DE102019103965A1

DE102019103965A1 - Zielerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019103965A1
Application number: DE102019103965.7A
Authority: DE
Inventors: Keito Ando; Hidenori Miyazaki; Hoshibumi Ichiyanagi; Naoki Fujiwara; Kazuo Yamamoto
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-08-22
Also published as: JP6737296B2; US20190257946A1; US11609327B2; CN110174678A; JP2019144072A

Abstract

Eine Zielerfassungsvorrichtung projiziert Messlicht über einen vorbestimmten Bereich vor ein Fahrzeug, empfängt von einem Ziel reflektiertes Licht, und erfasst das Ziel oder eine Entfernung zu dem Ziel auf der Grundlage eines Lichtempfangssignals, welches ausgegeben wird gemäß des Lichtempfangszustandes. Die Lichtprojektoreinheit umfasst ein Lichtausgabeelement, welches Messlicht ausgibt, und Lichtdiffusionselemente. Die Lichtdiffusionselemente sind vorgesehen an einem oberen Endabschnitt und einem unteren Endabschnitt einer Lichtprojektorlinse, die einen Teil eines Lichtprojektionspfades bildet, und die in vertikaler Richtung Messlicht streut, welches ausgegeben wird von dem Lichtausgabeelement, und welches sich ausbreitet durch die Endabschnitte in der vertikalen Richtung des Lichtausbreitungspfades, während der Übertragung des Messlichts.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der Japannischen Patentanmeldung Nr. 2018-027736 , welche am 20. Februar 2018 beim Japanischen Patentamt eingereicht worden ist. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zielerfassungsvorrichtung, welche Messlicht von einer Lichtprojektoreinheit projiziert, von einem Ziel reflektiertes Licht empfängt mit einer Lichtempfängereinheit, und das Ziel oder eine Entfernung zum Ziel erfasst gemäß eines Lichtempfangssignals, welches durch die Lichtempfängereinheit ausgegeben wird.
HINTERGRUND
Eine Zielerfassungsvorrichtung wie etwa ein Laserradar wird beispielsweise auf einem Fahrzeug angebracht und weist eine Kollisionsverhinderungsfunktion auf. Diese Zielerfassungsvorrichtung erfasst ein anderes Fahrzeug, eine Person, eine Straße, ein anderes Objekt oder dergleichen, welche in der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs vorliegen, als Ziel, und erfasst eine Entfernung zu dem Ziel.
Bekannt sind Radio-Zielerfassungsvorrichtungen und Optik-Zielerfassungsvorrichtungen. Darunter offenbaren zum Beispiel JP 2014 - 71029 A und JP 2014-209078 A eine Optik-Zielerfassungsvorrichtung mit einer Lichtprojektoreinheit, die Messlicht über einen vorbestimmten Bereich projiziert, einer Lichtempfängereinheit, die reflektiertes Licht von einem Ziel in den vorbestimmten Bereich des Messlichts empfängt, und dergleichen. Die Lichtprojektoreinheit umfasst ein Lichtausgabeelement, wie etwa eine Laserdiode und optische Komponenten, wie beispielsweise eine Linse und einen Spiegel. Die Lichtempfängereinheit umfasst optische Komponenten wie beispielsweise eine Linse und einen Spiegel, und ein Lichtempfangselement wie beispielsweise eine Photodiode.
In einer Zielerfassungsvorrichtung muss der Erfassungsbereich eines Ziels erweitert werden. Insbesondere um das Vorliegen oder Fehlen, die Position, die Art und dergleichen eines Ziels zu erfassen, welches sich in kurzer Entfernung befindet, ist es erforderlich, den Erfassungsbereich zu erweitern, um im Wesentlichen die Gesamtheit des Zieles zu erfassen. Deshalb kann beispielsweise eine Mehrzahl von Lichtausgabeelementen und Lichtempfangselementen verwendet werden, um Messlicht zu projizieren und reflektiertes Licht zu empfangen, über und aus einem weiten Bereich. Ferner kann ein Abtastspiegel verwendet werden, der ein Abtasten durchführt von Messlicht und reflektiertem Licht in der horizontalen und der vertikalen Richtung.
Beispielsweise ist in JP 2014-71029 A ein Abtastspiegel (Drehkörper) mit vier Reflektionsflächen vorgesehen, und die jeweiligen Reflektionsflächen sind geneigt in unterschiedlichen Winkeln bezüglich der Rotationsachse des Abtastspiegels. Durch Rotieren des Abtastspiegels um die Rotationsachse wird Messlicht (Laserlicht), welches von dem Lichtausgabeelement (Laserdiode) projiziert wird, reflektiert von jeder Reflektionsfläche, und ein vorbestimmter Bereich wird abgetastet. Von einem Ziel in den vorbestimmten Bereich reflektiertes Licht wird von jeder Reflektionsfläche reflektiert und wird geleitet zu einem entsprechenden Lichtempfangselement von einer Mehrzahl von Lichtempfangselementen (Avalanche-Photodioden). Zu diesem Zeitpunkt wird der vorbestimmte Bereich mit dem Messlicht und dem reflektierten Licht abgetastet in der horizontalen und der vertikalen Richtung.
Zusätzlich liegt auch ein Abtastspiegel vor, der Abtasten durchführt nur mit einem von Messlicht des Lichtausgabeelements und reflektiertem Licht des Ziels in der horizontalen und der vertikalen Richtung.
Ferner offenbart JP 2014-209078 A , dass ein Lichtprojektoroptiksystem vorgesehen ist zwischen einem Lichtausgabeelement und einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Eine Eintrittsfläche (zum Lichtausgabeelement gerichtete Oberfläche) des Lichtprojektoroptiksystems umfasst eine einzelne Zylinderlinse. Die gesamte Eintrittsfläche dient als Kollimatorlinse bezüglich der horizontalen Richtung. Eine Austrittsfläche (zur Windschutzscheine gerichtete Oberfläche) des Lichtprojektoroptiksystems umfasst ein Lichtdiffusionselement (Linse oder Linsenarray), in dem eine Mehrzahl von Zylinderlinsen in der horizontalen Richtung angeordnet ist. Messlicht des Lichtausgabeelements wird umgewandelt in Parallellicht in der horizontalen Richtung auf der Eintrittsfläche des Lichtprojektoroptiksystems und wird dann gestreut in eine Mehrzahl von Richtungen auf einer horizontalen Ebene in der Austrittsfläche des Lichtprojektoroptiksystems, breitet sich durch die Windschutzscheibe aus, und wird projiziert über einen vorbestimmten Bereich vor dem Fahrzeug. Das heißt, dass das Lichtdiffusionselement den Lichtprojektionsbereich des Messlichts in der horizontalen Richtung erweitert.
In einer Zielerfassungsvorrichtung ist es nicht nur erforderlich, den Erfassungsbereich für ein Ziel in kurzer Entfernung (nachstehend als „Nahziel“ bezeichnet) zu erweitern, sondern auch, die Erfassungssensitivität eines Ziels zu verbessern, welches sich in weiter Entfernung befindet (nachstehen als „weit entferntes Ziel“ bezeichnet. Beispielsweise durch Verwenden einer großen Zahl von Lichtausgabeelementen oder durch Erhöhen der Lichtausgabeleistung des Lichtausgabeelements ist es möglich, den Lichtprojektionsbereich des Messlichts zu erweitern, um den Erfassungsbereich des Nahziels zu erweitern. Durch zusätzliches Erhöhen der Lichtprojektionsmenge von Messlicht ist es möglich, die Erfassungssensitivität des weit entfernten Ziels zu verbessern. Da das Lichtausgabeelement jedoch eine teure Komponente unter den Einzelteilen der Zielerfassungsvorrichtung darstellt, erhöhen sich die Kosten, falls eine große Zahl von Lichtausgabeelementen verwendet wird. Falls ferner die Lichtausgabeleistung auf den oberen Grenzwert im gegenwärtigen Lichtausgabeelement eingestellt wird, ist es nicht möglich, die Lichtausgabeleistung weiter zu erhöhen. Deshalb ist es nicht möglich, den Erfassungsbereich des Ziels zu erweitern oder die Erfassungssensitivität zu erhöhen.
Ferner, wie beispielsweise in JP 2014-209078 offenbart, falls Messlicht, welches von dem Lichtausgabeelement ausgegeben wird, von dem Lichtdiffusionselement gestreut wird, ist es möglich, den Lichtprojektionsbereich des Messlichts mit der Lichtausgabeleistung des gegenwärtigen Lichtausgabeelements zu erweitern, ohne eine große Zahl von Lichtausgabeelementen zu verwenden. Da jedoch die Lichtprojektionsmenge des Messlichts, welches in jede Richtung projiziert wird, abnimmt, wird es schwierig, insbesondere die Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels zu verbessern.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Zielerfassungsvorrichtung, die geeignet ist zum Erweitern des Erfassungsbereiches eines Nahziels und zum Verbessern der Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels, bei Verringern der zu verwendenden Lichtausgabeelemente.
