JP2644130B2 - 所定距離内の感度を消去する目標検出器 - Google Patents
所定距離内の感度を消去する目標検出器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、目標検出電気光学装
置、特に予め定められた距離内に位置された目標に対す
る過剰の感度を減少させる補助光検出器を含む受信素子
を有する改良された目標検出器に関する。
置、特に予め定められた距離内に位置された目標に対す
る過剰の感度を減少させる補助光検出器を含む受信素子
を有する改良された目標検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】1988年11月29日付けのA.H.Hardy 氏他に
よる米国特許4,788,439 号明細書では、霧、雲、または
他の煙霧質により偽の目標検出から保護しながら目標物
を検出する近接感知システムが記載されている。１以上
の目標検出器は視界の端が直ぐ隣接するように１以上の
防護検出器に隣接して交互に配置される。目標検出器か
ら発生された正の信号は防護検出器からの負の信号と加
算される。加算動作は目標画像が目標検出器の端に移動
するときに生成される加算された信号の勾配を急勾配に
する。1984年10月23日付けのA.R.Johnson による米国特
許4,479,053 号明細書では、照射器組立体および検出器
組立体を含む光近接センサが開示されている。各組立体
に備えられたレンズは予め定められた検出量を限定する
ために間隔を隔てている。
よる米国特許4,788,439 号明細書では、霧、雲、または
他の煙霧質により偽の目標検出から保護しながら目標物
を検出する近接感知システムが記載されている。１以上
の目標検出器は視界の端が直ぐ隣接するように１以上の
防護検出器に隣接して交互に配置される。目標検出器か
ら発生された正の信号は防護検出器からの負の信号と加
算される。加算動作は目標画像が目標検出器の端に移動
するときに生成される加算された信号の勾配を急勾配に
する。1984年10月23日付けのA.R.Johnson による米国特
許4,479,053 号明細書では、照射器組立体および検出器
組立体を含む光近接センサが開示されている。各組立体
に備えられたレンズは予め定められた検出量を限定する
ために間隔を隔てている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の目標検出シ
ステムに関する１つの問題は過剰の感度が予め定められ
た距離内に位置された目標に対して経験されることであ
る。この過剰の感度は光学サイドローブおよび多重反射
によって生じる。したがって、本発明の目的は、目標検
出システムに関連する受信素子の予め定められた距離内
の過剰の応答の実質上の消去を行うことである。
ステムに関する１つの問題は過剰の感度が予め定められ
た距離内に位置された目標に対して経験されることであ
る。この過剰の感度は光学サイドローブおよび多重反射
によって生じる。したがって、本発明の目的は、目標検
出システムに関連する受信素子の予め定められた距離内
の過剰の応答の実質上の消去を行うことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記および他の問題は関
係する予め定められた距離内の目標に対する減少した或
いは消去された感度を有する目標検出器によって克服さ
れ、本発明の目的は達成される。目標検出器は送信機組
立体および受信機組立体を含む。受信機組立体は受信素
子上に位置付けられた第１の光検出器を含み、受信機組
立体により検視された目標から反射する光線を受ける。
第２の光検出器は関係する予め定められた距離内の目標
から反射する光線が第２の光検出器に投射する位置にお
いて受信機組立体上に位置される。第２の光検出器によ
って発生された電気信号は第１の光検出器によって発生
された電気信号と結合される。第２の信号の利得は結合
された信号が関係する距離にわたって許容可能なレベル
で維持されるように設定される。
係する予め定められた距離内の目標に対する減少した或
いは消去された感度を有する目標検出器によって克服さ
れ、本発明の目的は達成される。目標検出器は送信機組
立体および受信機組立体を含む。受信機組立体は受信素
子上に位置付けられた第１の光検出器を含み、受信機組
立体により検視された目標から反射する光線を受ける。
