JPH09113262A - 走査距離計及び距離計を使用する走査方法 - Google Patents

走査距離計及び距離計を使用する走査方法

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JPH09113262A
JPH09113262A JP8061208A JP6120896A JPH09113262A JP H09113262 A JPH09113262 A JP H09113262A JP 8061208 A JP8061208 A JP 8061208A JP 6120896 A JP6120896 A JP 6120896A JP H09113262 A JPH09113262 A JP H09113262A
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target
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light
radiation
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William H Taylor
ウィリアム・エイチ・テイラー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト、精度、信頼性及び取り付けの容易
性が重要である、自動車及びその他の車の衝突防止装置
に適した走査光学式距離計を提供する。 【解決手段】 光学式スキャナと、光源とを含む走査光
学式距離計である。該光学式スキャナは、凹状の反射器
の円形列状に配置された回転走査ディスク２０を備えて
いる。光源からの光を回転走査ディスク上の凹面反射器
に向け、また、走査ディスク上の凹面反射器からの光を
標的に向けるミラーが設けられる。標的から受け取った
光は、複数のチャンネルに沿ってミラーにより走査ディ
スク上の凹面反射器に向けられる。凹面反射器から反射
された光を受け取り得るようにした検出器が各チャンネ
ル毎に設けられて、検出器からの視差データの誤差を補
正する。標的から受け取った光のためのチャンネルから
横方向に変位されたチャンネルに沿って光が標的に向け
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本出願は、ウィリアム・Ｈ・テイラー（Ｗ
ｉｌｌｉａｍ Ｈ．Ｔａｙｌｏｒ）の名で１９９３年４
月８日に出願された米国特許出願第０８／０３８，７６
７号の継続出願である、ウィリアム・Ｈ・テイラーの名
で１９９５年１月３０日に出願された米国特許出願第０
８／３８０，１５２号の一部継続出願に基づくものとで
ある。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、標的に関する距離
（ｒａｎｇｅ）及び側方向（水平方向及び垂直方向）の
位置データを提供するシステムに関する。より具体的に
は、本発明は、衝突防止のため、標的に関する距離及び
側方向の位置データを同時に提供するシステムに関す
る。更に、各画素毎に情景反射率及び放射力データ（ｓ
ｃｅｎｅ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｅｍｉｔ
ｔａｎｃｅ ｄａｔａ）を得て、また、昼間又は夜間の
通常の情景のイメージを形成する基礎を提供することが
出来る。
【０００３】
【従来の技術】典型的に、一つ、又は、多数の標的が矩
形の形状をした視野内に位置している。この視野内にお
ける標的の位置は、それぞれ方位角（水平方向）、射角
（垂直方向）に対応したその座標位置α、βで規定する
ことが出来る。極端な場合、その視野内の各イメージの
セル、又は画素が異なる距離にある。このため、その視
野内の各画素に対して一つの距離の値を特定することに
より、「三次元マップ」の情景を形成することが望まし
い。
【０００４】この距離に関する情報を得るためには、各
種の方法がある。一つの方法は、二つの視点から標的ま
での視線の方向を知ることで標的までの距離を求める、
三角測量法の理論を利用する方法である。この方法は、
単一の標的に対して広く採用されている周知の距離測定
技術である。しかしながら、大きい視野に亙って多数の
標的が分散している場合、特に、「三次元マップ」を迅
速に作成し且つ分析しなければならない場合、極めて複
雑化するという問題が生ずる。もう一つの問題点は、視
野が大きく且つ高分解能が要求される場合、以下に記載
するように、許容し得ない程に大きい寸法の構成要素が
多数、必要であり、従って、高コストとなるイメージ検
出器を使用しなければならない点である。
【０００５】図７には、従来の距離測定技術を標的の位
置測定に適用する例が示してある。標的は、距離Ｗだけ
分離された二つの視点から距離Ｒの位置にあり、その二
つの視点を接続する線を二等分する軸線の上に標的が位
置する場合、角度δを形成する。この角度δが測定可能
であり、また、距離Ｗが分かれば、小さい角度δら対し
て（例えば、１０°以下）、距離Ｒは、次式で求められ
る。
【０００６】Ｒ＝Ｗ／δ （１） 図８に示した角度αのオフアクシス標的の場合、距離は
次式で求められる。
【０００７】Ｒ＝（Ｗ・ｃｏｓα）／δ （２） オフアクシス角度が１５°以下の場合、等式（１）は、
９５％以上の精度を得るのに十分である。
【０００８】図９を参照すると、距離の差を解消するた
めには、一定の分解能角度ｄδが必要である。これは、
次式により、距離分解能ｄＲに関係付けられている。
【０００９】ｄδ＝（Ｗ／Ｒ２）ｄＲ （３） 図１０を参照し、また、前と同様に従来の距離測定技術
を適用すれば、二つの視点は、例えば、幅ＤcaｍのＣＣ
Ｄ検出器アレイと、間隔ｄの検出器要素とを採用する一
対のカメラで構成することができ、そのカメラの各々が
それ自体のレンズを備え、前と同様に、所望の視差角度
δが得られるようにある距離Ｗだけ隔てられている。
【００１０】当該カメラからの二つのイメージは、比較
して、そのイメージの相対的な偏位を当該技術分野で公
知であるような適当なイメージ処理技術により検出す
る。かかるイメージの処理技術は、ゴンザレス・アンド
・ウインズ（Ｇｏｎｚａｌｅｚ＆ Ｗｉｎｔｚ）（１９
８７年、アディソン・ウェスレイ（ＡｄｄｉｓｏｎＷｅ
ｓｌｅｙ））のデジタル・イメージ処理技術（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）第二版に特
に記載されている。次に、この偏位のデータを使用し
て、距離を求める。
【００１１】カメラの検出器のイメージ・フォーマット
は、距離測定を必要とする視野の全域を包含するのに十
分な大きさでなければならないことが理解される。しか
しながら、一方で検出器の要素の寸法ｄは、必要とされ
る距離の分解能を得るのに十分、小さくなければならな
い。例えば、視野が３０°であり、カメラ間の分解距離
が１００ｍｍ、距離分解能が１ｍであるならば、距離１
００ｍにおける検出器のアレイの寸法Ｄcaｍ及び検出器
要素の寸法ｄを次式で計算することが出来る。
【００１２】ｄδ＝（Ｗ／Ｒ２）ｄＲ ｆ＝｛０．１ｍ／（１００ｍ）２｝×１ｍ ＝０．００００１ラジアン 検出器要素の分割距離がｄであるカメラ用のＣＣＤ・ア
レイ検出器を想定すると、角度分解能ｄδ＝０．０００
０１を得るのに必要とされるカメラ・レンズの焦点距離
ｆは、次のようにして求めることが出来る。
【００１３】 ｄδ＝ｄ／ｆ ＝ｄ／０．００００１ ＝１０５×ｄ 現在の技術のＣＣＤ・アレイ検出器のｄ値は、約０．０
１５ｍｍとなる。しかしながら、信号処理をすることに
より、この値の約１／２の「有効ｄ」が得られると推定
される（即ち、δefｆ＝０．００７５ｍｍ）。次に、焦
点距離を次式で求めることが出来る。
【００１４】 ｆ＝ｄ／δefｆ ＝０．００７５ｍｍ／０．００００１ ＝７５０ｍｍ 検出器のフォーマットの全幅は、３０°の基本的な視野
角度により決定され、また、最も近い距離の標的に対し
て視差により追加的な視野により決まる。最も距離の近
い標的の距離が約３ｍであると仮定すると、この追加的
な視野は次式で求められる。
【００１５】 δmaｘ＝Ｗ／Ｒnearesｔ ＝０．１／３ ＝０．０３３ラジアン これは１．９０°、即ち、約２°である。このため、検
出器のアレイの幅は、次式から計算することが出来る。
【００１６】 Ｄcaｍ＝ｆ・ｔａｎα＋ｆ・ｔａｎ（α＋δmaｘ） ＝７５０ｔａｎ１５°＋７５０ｔａｎ（１５°＋２°） ＝２０１＋２２９ ＝４３０ｍｍ 寸法が０．０１５ｍｍの検出器要素を使用すれば、これ
により、各検出器アレイに対して多数の検出器要素Ｎが
得られる。
【００１７】 Ｎ＝Ｎcaｍ／ｄ ＝４３０ ＝４３０／０．０１５ ＝２８，６６７個の要素 これらの計算から、従来の二台のカメラを備える距離測
定技術に伴う基本的な問題点が明らかになる。特に、必
要とされる検出器アレイは、車の衝突防止システムのよ
うな適用例にとって、要素の物理的な寸法、及びその数
の双方の点で過度に大形のものとなる。更に、かかる検
出器アレイは、許容し得ない程にコストが嵩み、しか
も、車の衝突防止システム毎にかかるアレイが二つ必要
である。
【００１８】三角測量法による距離計において、二つの
チャンネル間の視差を正確に測定することが距離分解
能、即ち解像度の測定にとって極めて重要なことであ
る。その製造時に生じるファセット同士（ｆａｃｅｔ−
ｔｏ−ｆａｃｅｔ）の偏位角度のため、多角形及び菱形
のミラー系にて視差の正確さが低下する。現在の技術に
おける多角形ファセット角度の製造許容公差は、±１０
マイクロラジアン程度である。このため、一つのファセ
ットと次のファセットとの合計偏差は、４０マイクロラ
ジアンとなり、視野線の方向に誤差が生じ、反射率が小
さいことに起因する二重の効果のため、８０マイクロラ
ジアンの誤差となる。その結果、１００ｍの距離のと
き、８ｍの距離誤差を生じ、これは、全く許容し得ない
誤差である。多角形の楔（ｗｅｄｇｅ）角度の許容公差
に対して現実の低コスト製造許容公差を適用したとき
