(57)【要約】本発明は、光電検出デバイス、特にはレーザ・スキャナに関する。この光電検出デバイスは、好ましくはパルス化された電磁放射線を送信するための送信デバイスと、前記送信デバイスと関連づけられた少なくとも１つの受信デバイスと、前記送信デバイスによって送信される放射線を監視領域内へ誘導し、且つ前記監視領域により反射される放射線を前記受信デバイスに誘導するために使用される少なくとも１つの偏向デバイスと、を備える。上記送信デバイスは、特定の送信経路に沿って放射線をそれぞれ送信する幾つかの（好ましくは２つの）別個の送信モジュールを備える。
2006500598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
好ましくはパルス化された電磁放射線（１３）を送信するための送信デバイス（１１）と、
前記送信デバイス（１１）と関連づけられた少なくとも１つの受信デバイス（１５）と、
少なくとも１つの偏向デバイス（４７）であって、前記送信デバイス（１１）によって送信される放射線（１３）を監視領域内へ方向づけかつ該監視領域から反射される放射線（１９）を前記受信デバイス（１５）上へ方向づけ得るものと、
を備える光電検出デバイス、特にはレーザ・スキャナであって、
前記送信デバイス（１１）が、複数の、好ましくは正確に２つの送信モジュール（１１）であって、互いに空間的に分離されかつ各々が固有の伝搬経路に沿って放射線（１３）を送信するものを含むこと、
を特徴とする光電検出デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）によって送信される放射線（１３）の伝搬経路が、好ましくは少なくとも目の安全に関わる本検出デバイスの近接領域の内側において、少なくとも部分的に重なることなく伸びること、を特徴とするもの。
【請求項３】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記監視領域において、送信される放射線（１３）のフロント部が合わさり、少なくとも各用途に関係する距離ではその全体が好ましくは個々の放射線のフロント部よりも大きい放射フロントが形成されるよう、上記送信モジュール（１１）が作製され且つ並べられること、を特徴とするもの。
【請求項４】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）が、それぞれ、細長い放射フロントを送信するように設計され、該放射フロントが、好ましくは、連続する放射ラインであるか、一線に沿って配された離散放射スポットにより形成されること、を特徴とするもの。
【請求項５】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）がそれぞれ、線形又は線状の放射フロントを送信するように設計される放射源として、少なくとも１つのレーザ・ダイオード（６９）を含むこと、を特徴とするもの。
【請求項６】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
各送信モジュール（１１）の前に、好ましくはレンズ（３３）の形態で設けられた光送信システムが位置づけられること、を特徴とするもの。
【請求項７】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）及び／又は該送信モジュール（１１）の前に位置づけられる光送信システム（３３）が、同じ構造で作製されること、を特徴とするもの。
【請求項８】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）に共通の受信デバイス（１５）が関連づけられること、を特徴とするもの。
【請求項９】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記受信デバイス（１５）が、好ましくは上記送信モジュール（１１）によって合同で作られる放射フロント全体の形状に適合する面放射線受信器（５９）を有すること、を特徴とするもの。
