(57)【要約】自動車における画像形成装置および画像形成方法を提案する。赤外線カメラは行毎に画像行で自動車周辺の画像を形成する。赤外線カメラの画像検出領域は、少なくとも１つの赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源によってパルス状に照明される。画像行の検出は時間的にパルス状照明と同期して実行される。第１の実施例では、赤外線ＣＭＯＳカメラの画像行の検出は、赤外スペクトル領域近傍で放射するレーザダイオードと、同期化線路を介して時間的に同期する。第２の実施例では、赤外線ＣＭＯＳカメラの画像行の検出とパルス状照明との時間的な同期が、自律的に、ＣＭＯＳカメラによって、少なくとも１つの検出された画像行を評価することによって実行される。
2006515129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における画像形成装置であって、
自動車周辺の少なくとも１つの画像を形成する少なくとも１つの赤外線カメラと、
当該少なくとも１つの赤外反応カメラの画像検出領域をパルス状に照明する少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源を有している形式のものにおいて、
少なくとも１つの画像を行毎に画像行で検出し、前記パルス状照明と画像行検出の時間的同期を実行するための手段が設けられている、
ことを特徴とする、自動車における画像形成装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの赤外線カメラは少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源は、少なくとも１つの赤外放出レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードである、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源は、カメラの少なくとも１つのピクセルの時間特性に合わせられたパルス持続時間を有する光パルスを出力する、殊に５０ｎｓ〜２００ｎｓの間のパルス持続時間を有する光パルスを出力する手段を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記時間的同期を画像行毎および／または画像毎および／または画像シーケンス毎に実施する手段が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの赤外線カメラは、前記パルス状照明との時間的同期を自律して行う手段を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
自動車における画像形成方法であって、
少なくとも１つの赤外線カメラ、殊に少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラが自動車の周辺の少なくとも１つの画像を形成し、
少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源、殊に少なくとも１つの赤外放射レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードが前記少なくとも１つの赤外線カメラの画像検出領域をパルス状に照明する形式の方法において、
前記少なくとも１つの画像を行毎に画像行で検出し、
当該画像行の検出を前記パルス状照明と時間的に同期させる、
ことを特徴とする、自動車における画像形成方法。
【請求項８】
少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源は、カメラの少なくとも１つのピクセルの時間特性に合わせられたパルス持続時間を有する光パルスを出力し、
殊に少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源は、５０ｎｓ〜２００ｎｓのパルス持続時間を有する光パルスを出力する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記時間的同期を、画像行毎および／または画像毎および／または画像シーケンス毎に行う、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの赤外線カメラは自律的に前記パルス状照明と時間的に同期する、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
自動車による夜間走行時には、ロービームの到達距離が制限されるので、運転者の視界が低減されてしまう。近年では、光放射がより強力な新たなガス放電ヘッドランプを導入することによって、従来のヘッドライトに対して走行路の照明が改善されている。しかし視野はこのような新たなヘッドライトによっても制限されてしまい、従って視界を改善するために、自動車に夜間暗視システムを使用することが試みられている。