に、これに対応して問題点はよりひどくなる。このよう
にして、多角形ミラーのファセット角度に一般に見られ
る典型的な製造誤差のため、多角形ミラーに基づく距離
測定法は、極めて不正確となり、又は実施不可能な程に
費用のかかる製造となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて、本発明
の一つの目的は、視野が大きく且つ距離分解能が大きい
小型でコンパクトな走査距離計を提供することである。
【００２０】本発明のもう一つの目的は、低コスト、精
度、信頼性及び取り付けの容易性が重要である、自動車
及びその他の車の衝突防止装置に適した走査光学式距離
計を提供することである。
【００２１】本発明のもう一つの目的は、車のダッシュ
ボードのディスプレイに情景イメージを形成することの
出来る走査光学式距離計を提供することである。
【００２２】一つの特徴において、本発明は、走査要素
と、放射物源と、線形検出器アレイと、一方がレーザ・
トランスミッタ・チャンネル用で、他方が、レーザ・レ
シーバ・チャンネル用である二つの開口とを備える走査
距離計に関するものである。
【００２３】レーザ・トランスミッタ・チャンネルにお
いて、レーザ・ダイオード又はその他の放射源からの光
は、水平方向及び垂直方向の視野をカバーする、走査光
学装置を通じて標的に伝達される。この放射線は、レー
ザ・レシーバ用開口から横方向に偏位された開口から伝
達される。
【００２４】レーザ・レシーバ・チャンネルにおいて、
標的から反射された光は、横方向に偏位された第二の開
口を通じて集められ、該第二の開口は、その機能専用で
あり、また、レーザ・トランスミッタ・チャンネルで使
用される走査光学装置を共用する。更に、線形検出器ア
レイにレーザ放射線を供給すべく、別個の集光及び中継
光学装置が採用される。
【００２５】トランスミッタ及びレシーバ・チャンネル
用開口が横方向に偏位されているため、無限遠よりも小
さい距離計からの距離に標的物体が配置されたときに、
常に、その二つのチャンネルの間に視差角が形成され
る。この視差角により、レシーバ・チャンネル内の収束
した光のスポット位置が無限遠の距離からある距離にて
線形検出器アレイに配置され、この位置は、標的の距離
に逆比例する。本発明によれば、開口間の分割距離が１
００ｍｍの場合、三角測量法により形成される視差は僅
か０．００００１０ラジアン（１０マイクロラジアン）
に過ぎない。この極めて僅かな角度偏差は、商業的な多
角形又は菱形ミラーの距離計システムにおける楔誤差に
起因する視線の偏差の中に入ってしまう。
【００２６】もう一つの特徴において、本発明は、同時
に、距離データが得られる情景のイメージを形成するこ
とを可能にするものである。装置のイメージ・チャンネ
ルを通じて、距離計が走査している間に、情景の画素反
射率及び／又は熱放射力に関する放射線データが得られ
る。このチャンネルは、レーザ・トランスミッタ・チャ
ンネルの開口と、同一の走査光学装置とを有し、また、
該チャンネルは、別個に固定された専用の検出器入力光
学装置と、検出器とを備えている。該検出器は、単一の
要素から成る型式とし、又は感度を増し得るよう小型の
冷却アレイとすることができ、また、赤外及び可視スペ
クトルの各種の部分で作動することが出来る。
【００２７】本発明のもう一つの特徴は、走査構成要素
の製造誤差で劣化されない視差データを得る手段であ
る。これは、伝達されたレーザ放射線を標本抽出し、そ
の放射線をレシーバ・チャンネル内に直接、注入するこ
とで行われる。これにより、検出器アレイに無限遠の距
離の光スポットが形成され、この光スポットの位置は、
その瞬間に有効な走査構成要素の製造誤差の程度に比例
して、アレイに沿って変化する。この戻りレーザの収束
スポットは、その正確な公称位置から同一程度に偏位さ
れているが、無限遠の位置とアレイ上における標的近く
に収束した光スポットの位置との差は、開口のないシス
テムにおける程度に等しい。次に、光スポットの位置の
差に対応する、検出器アレイからの電気信号出力を使用
して、誤差のない視差データが得られる。
【００２８】上述の走査光学式距離計の技術は、各種の
方法で具体化することが出来る。二本の視野線は、図１
に示唆されたように、揺動する一対の平坦なミラーによ
り走査されることが出来る。これと代替的に、これら二
つのミラーは固定し、内側の対のミラーを共通の軸線を
中心として回転させることが出来る。この形態の応用例
は、リオウクス（Ｒｉｏｕｘ）への米国特許第４，６２
７，７３４号に記載されたように、図１の内側ミラーを
多角形に変更することである。
【００２９】走査光学式距離計の特に有利な実施例は、
円錐形のストリップ・ミラー及び関係したイメージ形成
光学装置と組み合わされた回転ディスク・スキャナを採
用するものである。このスキャナは、１００％の走査効
率、高速ポテンシャル（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｐｏｔ
ｅｎｔｉａｌ）を示し、反射光学装置と共に、作動が可
能であり、また、コンパクトに実装することが出来る。
光学スキャナのミラー面は、走査光学式距離計のハウジ
ングと一体に形成することができ、また、走査ディスク
駆動機構も縦の走査ミラーの駆動装置と組み合わせるこ
とができる。検出器アレイに対する制御電子装置と共
に、閾値の設定、重心位置の設定及び関係ない信号の排
除のため、信号処理手段を設けることも可能である。
【００３０】本発明による走査光学式距離計は、距離測
定精度が高く、寸法が小さく、また、容易に製造可能な
極く少数の構成要素を介して低コストを実現するシステ
ムを提供するものである。この走査光学式距離計は、衝
突防止のため車に取り付け、また、交通監視及びロボッ
トのような適用例にも使用可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】本明細書の一部を構成するもので
あり、また、本発明の好適な実施例を示す添付図面は、
本発明の好適な実施例を示し、また、本明細書の説明と
共に、本発明の原理を説明する働きをする。
【００３２】図１には、本発明による走査光学式距離計
の基本的な形態の作動原理が概略図で示してある。二本
の視線が、同期して揺動する二つのミラーにより互いに
正確に同期して同時に走査される。これらの視線は、図
示するように、距離Ｗだけ隔てられており、無限遠より
も近い位置にあるあらゆる標的に対し、視差角度δを生
じさせる。標的が近ければ近いほど、この角度δが大き
くなる。両方のチャンネルから入射する光は、視線上に
ある画素の一つのイメージを形成するレンズに向けられ
る。遠方の標的の場合、この画素は両方の視線に対して
同一であり、線形検出器アレイの第一の検出器要素は、
各チャンネルからの光線により等しく励起される。しか
しながら、近い標的の場合、検出器要素の励起に差が生
じ、この差は距離に反比例する。視線上にある画素を絶
縁し且つ差別するため、走査過程、即ち、上述の集光過
程と同時に、二つのチャンネルの一方から伝達される狭
小な光ビームによって、画素を照射する。各視線が情景
内の各画素を連続的に照射するため、検出器アレイは、
その視差により形成される視野をカバーするのに十分な
大きさがあればよい。このため、アレイ全体の寸法は、
最も近い距離の標的により形成される視差により決ま
り、走査された視野と完全に無関係である。検出器アレ
イの全体寸法は、以下の通りである。
【００３３】 Ｄscan＝ｆ・ｔａｎδmaｘ ＝７５０ｔａｎ２° ＝２６．２ｍｍ また、検出器アレイ中の構成要素の合計数Ｎは、次式で
求められる。
【００３４】 Ｎ＝Ｄcaｍ／ｄ ＝２６．２／０．０１５ ＝１７４７個の要素 構成要素の寸法及び数の双方が、当該技術分野で公知の
技術により達成可能であることが理解されよう。
【００３５】図２乃至図５には、コンパクトなビデオ型
の光学式スキャナ（ＣＶＲＯＳ）により走査光学式距離
計の技術を具体化する方法が示してある。この装置は、
本発明と同一発明者による米国特許第４，５３８，１８
１号に記載されている。ＣＶＲＯＳスキャナの全体的な
実施の形態の概略図的な斜視図である図６は、本発明の
理解に役立つように示してある。この概略図において、
集光ミラー３０ｂに代えて、レンズ３１が使用され、ま
た、明確化のため視野レンズ４２、及び中継光学装置、
即ちリレー・レンズ４４は省略されている。これら特別
なシステムの構成要素は以下に詳細に説明する。
【００３６】走査光学式距離計のＣＶＲＯＳによる実施
例は、上述の基本的な形態の特徴の全てを具体化する。
レーザ・ビームは、チャンネルの一つを通じてスキャナ
から伝達され、視野中の各画素を連続的に照射する。画
素の各々からの反射光は、線形検出器により検出され
る。
【００３７】図２乃至図４を参照すると、レーザ・ビー
ムは、次のようにして、レーザ・トランスミッタ・チャ
ンネルを通じて走査光学式距離計から伝達される。レー
ザ・ダイオード１０又はその他の強力な放射線源が光ビ
ームを放出し、この光ビームは、レーザ出力光学装置１
２により整形され且つレーザ・コリメート・ミラー１４
に向けて方向変更される。このレーザ・コリメート・ミ
ラー１４からの平行光は、走査ディスク上へのレーザ・
コリメート・ミラー１４の開口の投影イメージと等しい
環状領域内の走査ディスク２０のディンプル１８ａに向
けられる。光は、該ディンプル１８ａから反射された
後、大きい入射角度でストリップ・ミラー２２ａの焦点
に収束される。
【００３８】光ビームは、ストリップ・ミラー２２ａか
ら反射した後、偏向し、一次ミラー２４ａの入射光とな
り、その後に反射され且つ平行光にされる。次に、その
平行された光は、両面の一部伝達型ミラー２６に進み、
ここで、９０°方向を変更して、折れ曲り型ミラー２８
ａに向けて進む。レーザ・ビームは、折れ曲り型ミラー
２８ａから反射した後、レーザ・トランスミッタ・チャ
ンネルの窓５４ａを通って、標的に向けて進む。
【００３９】標的から反射されたレーザ光線は、レーザ
