JP5886298B2 - 光学測定装置用の偏向ミラー部品および対応する光学測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブル部に述べられる種類の光学測定装置用の偏向ミラー部品、およびこのような偏向ミラー部品を有する対応する光学測定装置に関する。

車両用に監視領域において物体または障害物を検出するための、レーザスキャナと呼ばれる走査型の光学測定装置が、従来技術において知られており、この装置は、光パルス飛行時間法に従って、監視領域において検出された物体または障害物からの距離を決定する。

特許明細書ＤＥ１０ ２００５ ０５５ ５７２ Ｂ４号は、例えば、走査型の光距離センサを説明している。説明される距離センサは、光送信器としての少なくとも１つのレーザと、光受信器としての少なくとも１つの検出器と、偏向ユニットとを備え、偏向ユニットは、生成されるレーザ放射を、測定されるべき場面において第１のミラーを用いて偏向し、かつ、物体により散乱されて返されたレーザパルスを、少なくとも１つの検出器において第２のミラーを用いて偏向する。ここで、第１および第２のミラーは、駆動ユニットによって駆動される共通の回転可能な軸に配置される。第１のミラーは、第１のホルダに配置され、第２のミラーは、第１のミラーから軸方向の空間を有して、第２のホルダに配置され、駆動ユニットは、２つのホルダの間に配置されている。関連する電子部品を有する、少なくとも１つのレーザおよび少なくとも１つの検出器は、直立して配置される。

本発明の目的は、必要な設置空間の減少が可能となるようにして、請求項１のプリアンブル部に述べられた種類の光学測定装置用の偏向ミラー部品を開発すること、および、対応する光学測定装置を規定することである。

本発明によれば、請求項１の特徴を有するレーザスキャナ用の偏向ミラー部品、および、請求項１０の特徴を有する光学測定装置によって、この目的は達成される。本発明の実施形態を好適に実現するさらなる特徴は、従属請求項に含まれる。

本発明によって達成される利点は、駆動ユニットが２つの偏向ミラーの間の空間に配置されることによって、偏向ミラー部品のために必要な設置空間を減少できることである。よって、特に、偏向ミラー部品の設置高さを、減少することができる。

本発明の基本的概念は、水平面において互いに離間して配置された２つのミラーを有するミラーユニットであって、該２つのミラーの間に駆動ユニットが後に配置される、ミラーユニットの実現に基づく。さらに、キャリアプレートまたはキャリアボディにミラーを配置することにより、ミラーユニットの両側での取り付けがより容易に実現される。

光学測定装置用の、本発明に係る偏向ミラー部品は、回転可能な軸に配置され、少なくとも１つの偏向ミラーを備えた少なくとも１つのミラーユニットと、回転可能な軸を駆動する駆動ユニットと、を備える。本発明によれば、少なくとも１つのミラーユニットは、回転可能な軸から径方向の間隔を有して配置された少なくとも２つの偏向ミラーを備え、駆動ユニットは、少なくとも一部が、２つの偏向ミラーの間の空間に配置されている。

本発明に係る偏向ミラー部品の１つの好適な構成において、少なくとも２つの偏向ミラーは、キャリアプレートに配置され、駆動ユニットは、キャリアプレートの穴に配置されている。これにより、ミラーユニットの２つの側での取り付けを、より容易に実現でき、回転動作におけるずれを減少できる。キャリアプレートの穴への駆動ユニットの配置を容易にするために、穴の端に、円周方向のカラーを形成することができる。

少なくとも１つのミラーユニットは、例えば、少なくとも２つの送信偏向ミラーを有する送信ミラーユニットとして、および／または、少なくとも２つの受信偏向ミラーを有する受信ミラーユニットとして構成することができる。

本発明に係る偏向ミラー部品のさらなる好適な構成において、穴を有するキャリアプレートに径方向に離間するように配置された、２つの送信偏向ミラーを有する送信ミラーユニットと、２つの受信偏向ミラーを有する受信ミラーユニットとが、互いに軸方向に離間するように共通の回転可能な軸に配置され、駆動ユニットは、２つの送信偏向ミラーの間の空間に配置されている。２つの受信偏向ミラーは、いずれの場合も、径方向に離間するようにキャリアボディの側面に固定することができる。その結果、受信ミラーユニットの２つの側での取り付けを、より容易に実現でき、受信ミラーユニットの回転動作におけるずれを減少できる。現在の回転角度を検知するために、符号化ディスクを、送信ミラーユニットと受信ミラーユニットとの間で、キャリアプレートの下に配置することができ、この符号化ディスクは、回転可能な軸の回転角度を判断するために検査される。