【０００２】
夜間暗視システムは受動的な夜間暗視システムと能動的な夜間暗視システムに分けられる。受動的な夜間暗視システムは熱画像カメラから成る。受動的な夜間視界カメラの欠点は、熱画像カメラによっては、現実に忠実な画像を形成することが困難であるということである。これに対して、能動的な夜間暗視システムは、赤外線を放射する照明ユニット（例えばフィルタを有するハロゲンライト）と１つまたは複数の赤外線カメラから成る。この照明ユニットは、ハイビーム領域において車両前領域を照明し、カメラは反射されて戻ってきた赤外−ハイビームを記録し、この画像をモニターまたはヘッドアップディスプレイ上に再現する。ここで可視のロービームおよびハイビームに対するヘッドライトが赤外光を放出するために使用される。しかし自動車産業では割合的にますます、赤外放射式ハロゲンヘッドライトが赤外線不使用のキセノンヘッドライトによって置き換えられている。これによって、付加的な赤外線を放射する放射源が必要となる。付加的な赤外放射源としては例えば、赤外放射レーザが使用される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許ＤＥ４２４３２００Ｃ２号には、軍事用の農業車両の味方−敵−識別装置が記載されている。味方−敵−識別用の隠されているサインを可視化するために、ＣＯ２レーザを有する熱画像カメラが結合されている。観測者は個々の光パルスを送出し、赤外カメラは同期して反射された信号を受信する。この装置の欠点は、熱画像カメラが実際に忠実な画像を供給しないことである。自動車内での使用に適した現実に忠実な画像を形成する装置および方法に関する示唆は、ＤＥ４２４３２００Ｃ２号には記載されていない。
【０００４】
発明の利点
少なくとも１つの赤外線カメラによって、画像行毎に画像を、自動車周辺のパルス状照明と同期して形成する形式の、以下に記載する、自動車内の画像形成装置および方法は次のような利点を有している。すなわち視界状況および／または天候が良くても悪くても、画像の質が高い、現実に忠実な画像を形成するという利点である。この画像形成装置および方法は殊に有利には、形成画像の高い画質によって、視界状況が悪いとき（殊に夜間）の事故件数を減少させるのに寄与する。高い画質を有する現実に忠実な画像は、視界状況および／または天候状況が悪いときでも次のことによって形成される。すなわち、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源による画像検出領域の照明が雨や雪によって著しくは妨害されないということによって形成される。
【０００５】
有利には、少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域で放射する放射源の寿命は、パルス状の光放射によって長くなる。パルス駆動時には、出力が同じ場合には放射源の熱負荷は、連続作動時に比べると少ない。これによって直接的に寿命が延びる。放射源のより長い寿命、ひいてはより長い交換間隔によって、自動車の場合には有利には作動コストが低減する。
【０００６】
同時に、少なくとも１つの赤外線放射源のパルス駆動は、放射源の放射強度が平均的に同じ場合には、格段に高い、光パルス中の放射強度を可能にする。ここで放射強度は立体角あたりの出力として定められている。従って照射面積の放射照度、すなわち面積あたりの出力が、光パルス中に、連続的な非パルス状光放出と比べて高められる。殊に有利には、これによって、少なくとも１つの赤外線カメラの画像検出領域が集中的に照明される。
【０００７】
特に有利には、少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラは自動車周辺の少なくとも１つの画像を形成する。他のタイプのカメラとは異なって、ＣＭＯＳカメラではブルーミング作用が低減される。ここでブルーミングとは強い光源による眩惑が原因で形成画像が曇らされる（Ueberstrahlung）ことである。
【０００８】
少なくとも１つの赤外放射レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードによって殊に有利には、容易に、少なくとも１つの赤外線カメラの画像検出領域をパルス状に照明することができる。例えばレーザダイオードは、短い応答特性によって、光パルス持続時間の間の同時の高い放射強度のもとで短い光パルスの生成を可能にする。さらに赤外放射レーザおよび／または赤外放射レーザダイオードは次のような利点を有している。すなわちレーザ光が狭いスペクトル帯域幅を有しているという利点である。少なくとも１つの赤外線カメラの前の相応のバンドフィルタによって、他のスペクトル領域をフィルタリング除去することが可能である。例えば、夜間にロービームで走行している対向車両の場合には、これによって、画像形成の障害となるこのような可視光をフィルタリング除去することが可能になる。有利には少なくとも１つの赤外放射レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードを使用することによって、高い画質を有する画像が形成される。この他に、赤外放射レーザおよび／または赤外放射レーザダイオードは高い効率を有しているという利点を有している。