・レシーバ・チャンネルの窓５４ｂを通じて受け取ら
れ、その後、折れ曲り型ミラー５０の走査・ミラー４６
ｂ、折れ曲り型ミラー２８ｂ、両面型ミラー２６から連
続的に反射され、その後に、一次ミラー２４ｂによりス
トリップ・ミラー２２ｂに収束される。その収束された
光線は、ストリップ・ミラーに入射し、９０°方向を変
更してディンプル１８ｂの入射し、該ディンプルが、そ
の光線を平行にし且つ集光ミラー３０ｂに向ける一方、
該集光ミラーは、視野レンズ４２及びリレー・レンズ４
４による支援を受けてレーザ・ビームを線形検出器アレ
イ４０ｂに収束される。折れ曲り型ミラー５２と共に、
折れ曲り型ミラー３２ｂ及び複合ミラー３４を使用し
て、図２乃至図４に示した実装形態を提供する。
【００４０】理想的には、ミラー３０ｂは、それ自体
が、距離分解能の要件に合うよう検出器アレイ上に収束
された光スポットを必要な程度に線状に分離させるのに
必要な極めて長い焦点距離（７５０ｍｍ）であるように
する。しかしながら、この状態は、単一の収束光学要素
を使用して、かかる小さい実装体にて容易に実現するこ
とは出来ない。その代わり、集光ミラー３０ｂと共にリ
レー・レンズ４４を使用して、ミラー３０ｂと検出器４
０ｂとの間の光学経路よりも遥かに長い同等の焦点距離
を有する系を形成する。リレー・レンズ４４は、ミラー
３０ｂにより形成されたイメージ３６を検出器アレイ４
０ｂに中継し、また、その間に、集光ミラー３０ｂの焦
点距離の約５倍の倍率を提供する。その結果、所望の７
５０ミリの焦点距離の系が得られる。リレー・レンズ４
４は各種の形態とすることが可能であるが、平坦な視野
の収差補正したイメージが検出器アレイ４０ｂに伝達さ
れる限り、古典的なクックの三脚が示してある。
【００４１】両面ミラー２６は、設計上、完全反射型で
はない。透明な基板に付着されたこのミラーの反射被覆
により、レーザ・トランスミッタ・チャンネルから極く
少量（２−３％）のレーザ光がミラーの被覆を通って漏
洩する可能性がある。トランスミッタ・チャンネルから
採取したこのレーザ光は、ミラーの被覆を透過した後、
標的から反射されたレーザ光と合流し、その双方の光が
共に、レーザ・レシーバ・チャンネルを通って進む。無
限遠の標的に対して、双方のビームは、検出器アレイ４
０ｂの同一の要素上に収束される。近くの標的は収束し
た光スポットを形成し、その光スポットは標的の距離に
逆比例する程度、その無限遠の標的の光スポットからア
レイに沿って直線状に偏位される。
【００４２】この無限遠距離に対応するアレイの特定の
要素は、レーザ・トランスミッタ中のディンプル１８ａ
がそのディンプルの接線方向位置の製造誤差のため、常
に、レーザ・レシーバ・チャンネル内で正確に直径方向
の反対側１８ｂにあるとは限らない程度に、変化する。
この差は、全体として、直径方向に対向した一組のディ
ンプルと次のディンプルとで異なる。
【００４３】特定の距離にある近い標的に対応するアレ
イ上の光スポットもまたこれに応じて変化し、これによ
り、標的距離に誤差が生じる。この誤差は、採取したト
ランスミッタ・ビームにより形成される無限遠距離の光
スポットの位置と近い距離にある標的からの戻りレーザ
・ビームからの光線スポットの位置との差をなくすこと
により、解消される。換言すれば、検出器アレイ上の無
限遠距離の光スポットは、ディンプルの接線方向の位置
の誤差に従って変化する「浮動的な基準点」である。こ
の特徴の結果、「真の距離の視差」が得られ、正確で現
実的な小型で低コストの系を実現することが出来る。
【００４４】イメージ・チャンネル内において、標的か
ら反射され又は放出された自然の光は、窓５４ａを通過
して、次に、折れ曲り型ミラー５０、縦の走査ミラー４
６ａ、折れ曲り型ミラー２８ａ、両面ミラー２６から連
続的に反射されて、その後に、一次ミラー２４ａにより
ストリップ・ミラー２２ａに収束される。この収束され
た光線は、ストリップ・ミラーに入射し、９０°方向を
変更されて、ディンプル１８ａに入射する。該ディンプ
ル１８ａは、その光を平行にし且つ集光ミラー３０ａに
向ける一方、該集光ミラーは、その光を検出器４０ａに
形成されたイメージ３６ａに収束する。折れ曲り型ミラ
ー３２ａ及び複合ミラー３４により、光軸線を適当に重
ね合わすことが出来る。
【００４５】集められたイメージのデータは、赤外線を
含む一又は複数のスペクトルとすることが出来る。この
データは、処理装置内の適当なアルゴリズムを使用し
て、対象でない視野内の標的を除去することを可能にす
ることで、系全体の距離測定の性能を向上させることが
出来る。この性能は、データ処理作業が大量になるた
め、フレーム毎にその標的を追跡することは、処理装置
に過重な負担をかけることになる、望まない多数の標的
に遭遇する、情景にて特に有用である。
【００４６】図示した走査光学式距離計において、枢着
点４８を中心として縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂを回
転させることにより、垂直方向への走査が行われ、ま
た、固定ミラー５０から反射した後、視線は、その最初
の方向に戻る。また、縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂ及
び固定型ミラー５０を省略し、ユニット全体、即ち、ハ
ウジング５２を必要な角度だけ回転させることにより、
垂直方向への走査も可能となる。窓５４ａ、５４ｂ、５
５は、外界と清浄で乾燥した内部環境との間に密封相互
接触面を提供する。縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂは、
垂直駆動モータ５６により駆動される一方、走査ディス
ク２０は、走査ディスクの駆動モータ５８により駆動さ
れる。これらの駆動モータ５８、６０の電子機器、タイ
ミング回路及び検出器の信号処理手段は、適当なプリン
ト回路板及び電子要素を収容する領域６２内に収容され
ている。縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂ及び走査ディス
ク２０に対する位置エンコーダが駆動モータ・ユニット
５６、５８と共に設けられている。電気入力電源及びビ
デオ出力データは、電気接続及び／又は直接的な配線接
続具を介して伝達され、これらの接続具は、特定の適用
例に合った最良の全体的な実装形態となるよう適宜に配
置することが出来る。レーザを駆動する間に発生され
て、走査光学式距離計の主ハウジングに熱吸収される熱
を放散させるフィンを含むレーザ・モジュール６４内に
レーザ１０が収容されている。
【００４７】好適な実施例として、本発明に従って、走
査光学式距離計を組み立てるのに必要な特定の光学要素
は、次の通りである。
【００４８】 部品名 数量 仕様 走査ディスク １ −径５４ｍｍ（ＯＤ）、径２０ｍｍ（ＩＤ） −ディンプル１０個、３６°の扇形の形状 −ディンプルの焦点距離＝１２．７ｍｍ −ディンプルの外形、非球面状（放物線状） 一次ミラー ２ −焦点距離＝１９．０ｍｍ、球面状面 −開口２１×４４ｍｍ ストリップ・ミラー ２ −径３８．１ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ −４５°半角、正円形の円錐体 −作用領域：２＠１０ｍｍ（３０°） 単一リングの構造にて組み合わせ 集光ミラー ２ −９０ｍｍ同等の焦点距離、 オフアクシス・パラボラ −透明な開口：セクター３６°、 Ｒ１＝１０ｍｍ、Ｒ２＝２７ｍｍ 折れ曲り型ミラー ２ −平坦面（Ｒ＝∞） −透明な開口：１６ｍｍ×８ｍｍ ビーム組み合わせミラー １ −平坦面（２） −透明な開口：各面、４ｍｍ×１０ｍｍ 視野レンズ １ −両面が非球面状のもの一つ、又は片面が 非球面状のもの二つ。 −焦点距離＝１５ｍｍ −透明な開口：４ｍｍ×１２ｍｍ リレー・レンズ １ −３又は４つの要素の平坦な視野の光学レンズ、 有効倍率５．５×、焦点距離＝１２．５ｍｍ、 入力／Ｆ６．５のときの公称Ｆ／数、 出力／Ｆ／数＝Ｆ３５。視野角度５０° 折れ曲り型ミラー ２ −ハウジングと一体 −平面体 −透明な開口：片側：８５ｍｍ×２２ｍｍ、反対 側８５ｍｍ×４５ｍｍ（リレー・レンズにより 二回使用されるため） 両面ミラー １ −レーザ波長にて、一部透過性（２−３％） −平坦面 −透明な開口：４０×２２ｍｍ レーザ入力光学素子 １ −視線の方向を変化させる一方で、光を平行に するオフアクシス・パラボラ −レーザ・ビームを整形する円環状レンズ （任意選択）
【００４９】本明細書に記載した走査光学式距離計に対
する特別な光学上の仕様は、次の通りである。
【００５０】（１）無限焦点倍率、一次ミラー及び走査
ディスクのディンプル Ｍafoc＝倍率 ＝一次ＥＦＬ／ディンプルＥＦＬ ここで、ＥＦＬは、同等の焦点距離である。次に、 Ｍafoc＝１９．０５ｍｍ／１２．７ｍｍ ＝１．５ （２）システムの焦点距離、ｆsyｓ： ｆsyｓ＝（Ｍafoc）（ｆcoｌ）（Ｍrelaｙ） ここで、ｆcoｌは、集光ミラーの同等の焦点距離であ
り、Ｍrelaｙは、リレー・レンズ４４の倍率である。次
に、 ｆsyｓ＝（１．５）（９０ｍｍ）（５．５５５） ＝７５０ｍｍ （３）入射瞳−入射瞳は、走査ディスク・ディンプルの
扇形の突起である。入射瞳は、無限遠の倍率ファクタだ
け、ディンプルの寸法に亙って拡張されている。
【００５１】 ディンプル面積＝Ａdimple ＝（３６°／３６０°）［π（２７）2−π（１０）2］ Ａdimple＝１９７．６ｍｍ２ 同等の円の直径： Ｄequiｖ＝（４／π）Ａ ＝１５．８６ｍｍ 同等の入射瞳の円＝２３．８ｍｍ 走査光学式距離計のハウジングは、主ハウジング及びカ
バー板という基本的な二つの部品を備えている。主ハウ
ジングは、光学装置の位置合わせを保つための構造上の
堅固さを提供し、従って、光学的ベンチと同様であると
考えることが出来る。ハウジングの内部の光学装置の曲
がり及びその位置の変化を防止すべく、材料の選択及び
構成部品の設計が為されている。
