【手続補正書】
【提出日】平成23年12月12日(2011.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出された光の光学信号を取得し、蓄積されたデジタル・トレースを生成するための方法であって、前記方法は、
視野の照明のための光源と、
光検出器と、
ＦＨｚのサンプルレートとＢビットの分解能とを有するアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
を準備するステップと、
前記視野内に前記光源から１つのパルスを放出するステップと、
前記光検出器により前記パルスの反射信号を検出するステップと、
１／Ｆ秒ごとにｊ点の１つを取得することによって、前記ＡＤＣにより、前記検出された反射信号についてのｊ点を取得し、前記光反射信号をｊ点のデジタル信号波形に変換するステップと、
前記ｊ点のデジタル信号波形をバッファ内に格納するステップと、
前記光パルスの前記放出と前記ＡＤＣによる前記ｊ点の取得の開始との間に２π／Ｐの位相シフトを導入するステップと、
前記放出するステップ、前記検出するステップ、前記取得するステップ、前記格納するステップ、前記導入するステップをＰ回繰り返して、１／（Ｆ×Ｐ）秒の時間分解能による単一の取得に等しい、Ｐ×ｊ点のインターリーブされた波形を前記バッファ内に格納するステップと、
Ｎが放出されたパルスの総数であるものとして、合計Ｎ＝Ｍ×Ｐ個の取得セットについてのインターリーブされたＰ×ｊ個の点のＭ個のトレースを蓄積するステップと、
前記Ｎ個のセットを用いて、点ごとに前記Ｍ個のトレースの各点を加算することにより前記反射信号の１つの結合されたトレースを生成し、ｊ×Ｐ点の１つの蓄積されたデジタル・トレースを生成するステップであって、前記結合されたトレース内の各点は、Ｍ＝Ｎ／Ｐ個のセットの蓄積であり、該結合されたトレースの有効時間分解能は、１／（Ｆ×Ｐ）秒である、ステップと、
を含み、
前記バッファの長さは少なくともｊ×Ｐであり、前記バッファ内の各要素のビット数はＢ＋２Mであり、
前記ＡＤＣの前記サンプルレートを事実上増加することにより、低いサンプルレートＦを有する低価格のＡＤＣを用いることが可能になることを特徴とする方法。
【請求項２】
ｊは１に等しく、これによりパルス毎に１ポイントだけを取得することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｐ及びＭの少なくとも一方は、ｊの関数として調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
基準信号を前記結合されたトレースと畳み込むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの前記放出において、基準光検出器により、前記パルスの基準反射信号を検出し、前記パルスについての基準ゼロ値及び基準トレースを取得するステップと、
前記パルスについての前記基準トレースを前記結合されたトレースと比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記パルスが移動した距離を求めるステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
タイマーを設けるステップと、
前記タイマーをトリガして、前記パルスの前記放出と前記反射信号の前記検出との間の経過時間を計算するステップと、
前記経過した時間に基づいて、前記パルスが移動した距離を求めるステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記位相シフトを導入するステップは、わずかな時間だけ前記ＡＤＣのクロックを遅延させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記位相シフトを導入するステップは、前記光源の駆動装置を遅延させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記照明システムは、少なくとも１つのセンサを用いて、連続的に駆動される幾つかの光源を含み、取得周波数は、前記光源の周波数に前記光源の数を乗じたものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記放出が行なわれた時間を求めるステップと、
遷移周波数に基づいてフィルタを選択するステップと、
前記フィルタを用いて前記反射信号をフィルタ処理するステップと、
前記フィルタ処理された反射信号についての立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの少なくとも一方を検出し、立ち上がり傾斜及び立ち下がり傾斜の少なくとも一方を見つけるステップと、
前記立ち上がり傾斜及び立ち下がり傾斜の少なくとも一方におけるサンプルを取得して、前記傾斜のデジタル波形を記憶するステップと、
前記傾斜の前記デジタル波形上の線形回帰を計算するステップと、
前記線形回帰におけるインターセプト・ポイントを計算するステップと、
前記放出と前記インターセプト・ポイントとの間の時間差を計算し、前記反射を生じさせる物体への距離を推定するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記時間を求めるステップは、前記光源から前記信号をサンプリングするステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記時間を求めるステップは、電気同期信号を用いるステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
閾値を設けるステップと、
前記閾値を用いて、所定のターゲット距離における物体の存在を判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
検出された光の光学信号を取得し、蓄積されたデジタル・トレースを生成するための電動式照明システムであって、前記電動式照明システムは、
視野の照明のため及び前記視野内にパルスを放出するための少なくとも１つの光源と、