Eine Zielerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Lichtprojektoreinheit, ausgestaltet zum Projizieren von Messlicht über einen vorbestimmten Bereich; eine Lichtempfängereinheit, ausgestaltet zum Empfangen von reflektierten Licht von einem Ziel in dem vorbestimmten Bereich von dem Messlicht; und einen Detektor, ausgestaltet zum Erfassen von einem von dem Ziel und einer Entfernung zu dem Ziel, auf der Grundlage eines Lichtempfangssignals, welches die Lichtempfängereinheit ausgibt gemäß eines Lichtempfangszustandes. Die Lichtprojektoreinheit umfasst: ein Lichtausgabeelement, ausgestaltet zum Ausgeben des Messlichts, und ein Lichtdiffusionselement, ausgestaltet zum Streuen des Messlichts, welches durch das Lichtausgabeelement ausgegeben wird, während der Übertragung des Messlicht. Die Lichtempfängereinheit umfasst: ein Lichtempfangselement, ausgestaltet zum Empfangen des reflektierten Lichtes von dem Ziel. Das Lichtdiffusionselement ist vorgesehen an einem Endabschnitt in einer von einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung eines Lichtprojektionspfades, durch den sich das Messlicht fortbewegt.
Demnach wird ein Teil des Messlichtes, das durch das Lichtausgabeelement ausgegeben wird, wobei sich der Teil des Messlichtes durch den Endabschnitt ausbreitet in der vertikalen oder horizontalen Richtung des Lichtprojektionspfades, gestreut in der vertikalen oder horizontalen Richtung durch das Lichtdiffusionselement, und wird über den vorbestimmten Bereich projiziert. Ein Teil des Messlichts, der von dem Lichtausgabeelement ausgegeben worden ist, wobei der Teil des Messlicht sich in einem Zentralabschnitt des Lichtprojektionspfad ausbreitet, wird über den vorbestimmten Bereich projiziert, ohne durch das Lichtdiffusionselement gestreut zu werden. Deshalb ist es möglich, den Lichtprojektionsbereich des Messlichtes in der vertikalen oder horizontalen Richtung zu erweitern, ohne eine große Zahl von Lichtausgabeelementen zu verwenden. Da ferner das Licht, das sich durch den Zentralabschnitt des Lichtprojektionspfads ausbreitet, nicht durch das Lichtdiffusionselement gestreut wird, ist es möglich, eine große Menge des Lichtes zu sichern, das sich durch den Zentralabschnitt ausbreitet. Da ferner das Lichtdiffusionselement einen Teil des Messlichtes auch zu einer zentralen Seite des Lichtprojektionspfades streut, ist es möglich, die Lichtprojektionsmenge des Messlichtes zu erhöhen, welches über den vorbestimmten Bereich projiziert wird von dem Zentralabschnitt des Lichtprojektionspfades. Deshalb ist es möglich, in genauer Weise mit dem Messlicht ein Ziel zu erfassen, welches angeordnet ist in einer weiten Entfernung, wobei das Messlicht eine ausreichende Lichtmenge aufweist, und es ist ferner möglich, die Erfassungssenstitivät eines weit entfernten Ziels zu verbessern.
In der vorliegenden Erfindung kann das Lichtdiffusionselement vorgesehen sein an zumindest einem von einem oberen Endabschnitt und einem unteren Endabschnitt des Lichtprojektionspfads.
Ferner kann die Zielerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen: ein Gehäuse, ausgestaltet zum Aufnehmen der Lichtprojektoreinheit und der Lichtempfängereinheit; und ein Fenster, derart vorgesehen in dem Gehäuse, dass es sich zu dem vorbestimmten Bereich öffnet. Die Lichtprojektoreinheit kann ferner umfassen zumindest einen von einer Lichtprojektorlinse, ausgestaltet zum Umwandeln des Messlichts, welches durch das Lichtausgabeelement ausgegeben wird, in paralleles Licht in einer vorbestimmten Richtung, einem Abtastspiegel, ausgestaltet zum Reflektieren des Messlichts, welches ausgegeben wird von der Lichtprojektorlinse, um einen vorbestimmten Bereich abzutasten, und einer Transmissionsabdeckung, die derart angepasst ist, dass sie das Fenster des Gehäuses schließt, und die ausgestaltet ist, das Messlicht zu übertragen, dass von dem Abtastspiegel zum vorbestimmten Bereich reflektiert wird. Das Lichtdiffusionselement kann vorgesehen sein an dem Endabschnitt in zumindest einem von der Lichtprojektorlinse, dem Abtastspiegel, und der Transmissionsabdeckung.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung das Lichtdiffusionselement vorgesehen sein an dem Endabschnitt von einem von einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche des Messlichts in einer der Lichtprojektorlinse und der Transmissionsabdeckung.
Ferner weist in der vorliegenden Erfindung der Abtastspiegel einen reflektierenden Bereich zur Projektion von Licht auf, welcher ausgestaltet ist zum Reflektieren des projizierten Lichtes, und einen reflektierenden Bereich zum Empfangen von Licht, welcher ausgestaltet ist zum Reflektieren des reflektierten Lichts. Das Lichtdiffusionselement kann vorgesehen sein an dem Endabschnitt im reflektierenden Bereich zum Projizieren von Licht.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung der Abtastspiegel ein Abtasten durchführen mit dem Messlicht und dem reflektierten Licht in der horizontalen Richtung. Eine Mehrzahl der Lichtausgabeelemente und eine Mehrzahl der Lichtempfangselemente können in der vertikalen Richtung angeordnet sein. Das Lichtdiffusionselement kann in der vertikalen Richtung einen Teil des Messlichts streuen, das ausgegeben wird von der Mehrzahl von Lichtausgabeelementen, wobei sich der Teil des Messlichts in dem oberen Endabschnitt des Lichtprojektionspfads ausbreitet.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung das Lichtdiffusionselement eine Zylinderlinse mit gekrümmter Oberfläche umfassen.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl der Zylinderlinsen derart angeordnet sein, dass die gekrümmten Oberflächen der Mehrzahl von Zylinderlinsen kontinuierlich in einer Wellenform verlaufen.
Ferner können sich in der vorliegenden Erfindung Krümmungen der Mehrzahl von Zylinderlinsen voneinander unterscheiden, und die Zylinderlinse, die weiter entfernt von einem Zentrum des Lichtprojektionspfades angeordnet ist, weist eine größere Krümmung auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Zielerfassungsvorrichtung vorzusehen, die geeignet ist für das Erweitern eines Erfassungsbereiches eines Nahziels und für das Verbessern einer Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels, bei Verringern der Anzahl von zu verwendenden Lichtausgabeelementen.
Figurenliste

1 zeigt ein Schaltbild einer Zielerfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine Frontalansicht eines Fahrzeugs, auf dem die Zielerfassungsvorrichtung von 1 angebracht ist;
3 zeigt eine Rückansicht eines optischen Systems einer Zielerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
4A zeigt eine Draufsicht einer Lichtprojektoreinheit von 3;
4B zeigt eine Draufsicht einer Lichtempfängereinheit von 3;
5 zeigt Einzelheiten eines Lichtausgabeelementes und eines Lichtempfangselementes in 3;
6A und 6B zeigen jeweils die Lichtprojektoreinheit und einen Lichtprojektionszustand gemäß der ersten Ausführungsform;
7A und 7B zeigen jeweils eine herkömmliche Lichtprojektoreinheit und einen herkömmlichen Lichtprojektionszustand;
8A und 8B zeigen jeweils eine herkömmliche Lichtprojektoreinheit und einen herkömmlichen Lichtprojektionszustand;
9 zeigt eine Lichtprojektoreinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10A bis 10C zeigen jeweils einen Abtastspiegel und ein Lichtdiffusionselement gemäß einer dritten Ausführungsform;
11A und 11B zeigen eine Lichtprojektorlinse und ein Lichtdiffusionselement gemäß einer vierten Ausführungsform;
12A und 12B zeigen eine Transmissionsabdeckung und ein Lichtdiffusionselement gemäß einer fünften Ausführungsform;
13 zeigt eine Lichtprojektoreinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
14A und 14B zeigen jeweils eine Lichtprojektoreinheit und einen Lichtprojektionszustand gemäß einer siebten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung will unter Bezugnahme der Figuren beschrieben. In den Figuren sind identische oder einander entsprechende Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer Zielerfassungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform. 2 zeigt eine Frontalansicht eines Fahrzeugs 30, an dem Zielerfassungsvorrichtung 100 angebracht ist.
Zielerfassungsvorrichtung 100 umfasst einen Laserradar, der an einem Fahrzeug angebracht ist. Wie in 2 gezeigt ist Zielerfassungsvorrichtung 100 an einem Frontalabschnitt von Fahrzeug 30 angebracht, welches als Vierrad-Automobil ausgestaltet ist. Zielerfassungsvorrichtung 100 erfasst ein Ziel durch Projizieren und Empfangen von Licht über und aus einem vorbestimmten Bereich vor Fahrzeug 30, und erfasst auch eine Entfernung zum Ziel. Das Ziel ist ein anderes Fahrzeug, eine Person, eine Straße, oder ein anderes Objekt, welches sich in einem vorbestimmten Bereich vor Fahrzeug 30 befindet.
Wie in 1 gezeigt umfasst Zielerfassungsvorrichtung 100 eine Lichtprojektoreinheit 1, eine Lichtempfängereinheit 2, eine Abtastantriebseinheit 3, einen Signalprozessor 4, eine Steuerung 5, und eine Ausgabeeinheit 6.