第２の光検出器は関係する予め定められた距離内の目標
から反射する光線が第２の光検出器に投射する位置にお
いて受信機組立体上に位置される。第２の光検出器によ
って発生された電気信号は第１の光検出器によって発生
された電気信号と結合される。第２の信号の利得は結合
された信号が関係する距離にわたって許容可能なレベル
で維持されるように設定される。
【０００５】本発明によると、送信機組立体および受信
機組立体を含む目標検出装置が開示される。受信機組立
体は目標から反射する電磁放射を受信する入力孔を有す
る受信素子を含む。受信素子はさらに、出力孔および関
係する距離を超過する距離において目標から反射された
実質上全ての電磁放射を出力孔に反射するように入力孔
に関して配置された湾曲した表面を含む。第１の放射検
出器はそこに反射された目標放射を受け、受信された電
磁放射の大きさの関数である大きさを有する第１の電気
信号を発生するように出力孔に配置される。第２の放射
検出器は関係する距離内に位置された目標から反射され
た目標放射を受信するように受信機組立体上に配置され
る。第２の放射検出器は第２の放射検出器により受信さ
れた電磁放射の大きさの関数である大きさを有する第２
の電気信号を発生する。装置はさらに関係する距離内の
目標から反射する電磁放射により生じた第１の電気信号
の成分を実質上消去する第１の電気信号と第２の電気信
号を結合する回路を含む。
機組立体を含む目標検出装置が開示される。受信機組立
体は目標から反射する電磁放射を受信する入力孔を有す
る受信素子を含む。受信素子はさらに、出力孔および関
係する距離を超過する距離において目標から反射された
実質上全ての電磁放射を出力孔に反射するように入力孔
に関して配置された湾曲した表面を含む。第１の放射検
出器はそこに反射された目標放射を受け、受信された電
磁放射の大きさの関数である大きさを有する第１の電気
信号を発生するように出力孔に配置される。第２の放射
検出器は関係する距離内に位置された目標から反射され
た目標放射を受信するように受信機組立体上に配置され
る。第２の放射検出器は第２の放射検出器により受信さ
れた電磁放射の大きさの関数である大きさを有する第２
の電気信号を発生する。装置はさらに関係する距離内の
目標から反射する電磁放射により生じた第１の電気信号
の成分を実質上消去する第１の電気信号と第２の電気信
号を結合する回路を含む。
【０００６】
【実施例】図１の（ａ）と（ｂ）および図２は従来の目
標検出受信機組立体10の１部分を示す。受信機組立体10
は目標（図示せず）から反射される光線を受信するため
に配置される受信素子12および光検出器14を含む。フィ
ルタ14a は検出器14と受信素子12の間に挿入される。受
信機組立体10の前方に配置された目標を照射するために
光ビームを投射する送信機組立体は図１および図２には
示されていない。反射された光線は集束され、受信機組
立体10に関連する反射表面によって光検出器14に導かれ
る。
標検出受信機組立体10の１部分を示す。受信機組立体10
は目標（図示せず）から反射される光線を受信するため
に配置される受信素子12および光検出器14を含む。フィ
ルタ14a は検出器14と受信素子12の間に挿入される。受
信機組立体10の前方に配置された目標を照射するために
光ビームを投射する送信機組立体は図１および図２には
示されていない。反射された光線は集束され、受信機組
立体10に関連する反射表面によって光検出器14に導かれ
る。
【０００７】本発明の好ましい実施例の受信素子12の形
状はLeland V. Gardener氏による1982年４月20日付けの
米国特許4,325,633 号明細書の図７および図８に開示さ
れたものと類似している。米国特許4,325,633 号明細書
は参照文献として引用されている。そこで用いられたよ
うに、受信機10' は到着角度検出システムに使用され、
複数の光ダイオードを備える。
状はLeland V. Gardener氏による1982年４月20日付けの
米国特許4,325,633 号明細書の図７および図８に開示さ
れたものと類似している。米国特許4,325,633 号明細書
は参照文献として引用されている。そこで用いられたよ
うに、受信機10' は到着角度検出システムに使用され、
複数の光ダイオードを備える。
【０００８】図１の（ａ）と（ｂ）および図２におい
て、受信素子12はガラスブロックから構成されている。
受信素子12は入力孔16として機能する平坦且つ透明の前
