JPH075261A - 光検出システム - Google Patents
光検出システムInfo
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- JPH075261A JPH075261A JP6025330A JP2533094A JPH075261A JP H075261 A JPH075261 A JP H075261A JP 6025330 A JP6025330 A JP 6025330A JP 2533094 A JP2533094 A JP 2533094A JP H075261 A JPH075261 A JP H075261A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
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- G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】コンパクトデ感度が高く測定精度の高い光検出
システムを提供する。 【構成】送信光ビーム５２を送信する送信装置３４、物
体５４からの送信光の反射による反射光ビーム５６を検
出する検出装置６８、７４と、偏向装置４６を含む。検
出装置は物体５４との距離を測定する第一検出器７４と
反射光ビーム５６の角度を決める第二検出器６８をも
つ。偏向装置４６から出る送信光ビーム５２と偏向装置
４６に入る反射光ビーム５６とが同軸になるように送信
装置３４と偏向装置４６とが配置されている。送信光ビ
ーム５２と反射光ビーム５６が同一光学軸上に来るた
め、コンパクトで感度が高いシステムとなる。本システ
ム３０は車両誘導システムに有効である。
システムを提供する。 【構成】送信光ビーム５２を送信する送信装置３４、物
体５４からの送信光の反射による反射光ビーム５６を検
出する検出装置６８、７４と、偏向装置４６を含む。検
出装置は物体５４との距離を測定する第一検出器７４と
反射光ビーム５６の角度を決める第二検出器６８をも
つ。偏向装置４６から出る送信光ビーム５２と偏向装置
４６に入る反射光ビーム５６とが同軸になるように送信
装置３４と偏向装置４６とが配置されている。送信光ビ
ーム５２と反射光ビーム５６が同一光学軸上に来るた
め、コンパクトで感度が高いシステムとなる。本システ
ム３０は車両誘導システムに有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光検出システム及び方法
に関する。特に、本発明は目的行程の経路（例えば、道
路表面）に沿って目標物に対する移動装置（例えば、自
動車）の位置を検出し、経路の位置合わせを持続するた
めに要する制御信号（例えば、ステアリング制御信号）
を予想することが可能である方法及びシステムに関す
る。
に関する。特に、本発明は目的行程の経路（例えば、道
路表面）に沿って目標物に対する移動装置（例えば、自
動車）の位置を検出し、経路の位置合わせを持続するた
めに要する制御信号（例えば、ステアリング制御信号）
を予想することが可能である方法及びシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車など移動装置の指示された経路に
沿った位置を決めるために少なくとも一つのタイプのシ
ステムが提案されている。そのようなシステムは米国特
許第５、１６２、６４３に開示され、その大部分は図１
に図示されている。そのシステムは多分レーザー・ダイ
オードが使用される光ビーム１２放出用の光源を含む。
一つ或いはそれ以上の再帰反射器１４、１４’、１
４’’、が意図された移動経路に沿って、レーザー・ダ
イオード１０によって送信された光を反射するために設
置されている。自動車などの可動装置の位置を検出する
ために使われるときは、再帰反射器１４、１４’、１
４’’は道路の片側に沿って設置される。すると自動車
に搭載された光源１０は視界を作り出すために自動車の
移動の前方に向けられる。
沿った位置を決めるために少なくとも一つのタイプのシ
ステムが提案されている。そのようなシステムは米国特
許第５、１６２、６４３に開示され、その大部分は図１
に図示されている。そのシステムは多分レーザー・ダイ
オードが使用される光ビーム１２放出用の光源を含む。
一つ或いはそれ以上の再帰反射器１４、１４’、１
４’’、が意図された移動経路に沿って、レーザー・ダ
イオード１０によって送信された光を反射するために設
置されている。自動車などの可動装置の位置を検出する
ために使われるときは、再帰反射器１４、１４’、１
４’’は道路の片側に沿って設置される。すると自動車
に搭載された光源１０は視界を作り出すために自動車の
移動の前方に向けられる。
【０００３】上記のシステムは又レンジ検出チャンネル
１６と角度検出チャンネル１８も含み、両者とも図１に
だいたい図示されている。レンジ検出チャンネル１６と
角度検出チャンネル１８は光を感知するための検出器を
含む。送信光ビーム１２からの送信光は再帰反射器１
４、１４’、１４’’から反射し、反射光ビームとして
光源１０に向かって戻る。レンジ検出チャンネル１６と
角度検出チャンネル１８における検出器は反射光ビーム
からの光を感知するので、反射光ビームの角度と再帰反
射器１４、１４’、１４’’との距離を決定出来る。
１６と角度検出チャンネル１８も含み、両者とも図１に
だいたい図示されている。レンジ検出チャンネル１６と
角度検出チャンネル１８は光を感知するための検出器を
含む。送信光ビーム１２からの送信光は再帰反射器１
４、１４’、１４’’から反射し、反射光ビームとして
光源１０に向かって戻る。レンジ検出チャンネル１６と
角度検出チャンネル１８における検出器は反射光ビーム
からの光を感知するので、反射光ビームの角度と再帰反
射器１４、１４’、１４’’との距離を決定出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１に図示され、又よ
り詳細に前述の米国特許第５、１６２、６４３に述べら
れたシステムは自動車の移動方向より進んだ点又は複数
の点に対する自動車などの可動物体の位置を決めるには
極めて有効であるが、改良の余地がある。例えば、図１
に図示されているように、光源１０、レンジ検出チャン
ネル１６と角度検出チャンネル１８は互いに垂直に設置
されている。その結果、以下の三つの異なった光学軸を
必要とする。その一つは送信光ビーム１２の光学軸であ
り、他の一つはレンジ検出チャンネル１６に感知された
反射光ビームの部分の光学軸であり、残りの一つは角度
検出チャンネル１８によって感知された反射光ビームの
部分の光学軸である。それら複数の光学軸は、多数の構
成要素を収容するのに充分なように多数の構成要素を入
れるに十分に大きいハウジングを必要とする。従って、
ハウジングは別の場合にはコンパクトになるかもしれな
いが、この場合はコンパクトに出来ない。
り詳細に前述の米国特許第５、１６２、６４３に述べら
れたシステムは自動車の移動方向より進んだ点又は複数
の点に対する自動車などの可動物体の位置を決めるには
極めて有効であるが、改良の余地がある。例えば、図１
に図示されているように、光源１０、レンジ検出チャン
ネル１６と角度検出チャンネル１８は互いに垂直に設置
されている。その結果、以下の三つの異なった光学軸を
必要とする。その一つは送信光ビーム１２の光学軸であ
り、他の一つはレンジ検出チャンネル１６に感知された
反射光ビームの部分の光学軸であり、残りの一つは角度
検出チャンネル１８によって感知された反射光ビームの
部分の光学軸である。それら複数の光学軸は、多数の構
成要素を収容するのに充分なように多数の構成要素を入
れるに十分に大きいハウジングを必要とする。従って、
ハウジングは別の場合にはコンパクトになるかもしれな
いが、この場合はコンパクトに出来ない。
【０００５】さらに、図１に図示されたシステムは、レ
ンジ検出チャンネルと角度検出チャンネルが反射光の最
大量を感知しないように設計されている。上述のよう
に、再帰反射器１４、１４’、１４’’は光源１０によ
って送信された光を反射するために特に使われる。それ
ら再帰反射器１４、１４’、１４’’の特徴として、そ
れらは送信光ビーム１２が進むのに沿う経路と実質的に
同じ経路に沿って光を反射する。従って、図１からわか
るように、反射された光ビーム２０の中心部（つまり、
中心軸）は送信光ビーム１２の中心部（つまり中心軸）
と実質的に平行で同軸の経路に従って進行する。しか
し、反射光ビーム２０は再帰反射器１４、１４’、１
４’’から反射するにつれて発散する。反射光ビーム２
０を横切る光の量は図１に示された曲線２２にだいたい
示されている。そこから分かるように、光の濃度と強度
は光源１０と反射器又は再帰反射器１４（つまり、送信
光ビーム１２の中心軸と同軸の線）との間に延びる中心
軸に沿って最大である。その中心軸からさらに離れた所
に位置する光ビーム２０のそれらの部分は濃度が低い。
反射光ビーム２０の外端部において、光の濃度は最小で
ある。
ンジ検出チャンネルと角度検出チャンネルが反射光の最
大量を感知しないように設計されている。上述のよう
に、再帰反射器１４、１４’、１４’’は光源１０によ
って送信された光を反射するために特に使われる。それ
ら再帰反射器１４、１４’、１４’’の特徴として、そ
れらは送信光ビーム１２が進むのに沿う経路と実質的に
同じ経路に沿って光を反射する。従って、図１からわか
るように、反射された光ビーム２０の中心部（つまり、
中心軸）は送信光ビーム１２の中心部（つまり中心軸）
と実質的に平行で同軸の経路に従って進行する。しか
し、反射光ビーム２０は再帰反射器１４、１４’、１
４’’から反射するにつれて発散する。反射光ビーム２
０を横切る光の量は図１に示された曲線２２にだいたい
示されている。そこから分かるように、光の濃度と強度
は光源１０と反射器又は再帰反射器１４（つまり、送信
光ビーム１２の中心軸と同軸の線）との間に延びる中心
軸に沿って最大である。その中心軸からさらに離れた所
に位置する光ビーム２０のそれらの部分は濃度が低い。
反射光ビーム２０の外端部において、光の濃度は最小で
