JP2007510166A - 光学装置の前にあって光を通す覆い板上の汚れを検出する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、電磁波２つの送光器及び送られる電磁波の反射を受けるため適当に方向づけられる２つの受光器を持つ周辺検出システムに関し、第１の送光器及び受光器は、第１の目標範囲に、第２の送光器及び受光器は、第２の目標範囲に向けられている。
第３の目標範囲を検出するため、少なくとも第１の送光器の前に、一時的にこの送光器が送られる電磁波の少なくとも一部を少なくとも一時的に第３の目標範囲へ転向させる光学的手段が設けられ、少なくとも第２の受光器の前に、第１の送光器から第３の目標範囲へ送られて反射される電磁波を少なくとも一時的に第２の受光器へ転向させる光学的手段が設けられている。光学的手段はなるべく永続的に設けられ、交互にそれぞれ１つの送光器のみが動作するので、それぞれ１つの受光器が、それぞれ妨げられることなく第３の目標範囲を検出する。
それにより例えば自動車において、走行方向において車両の右及び左に設けられる送−受光器対により、走行方向において正面範囲全体を検出することができる。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、光学装置の前にあって光を通す覆い板上の汚れを検出する装置に関する。

このような装置は、特に光を送りかつ目標範囲において反射される光成分から周辺についての情報を推論する周辺検出システムにおいて必要である。このような周辺検出システムは、将来特に自動車の分野において、着席の確認、間隔制御、車線警告、車線案内又はさし迫った衝突の際対策を開始するために使用されるであろう。汚れを検出することにより、送光出力又は受光感度を適当に合わせ、受光される反射光の成分を正しく評価することが可能になる。

従来の汚れの程度を検出する従来の装置は、例えばドイツ連邦共和国の特許第１９６４６０７８号及び第１９７０４７９３号明細書から公知であり、光を通す覆い板へ直角に光を送り、汚れの増大と共に反射率も高まる。検出のため覆い板の内部で反射される成分が測定されかつ評価される。これは、別個の受光装置又は覆い板外での反射の複雑な区別従って複雑な装置を前提としている。特に揺動可能な送光及び受光装置を持つ周辺検出システム、即ち覆い板及び目標範囲の点状照射を行うシステムに対して、これら従来の装置は不適当である。なぜならば、覆い板の汚れを大きい面積で検査することはできないか、著しい費用をかけてのみ可能だからである。

本発明の課題は、覆い板にわたって汚れの検出を簡単にしかし正確に検出することを可能にする装置を提供することである。

この課題は請求項１の特徴によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項からわかる。

ここでも従来の技術におけるように、覆い板から周辺への境界面における反射効果が利用される。しかし、従来技術とは異なり、光が縦に従って側方から入力され、ここで覆い板とは、大きい面積であるが薄くかつ光を通すガラス又はプラスチック製構造品を意味し、側面は幅の狭い取り巻き縁にあり、大きい面積の正面及び裏面は送−受光装置と目標範囲を持つ周辺の間に設けられ、かつこれに対しなるべくほぼ直角になっている。従って覆い板はほぼ平面を形成し、汚れ測定用の光はこの平面内を動き、平面の厚さは、その長さに対して無視できる。

光は、覆い板へ縦方向に入力されても、散乱のため正面及び裏面の境界面において反射が起こるように、覆い板へ入力される。反射率は、汚れに関係するので、覆い板の長さにわたって、数回の反射により、光の特定の成分のみが出力個所に達する。光が全反射しない角度で境界面へ当たるような入力角が好ましい。

光は、入力個所と出力個所とで少なくとも１回覆い板内で転向され、即ち例えば直角、又は逆に、なるべくずらされて板の他の範囲を通る。

このような装置は、揺動可能な送光装置及び受光装置を持つ光学的周辺測定システムにおいて、大きい面積の汚れ測定も可能にし、このシステムにおいて、送光装置及び受光装置は例えば覆い板の縁にある入力個所及び出力個所へ揺動可能であり、即ち送光装置及び受光装置はこの縁を指し示し、この揺動位置において、目標範囲からの反射の代わりに、覆い板を通って縦に動いた光成分を検出する。

本発明が、実施例及び図により、以下に詳細に説明される。

図１は例えば自動車において使用されるように、周辺検出システムの例として、光学装置の前にあって汚れを検出する装置を示している。

光を入力する手段４２が設けられて、所定の入力個所で光を所定の方向で縦に覆い板１へ入力し、光が覆い板１を縦に（光路１３を参照）横断する。この入力手段の可能な構成が図３に詳細に示されている。即ち光線がほぼ直角に当たるように傾斜している入射面４２１を持つ入力栓４２が設けられている。入力栓の側面４２２は、入射する光に対して比較的大きい反射成分なるべく全反射を持つ案内面として作用し、これを覆い板内へ導き、その際光の少なくとも主要な部分が、縦に覆い板へ入力される。溝４２３が、更に光を所望の方向へ転向させる境界面を持っている。そのためこの溝は、異なる屈折率を持つ媒質例えば空気に対する境界面として、入力栓に対してほぼ平行に延びる側面を持ち、光に対する角度のためこの境界面は、少なくとも高い反射度を持っている。入力される光は、図に示すように覆い板１を縦に横断し、その際大ざっぱな方向づけのみが問題であり、覆い板に対して平行な方向づけは必要でないか又は望まれず、周辺空気従って場合によっては汚れている範囲に対する覆い板１の両方の境界面における反射が望まれており、光線がこれらの境界面へ当たる角度は、部分的な反射のみが行われるようになるべく選ばれている。光を通す覆い板における反射度は、従って覆い板１の汚れ度に関係し、汚れが増すと、反射度は大きくなり、その推移は直線的ではない。