【００５２】主ハウジングは、鋳物を機械加工したも
の、又は射出成形したユニットの何れかとすることが出
来る。その何れの場合でも、光学装置に必要とされる取
り付けボスは、主ハウジングと一体に形成され、構成要
素をハウジング内に挿入したとき、構成要素の必要な整
合が自動的に実現されるようにすることが好ましい。
【００５３】ハウジングを射出成形する場合、光学的品
質の表面を実現することができ、また、折れ曲り型ミラ
ー２８ａ、２８ｂ、３２ａ、３２ｂ、及び一次ミラー２
４ａ、２４ｂのような構成部品は、主ハウジングと一体
に製造して、これにより、構成部品のコスト及び組み立
て時間を軽減することが出来る。この場合、主ハウジン
グは、ミラーに対して反射被覆を付与し得るように加工
する。極めて低コストであることが絶対条件ではない適
用例の場合、これらのミラーは、ダイヤモンドで研消
し、次に、ハウジング又はカバー板と一体化することが
出来る。
【００５４】また、ストリップミラー２２ａ、２２ｂ及
び走査ディスク・モータの取り付け台も主ハウジングと
一体化することが可能である。これらストリップ・ミラ
ーは、図５に図示するように、透過する光線束を妨害せ
ずに視野をカバーするのに十分な長さの完全なリング、
又はリングの円弧部分の何れかとすることが出来る。
【００５５】ハウジングは、効果的に、ストリップ・ミ
ラー２２ａ、２２ｂの面により画成される一つのレベル
と、検出器アレイ４０ａ、４０ｂ、リレー・レンズ４
４、及びミラー３２ａ、３２ｂ、３４により、上記のレ
ベルの上方に画成されるもう一方のレベルという、二つ
のレベルを有する光学式ベンチである。構成部品及びそ
の取り付け台は、これらのレベルの間で伝達する間を除
いて、常時、適宣の面に光学軸を保ち得るように余裕を
持たせてある。レベル間の伝達は、ミラー３０ａ、３０
ｂ、３２ａ、３２ｂで実現される。両面ミラー２６は、
主ハウジングと一体にし又は主ハウジングに機械加工し
た溝により配置される。一方、その両面ミラーは、スト
リップ・ミラーを支持するために使用することが出来
る。
【００５６】縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂは、その両
端が従来のハウジング、又はローラ軸受により支持され
ている。これらの縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂは、図
３に図示するように、中央に配置されたモータ５６によ
り駆動し、又は、モータが何れかに配置された状態に
て、バンド駆動装置を介して間接的に駆動することが出
来る。これと代替的に、縦の走査ミラーは、歯車列を介
して走査ディスクに機械的に接続して、単一方向の駆動
モータの使用を許容するようにしてもよい。
【００５７】走査光学式距離計は、主ハウジングとカバ
ー板との間でＯリング又はリンクを介して密封されてい
る。窓５４ａ、５４ｂ、５５は、適当なエラストマー型
セメントにより適所に「成形」される。
【００５８】走査光学式距離計の全体の寸法は、距離の
解像度、即ち分解能の必要条件及び視野により決まるこ
とが理解出来る。この分解能を決定するのは、二つの視
点間の距離であるから、距離分解能の必要条件が厳しけ
れば厳しい程、物理的な寸法は大きくなる。視野により
主として折れ曲り型ミラーの寸法が決まり、また、これ
に対して装置の幅が決まるから、水平方向の視野が大け
れば大きい程、物理的寸法は益々大きくなる。また、入
射瞳により、装置の寸法特にその高さが決まる。
【００５９】図５には、左側及び右側の読み取りチャネ
ルに対する標的から反射された光線束が示してあり、ま
た、これらの光線束が装置の寸法を決める状態が示して
ある。この特別な実施例において、３０°の視野及び２
０ｍｍの光線束が示してある。
【００６０】本明細書に記載した走査光学式距離計の場
合、物理的寸法に関する次の条件が適用可能である。
【００６１】 幅 −１８５ｍｍ 長さ−１２５ｍｍ 高さ−５５ｍｍ 水平方向視野−３０° 垂直方向視野−６° 入射瞳−２３．８ｍｍ 走査光学式距離計電子装置の主たる機能は、次の通りで
ある。ａ）縦の走査ミラー４６ａ、４６ｂ、及び走査デ
ィスク２０を駆動して、走査光学式距離計の光学視線
が、同期している間に、必要な速度で水平方向及び垂直
方向の視野の上方に亙って一巡すること、ｂ）検出器ア
レイ４０ｂ、検出器４０ａ、及びその関連する電子装置
に対して必要な入力電力及び刻時信号を提供すること、
ｃ）アレイ上の光の中心位置を設定することを含む検出
器アレイからの出力信号の信号処理を行い、また、閾値
の設定を行うこと、ｄ）イメージ処理装置に入力するの
に適した形態となるように、検出器アレイの出力を整形
することである。必要であれば、レーザに電力を付与し
またレーザを変調するため、別個の外部の電子ユニット
を使用してもよい。
【００６２】走査型ディスク駆動装置の電子装置は、閉
ループ回路を介して走査ディスクの速度を一定に保つ
が、この場合、走査ディスクの位置に関するフィード・
バック・データがモータ駆動電子装置に連続的に送られ
る。走査ディスクのモータ軸、又は走査ディスク自体の
背面の何れかに設けられた光学エンコーダを介して位置
の情報を集めることが出来る。縦型走査ミラーにも同様
の回路を使用することが出来る。しかしながら、縦型走
査ミラーのモータ駆動装置は、連続的な円形動作ではな
くて、揺動動作を生じさせる。従って、例えば、制限さ
れた角度、又は「セクター・モータ」のような別の技術
をその駆動装置に利用することが出来る。縦型走査ミラ
ーの揺動動作を行う手段として、カム機構と共に、連続
的な駆動モータを採用することが出来る。
【００６３】本明細書に記載した走査光学式距離計の走
査作用の仕様は、次の通りである。
【００６４】 ●フレーム時間−０．１秒 ●線／フレーム−１２ ●画素寸法−０．５°×０．５° ●垂直方向視野−６．０° ●線走査時間−０．１／１２＝０．００８３３秒 ●水平方向視野−３０° ●画素／線−６０ ●画素の走査時間−０．００８３３／６０＝０．０００
１３９秒 ●ディンプルの走査ディスクの数−１０ ●走査ディスクの一回転時間−１０×０．００８３３＝
０．０８３３秒 ●走査ディスクの速度＝１／０．０８３３＝１２回／秒
＝７２０回／分 ●ディンプルの走査ディスクの数−１０ ●走査ディスクの速度＝１／０．０８３３＝１２回／秒
＝７２０回／分、故に、走査ディスクのモータ速度＝７
２０回転／分 ●縦型走査ミラーの速度（カムに結合された単一方向モ
ータを想定）＝フレーム速度＝１／フレーム時間＝１／
０．１秒＝１０／秒、このため、モータ速度＝６００回
転／分 走査ディスク駆動装置及び縦型走査ミラー駆動装置に対
するモータの速度が近いことは、その両方の速度が等し
くなるように上記の想定したシステムのパラメータが調
節可能であることを意味すると理解出来る。このため、
縦型走査ミラーの軸に設けられたカムを走査駆動装置に
より直接、駆動することが可能となる。このことは、縦
型走査ミラーに対する別個のモータを不要にすることで
コストを削減する。
【００６５】走査光学式距離計内の全ての事象は、マス
タ・クロックにより時間が制御され、このマスタ・クロ
ックは、メガヘルツ（ＭＨｚ）の範囲にて高周波数の連
続的なパルス流を放出する。走査ディスク及び縦型走査
ミラーは、特別な走査速度にてラスター走査を連続的に
行い得るように同期化される。検出器アレイは、ラスタ
ー走査中に各画素にて読み取られて、その画素の距離を
求める。この操作は、電子データを一つのセルからＣＣ
Ｄアレイ内の次のセルに伝達するのに使用されるクロッ
ク・パルスを介して、マスター・クロックにより同期化
することが出来る。このように、任意の時点にて、走査
したレーザ・ビームの方位角及仰角の座標を求めること
ができ、また、こうした座標により、画素の距離も同様
に求めることが出来る。
【００６６】ＣＣＤ刻時／読み取り速度は、次のように
して求めることが出来る。
【００６７】一つの画素を読み取る時間＝画素の走査時
間＝０．０００１３９秒 １７５０の要素を有するＣＣＤを想定すると、アレイの
一つのセルを読み取るための時間ｔCCＤは、 ｔCCＤ＝０．０００１３９／１７５０＝７．９４×１０
−８秒 となる。
【００６８】このことは、読み取り速度が１２．６ＭＨ
ｚであることを意味する。走査効率は１００％ではなく
て、垂直方向走査及び水平方向走査それぞれについて約
９０％、８０％であることを考慮すると、実際の読み取
り速度は、これに対応して速くなる。
【００６９】ＣＣＤ読み取り速度＝１２．６／（０．９
×０．８）＝１７．５ＭＨｚ この速度は、既存のＣＣＤの能力の範囲内である。
【００７０】ＣＣＤ検出器アレイを含む半導体チップに
設けられ、又は焦点面以外の何れかに設けられた電子回
路により、多少の信号処理を行うことが出来る。かかる
回路は、カナダのオンタリオ、ウォータローのダルサ・
インコーポレーテッド（Ｄａｌｓａ Ｉｎｃ．）から出
版された、１９９２年ハンドブックの「ＣＣＤイメージ
・センサ及びカメラ（ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏ
ｒｓ ａｎｄ Ｃａｍｅｒａｓ）」に記載されている。
特定の信号処理機能、例えば、閾値の設定は、検出器ア
レイチップ上で行うことが出来る。この場合、一定のレ
ベル以下の信号は、自動的に排除される。また、幾つか
の検出器要素を亙る検出器アレイに設けられた光スポッ
トの中心位置を設定することの出来る、中心の位置決め
が可能である。この特徴のため、検出器アレイの単一の
要素により提供されるものよりも優れた分解能が可能と
なり、その１．５倍又はそれ以上に優れたものとなる。
焦点面外に配置された別個の専用の半導体チップにある
電子装置により、その他のより高度の信号処理が実現可
能である。例えば、霧、雨又は雪を含む特定の大気状態
のとき、偽りの距離の戻り信号が発生される可能性があ
る。専用のチップに組み込まれた処理アルゴリズムは、
かかる偽りの信号を排除し、距離の真の戻り信号を発生
させる。