面を有する。平坦な表面18，20は受信素子12の側面の限
界を定める。これらの表面は被覆されて暗くされ、その
間の室の部分を限定する。受信素子12は後部室表面とし
て機能する楕円シリンダ反射器22を有する。反射器22の
楕円曲率は次の式によって表される。
て、受信素子12はガラスブロックから構成されている。
受信素子12は入力孔16として機能する平坦且つ透明の前
面を有する。平坦な表面18，20は受信素子12の側面の限
界を定める。これらの表面は被覆されて暗くされ、その
間の室の部分を限定する。受信素子12は後部室表面とし
て機能する楕円シリンダ反射器22を有する。反射器22の
楕円曲率は次の式によって表される。
【０００９】Ｘ2 ／Ａ2 ＋Ｙ2 ／Ｂ2 ＝１ ここで、ＸはＸ軸の座標、ＹはＹ軸の座標、Ａは主半
軸、Ｂは副半軸である。
軸、Ｂは副半軸である。
【００１０】ＡはＢに関して非常に大きい場合、楕円は
非常に放物線に近似しその差はほとんど認められない。
非常に放物線に近似しその差はほとんど認められない。
【００１１】平坦且つ透明の表面24は出力孔を設けてい
る。表面22から反射される光線が表面26から出力孔24に
反射されるように、別の平坦な表面26は反射面として形
成され、光路を折畳むように作用する。反射器22の曲率
は関係する距離外の目標から反射する入力光線Ａ，Ｂ，
Ｃが出力孔24で集束されるように選定される。
る。表面22から反射される光線が表面26から出力孔24に
反射されるように、別の平坦な表面26は反射面として形
成され、光路を折畳むように作用する。反射器22の曲率
は関係する距離外の目標から反射する入力光線Ａ，Ｂ，
Ｃが出力孔24で集束されるように選定される。
【００１２】図２の斜視図に示されているように、光検
出器14は集束された目標画像、すなわち目標の存在を検
出するために出力孔24に取付けられる。光検出器14はシ
リコンＰＩＮ型装置が好ましい。
出器14は集束された目標画像、すなわち目標の存在を検
出するために出力孔24に取付けられる。光検出器14はシ
リコンＰＩＮ型装置が好ましい。
【００１３】上記米国特許4,325,633 号明細書に開示さ
れた到着角度受信機10において、スロットは後部表面を
横切って切込まれている。スロットは検出器の距離外の
角度における目標による不所望の反射によって生じる光
線を遮断するために設けられている。これは検出器表面
付近の太陽または太陽により照らされた雲の検出を最小
限にすることが重要であることを示す。
れた到着角度受信機10において、スロットは後部表面を
横切って切込まれている。スロットは検出器の距離外の
角度における目標による不所望の反射によって生じる光
線を遮断するために設けられている。これは検出器表面
付近の太陽または太陽により照らされた雲の検出を最小
限にすることが重要であることを示す。
【００１４】図１の（ｂ）は関係する目標距離内の目標
に対する受信機組立体10の動作を示す。この実施例に関
して、関係する目標距離は入力孔16の表面から０乃至約
１２インチの範囲内と考えられる。図示のように、ビー
ムＡ´，Ｂ´，Ｃ´は本来集束ビームがもはや検出器14
に入射しない角度において入力孔16に入射する。目標が
入力孔16に接近するとき、光線Ａ´，Ｂ´，Ｃ´と入力
孔16の表面間の角度は減少し、入力孔16の表面と垂直の
ラインに関する仰角の増加をもたらす。仰角が増加する
とき、集束光線は入力孔16からスロット28の方向に出力
孔24からそれて移動する。例えば、約１２インチより少
ない目標距離に関して、図１の（ｂ）に示されているよ
うに、反射された光線のかなりの部分がスロット28に入
射することがわかる。これは目標の接近が実質上拒否さ
れる所望の結果を与える。
に対する受信機組立体10の動作を示す。この実施例に関
して、関係する目標距離は入力孔16の表面から０乃至約
１２インチの範囲内と考えられる。図示のように、ビー
ムＡ´，Ｂ´，Ｃ´は本来集束ビームがもはや検出器14
に入射しない角度において入力孔16に入射する。目標が
入力孔16に接近するとき、光線Ａ´，Ｂ´，Ｃ´と入力
孔16の表面間の角度は減少し、入力孔16の表面と垂直の
ラインに関する仰角の増加をもたらす。仰角が増加する
とき、集束光線は入力孔16からスロット28の方向に出力
孔24からそれて移動する。例えば、約１２インチより少
ない目標距離に関して、図１の（ｂ）に示されているよ