【請求項１０】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記受信デバイス（１５）、特には面放射受信器（５９）が、各々が互いに別個に評価可能であり、かつ各々が好ましくは１又は複数のフォトダイオードを含む複数の受信領域に分割されており、少なくとも１つの受信領域が各送信モジュール（１１）と関連づけられること、を特徴とするもの。
【請求項１１】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
光受信システム（３５）が各受信デバイス（１５）と関連づけられており、かつ好ましくは上記送信モジュール（１１）の前に位置づけられる光送信システム（３３）と共に共通の送受信平面に配置されることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
共通の偏向デバイス（４７）が上記送信モジュール（１１）と関連づけられること、を特徴とするもの。
【請求項１３】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記偏向デバイス（４７）が回転可能であり、かつ特に一定の回転速度で連続回転運動を実行すべく作製されること、を特徴とするもの。
【請求項１４】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記偏向デバイスが上記送信モジュール（１１）によって送信されかつ上記監視領域から反射される放射線（１３，１９）のための少なくとも１つの平面反射表面（４７）を有していて、前記送信モジュール（１１）によって送信される前記放射線（１３）及び前記監視領域から反射される前記放射線（１９）が好ましくは前記反射表面（４７）上の互いに空間的に分離された領域へ入射することを特徴とするもの。
【請求項１５】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記偏向デバイスの反射表面（４７）が、上記送信モジュール（１１）及び上記受信デバイス（１５）の共通の送受信平面に対して傾斜しつつ広がることと、及び、
上記偏向デバイスが上記送受信平面に対して略垂直に伸びる軸（４９）の周りを回転可能であること、
を特徴とするもの。
【請求項１６】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）が、好ましくは該送信モジュール（１１）と上記受信デバイス（１５）とが一直線に並びつつ少なくとも共通の送受信面上へと突き出るように、共通の該受信デバイス（１５）側に配置されること、を特徴とするもの。
【請求項１７】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）が、好ましくは上記受信デバイス（１５）の対向面に対称を成すように配置されること、を特徴とするもの。
【請求項１８】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記偏向デバイス（４７）の回転軸（４９）が上記受信デバイス（１５）の中心を通って伸び、且つ、上記送信モジュール（１１）が前記回転軸（４９）から遠位に等しく配置されること、を特徴とするもの。
【請求項１９】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）間の間隔が、該送信モジュール（１１）によって送信される放射線（１３）が上記偏向デバイス（４７）の周縁領域によって偏向されるように最大化されること、を特徴とするもの。
【請求項２０】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
一方で少なくとも１つの上記送信モジュール（１１）により送信される放射線（１３）の伝搬経路と、他方で上記監視領域から反射されて上記受信デバイス（１５）へと向けられる放射線の受信経路とが、本検出デバイスの放射出口面を含む近接領域内を重複せずに伸びること、を特徴とするもの。
【請求項２１】
請求項１に記載の検出デバイスにおいて、
上記送信モジュール（１１）が、放射線パルスを交互に送信するために制御可能であること、を特徴とするもの。
【請求項２２】
好ましくはパルス化された電磁放射線（１３）を送信するための送信デバイス（１１）と、
前記送信デバイス（１１）と関連づけられた少なくとも１つの受信デバイス（１５）と、
