(57)【要約】【課題】太陽放射に対して不感能であるようにすること。【解決手段】目標対象に光ビームを放射するための送信ユニットと、目標対象によって反射された、又は、散乱されたビームを受光するための受光ユニットとを有する光電測定装置であって、送信ユニットは、赤外線波長領域内に位置しているビーム束を形成するための少なくとも１つの光ビーム源を有する光電測定装置において、ビーム束の波長は、大気の分光透過率の所定極小値内である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標対象（５）に光ビームを放射するための送信ユニット（１０）と、前記目標対象（５）によって反射された、又は、散乱されたビームを受光するための受光ユニット（２０）とを有する光電測定装置であって、前記送信ユニット（１０）は、赤外線波長領域内に位置しているビーム束を形成するための少なくとも１つの光ビーム源（１）を有する光電測定装置において、
ビーム束の波長（λ０）は、大気の分光透過率の所定極小値内であることを特徴とする光電測定装置。
【請求項２】
ビーム束の波長は：
１．３５０μｍ〜１．３９０μｍ、殊に、１．３７５μｍ、又は
１．８２０μｍ〜１．９２０μｍ、殊に、１．８５１μｍ、又は
２．５５０μｍ〜２．８２０μｍ、殊に、２．７００μｍ
である請求項１記載の光電測定装置。
【請求項３】
受信ユニット（２０）は、少なくとも１つの対物レンズ（８）と、ビーム束の波長に同調された狭帯域フィルタ手段（７）とを有している請求項１又は２記載の光電測定装置。
【請求項４】
対物レンズ（８）は、少なくとも１つの凸レンズによって構成されている請求項１から３迄の何れか１記載の光電測定装置。
【請求項５】
送信ユニット（１０）は、別の光ビーム源（２）を有しており、該光ビーム源は、可視波長領域（λ１）内のビーム束を放射する請求項１から４迄の何れか１記載の光電測定装置。
【請求項６】
別の光ビーム源（２）のビーム束は、赤外波長領域内のビーム束の形成のために、光入力結合素子（３）を用いて光ビーム源（１）のビーム路内に案内される請求項５記載の光電測定装置。
【請求項７】
入力結合素子（３）は、ビームスプリッタ及び／又は半透鏡及び／又はキュービック型のスプリッタ（Ｔｅｉｌｅｒｗｕｅｒｆｅｌ）である請求項６記載の光電測定装置。
【請求項８】
両ビーム源（１，２）は、該両ビーム源のビーム束が合致するように設けられている請求項５から７迄の何れか１記載の光電測定装置。
【請求項９】
ビーム源は、レーザダイオード（１，２）である請求項１から８迄の何れか１記載の光電測定装置。
【請求項１０】
光学素子（４）は、両ビーム源（１，２）の各平行ビーム束の形成用に設けられている請求項１から９迄の何れか１記載の光電測定装置。
【請求項１１】
各平行ビーム束の形成用の光学素子は、少なくとも１つの凸レンズ（４）を有しており、該凸レンズのところに、両ビーム源（１，２）の焦点が位置するようにされている請求項１０記載の光電測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標対象に光ビームを放射するための送信ユニットと、目標対象によって反射された、又は、散乱されたビームを受光するための受光ユニットとを有する光電測定装置であって、送信ユニットは、赤外線波長領域内に位置しているビーム束を形成するための少なくとも１つの光ビーム源を有する光電測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
その種の測定装置は、例えば、２台の車両の距離又は相対速度を測定するために（レインジファインダ）使用される。
【０００３】
この測定装置での問題点は、この測定装置の、太陽放射に対する感度である。太陽放射が受信ユニットに直接照射したり、又は、目標対象によって散乱されて、受信ユニットに照射した太陽放射によって、測定過程が著しく妨害されることがあり、その結果、測定精度が低下したり、又は、極端な場合、測定過程が全く不可能となる。その理由は、例えば、受信ユニット内に設けられたプリアンプが散乱光により過負荷領域内に達するからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に記載した形式の光電測定装置を改良して、太陽放射に対して、殊に、目標対象によって散乱された太陽光にも不感能であるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、冒頭に記載した光電測定装置において、少なくとも１つの光源から放射されたビーム束の波長が、大気の分光透過率の所定極小値内であることにより解決される。
【０００６】