Lichtprojektoreinheit 1 umfasst ein Lichtausgabeelement 11 und einen Lichtausgabeantriebskreis 12. Lichtausgabeelement 11 umfasst eine LD (Laserdiode) und gibt Licht aus, um Messlicht (Laserlicht) zu projizieren. Lichtausgabeantriebskreis 12 versorgt Lichtausgabeelement 11 mit Antriebsstrom, um die Ausgabe von Licht durch Lichtausgabeelement 11 zu bewirken. Lichtprojektoreinheit 1 verwendet Lichtausgabeantriebskreis 12, um die Ausgabe von Licht durch Lichtausgabeelement 11 zu bewirken, und projiziert Messlicht über einen vorbestimmten Bereich vor Fahrzeug 30.
Lichtempfängereinheit 2 umfasst ein Lichtempfangselement 21. Lichtempfangselement 21 ist ausgestaltet als PD (Photodiode), empfängt Licht, und gibt ein Lichtempfangssignal (elektrisches Signal) gemäß des Lichtempfangszustandes aus. Das von Lichtprojektoreinheit 1 projizierte Messlicht wird reflektiert von einem Ziel in dem vorbestimmten Bereich, und Lichtempfängereinheit 2 empfängt das reflektierte Licht mit Lichtempfangselement 21.
Abtastantriebseinheit 3 umfasst einen Motor 3f, eine Motorantriebsschaltung 3m, welche Motor 3f antreibt, und dergleichen. Motor 3f ist ein Aktuator zum Ändern der Orientierung eines später beschriebenen Abtastspiegels.
Signalprozessor 4 umfasst eine Verstärkerschaltung 4a, einen ADC (Analog-Digital-Wandler) 4b, und dergleichen. Signalprozessor 4 bewirkt, dass Verstärkerschaltung 4a ein Lichtempfangssignal verstärkt, welches ausgegeben wird von Lichtempfangselement 21, tastet dann das verstärkte Lichtempfangssignal in einem vorbestimmten Zyklus ab, bewirkt, dass ADC 4b das abgetastete Lichtempfangssignal in ein Digitalsignal wandelt, und gibt das Digitalsignal an die Steuerung 5 aus.
Steuerung 5 umfasst einen Mikrocomputer oder dergleichen, und steuert den Betrieb jeder Einheit von Zielerfassungsvorrichtung 100. Steuerung 5 umfasst einen Objektdetektor 5a. Gemäß eines Ausgabesignals von Signalprozessor 4 erfasst Objektdetektor 5a das Ziel und die Entfernung zum Ziel. Objektdetektor 5a ist ein Beispiel für einen „Detektor“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Insbesondere vergleicht Objektdetektor 5a ein Ausgabesignal von Signalprozessor 4 mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Falls das Ausgabesignal größer oder gleich dem Schwellenwert ist, stellt Objektdetektor 5a das Vorhandensein eines Ziels fest. Falls das Ausgabesignal kleiner als der Schwellenwert ist, stellt Objektdetektor 5a fest, dass kein Ziel vorhanden ist. Ferner erfasst Objektdetektor 5a den Maximalwert des Ausgabesignals, der größer oder gleich dem Schwellenwert ist, und erfasst den Lichtempfangszeitpunkt des von dem Ziel reflektierten Lichtes gemäß dem Maximalwert. Daraufhin berechnet Objektdetektor 5a die Entfernung zum Ziel gemäß dem Lichtempfangszeitpunkt des reflektierten Lichtes und dem Ausgabezeitpunkt des Messlichtes von Lichtausgabeelement 11 (sogenanntes TOF-(Flugzeit)-Verfahren).
Ausgabeeinheit 6 umfasst einen Schaltkreis zur Ausgabe eines Signals und von Informationen an eine ECU (elektronische Steuervorrichtung), nicht gezeigt, die an Fahrzeug 30 angebracht ist. Steuerung 5 bewirkt die Ausgabe des Erfassungsergebnisses von Objektdetektor 5a durch Ausgabeeinheit 6 an die ECU.
3 zeigt ein optisches System von Zielerfassungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform in Rückansicht (die Seite, die Ziel 50 in 4A gegenüberliegt). 4A zeigt Lichtprojektoreinheit 1 von 3 in Draufsicht (obere Seite in 3). 4B zeigt Lichtempfängereinheit 2 von 3 von oben. In den 3 bis 4B ist die Orientierung eines Abtastspiegels 3a identisch.
Das optische System von Zielerfassungsvorrichtung 100 umfasst Lichtausgabeelement 11, eine Lichtprojektorlinse 13, ein Lichtdiffusionselement 14, den Abtastspiegel 3a, eine Transmissionsabdeckung 18, eine Lichtempfangslinse 23, einen Reflektorspiegel 22, und Lichtempfangselement 21.
Von diesen bilden Lichtausgabeelement 11, Lichtprojektorlinse 13, Lichtdiffusionselement 14, Abtastspiegel 3a, und Transmissionsabdeckung 18 Lichtprojektoroptiksystem, und sind in Lichtprojektoreinheit 1 umfasst. Transmissionsabdeckung 18, Abtastspiegel 3a, Lichtempfangslinse 23, Reflektorspiegel 22, und Lichtempfangselement 21 bilden ein Lichtempfangsoptiksystem, und sind umfasst in Lichtempfängereinheit 2.
Wie in den 3 bis 4B gezeigt sind diese Optiksysteme in einem Gehäuse 19 von Zielerfassungsvorrichtung 100 angeordnet. Gehäuse 19 ist vorgesehen mit einem Fenster 19a, das sich zu Ziel 50 hin öffnet. Die transparente Transmissionsabdeckung 18 ist derart angepasst, dass sie Fenster 19a schließt.
Transmissionsabdeckung 18 ist aus einem lichtdurchlässigen Plattenmaterial hergestellt. Transmissionsabdeckung 18 weist einen Transmissionsbereich 18c auf für die Lichtprojektion und einen Transmissionsbereich 18d für den Lichtempfang. In diesem Beispiel ist wie in 3 gezeigt die obere Hälfte von Transmissionsabdeckung 18 der Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion, und die untere Hälfte der Transmissionsabdeckung 18 ist der Transmissionsbereich 18d zum Lichtempfang. 3 zeigt eine gestrichelte Linie in der Mitte von Transmissionsabdeckung 18, die eine virtuelle Trennlinie zwischen Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion und Transmissionsbereich 18d zum Lichtempfang darstellt. Zielerfassungsvorrichtung 100 ist an einem Frontalabschnitt von Fahrzeug 30 derart angebracht, dass Transmissionsabdeckung 18 dem vorbestimmten Bereich vor Fahrzeug 30 zugewandt ist.
5 zeigt Einzelheiten von Lichtausgabeelement 11 und Lichtempfangselement 21. Lichtausgabeelement 11 umfasst vier Laserdioden LD₁ bis LD₄ . Die LD₁ bis LD₄ sind in vertikaler Richtung Y angeordnet. Ferner sind die LD₁ bis LD₄ derart in Gehäuse 19 angeordnet, dass lichtausgebende Oberflächen davon zum Abtastspiegel 3a (3 und 4A) hin gerichtet sind.
Wie in 5 gezeigt umfasst Lichtempfangselement 21 16 Photodioden PD₁ bis PD₁₆ . Die PD₁ bis PD₁₆ sind in der vertikalen Richtung Y angeordnet. Ferner sind die PD₁ bis PD₁₆ derart in Gehäuse 19 angeordnet, dass die lichtempfangenden Oberflächen davon zu Reflektorspiegel 22 ( 4B) hin gerichtet sind. Vier der PD₁ bis PD₁₆ entsprechen einer der LD₁ bis LD₄ . Genauer gesagt entsprechen PD₁ bis PD₄ der LD₁ , PD₅ bis PD₈ entsprechen LD₂ , PD₉ bis PD₁₂ entsprechen LD₃ , und PD₁₃ bis PD₁₆ entsprechen LD₄ .
In 3 und dergleichen umfasst Lichtprojektorlinse 13 eine Kollimatorlinse. Lichtprojektorlinse 13 ist angeordnet zwischen Lichtausgabeelement 11 und Abtastspiegel 3a. Lichtdiffusionselement 14 umfasst eine Mehrzahl von zylindrischen Linsen. Lichtdiffusionselement 14 ist integral mit Lichtprojektorlinse 13.
Lichtempfangslinse 23 umfasst eine Kondensorlinse. Reflektorspiegel 22 ist derart angeordnet, dass er in einem vorbestimmten Winkel bezüglich Lichtempfangslinse 23 und Lichtempfangselement 21 geneigt ist (4B).
Abtastspiegel 3a ist in einer Plattenform gebildet. Beide Plattenoberflächen (Front- und Rückflächen) 3b von Abtastspiegel 3a sind Reflektionsflächen. Abtastspiegel 3a weist einen Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion auf und einen Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang. Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion und Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang sind angeordnet in einer identischen Reflektionsfläche 3b. In diesem Beispiel ist wie in 3 gezeigt die obere Hälfte von Reflektionsfläche 3b der Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion, und die untere Hälfte von Reflektionsfläche 3b ist der Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang. Eine in 3 gezeigte gepunktete Linie in der Mitte von Abtastspiegel 3a stellt eine virtuelle Trennlinie dar zwischen Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion und Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang.