ある。
【０００６】図１に図示されたシステムにおいて、レン
ジ検出チャンネル１６と角度検出チャンネル１８とは光
源１０に対して言及された方法で設置されているので、
各々のチャンネル１６、１８における検出器は反射光の
最大量よりすこし少なく感知する。その結果、反射光を
検出する能力に関して敏感ではない。上述のように、自
動車などの可動物体の位置を検出するための比較的コン
パクトな光検出システムを供給することが望ましい。そ
の方法で、移動物体においていかなる望ましい位置にそ
のシステムはより容易に配置出来る。非常に敏感で正確
でそして、反射器又は再帰反射器から反射光の最大量を
検出出来るような光検出システムを供給することも又望
ましい。
ジ検出チャンネル１６と角度検出チャンネル１８とは光
源１０に対して言及された方法で設置されているので、
各々のチャンネル１６、１８における検出器は反射光の
最大量よりすこし少なく感知する。その結果、反射光を
検出する能力に関して敏感ではない。上述のように、自
動車などの可動物体の位置を検出するための比較的コン
パクトな光検出システムを供給することが望ましい。そ
の方法で、移動物体においていかなる望ましい位置にそ
のシステムはより容易に配置出来る。非常に敏感で正確
でそして、反射器又は再帰反射器から反射光の最大量を
検出出来るような光検出システムを供給することも又望
ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴によ
れば、光検出システムは視界を作り出すための光ビーム
を送信する送信装置、視界内の少なくとも一つの目標物
からの送信光の反射による反射光のビームを検出するた
めの検出装置と、送信光ビームと反射光ビームのどちら
も偏向する偏向装置を含む。
れば、光検出システムは視界を作り出すための光ビーム
を送信する送信装置、視界内の少なくとも一つの目標物
からの送信光の反射による反射光のビームを検出するた
めの検出装置と、送信光ビームと反射光ビームのどちら
も偏向する偏向装置を含む。
【０００８】検出手段は目標物との距離を決めるために
少なくとも一つの目標物からの反射された反射光を感知
するための第一検出器をもつレンジチャンネルと、反射
された反射光ビームの角度を決めるために少なくとも一
つの目標物からの反射された反射光を感知するための第
二検出器をもつ角度チャンネルを含むことができる。偏
向装置は送信光ビームを偏向するときには反射光ビーム
が通過するかあるいは、反射光ビームを偏向するときに
は送信光ビームを通過するようにする。偏向装置からあ
らわれる送信光ビームは偏向装置に入る反射光ビームと
同軸である。
少なくとも一つの目標物からの反射された反射光を感知
するための第一検出器をもつレンジチャンネルと、反射
された反射光ビームの角度を決めるために少なくとも一
つの目標物からの反射された反射光を感知するための第
二検出器をもつ角度チャンネルを含むことができる。偏
向装置は送信光ビームを偏向するときには反射光ビーム
が通過するかあるいは、反射光ビームを偏向するときに
は送信光ビームを通過するようにする。偏向装置からあ
らわれる送信光ビームは偏向装置に入る反射光ビームと
同軸である。
【０００９】本システムは又第一検出器に送られる第一
ビーム構成要素と第二検出器に送られる第二ビーム構成
部分とから成る二つのビーム構成要素に反射光ビームを
分割するため偏向装置と検出装置との間に設置された装
置も含むことができる。本発明の望ましい実施例による
と、第一センサーは単一感光ダイオードから成り、また
第二センサーはＣＣＤアレイまたは光ダイオードアレイ
を含むことがある。送信光ビームと反射光ビームともに
偏向する装置は偏光ビームスプリッターの形をとれる。
偏光ビームスプリッターの前に置かれた半波長板（二分
の一波長板）は送信光ビームの偏光面と約４５度の角度
で反射光ビームの偏光面を回転させるので、半波長板を
通過する前の送信光ビームの偏光面は反射光ビームが半
波長板を通過した後で反射光ビームの偏光面に対して約
９０度に配置される。
ビーム構成要素と第二検出器に送られる第二ビーム構成
部分とから成る二つのビーム構成要素に反射光ビームを
分割するため偏向装置と検出装置との間に設置された装
置も含むことができる。本発明の望ましい実施例による
と、第一センサーは単一感光ダイオードから成り、また
第二センサーはＣＣＤアレイまたは光ダイオードアレイ
を含むことがある。送信光ビームと反射光ビームともに
偏向する装置は偏光ビームスプリッターの形をとれる。
偏光ビームスプリッターの前に置かれた半波長板（二分
の一波長板）は送信光ビームの偏光面と約４５度の角度
で反射光ビームの偏光面を回転させるので、半波長板を
通過する前の送信光ビームの偏光面は反射光ビームが半
波長板を通過した後で反射光ビームの偏光面に対して約
９０度に配置される。
【００１０】本発明は又経路に沿って移動車両を光学的
に誘導する車両誘導システムも提供する。本システムは
視界を作り出すために移動車両から光ビームを送信する
ための送信装置と、経路に沿って自動的に車両を操縦す
るために少なくとも一つの目標物から送信された光の反
射による反射光のビームを検出するための検出装置を含
む。検出装置は移動車両から目標物までの距離を決める
ために反射光ビームを感知するための第一検出器をもつ
レンジチャンネルと、反射光ビームの角度を決めるため
に反射光ビームを感知するための第二検出器をもつ角度
チャンネルを含むことができる。
に誘導する車両誘導システムも提供する。本システムは
視界を作り出すために移動車両から光ビームを送信する
ための送信装置と、経路に沿って自動的に車両を操縦す
るために少なくとも一つの目標物から送信された光の反
射による反射光のビームを検出するための検出装置を含
む。検出装置は移動車両から目標物までの距離を決める
ために反射光ビームを感知するための第一検出器をもつ
レンジチャンネルと、反射光ビームの角度を決めるため
に反射光ビームを感知するための第二検出器をもつ角度
チャンネルを含むことができる。
【００１１】車両誘導システムは又送信光と反射光のど
ちらも偏向するための偏向装置も含みうる。偏向装置は
送信光ビームを偏向するときには反射光ビームが通過す
るかあるいは、反射光ビームを偏向するときには送信光
ビームを通過するようにする。偏向装置からあらわれる
送信光ビームは偏向装置に入る反射光ビームと同軸であ
り、従って光学軸を最小にし様々な構成要素を含むハウ
ジングの大きさを比較的コンパクトにできる。
ちらも偏向するための偏向装置も含みうる。偏向装置は
送信光ビームを偏向するときには反射光ビームが通過す
るかあるいは、反射光ビームを偏向するときには送信光
ビームを通過するようにする。偏向装置からあらわれる
送信光ビームは偏向装置に入る反射光ビームと同軸であ
り、従って光学軸を最小にし様々な構成要素を含むハウ
ジングの大きさを比較的コンパクトにできる。
【００１２】望ましい実施例によれば、偏向装置は偏光
ビームスプリッターの形をとれる。偏向ビームスプリッ
ターの前に置かれた半波長板は偏光ビームスプリッター
とともに送信光ビームの偏光面と反射光ビームの偏光面
を回転させる。このように送信光ビームが偏向される実
施例においては、半波長板は送信光ビームの偏光面と反
射光ビームの偏光面を回転させるので実質的に偏向され
ることなく反射光ビームはビームスプリッターを通過す
る。これに対して、送信光ビームが偏光ビームスプリッ
ターをまっすぐに通過する場合には、送信光ビームと反
射光ビームの偏光面は回転されるので、反射光ビームは
偏光ビームスプリッターによって偏向される。
ビームスプリッターの形をとれる。偏向ビームスプリッ
ターの前に置かれた半波長板は偏光ビームスプリッター
とともに送信光ビームの偏光面と反射光ビームの偏光面
を回転させる。このように送信光ビームが偏向される実
施例においては、半波長板は送信光ビームの偏光面と反
射光ビームの偏光面を回転させるので実質的に偏向され
ることなく反射光ビームはビームスプリッターを通過す
る。これに対して、送信光ビームが偏光ビームスプリッ
ターをまっすぐに通過する場合には、送信光ビームと反
射光ビームの偏光面は回転されるので、反射光ビームは
偏光ビームスプリッターによって偏向される。
【００１３】本発明のもう一つの特徴は自動車などの移
動車両に対する目的物の位置を検出するための方法に関
する。本方法は車両の前の視界を作り出すために車両か
ら光ビームを送信し、それから送信光ビームと実質的に
同軸な反射光ビームを検出することに関しており、それ
は視界内の少なくとも一つの物体からの送信光ビームの
反射によって生じる。検出の段階は車両と少なくとも一
つの物体との距離を決めるために少なくとも一つの物体
からの反射された反射光を感知し、反射された反射光ビ
ームの角度を決めるために少なくとも一つの物体からの
反射された反射光を感知することを含む。反射された反
射光ビームの角度と車両と少なくとも一つの物体との距
離は少なくとも一つの物体に対する車両の位置を決める
ために使われる。
動車両に対する目的物の位置を検出するための方法に関
する。本方法は車両の前の視界を作り出すために車両か
ら光ビームを送信し、それから送信光ビームと実質的に
同軸な反射光ビームを検出することに関しており、それ
は視界内の少なくとも一つの物体からの送信光ビームの
反射によって生じる。検出の段階は車両と少なくとも一
つの物体との距離を決めるために少なくとも一つの物体
からの反射された反射光を感知し、反射された反射光ビ
ームの角度を決めるために少なくとも一つの物体からの
反射された反射光を感知することを含む。反射された反
射光ビームの角度と車両と少なくとも一つの物体との距
離は少なくとも一つの物体に対する車両の位置を決める
ために使われる。
【００１４】
【作用】本発明の光検出システムは、光ビームを送信す
る送信手段と、物体からの反射光ビームを感知するため
の第一検出器をもつレンジチャンネルと反射光ビームの
角度を検出する第二検出器をもつ角度チャンネルとを含
み、物体からの反射光ビームを検出するための検出手段
と、送信光ビームを偏向するときには反射光ビームが通