本発明は、大気の分光透過率が、有意義に極小値であるという物理的な事実を利用する。妨害放射を回避するために、ビーム束が単に狭帯域であるのみならず、精確に、大気の分光透過率の極小値に位置している波長領域内で放射する光ビーム源が使われる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、太陽放射に対して、殊に、目標対象によって散乱された太陽光にも不感能である光電測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ビーム束の波長は、有利には：
１．３５０μｍ〜１．３９０μｍ、殊に、１．３７５μｍ、又は
１．８２０μｍ〜１．９２０μｍ、殊に、１．８５１μｍ、又は
２．５５０μｍ〜２．８２０μｍ、殊に、２．７００μｍ
である。
【０００９】
ビーム長が長くなると、即ち、例えば、２台の車両間の検出すべき距離が長くなると、比較的短い波長が使われる。その理由は、吸収極小値は、この場合、比較的大きな波長の場合よりも大きな値を有しているからである。
【００１０】
受信ユニットは、有利には、少なくとも１つの対物レンズと、ビーム束の波長に同調された狭帯域フィルタ手段とを有している。ここで、同調とは、フィルタ手段が、ビーム源が相応する波長領域内では光ビームを通過させるということである。
【００１１】
対物レンズは、種々異なった形式とやり方で構成することができる。特に容易に構成される実施例では、対物レンズとして少なくとも１つの凸レンズが設けられている。
【００１２】
その際、有利な実施例では、送信ユニットは、別の光ビーム源を有しており、この光ビーム源は、可視、殊に赤色の波長領域内のビーム束を放射するようにされている。
【００１３】
このビーム束は、有利には、光入力結合素子を用いて対象の送／受信ビーム路内に案内される。そのようなパイロットビーム束によって、光電測定装置を目標対象に可視領域内で簡単に調整することができる。
【００１４】
光入力結合素子は、この場合、ビームスプリッタ、半透鏡、キュービック型のスプリッタ（Ｔｅｉｌｅｒｗｕｅｒｆｅｌ）、又は、鏡、例えば、開口部のある鏡にするとよい。
【００１５】
両ビーム源は、該両ビーム源のビーム束が合致するように設けられている。このようにして、可視波長領域内で放射されるビーム源のパイロットビームを調整すると同時に、不可視の赤外波長領域内で放射された不可視の光ビームを非常に精確に調整することもできるようになる。
【００１６】
特に有利には、非常に狭帯域のコヒーレントな光を放射するのみならず、殊に、所望の波長領域内の光を放射することもできるレーザダイオードが使われる。その種のレーザダイオードは、更に非常にコスト上有利でもあり、極めて小さな組込み寸法を有しており、その結果、光電測定装置を種々異なる組込み位置で非常に有利に組み立てることができるようになる。
【００１７】
殊に比較長い距離を検出することができるためには、光学素子は、両ビーム源の各平行ビーム束の形成用に設けられている。
【００１８】
各平行ビーム束の形成用の光学素子は、有利には、少なくとも１つの凸レンズを有しており、該凸レンズのところに、両ビーム源の焦点が位置するようにされている。
【実施例１】
【００１９】
別の利点及び特徴について、本発明の図示の実施例を用いて以下詳細に説明する。
【００２０】
目標対象からの距離を測定するための光電測定装置（図１に示されている）は、全体が１０で示された送信ユニットを、光ビームを目標対象５に放射するために有しており、全体が２０で示された受光ユニットを、目標対象５によって反射された、又は、散乱されたビームの受光のために有している。
【００２１】
送信ユニット１０は、第１の光ビーム源１を、赤外波長領域内に位置している波長λ０のビーム束の形成のために有しており、並びに、第２のビーム源２を、可視、有利には、赤色波長領域内に位置している波長λ１のビーム束の形成のために有している。第１及び第２のビーム源１，２は、例えば、レーザダイオードである。両レーザダイオード１，２から放射されたビーム束の平行ビーム路の形成のために、凸レンズ４が設けられており、その際、レーザダイオード１は焦点に設けられている。レーザダイオード２から放射された波長λ１のビーム束は、入力結合素子３を介して、例えば、半透鏡３を介して、対物レンズ４の送信ビーム路内に案内され、その際、第２のレーザビーム２が同様に対物レンズ４の焦点に設けられているようにされる。半透鏡３の代わりに、例えば、ビームスプリッタ又はキュービック型のスプリッタ（Ｔｅｉｌｅｒｗｕｅｒｆｅｌ）が、入力結合素子として設けられている。第２のレーザダイオード２は、光を波長λ１の可視光で放射し、第２のレーザダイオード２のビーム束は、対物レンズ４の送信ビーム路内に半透鏡３を用いて案内され、該案内時に、当該第２のレーザダイオード２によって放射された光が、レーザダイオード１によって放射された不可視の波長λ０のビーム束と合致するように案内される。第２のレーザダイオード２は、送信ユニット１０を目標対象５に整列及び配向するために使われる。その限りで、レーザダイオード２によって放射されるビームは、このビームを用いて対象５が可視領域内で捕捉されるようなパイロットビームである。