【０００９】
少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源は光パルスを形成する。有利には、光パルスのパルス持続時間は１００ｎｓよりも短く、殊に１０〜８０ｎｓの間である。このような短いパルス持続時間によって、形成画像の画質が高められる。択一的または付加的に有利には０．１％よりも小さいデューティファクタを有する光パルスが形成される。このような手法によって、光パルス中に高い放射照度が生成され、これによって画像の良好な画質が得られる。
【００１０】
画像行毎の同期の場合には、少なくとも１つの赤外線カメラの画像行の検出は、パルス状照明と時間的に同期する。ここで時間的同期は各画像行または少なくとも２つの画像行のシーケンスに対して実行される。パルス状照明との、このような画像行検出の画像行毎の時間的な同期によって、有利には確実かつ時間的に安定した同期が得られる。これに対して画像毎または画像シーケンス毎（bildfolgenweise）の時間的な同期は次の利点を有している。すなわち、同期に対する技術的なコストが低減されるという利点を有している。時間的同期化は、画像毎または画像シーケンス毎の時間的な同期のもとで少なくとも１つの画像に対して行われる。このような画像行毎または画像毎または画像シーケンス毎の同期は、少なくとも１つの赤外線カメラと少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源との間の、少なくとも１つの同期化線路上の、一方向または双方向の同期化信号によって得られる。特に有利には時間的な同期化は、自動車内の少なくとも１つの通信データバス、例えばＣＡＮバスを介して行われる。これによって有利には付加的な同期化線路が省略され、自動車内の既存のインフラストラクチャーがデータ交換に使用される。
【００１１】
パルス状照明との、少なくとも１つの赤外線カメラの自律した時間的な同期は特に有利である。なぜなら少なくとも１つの赤外線カメラと、少なくとも１つの、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源との間の別個の同期化線路が必要ないからである。これは次のような利点を有する。すなわち、以下に記載する装置および方法がこれによって耐ノイズに性を有するという利点である。なぜなら個々のコンポーネントは相互に依存しないで作動するからである。
【００１２】
以下に説明する装置および方法の変形形態は、画像行の検出をパルス状照明に対して時間的にずらすことができるという特別な利点を有している。これによって例えば、光パルス放出からカメラによる検出までのビームの伝播時間作用が補償される。これによって高い画質を有する画像が得られる。
【００１３】
時間的な同期が少なくとも１つの画質レベル（Bildqualitaetsmasses）に依存して実行される形式の、以下に記載する装置および方法の別の変形形態は有利である。少なくとも１つの画質レベルを計算することによって、一方では、画像行の検出とパルス状照明の間の時間的なずれが自動的に調整される。同じようにこれによって、高い画質を有する画像が形成される。なぜなら、全体的な画像領域および画像シーケンスにおける画像露光が一定だからである。この他に、少なくとも１つの画質レベルを突き止めることによって、少なくとも１つの赤外線カメラと、パルス状照明との自律的な時間的同期化が可能になる。これは画質レベルが悪化した際に画像行の検出をパルス状照明に対してずらして、高い画質を得ることによって行われる。
【００１４】
さらなる利点は、図面を参照した以下の実施例の説明および従属請求項に記載されている。
【００１５】
図面
本発明を以下で図示された実施例に基づいてより詳細に説明する。
【００１６】
図１は第１の実施例の概観図であり、
図２は第１の実施例のブロックダイヤグラムであり、
図３は第１の実施例の時間ダイヤグラムであり、
図４は第２の実施例の概観図である。
【００１７】
実施例の説明
以下で、自動車における画像形成装置および画像形成方法を説明する。赤外線カメラは、行毎に画像行で自動車周辺の画像を形成する。赤外線カメラの画像検出領域は、少なくとも１つの赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源によってパルス状に照明される。画像行の検出は、パルス状照明と時間的に同期して行われる。第１の実施例では、赤外線ＣＭＯＳカメラの画像行の検出は、赤外スペクトル領域近傍で放射するレーザダイオードと、同期化線路を介して時間的に同期する。第２の実施例では赤外線ＣＭＯＳカメラの画像行の検出と、パルス状照明との時間的な同期は、自律して、ＣＭＯＳカメラによって、少なくとも１つの検出された画像行を評価することによって行われる。
【００１８】