過するかあるいは、反射光ビームを偏向するときには送
信光ビームを通過するようにする偏向手段と、偏向手段
と検出手段との間に設置され、反射光ビームを該第一検
出器に送られる第一ビーム部分と該第二検出器に送られ
る第二ビーム部分の二つのビーム部分に分割するための
分割手段とから成る。本発明の光検出システムでは、送
信手段により送信光ビームが送信され、この送信光ビー
ムは偏向手段を介して物体に照射される。物体に照射さ
れた光は反射光ビームとして送信光ビームと同一光学軸
を通って偏向手段に戻る。なお、この偏向手段では送信
光ビームを偏向するときには反射光ビームが通過するか
あるいは、反射光ビームを偏向するときには送信光ビー
ムを通過するようにする。偏向手段に戻った反射光ビー
ムは分割手段で第一ビームと第二ビームに分割され、第
一ビームは第一検出器に送られ物体までの距離が計測さ
れる。第二ビームは第二検出器に送られ物体の角度が検
出される。
る送信手段と、物体からの反射光ビームを感知するため
の第一検出器をもつレンジチャンネルと反射光ビームの
角度を検出する第二検出器をもつ角度チャンネルとを含
み、物体からの反射光ビームを検出するための検出手段
と、送信光ビームを偏向するときには反射光ビームが通
過するかあるいは、反射光ビームを偏向するときには送
信光ビームを通過するようにする偏向手段と、偏向手段
と検出手段との間に設置され、反射光ビームを該第一検
出器に送られる第一ビーム部分と該第二検出器に送られ
る第二ビーム部分の二つのビーム部分に分割するための
分割手段とから成る。本発明の光検出システムでは、送
信手段により送信光ビームが送信され、この送信光ビー
ムは偏向手段を介して物体に照射される。物体に照射さ
れた光は反射光ビームとして送信光ビームと同一光学軸
を通って偏向手段に戻る。なお、この偏向手段では送信
光ビームを偏向するときには反射光ビームが通過するか
あるいは、反射光ビームを偏向するときには送信光ビー
ムを通過するようにする。偏向手段に戻った反射光ビー
ムは分割手段で第一ビームと第二ビームに分割され、第
一ビームは第一検出器に送られ物体までの距離が計測さ
れる。第二ビームは第二検出器に送られ物体の角度が検
出される。
【００１５】
【発明の効果】本発明の光検出システムでは、送信光ビ
ームと反射光ビームの光学軸が一致している。このため
装置が小型化できる。従来の送信光部と受信光部との光
学軸が異なる従来の装置に比較して１／５程度コンパク
トになる。さらに、送信光ビームと反射光ビームの光学
軸が一致しているため光の一番強い中心部分の光を受信
できる。すなわち、受光量が多い。このため感度が良
く、測定精度が向上する。分割手段としてビームスプリ
ッタを使用することにより光量の損失を抑えることがで
きる。
ームと反射光ビームの光学軸が一致している。このため
装置が小型化できる。従来の送信光部と受信光部との光
学軸が異なる従来の装置に比較して１／５程度コンパク
トになる。さらに、送信光ビームと反射光ビームの光学
軸が一致しているため光の一番強い中心部分の光を受信
できる。すなわち、受光量が多い。このため感度が良
く、測定精度が向上する。分割手段としてビームスプリ
ッタを使用することにより光量の損失を抑えることがで
きる。
【００１６】
【実施例】以下本発明を、実施例で説明する。最初に図
２を参照すると、光基準目標物検出システム３０の一つ
の実施例が図示されている。本システムはシステムを構
成する様々な構成要素を収容するハウジング３２から成
る。ハウジング３２はその中に保持された構成要素と一
緒に一つの点又は複数の点に対する位置を決める移動物
体に取り付けられることが望ましい。
２を参照すると、光基準目標物検出システム３０の一つ
の実施例が図示されている。本システムはシステムを構
成する様々な構成要素を収容するハウジング３２から成
る。ハウジング３２はその中に保持された構成要素と一
緒に一つの点又は複数の点に対する位置を決める移動物
体に取り付けられることが望ましい。
【００１７】以下の解説のために、制御される移動物体
として自動車を特に取り上げる。しかしながら、決めら
れた経路に沿って誘導される物体ならどんな物でもその
位置を決定することに本発明は適用できるということを
理解しておかなくてはならない。例えば、決められた経
路に沿って自動ロボットの動きを制御するのにも本発明
は利用できる。
として自動車を特に取り上げる。しかしながら、決めら
れた経路に沿って誘導される物体ならどんな物でもその
位置を決定することに本発明は適用できるということを
理解しておかなくてはならない。例えば、決められた経
路に沿って自動ロボットの動きを制御するのにも本発明
は利用できる。
【００１８】以下の記載において、車両の動きに対して
固定された視界を使うこともまた言及しておく。ここで
言うのは、固定されたとは定常（すなわち、走査してな
い）光を使うことを指す。しかしながら、走査光源も又
使えるということも理解しておくべきである。また、視
界は前方方向以外の方向でもよい。例えば、視界は横方
向（すなわち車両の方向を制御するために可動車両の側
方向）にも又衝突を回避するために他の車両を検出する
目的で車両の移動方向と反対の方向でもよい。さらに、
視界のいかなる組合せも用いることができる。例えば、
第二横視界を偏揺れ（すなわち車両の垂直軸のまわりの
回転）に関する付加的情報を得るために使うことができ
る。
固定された視界を使うこともまた言及しておく。ここで
言うのは、固定されたとは定常（すなわち、走査してな
い）光を使うことを指す。しかしながら、走査光源も又
使えるということも理解しておくべきである。また、視
界は前方方向以外の方向でもよい。例えば、視界は横方
向（すなわち車両の方向を制御するために可動車両の側
方向）にも又衝突を回避するために他の車両を検出する
目的で車両の移動方向と反対の方向でもよい。さらに、
視界のいかなる組合せも用いることができる。例えば、
第二横視界を偏揺れ（すなわち車両の垂直軸のまわりの
回転）に関する付加的情報を得るために使うことができ
る。
【００１９】ハウジング３２内には光源３４が配置さ
れ、光源３４はハウジング３２内に光源３４を固定する
ために固定具３６に適切に固定されている。光源３２
は、目的行程に沿って自動車の前の視界を照明する光ビ
ーム５２を放出する。光源３２は例えば波長約８５０ｎ
ｍにおいて約１００Ｗの最大出力で作動する送信器を含
む中出力赤外ダイオード・レーザーでもよい。一つの望
ましい実施例においては、レーザー・ダイオードはパル
ス周波数２０００Ｈｚにおいてパルス幅５ｎｍを供給す
る。このような光源が望ましいが、従来のレーザーも使
える。さらに、光源は可視あるいは紫外（非レーザー）
光源でもよい。
れ、光源３４はハウジング３２内に光源３４を固定する
ために固定具３６に適切に固定されている。光源３２
は、目的行程に沿って自動車の前の視界を照明する光ビ
ーム５２を放出する。光源３２は例えば波長約８５０ｎ
ｍにおいて約１００Ｗの最大出力で作動する送信器を含
む中出力赤外ダイオード・レーザーでもよい。一つの望
ましい実施例においては、レーザー・ダイオードはパル
ス周波数２０００Ｈｚにおいてパルス幅５ｎｍを供給す
る。このような光源が望ましいが、従来のレーザーも使
える。さらに、光源は可視あるいは紫外（非レーザー）
光源でもよい。
【００２０】他の実施例において、光源３２は中出力赤
外光源と白熱光源から成る。そのような実施例の場合、
赤外光源はレンジ検出チャンネルにおいて正確なレンジ
検出をするようにパルス化される。白熱光源はそのとき
車両の動きの望ましい経路に沿って配置された反射器ま
たは再帰反射器からの強化された反射強度を供給するの
に使える。強化された強度反射は赤外光源の出力強度を
増やすことなく角度チャンネル検出の分解能を増加させ
る。
外光源と白熱光源から成る。そのような実施例の場合、
赤外光源はレンジ検出チャンネルにおいて正確なレンジ
検出をするようにパルス化される。白熱光源はそのとき
車両の動きの望ましい経路に沿って配置された反射器ま
たは再帰反射器からの強化された反射強度を供給するの
に使える。強化された強度反射は赤外光源の出力強度を
増やすことなく角度チャンネル検出の分解能を増加させ
る。
【００２１】送信された光ビーム５２の行程方向に関し
てレーザー・ダイオード３４の前に位置するのは回折指
数（grated index) マイクロレンズ３８と一対の一般に
は楕円状のレンズ４０、４２である。送信された光ビー
ム５２は典型的な発散ビームで、回折指数マイクロレン
ズ３８はその発散光ビームを整正し平行にする。一方レ
ンズ４０、４２は、回折指数マイクロレンズ３８から出
てくる送信された光ビーム５２を制御可能に発散させる
機能をもつ。レンズ３８、４０、４２と光源３４は共通
の光学軸に沿って位置している。
てレーザー・ダイオード３４の前に位置するのは回折指
数（grated index) マイクロレンズ３８と一対の一般に
は楕円状のレンズ４０、４２である。送信された光ビー
ム５２は典型的な発散ビームで、回折指数マイクロレン
ズ３８はその発散光ビームを整正し平行にする。一方レ
ンズ４０、４２は、回折指数マイクロレンズ３８から出
てくる送信された光ビーム５２を制御可能に発散させる
機能をもつ。レンズ３８、４０、４２と光源３４は共通
の光学軸に沿って位置している。
【００２２】送信光ビーム５２の行程方向に関してレン
ズ３８、４０、４２の前に位置するのは回折格子４４で
ある。回折格子４４はレーザ・ダイオードからのレーザ
ー出力を分布するよう設計されているので視界上のレー
ザー光の分布型を最適化する。例えば、回折格子４４は
より離れたところにあるターゲット（すなわち、再帰反
射器）に出力をもっと供給し、又同時により近いターゲ
ット（すなわち、再帰反射器）に少ない出力を供給する
ように機能することができる。又特に言及したいのは、
回折格子４４はそこを通って通過するレーザー・ビーム
が広い領域をカバーする時に特に効率よく機能する。こ
のようにして、レンズ４０、４２による発散機能のおか
げで回折格子４４の作動が効率良くなる。回折格子４４
は又光源３４とレンズ３８、４０、４２と共通の光学軸
に沿って位置してる。