少なくとも１つの偏向デバイス（４７）であって、前記送信デバイス（１１）によって送信される放射線（１３）を監視領域内へ方向づけかつ該監視領域から反射される放射線（１９）を前記受信デバイス（１５）上へ方向づけ得るものと、
を備える光電検出デバイス、特にはレーザ・スキャナの動作方法であって、
前記送信デバイス（１１）が、複数の、好ましくは正確に２つの送信モジュール（１１）であって、互いに空間的に分離されかつ各々が固有の伝搬経路に沿って放射線（１３）を送信するものを含むこと、及び、
前記送信モジュール（１１）が、該送信モジュール（１１）が前記放射線（１３）を時間オフセットで、特には交互に、いずれの場合にも放射線パルスの形式で送信するように制御されること、
を特徴とする動作方法。
【請求項２３】
好ましくはパルス化された電磁放射線（１３）を送信するための送信デバイス（１１）と、
前記送信デバイス（１１）と関連づけられた少なくとも１つの受信デバイス（１５）と、
少なくとも１つの偏向デバイス（４７）であって、前記送信デバイス（１１）によって送信される放射線（１３）を監視領域内へ方向づけかつ該監視領域から反射される放射線（１９）を前記受信デバイス（１５）上へ方向づけ得るものと、
を備える少なくとも１つの光電検出デバイス、特にはレーザ・スキャナあって、
前記送信デバイス（１１）が、複数の、好ましくは正確に２つの送信モジュール（１１）であって、互いに空間的に分離されかつ各々が固有の伝搬経路に沿って放射線（１３）を送信するものを含むこと、
を特徴とする光電検出デバイスを、車両に関連しつつ、特にはオブジェクト認識及びオブジェクト追跡のために使用すること。
【請求項２４】
請求項２３に記載のように使用することであって、
通常の運転動作では、上記送信モジュールによって送信される細長い放射フロントがそれぞれ走行方向の伝搬経路上を少なくとも略垂直方向に伸長し、該放射フロントが好ましくは垂直方向へ互いに重なり合うように作られる、及び車両に又は車両内に取り付けられる光電検出デバイスを使用すること、
を特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電検出デバイスに関し、特にはレーザ・スキャナに関する。この光電検出デバイスは、電磁放射線（好ましくはパルス化された電磁放射線）を送信するための送信デバイスと、前記送信デバイスと関連づけられた少なくとも１つの受信デバイスと、前記送信デバイスによって送信される放射線を監視領域内へ方向づけかつこの監視領域から反射される放射線を前記受信デバイス上へ方向づけ得る少なくとも１つの偏向デバイスとを有する
【背景技術】
【０００２】
このような検出デバイスは一般的に知られていて、例えばドイツ国特許出願第101 43 060.4号（2001年９月３日出願、未公開）に開示されている。この検出デバイスは、例えば、走行中の車両周辺状況を検出するために車両に取り付けられる。
【特許文献１】ドイツ国特許出願第101 43 060.4号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、冒頭に挙げた類の光電検出デバイスであって、可能な限り多目的に使用できると共に、とりわけ変化する外的条件下でも、可能な限り単純な設計により、安全かつ信頼性の高い機能方法で使用できるような光電検出デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１に記載された特徴、就中、上記送信デバイスが、互いに空間的に分離して配置され、かつ各々が固有の伝搬経路に沿って放射線を送信する複数の送信モジュールを好ましくは正確に２つ含むことにより達成される。
【０００５】
本発明に従って複数の送信モジュールを使用することにより、上記検出デバイス（以下では、単にスキャナとも呼ぶ）をよりフレキシブルに動作させ、様々な要求や変化する外的条件に直接適合し得るようにすることが可能となるため、有利である。
【０００６】
本発明によれば、上記監視領域の所望のスキャン方法に要求される放射強度を、単一の送信モジュールのみによって得られるようにする必要がない。むしろ、このような放射強度は、複数の送信モジュールにより合同で生成される。本発明による送信デバイスの送信モジュールは、単一の送信モジュールしか有しないスキャナに比べて、相当少ない放射電力で作動することが可能である。このため、上記送信デバイスの通常の動作には、上記送信モジュールのためのかなりの予備性能が存在する。