図１には、第１の実施例の自動車における画像形成装置の概観図が示されている。これは、制御ユニット／処理ユニット１６を有する赤外線カメラ１０と、制御ユニット１４を有する赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源１２から成る。赤外線カメラ１０の制御ユニット／処理ユニット１６と放射源１２の制御ユニット１４は信号線路１８を介して相互に接続されている。放射源１２は赤外スペクトル領域近傍で赤外線２０を生成し、これによって自動車の周辺２４がパルス状に照明される。ここで放射源１２は、ロービーム／ハイビーム用のヘッドライトの間の、自動車の正面領域に組み込まれる。赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源１２として、第１の実施例では、赤外スペクトル領域近傍で放射するレーザダイオードが使用されている。放射源１２は制御ユニット１４によって制御および監視される。散乱されて戻ってきた赤外線２２から、赤外線カメラ１０は自動車の周辺２４の画像を形成する。赤外線カメラ１０は、自動車のフロントガラスの後方に室内バックミラーの領域に取り付けられている。第１の実施例では、赤外線カメラ１０は赤外線ＣＭＯＳカメラ１０である。ＣＭＯＳカメラ１０は、制御ユニット／処理ユニット１６を介して駆動制御される。同時にＣＭＯＳカメラ１０は、自動車周辺２４の形成された画像を、さらなる処理のために制御ユニット／処理ユニット１６へ伝送する。
【００１９】
図２には、第１の実施例の自動車における画像形成装置のブロックダイヤグラムが示されている。以下では、図１に対して付加的なコンポーネントおよび装置の作用を説明する。赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源１２は、赤外スペクトル領域近傍で放射するレーザダイオード２８，光検出器３０および温度非依存性抵抗３２を有する。レーザダイオード２８は、レーザダイオード駆動制御のための信号線路３８を介して、光検出器３０および温度非依存性抵抗３２によって求められた測定値に依存して駆動制御される。光検出器３０および温度非依存性抵抗３２は測定手段としてフィードバック結合分岐部において用いられる。これはレーザダイオード２８によって出力される、放射強度および／または光パルスの時間的な特性を閉ループ制御で調整する。放射源１２は、赤外線を、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で、有利には８５０ｎｍ〜９００ｎｍの間の波長領域で生成する。引き続き、生成された赤外線はレンズ２６を介して、ＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域をパルス状に照明するために使用される。レンズ２６は、生成された赤外線を垂直方向および水平方向に拡張させるのに用いられ、ＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域はできるだけ完全に照明される。反射されて戻ってきた赤外線は、フィルタ２７によるフィルタリング後に、赤外線ＣＭＯＳカメラ１０によって検出される。フィルタ２７は、送出された赤外線の波長を透過させ、通過帯域外の波長を減衰させるバンドフィルタである。赤外線ＣＭＯＳカメラ１０は、反射されて戻ってきた赤外線から自動車周辺の画像を形成し、この形成された画像を信号線路３６を介して制御ユニット／処理ユニット１６へ伝送する。赤外線ＣＭＯＳカメラ１０は個々のピクセルから成る。このピクセルは第１の実施例において６４０×４８０個のピクセルを含むマトリックス状に配置されている。画像を形成するために行毎に画像行が検出される。ここでＣＭＯＳカメラ１０は、画像信号を行毎に緩衝記憶する。これによって行毎に、放射源１２から送出された閃光が次第に、画像全体を照射する。しかも露光に反応じないフェーズにおいてはレーザエネルギーは放出されない。ＣＭＯＳカメラ１０の行毎の光感応性は「行シャッター（Zeilenshutter）」とも称される。信号線路１８および信号線路３４を介して、制御ユニット／処理ユニット１６は画像行の行毎の検出とＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域のパルス状照明との間の時間的な同期を制御する。第１の実施例では一方向性の時間的同期が実行される。制御ユニット／処理ユニット１６は信号線路３４を介して行信号をＣＭＯＳカメラに出力する。これに同期されて、制御ユニット／処理ユニット１６からレーザ制御信号が信号線路１８を介して、放射源１２の制御ユニット１４に伝送される。信号３４を介してＣＭＯＳカメラに各行信号が達すると、それぞれ画像行が次のように駆動制御される。すなわち画像行が光学情報に対して反応するように駆動制御される。光学情報はサンプルアンドホールド回路を介して画像信号に変換される。サンプリングプロセスが終了した後には、自動的に次の画像行に、または最後の画像行に達した場合にはマトリックスの最初の画像行に切り替え接続される。