【００７１】単一の処理電子装置からのデータ出力は、
当該技術分野で周知であるようなイメージ処理装置に入
力するのに適したフォーマットにしなければならない。
このフォーマットを形成する回路は、データのビデオ列
中に同期マークを提供して、開始線（ｓｔａｒｔ−ｏｆ
−ｌｉｎｅ）及び開始フレーム（ｓｔａｒｔ−ｏｆ−ｆ
ｒａｍｅ）を指定する。これらのマークは、時間の関数
として、従って、対物スペース内の座標の関数として距
離データを発生させるデータの流れを受け取り得るよう
にイメージ処理装置を準備状態にさせる。
【００７２】検出器４０ａは、典型的に３．５μ又は
８．１２μスペクトルの感度を有することの出来る、単
一要素から成る検出器である。検出器４０ｂは、典型的
に、上述のダルサのハンドブックに記載されたものであ
る。簡単に説明すれば、該装置は、電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）と組み合わせた感光ダイオード線形アレイを備えて
いる。個々のダイオードは、約０．０１５ｍｍ２であ
り、検出器アレイに沿って約１７５０個のダイオードが
ある。この検出器アレイの長さは、約２６ｍｍである。
【００７３】ＣＣＤ装置は、感光ダイオードにより発生
された電子をＣＣＤシフト・レジスタに伝達し、伝達ゲ
ートを介して出力する。このシフト・レジスタ内に瞬間
的に位置する信号パケットは、クロック・パルス列をに
印加することによって信号データ流として「時間を測定
する」。これは、典型的に、１７．５ＭＨｚの高速度の
作用である。
【００７４】強力な入力光信号のブルーミングを防止
し、また、閾値を設定する露出の制御は、適当な装置の
入力端子に適当な制御電圧を印加することにより行い得
る。
【００７５】走査光学式距離計の基本的な必要条件は、
低レベルの光入力を感知し得ること、個々の要素が小形
であること、装置が検出器アレイ要素の長いスパンに亙
って信号を刻時するのに十分な装置の速度であることで
あることが理解される。走査光学式距離計は、入力光の
波長が光ダイオードのピーク・スペクトル感度の波長に
近いとき、これらの必要条件に適合する。このことは、
入力光が０．８１０ｎｍの公称波長の光を放出するＧＡ
ＩＡｓ型のレーザ・ダイオードであるとき、及び光ダイ
オードの感光材料が本明細書に記載した装置に使用され
る種類の材料であるシリコンであるときに妥当する。
【００７６】また、発光ダイオード／ＣＣＤ検出器アレ
イは、通常、別個の追加の電子ユニットで行われる追加
の電子機能を備え得るように設計することも出来る。こ
れらは、上述のように、検出器アレイ上における光スポ
ットの位置を設定すること、及び動的な距離制御を行う
ことを含む。
【００７７】上述の検出器アレイが検出器アレイの長さ
に沿って均一寸法の方形の検出器要素を備えるが、性能
を改善するか、又は製造コストを軽減するため、この形
態と別のものとすることが有利なことがある。例えば、
伝達されたレーザ・ビームが円形ではなくて、楕円形で
ある場合、標的における照射スポットも又、楕円形の形
状となる。これに対応して、検出器における標的のイメ
ージも楕円形の形状となる。このため、イメージを形成
した全ての光を捕らえるためには、検出器要素は、正方
形ではなくて、矩形の形状でなければならない。ビーム
の長さは、垂直に方向決めしなければならないから、こ
の矩形の検出器要素は、その長さがアレイの長さに対し
て直角となるようにする必要がある。
【００７８】更に、近い標的の場合、遠い標的の距離分
解能を大きくするために必要とされる小形の検出器要素
は不要である。次に、検出器要素の幅寸法は、第一の検
出器からの距離が増すに伴って検出器アレイに沿って漸
進的に増加する。検出器要素のスペクトル感度は、検出
器要素に適当な多層の被覆を付着することによりレーザ
波長に対して選択的に反応し得るように、変更すること
が可能である。
【００７９】レーザ・ダイオードは、従来の光源と比べ
て得られる標的の照射レベルの上で、標的を照射する好
適な放射線源である。レーザ・ダイオードは、小形の寸
法であるため、ガス・レーザよりも好ましい。レーザ・
ダイオードは、ソリッド・ステートの電子装置を実装す
るときに一般に使用される標準的なＴＯ−３パッケージ
で利用可能であるが、同等の電力レベルのガス・レーザ
は、少なくとも一桁程度、容積及び重量の点で大きくな
る。レーザ駆動電力は、走査光学式距離計に外部から供
給することが出来る。
【００８０】レーザ・ダイオードは、連続的に、又はパ
ルス状に使用することが出来る。これらのレーザ・ダイ
オードは、可視スペクトルから近ＩＲスペクトルを含む
帯域の所定の波長で利用可能である。これらは、一般
に、７８０乃至８７０ｍｍのスペクトル範囲内でレーザ
発光するＧａＡｌＡｓ装置として製造される。９１０乃
至９８０ｍｍの範囲内でレーザ発光するＧａＡｓ装置も
利用可能である。可視帯域において、ＡｌＧａＩｎＰ装
置が利用可能であり、また、１７００乃至５０００ｎｍ
の中間の赤外線帯域の光を放出する、より近代的なＧａ
ＩｎＡｓＳｂが利用可能となっている。
【００８１】放出される波長は、検出器のピーク・スペ
クトル感度に近いから、ＧａＡｌＡｓは、シリコン型検
出器に適している。しかしながら、７８０乃至８７０ｍ
ｍ帯域で作動するレーザは、４００乃至７００ｍｍの可
視帯域にて作動するレーザと同様に、人間の眼にとって
有害である。１，５００ｍｍ以上の波長のとき、光線
は、眼の角膜、水晶体及び硝水体液に吸収されるため、
極めて高い放射照度において、網膜上の焦点に達して眼
を損傷させることはない。これは好適なレーザ波長であ
り、そこでは伝達されたレーザ出力が眼を損傷させる可
能性のあるレベルである。
【００８２】また、近接した位置から長時間に亙って見
たとき、眼が損傷する危険性があることを人間に警告す
る手段として、レーザ伝達チャンネル内に低出力の眼に
安全な可視光線放出ダイオードを組み込むことにより、
眼の損傷の虞れを少なくすることも出来る。これは、干
渉性ビーム・スプリッタにより、ＬＥＤからのビームを
レーザ・ビーム内に導入することで可能である。
【００８３】レーザ・ダイオードは、典型的に、１０°
×３０°の扇形の放射光線を放出する。平行な光線にし
たとき、このダイオードは、３：１縦横比の楕円形断面
のビームを発生させる。多くの適用例において、この形
態は、ビーム整形光学装置を作用させて変更される。し
かしながら、縦横比が３：１で、楕円形の断面のビーム
は、走査ディスクのディンプルを照射するのに適してい
る。
【００８４】走査光学式距離計の基本的な目的は、画素
を一度に一つずつ、特定の視野を走査し、また、その画
素に対する距離情報を求めることである。この機能は、
車の衝突防止に適用したとき、あらゆる種類の乗物、歩
行者、動物、路上及び路上の異物を含む、広範囲の標的
に対して実現することが理想的である。走査光学式距離
計は、横方向位置及び距離の位置の双方で標的の位置に
対する大きい分解能にて、しかも極めて短い距離及び長
い距離に亙り、極めて速いフレーム速度でこの機能を実
施する。
【００８５】また、走査光学式距離計は、こうした目的
を達成する一方で、特定の設計上の条件を満足し得るこ
とを要する。こうした設計上の条件には、次のものがあ
る。
【００８６】ａ）システムの寸法が小さいこと。…車の
スタイルを損わず、又スペースが制約される車の環境内
で取り付けることを可能にするのに十分、コンパクトで
なければならない。
【００８７】ｂ）システムが低廉であること。…走査光
学式距離計は、製造が容易でなければならない。車のユ
ーザが各種の且つ多数の構成要素と一体化されるこの衝
突防止装置の追加のコストを負担し得るように、構成要
素は十分低廉でなければならない。これには、光学装
置、モータ、電子板、検出器、レーザ及び各種の機械的
構成要素が含まれる。
【００８８】ｃ）構成部品が入手可能であること。…走
査光学式距離計の構成要素は、一定の時間内で低廉に製
造可能でなければならない。構成要素を低廉に製造し、
しかも未だ開発されていない技術を利用するものではな
い手段及び装置が実現されなければならない。
【００８９】ｄ）システムの安全性。…走査光学式距離
計は、歩行者、自動車の運転者、生物又は財物一般に危
険を及ぼしたり、迷惑を与えるものであってはならな
い。
【００９０】ｅ）広範囲の作用可能性。…走査光学式距
離計は、天候及び大気状態と関係なく最小の性能基準に
適合しなければならない。
【００９１】ｆ）データの信頼性。…車の運転者の信頼
性を保つため、誤警報の頻度が少なく、また、頻繁に生
ずる偽りの表示を伴うことなく、重要な情報を適時に提
供すること。
【００９２】上述のシステムの目的及び設計上の制約
は、互いに矛盾することが多く、このため、一定の妥協
が図らなければならない。例えば、走査光学式距離計の
寸法は、装置の開口寸法と密接に関係している。走査光
学式距離計の最大の測距性能は、検出器に入射する放射
物線力により決まり、その放射線力は、開口の寸法によ
り決まる。検出器で受け取った放射線力と開口の寸法と
の関係は、次のように示すことが出来る。
【００９３】 Ｐdeｔ＝ｒη・Ｐlaｓ・Ｄ２ aper・Ｔ２／４Ｒ２ （４） ここで、 Ｐdeｔ＝検出器で受けた放射線力 Ｐlaｓ＝レーザによる放射線出力 Ｔ＝スキャナの伝達能力 η＝レーザの出力利用率 ｒ＝標的の反射率 Ｒ＝標的までの距離 Ｄaper＝スキャナの開口径 このように、例えば、開口寸法の径を２倍に大きくした
とき、検出器で受ける力は４倍に増大する。その結果、
検出器で集められた放射線力は、検出器の出力における
信号対雑音比がそれに応じて増大し、それに対応して測
距性能が向上する。
【００９４】走査光学式距離計が接近する車の接近速度
を適時に計算するためには、一つの走査フレームから次
のフレームまでの車の距離の差を正確に測定しなければ
ならない。距離の差により、三角測量法を採用する距離
測定器の二つの視点のおける視野角度に差が生じること
が以前から明らかにされている。