【０００７】
この予備性能は、特に、スキャナの放射出口面の汚染が進んでいく場合に、上記送信モジュールの放射電力を増大させるために使用することが可能である。これにより、比較的汚染度が高い場合であっても、利用可能な測定を実行することができる。更に、本発明によれば、上記送信モジュールを比較的低い定格送信出力で作動させることができる。これにより、上記送信モジュールに特に使用される部品次第では、上記送信モジュールの寿命を更に延ばすことができる。
【０００８】
本発明の好適な実施形態は又、従属請求項、明細書、及び図面に記載されている。
【０００９】
本発明の好適な実施形態によれば、上記送信モジュールによって送信される放射線の伝搬経路は、（好ましくは、少なくとも目の安全に関わる検出デバイスの近接領域の内側において）少なくとも部分的に重なることなく伸びるようになっている。このように重ならないことにより、上記送信放射線の伝搬経路（以下、送信チャネルとも称する）が、少なくともこの目的のために設けられた距離領域において、互いから完全に分離して伸びることが保証される。結果的にこれらの領域では、せいぜい特定の最大サイズを超えないオブジェクトが、上記送信モジュールの１つによってヒットされることはあっても、複数の送信モジュールによって同時にヒットされることはない。
【００１０】
この有利な状況は、レーザ放射を使用する場合に規定される目の安全に関して、即ち監視領域内に位置する「オブジェクト」が人の目である場合に、特に重要である。上記送信チャネルが互いに分離して伸びる距離領域では、目が２つ以上の上記送信モジュールにヒットされる可能性はない。このため、例えば次のような場合には、目の安全を損なうことなく、上記送信モジュールの送信出力を定格送信出力を超えて上げることが可能である。即ち、既に述べたように、放射出口面の汚染が進んだために出力増加が指示される場合である。その結果、特に目の安全面から監視が要求される最大放射電力についても、互いに独立して「最大限に利用すること」ができる。
【００１１】
上記検出デバイスから更に遠くの領域では、上記送信モジュールの送信チャネルが少なくとも部分的に重複可能である。この領域においては、目の安全面の重要度はせいぜい副次的である。というのも、実際上、ビーム拡張及び／又は伝搬経路内に位置する物質による強度減衰により放射強度は低減されるからである。このため、上記送信モジュールを最大出力にしても、互いに重なり合う上記送信チャネルの領域において監視すべき目の安全は、常に確保される。
【００１２】
本発明の更なる実施形態では、上記監視領域において、送信される放射線のフロント部が合わさり、次のような放射フロントが形成される。即ち、少なくとも各用途に関係する距離では、その全体が好ましくは個々の放射線のフロント部よりも大きい放射フロントである。このようになるよう、上記送信モジュールを作製して並べる。
【００１３】
上記送信モジュールについては、それぞれ、細長い放射フロントを送信するように設計するのが好ましい。この放射フロントは、連続する放射ラインでもよいし、一線に沿って配された離散放射スポットによって形成してもよい。上記送信モジュールの送信放射線は、以下、単に光線とも称する。
【００１４】
上記監視領域のスキャンは、上記各送信モジュールの二次元放射フロントによって行われる。このスキャン動作中に、上記偏向デバイスが上記送信モジュールに対して移動するのが好ましい。このような移動に伴い、上記スキャン動作中に移動する上記偏向デバイスの位置に応じて上記各放射フロントが空間内で異なる方を向くと、上記監視領域が全体として三次元的に又は準三次元的にスキャンされる。
【００１５】
更に、本発明により、共通の受信デバイスを上記送信モジュールと関連付けるようにすると好ましい。この受信デバイスは、面放射線受信器を有するのが好適である。この放射線受信器は、上記送信モジュールによって合同で作られる放射フロント全体の形状に適合するのが好ましい。
【００１６】