これに行信号が続くときには、上述のプロセスが繰り返され、この画像行に対するサンプリングプロセスが相応に実行される。画像は最終的に、全画像行の各ピクセルの画像信号から構成される。制御ユニット１４は、信号線路１８を介して伝送されるレーザ制御信号からレーザ制御電流を生成する。これはレーザダイオード駆動制御用の信号線路３８を介してレーザダイオード２８の直接的な駆動制御のために使用される。場合によっては、ＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域のパルス状照明と、時間的に同期すべき画像行の行毎の検出との間の位相ずれは、ＣＭＯＳカメラ１０および制御ユニット１４へのパルス、すなわち行信号およびレーザ制御信号を時間的にずらすことによって補償される。位相ずれの原因としては、光パルス生成における時間的な遅延および光パルスの伝播時間遅延が挙げられる。このようなずれは典型的に、使用されている個々のコンポーネントに依存して固定的に調整される。またはこのずれは画質レベルを介して求められる。画質レベルは、画像の輝度および／または画像縁部における輝度勾配を、すなわち第１の画像行から最後の画像行の方向への輝度勾配に関する、制御ユニット／処理ユニット１６内の画像評価を介して求められる。相応の閉ループ制御を介して時間的なずれが、制御ユニット／処理ユニット１６内で求められた画質レベルに依存して最適に設定される。
【００２０】
図３には、それぞれ、図２に示された信号線路３４，１８，３８上の信号４０，４２，４４の第１の実施例に対する時間ダイヤグラム並びに図１に示された赤外線２０のレーザパルス４６の時間経過特性が示されている。図３には信号４０，４２，４４およびレーザパルス４６の基本的な経過特性が示されている。図３ａ，３ｂ，３ｃおよび３ｄの横座標上には、それぞれ時間ｔが示されている。図３ａには、図２に示された信号線路３４上の行信号４０の電圧Ｕが示されている。１００μｓの周期を有し、約１２０ｎｓ持続するパルスが行信号４０として生成れる。行信号４０はサンプリングプロセスを実行するため、、かつ同時に次の画像行を選択するためにＣＭＯＳカメラで用いられる。図３ｂには、図２に示されている信号線路１８上のレーザ制御信号４２の電圧Ｕが示されている。１００μｓの周期を伴って、約８０ｎｓ持続するパルスがレーザ制御信号４２として生成される。レーザ制御信号４２は、図２に示されている制御ユニット１４に対する信号として用いられる。これはこのレーザ制御信号４２に依存してレーザ制御電流４４を生じさせる。これはその後、図２に示された、赤外線を放射する放射源１２によってレーザパルス４６に変換される。図３ｃには、図２に示された信号線路３８上のレーザ制御電流４４の電流Ｉの時間的な経過特性が示されている。最後に図３ｄには、レーザパルス４６の放射束Φの時間的経過特性が示されている。図３ａおよび図３ｂには行信号４０のパルスの開始と、レーザ制御信号４２のパルスの開始との間の時間的なずれΔｔが示されている。第１の実施例では、この時間的なずれΔｔは次のように調整される。すなわちレーザ制御信号４２のパルスが対称的に、行信号４０のパルスの中央に位置するように調整される。これに相応して時間的なずれΔｔは、第１の実施例では約２０ｎｓである。
【００２１】
上述した第１の実施例の変形形態では、図２に示された制御ユニット／処理ユニット１６から、信号線路１８および３４を介して画像同期パルスが出力される。画像同期パルスは第１の画像行において行毎の画像検出の開始を定める。固有のクロック発生器自体による画像同期パルスによってトリガされて赤外線ＣＭＯＳカメラ１０は行信号４０を生成する。これと相似して、制御ユニット１４は、固有のクロック発生器自体による画像同期パルスによってトリガされて、レーザ制御信号４２を同じように生成する。クロック発生器としてはこの変形形態ではクオーツが使用される。別の変形形態では時間的な同期が画像シーケンス毎に実行される。すなわち、画像シーケンス同期パルスが例えば１０個の画像後に形成され、ＣＭＯＳカメラ１０および制御ユニット４０は、行信号４０およびレーザ制御信号４２をその間に自身で、固有のクロック発生器によって生じさせる。上述した実施例の別の変形形態では、時間的同期が双方向で行われる。
【００２２】
図４には、第２の実施例の自動車における画像形成装置の概観図が示されている。これは制御ユニット／処理ユニット１６を有する赤外線カメラ１０と、制御ユニット１４を有する赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源１２から成る。以下では、図１に対する、図４の構成および機能の違いだけを記載する。図１に示された第１の実施例とは異なって、同期化線路は存在しない。画像行の行毎の検出とパルス状照明との間の時間的な同期は、上述した画質レベルを制御ユニット／処理ユニット１６によって求めることによって行われる。制御ユニット／処理ユニット１６は求められた画質レベルに依存して、高い画質レベルを得ることを目的にして、行信号の開始を生じさせる。ここで放射源１２のパルスパターンは、画質レベルによる行信号の開始の捜索をサポートする。パルスパターンとは、ここではレーザパルスの揺れ動く周波数変化のことである。択一的または付加的に、行信号および／または画像同期パルスおよび／または画像シーケンス同期パルスの体系的な周波数シフトによってこの捜索がサポートされる。
