상기 렌즈 내부에 형성된 라인, 덴트, 또는 입자 중 적어도 하나를 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 빔 형상화 디바이스는 복수의 렌즈들을 포함하고; 그리고
    상기 빔 형상화 디바이스 상에 또는 그 내부에 형성된 상기 피처는, 상기 복수의 렌즈들 내의 2개의 렌즈들의 경계의 영역에 반사 코팅을 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 빔 지향 디바이스는 광섬유를 포함하고,
    상기 광섬유는, 상기 광섬유가 진동하는 경우 상이한 포지션들에서 상기 빔 형상화 디바이스 상으로 상기 광 빔이 지향되도록, 상기 광 빔을 안내하고 그리고 자극 시에 진동하도록 구성되는, 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 빔 지향 디바이스는, 상기 광섬유의 진동이 상기 광 빔의 미리결정된 스캔 패턴을 초래하도록, 상기 광섬유를 자극하도록 구성된 액추에이터를 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
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