【００９５】ｄδ＝（Ｗ／Ｒ２）ｄＲ ここで、 ｄδ＝二つの視点における視野角度の差 ｄＲ＝二つの異なる時点における標的間の距離の差 Ｗ＝二つの視点間の間隔 Ｒ＝距離 このように、二つの視点間の間隔の程度が増すに伴い、
距離の分解能は向上する。
【００９６】より広い視野に対応するためには、走査光
学式距離計の全体の幅を拡大しなければならないこと
が、図５から理解される。これは、光ビームの拡がり程
度、及び光ビームの拡がり点と折れ曲り型ミラー２８
ａ、２８ｂとの間の距離に起因する、即ち、その距離が
大であればある程、折れ曲り型ミラー上における光スポ
ットの「足跡」は大きくなり、また、その足跡が大であ
ればある程、ミラーの寸法及び装置の全体の幅が大きく
なる。
【００９７】検出器で受け取る動力とレーザにより伝達
される動力との関係が等式（４）から求められる。これ
は、等式（４）によってレーザ出力が２倍になるなら
ば、距離測定性能が２倍向上するような直接的な関係で
ある。標的の反射率と検出器で受けた動力との関係は、
完全に同一である。このため、反射率の小さい遠方の標
的の距離を測定するためには、大きいレーザ出力が必要
となる。しかしながら、レーザの出力レベルは、眼を損
傷させる虞れがあるため、無限に増大させることはでき
ない。また、より大きい放射線力を発生させるのに必要
な大型のレーザは、寸法の大形化、電気消費量の増大、
コストの増加及び熱放散の増大に伴う問題点を含む理由
のため、望ましくない。システムの距離測定性能は、大
気状態が悪いときは劣化するが、より大きいレーザ出力
を伝達することで回復可能であるから、あらゆる気候状
況下で長い距離の測定性能を得ようとするときの問題
は、システムの「コスト」である。
【００９８】所定の視野内の画素数が多ければ多い程、
標的の位置をより正確に測定することが可能となる。ま
た、伝達時間当たりのデータのフレーム数が多ければ多
い程、その標的の速度及び加速度をより正確に測定する
ことが出来る。しかしながら、フレーム当たりの画素
数、及び秒当たりのフレーム数が多ければ多くなる程、
検出器アレイから流れ出るデータの量が多くなる結果と
なる。この量は、処理電子機器の帯域幅の性能によって
制限を受ける。特に、ＣＣＤ検出器のアレイの読み取り
は、検出器の画素の持続時間中に行わなければならず、
この持続時間は、フレーム当たりの画素数、及び秒当た
りのフレーム数が増すに伴って短くなる。本明細書に記
載した走査光学式距離計の場合、フレーム当たりの画素
数及びフレーム速度は、それぞれ７２０画素／フレー
ム、１０フレーム秒であり、これは、上述のＣＣＤ検出
器アレイで達成可能な制限値の約０．５倍である。本明
細書に記載した本発明の実施例におけるこの検出器のデ
ータ速度は、１８ＭＨｚ程度である。更に別の検出器
は、より高速度で作用し、これにより、装置のその他の
性能特性を損なわずに、より高速度の走査及びフレーム
当たりの画素数を可能にする。
【００９９】完全な車の衝突防止システムは、本走査光
学式距離計と、イメージ処理装置と、制御装置と、運転
者用の音響及び視覚的な情報ディスプレイと、ブレーキ
・アクチュエータ装置とを備えている。勿論、システム
の最適な性能を実現するためには、走査光学式距離計だ
けを車内部の最適な位置に配置すればよい。この走査光
学式距離計は、グリルに外部から取り付けるか、又はフ
ードに組み込み、或いは、ダッシュボードの内部に取り
付け、又はルーフのリア・ビュー・ミラーの領域内に取
り付けることができ、その何れの場合でも、外形の形態
の変更が最小であるようにする。特定の車の好適な位置
は、模型作成作業から決定することができ、その場合、
高さ位置、垂直方向視野、及び勾配といった変動因子を
考慮に入れる。
【０１００】イメージ処理装置及び制御装置は、基本的
に適当な入力／出力ポートを有するコンピュータである
電子ユニットである。これらの装置は、車内に既に取り
付けられているコンピュータと適当な変更を加えて一体
化することが出来る。運転者への情報は、装置を既存の
ダッシュボードの運転者ディスプレイと一体化して、音
響、視覚的又はその双方の型式とすることが出来る。ブ
レーキ・アクチュエータは、現在、アンチ・ロック・ブ
レーキ・システム用として使用されているものでよい。
【０１０１】また、データを適宜に処理して、標的の反
射率対より遠方の大きい反射率の標的から受け取った信
号の強さにおける差を区別することにより、距離の測定
機能に採用されるレーザを使用する能動的なイメージ形
成も可能である。
【０１０２】適宜な形態としたとき、縦型ミラーは、そ
の作用範囲を変化させ得るように制御することが可能な
点で有利である。これは、路上及び交通状態のためシス
テムの性能を向上させるために変更が必要であると表示
されたとき、運転者が選択可能であり、又は自動的に作
動するものであることが好ましい。
【０１０３】また、本明細書に記載した走査光学式距離
計は、車の衝突防止以外の分野でも適用可能である。多
数のユニットの形態を変更して、交通量の多い交差点に
設定され、又は、交通の混雑する区域に一時的に設置さ
れる優秀な交通監制装置とすることが可能である。多数
の装置を一体化して、交差点に恒久的に設置するとき、
３６０°の方位角及び４５°の仰角をカバーし得るよう
にしてもよい。
【０１０４】交通監制装置は、３６０°の方位角及び４
５°の仰角に亙って生ずるイメージを分析しなければな
らないため、極めて多数の画素が発生する。更に、それ
らのイメージは、時間と共に変化する。こうしたことが
組み合わさる結果、データ処理作業に誤りが生じる可能
性がある。計算作業は、現場にて監制装置と一体に配置
することの出来る高性能なコンピュータの性能の範囲内
であるようにすることが出来る。これと代替的に、デー
タは圧縮し、無線の伝達又は光ファイバ伝達線を介して
中央の主フレーム・コンピュータ部分まで伝達すること
が出来る。この中央の計算部分は、データを処理し、交
通監制に関する決定を為し、そのデータをデータの発生
箇所に戻す。スーパー・コンピュータ、又はコンピュー
タ群を採用することにより、多数の箇所に亙って、又は
町や市の全体の交通を監制することが可能となる。設置
箇所におけるリアルタイムのイメージ形成は、運転者が
選択可能で且つ指令センター又は警察署で見ることが出
来るようにする。
【０１０５】効果的な交通監制装置は、一つの視野内の
多数の標的を迅速に分析し得るものでなければならない
ことが理解される。本発明による走査光学式距離計は、
かかる処理条件に対応し得るものである点で有利であ
る。車、歩行者及びその他の標的に関する情報は、画素
マップとして集めて、交差点にて各方向への交通の流れ
を有意義に評価するのに十分な高速度で分析することが
出来る。
【０１０６】
【発明の効果】当該システムは、コンピュータを内蔵し
ているため、交通監制装置は、その視野内の対物のデー
タを連続的に処理し、交通を止めて、歩行者の横断を許
容する等の決定を為すことが出来る。このことは、横断
方向への交通の流れがないのに、車が信号機の所で待た
なければならない場合の顕著な燃料の無駄をなくし、ま
た、歩行者が横断しているとき、運転者に対して特別な
警告を発生するようにしてもよい。
【０１０７】走査光学式距離計のその他の適用例は、工
場の自動化用のロボット、宇宙、及び軍事分野がある。
距離の情報は、現在、イメージを利用する「精緻なシス
テム」で行っているイメージの処理作業を著しく容易に
する。多数のイメージから間接的に距離の情報を抽出す
るために、現在、採用されている方法は、相当な計算時
間を必要としているが、この距離を測定する方法が不要
となるならば、全体のイメージ処理機能を著しく速める
ことが可能となる。
【０１０８】本発明は、その好適な実施例に関して説明
したが、本明細書の用語は、限定するためではなくて、
説明のために使用したものであり、本発明のその広い特
徴の範囲及び精神から逸脱せずに、特許請求の範囲の記
載内で変更が可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による走査光学式距離計の基本的な形態
の作用を示す概略図である。
【図２】走査光学式距離計の側面図である。
【図３】図２の走査光学式距離計の下方レベルの平面図
である。
【図４】図２の走査光学式距離計の上方レベルの平面図
である。
【図５】図４の走査光学式距離計における光線束の概略
図である。
【図６】ＣＶＲＯＳ光学式スキャナの概略図的な斜視図
である。
【図７】標的位置における従来の距離測定技術を示す概
略図である。
【図８】偏心標的に対する標的位置における従来の距離
測定技術を示す概略図である。
【図９】従来の距離測定技術による角度分解測定方法を
示す概略図である。
【図１０】従来の距離測定技術による検出器の寸法を示
す概略図である。
【符号の説明】
１０ レーザ・ダイオード １２ レーザ出力光
学装置 １４ レーザ・コリメート・ミラー １８ ディンプル ２０ 走査ディスク ２２ａ、２２ｂ ストリップ・ミラー ２４ａ、２４ｂ 一次ミラー ２６ 両面ミラー ２８ａ、２８ｂ 折れ曲り型ミラー ３０ａ、３０ｂ 集光ミラー ３１ レンズ ３２ａ、３２ｂ 折れ曲り型ミラー ３４ 複合ミラー ４０ａ、４０ｂ 検
出器アレイ ４２ 視野レンズ ４４ リレー・レン
ズ ４６ａ、４６ｂ 縦型走査ミラー ５０ 折れ曲り型ミ
ラー ５４ａ、５４ｂ、５５ 窓 ５６ 垂直駆動モー
タ ５８、６０ 駆動モータ ６２ 領域 ６４ レーザ・モジュール

Claims (76)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査距離計にして、 放射線源と、 走査要素と、 前記放射線源からの放射線を前記走査要素に向ける手段
    と、 該走査要素から反射された放射線を標的に向ける手段
    と、 該標的からの放射線を複数のチャンネルに沿って前記走
    査要素に向ける手段と、 前記走査要素から前記チャンネルの各々に沿って反射さ
    れた放射線を受け取り得るようにした検出器と、 該検出器からの視差データの誤差を補正する手段とを備