【００２３】
上述した実施例および変形形態の変形形態では、赤外線カメラとカメラの制御ユニット／処理ユニットが１つのユニットを構成する。択一的または付加的に、少なくとも赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源と放射源の制御ユニットが１つのユニットを構成する。
【００２４】
上述した装置および方法の変形形態では一般的に少なくとも１つの赤外線カメラが使用される。これは行毎に画像行を検出する手段を有している。赤外線カメラの他に、ある変形形態では少なくとも１つの別の赤外線カメラ、殊に少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラが使用されている。上述した実施例で使用されている６４０×４８０ピクセルのカメラのマトリックスサイズ（ＶＧＡフォーマット）の他に、別の変形形態では例えば３５２×２８８ピクセル（ＣＩＥフォーマット）および／または１０２４×７６８ピクセルおよび／または１２８０×１０２４ピクセルのマトリックスサイズを有する赤外線カメラが使用される。上述した装置および方法の別の変形形態では、画像行の代わりに画像列が検出される。上述した実施例で使用される少なくとも１つの赤外線カメラは、直線的な露光特性曲線および／または対数的な露光特性曲線を有している。
【００２５】
光パルスのパルス持続時間および／または周期は一般的に実施例に相応して、少なくとも１つのカメラのタイミングおよび／または少なくとも１つのカメラの少なくとも１つのピクセルの時間特性（Zeitverhalten）に合わせられる。カメラのタイミングは、画像繰り返し周波数（フレーム率）および／または行同期信号および／またはピクセルクロックによって定められる。例えば１秒あたり少なくとも２５画像の画像繰り返し周波数の場合には、赤外線カメラのマトリックスサイズに応じて、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのピクセルクロックが設定される。光パルスの周期は、赤外線カメラのマトリックスサイズに応じて、行同期信号に相応して５０μｓ〜１００μｓの間である。ピクセルの時間特性とは、短い、矩形の光パルス上のピクセルの出力信号のことである。パルス状に、赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源を、できるだけ高いピーク放射出力で駆動させるために、デューティファクタ（デューティサイクル）はできるだけ小さく、有利には０．１％より小さく選択される。ピクセルの立ち上がり特性によって制限され、光パルスのパルス持続時間は次のように選択される。すなわちパルス持続時間が少なくとも１ピクセル−クロックになるように選択される。赤外線カメラのマトリックスサイズに応じて光パルスのパルス持続時間は有利には５０ｎｓ〜２００ｎｓの間で選択される。
【００２６】
上述した装置および方法の変形形態において赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源の他に、少なくとも１つの別の、赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源が使用される。択一的または付加的に少なくとも１つの赤外スペクトル領域近傍で放射するレーザが使用される。一般的に、少なくとも赤外領域近傍での赤外線をパルス状に出力するのに適している、少なくとも１つの赤外スペクトル領域近傍で放射する放射源が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施例の概観図。
【図２】第１の実施例のブロックダイヤグラム。
【図３】第１の実施例の時間ダイヤグラム。
【図４】第２の実施例の概観図。
【図１】
2006515129.tif 000003
【図２】
2006515129.tif 000004
【図３】
2006515129.tif 000005
【図４】
2006515129.tif 000006
【誤訳訂正書】
【提出日】平成17年12月2日(2005.12.2)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における画像形成装置であって、
自動車周辺の少なくとも１つの画像を形成する少なくとも１つの赤外線カメラと、
当該少なくとも１つの赤外反応カメラの画像検出領域をパルス状に照明する少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源を有している形式のものにおいて、
少なくとも１つの画像を行毎に画像行で検出し、前記パルス状照明と画像行検出の時間的同期を実行するための手段が設けられている、