更なる好適な実施形態によれば、上記受信デバイス（特に、この受信デバイスの面放射線受信器）は、互いに別個に評価可能な複数の受信領域に分割される。その際、少なくとも１つの受信領域が各送信モジュールと関連付けられる。このようにすれば、上記送信モジュールにより合同で形成される上記放射フロント全体の個々の部分を、別個に評価することができる。即ち、個々にスキャンされるオブジェクトの外形を、光線が送信される方向毎に記録することができる。
【００１７】
本発明の特に好適な実用的実施形態では、上記送信モジュールは共通の受信デバイス側に配置される。この配置は次のようにするのが好ましい。即ち、上記送信モジュールと上記受信デバイスが、一直線に並びつつ、少なくとも共通の送受信面上へと突き出るようにすることである。
【００１８】
この方法においては、上記送信モジュールを上記受信デバイスの対向面に対称を成すように配置するのが好ましい。
【００１９】
上記送信モジュール及び上記受信デバイスに対して回転可能である偏向デバイスを使用する場合、この偏向デバイスの回転軸が上記受信デバイスの中心を通って伸び、かつ上記送信モジュールをこの回転軸から遠位に等しく配置すると、好ましい。
【００２０】
本発明の更なる特に好適な実施形態によれば、上記送信モジュール間の間隔は、この送信モジュールによって送信される放射線が上記偏向デバイスの周縁領域によって偏向されるように最大化される。これにより、上記送信モジュールによって送信される放射線の伝搬経路の範囲を各用途に応じて直接選択することができるため、特に有利である。このような送信器の幾何学的配置により、上記送信チャネルの特定の重複特性を設定するための余地がより広く認められる。
【００２１】
本発明の更なる実施形態によると、一方で少なくとも１つの上記送信モジュールにより送信される放射線の伝搬経路と、他方で上記監視領域から反射されて上記受信デバイスへと向けられる放射線の受信経路とが、上記検出デバイスの放射出口面を包囲する近接領域内を重複せずに伸びるようになっている。
【００２２】
このように上記送信チャネルと上記受信チャネルとが重複しない結果、重複のない上記近接領域から反射される放射線は上記受信デバイスに入射しない。これは、上記送信器及び上記受信器がこの領域内で互いに「遭遇しない」ことを意味する。従って、上記検出デバイスの放射出口面上の汚染により反射が刺激されることはない。即ち、上記送信路及び上記受信路がこのように広がることで、本発明に係るスキャナが汚染に対して敏感でなくなるため有利である。
【００２３】
本発明は更に、次のような上記光電検出デバイスの動作方法に関する。即ち、上記送信モジュールが放射線を時間オフセット（特には交互に）でいずれの場合にも放射線パルスの形式で送信するように、この送信モジュールを制御する動作方法である。
【００２４】
上記送信モジュールによって送信される放射線パルスは、上記監視領域においてスキャンされるオブジェクトに、時間的に連続してヒットする。なお、好適な本実施形態により上記送信モジュールに対して移動する偏向デバイスを使用する場合には、この偏向デバイスの移動方向に対して空間的にオフセットされてヒットする。
【００２５】
正確に２つの送信モジュールと一定の回転速度で連続回転する１つの偏向デバイスとを好適に使用すると、一方の送信モジュールの放射線パルスが時間的に他方の送信モジュールの連続する放射線パルスの中間で送信されるようにこれら２つの送信モジュールが制御されるため、好ましい。２つの上記送信モジュールをこのように交互に動作させるモードは、上記監視領域内のスキャンされるオブジェクトにヒットする２つの上記放射フロント間に（従って、スキャンされるオブジェクト上に）、一定の角度オフセットをもたらす。これにより、本発明に係る検出デバイスの角度分解能は全体として倍化される。その際、この目的のために個々の上記送信モジュールのパルス周波数を上げる必要はない。
【００２６】