Motor 3f ist unter Abtastspiegel 3a vorgesehen. Eine Rotationswelle 3j von Motor 3f verläuft parallel zur vertikalen Richtung Y. Eine Zentralwelle (nicht gezeigt) von Abtastspiegel 3a ist am oberen Ende von Rotationswelle 3j befestigt. Abtastspiegel 3a rotiert in Verbindung mit Rotationswelle 3j von Motor 3f.
Lichtausgabeelement 11, Lichtprojektorlinse 13, Lichtdiffusionselement 14, und Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von Abtastspiegel 3a sind angeordnet in einem Lichtprojektorraum, der ungefähr der oberen Hälfte des Raumes im Innern von Gehäuse 19 entspricht. Lichtempfangselement 21, Reflektorspiegel 22, Lichtempfangslinse 23, und Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang von Abtastspiegel 3a sind angeordnet in einem Lichtempfangsraum, der ungefähr der unteren Hälfte des Raumes im Innern von Gehäuse 19 entspricht. Der Lichtprojektorraum und der Lichtempfangsraum in Gehäuse 19 sind durch eine Lichtabschirmplatte 17 voneinander getrennt. Abtastspiegel 3a ist derart angeordnet, dass Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion und Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang jeweils dem Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion und dem Transmissionsbereich 18d zum Lichtempfang von Transmissionsabdeckung 18 zugewandt sind.
Ein Lichtprojektionspfad und ein Lichtempfangspfad während des Erfassens von Ziel 50 werden in den 3 bis 4B jeweils angedeutet durch wechselnde lange und kurze gestrichelte Pfeillinien und durch zweigepunktete-Kettenlinien. Wie insbesondere durch die wechselnden Lang-Kurz-gestrichelte Pfeillinie in den 3 und 4A angedeutet, wird Messlicht, welches von Lichtausgabeelement 11 (LD₁ bis LD₄ in 5) ausgegeben wird, umgewandelt in paralleles Licht in eine vorbestimmte Richtung durch Lichtprojektorlinse 13. Zu diesem Zeitpunkt streut Lichtdiffusionselement 14 einen Teil des Messlichts an Endabschnitten von Lichtprojektorlinse 13 (Einzelheiten werden später beschrieben). Das Messlicht, welches durch Lichtprojektorlinse 13 hindurchgetreten ist, trifft Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von einer der Reflektionsflächen 3b von Abtastspiegel 3a. Zu diesem Zeitpunkt rotiert Motor 3f, die Orientierung (Winkel) von Abtastspiegel 3a ändert sich, und Abtastspiegel 3a wird in einem vorbestimmten Winkel positioniert, in dem eine der Reflektionsflächen 3b dem Ziel 50 zugewandt ist (beispielsweise der in den 3 bis 4B gezeigte Zustand von Abtastspiegel 3a). Im Ergebnis wird das Messlicht reflektiert durch Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von Abtastspiegel 3a, und tritt durch Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion von Transmissionsabdeckung 18 hindurch. Somit wird ein vorbestimmter Bereich außerhalb von Gehäuse 19 abgetastet. In den 3 und 4A wird ein Lichtprojektionspfad 10 (Raum), dessen Hauptachse dargestellt ist durch wechselnde Lang-Kurz-gestrichelte Pfeillinien, gebildet zwischen Lichtausgabeelement 11 und Abtastspiegel 3a.
Ein in 4A gezeigter Abtastwinkel Z ist ein vorbestimmter Bereich (Sicht von oben), in den Zielerfassungsvorrichtung 100 das Messlicht projiziert, welches von Lichtausgabeelement 11 ausgegeben wird, und welches reflektiert wird durch Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von Abtastspiegel 3a.
Wie oben beschrieben wird das Messlicht, welches in den vorbestimmten Bereich von Zielerfassungsvorrichtung 100 projiziert wird, reflektiert von Ziel 50 in den vorbestimmten Bereich. Wie durch die Zweipunktkettenpfeillinie in den 4A und 4B angedeutet, breitet sich das reflektierte Licht zur Zielerfassungsvorrichtung 100 aus, tritt durch Transmissionsbereich 18d zum Lichtempfang von Transmissionsabdeckung 18 hindurch, und trifft Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang von einer der Reflektionsflächen 3b von Abtastspiegel 3a (4B). Zu diesem Zeitpunkt rotiert Motor 3f, die Orientierung von Abtastspiegel 3a ändert sich, und Abtastspiegel 3a wird positioniert in einem vorbestimmten Winkel, in dem eine der Reflektionsflächen 3b zu Ziel 50 hin gerichtet ist (beispielsweise der in den 3 bis 4B gezeigte Zustand von Abtastspiegel 3a). Im Ergebnis wird das von Ziel 50 reflektierte Licht durch Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang von Abtastspiegel 3a reflektiert und tritt in Lichtempfangslinse 23 ein. Daraufhin wird das reflektierte Licht von Lichtempfangslinse 23 gesammelt, durch Reflektorspiegel 22 reflektiert, und durch Lichtempfangselement 21 empfangen. Das bedeutet, dass Abtastspiegel 3a reflektiertes Licht von Ziel 50 abtastet und das reflektierte Licht zu Lichtempfangselement 21 hin leitet über Lichtempfangslinse 23 und Reflektorspiegel 22. Ferner wird das Messlicht, welches von den jeweiligen LD₁ bis LD₄ ausgegeben wird, und welches reflektiert wird von Ziel 50, empfangen durch die jeweiligen PD₁ bis PD₁₆ .
Ein in 4B gezeigter Abtastwinkel Z entspricht einem vorbestimmten Bereich (Sicht von oben) in den das reflektierte Licht von Ziel 50 reflektiert wird durch Reflektionsbereich 3d zum Lichtempfang von Abtastspiegel 3a und daraufhin empfangen wird durch Lichtempfangselement 21. In diesem Beispiel entspricht der in 4A gezeigte Abtastwinkel Z dem in 4B gezeigten Abtastwinkel Z. Abtastwinkel Z entspricht ferner einem Erfassungsbereich in der horizontalen Richtung von Zielerfassungsvorrichtung 100 für Ziel 50.
Die 6A und 6B zeigen jeweils Lichtprojektoreinheit 1 und einen Lichtprojektionszustand von Zielerfassungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Die 7A, 7B und 8A, 8B zeigen jeweils herkömmliche Lichtprojektoreinheiten 1', 1" und herkömmliche Lichtprojektionszustände von Zielerfassungsvorrichtungen 100', 100". Die 6A, 7A und 8A zeigen jeweils schematisch die Seitenansicht der Lichtprojektoreinheiten 1, 1', 1". Die 6B, 7B und 8B zeigen jeweils schematisch Lichtprojektionszustände der Zielerfassungsvorrichtungen 100, 100', 100".
In der in 7A gezeigten herkömmlichen Lichtprojektoreinheit 1' sind vier LD₁ bis LD₄ in der vertikalen Richtung Y angeordnet als Lichtausgabeelement. Messlicht L₁ bis L₄ , welches von den jeweiligen LD₁ bis LD₄ ausgegeben wird, wird umgewandelt in paralleles Licht in einer vorbestimmten Richtung von einer Lichtprojektorlinse 13, und wird daraufhin reflektiert von einem Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion auf eine Reflektionsfläche 3b eines Abtastspiegels 3a, tritt durch einen Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion einer Transmissionsabdeckung 18 hindurch, und wird projiziert vor ein Fahrzeug 30. Zu diesem Zeitpunkt wird jedes von Messlicht L₁ , welches von der obersten LD₁ ausgegeben wird, und Messlicht L₂ , welches von der zweiten LD₂ von oben ausgegeben wird, in einer diagonalen Abwärtsrichtung projiziert, die in einem vorbestimmten Winkel zur horizontalen Richtung X' geneigt ist. Der Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₂ bezüglich der horizontalen Richtung X' wird kleiner gewählt als der Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₁ bezüglich der horizontalen Richtung X'. Ferner wird jedes von Messlicht L₄ , welches von der untersten LD₄ ausgegeben wird, und Messlicht L₃ , welches von der zweiten LD₃ von unten ausgegeben wird, projiziert in einer diagonalen Aufwärtsrichtung, die in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der horizontalen Richtung X' geneigt ist. Der Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₃ bezüglich der horizontalen Richtung X' wird kleiner gewählt als der Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₄ bezüglich der horizontalen Richtung X'.
Ferner werden die Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₁ bis L₄ derart gewählt, dass sie teilweise in der vertikalen Richtung Y überlappen. Ferner sind die Lichtausgabeleistungen der jeweiligen LD₁ bis LD₄ auf obere Grenzwerte geregelt, die ungefähr gleich untereinander sind. In der herkömmlichen Zielerfassungsvorrichtung 100' mit Lichtprojektoreinheit 1' erstreckt sich deshalb der Lichtprojektionsbereich (schraffierter Bereich) von Messlicht L' vor Fahrzeug 30 wie in 7B gezeigt. Da ferner lediglich vier LDs (LD₁ bis LD₄ ) verwendet werden, ist die Lichtprojektionsmenge von Messlicht L' in jeder Richtung klein, und das Erhöhen einer Erfassungssensitivität von weit entfernten Zielen ist erschwert.