ズ３８、４０、４２の前に位置するのは回折格子４４で
ある。回折格子４４はレーザ・ダイオードからのレーザ
ー出力を分布するよう設計されているので視界上のレー
ザー光の分布型を最適化する。例えば、回折格子４４は
より離れたところにあるターゲット（すなわち、再帰反
射器）に出力をもっと供給し、又同時により近いターゲ
ット（すなわち、再帰反射器）に少ない出力を供給する
ように機能することができる。又特に言及したいのは、
回折格子４４はそこを通って通過するレーザー・ビーム
が広い領域をカバーする時に特に効率よく機能する。こ
のようにして、レンズ４０、４２による発散機能のおか
げで回折格子４４の作動が効率良くなる。回折格子４４
は又光源３４とレンズ３８、４０、４２と共通の光学軸
に沿って位置してる。
【００２３】偏光ビームスプリッター４６は回折格子４
４の前でそれと同じ光学軸に沿って位置している。偏光
ビームスプリッターやそのような装置に関する特徴は従
来技術で公知であるので、ここでは詳細には述べない。
しかし一般的にいって、偏光ビームスプリッター４６は
斜辺面と斜辺面との面間が一緒に接着される一対の直角
プリスムから成る。偏光ビームスプリッターにある望ま
しい特徴を与えるように面している斜辺面どうしの間に
特別な多層誘電フィルムを配置できる。送信光ビーム５
２の偏光面の向きによって、送信光ビームは偏向される
ことなく偏光ビームスプリッター４６を通過するか（ビ
ームスプリッターの偏光面が送信光ビーム５２の偏光面
と平行の時）、あるいはビームスプリッター４６によっ
てある方法で偏向される（ビームスプリッターの偏光面
が送信光ビーム５２の偏光面と平行でない時）。
４の前でそれと同じ光学軸に沿って位置している。偏光
ビームスプリッターやそのような装置に関する特徴は従
来技術で公知であるので、ここでは詳細には述べない。
しかし一般的にいって、偏光ビームスプリッター４６は
斜辺面と斜辺面との面間が一緒に接着される一対の直角
プリスムから成る。偏光ビームスプリッターにある望ま
しい特徴を与えるように面している斜辺面どうしの間に
特別な多層誘電フィルムを配置できる。送信光ビーム５
２の偏光面の向きによって、送信光ビームは偏向される
ことなく偏光ビームスプリッター４６を通過するか（ビ
ームスプリッターの偏光面が送信光ビーム５２の偏光面
と平行の時）、あるいはビームスプリッター４６によっ
てある方法で偏向される（ビームスプリッターの偏光面
が送信光ビーム５２の偏光面と平行でない時）。
【００２４】図２で示される望ましい実施例において
は、レーザ・ダイオード３４によって送信された光ビー
ム５２の偏光面が偏光ビームスプリッター４６の偏光面
と平行であるので、ほとんど変わらない状態で送信光ビ
ームが偏光ビームスプリッター４６を通ってまっすぐに
通過する。遅延板４８は、レンズ３８、４０、４２、光
源３４、回折格子４４と偏光ビームスプリッター４６と
同じ光学軸に沿って、偏光ビームスプリッター４６の前
に位置している。望ましくは、遅延板４８はハウジング
３２の前端に設けられた開口部５０内に取りつける。図
２に示された望ましい実施例において、遅延板４８は半
波長板の形をとる。半波長板４８の機能の一部はビーム
スプリッター４６から出た送信光ビーム５２の偏光面を
回転させることなので、半波長板４８から出た送信光ビ
ームの偏光面は半波長板４８に入る光ビームの偏光面に
対して４５度の方向に向けられる。
は、レーザ・ダイオード３４によって送信された光ビー
ム５２の偏光面が偏光ビームスプリッター４６の偏光面
と平行であるので、ほとんど変わらない状態で送信光ビ
ームが偏光ビームスプリッター４６を通ってまっすぐに
通過する。遅延板４８は、レンズ３８、４０、４２、光
源３４、回折格子４４と偏光ビームスプリッター４６と
同じ光学軸に沿って、偏光ビームスプリッター４６の前
に位置している。望ましくは、遅延板４８はハウジング
３２の前端に設けられた開口部５０内に取りつける。図
２に示された望ましい実施例において、遅延板４８は半
波長板の形をとる。半波長板４８の機能の一部はビーム
スプリッター４６から出た送信光ビーム５２の偏光面を
回転させることなので、半波長板４８から出た送信光ビ
ームの偏光面は半波長板４８に入る光ビームの偏光面に
対して４５度の方向に向けられる。
【００２５】遅延板４８を通過しハウジング３２から出
てくる送信光ビーム５２は反射器５４、望ましくは再帰
反射器を含む視界を作り出す。送信光ビーム５２におけ
る光は再帰反射器５４から反射しハウジング３２に反射
光ビーム５６の形で戻る。実際には再帰反射器５４は連
続的に配置された再帰反射器５４の列から成る。車両誘
導システムにおいては、再帰反射器５４は道路の側面に
沿って位置する。
てくる送信光ビーム５２は反射器５４、望ましくは再帰
反射器を含む視界を作り出す。送信光ビーム５２におけ
る光は再帰反射器５４から反射しハウジング３２に反射
光ビーム５６の形で戻る。実際には再帰反射器５４は連
続的に配置された再帰反射器５４の列から成る。車両誘
導システムにおいては、再帰反射器５４は道路の側面に
沿って位置する。
【００２６】反射光ビーム５６は遅延板つまり半波長板
４８を通過し、そこでその偏光面は再び４５度の角度で
回転される。このようにして、遅延板４８から出た反射
光ビームの偏光面は遅延板４８に入る送信光ビーム５２
の偏光面に対して９０度の方向で向けられる。その結
果、反射光ビーム５６が偏光ビームスプリッター４６に
入る時、送信光ビーム５２の場合のように偏光ビームス
プリッターを通って送信されるよりもむしろ、図２に示
すように反射光ビーム５６は偏向される。
４８を通過し、そこでその偏光面は再び４５度の角度で
回転される。このようにして、遅延板４８から出た反射
光ビームの偏光面は遅延板４８に入る送信光ビーム５２
の偏光面に対して９０度の方向で向けられる。その結
果、反射光ビーム５６が偏光ビームスプリッター４６に
入る時、送信光ビーム５２の場合のように偏光ビームス
プリッターを通って送信されるよりもむしろ、図２に示
すように反射光ビーム５６は偏向される。
【００２７】偏光ビームスプリッター４６において偏向
された後で、反射光ビーム５６は例えば白色灯をろ過す
る干渉フィルター５８を通過する。干渉フィルター５８
によってろ過される白色灯は太陽からの光、道路のサイ
ドランプから発散する光あるいは反射光ビーム５６の正
確な検出を妨げる他のタイプの光を除去する。反射光ビ
ーム５６は次にレンズ６４、６６と７０、７２と一緒に
なって、完全な集束システムをつくる光学ユニットまた
はレンズ６０を通過する。レンズ６０を通過した後で、
反射光ビーム５６はビームスプリッター６２に入る。ビ
ームスプリッター６２は二つの要素に光ビーム５６を分
割する８０／２０ビームスプリッターの形をとれる。反
射光の約８０％をしめる一つの要素は上述したように反
射光ビームの焦点をあわすために光学ユニット６０と協
力するいくつかの光学ユニット６４、６６を通って送ら
れる。反射ビームはつぎに検出器６８に向けられる。検
出器６８に反射ビームを適当に集束するために検出器６
８の形によってレンズ６４、６６は好ましいほうが選ば
れる。検出器６８は荷電結合（ＣＣＤ）アレイまたは光
ダイオード・アレイのかたちを取れる。
された後で、反射光ビーム５６は例えば白色灯をろ過す
る干渉フィルター５８を通過する。干渉フィルター５８
によってろ過される白色灯は太陽からの光、道路のサイ
ドランプから発散する光あるいは反射光ビーム５６の正
確な検出を妨げる他のタイプの光を除去する。反射光ビ
ーム５６は次にレンズ６４、６６と７０、７２と一緒に
なって、完全な集束システムをつくる光学ユニットまた
はレンズ６０を通過する。レンズ６０を通過した後で、
反射光ビーム５６はビームスプリッター６２に入る。ビ
ームスプリッター６２は二つの要素に光ビーム５６を分
割する８０／２０ビームスプリッターの形をとれる。反
射光の約８０％をしめる一つの要素は上述したように反
射光ビームの焦点をあわすために光学ユニット６０と協
力するいくつかの光学ユニット６４、６６を通って送ら
れる。反射ビームはつぎに検出器６８に向けられる。検
出器６８に反射ビームを適当に集束するために検出器６
８の形によってレンズ６４、６６は好ましいほうが選ば
れる。検出器６８は荷電結合（ＣＣＤ）アレイまたは光
ダイオード・アレイのかたちを取れる。
【００２８】反射光ビーム５６の約２０％をしめる光ビ
ーム５６の他の要素はビームスプリッター６２から発散
し、上述したように、反射光ビームを集束させるために
レンズ６０を相互に作用するいくつかのレンズ又は光学
ユニット７０、７２を通過する。反射ビームはつぎに検
出器７４に送られる。ここでも、検出器７４に反射ビー
ムを適当に集束するために検出器７４の形によってレン
ズ７０、７２は好ましいほうが選ばれる。検出器７４は
単一のＰＩＮダイオードといった単一の感光ダイオード
の形をとれる。代わりに、検出器７４はアバランシェ・
フォトダイオード（ＡＰＤ）でもよい。検出器７４の位
置を適切に決めるためにハウジング３２内に置かれた固
定具３６に検出器７４は取り付けることができる。同様
に検出器６８は適切な支持具７６に取り付けることがで
きる。
ーム５６の他の要素はビームスプリッター６２から発散
し、上述したように、反射光ビームを集束させるために
レンズ６０を相互に作用するいくつかのレンズ又は光学
ユニット７０、７２を通過する。反射ビームはつぎに検
出器７４に送られる。ここでも、検出器７４に反射ビー
ムを適当に集束するために検出器７４の形によってレン
ズ７０、７２は好ましいほうが選ばれる。検出器７４は
単一のＰＩＮダイオードといった単一の感光ダイオード
の形をとれる。代わりに、検出器７４はアバランシェ・
フォトダイオード（ＡＰＤ）でもよい。検出器７４の位
置を適切に決めるためにハウジング３２内に置かれた固
定具３６に検出器７４は取り付けることができる。同様
に検出器６８は適切な支持具７６に取り付けることがで
きる。
【００２９】レンズ６０、６４、６６の組合せとレンズ
６０、７０、７２の組合せで決まる多重レンズシステム
はシステムへの光行差が比較的少ない（例えば、単一の
レンズシステムに比べて）ので画像の質が高くなるとい