更に、時間オフセットで行われる上記送信モジュールのパルス動作は測定精度をかなり向上させるため、有利である。即ち、もし仮に２つの上記送信モジュールを同時に「発射」させたくても、実際問題として、放射線の伝搬速度や受信信号の処理の点で、放射線を正確に同時に送信することはできない。意図的でない極めて少しの時間オフセットがあっても、少なくとも比較的高い反射率を有するオブジェクトの場合には、、異なる送信モジュールと関連づけられた上記受信器の隣接する受信領域間にクロストーク（「ブルーミング」効果としても知られている）が生じる。一方の上記送信モジュールの放射線パルスは上記オブジェクトにヒットするが、もう一方の送信モジュールの放射線パルスはヒットしない場合、ヒットした方の送信モジュールの放射線は上記オブジェクトに反射されてもう一方の送信モジュールの受信領域へ入射する可能性がある。このため、対応する送信モジュールがターゲットに全くヒットしなかったとしても、上記オブジェクトにヒットしなかった方の送信モジュールの評価はオブジェクトの存在を「現出」させる。
【００２７】
上述の送信モジュールを時間オフセットを直接用いて動作させることにより、このタイプの又は仮想ターゲットの疑似測定が確実に回避される。
【００２８】
本発明は更に、車両に関して先に述べたような少なくとも１つの光電検出デバイスの使用に関する。この光電検出デバイスは、特にオブジェクトの認識及びオブジェクトの追跡に使用される。
【００２９】
次のようにして作られる或いは車両に又は車両内に取り付けられる光電検出デバイスを使用するのが好ましい。即ち、通常の運転動作では、上記送信モジュールによって送信される細長い放射フロントがそれぞれ走行方向の伝搬経路上を少なくとも略垂直方向に伸長し、この放射フロントが好ましくは垂直方向へ互いに重なり合うように作られる、或いは車両に又は車両内に取り付けられる光電検出デバイスの使用である。
【００３０】
このように使用することには、例えば先行車両に関する高さ情報を、車両の走行方向前方に配置された領域から取得することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明を例示的に説明する。
【００３２】
本検出デバイス（以下、単にスキャナとも称する）は、次のものを備える偏向モジュール２３を含む。スキャン動作中にフラットモータ２１に駆動されて回転軸４９の周りを連続して回転運動する回転ミラー４７と、自立形ハウジング部４５及びハウジング部４５に解放自在に取り付けられたカバー・キャップ４１を含むハウジング３７とを備える偏向モジュール２３である。
【００３３】
偏向モジュール２３の部品は、本スキャナのセンサ・モジュール２９において、ハウジング部４５を介して支持される。
【００３４】
センサ・モジュール２９は、次のような支持構造体３１を含む。即ち、好ましくはアルミニウム製ダイカスト部品として製造され、かつ、板状のカバー部３２と支持構造体３１の更なる機能部であるカバー部３２に対して垂直に伸びる光シャフト５５とを有する支持構造体３１である。
【００３５】
ハウジング部４５は、特にはねじ込みによって、支持構造体３１のカバー部３２に接続される。これにより、偏向モジュール２３は全体として、ハウジング部４５を介して支持構造体３１（従って、センサ・モジュール２９）に接続される。
【００３６】
更に、センサ・モジュール２９のハウジング３９を形成するカバー・キャップ４３は、特にはねじ込みによって支持構造体３１に接続される。カバー・キャップ４３は、支持構造体３１から取り外すことが可能である。その際、センサ・モジュール２９の更なる部品を分解する必要はない。
【００３７】
これらの更なる部品には、特に、２つのレーザ・モジュール１１及び受信器１５（支持構造体３１の光シャフト５５に取り付けられる）と、受信器１５及びセンサ・モジュール２９と偏向モジュール２３の双方へ電気エネルギーを供給するための供給ユニット２に接続される評価ユニット２５とが含まれる。本発明に係る検出デバイスは、動作中、センサ・モジュール２９に形成される接続領域６３及び通信・供給ライン６５を介して評価コンピュータ６７及び電源（図示しない）に接続される。
【００３８】
スキャン動作中、特に、レーザ放射線は送信モジュール１１によってＩＲ領域内を偏向ミラー４７の方向へ送信され、この偏向ミラーにより偏向されて、使用される放射線を少なくとも局所的に監視領域へと送信する偏向モジュール２３のハウジング部４５を通る。前記監視領域から反射された放射線は、偏向ミラー４７を介してセンサ・モジュール２９の光シャフト５５内へ方向づけられると共に受信器１５上へ方向づけられ、評価ユニット２５及びコンピュータ６７の助力を得て評価される。
【００３９】