本発明に係る装置のさらに好適な構成において、駆動ユニットは、ステッピングモータとして構成される。加えて、回転可能な軸は、揺れる動作やずれを回避するために両側で取り付けることができる。

本発明に係る偏向ミラー部品は、好ましくは、少なくとも１つの光送信器と、少なくとも１つの光受信器とを有する光学測定装置において用いることができる。

本発明の例示的な実施形態を、図面を参照して以下により詳細に説明する。

本発明に係る光学測定装置の例示的な実施形態の斜視図。 筐体がない状態の、図１の光学測定装置の詳細斜視図。 駆動ホルダがない状態の、図１の光学測定装置の詳細斜視図。 送信ユニットおよび駆動ユニットがない状態の、図１の光学測定装置の詳細斜視図。 図１の光学測定装置用の、本発明に係る偏向ミラー部品の例示的な実施形態の斜視図。 別の観察角度からの、図５に従う本発明に係る偏向ミラー部品の例示的な実施形態のさらなる斜視図。

図１に示すように、光学測定装置１は、底プレート５を有する筐体２を備える。筐体の中には、例えばパルスレーザ光が出射されるときに通過する送信窓７と、監視領域にある物体によって反射されたレーザ光が受信されるときに通過する受信窓９とが設けられる。

図２〜図４に示すように、送信ユニット１０と、受信ユニット２０と、偏向ミラー部品３０とが、筐体３内に配置される。送信ユニット１０は、送信回路基板１２を備え、この送信回路基板に、例えば、送信光ユニット１６を有し、パルスレーザとして構成された光送信器１４が配置される。図示された例示的な実施形態における送信回路基板１２は、回路キャリア１８に取り付けられる。受信ユニット２０は、例えば検出器として構成された光受信器２４が配置される受信回路基板２２と、例えばパラボラミラーとして構成された受信光ユニット２６とを備える。

図２〜図６に示すように、図示された例示的な実施形態における偏向ミラー部品３０は、共通水平面において（つまり、同じ高さ位置すなわち同じ軸方向位置において）径方向に離間するようにキャリアプレート３５に配置された、２つの送信偏向ミラー３１．１，３１．２を有する送信ミラーユニット３１と、２つの受信偏向ミラー３２．１，３２．２を有する受信ミラーユニット３２とを備え、受信偏向ミラーは、いずれの場合も、径方向に離間するようにキャリアボディ３８の側面にそれぞれ固定される。図２〜図６にさらに示すように、送信ミラーユニット３１および受信ミラーユニット３２は、互いに軸方向に離間するように共通の回転可能な軸３４に配置される。

本発明によると、回転可能な軸３４を駆動する駆動ユニット３３が、２つの送信偏向ミラー３１．１，３１．２の間の空間に、実質的に配置されている。図示された例示的な実施形態において、駆動ユニット３３は、キャリアプレート３５の穴３５．１に配置される。駆動ユニット３３の収容を容易にするために、キャリアプレート３５の穴３５．１の端に、カラーが形成される。駆動ユニット３３は、カバーとして構成されるホルダ３６によって保持される。図示された例示的な実施形態において、駆動ユニット３３は、ステッピングモータとして構成される。あるいは、当業者に知られた他の適切なモータおよび駆動を、回転可能な軸３４の駆動に用いることができる。

送信ミラーユニット３１と、受信ミラーユニット３２との間で、キャリアプレート３５の下に、符号化ディスク３７が配置され、この符号化ディスクは、回転可能な軸３４の回転角度を判断するために検査される。符号化ディスク３７を検査するために、対応するトランスデューサまたはセンサを、回路キャリア１８に配置することができる。さらに、回転可能な軸３４の両端は支持されている。図示例では、軸３４の上端が回転可能な軸３４は駆動ユニット３３に取り付けられ、下端が底プレート５に挿入可能なマウント３９に取り付けられる。