In der in 8A gezeigten herkömmlichen Lichtprojektoreinheit 1" sind acht LDs (LD₁ bis LDa) angeordnet in vertikaler Richtung Y als Lichtausgabeelement. Messlicht L₁ bis L₈ , die jeweils von den LD₁ bis LD₈ ausgegeben werden, werden umgewandelt in paralleles Licht in einer vorbestimmten Richtung von einer Lichtprojektorlinse 13, in der Folge reflektiert durch einen Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion auf einen a Reflektionsfläche 3b eines Abtastspiegel 3a, treten durch einen Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion einer Transmissionsabdeckung 18 hindurch, und werden vor ein Fahrzeug 30 projiziert. Zu diesem Zeitpunkt wird jedes der Messlichter L₁ bis L₄ , welches von den oberen vier LD₁ bis LD₄ ausgegeben wird, in einer diagonalen Abwärtsrichtung projiziert, die geneigt ist in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der horizontalen Richtung X'. Die Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₁ bis L₄ bezüglich der horizontalen Richtung X' werden derart geregelt, dass die Lichtprojektionswinkel kleiner sind als die Positionen der LD₁ bis LD₄ , welche niedrigere Projektionsquellen sind. Ferner projiziert Lichtprojektorlinse 13 jedes von Messlicht L₅ bis L₈ , welche von den unteren vier LD₅ bis LD₈ ausgegeben werden in einer diagonalen Aufwärtsrichtung, die in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der horizontalen Richtung X' geneigt ist. Die Lichtprojektionswinkel von Messlicht L₅ bis L₈ bezüglich der horizontalen X' sind derart geregelt, dass die Lichtprojektionswinkel kleiner sind als die Positionen der LD₅ bis LD₈ , welche obere Projektionsquellen sind.
Ferner sind die Lichtprojektionsbereiche von Messlicht L₁ bis L₈ derart gewählt, dass sie teilweise in der vertikalen Richtung Y miteinander überlappen. Ferner sind die Lichtausgabeleistungen der jeweiligen LD₁ bis LD₈ auf obere Grenzwerte geregelt, die ungefähr gleich sind. In der herkömmlichen Zielerfassungsvorrichtung 100" mit Lichtprojektoreinheit 1" erstreckt sich deshalb der Lichtprojektionsbereich (schraffierter Bereich) von Messlicht L" vor Fahrzeug 30, wie in 8B gezeigt. Da ferner die acht LDs (LD₁ bis LD₈ ) verwendet werden, ist der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L" vor Fahrzeug 30 größer als der Projektionsbereich von Messlicht L' in 7B. Da ferner die Lichtprojektionsmenge von Messlicht L" größer ist als die Lichtprojektionsmenge des in 7B gezeigten Messlicht L', kann die Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels verbessert werden. Da jedoch bis zu acht LDs verwendet werden, steigen die Produktkosten von Zielerfassungsvorrichtung 100".
Im Gegensatz dazu sind in der in 6A gezeigten erfindungsgemäßen Lichtprojektoreinheit 1 von Zielerfassungsvorrichtung 100, vier LDs (LD₁ bis LD₄ ) angeordnet als Lichtausgabeelement 11 in der vertikalen Richtung Y und die Lichtdiffusionselemente 14 sind vorgesehen in Lichtprojektionspfad 10 von Messlicht L₁ bis L₄ , welches von den jeweiligen LD₁ bis LD₄ ausgegeben wird.
Lichtdiffusionselement 14 ist integriert mit einem oberen Endabschnitt 13u und einem unteren Endabschnitt 13v der Austrittsfläche 13b von Lichtprojektorlinse 13. Da Messlicht L₁ bis L₄ , welches von den LD₁ bis LD₄ von Lichtausgabeelement 11 ausgegeben wird, durch Lichtprojektorlinse 13 hindurchtritt, stellt Lichtprojektorlinse 13 einen Teil von Lichtprojektionspfad 10 dar, durch den sich Messlicht L₁ bis L₄ fortpflanzt. Jedes der Messlicht L₁ bis L₄ tritt durch einen Zentralabschnitt 13m und die Endabschnitte 13u, 13v von Lichtprojektorlinse 13 hindurch. Lichtdiffusionselement 14 ist nicht in Zentralabschnitt 13m vorgesehen, sondern in jedem der Endabschnitte 13u, 13v. Die Endabschnitte 13u, 13v sind ebenso Endabschnitte von Lichtprojektionspfad 10 in der vertikalen Richtung Y.
Lichtdiffusionselement 14 umfasst eine Mehrzahl von Zylinderlinsen 14c. Jede Zylinderlinse 14c weist eine konvex gekrümmte Oberfläche auf, die in die Lichtausbreitungsrichtung ragt (nach rechts in 6A). Die Mehrzahl von Zylinderlinsen 14c ist derart in der vertikalen Richtung Y angeordnet, dass die gekrümmten Oberflächen davon eine kontinuierliche Wellenform bilden.
Die Projektionszustände der Messlicht L₁ bis L₄ von den LD₁ bis LD₄ zu Lichtprojektorlinse 13 sind ähnlich denen in 7A. Jedoch tritt von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der in Lichtprojektorlinse 13 eintritt, derjenige Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der sich durch die Endabschnitte 13u, 13v von Lichtprojektorlinse 13 fortpflanzt, in Lichtdiffusionselement 14 ein. Lichtdiffusionselement 14 streut in der vertikalen Richtung Y das eingetretene Licht, während es das Licht überträgt. Das durch Lichtdiffusionselement 14 gestreute Messlicht L₁ bis L₄ wird reflektiert durch den Reflektionsbereich 3c für die Lichtprojektion von Abtastspiegel 3a, tritt durch den Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion von Transmissionsabdeckung 18 hindurch, und wird vor Fahrzeug 30 projiziert.
Im Gegensatz dazu tritt von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der in Lichtprojektorlinse 13 eingetreten ist, derjenige Teil von Licht, der durch Zentralabschnitt 13m von Lichtprojektorlinse 13 hindurchtritt, nicht in Lichtdiffusionselement 14 ein, sondern wird reflektiert durch Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von Abtastspiegel 3a, tritt durch Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion von Transmissionsabdeckung 18 hindurch, und wird projiziert vor Fahrzeug 30.
Aufgrund des oben beschriebenen Lichtprojektionszustandes von Lichtprojektoreinheit 1 erstreckt sich in Zielerfassungsvorrichtung 100 der Lichtprojektionsbereich (schraffierter Bereich) von Messlicht L wie in 6B gezeigt vor Fahrzeug 30. Das bedeutet, weil Lichtdiffusionselement 14 einen Teil von Messlicht L₁ bis L₄ in der vertikalen Richtung Y streut, ist der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L größer in der vertikalen Richtung Y als der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L' der in 7B gezeigten herkömmlichen Zielerfassungsvorrichtung 100'. In diesem Beispiel ist der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L ungefähr identisch gewählt mit dem Lichtprojektionsbereich von Messlicht L" der in 8B gezeigten herkömmlichen Zielerfassungsvorrichtung 100". Selbst wenn acht LDs in der herkömmlichen Lichtprojektoreinheit 1" von 8A verwendet werden, werden im Übrigen lediglich vier LDs in Lichtprojektoreinheit 1 der in 6A gezeigten vorliegenden Erfindung verwendet. Deshalb verringern sich die Produktkosten von Zielerfassungsvorrichtung 100 um den Betrag, der der verringerten Zahl der verwendeten LDs entspricht.
Ferner umfasst Messlicht Lm, welches Teil ist von Messlicht L in 6B und welches projiziert wird auf den Zentralabschnitt des Lichtprojektionsbereiches, Messlicht, das nicht gestreut wird von Lichtdiffusionselement 14, sondern das durch Zentralabschnitt 13m von Lichtprojektorlinse 13 hindurch tritt, sowie Messlicht, welches zu einer Zentralseite von Lichtprojektionspfad 10 durch Lichtdiffusionselement 14 gestreut wird. Im Gegensatz dazu umfasst das in einen Abschnitt projizierte Messlicht Lt, der sich von dem Zentralabschnitt des Lichtprojektionsbereiches unterscheidet, Messlicht, welches gestreut wird durch Lichtdiffusionselement 14. Deshalb ist die Lichtprojektionsmenge von Messlicht Lm im Zentralabschnitt größer als die Lichtprojektionsmenge von Messlicht Lt in dem Abschnitt, der sich vom Zentralabschnitt unterscheidet, und größer als die Projektionslichtmenge von Messlicht L' in jeder Richtung in 7B. Deshalb ist es möglich, eine Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels zu verbessern. In diesem Beispiel ist die Lichtprojektionsmenge von Messlicht Lm derart gewählt, dass sie ungefähr identisch ist mit der Lichtprojektionsmenge von Messlicht L" in jeder Richtung der in 8B gezeigten herkömmlichen Zielerfassungsvorrichtung 100".
Messlicht Lm in 6B eignet sich zum Erfassen eines weit entfernten Ziels, das bedeutet, ein Ziel wie ein vorausfahrendes Fahrzeug, ein entgegenkommendes Fahrzeug, oder ein anderes Objekt, welches sich in einer weiten Entfernung von Fahrzeug 30 befindet. Im Gegensatz dazu eignet sich Messlicht Lt zum Erfassen eines Ziels in kurzer Entfernung, das bedeutet, die Gesamtheit eines Ziels wie eine Person, eine Straßenoberfläche, oder ein anderes Objekt, welches sich in einer kurzen Entfernung von Fahrzeug 30 befindet.
Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , das von LD₁ bis LD₄ von Lichtausgabeelement 11 ausgegeben wird, derjenige Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der sich durch die Endabschnitte von Lichtprojektionspfad 10 ausbreitet (Endabschnitte 13u, 13v von Lichtprojektorlinse 13), in der vertikalen Richtung Y gestreut durch Lichtdiffusionselement 14, und wird über den vorbestimmten Bereich projiziert. Ferner wird Licht, welches sich durch den Zentralabschnitt von Lichtprojektionspfad 10 ausbreitet (Zentralabschnitt 13m von Lichtprojektorlinse 13) projiziert über den vorbestimmten Bereich, ohne dass es von Lichtdiffusionselement 14 gestreut wird. Selbst wenn eine große Zahl der Lichtausgabeelemente 11 nicht in der vertikalen Richtung Y angeordnet ist, erstreckt sich der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L in der vertikalen Richtung Y, und der Erfassungsbereich von Ziel 50 erstreckt sich ebenfalls in der vertikalen Richtung Y. Deshalb ist es möglich, nahezu die Gesamtheit von Ziel 50 in kurzer Entfernung zu erfassen, und die Erfassungsleistung eines Nahziels zu verbessern. Ferner ist es möglich, die Zahl der zu verwendenden LD₁ bis LD₄ zu verringern und die Produktkosten von Zielerfassungsvorrichtung 100 niedrig zu halten.
Ferner wird von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der von den LD₁ bis LD₄ ausgegeben wird, der Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der sich durch den Zentralabschnitt von Lichtprojektionspfad 10 ausbreitet, nicht durch Lichtdiffusionselement 14 gestreut. Deshalb kann eine große Menge an Licht erhalten werden. Da ferner Lichtdiffusionselement 14 einen Teil von Messlicht L₁ bis L₄ auch zur Zentralseite von Lichtprojektionspfad 10 streut, ist es möglich, die Lichtprojektionsmenge von Messlicht Lm, die über den vorbestimmten Bereich vom Zentralabschnitt von Lichtprojektionspfad 10 projiziert wird, zu erhöhen. Deshalb ist ein genaues Erfassen des weit entfernten Ziels 50 mit Messlicht Lm möglich, das eine ausreichende Lichtmenge aufweist, und es ist möglich, die Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels zu verbessern.
Ferner ist in der ersten Ausführungsform das Lichtdiffusionselement 14 integriert mit den Endabschnitten 13u, 13v von Austrittsfläche 13b von Lichtprojektorlinse 13, die von Lichtprojektoreinheit 1 umfasst ist. Deshalb können Lichtdiffusionselement 14 und Lichtprojektorlinse 13 in einfacher Weise auf dem Lichtprojektionspfad 10 von Lichtprojektoreinheit 1 angeordnet werden. Durch Integrieren von Lichtdiffusionselement 14 und Lichtprojektorlinse 13 ist es ferner möglich, einen Zuwachs in der Zahl der Einzelkomponenten von Lichtprojektoreinheit 1 zu unterdrücken, und einen Zusammenbau von Zielerfassungsvorrichtung 100 zu erleichtern.
Ferner ist es in der ersten Ausführungsform möglich, ohne eine große Zahl von Lichtausgabeelementen 11 und eine große Zahl von Lichtempfangselementen 21 in der horizontalen Richtung X anzuordnen, Abtastspiegel 3a zu verwenden zum Abtasten mit dem Messlicht und dem reflektierten Licht in der horizontalen Richtung X und den Lichtprojektions- und -empfangsbereich in der horizontalen Richtung X zu erweitern. Deshalb ist eine Erweiterung des Erfassungsbereiches von Ziel 50 in der horizontalen Richtung X und der vertikalen Richtung Y möglich, bei gleichzeitigem Verringern der zu verwendenden Zahl von Lichtausgabeelementen 11 und Lichtempfangselementen 21 und bei Halten der Produktkosten von Zielerfassungsvorrichtung 100 auf niedrigem Niveau.
Da ferner in der ersten Ausführungsform Abtastspiegel 3a verwendet wird, der Abtasten mit Messlicht und reflektiertem Licht lediglich in der horizontalen Richtung X durchführt, ist der Aufbau einfacher als der Aufbau für den Fall des Verwendens eines Abtastspiegels, der ein Abtasten durchführt mit Messlicht und reflektiertem Licht in der horizontalen Richtung X und der vertikalen Richtung Y, und die Produktkosten von Zielerfassungsvorrichtung 100 können reduziert werden.
Ferner umfasst in der ersten Ausführungsform Lichtdiffusionselement 14 die Zylinderlinsen 14c mit konvexen gekrümmten Oberflächen. Die Mehrzahl von Zylinderlinsen 14c ist derart angeordnet an den Endabschnitten 13u, 13v von Austrittsfläche 13b von Lichtprojektorlinse 13, dass die gekrümmten Oberflächen der jeweiligen Zylinderlinsen 14c kontinuierlich in einer Wellenform in der vertikalen Richtung Y verlaufen. Deshalb wird Messlicht L₁ bis L₄ , welches durch die Endabschnitte 13u, 13v von Lichtprojektorlinse 13 hindurchtritt, breit gestreut in der vertikalen Richtung Y von der Mehrzahl von Zylinderlinsen 14c, und der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L vor Fahrzeug 30 kann zusätzlich erweitert werden.
9 zeigt eine Lichtprojektoreinheit 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Da der Aufbau mit dem Unterschied zu Lichtprojektoreinheit 1 ähnlich dem der ersten Ausführungsform ist, ist die Darstellung davon weggelassen (gleiches gilt für die später beschriebenen dritten bis siebten Ausführungsformen). In der zweiten Ausführungsform sind Lichtdiffusionselemente 14 mit einem oberen Endabschnitt 18u und einem unteren Endabschnitt 18v einer Lichteintrittsfläche 18a in einem Lichttransmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion einer Transmissionsabdeckung 18 integriert. Messlicht L₁ bis L₄ , welches ausgegeben wird von LD₁ bis LD₄ , tritt durch den Lichttransmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion hindurch und ist vor ein Fahrzeug 30 projiziert. Deshalb bildet Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion einen Teil eines Lichtprojektionspfads 10 von Messlicht L₁ bis L₄ . Jedes der Messlicht L₁ bis L₄ durchquert einen Zentralabschnitt und Endabschnitte 18u, 18v in Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion. Lichtdiffusionselement 14 ist nicht in dem Zentralabschnitt vorgesehen, sondern in jedem der Endabschnitte 18u, 18v. Endabschnitte 18u, 18v sind auch Endabschnitte von Lichtprojektionspfad 10 in der vertikalen Richtung Y.
Ferner umfasst Lichtdiffusionselement 14 eine Mehrzahl von Zylinderlinsen 14d. Jede Zylinderlinse 14d weist eine konvex gekrümmte Oberfläche auf, die in die Richtung ragt, die der Lichtausbreitungsrichtung entgegen läuft (nach links in 9). Die Mehrzahl der Zylinderlinsen 14d ist derart in der vertikalen Richtung Y angeordnet, dass die gekrümmten Oberflächen davon kontinuierlich in einer Wellenform verlaufen. Ferner sind die Krümmungen der Mehrzahl von Zylinderlinsen 14d voneinander unterschiedlich, und die Zylinderlinse, die in der vertikalen Richtung weiter weg vom Zentrum von Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion liegt, weist eine größere Krümmung auf.
Messlicht L₁ bis L₄ , welches ausgegeben wird von den LD₁ bis LD₄ , wird umgewandelt in paralleles Licht in einer vorbestimmten Richtung durch eine Lichtprojektorlinse 13, und daraufhin reflektiert durch einen Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion eines Abtastspiegels 3a. Daraufhin tritt von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ derjenige Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der durch obere und untere Endabschnitte von Lichtprojektionspfad 10 hindurchtritt, in Lichtdiffusionselement 14 ein, wird in der vertikalen Richtung Y durch Lichtdiffusionselement 14 gestreut, tritt durch Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion von Transmissionsabdeckung 18 hindurch, und wird vor Fahrzeug 30 projiziert. Ferner tritt von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der durch Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von Abtastspiegel 3a reflektiert wird, derjenige Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der einen Zentralabschnitt von Lichtprojektionspfad 10 durchquert, nicht in Lichtdiffusionselement 14 ein, sondern durchquert Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion von Transmissionsabdeckung 18, und wird vor Fahrzeug 30 projiziert.
Selbst wenn die Lichtprojektoreinheit 1 gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform in Zielerfassungsvorrichtung 100 vorgesehen ist, kann der in 6B gezeigte Lichtprojektionszustand von Messlicht L vor Fahrzeug 30 umgesetzt werden. Ferner unterscheiden sich die Krümmungen der Mehrzahl von Zylinderlinsen 14d, die Lichtdiffusionselement 14 ausmachen, voneinander, und Zylinderlinse 14d, die in vertikaler Richtung weiter entfernt vom Zentrum von Transmissionsbereich 18c zur Lichtprojektion angeordnet ist, weist eine größere Krümmung auf. Deshalb können die Streugrade der Messlichter L₁ bis L₄ so gewählt werden, dass sie stufenweise in der vertikalen Richtung Y zunehmen. Der Lichtprojektionsbereich von Messlicht L, welches vor Fahrzeug 30 projiziert wird, kann in einfacher Weise in der vertikalen Richtung Y erstreckt werden. Ferner ist es auch möglich, eine große Lichtprojektionsmenge von Messlicht Lm sicherzustellen (6B), welches auf den Zentralabschnitt des Lichtprojektionsbereiches von Messlicht L projiziert wird, und stufenweise die Lichtprojektionsmenge von Messlicht L zu verringern, da sich Messlicht L in der vertikalen Richtung weiter entfernt vom Zentralabschnitt trennt.