センサ・モジュール２９と偏向モジュール２３との間の支持構造体３１の支持板３２を通って放射線が伝搬することを許容するために、支持構造体３１には、（対応する位置において）、各々がレーザ・モジュール１１の一方と関連づけられる２つの送信レンズ３３と、受信器１５に関連づけられる受信レンズ３５とが設けられており、全てのレンズが支持板３２と一体化される。これは、図２により詳しく示している。
【００４０】
更に、図１に示した、レーザ・スキャナとして作製される上記検出デバイスの設計自体及びこのスキャナの部品の調整自体は、それぞれ、本特許出願と同日に提出された更なるドイツ国特許出願の主題であるため、この点に関するこれ以上の詳細な説明は省く。
【００４１】
図２は、先に述べたような光送受信システムのレーザ・スキャナの支持構造体への統合の好適な一例を示す。図２の支持構造体３１は、円形ディスクの形態で単純化して表示している。本発明に係る支持構造体３１は、一般的に、いかなる所望の単純又は複雑な立体構造であってもこれを有することが可能であり、閉じられるべき各検出デバイスのセンサ・モジュール及び／又は偏向モジュールのハウジングの形状に適合可能である。これについては、図１に例示的に示した通りである。
【００４２】
比較的広い面積の受信レンズ３５は、直径方向に互いに向き合った２つの円形部を除いた円形の形状を有する。この除かれた円形部の領域７３は、支持構造体３１により塞がれる。これらの領域７３には、受信レンズ３５より広さが狭い円形の送信レンズ３３が配置される。円形送信レンズ３３の中心と受信レンズ３５の中心とが一直線上に存在し、かつ２つの送信レンズ３３が受信レンズ３５の中心（回転ミラー４７の回転軸４９（図示しない）がここを通って伸びる（図１参照））から等しく離隔されて置かれる。このようになるよう、２つの送信レンズ３３は対称を成して配置される。送信レンズ３３は受信レンズ３５によって決まる円の中に存在し、これにより全体として場所を取らずに配置することが可能となる。
【００４３】
光送信及び／又は受信システムのレーザ・スキャナの中央支持構造体への統合自体は、本特許出願と同日に提出された更なるドイツ国特許出願の主題であり、よってこの点に関するこれ以上の詳細な説明は省く。
【００４４】
レンズ３３、３５の配置は、レーザ・モジュール１１及び受信器１５の配置に対応する。従って、レーザ・モジュール１１は受信器１５の両側に向かい合って対称を成すように配置されており、回転ミラー４７（図１参照）の回転軸４９（図２には示していない）は受信デバイス１５の中心を通って伸びる。こうして、レーザ・モジュール１１は、回転軸４９に対して垂直の方向において、回転軸４９から等しく離隔されて配置される。
【００４５】
特に図１に示すように、レーザ・モジュール１１間の間隔は回転ミラー４７の大きさに関し最大となる。即ち、レーザ・モジュール１１によって送信される放射線１３は周縁領域において回転ミラー４７に当たる。
【００４６】
このように、本発明に係るスキャナは、単一の放射源を保有するのではなく、受信経路の光軸と一致する回転ミラー４７の回転軸４９に関し最大の偏心性で更に配置される複数のレーザ・モジュール１１（ここで説明する好適な実施形態では正確に２つ）を有する。
【００４７】
レーザ・モジュール１１には各々、図２に概略的に示しただけの半導体レーザ・ダイオード６９の形態である放射源が設けられる。ここで説明する実施形態におけるレーザ・ダイオード６９は各々、線形放射源を形成する。このため、各レーザ・モジュール１１は、細長い放射フロントを有する放射線（以下、単に光線とも称する）を送信する。
【００４８】
送信される上記光線の空間における向きは、上記放射フロントが回転ミラー４７上へ入射する瞬間の定置レーザ・モジュール１１に対する回転ミラー４７の角度位置に依存する。スキャン動作中に回転ミラー４７は回転するため、空間における上述の細長い放射フロントの向きは連続して変化する。即ち、上記監視領域のスキャンは回転する光線によって行われる。レーザ・スキャナにおいて線形又は線状の放射源とこの放射源に関連して回転する偏向デバイスとを併せる概念は、冒頭で既に述べたドイツ国特許出願第101 43 060.4号（2001年９月３日提出、未公開）の主題であり、よってこの点に関するこれ以上の詳細な説明は省く。
【００４９】