うに、反射された光線のかなりの部分がスロット28に入
射することがわかる。これは目標の接近が実質上拒否さ
れる所望の結果を与える。
【００１５】しかしながら、目標が接近し、反射信号の
振幅が高く、十分な光信号は光検出器１４により依然と
して受信されているとき、受信機組立体１０の距離内外
においてかなりの散乱が生じる。光検出器１４に入射し
たこの光信号は不所望の距離内応答を生成する。この問
題は光線Ｒで示されるように主として光学サイドローブ
および多重反射によるものである。
振幅が高く、十分な光信号は光検出器１４により依然と
して受信されているとき、受信機組立体１０の距離内外
においてかなりの散乱が生じる。光検出器１４に入射し
たこの光信号は不所望の距離内応答を生成する。この問
題は光線Ｒで示されるように主として光学サイドローブ
および多重反射によるものである。
【００１６】不所望の距離内応答の問題を除去するため
に、図３の（ａ）乃至（ｃ）および図４に示された本発
明の実施例によると、第２の光検出器30はそれからの信
号が光検出器14の不所望の距離内応答を減少するように
動作可能である位置において受信機組立体10上に配置さ
れる。第２の光検出器30は真の距離内「ホール」、すな
わち拡散した目標がどのような輝度で現れるかに関係な
く感知されることができない距離を発生するために使用
されることができる。第２の光検出器30はまた第１の光
検出器14の特性に類似または一致するスペクトル応答特
性を有するシリコンＰＩＮ型装置である。フィルタ30a
は光検出器30と受信素子12の間に挿入されることができ
る。
に、図３の（ａ）乃至（ｃ）および図４に示された本発
明の実施例によると、第２の光検出器30はそれからの信
号が光検出器14の不所望の距離内応答を減少するように
動作可能である位置において受信機組立体10上に配置さ
れる。第２の光検出器30は真の距離内「ホール」、すな
わち拡散した目標がどのような輝度で現れるかに関係な
く感知されることができない距離を発生するために使用
されることができる。第２の光検出器30はまた第１の光
検出器14の特性に類似または一致するスペクトル応答特
性を有するシリコンＰＩＮ型装置である。フィルタ30a
は光検出器30と受信素子12の間に挿入されることができ
る。
【００１７】図３の（ａ）を参照すると、本発明にした
がい構成および動作される目標検出器システム40が示さ
れている。透明窓40a ，40bを有するハウジング42は送
信機組立体44および受信機組立体10' を収容している。
図３の（ｂ）と（ｃ）の上面図に示されているように、
送信機組立体44は窓40a を通って扇形ビーム44a または
鉛筆形のビーム44b を送信する。送信されたビームは赤
外線スペクトル内の波長を有する放射のパルス化された
ビームであることが好ましい。しかしながら、本発明の
原理はまた連続波変調を有する放射ソースに適用できる
ことを認識すべきである。送信されたビームはシステム
40の前に配置された目標から反射する。反射されたビー
ムは窓40b を通ってシステム40に入り、受信機組立体1
0' の入力孔に入射する。
がい構成および動作される目標検出器システム40が示さ
れている。透明窓40a ，40bを有するハウジング42は送
信機組立体44および受信機組立体10' を収容している。
図３の（ｂ）と（ｃ）の上面図に示されているように、
送信機組立体44は窓40a を通って扇形ビーム44a または
鉛筆形のビーム44b を送信する。送信されたビームは赤
外線スペクトル内の波長を有する放射のパルス化された
ビームであることが好ましい。しかしながら、本発明の
原理はまた連続波変調を有する放射ソースに適用できる
ことを認識すべきである。送信されたビームはシステム
40の前に配置された目標から反射する。反射されたビー
ムは窓40b を通ってシステム40に入り、受信機組立体1
0' の入力孔に入射する。
【００１８】図３の（ａ）乃至（ｃ）および図４に示さ
れた実施例に関して、第２の光検出器30はスロット28に
配置される。すなわち、第２の光検出器30は受信機組立
体10' の関係する距離内の目標から反射された光線が導
かれる領域に配置される。したがって、目標が入力孔16
に接近するとき、すなわち関係する距離内にあるとき、
光検出器30は直接の光線のみからの強い光反射を受信す
る。
れた実施例に関して、第２の光検出器30はスロット28に
配置される。すなわち、第２の光検出器30は受信機組立