う利点がある。さらに、ビームスプリッター６２の上流
にあるレンズ６０の位置は、同様のレンズがビームスプ
リッター６２とレンズ６４、６６との間やビームスプリ
ッター６２とレンズ７０、７２との間にある他の場合に
比べてよりコンパクトになる。
６０、７０、７２の組合せで決まる多重レンズシステム
はシステムへの光行差が比較的少ない（例えば、単一の
レンズシステムに比べて）ので画像の質が高くなるとい
う利点がある。さらに、ビームスプリッター６２の上流
にあるレンズ６０の位置は、同様のレンズがビームスプ
リッター６２とレンズ６４、６６との間やビームスプリ
ッター６２とレンズ７０、７２との間にある他の場合に
比べてよりコンパクトになる。
【００３０】図２に示すように偏光ビームスプリッター
４６、フィルター５８、レンズ６０、６４、６６、ビー
ムスプリッター６２と検出器６８は共通の光学軸に沿っ
て位置してる。同様に、レンズ７０、７２、ビームスプ
リッター６２と検出器７４も共通の光学軸をもってい
る。光学系またはレンズ７０、７２と組合わされた単一
の検出器７４は、車両から再帰反射器５４までの距離を
決めるために再帰反射器５４から反射された反射光を感
知するためのレンジチャンネルの一部を構成する。レン
ジチャンネルの詳細は前述の米国特許第５、１６２、６
４３に述べられている。一般的に言って、レンジチャン
ネルは図６に示されるような特徴を含む。
４６、フィルター５８、レンズ６０、６４、６６、ビー
ムスプリッター６２と検出器６８は共通の光学軸に沿っ
て位置してる。同様に、レンズ７０、７２、ビームスプ
リッター６２と検出器７４も共通の光学軸をもってい
る。光学系またはレンズ７０、７２と組合わされた単一
の検出器７４は、車両から再帰反射器５４までの距離を
決めるために再帰反射器５４から反射された反射光を感
知するためのレンジチャンネルの一部を構成する。レン
ジチャンネルの詳細は前述の米国特許第５、１６２、６
４３に述べられている。一般的に言って、レンジチャン
ネルは図６に示されるような特徴を含む。
【００３１】図６に関して、単一の検出器７４が受ける
光は電気信号に変換されて予増幅器７８にインプットさ
れる。予増幅器７８は例えば、後増幅器や可変利得増幅
器をも含むＡＰＤ受信器８０の一部として含まれる。可
変利得は定分数選別器と自動利得制御（ＡＧＣ）ボード
８２によって制御される。定分数選別器はパルス到着時
としてその最大強度の５０％を反射パルスがうける時間
内の点を選ぶ。ＡＰＤバイアス８４のような電圧バイア
ス回路は受信された光エネルギーが従来のやりかたで予
増幅器７８に転送される時に検出器７２をバイアスす
る。
光は電気信号に変換されて予増幅器７８にインプットさ
れる。予増幅器７８は例えば、後増幅器や可変利得増幅
器をも含むＡＰＤ受信器８０の一部として含まれる。可
変利得は定分数選別器と自動利得制御（ＡＧＣ）ボード
８２によって制御される。定分数選別器はパルス到着時
としてその最大強度の５０％を反射パルスがうける時間
内の点を選ぶ。ＡＰＤバイアス８４のような電圧バイア
ス回路は受信された光エネルギーが従来のやりかたで予
増幅器７８に転送される時に検出器７２をバイアスす
る。
【００３２】定分数選別器８２からの出力はレンジ・カ
ウンター８６にインプットされる。レンジ・カウンター
８６はまた光送信センサー９０から定分数選別器を経て
入力８８を受信する。光送信センサー９０は光パルスが
実際に光源３４から出てくる各時間（すなわち２、００
０Ｈｚパルス周波数）にレンジ・カウンターにパルスを
アウトプットする。光送信センサー９０からのパルスは
公知のやりかたで刻時パルスの計数を始動させるように
レンジ・カウンター８６を活性化する。レンジ・カウン
ター５２はパルスされた出力がＡＰＤ検出器に受信され
るまで刻時パルスをカウントし続ける。このようにし
て、光源３４から再帰反射器５４の一つまで行きそして
レンジチャンネルに帰るのに光パルスが要する時間に比
例するカウントをレンジ・カウンター８６は記憶する。
ウンター８６にインプットされる。レンジ・カウンター
８６はまた光送信センサー９０から定分数選別器を経て
入力８８を受信する。光送信センサー９０は光パルスが
実際に光源３４から出てくる各時間（すなわち２、００
０Ｈｚパルス周波数）にレンジ・カウンターにパルスを
アウトプットする。光送信センサー９０からのパルスは
公知のやりかたで刻時パルスの計数を始動させるように
レンジ・カウンター８６を活性化する。レンジ・カウン
ター５２はパルスされた出力がＡＰＤ検出器に受信され
るまで刻時パルスをカウントし続ける。このようにし
て、光源３４から再帰反射器５４の一つまで行きそして
レンジチャンネルに帰るのに光パルスが要する時間に比
例するカウントをレンジ・カウンター８６は記憶する。
【００３３】ＣＣＤアレイ６８と組合わされた光学ユニ
ットあるいはレンズ６４、６６は、通常反射光を感知し
反射光ビームを決める角度チャンネルの一部を形成す
る。レンズ６４、６６は再帰反射器の像をＣＣＤアレイ
又は光ダイオードアレイ６８上に焦点をあわす。ＣＣＤ
アレイまたは光ダイオードアレイ６８比較的小さい光も
感知する検出器の列を形成するし、検出器の各々は決め
られた時間の間受信される光の量を積分する。ＣＣＤア
レイまたは光ダイオードアレイ６８は比較的に速いレン
ジチャンネルの光を検出するのに使われず、ＣＣＤアレ
イまたは光ダイオードアレイ６８は例えば光源３４から
複数の光パルスの送信に対応する期間のあいだ光を検出
することが出来る。
ットあるいはレンズ６４、６６は、通常反射光を感知し
反射光ビームを決める角度チャンネルの一部を形成す
る。レンズ６４、６６は再帰反射器の像をＣＣＤアレイ
又は光ダイオードアレイ６８上に焦点をあわす。ＣＣＤ
アレイまたは光ダイオードアレイ６８比較的小さい光も
感知する検出器の列を形成するし、検出器の各々は決め
られた時間の間受信される光の量を積分する。ＣＣＤア
レイまたは光ダイオードアレイ６８は比較的に速いレン
ジチャンネルの光を検出するのに使われず、ＣＣＤアレ
イまたは光ダイオードアレイ６８は例えば光源３４から
複数の光パルスの送信に対応する期間のあいだ光を検出
することが出来る。
【００３４】移動車両から反射器までの距離と反射光ビ
ームの角度を決めるためにレンジチャンネルと角度チャ
ンネルが作動するやり方に関するさらに詳しい情報は前
述の米国特許第５、１６２、６４３に記載されており、
その全体の開示をここで参考とする。さらに、角度チャ
ンネルとレンジチャンネルから出る角度とレンジ情報が
車両のかじ取りを制御するために処理される方法は１９
９０年１０月９日付け出願の米国特許出願第０７／５９
２，２３５に詳しく記載されており、その全体の開示も
ここで参考とする。本発明の特定な特徴はシステムの他
の異なった特徴に関するものなので、それらのシステム
の特定な特徴はここでは詳細には記載しない。
ームの角度を決めるためにレンジチャンネルと角度チャ
ンネルが作動するやり方に関するさらに詳しい情報は前
述の米国特許第５、１６２、６４３に記載されており、
その全体の開示をここで参考とする。さらに、角度チャ
ンネルとレンジチャンネルから出る角度とレンジ情報が
車両のかじ取りを制御するために処理される方法は１９
９０年１０月９日付け出願の米国特許出願第０７／５９
２，２３５に詳しく記載されており、その全体の開示も
ここで参考とする。本発明の特定な特徴はシステムの他
の異なった特徴に関するものなので、それらのシステム
の特定な特徴はここでは詳細には記載しない。
【００３５】機能において、レンズ３８、４０、４２と
回折格子４４を通過した結果、レーザー・ダイオード３
４によって送信されるビームはビームスプリッター４６
に向けて軸を平行にされ、フォーカスされ、制御可能に
回折する。変化したり偏向されることなく（すなわち実
質的に変化や偏向が無く）送信光ビーム５２の光学面は
光ビーム５２が光学ビームスプリッター４６をまっすぐ
に通って通過するように光学ビームスプリッター４６と
レーザ・ダイオード３４は設計されている。反射光ビー
ム５２は光学面が回転する遅延板４８を通過する。
回折格子４４を通過した結果、レーザー・ダイオード３
４によって送信されるビームはビームスプリッター４６
に向けて軸を平行にされ、フォーカスされ、制御可能に
回折する。変化したり偏向されることなく（すなわち実
質的に変化や偏向が無く）送信光ビーム５２の光学面は
光ビーム５２が光学ビームスプリッター４６をまっすぐ
に通って通過するように光学ビームスプリッター４６と
レーザ・ダイオード３４は設計されている。反射光ビー
ム５２は光学面が回転する遅延板４８を通過する。
【００３６】一つ又はそれ以上の再帰反射器から反射さ
れた後で、反射光ビームはもう一度遅延板４８を通過す
る反射光ビーム５６の形でハウジング３２に戻る。ハウ
ジング３２に入り、遅延板４８を通過する反射光ビーム
５６は光ビームスプリッター４６から出て遅延板４８を
通過する送信光ビーム５２と同軸（すなわち、実質的に
同軸）である。遅延板４８を通過する時、反射光ビーム
５６がビームスプリッター４６を通過する時に光ビーム
５６がそっくりそのまま実質的に偏向されるように反射
光ビーム５６の光学面はビームスプリッター４６に向け
られる。つまり、ビームスプリッター４６から出てくる
反射光ビーム５６は一般にビームスプリッター４６に入
る反射光ビーム５６に垂直である。
れた後で、反射光ビームはもう一度遅延板４８を通過す
る反射光ビーム５６の形でハウジング３２に戻る。ハウ
ジング３２に入り、遅延板４８を通過する反射光ビーム
５６は光ビームスプリッター４６から出て遅延板４８を
通過する送信光ビーム５２と同軸（すなわち、実質的に
同軸）である。遅延板４８を通過する時、反射光ビーム
５６がビームスプリッター４６を通過する時に光ビーム
５６がそっくりそのまま実質的に偏向されるように反射
光ビーム５６の光学面はビームスプリッター４６に向け
られる。つまり、ビームスプリッター４６から出てくる
反射光ビーム５６は一般にビームスプリッター４６に入
る反射光ビーム５６に垂直である。
【００３７】ハーフミラーといった従来のビームスプリ
ッターと比べて光ビームスプリッター４６を使うことは