    え、 放射線が、放射線を受け取るチャンネルから横方向に変
    位したチャンネルに沿って方向決めされる走査距離計。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の走査距離計にして、前
    記走査要素がＣＶＲＯＳスキャナである走査距離計。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の走査距離計にして、前
    記走査要素が多角形のスキャナである走査距離計。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の走査距離計にして、前
    記走査要素が複数の揺動ミラーである走査距離計。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の走査距離計にして、一
    つの視野を垂直方向に走査する手段を更に備える走査距
    離計。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の走査距離計にして、前
    記垂直方向への走査手段が、少なくとも一つの回転型ミ
    ラーを備える走査距離計。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載の走査距離計にして、垂
    直方向に走査する前記手段が、走査距離計のハウジング
    を並進させる手段を更に備える走査距離計。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の走査距離計にして、前
    記放射線源がレーザである走査距離計。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の走査距離計にして、前
    記レーザがＧａＡｌＡｓレーザ・ダイオードである走査
    距離計。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記放射線源が、一つの視野内の各画素を照射する走査
    距離計。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    少なくとも二つの光学レベルを有する走査距離計。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記標的からの放射線を向ける前記手段が、該放射線を
    二つのチャンネルに沿って向ける走査距離計。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の走査距離計にし
    て、前記放射線源から前記標的に向けられた放射線が、
    前記標的から前記検出器に向けられた放射線と同一のチ
    ャンネルの一つに沿って伝達される走査距離計。
  14. 【請求項１４】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記走査要素から前記チャンネルの各々に沿って反射さ
    れた放射線を受け入れ得るようにした前記検出器が、単
    一要素の検出器と、検出器アレイとを更に備える走査距
    離計。
  15. 【請求項１５】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記放射線源からの放射線を向ける前記手段が、少なく
    とも一つのミラーを更に備える走査距離計。
  16. 【請求項１６】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記放射線源から反射された放射線を向ける前記手段
    が、少なくとも一つのミラーを更に備える走査距離計。
  17. 【請求項１７】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記標的からの放射線を向ける前記手段が、少なくとも
    一つのミラーを更に備える走査距離計。
  18. 【請求項１８】 請求項１５、１６、又は１７の何れか
    に記載の走査距離計にして、前記少なくとも一つのミラ
    ーが走査距離計のハウジングと一体に形成される走査距
    離計。
  19. 【請求項１９】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記検出器からの信号に基づいて標的の距離及び横方向
    の位置を決定する信号処理装置を更に備える走査距離
    計。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の走査距離計にし
    て、前記検出器からの信号に基づいて標的の反射率を決
    定する信号処理装置を更に備える走査距離計。
  21. 【請求項２１】 請求項１９に記載の走査距離計にし
    て、標的のイメージを形成する信号処理装置を更に備え
    る走査距離計。
  22. 【請求項２２】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記検出器からの信号に対する信号の閾値を設定し且つ
    前記検出器からの関係のない信号を排除する信号処理装
    置を更に備える走査距離計。
  23. 【請求項２３】 請求項１に記載の走査距離計にして、
    前記検出器における中心位置を決定する信号処理装置を
    更に備える走査距離計。
  24. 【請求項２４】 光学式スキャナにして、 光源と、 その平坦面に設けられた円形アレイの走査要素を含む回
    転走査ディスクと、 前記光源からの光を前記走査要素に向ける手段と、 前記走査要素から反射された光を標的に向ける手段と、 前記標的からの光を複数のチャンネルに沿って前記走査
    要素に向ける手段と、 前記走査要素から前記チャンネルの各々に沿って反射さ
    れた光を受け取り得るようになっている検出器と、 前記検出器からの視差データの誤差を補正する手段とを
    備え、 放射線が、該放射線を受け取るチャンネルから横方向に
    変位されたチャンネルに沿って向けられる光学式スキャ
    ナ。
  25. 【請求項２５】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、一つの視野を垂直方向に走査する手段を更に備え
    る光学式スキャナ。
  26. 【請求項２６】 請求項２５に記載の光学式スキャナに
    して、垂直方向に走査する前記手段が、少なくとも一つ
    の回転可能なミラーを更に備える光学式スキャナ。
  27. 【請求項２７】 請求項２５に記載の光学式スキャナに
    して、垂直方向に走査する前記手段が、光学式スキャナ
    のハウジングを並進させる手段を更に備える光学式スキ
    ャナ。
  28. 【請求項２８】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記光源がレーザである光学式スキャナ。
  29. 【請求項２９】 請求項２８に記載の光学式スキャナに
    して、前記レーザがＧａＡｌＡｓレーザ・ダイオードで
    ある光学式スキャナ。
  30. 【請求項３０】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記光源が、一つの視野内の各画素を照射する光
    学式スキャナ。
  31. 【請求項３１】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、少なくとも二つの光学レベルを有する光学式スキ
    ャナ。
  32. 【請求項３２】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記標的から光を向ける前記手段が、光を二つの
    チャンネルに沿って向ける光学式スキャナ。
  33. 【請求項３３】 請求項３２に記載の光学式スキャナに
    して、前記光源から前記標的に向けられた光が、前記標
    的から前記検出器に向けられた光と同一のチャンネルの
    一つに沿って伝達される光学式スキャナ。
  34. 【請求項３４】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記走査要素から前記チャンネルの各々に沿って
    反射された光を受け入れ得るようになっている前記検出
    器が、単一要素の検出器と、検出器アレイとを更に備え
    る光学式スキャナ。
  35. 【請求項３５】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記光源からの光を向ける前記手段が、少なくと
    も一つのミラーを更に備える光学式スキャナ。
  36. 【請求項３６】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記走査要素から反射された光を向ける前記手段
    が、少なくとも一つのミラーを更に備える光学式スキャ
    ナ。
  37. 【請求項３７】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記標的からの光を向ける前記手段が、少なくと
    も一つのミラーを更に備える光学式スキャナ。
  38. 【請求項３８】 請求項３５、３６、又は３７の何れか
    に記載の光学式スキャナにして、前記少なくとも一つの
    ミラーが前記光学式スキャナのハウジングと一体に形成
    される光学式スキャナ。
  39. 【請求項３９】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記検出器から信号に基づいて標的の距離及び横
    方向の位置を決定する信号処理装置を更に備える光学式
    スキャナ。
  40. 【請求項４０】 請求項３９に記載の光学式スキャナに