覆い板１を縦に横断する光が覆い板１の汚れるおそれのある外側境界面においても数回部分反射されることによって、覆い板の直角な従来の照射及び１回の反射に対して、汚れとの関係が何倍にもされ、更に覆い板を全長にわたって検出する。

更に所定の光出力個所３２に到来する光の成分を検出する手段３が設けられている。光出力個所３２は、図３に溝の形で実現され、この溝は境界面に対して約４５°の角をなしているので、この境界面における反射はできるだけ小さく、大きい出力が得られる。

図示した装置は、覆い板の面においてほぼ平行に光の縦伝搬により、覆い板１の縦方向において光入力個所に対向する側に、入力される光の転向手段５１，５２を設け、光を少なくとも１回出力個所の方へ転向させるのを可能にする。縦に覆い板へ入力される光を転向させる手段５１，５２は、光が異なる個所で少なくとも２回覆い板を縦１３，１５に横断するように、構成されている。これは、光を覆い板内で数回転向させることができ、従って汚れに対する関係を高め、更に覆い板の全体をよく検出できることを意味する。図５に示すように、転向手段５１，５２は、光学的境界面を持つ溝構造としても実現可能であり、ここでは大きい反射度のため、境界面５１２は再び覆い板１に対して直角になっている。

覆い板１の別の範囲への光の転向を行うため、溝は、覆い板１における光の以前の伝搬方向に対して直角でない角度を持っている。即ち実施例では、図１及び５に示すように、溝はちょうど４５°の角度で設けられているので、光はほぼ平行にずれて覆い板を２回横断する。もちろん転向は、ここに示すものよりもっと頻繁に行うことができる。

ここに示した入力手段、出力手段及び転向手段は、例であり、覆い板への比較的簡単な統合を示している。

転向のため、入力個所４２及び出力個所３２を、覆い板１の縦方向に対してほぼ直角な一方の側に設けることもできる。これは、以下実施例について説明するように、揺動可能な入力装置及び出力装置を持つシステムのために重要である。

図１及び２に示す光学的周辺検出システムは、送光パルスを所定の目標範囲へ送ってパルス応答を検出して評価する揺動可能な送光装置４及び受光装置３を持っている。送光装置４及び受光装置３を直接揺動させるほかに、例えば図１及び２に示すように、例えば回転するプリズムのように揺動可能な転向手段により動作するシステムもある。このようなすべてのシステムに共通なことは、それらが目標範囲全体の部分範囲のみを単位時間にそれぞれ照らしかつ検出することである。覆い板への直角な光入射及び反射測定による古典的方法での汚れ測定は、このようなシステムでは、覆い板全体を検出するのに非常に長く継続するであろう。なぜならば、そのためにシステムは、覆い板を全長にわたって段階的に走査せねばならないからである。

しかし本発明による装置では、送光装置４、及び受光装置３又は転向手段３１，４１が、入力個所４２及び出力個所３が設けられている位置へ揺動可能であり、送光装置４から光パルスが入力個所４２へ送られ、出力個所３２に到来する成分が受光装置３により検出され、この成分から汚れが推論される。

入力個所４２及び出力個所３２はなるべく覆い板１の縁１２に設けられ、覆い板１の縁１２は、図１及び２に示すように、目標範囲の方へ光を通さないように覆われている。従って送光装置４及び受光装置３又はその転向手段３１，４１は縁範囲へ揺動するので、この揺動位置で汚れ測定が行われる。

光学装置の前にあって光を通す覆い板上の汚れを検出する装置を示す。 図１の断面図を示す。 入力個所、出力個所及び覆い板を縦に通る光の推移を示す。 転向の際における覆い板内の光の推移を示す。 転向手段としての光学的境界面を形成するため覆い板にある溝構造を示す。

Claims (7)

1. 光学装置（３，４）の前にあって光を通す覆い板（１）上の汚れを検出する装置であって、光を所定の入力個所において所定の方向で縦に覆い板へ入力する手段（４２）が設けられ、光が、覆い板（１）を縦（１３）に横断し、所定の光出力個所（３２）へ到来する光の成分を検知する手段（３）が設けられ、この成分から汚れが推論されることを特徴とする、汚れを検出する装置。
2. 覆い板（１１）の縦方向において光入力個所に対向する側に、入力される光を転向する手段（５１，５２）が設けられて、光を少なくとも１回出力個所の方へ転向させることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 入力個所と出力個所が、覆い板の縦方向に対してほぼ直角な側に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 覆い板へ縦に入力される光を転向させる手段（５１，５２）は、光が覆い板の異なる個所で少なくとも２回縦（１３、１５）に横断するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
5. 光学的周辺検出システムであって、送光パルスを所定の目標範囲へ送り、パルスの応答を検出しかつ評価し、光を通す覆い板（１１）の後に送光装置（４）及び受光装置（２３）が設けられ、送光パルス及び検出される目標範囲が揺動可能（３１，４１）であるものにおいて、先行する請求項の１つに記載の装置が設けられ、入力個所（４２）及び出力個所（３２）が所定の揺動位置に設けられ、この揺動位置において送光装置（４）から光パルスが入力個所（４２）へ送られ、出力個所（３２）に到来する成分が受光装置（３）により検出され、この成分から汚れが推論されることを特徴とする、光学的周辺検出システム。
6. 入力個所（４２）及び出力個所（３２，４２）が、覆い板（１１）の縁（１２）に設けられ、覆い板（１１）の縁（１２）が、目標範囲（１２）の方へ光を通さないように覆われていることを特徴とする、請求項５に記載の周辺検出システム。
7. 請求項５又は６の１つに記載の周辺検出システムを持つ自動車。

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