重要な利点がある。ハーフミラー・ビームスプリッター
の場合に、普通ハーフミラーを通って送信される送信光
ビーム５２における光の量は約５０％にすぎない。残り
の部分は意図された再帰反射器５４から偏向される。同
様に、検出装置に向かって屈折される反射光５６の量は
約５０％に減る。このように、ハウジング３２から反射
器５４の置かれた視界に送信光ビームのせいぜい半分だ
けが実際に送られる。反射される時には、もう一度ハー
フミラーに接触する時に光の量はさらに５０％に減る。
ッターと比べて光ビームスプリッター４６を使うことは
重要な利点がある。ハーフミラー・ビームスプリッター
の場合に、普通ハーフミラーを通って送信される送信光
ビーム５２における光の量は約５０％にすぎない。残り
の部分は意図された再帰反射器５４から偏向される。同
様に、検出装置に向かって屈折される反射光５６の量は
約５０％に減る。このように、ハウジング３２から反射
器５４の置かれた視界に送信光ビームのせいぜい半分だ
けが実際に送られる。反射される時には、もう一度ハー
フミラーに接触する時に光の量はさらに５０％に減る。
【００３８】対比して、光ビームスプリッター４６を使
うと、送信光ビーム５２の９５％以上の光が再帰反射器
５４を含む視界を規定するようビームスプリッター４６
を通過することがわかる。同様に、光ビームスプリッタ
ー４６に入る反射光ビームの約９５％が検出装置に向か
って屈折する。かなり多量の光が角度とレンジ検出チャ
ンネルに戻るので光ビームスプリッター４６を使うとか
なり正確である。
うと、送信光ビーム５２の９５％以上の光が再帰反射器
５４を含む視界を規定するようビームスプリッター４６
を通過することがわかる。同様に、光ビームスプリッタ
ー４６に入る反射光ビームの約９５％が検出装置に向か
って屈折する。かなり多量の光が角度とレンジ検出チャ
ンネルに戻るので光ビームスプリッター４６を使うとか
なり正確である。
【００３９】光ビームスプリッター４６による反射光ビ
ームの屈折は角度とレンジ検出チャンネルの一部を形成
する検出器６８、７４に送られている反射光ビーム５６
となる。白色光とか他の潜在干渉光はフィルター５８に
よってろ過され、ろ過された反射光ビーム５６は次にレ
ンズユニット６０を通ってビームスプリッター６２の中
へ進む。ＣＣＤアレイ又は光ダイオードアレイ６８に送
られる反射光ビーム５６の約８０％と検出器７２に送ら
れる反射光ビーム５６の約２０％をビームスプリッター
６２は生じさせる。米国特許第５、１６２、６４３に詳
細が記載されたレンジと角度検出チャンネルは、米国特
許出願第０７／５９２、２３５に記載のように処理され
る車両を操縦するための情報を提供する。もちろん、車
両誘導システムではないシステムの場合には、角度と角
度検出チャンネルによる情報は他のタイプの装置の動き
や関連する作動を制御するのに使われる。
ームの屈折は角度とレンジ検出チャンネルの一部を形成
する検出器６８、７４に送られている反射光ビーム５６
となる。白色光とか他の潜在干渉光はフィルター５８に
よってろ過され、ろ過された反射光ビーム５６は次にレ
ンズユニット６０を通ってビームスプリッター６２の中
へ進む。ＣＣＤアレイ又は光ダイオードアレイ６８に送
られる反射光ビーム５６の約８０％と検出器７２に送ら
れる反射光ビーム５６の約２０％をビームスプリッター
６２は生じさせる。米国特許第５、１６２、６４３に詳
細が記載されたレンジと角度検出チャンネルは、米国特
許出願第０７／５９２、２３５に記載のように処理され
る車両を操縦するための情報を提供する。もちろん、車
両誘導システムではないシステムの場合には、角度と角
度検出チャンネルによる情報は他のタイプの装置の動き
や関連する作動を制御するのに使われる。
【００４０】図２、図３に図示されるシステムは図１の
ようなシステムに関するある改良を提供する。図１の全
体では、検出装置（すなわちレンジ検出チャンネルと角
度検出チャンネル）によって検出される反射光が反射光
ビームの真ん中の領域（すなわち図１に示されるカーブ
の領域２３）に確実にあるように本発明のシステムは設
計されている。上述のように反射ビームの領域は光の最
大量（すなわち光の濃度が最大）を有する。本発明のシ
ステムはハウジング３２に入る反射光ビーム５６とビー
ムスプリッター４６から出る送信光ビーム５２とがほぼ
同軸であり平行であることに少なくとも一部は起因する
長所を達成できる。従って、図２、図３に図示された本
発明のシステムは感度が良い。その結果、再帰反射器に
対する車両の位置と方向を正確に決めるのに本システム
は適しているので、車両は意図された経路に沿って自動
的に操縦される。
ようなシステムに関するある改良を提供する。図１の全
体では、検出装置（すなわちレンジ検出チャンネルと角
度検出チャンネル）によって検出される反射光が反射光
ビームの真ん中の領域（すなわち図１に示されるカーブ
の領域２３）に確実にあるように本発明のシステムは設
計されている。上述のように反射ビームの領域は光の最
大量（すなわち光の濃度が最大）を有する。本発明のシ
ステムはハウジング３２に入る反射光ビーム５６とビー
ムスプリッター４６から出る送信光ビーム５２とがほぼ
同軸であり平行であることに少なくとも一部は起因する
長所を達成できる。従って、図２、図３に図示された本
発明のシステムは感度が良い。その結果、再帰反射器に
対する車両の位置と方向を正確に決めるのに本システム
は適しているので、車両は意図された経路に沿って自動
的に操縦される。
【００４１】さらに、図１に図示されたシステムと図
２、図３に図示された本発明のシステムは複数個の光学
軸が生じない。むしろ、単一の光学軸が必要である。多
くの構成要素を含むハウジングは比較的コンパクトにで
きる。米国特許第５、１６２、６４３に開示された構成
要素の装置を収容するのに要するハウジングに比べて図
２に図示された構成要素の装置は、最大寸法で約４イン
チ程度のサイズ（すなわち容積）で５倍の減少を達成で
きる。図２、図３に図示された構成要素のシステムを入
れるハウジング３２はハウジングが深いというよりも高
い図３に図示される形を取れる。
２、図３に図示された本発明のシステムは複数個の光学
軸が生じない。むしろ、単一の光学軸が必要である。多
くの構成要素を含むハウジングは比較的コンパクトにで
きる。米国特許第５、１６２、６４３に開示された構成
要素の装置を収容するのに要するハウジングに比べて図
２に図示された構成要素の装置は、最大寸法で約４イン
チ程度のサイズ（すなわち容積）で５倍の減少を達成で
きる。図２、図３に図示された構成要素のシステムを入
れるハウジング３２はハウジングが深いというよりも高
い図３に図示される形を取れる。
【００４２】図４、図５は本発明のもう一つの実施例に
よる光検出システムを示す。図２、図３に図示された実
施例の要素に対応する図４、図５に図示された実施例の
要素は対応する参照番号が明示してある。図４、図５に
図示されたシステムは本質的に図２、図３に図示された
システムと同じであるが、図４、図５に図示された実施
例においては反射光ビーム５２が光ビームスプリッター
において偏向する時には変化又は偏向されずに（すなわ
ち実質的に変化又は偏向されずに）反射光ビーム５６が
光ビームスプリッター４６を通過するようにレーザー・
ダイオード３４と光ビームスプリッター４６は設計され
ることが異なっている。反射光ビーム５６が光ビームス
プリッター４６によって偏向されるときには送信光ビー
ム５２が実質的には偏向されずにビームスプリッター４
６を通過する図２、図３に図示されたシステムと上記の
ことは対照的である。
よる光検出システムを示す。図２、図３に図示された実
施例の要素に対応する図４、図５に図示された実施例の
要素は対応する参照番号が明示してある。図４、図５に
図示されたシステムは本質的に図２、図３に図示された
システムと同じであるが、図４、図５に図示された実施
例においては反射光ビーム５２が光ビームスプリッター
において偏向する時には変化又は偏向されずに（すなわ
ち実質的に変化又は偏向されずに）反射光ビーム５６が
光ビームスプリッター４６を通過するようにレーザー・
ダイオード３４と光ビームスプリッター４６は設計され
ることが異なっている。反射光ビーム５６が光ビームス
プリッター４６によって偏向されるときには送信光ビー
ム５２が実質的には偏向されずにビームスプリッター４
６を通過する図２、図３に図示されたシステムと上記の
ことは対照的である。
【００４３】図４に示されたシステムをより詳細に記載
するために、格子をつけたインデックス・マイクロレン
ズを通過する送信光ビーム５２をレーザー・ダイオード
３４は発し、そこでは平行にされ、光学ユニット又はレ
ンズ４０、４２を通って、そこでは制御的に発散され
る。図２の実施例に関連してに上述のように機能する回
折格子４４を通過した後も、送信光ビーム５２は遅延板
４８に向かって光ビームスプリッター４６において偏向
される。その結果を達成するために、その光学面が送信
光ビーム５２を光ビームスプリッター４６において偏向
されようにする光ビームを送信するようにレーザー・ダ
イオード３４は設計される。言い換えれば図４のレーザ
ー・ダイオード３４は図２に示されるレーザー・ダイオ
ード３４の方向に関して９０度回転する。
するために、格子をつけたインデックス・マイクロレン
ズを通過する送信光ビーム５２をレーザー・ダイオード
３４は発し、そこでは平行にされ、光学ユニット又はレ
ンズ４０、４２を通って、そこでは制御的に発散され
る。図２の実施例に関連してに上述のように機能する回
折格子４４を通過した後も、送信光ビーム５２は遅延板
４８に向かって光ビームスプリッター４６において偏向
される。その結果を達成するために、その光学面が送信
光ビーム５２を光ビームスプリッター４６において偏向
されようにする光ビームを送信するようにレーザー・ダ
イオード３４は設計される。言い換えれば図４のレーザ
ー・ダイオード３４は図２に示されるレーザー・ダイオ
ード３４の方向に関して９０度回転する。
【００４４】偏向される時、送信光ビームは遅延板４８
を通って送られるので送信光ビーム５２の光学面は回転
される。再帰反射器５４から反射された後、もう一度遅