体10' の関係する距離内の目標から反射された光線が導
かれる領域に配置される。したがって、目標が入力孔16
に接近するとき、すなわち関係する距離内にあるとき、
光検出器30は直接の光線のみからの強い光反射を受信す
る。
【００１９】図４に示された実施例において、第２の光
検出器30からの出力信号は利得ブロック32に供給され、
それから増幅器34の反転入力に供給される。増幅器34は
第２の光検出器30により発生された信号を第１の光検出
器14により発生された信号から減算するように動作する
ので、受信機組立体10' 内の内部反射および散乱により
第１の光検出器14によって受信する目標放射Ｒの成分を
有効に消去することができる。利得ブロック32は利得を
第２の光検出器30の出力信号に供給するように選択さ
れ、例えば、しきい値比較器ブロック36は目標が関係す
る距離内にあるとき、目標検出信号を発生しない。所定
の応用に対して、ブロック32の利得は１より大きくても
よく、或いはそれより小さくてもよい。
検出器30からの出力信号は利得ブロック32に供給され、
それから増幅器34の反転入力に供給される。増幅器34は
第２の光検出器30により発生された信号を第１の光検出
器14により発生された信号から減算するように動作する
ので、受信機組立体10' 内の内部反射および散乱により
第１の光検出器14によって受信する目標放射Ｒの成分を
有効に消去することができる。利得ブロック32は利得を
第２の光検出器30の出力信号に供給するように選択さ
れ、例えば、しきい値比較器ブロック36は目標が関係す
る距離内にあるとき、目標検出信号を発生しない。所定
の応用に対して、ブロック32の利得は１より大きくても
よく、或いはそれより小さくてもよい。
【００２０】図５では入力孔16からの目標距離の関数と
して第１の光検出器14の出力（実線Ｂ）および第２の光
検出器30の出力（実線Ａ）を示す。信号Ａを信号Ｂから
減算すると、関係する距離内、この実施例では１２イン
チ以下の距離内の目標による応答を全て消去する。
して第１の光検出器14の出力（実線Ｂ）および第２の光
検出器30の出力（実線Ａ）を示す。信号Ａを信号Ｂから
減算すると、関係する距離内、この実施例では１２イン
チ以下の距離内の目標による応答を全て消去する。
【００２１】多くの変形が本発明の原理に対して行われ
ることができ、所望の結果を達成する。例えば、受信機
組立体10' は図３の（ａ）および図４に示されたもの以
外でもよい。さらに、光検出器30からの信号は第１の光
検出器14の出力から減算される以外の方法で結合される
ことができる。例えば、第２の光検出器30からの電気信
号は第１の光検出器14からの信号が接近する目標に減衰
されるように増幅器34の利得を変化するために使用され
ることができる。
ることができ、所望の結果を達成する。例えば、受信機
組立体10' は図３の（ａ）および図４に示されたもの以
外でもよい。さらに、光検出器30からの信号は第１の光
検出器14の出力から減算される以外の方法で結合される
ことができる。例えば、第２の光検出器30からの電気信
号は第１の光検出器14からの信号が接近する目標に減衰
されるように増幅器34の利得を変化するために使用され
ることができる。
【００２２】
【００２３】したがって、本発明はその実施例に関して
特に示され説明されたが、本発明の技術的範囲から逸脱
することなく変形できることは当業者には理解されるで
あろう。
特に示され説明されたが、本発明の技術的範囲から逸脱
することなく変形できることは当業者には理解されるで
あろう。
【図１】関係する距離外および距離内における目標から
反射する光線および、この光線を検出するために配置さ
れた単一の光検出器を示す従来の目標検出受信機組立体
の断面図。
反射する光線および、この光線を検出するために配置さ
れた単一の光検出器を示す従来の目標検出受信機組立体
の断面図。
【図２】図１の従来の目標検出受信機組立体を示す側面
図。
図。
【図３】送信機組立体および受信機組立体を含む本発明
にしたがい構成および動作される目標検出器の概略図お
よび、送信された扇形ビーム放射パターンおよび鉛筆形
ビーム放射パターンを示す目標検出器の上面図。
にしたがい構成および動作される目標検出器の概略図お
よび、送信された扇形ビーム放射パターンおよび鉛筆形
ビーム放射パターンを示す目標検出器の上面図。
【図４】関係する距離内の距離に位置された目標から反