光学測定装置についての結果は、よって、以下に説明される動作態様となる。固定された光送信器１４は、パルスレーザビームを生成し、このビームは、回転する送信ミラーユニット３１を介して偏向され、送信窓７を通して、監視されるべき領域へ放射される。パルスレーザビームは、受信窓９を介して受信され、このレーザビームは、放射されたパルスレーザビームに応じて、監視領域に配置された物体または障害物によって反射されたものである。受信されたレーザビームは、受信ミラーユニット３２を介して偏向され、固定された受信光ユニット２６から、固定された光受信器２４へと導かれる。光受信器１４の出力信号が、監視領域で検出された物体からの距離を確定するためにレーザビームの飛行時間を確定するために検査される。

本発明の基本的な概念は、不図示の偏向ミラー部品において用いることもでき、この偏向ミラー部品は、送信ミラーユニットと、受信ミラーユニットとを有し、これらユニットは、共通の回転軸には配置されないが、それぞれ専用の駆動ユニットを有する。このような実施形態において、図示された例示的な実施形態のように、送信ミラーユニット用の駆動ユニットは、回転可能な軸に対して径方向に離間するように共通水平面に配置された、２つの送信偏向ミラーの間の空間に、実質的に配置される。さらに、受信ミラーユニット用の駆動ユニットは、回転可能な軸に対して径方向に離間するように共通水平面に配置された、２つの受信偏向ミラーの間の空間に、実質的に配置される。

Claims (9)

1. 回転可能な軸（３４）に配置された少なくとも１つのミラーユニット（３１，３２）と、前記回転可能な軸（３４）を駆動する駆動モータ（３３）とを有する、光学測定装置用の偏向ミラー部品であって、
   前記少なくとも１つのミラーユニット（３１，３２）が、少なくとも２つの偏向ミラー（３１．１，３１．２，３２．１，３２．２）を備え、前記少なくとも２つの偏向ミラーが、前記回転可能な軸（３４）の径方向に離間して同じ軸方向位置に配置され、前記駆動モータ（３３）の少なくとも一部が、前記２つの偏向ミラー（３１．１，３１．２，３２．１，３２．２）の間に配置され、
   前記少なくとも１つのミラーユニットは、少なくとも２つの送信偏向ミラー（３１．１，３１．２）を有する送信ミラーユニット（３１）と、少なくとも２つの受信偏向ミラー（３２．１，３２．２）を有する受信ミラーユニット（３２）を含み、
   穴（３５．１）を有するキャリアプレート（３５）に互いに径方向に離間して配置された２つの送信偏向ミラー（３１．１，３１．２）を有する送信ミラーユニット（３１）と、２つの受信偏向ミラー（３２．１，３２．２）を有する受信ミラーユニット（３２）とが、互いに軸方向に離間して共通の前記回転可能な軸（３４）に配置されている
   ことを特徴とする偏向ミラー部品。
2. 前記駆動モータ（３３）は、前記２つの送信偏向ミラー（３１．１，３１．２）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の偏向ミラー部品。
3. 前記少なくとも２つの偏向ミラー（３１．１，３１．２，３２．１，３２．２）は、キャリアプレート（３５）上に配置され、前記駆動モータ（３３）は、前記キャリアプレート（３５）の穴（３５．１）の中に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の偏向ミラー部品。
4. 前記キャリアプレート（３５）の前記穴（３５．１）の端に、カラーが形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の偏向ミラー部品。
5. 前記受信偏向ミラー（３２．１，３２．２）は、径方向に離間してキャリアボディ（３８）の側面に固定されることを特徴とする、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の偏向ミラー部品。
6. 前記回転可能な軸（３４）の回転角度を判断するために検査可能な符号化ディスク（３７）が、前記送信ミラーユニット（３１）と前記受信ミラーユニット（３２）との間で、前記キャリアプレート（３５）の下に配置されることを特徴とする、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の偏向ミラー部品。
7. 前記駆動モータ（３３）は、ステッピングモータとして構成されることを特徴とする、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の偏向ミラー部品。
8. 前記回転可能な軸（３４）の両端が支持されていることを特徴とする、請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の偏向ミラー部品。
9. 少なくとも１つの光送信器（１４）と、少なくとも１つの光受信器（２４）と、少なくとも１つのミラーユニット（３１，３２）を有する偏向ミラー部品（３０）と、を備え、前記偏向ミラー部品が、回転可能な軸（３４）に配置され、かつ、少なくとも１つの偏向ミラー（３１．１，３１．２，３２．１，３２．２）と、前記回転可能な軸（３４）を駆動する駆動モータ（３３）とを有する、光学測定装置であって、
   前記偏向ミラー部品（３０）は、請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の偏向ミラー部品であることを特徴とする光学測定装置。

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