延板４８を通過する反射光ビーム５６の形で光は戻る。
遅延板４８を通ってその光学面が回転した後で、偏向あ
るいは変化されず（すなわち実質的に変化又は偏向され
ずに）反射光ビーム５６は光ビームスプリッター４６を
直接通過できる。反射光ビーム５６は次に白色光とか他
の干渉光をろ過するために干渉フィルター５８を通過
し、光学ユニット又はレンズ６０を通過し、８０／２０
ビームスプリッター６２中を通過する。
を通って送られるので送信光ビーム５２の光学面は回転
される。再帰反射器５４から反射された後、もう一度遅
延板４８を通過する反射光ビーム５６の形で光は戻る。
遅延板４８を通ってその光学面が回転した後で、偏向あ
るいは変化されず（すなわち実質的に変化又は偏向され
ずに）反射光ビーム５６は光ビームスプリッター４６を
直接通過できる。反射光ビーム５６は次に白色光とか他
の干渉光をろ過するために干渉フィルター５８を通過
し、光学ユニット又はレンズ６０を通過し、８０／２０
ビームスプリッター６２中を通過する。
【００４５】図２、図３に図示された実施例の場合のよ
うに、ビームスプリッター６２は反射ビーム５６を２つ
の部分に分割する。約８０％の反射光ビームから成る部
分の内の一つは光学ユニット又はレンズ６４、６６とＣ
ＣＤアレイ又は光ダイオードアレイ６８を含む角度チャ
ンネルに送られる。約２０％の反射光ビームから成る反
射光ビームの部分の内のもう一つは光学ユニット又はレ
ンズ７０、７２とＰＩＮダイオードの形を取る単一検出
器７４を含むレンジチャンネルに送られる。
うに、ビームスプリッター６２は反射ビーム５６を２つ
の部分に分割する。約８０％の反射光ビームから成る部
分の内の一つは光学ユニット又はレンズ６４、６６とＣ
ＣＤアレイ又は光ダイオードアレイ６８を含む角度チャ
ンネルに送られる。約２０％の反射光ビームから成る反
射光ビームの部分の内のもう一つは光学ユニット又はレ
ンズ７０、７２とＰＩＮダイオードの形を取る単一検出
器７４を含むレンジチャンネルに送られる。
【００４６】図２、図３に図示された実施例の場合のよ
うに、ハウジング３２に入り最後に角度とレンジチャン
ネルによって検出される反射光ビーム５６がビームスプ
リッター４６から現れる送信光ビームと同軸（すなわち
実質的に同軸）であるように図４、図５に図示されたシ
ステムは設計されている。このように、反射光の最大値
がハウジングに送られレンジと角度検出チャンネルによ
って検出されるのでこのシステムは再帰反射器５４に対
して意図した経路に沿って移動車両の位置と方向を大変
正確に感知し決定できる。
うに、ハウジング３２に入り最後に角度とレンジチャン
ネルによって検出される反射光ビーム５６がビームスプ
リッター４６から現れる送信光ビームと同軸（すなわち
実質的に同軸）であるように図４、図５に図示されたシ
ステムは設計されている。このように、反射光の最大値
がハウジングに送られレンジと角度検出チャンネルによ
って検出されるのでこのシステムは再帰反射器５４に対
して意図した経路に沿って移動車両の位置と方向を大変
正確に感知し決定できる。
【００４７】さらに、図４、図５で設計されたシステム
はハウジングが複数の光学軸を収容するように設計する
必要がないため他の場合よりもよりコンパクトな設計が
できる。実際、図３に示される実施例に関して上述した
ハウジングと同様にハウジング３２は比較的コンパクト
なサイズにすることができることがわかった。図４、図
５に示される実施例の場合には、ハウジング３２は高い
というより深い。第２から図５に示されるシステムの実
施例は遅延板４８の直径を約１インチとすることができ
る。ユニットがコンパクトな程、自動車や他の使用され
るいかなる物体にもより簡単に載せることが出来る。
はハウジングが複数の光学軸を収容するように設計する
必要がないため他の場合よりもよりコンパクトな設計が
できる。実際、図３に示される実施例に関して上述した
ハウジングと同様にハウジング３２は比較的コンパクト
なサイズにすることができることがわかった。図４、図
５に示される実施例の場合には、ハウジング３２は高い
というより深い。第２から図５に示されるシステムの実
施例は遅延板４８の直径を約１インチとすることができ
る。ユニットがコンパクトな程、自動車や他の使用され
るいかなる物体にもより簡単に載せることが出来る。
【００４８】図７は第２から図５に開示されるシステム
に使われるレンジチャンネルと角度チャンネルの一部の
他の装置を示す。図７に示されるように、二つのレンズ
９２、９４から成る共通のレンズユニットは一方の干渉
フィルター５８と他方のＣＣＤアレイ又は光ダイオード
アレイ６８と単一の検出器７４との間に位置する。二つ
の検出器６８、７４に向けて平行にされ集束される共通
のレンズユニットを通って反射光ビーム５６は通過す
る。共通のレンズユニット９３の外部領域を通過する光
ビームの部分が単一の検出器７４（例えばＰＩＮダイオ
ード）に向けて偏向されるとき共通のレンズユニット９
３の中央領域を通過する光ビームの部分はＣＣＤダイオ
ードまたは光ダイオードアレイ６８に送られる。共通の
レンズユニット９３の外部領域における光は適当なやり
方でレンズ９４の端面に固定される環状ホログラフィー
回折格子９６を使うことによって単一の検出器７４に偏
向される。
に使われるレンジチャンネルと角度チャンネルの一部の
他の装置を示す。図７に示されるように、二つのレンズ
９２、９４から成る共通のレンズユニットは一方の干渉
フィルター５８と他方のＣＣＤアレイ又は光ダイオード
アレイ６８と単一の検出器７４との間に位置する。二つ
の検出器６８、７４に向けて平行にされ集束される共通
のレンズユニットを通って反射光ビーム５６は通過す
る。共通のレンズユニット９３の外部領域を通過する光
ビームの部分が単一の検出器７４（例えばＰＩＮダイオ
ード）に向けて偏向されるとき共通のレンズユニット９
３の中央領域を通過する光ビームの部分はＣＣＤダイオ
ードまたは光ダイオードアレイ６８に送られる。共通の
レンズユニット９３の外部領域における光は適当なやり
方でレンズ９４の端面に固定される環状ホログラフィー
回折格子９６を使うことによって単一の検出器７４に偏
向される。
【００４９】知られているように、図７に示されるレン
ズ９２、９４といった球状の光学レンズの外部領域は映
像性能に影響する光行差をつくる。しかし、偏向板７４
（すなわちＰＩＮダイオード）の場合には映像の質はそ
れほど重要でない。このように、偏向板７４に向けてレ
ンズ９２、９４の外部領域を通過するビームの部分は許
容できる。検出器６８（すなわちＣＣＤアレイ又は光ダ
イオードアレイ）の場合はしかし、映像の質は正確な角
度検出を確保するのに重要である。このように、レンズ
９２、９４の中央領域を通過しレンズの外部領域を通過
する光ビームの部分と同じ光行差を行わない光ビームの
部分はＣＣＤアレイ又は光ダイオードアレイ６８に送ら
れる。
ズ９２、９４といった球状の光学レンズの外部領域は映
像性能に影響する光行差をつくる。しかし、偏向板７４
（すなわちＰＩＮダイオード）の場合には映像の質はそ
れほど重要でない。このように、偏向板７４に向けてレ
ンズ９２、９４の外部領域を通過するビームの部分は許
容できる。検出器６８（すなわちＣＣＤアレイ又は光ダ
イオードアレイ）の場合はしかし、映像の質は正確な角
度検出を確保するのに重要である。このように、レンズ
９２、９４の中央領域を通過しレンズの外部領域を通過
する光ビームの部分と同じ光行差を行わない光ビームの
部分はＣＣＤアレイ又は光ダイオードアレイ６８に送ら
れる。
【００５０】共通のレンズ９３と関連する環状ホログラ
フィー回折格子は第２から図５に示されるシステムに関
連して図示された光学ユニット又はレンズ６０、６４、
６６、７０、７２と８０／２０ビームスプリッター６２
の代わりができる。それにもかかわらず、図７に図示さ
れた装置を使うことは比較的サイズが小さくてコンパク
トな光検出システムをつくる目標と一致する。
フィー回折格子は第２から図５に示されるシステムに関
連して図示された光学ユニット又はレンズ６０、６４、
６６、７０、７２と８０／２０ビームスプリッター６２
の代わりができる。それにもかかわらず、図７に図示さ
れた装置を使うことは比較的サイズが小さくてコンパク
トな光検出システムをつくる目標と一致する。
【００５１】本発明の原理、望ましい実施例と操作方法
を記載してきた。しかしながら、本発明の前記した説明
は、限定するものとして説明されているものではなく、
例示として説明されている。したがって本発明は開示さ
れた特定の形状に限定されない。本発明は請求の範囲に
に規定された発明の精神に反することなく変形や変更も
されるし相当するものも使える。従って、前述の詳細な
記載は代表的なものであって請求の範囲に述べられてい
る本発明の範囲と精神を限定するものではない。
を記載してきた。しかしながら、本発明の前記した説明
は、限定するものとして説明されているものではなく、
例示として説明されている。したがって本発明は開示さ
れた特定の形状に限定されない。本発明は請求の範囲に
に規定された発明の精神に反することなく変形や変更も
されるし相当するものも使える。従って、前述の詳細な
記載は代表的なものであって請求の範囲に述べられてい
る本発明の範囲と精神を限定するものではない。
【図１】従来タイプの光検出システムの全体の概要図で
ある。
ある。
【図２】本発明の光検出システムの一つの実施例の断面
図である。
図である。
【図３】図２に示されるシステムの構成要素を含むハウ
ジングの透視図である。
ジングの透視図である。
【図４】本発明の光検出システムのもう一つの実施例の
断面図である
断面図である
【図５】図４に示されるシステムの構成要素を含むハウ
ジングの透視図である。
ジングの透視図である。
【図６】本発明のシステムに使われるレンジ検出チャン
ネルの一部の概要図である。
ネルの一部の概要図である。
【図７】レンジチャンネルと角度チャンネルの一部を形
成する検出器に送られる二つの構成要素に反射された光
ビームを分割するために第２から図５に示されるシステ
ムのどれとも一緒に使える他の装置である。
成する検出器に送られる二つの構成要素に反射された光