好適な車両の用途では、この車両に取り付けられる上記レーザ・スキャナは、本発明に従い次のように並べるのが好ましい。即ち、光線が走行方向及び逆方向においてフロント部と垂直を成して伸びるように、即ち、車両周辺がフロント部及びリア部に対して大きな頂角でスキャンされるように並べることある。好適な実施形態では、２つのレーザ・モジュール１１によって送信される放射線の垂直発散はいずれの場合にも1.6゜となり、よって垂直ビーム発散全体では3.2゜になる。
【００５０】
受信デバイス１５は、次のようなフォトダイオードの受信アレイ５９を含む。即ち、レーザ・モジュール１１によって送信される光線に従い線形又は線状に作られた、連続配置されるフォトダイオードの受信アレイ５９である。なお、合計８個のフォトダイオードを設け、そのうち２つの各々隣接するフォトダイオードを合同で評価されるダイオード対を形成するように接続されるのが好ましい。２つのダイオード対が各レーザ・モジュール１１と関連づけられる。即ち、上記監視領域から反射される各レーザ・モジュール１１の光線は、隣接する２つのダイオード対上で結像する。受信増幅器が各ダイオード対と関連づけられる。
【００５１】
上記監視領域は、受信アレイ５９を合計４つの連続する受信領域に分割することで、４つのスキャン平面において効果的にスキャンされる。その際、２つのレーザ・モジュール１１はそれぞれ、その送信光線によって２つのスキャン平面を現す。
【００５２】
導入部で述べたように、スキャン動作中、２つのレーザ・モジュール１１が同時に「発射」されることはなく、放射線パルス１３は交互に送信される。このため、多重プロセスで行われる距離測定のための作業は、４つの評価モジュールではなく、２つの評価モジュールのみによって行われる。
【００５３】
本発明に係るスキャナの角度分解能は、ミラー４７の回転周波数と、レーザ・モジュール１１のパルス周波数とに依存する。後者は定数14.4kHzになるのが好ましく、ミラー４７の回転周波数は10Hz、20Hz、及び40Hzに設定可能であるのが好ましい。これにより、１つのレーザ・モジュール１１又は同時に動作される複数のレーザ・モジュール１１について、角度分解能は0.25゜、0.5゜、及び1.0゜になる。これに対して、本発明に係る好適な２つのレーザ・モジュール１１が交互に動作することで、角度分解能が２倍に向上する。即ち、回転周波数10Hzで角度分解能0.125゜となる。
【００５４】
先に述べた全ての更なる特許出願の内容は、参照により本特許出願中に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ・スキャナを設計したものを示す概略側面図。
【図２】本発明に係るレーザ・スキャナの幾つかの部品の概略斜視図。
【符号の説明】
【００５６】
１１  送信モジュール、レーザ・モジュール
１３  送信される放射線
１５  受信デバイス
１９  反射されて受信される放射線
２１  駆動ユニット
２３  偏向モジュール
２５  評価ユニット
２７  供給ユニット
２９  センサ・モジュール
３１  支持構造体
３２  カバー部
３３  送信レンズ
３５  受信レンズ
３７  偏向モジュールのハウジング
３９  センサ・モジュールのハウジング
４１  偏向モジュールのカバー・キャップ
４３  センサ・モジュールのカバー・キャップ
４５  放射出口面、ハウジング部
４７  反射表面、ミラー
４９  回転軸
５５  シャフト
５９  放射線受信器、受信アレイ
６３  接続領域
６５  回線
６７  コンピュータ
６９  レーザ・ダイオード
７３  除かれた円形部の領域
【図１】
2006500598.tif 000003
【図２】
2006500598.tif 000004
【国際調査報告】
2006500598.tif 000005
2006500598.tif 000006
2006500598.tif 000007
2006500598.tif 000008
2006500598.tif 000009
2006500598.tif 000010
2006500598.tif 000011
2006500598.tif 000012
2006500598.tif 000013
2006500598.tif 000014