【００２２】
このようにして、送信ユニット１０から放射された、波長λ０とλ１を含むビーム路は、目標対象５で部分的に反射され、部分的に散乱され、受光ユニット２０に入射される。受光ユニット２０は、波長選択フィルタ７、光学系を有しており、光学系は、凸レンズ８の形式で、受光光束を検知器９にフォーカシングするのに使われる。波長選択性の狭帯域フィルタ７は、波長λ０のビームだけを透過し、それに対して、それ意外の波長をビーム路からフィルタ除去する。相応のやり方で、検知器９は、波長λ０のビーム束に特に最適に同調される。
【００２３】
図１に更に略示されているように、目標対象５には、送信ユニット１０から放射された光の他に、多数の波長Σλｉ，ｉ≠０から合成された太陽光も入射する。この太陽光６は、目標対象５で同様に散乱され、及び／又は、反射され、受光ユニット２０に入射する。受光ユニット２０には、従って、第１のレーザダイオード１から放射された波長λ０のビーム束、並びに、第２のレーザダイオード２から放射された波長λ１のビーム束，及び、種々異なる波長λｉの太陽光の構成成分から合成されて、測定過程を妨害することがあるビーム束が入射される。
【００２４】
多くの場合、目標対象５に入射される太陽光６の強度は、例えば、検知器９がこのビーム強度によって過負荷されるように高い。
【００２５】
本発明の基本技術思想は、目標対象５との間隔測定、又は、目標対象５の速度を、大気の分光透過率が極小値となる波長のビーム束で測定することにある。
【００２６】
大気全体の分光透過率、即ち、大気を透過するビームの強度が、波長に亘って図２に示されている。それと比較して、１００ｍのビーム長での分光透過率が図３に示されている。
【００２７】
送信ユニット１０及び受光ユニット２０が目標対象に対して同じ距離に配置されている場合、例えば、特に有利に、共通のケーシング内に設けられている場合、１００ｍのビーム長は、目標対象５に往復するビーム束に基づいて、５０ｍの送／受信ユニットと目標対象との間隔に相応する。
【００２８】
大気の分光透過率は、ほぼ３つの極小領域を有している。Ｉで示した第１の領域は、約１．３５０μｍ〜１．４００μｍであり、図３にＩＩで示した第３の領域は、約２．５５０〜２．８２０μｍである。図２及び３の比較によって確認することができるように、領域ＩＩＩ内での１００ｍのビーム長での透過率は、値０に低下する。従って、この１００ｍのビーム長では、この波長領域は、測定に使用することができない。その理由は、レーザダイオード１から放射された、この波長の光は、このビーム長では大気によって完全に吸収されてしまうからである。それにも拘わらず、１００ｍよりも小さなビーム長の領域は使うことができる。この場合、この領域内の透過率の極小値は、値０とは異なる。
【００２９】
それに対して、１００ｍのビーム長での測定のためには、図３にＩ及びＩＩで示された波長領域内の波長λ０のレーザダイオードから放射されたビーム束が使われる。
【００３０】
従って、大きなビーム長では、測定のために、１．３７５μｍ又は１．８５１μｍの波長λ０の光が使われ、それに対して、目標対象５との間隔が短い測定のためには、波長λ０が２．７００μｍに等しい光も使うことができる。この波長の測定ビームを用いる利点は、この波長領域内では、大気がこの波長の光を最大吸収する（図２参照）ので、太陽光の妨害がないことが期待される点にある。
【００３１】
受光ユニット２０は、上述のように、検出器９に関してのみ、この波長の光に同調されているのみならず、殊に、フィルタ７に関しても同調されている。このフィルタ７は、波長λ０の光だけを透過させるように構成されている。その限りで、フィルタ７として、第１のレーザダイオード１から放射された光が、波長λ０に同調された非常に狭い帯域のフィルタが使われる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
例えば、２台の車両の距離又は相対速度を測定するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を用いて製造した光電測定装置を示す図。
【００３４】
【図２】大気の分光透過率を示す図。
【００３５】
【図３】１００ｍのビーム波長での大気の分光透過率を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１  第１の光ビーム源
２  第２のビーム源
３  入力結合素子
４  凸レンズ
５  目標対象
６  太陽光
９  検知器
１０  送信ユニット
２０  受光ユニット
【図１】
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【図２】
2005172820.tif 000004
【図３】
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