射する光線と第２の光検出器による傍受を示す本発明の
目標検出器に関連する受信機組立体の断面図。
射する光線と第２の光検出器による傍受を示す本発明の
目標検出器に関連する受信機組立体の断面図。
【図５】本発明により達成される距離内の応答の改良を
示すグラフ。
示すグラフ。
10…受信機組立体、12…受信素子、14…光検出器、16…
入力孔、18,20,24,26…平坦な表面、22…反射器、39…
遅延素子、40…検出システム、44…送信機組立体、44a
…扇形ビーム、44b …鉛筆形ビーム。
入力孔、18,20,24,26…平坦な表面、22…反射器、39…
遅延素子、40…検出システム、44…送信機組立体、44a
…扇形ビーム、44b …鉛筆形ビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・エス・リー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 93111、サンタ・バーバラ、ラ・エスパ ダ・ドライブ 4660 (72)発明者 ジョン・イー・クレメント アメリカ合衆国、カリフォルニア州 93111、サンタ・バーバラ、バイア・ジ ャシント 5023 (56)参考文献 特開 昭57−48621（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−502688（ＪＰ，Ａ) 米国特許4479053（ＵＳ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 入力孔を限定する第１の表面と、 それらの間で室を部分的に限定するその室の内部側壁を
構成する前記第１の表面から延在する第２および第３の
表面と、 前記室の床を限定するために前記第１、第２、および第
３の表面から実質上垂直に延在する第４の表面と、 前記室の後部壁を限定するために前記第２と、第３と、
第４の表面と接合して反射面を構成し、前記入力孔を通
過する電磁エネルギを前記第４の表面によって反射し集
束するように湾曲された第５の表面と、 前記第１の表面および前記第５の表面と接合し、前記第
４の表面から反射された前記放射を受信するために配置
され、出力孔を限定する透明な第６の表面とを具備し、 前記第５の表面により反射および集束された放射が前記
第４の平坦な表面に入射し、そこから反射して前記第６
の表面に入射し、前記第６の表面は前記第２の表面から
前記第３の表面まで横断して延在するスロットを含み、 さらに、入射した電磁エネルギに対応する第１の電気信
号を生成するために前記第６の表面に配置された第１の
検出器手段と、 入射した電磁エネルギに対応する第２の電気信号を生成
するために前記スロットに配置された第２の検出器手段
と、 目標が前記入力孔から予め定められた距離内に位置する
とき予め定められた大きさより低い大きさを有する第３
の電気信号を生成するために前記第１の電気信号と前記
第２の電気信号を結合する手段とを具備している観測す
る目標からの反射電磁エネルギに対応する電気信号を供
給する受信装置。 - 【請求項２】 予め定められた遅延を前記第１の電気信
号に与えるために前記第１の検出器手段と前記結合手段
の間に挿入された手段をさらに具備する請求項１記載の
受信装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US652966 | 1991-02-08 | ||
| US07/652,966 US5155354A (en) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Target detector capable of rejecting close-in objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319690A JPH04319690A (ja) | 1992-11-10 |
| JP2644130B2 true JP2644130B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (13)
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| JP (1) | JP2644130B2 (ja) |
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