JP2017524911A - 車両ライダシステム - Google Patents
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Abstract
Description
独国特許出願公開第102007004609号明細書(DE 10 2007 004 609 A1)から、車両ベースのライダシステムにおいて使用するためのレーザおよび光学系システムが公知である。このシステムは半導体レーザアレイと、適切なレンズ系または他の光学系とを備えている。このシステムは、機械的に回転またはスライドされる反射光学系を使用するライダレーザシステムに代わるように動作する。
本発明の基礎となる課題は、車両ライダシステムを提供することであるということができる。
・レーザパルスを放出するパルスレーザと、
・前記レーザパルスを検出対象の対象物の方向に偏向するための、変位可能に配置された少なくとも1つのミラーと、
・対象物によって反射されたレーザパルスを検出するための受光器と、
を備えており、
・受光器は、反射されたレーザパルスを検出するため、および、偏向されたレーザパルスを用いて照射された領域の画像を撮像するためのCMOS互換イメージセンサを備えている。
システム101は、レーザパルスを放出するための光源、たとえば、レーザ波長が900nmから1300nmまでの間、有利には1060nm±4nmであるVCSEL103を備えている。VCSEL103は、2nsから20nsまでの間、有利には2nsから4nsまでのパルス幅において有利には100Wのピーク出力を有するレーザパルスを放出する。VCSEL103の100kW/(mm2・sr)超の輝度のレーザ放射は、有利には100kHzのパルス繰返し周波数でMEMS光学ミラー105へ伝播される。このMEMS(マイクロメカニカルシステム)ミラー105の径は1mmから8mmまでの間、有利には3mmから5mmまでの間であり、ミラー105には、レーザ波長に対する高反射性層が設けられている。このMEMSミラー105を動かすことにより検出領域(FOV)(照射可能領域107)が形成され、これは有利には40°×80°である。レーザ放射(すなわちレーザパルス)が対象物によって、ここでは対象物109によって反射されると、この反射されたレーザ放射はレンズ121によって、ブラックシリコンから成るセンサ材料を含むCMOS互換イメージセンサ113を備えた検出器111に結像される。レンズ121には有利には、レーザ波長±10nmからレーザ波長±20nmまでのレーザ波長の反射防止コーティングが施されている。レンズ121は、他の残りの波長領域に対しては、高反射性のコーティングを施されている。ブラックシリコンから成る検出器111はさらに、対象物109からの距離を測定するために、各画素115ごとに、また画素115の群について、タイム・オブ・フライト(TOF)測定(伝搬時間測定)を行うことも可能とするものである。TOF測定の他にさらに、検出器111はFOV107全体から画像を撮像することもでき(カメラ機能)、この画像を用いてたとえば角度分解能を算出して対象物認識を行うことができる。有利には検出器111は、シリコンからモノリシックに構成されており、よって、ハイブリッドを用いる必要がなくなる(たとえばInGaAs‐TOFシステムの場合)。
Claims (10)
- 車両ライダシステム(101,201)であって、
レーザパルスを放出するパルスレーザ(103)と、
前記レーザパルスを検出対象の対象物(109)の方向に偏向するための、変位可能に配置された少なくとも1つのミラー(105)と、
前記対象物(109)によって反射された前記レーザパルスを検出するための受光器(111,205)と、
を備えており、
前記受光器(111,205)は、前記反射されたレーザパルスを検出するため、および、偏向された前記レーザパルスを用いて照射可能な領域(107)の画像を撮像するためのCMOS互換イメージセンサ(113)を備えている
ことを特徴とする車両ライダシステム(101,201)。 - 前記CMOS互換イメージセンサ(113)は、複数の画素(115)を有し、
前記CMOS互換イメージセンサ(113)の画素(115)の信号を読み出すように構成された電子的解析装置(117)であって、読み出した前記信号に基づいて、検出された対象物(109)までの距離を求めるように構成された電子的解析装置(117)が設けられている、
請求項1記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 前記照射可能な領域(107)を前記CMOS互換イメージセンサ(113)に結像させるための光学部品(121,203)が設けられている、
請求項1または2記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 前記光学部品(121,203)は、レーザ波長±100nmと同等の波長領域に対して少なくとも80%の透過率を有し、
前記透過率は、前記波長領域外の波長に対しては50%未満である、
請求項3記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 前記CMOS互換イメージセンサ(113)は、少なくとも900nmの波長の電磁波を検出するように構成されている、
請求項1から4までのいずれか1項記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 前記CMOS互換イメージセンサ(113)は、ドープおよび/または表面改質されたシリコンをセンサ材料として含む、
請求項1から5までのいずれか1項記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 前記パルスレーザ(103)は、少なくとも100kW/(mm2・sr)の輝度を有する固体レーザであり、
前記固体レーザは、少なくとも900nmの波長と、1レーザパルスあたり少なくとも50Wの最大出力とを有するレーザパルスを放出するように構成されている、
請求項1から6までのいずれか1項記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 前記固体レーザは、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)として構成されている、
請求項7記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 撮像された前記画像に基づいて前記照射可能な領域内の少なくとも1つの所定の領域を特定するように構成された処理装置が設けられており、
前記所定の領域に対応した照射が可能となるように、特定された当該領域に依存して前記パルスレーザ(103)が動作可能であり、および/または、特定された当該領域に依存してミラーが変位可能である、
請求項1から8までのいずれか1項記載の車両ライダシステム(101,201)。 - 車両の周辺の対象物(109)を検出するための、請求項1から9までのいずれか1項記載の車両ライダシステム(101,201)の使用。
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