    して、前記検出器からの信号に基づいて標的の反射率を
    決定する信号処理装置を更に備える光学式スキャナ。
  41. 【請求項４１】 請求項３９に記載の光学式スキャナに
    して、標的のイメージを形成する信号処理装置を更に備
    える光学式スキャナ。
  42. 【請求項４２】 請求項２０に記載の光学式スキャナに
    して、前記検出器からの信号に対する信号の閾値を設定
    し且つ前記検出器からの関係のない信号を排除する信号
    処理装置を更に備える光学式スキャナ。
  43. 【請求項４３】 請求項２４に記載の光学式スキャナに
    して、前記検出器における中心位置を決定する信号処理
    装置を更に備える光学式スキャナ。
  44. 【請求項４４】 衝突防止システムにして、 光源と、 その平坦面に設けられた円形アレイの走査要素を含む回
    転走査ディスクと、 前記放射線源からの放射線を前記走査要素に向ける手段
    と、 前記走査要素から反射された放射線を標的に向ける手段
    と、 前記標的からの放射線を複数のチャンネルに沿って前記
    走査要素に向ける手段と、 前記走査要素から反射された放射線を前記チャンネルの
    各々に沿って受け取り得るようになっている検出器と、 前記検出器からの視差データの誤差を補正する手段とを
    備え、 前記光源、前記回転走査ディスク、前記光源からの光を
    向ける前記手段、前記凹面反射器から反射された光を向
    ける前記手段、前記標的及び前記検出器からの光を向け
    る前記手段が、車内に取り付けられ、 放射線が、放射線を受け取るチャンネルから横方向に変
    位されたチャンネルに沿って向けられる衝突防止システ
    ム。
  45. 【請求項４５】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、一つの視野を垂直方向に走査する手段を更に備
    える衝突防止システム。
  46. 【請求項４６】 請求項４５に記載の衝突防止システム
    にして、前記垂直方向への走査手段が、少なくとも一つ
    の回転可能なミラーを更に備える衝突防止システム。
  47. 【請求項４７】 請求項４５に記載の衝突防止システム
    にして、垂直方向に走査する前記手段が、衝突防止シス
    テムのハウジングを並進させる手段を更に備える衝突防
    止システム。
  48. 【請求項４８】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記光源がレーザである衝突防止システム。
  49. 【請求項４９】 請求項４８に記載の衝突防止システム
    にして、前記レーザがＧａＡｌＡｓレーザ・ダイオード
    である衝突防止システム。
  50. 【請求項５０】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、少なくとも二つの光学レベルを有する衝突防止
    システム。
  51. 【請求項５１】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記標的から光を向ける前記手段が、光を二つ
    のチャンネルに沿って向ける衝突防止システム。
  52. 【請求項５２】 請求項５１に記載の衝突防止システム
    にして、前記光源から前記標的に向けられた光が、前記
    標的から前記検出器に向けられた光と同一のチャンネル
    の一つに沿って伝達される衝突防止システム。
  53. 【請求項５３】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記走査要素から前記チャンネルの各々に沿っ
    て反射された光を受け入れ得るようにした前記検出器
    が、単一要素の検出器と、検出器アレイとを更に備える
    衝突防止システム。
  54. 【請求項５４】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記光源からの光を向ける前記手段が、少なく
    とも一つのミラーを更に備える衝突防止システム。
  55. 【請求項５５】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記走査要素から反射された光を向ける前記手
    段が、少なくとも一つのミラーを更に備える衝突防止シ
    ステム。
  56. 【請求項５６】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記標的からの光を向ける前記手段が、少なく
    とも一つのミラーを更に備える衝突防止システム。
  57. 【請求項５７】 請求項５４、５５、又は５６の何れか
    に記載の衝突防止システムにして、前記少なくとも一つ
    のミラーが衝突防止システムのハウジングと一体に形成
    される衝突防止システム。
  58. 【請求項５８】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記検出器から信号に基づいて標的の距離及び
    横方向の位置を決定する信号処理装置を更に備える衝突
    防止システム。
  59. 【請求項５９】 請求項５８に記載の衝突防止システム
    にして、前記検出器からの信号に基づいて標的の反射率
    を決定する信号処理装置手段を更に備える衝突防止シス
    テム。
  60. 【請求項６０】 請求項５８に記載の衝突防止システム
    にして、標的の像を形成する信号処理装置を更に備える
    衝突防止システム。
  61. 【請求項６１】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記検出器からの信号に対する信号の閾値を設
    定し且つ前記検出器からの関係のない信号を排除する信
    号処理装置を更に備える衝突防止システム。
  62. 【請求項６２】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、前記検出器における中心位置を決定する信号処
    理装置を更に備える衝突防止システム。
  63. 【請求項６３】 請求項５９、６０、６１、又は６２の
    何れかに記載の衝突防止システムにして、前記検出器か
    らの情報が前記車内のコンピュータにより処理される衝
    突防止システム。
  64. 【請求項６４】 請求項４４に記載の衝突防止システム
    にして、光を標的に向ける前記手段及び前記標的からの
    光を向ける前記手段が、前記車の中心線上に取り付けら
    れる衝突防止システム。
  65. 【請求項６５】 光学走査方法にして、 光源からの光を回転走査ディスクに設けた凹面反射器に
    向けることと、 該凹面反射器から反射された光を標的に向けることと、 前記標的からの光を複数のチャンネルに沿って前記走査
    ディスク上に設けられた走査要素に向けることと、 前記走査要素から前記チャンネルの各々に沿って反射さ
    れた光を検出することと、 検出された光からの誤差の視差データを補正すること
    と、を含み、 放射線が、該放射線を受け取るチャンネルから横方向に
    変位されたチャンネルに沿って向けられる光学走査方
    法。
  66. 【請求項６６】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、視野を垂直方向に走査することを更に含む光学走査
    方法。
  67. 【請求項６７】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、前記光源としてレーザを提供することを更に含む光
    学走査方法。
  68. 【請求項６８】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、前記標的からの光を少なくとも二つの光学レベルに
    沿って向けることを更に含む光学走査方法。
  69. 【請求項６９】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、前記標的からの光を二つのチャンネルに沿って向け
    ることを更に含む光学走査方法。
  70. 【請求項７０】 請求項６９に記載の光学走査方法にし
    て、前記光源からの光を前記標的に向けることと、前記
    標的からの少なくとも一部の光を同一のチャンネルに沿
    って向けることとを更に含む光学走査方法。
  71. 【請求項７１】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、光を向けるようにハウジングと一体に形成されたミ
    ラーを使用することを更に含む光学走査方法。
  72. 【請求項７２】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、前記標的の距離と横方向位置とを決定することを更
    に含む光学走査方法。
  73. 【請求項７３】 請求項７２に記載の光学走査方法にし
    て、前記標的の反射率を決定することを更に含む光学走
    査方法。
  74. 【請求項７４】 請求項７２に記載の光学走査方法にし
    て、前記標的のイメージを形成することを更に含む光学
    走査方法。
  75. 【請求項７５】 請求項６５に記載の光学走査方法にし
    て、前記標的から反射された光の中心位置を位置決めす
    ることを更に含む光学走査方法。
  76. 【請求項７６】 請求項７２、７３、７４、又は７５の
    何れかに記載の光学走査方法にして、前記検出された光
    からの情報を車内のコンピュータにより処理することを
    更に含む光学走査方法。
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