Die 10A bis 10C zeigen einen Abtastspiegel 3a und ein Lichtdiffusionselement 14 gemäß einer dritten Ausführungsform. In dem in 10A gezeigten Beispiel sind Lichtdiffusionselemente 14 integriert mit Endabschnitten 3u, 3v in der vertikalen Richtung Y in einem Reflektionsbereich 3c zur Lichtprojektion von jeder Reflektionsfläche 3b von Abtastspiegel 3a. Das bedeutet, dass Lichtdiffusionselemente 14 vorgesehen sind auf den Front- und Rückflächen von Abtastspiegel 3a. Selbst in diesem Fall ist von dem Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der ausgegeben wird von den LD₁ bis LD₄ , derjenige Teil von Messlicht L₁ bis L₄ , der obere und untere Endabschnitte eines Lichtprojektionspfad 10 durchquert, in der vertikalen Richtung Y gestreut durch Lichtdiffusionselemente 14. Deshalb kann ein Lichtprojektionsbereich von Messlicht L vor Fahrzeug 30 in der vertikalen Richtung Y erweitert werden.
Da Lichtdiffusionselemente 14 an den oberen und unteren Endabschnitten 3u, 3v der Reflektionsbereiche 3c zur Lichtprojektion vorgesehen sind, wird Messlicht L₁ bis L₄ in dem Beispiel von 10A auf die unteren Seiten der Reflektionsbereiche 3c zur Lichtprojektion gestreut, um zu Streulicht zu werden, und das Streulicht betritt einen Lichtempfangspfad von reflektiertem Licht von einem Ziel 50, was die Erfassungsleistung von Ziel 50 beeinflussen kann. Als Gegenmaßnahme sind wie in 10B gezeigt die Lichtdiffusionselemente 14 nicht vorgesehen an unteren Enden 3v von Reflektionsbereichen 3c zur Lichtprojektion in der Nähe von Reflektionsbereichen 3d zum Lichtempfang, und Lichtdiffusionselemente 14 können lediglich vorgesehen sein an oberen Endabschnitten 3u der Reflektionsbereiche 3c zur Lichtprojektion, die weg von den Reflektionsbereichen 3d zum Lichtempfang angeordnet sind. Um ferner beispielsweise in verlässlicher Weise eine Straßenoberfläche zu erfassen, auf der sich Fahrzeug 30 fortbewegt, können die Lichtdiffusionselemente 14 vorgesehen sein an unteren Endabschnitten 3v von Reflektionsbereichen 3c zur Lichtprojektion (nicht gezeigt).
Wie ferner in 10C gezeigt können die Lichtdiffusionselemente 14, die je eine einzelne Zylinderlinse 14c umfassen, an oberen Endabschnitten 3u oder unteren Endabschnitten 3v von Reflektionsbereichen 3c zur Lichtprojektion vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung kann sich in verschiedenen Ausführungsformen manifestieren, die sich von den oben beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden. Beispielsweise zeigt die in den 6A und 6B gezeigte erste Ausführungsform ein Beispiel, in dem die Lichtdiffusionselemente 14 an den Endabschnitten 13u, 13v von Austrittsfläche 13b von Lichtprojektorlinse 13 vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Daneben kann eine in den 11A und 11 B gezeigte vierte Ausführungsform übernommen werden. Wie beispielsweise in 11A gezeigt können die Lichtdiffusionselemente 14 an Endabschnitten 13u, 13v einer Eintrittsfläche 13a einer Lichtprojektorlinse 13 vorgesehen sein. Alternativ können die Lichtdiffusionselemente 14 wie in 11B gezeigt vorgesehen sein an Endabschnitten 13u, 13v von jeder einer Eintrittsfläche 13a und einer Austrittsfläche 13b einer Lichtprojektorlinse 13. Alternativ können Lichtdiffusionselemente 14, die je eine einzelne Zylinderlinse umfassen, vorgesehen sein an Endabschnitten 13u, 13v einer Eintrittsfläche 13a oder einer Austrittsfläche 13b einer Lichtprojektorlinse 13 (nicht gezeigt). Ferner kann ein Lichtdiffusionselement 14 lediglich vorgesehen sein auf einem von einem oberen Endabschnitt 13u und einem unteren Endabschnitt 13v einer Eintrittsfläche 13a oder einer Austrittsfläche 13b einer Lichtprojektorlinse 13 (nicht gezeigt).
Ferner zeigt die in 9 gezeigte zweite Ausführungsform ein Beispiel, bei dem die Lichtdiffusionselemente 14 vorgesehen sind an Endabschnitten 18u, 18v von Eintrittsfläche 18a von Transmissionsabdeckung 18. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Daneben kann eine in den 12A und 12B gezeigte Ausführungsform übernommen werden. Wie beispielsweise in 12A gezeigt können die Lichtdiffusionselemente 14 vorgesehen sein an Endabschnitten 18u, 18v einer Austrittsfläche 18b einer Transmissionsabdeckung 18. Wie alternativ in 12B gezeigt können Lichtdiffusionselemente 14 vorgesehen sein an Endabschnitten 18u, 18v von jeder einer Eintrittsfläche 18a und einer Austrittsfläche 18b einer Transmissionsabdeckung 18. Alternativ können Lichtdiffusionselemente 14, die je eine einzelne Zylinderlinse umfassen, vorgesehen sein an Endabschnitten 18u, 18v einer Eintrittsfläche 18a oder einer Austrittsfläche 18b einer Transmissionsabdeckung 18 (nicht gezeigt). Ferner kann ein Lichtdiffusionselement 14 vorgesehen sein an lediglich einem von einem oberen Endabschnitt 18u und einem unteren Endabschnitt 18v einer Eintrittsfläche 18a oder einer Austrittsfläche 18b einer Transmissionsabdeckung 18 (nicht gezeigt).
Ferner zeigen die obige Ausführungsformen Beispiele, in denen die Lichtprojektoreinheit 1 die Lichtprojektorlinse 13, den Abtastspiegel 3a, und die Transmissionsabdeckung 18 zusätzlich zum Lichtausgabeelement 11 umfasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine oder zwei einer Lichtprojektorlinse 13, eines Abtastspiegels 3a, und einer Transmissionsabdeckung 18 können vorgesehen sein.
Ferner kann ein Lichtdiffusionselement 14 vorgesehen sein an zumindest einem von einer Lichtprojektorlinse 13, einem Abtastspiegel 3a, und einer Transmissionsabdeckung 18. Wie alternativ in einer sechsten Ausführungsform in 13 gezeigt kann ein Lichtdiffusionselement 14 getrennt vorgesehen sein von einer Lichtprojektorlinse 13, einem Abtastspiegel 3a, und einer Transmissionsabdeckung 18. In diesem Fall werden eine Position zwischen einem Lichtausgabeelement 11 und einer Lichtprojektorlinse 13, eine Position zwischen Lichtprojektorlinse 13 und Abtastspiegel 3a, und eine Position zwischen Abtastspiegel 3a und einer Transmissionsabdeckung 18 als Positionen betrachtet, an denen das Lichtdiffusionselement 14 angeordnet ist, wie mit gestrichelten Linien in 13 angedeutet. Lichtdiffusionselement 14 kann angeordnet sein an zumindest einer dieser Positionen. Selbst in einem Fall, in dem Lichtdiffusionselement 14 getrennt angeordnet ist von Lichtprojektorlinse 13 und dergleichen wie oben beschrieben, ist Lichtdiffusionselement 14 gleichwohl vorgesehen an einem Endabschnitt in der vertikalen Richtung Y eines Lichtprojektionspfad 10, den das Messlicht durchquert.
Ferner zeigen die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen Messlicht in der vertikalen Richtung Y gestreut wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Daneben kann wie in einer siebten Ausführungsform der 14A und 14B Messlicht in der horizontalen Richtung X gestreut werden. Die 14A und 14B sind Draufsichten einer Lichtprojektoreinheit 1 und eines Fahrzeugs 30.
In dem Beispiel von 14A sind Lichtdiffusionselemente 14 vorgesehen an Endabschnitten 13L, 13r in der horizontalen Richtung X einer Lichtprojektorlinse 13, die angeordnet ist auf einem Lichtprojektionspfad 10. Von einem Teil von Messlicht La, welches ausgegeben wird durch Lichtausgabeelement 11, wird derjenige Teil von Messlicht La, der Endabschnitte in der horizontalen Richtung X von Lichtprojektionspfad 10 durchquert, gestreut in der horizontalen Richtung X durch die Lichtdiffusionselemente 14. Im Ergebnis kann wie in 14B gezeigt ein Lichtprojektionsbereich (schraffierter Bereich) von Messlicht L, der vor Fahrzeug 30 projiziert wird, in der horizontalen Richtung X ausgeweitet werden. Ferner wird die Lichtprojektionsmenge von Messlicht Lm, die auf einen Zentralabschnitt von Messlicht L projiziert wird, größer gemacht als die Lichtprojektionsmenge von Messlicht Ls, die in rechte und linke Seiten des Lichtprojektionsbereichs projiziert werden. Deshalb kann die Erfassungssensitivität eines weit entfernten Ziels erhöht werden.