ビームを分割するために第２から図５に示されるシステ
ムのどれとも一緒に使える他の装置である。
３０─光検出システム ３４─光源（送信手段）
５２─送信光 ５６─反射光 ５４─再帰反射器（物体） ３８─回折指数（grated index) マイクロレンズ ４０、４２─楕円状のレンズ４０、４２ ４４─回
折格子 ４６─偏光ビームスプリッター ４８─遅延板 ５８─干渉フィルター ６０─レンズ ６２─ビ
ームスプリッター ７０、７２─光学ユニット ６４、６６─光学ユニ
ット ６８─荷電結合（ＣＣＤ）アレイ（第二検出器） ７４─感光ダイオード（第一検出器）
５２─送信光 ５６─反射光 ５４─再帰反射器（物体） ３８─回折指数（grated index) マイクロレンズ ４０、４２─楕円状のレンズ４０、４２ ４４─回
折格子 ４６─偏光ビームスプリッター ４８─遅延板 ５８─干渉フィルター ６０─レンズ ６２─ビ
ームスプリッター ７０、７２─光学ユニット ６４、６６─光学ユニ
ット ６８─荷電結合（ＣＣＤ）アレイ（第二検出器） ７４─感光ダイオード（第一検出器）
Claims (30)
- 【請求項１】視界を作り出すための光ビームを送信する
送信手段と；物体との距離を決めるためにすくなくとも
一つの物体からの反射された反射光を感知するための第
一検出器をもつレンジチャンネルと反射された反射光ビ
ームの角度を決めるために少なくとも一つの物体から反
射された反射光を感知するための第二検出器をもつ角度
チャンネルとを含み、視界内の少なくとも一つの目標物
からの送信光の反射による反射光のビームを検出するた
めの検出手段と；該送信光ビームを偏向するときには該
反射光ビームが通過するかあるいは、該反射光ビームを
偏向するときには該送信光ビームを通過するようにする
偏向手段と；該偏向手段と該検出手段との間に設置さ
れ、該反射光ビームを該第一検出器に送られる第一ビー
ム部分と該第二検出器に送られる第二ビーム部分の二つ
のビーム部分に分割するための分割手段とから成ること
を特徴とする光検出システム。 - 【請求項２】該第二検出器はＣＣＤアレイと光ダイオー
ドのうちの一つである請求項１に記載の光検出システ
ム。 - 【請求項３】該第一検出器は単一感光ダイオードである
請求項１に記載の光検出システム。 - 【請求項４】該偏向手段は偏光ビームスプリッターであ
る請求項１に記載の光検出システム。 - 【請求項５】送信光ビームと反射光ビームの偏光面を回
転させる偏光面回転手段を含み、該偏光面回転手段は偏
光ビームスプリッターの前に位置し、送信光ビームは該
偏光ビームスプリッターを通過して偏光面回転手段を通
過する請求項４に記載の光検出システム。 - 【請求項６】該送信手段と偏光ビームスプリッターは偏
向されないで送信光ビームが該偏光ビームスプリッター
を通過して該偏光ビームスプリッターによって反射され
た反射光ビームは偏向されるように構成されている請求
項５に記載の光検出システム。 - 【請求項７】該偏光面回転手段は送信光ビームの偏光面
と反射光ビームの偏光面を４５度の角度で回転させる半
波長板であり、半波長板を通過する前の送信光ビームの
偏光面は反射光ビームが半波長板を通過した後で反射光
ビームの偏光面に対して９０度に配置される請求項６に
記載の光検出システム。 - 【請求項８】該送信手段と該偏光ビームスプリッターは
送信光ビームが該偏光ビームスプリッターによって偏向
され、反射光ビームは偏向されることなく該偏光ビーム
スプリッターを通過するように構成されている請求項５
に記載の光検出システム。 - 【請求項９】該偏光面回転手段は送信光ビームの偏向面
と反射光ビームの偏光面を４５度の角度で回転させる半
波長板であり、半波長板を通過する前の送信光ビームの
偏光面は反射光ビームが半波長板を通過した後で反射光
ビームの偏光面に対して９０度に配置される請求項８に
記載の光検出システム。 - 【請求項１０】反射光ビームを分割する該手段は環状ホ
ログラフィー回折格子を含む請求項１に記載の光検出シ
ステム。 - 【請求項１１】反射光ビームを分割する該手段は第二検
出器に約８０％の反射光ビームを送り、第一検出器に約
２０％の反射光ビームを送るビームスプリッターを含む
請求項１に記載の光検出システム。 - 【請求項１２】偏向手段から出た送信光ビームは偏向手
段に入る反射光ビームとほぼ同軸である請求項１に記載
の光検出システム。 - 【請求項１３】視界を作り出すための光ビームを移動車
両から送信する手段と；経路に沿って自動的に車両を操
縦するために少なくとも一つの物体からの送信された光
りの反射による反射光のビームを検出するための手段で
あって、該検出手段は移動車両と少なくとも一つの物体
との距離を決めるために反射光のビームを感知するため
の第一検出器をもつレンジチャンネルと反射光ビームの
角度を決めるために反射光ビームを感知するための第二
検出器をもつ角度チャンネルを含み；該送信光ビームを
偏向するときには該反射光ビームが通過するかあるい
は、該反射光ビームを偏向するときには該送信光ビーム
を通過するようにする偏向手段とから成ることを特徴と
する経路に沿って移動車両を光的に誘導するための車両
誘導システム。 - 【請求項１４】該第二センサーはＣＣＤアレイと光ダイ
オードのうちの一つである請求項１３に記載の車両誘導
システム。 - 【請求項１５】該偏向手段と該検出手段との間に設置さ
れ、該反射光ビームを該第一検出器に送られる第一ビー
ム部分と該第二検出器に送られる第二ビーム部分の二つ
のビーム部分に分割するための分割手段を含む請求項１
３に記載の車両誘導システム。 - 【請求項１６】該偏向手段は偏光ビームスプリッターで
ある請求項１３に記載の車両誘導システム。 - 【請求項１７】送信光ビームと反射光ビームの偏光面を
回転させる偏光面回転手段を含み、該偏光面回転手段は
偏向手段の前に位置しているので送信光ビームは該偏向
手段を通過して偏光面回転手段を通過する請求項１３に
記載の車両誘導システム。 - 【請求項１８】該送信手段と偏光ビームスプリッターは
偏向されないで送信光ビームが該偏向手段を通過して該
偏向手段によって反射された反射光ビームは偏向される
ように構成されている請求項１７に記載の車両誘導シス
テム。 - 【請求項１９】該偏光面回転手段は送信光ビームの偏光
面と反射光ビームの偏光面を４５度の角度で回転させる
半波長板であるので、半波長板を通過する前の送信光ビ
ームの偏光面は反射光ビームが半波長板を通過した後で
反射光ビームの偏光面に対して９０度に配置される請求
項１７に記載の車両誘導システム。 - 【請求項２０】該送信手段と該偏光ビームスプリッター
は送信光ビームが該偏光ビームスプリッターによって偏
向され、反射光ビームは偏向されることなく該偏光ビー
ムスプリッターを通過するように構成されている請求項
１７に記載の車両誘導システム。 - 【請求項２１】反射光ビームを分割する該手段は環状ホ
ログラフィー回折格子を含む請求項１５に記載の車両誘
導システム。 - 【請求項２２】反射光ビームを分割する該手段は第二検
出器に約８０％の反射光ビームを送り、第一検出器に約
２０％の反射光ビーム送るビームスプリッターを含む請
求項１５に記載の車両誘導システム。 - 【請求項２３】偏向手段から出た送信光ビームは偏向手
段に入る反射光ビームと同軸である請求項１３に記載の
車両誘導システム。 - 【請求項２４】車両の前の視界を作り出すために車両か
ら光ビームを送信し；送信光ビームと実質的に同軸で、
視界内の少なくとも一つの物体からの送信光ビームの反
射による反射光を検出し；車両と少なくとも一つの物体
との距離を決めるために少なくとも一つの物体からの反
射された反射光を感知し、反射された反射光ビームの角
度を決めるために少なくとも一つの物体からの反射され
た反射光を感知して反射された反射光ビームを検出し、
反射された反射光ビームの角度と少なくとも一つの物体
に対する車両の位置を決めるのに使われる少なくとも一
つの物体と車両との距離を感知する段階から成ることを
特徴とする移動車両に対する物体の位置を検出する方
法。 - 【請求項２５】該送信光ビームは偏光ビームスプリッタ
ーを通過して偏向され、該反射光ビームは偏向されるこ
となく偏光ビームスプリッターを通過するので偏向ビー
ムスプリッターを励起させる送信光ビームは偏光ビーム
スプリッターに入る反射光ビームと同軸である請求項２
４に記載の方法。 - 【請求項２６】偏光ビームスプリッターによって偏向さ
れた後で送信光ビームの偏光面を回転させるために半波
長板を送信光ビームは通過し、偏光ビームスプリッター
を通過する前に反射光ビームの偏光面を回転させるため
に反射光ビームは半波長板を通過する請求項２５に記載
の方法。 - 【請求項２７】送信光ビームの偏光面と反射光ビームの
偏光面は半波長板を通過する時に４５度回転されるの
で、半波長板を通過する前の送信光ビームの偏光面は半
波長板を通過した後で反射光ビームの偏光面に対して９
０度に配置される請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】該反射光ビームは偏光ビームスプリッタ
ーを通過して偏向され、該送信光ビームは偏向されるこ
となく偏光ビームスプリッターを通過するので偏向ビー
ムスプリッターを励起させる送信光ビームは偏光ビーム
スプリッターに入る反射光ビームと実質的に同軸である
請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２９】偏光ビームスプリッターを通過した後で
送信光ビームの偏光面を４５度回転させるために半波長
板を送信光ビームは通過し、偏光ビームスプリッターを
通過する前に反射された波板の偏光面を４５度回転させ
るために反射光ビームは半波長板を通過する請求項２８
に記載の方法。 - 【請求項３０】車両と少なくとも一つの物体との距離を
検出するためのレンジチャンネルに送られた一つの要素
と反射光ビームの角度を決めるために角度チャンネルに
送られたもう一つの要素に反射光ビームを分割すること
を含む請求項２４に記載の方法。
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