前記光源を駆動するための照明駆動装置と、
前記パルスの反射の反射信号を検出するための光検出器と、
１／Ｆ秒毎に、ｊ点の１つを取得することにより、前記検出された反射信号についてのｊ点を取得し、前記光学反射信号をｊ点のデジタル信号波形に変換するための、ＦＨｚのサンプルレートとＢビットの分解能とを有するアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記デジタル信号波形を格納するためのバッファと、
前記照明駆動装置及び前記光検出器を制御し、
その長さが少なくともｊ×Ｐであり、その中の各素子のビット数がＢ＋２Mである、前記バッファ内に格納するための情報を送信し、
前記光パルスの前記放出と前記ＡＤＣによる前記ｊ点の前記取得の開始との間に２π／Ｐの位相シフトを導入し、
前記放出、検出、取得、格納、及び導入をＰ回繰り返させて、１／（Ｆ×Ｐ）秒の時間分解能による単一の取得に等しい、Ｐ×ｊ点のインターリーブ波形を取得し、
Ｎが放出されたパルスの総数であるものとして、合計Ｎ＝Ｍ×Ｐ個の取得セットについてのインターリーブされたＰ×ｊ点のＭ個のトレースを蓄積し、
点ごとに前記Ｍ個のトレースの各点を加算し、ｊ×Ｐ点の１つの蓄積されたデジタル・トレースを生成することにより、前記Ｎ個のセットを用いて前記反射信号の１つの結合されたトレースを生成する、
ためのプロセッサであって、前記結合されたトレースにおける各点は、Ｍ＝Ｎ／Ｐ個のセットの蓄積であり、該結合されたトレースの有効時間分解能は、１／（Ｆ×Ｐ）秒である、プロセッサと、
を含み、
前記ＡＤＣの前記サンプルレートを事実上増加することにより、低いサンプルレートＦを有する低価格のＡＤＣを用いることが可能になることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
ｊは１に等しく、これによりパルス毎に１ポイントだけを取得することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
基準信号を与えるためのメモリをさらに含み、
前記プロセッサは、前記基準信号を前記結合されたトレースと畳み込むことを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記パルスの前記放出において該パルスの基準反射信号を検出して、それにより該パルスについての基準ゼロ値及び基準トレースを取得するための基準光検出器をさらに含み、
前記プロセッサは、前記パルスについての前記基準トレースを前記結合されたトレースと比較し、前記比較に基づいて該パルスが移動した距離を求めることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
タイマーをさらに含み、
前記プロセッサは、前記タイマーをトリガして前記パルスの前記放出と前記反射信号の前記検出との間の経過時間を計算し、かつ、前記経過した時間に基づいて該パルスが移動した距離を求めることを特徴とする請求項１４乃至１７の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記照明システムは、少なくとも１つのセンサを用いて連続的に駆動される幾つかの光源を含み、取得周波数は、前記光源の周波数に前記光源の数を乗じたものであることを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
物体への距離を検出するための方法であって、
視野の照明のための、少なくとも１つのパルス幅変調された可視光源を有する照明システムを準備するステップと、
一般的に、少なくとも１つのパルスについて、前記視野の照明されていない状態から照明されている状態への遷移の中心である時間ｔにおいて、前記可視光源を用いて時間ｙだけ該視野を照明するために照明信号を放出するステップと、
前記少なくとも１つのパルスの第１のものの時間ｔ−ｘにおける第１の時間において、前記照明信号の反射の、前記可視光源により捕捉された反射エネルギーを積分するために光センサを開始するステップと、
前記少なくとも１つのパルスの前記第１のものにおける時間ｔ＋ｘにおいて前記第１の時間だけ前記光センサを停止し、前記第１の時間における第１の積分値を求めるステップと、
前記少なくとも１つのパルスの第２のものの時間ｔ＋ｙ−ｘにおける第２の時間において、前記照明信号の前記反射の、前記可視光源により捕捉された前記反射エネルギーを積分するために前記光センサを開始するステップであって、前記第２のものは前記少なくとも１つのパルスの前記第１のもの及び別のもののうちの一方であり、ｙはｘより大きい、ステップと、
前記少なくとも１つのパルスの前記第２のものの時間ｔ＋ｙ＋ｘにおける前記第２の時間において前記光センサを停止し、前記第２の時間における第２の積分値を求めるステップと、
前記第１の積分値と前記第２の積分値との間の差分値を計算するステップと、
前記差分値と比例する伝搬遅延値を求めるステップと、
前記伝搬遅延値から前記物体への前記距離を求めるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
予め識別された物体への閾値距離を与えるステップと、
前記物体への前記距離を前記閾値距離と比較するステップと、
前記比較が正である場合には、前記物体が前記予め識別された物体であると判断するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記光源が放出していないときに、積分時間ｔ−ｘからｔ＋ｘまでの間、他の光源からの無視できない照明背景についての背景積分値を測定するステップと、
前記差分を計算する前に、前記第１の積分値及び前記第２の積分値の各々から前記背景積分値を減算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ｘが前記ｙより大きく、前記積分が前記パルスの幅より大きい場合、前記照明信号の同期を前記光センサの開始と切り換えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０乃至２２の何れか１項に記載の方法。