Im Fall der 14A und 14B kann Abtastspiegel 3a weggelassen werden. Ferner kann als Lichtausgabeelement 11 lediglich eine LD vorgesehen sein oder eine Mehrzahl von LDs kann angeordnet sein in der horizontalen Richtung oder der vertikalen Richtung. Ferner können Lichtprojektorlinse 13, Abtastspiegel 3a, und Transmissionsabdeckung 18 in den 14A und 14B unterschiedliche Ausgestaltungen der in den 9 bis 12B gezeigten Lichtprojektorlinse 13, Abtastspiegel 3a, und Transmissionsabdeckung 18 annehmen. Ferner können die Lichtdiffusionselemente 14 in 14A getrennt angeordnet werden wie in 13 gezeigt.
Ferner können in einer anderen Ausführungsform ein Lichtdiffusionselement, welches Messlicht in der vertikalen Richtung Y streut, und ein Lichtdiffusionselement, welches Messlicht in der horizontalen Richtung X streut, gemeinsam verwendet werden.
Zusätzlich beschreiben die oben beschriebenen Ausführungsformen Beispiele, in denen eine LD als Lichtausgabeelement verwendet wird, und eine PD als Lichtempfangselement. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Lichtprojektoreinheit 1 kann neben einer LD eine geeignete Zahl von Lichtausgabeelementen umfassen. Zusätzlich kann eine Lichtempfängereinheit 2 als Lichtempfangselement, eine APD (Avalanche-Photodiode), eine SPAD (Single-Photon-Avalanchediode), bei der es sich um eine Geiger-modus APD handelt, einen MPPC (Multipixel-Photon-Zähler), der gebildet wird durch paralleles Verbinden einer Mehrzahl von SPADs, oder dergleichen, umfassen. Ferner kann die Anzahl und Anordnung der Lichtausgabeelemente und Lichtempfangselemente in angemessener Weise gewählt werden.
Ferner beschreiben die obigen Ausführungsformen Beispiele, bei denen ein Abtastspiegel 3a verwendet wird, der derart durch Motor 3f rotiert wird, dass sich die Richtung von Reflektionsfläche 3b ändert, und so ein Abtasten mit Licht durchführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ferner kann beispielsweise ein Abtastspiegel verwendet werden, der derart durch einen Aktuator geschwenkt wird, dass sich die Richtung einer Reflektionsfläche ändert, und der Abtasten mit Licht durchführen kann.
Ferner beschreiben die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen plattenartige Abtastspiegel 3a, bei denen beide Oberflächen Reflektionsflächen 3b sind, verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Daneben ist es auch möglich, einen Abtastspiegel zu verwenden, dessen drei oder mehr Oberflächen Reflektionsflächen sind, wie etwa einen Polygonspiegel. Ferner kann ein Abtastspiegel vorgesehen sein, der ein Abtasten mit Messlicht von einem Lichtausgabeelement 11 durchführt, und ein Abtastspiegel, der Abtasten durchführt mit reflektierten Licht von einem Ziel 50, kann separat vorgesehen sein. Ferner kann ein Abtastspiegel verwendet werden, der Abtasten durchführt mit einem von Messlicht von einem Lichtausgabeelement 11 und reflektiertem Licht von einem Ziel 50 in der horizontalen und vertikalen Richtung.
Ferner beschreiben die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen Lichtprojektoreinheit 1 vorgesehen ist in der Oberseite von Gehäuse 19 und Lichtempfängereinheit 2 vorgesehen ist in der Unterseite von Gehäuse 19. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Lichtprojektoreinheit 1 kann vorgesehen sein in einer Unterseite in einem Gehäuse 19 und Lichtempfängereinheit 2 kann vorgesehen sein in einer Oberseite in Gehäuse 19.
Ferner beschreiben die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen Zielerfassungsvorrichtung 100 derart installiert ist, dass sie Licht projiziert und empfängt in und aus einem Bereich vor Fahrzeug 30. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zielerfassungsvorrichtung 100 kann derart installiert werden, dass sie Licht projiziert und empfängt in und aus einem Bereich hinter oder neben Fahrzeug 30. Ferner kann der Installationsort (Frontalabschnitt, Heckabschnitt, Seitenabschnitt) von Zielerfassungsvorrichtung 100 in Fahrzeug 30 passend gewählt werden.
Ferner beschreiben die obigen Ausführungsformen Beispiele, in denen die vorliegende Erfindung auf Zielerfassungsvorrichtung 100 angewendet wird, die einen fahrzeugeigenen Laserradar umfasst. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch angewendet werden auf eine Zielerfassungsvorrichtung für eine andere vorgesehene Verwendung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018027736 [0001]
JP 2014 A [0004]
JP 71029 A [0004]
JP 2014209078 A [0004, 0008, 0010]
JP 2014071029 A [0006]

Claims

Zielerfassungsvorrichtung umfassend: eine Lichtprojektoreinheit, ausgestaltet zum Projizieren von Messlicht über einen vorbestimmten Bereich; eine Lichtempfängereinheit, ausgestaltet zum Empfangen von reflektierten Licht von einem Ziel in dem vorbestimmten Bereich von dem Messlicht; und einen Detektor, ausgestaltet zum Erfassen von einem von dem Ziel und einer Entfernung zu dem Ziel, auf der Grundlage eines Lichtempfangssignals, welches die Lichtempfängereinheit ausgibt gemäß eines Lichtempfangszustandes, wobei die Lichtprojektoreinheit umfasst: ein Lichtausgabeelement, ausgestaltet zum Ausgeben des Messlichts, und ein Lichtdiffusionselement, ausgestaltet zum Streuen des Messlichts, welches durch das Lichtausgabeelement ausgegeben wird, während der Übertragung des Messlicht, wobei die Lichtempfängereinheit umfasst: ein Lichtempfangselement, ausgestaltet zum Empfangen des reflektierten Lichtes, wobei das Lichtdiffusionselement vorgesehen ist an einem Endabschnitt in einer von einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung eines Lichtprojektionspfades, durch den sich das Messlicht fortbewegt.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtdiffusionselement vorgesehen ist an zumindest einem von einem oberen Endabschnitt und einem unteren Endabschnitt des Lichtprojektionspfads.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 ferner umfassend: ein Gehäuse, ausgestaltet zum Aufnehmen der Lichtprojektoreinheit und der Lichtempfängereinheit; und ein Fenster, derart vorgesehen in dem Gehäuse, dass es sich zu dem vorbestimmten Bereich öffnet, wobei die Lichtprojektoreinheit ferner zumindest einen umfasst von einer Lichtprojektorlinse, ausgestaltet zum Umwandeln des Messlichts, welches durch das Lichtausgabeelement ausgegeben wird, in paralleles Licht in einer vorbestimmten Richtung, einem Abtastspiegel, ausgestaltet zum Reflektieren des Messlichts, welches ausgegeben wird von der Lichtprojektorlinse, um einen vorbestimmten Bereich abzutasten, und einer Transmissionsabdeckung, die derart angepasst ist, dass sie das Fenster schließt, und die ausgestaltet ist, das Messlicht zu übertragen, dass von dem Abtastspiegel zum vorbestimmten Bereich reflektiert wird, und wobei das Lichtdiffusionselement vorgesehen ist an dem Endabschnitt in zumindest einem von der Lichtprojektorlinse, dem Abtastspiegel, und der Transmissionsabdeckung.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Lichtdiffusionselement vorgesehen ist an dem Endabschnitt von einem von einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche des Messlichts in einer der Lichtprojektorlinse und der Transmissionsabdeckung.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Abtastspiegel einen reflektierenden Bereich aufweist zur Projektion von Licht, welcher ausgestaltet ist zum Reflektieren des projizierten Lichtes, und einen reflektierenden Bereich zum Empfangen von Licht, welcher ausgestaltet ist zum Reflektieren des reflektierten Lichts, und wobei das Lichtdiffusionselement vorgesehen ist an dem Endabschnitt im reflektierenden Bereich zum Projizieren von Licht.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Abtastspiegel ein Abtasten durchführt mit dem Messlicht und dem reflektiertem Licht in der horizontalen Richtung, wobei eine Mehrzahl der Lichtausgabeelemente und eine Mehrzahl der Lichtempfangselemente in der vertikalen Richtung angeordnet sind, und wobei das Lichtdiffusionselement in der vertikalen Richtung einen Teil des Messlichts streut, das ausgegeben wird von der Mehrzahl von Lichtausgabeelementen, wobei sich der Teil des Messlichts in dem oberen Endabschnitt des Lichtprojektionspfads ausbreitet.
Zielerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Lichtdiffusionselement eine Zylinderlinse mit gekrümmter Oberfläche umfasst.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Mehrzahl der Zylinderlinsen derart angeordnet ist, dass die gekrümmten Oberflächen der Mehrzahl von Zylinderlinsen kontinuierlich in einer Wellenform verlaufen.
Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei sich Krümmungen der Mehrzahl von Zylinderlinsen voneinander unterscheiden, und wobei die Zylinderlinse, die weiter entfernt von einem Zentrum des Lichtprojektionspfades angeordnet ist, eine größere Krümmung aufweist.