ことを特徴とする、自動車における画像形成装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの赤外線カメラは少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源は、少なくとも１つの赤外放出レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードである、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源は、カメラの少なくとも１つのピクセルの時間特性に合わせられたパルス持続時間を有する光パルスを出力する、殊に５０ｎｓ〜２００ｎｓの間のパルス持続時間を有する光パルスを出力する手段を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記時間的同期を画像行毎および／または画像毎および／または画像シーケンス毎に実施する手段が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの赤外線カメラは、前記パルス状照明との時間的同期を自律して行う手段を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
自動車における画像形成方法であって、
少なくとも１つの赤外線カメラ、殊に少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラが自動車の周辺の少なくとも１つの画像を形成し、
少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源、殊に少なくとも１つの赤外放射レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードが前記少なくとも１つの赤外線カメラの画像検出領域をパルス状に照明する形式の方法において、
前記少なくとも１つの画像を行毎に画像行で検出し、
当該画像行の検出を前記パルス状照明と時間的に同期させる、
ことを特徴とする、自動車における画像形成方法。
【請求項８】
少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源は、カメラの少なくとも１つのピクセルの時間特性に合わせられたパルス持続時間を有する光パルスを出力し、
殊に少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源は、５０ｎｓ〜２００ｎｓのパルス持続時間を有する光パルスを出力する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記時間的同期を、画像行毎および／または画像毎および／または画像シーケンス毎に行う、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの赤外線カメラは自律的に前記パルス状照明と時間的に同期する、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
自動車による夜間走行時には、ロービームの到達距離が制限されるので、運転者の視界が低減されてしまう。近年では、光放射がより強力な新たなガス放電ヘッドランプを導入することによって、従来のヘッドライトに対して走行路の照明が改善されている。しかし視野はこのような新たなヘッドライトによっても制限されてしまい、従って視界を改善するために、自動車に夜間暗視システムを使用することが試みられている。
【０００２】
夜間暗視システムは受動的な夜間暗視システムと能動的な夜間暗視システムに分けられる。受動的な夜間暗視システムは熱画像カメラから成る。受動的な夜間視界カメラの欠点は、熱画像カメラによっては、現実に忠実な画像を形成することが困難であるということである。これに対して、能動的な夜間暗視システムは、赤外線を放射する照明ユニット（例えばフィルタを有するハロゲンライト）と１つまたは複数の赤外線カメラから成る。この照明ユニットは、ハイビーム領域において車両前領域を照明し、カメラは反射されて戻ってきた赤外−ハイビームを記録し、この画像をモニターまたはヘッドアップディスプレイ上に再現する。ここで可視のロービームおよびハイビームに対するヘッドライトが赤外光を放出するために使用される。しかし自動車産業では割合的にますます、赤外放射式ハロゲンヘッドライトが赤外線不使用のキセノンヘッドライトによって置き換えられている。これによって、付加的な赤外線を放射する放射源が必要となる。付加的な赤外放射源としては例えば、赤外放射レーザが使用される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許ＤＥ４２４３２００Ｃ２号には、軍事用の農業車両の味方−敵−識別装置が記載されている。味方−敵−識別用の隠されているサインを可視化するために、ＣＯ２レーザを有する熱画像カメラが結合されている。観測者は個々の光パルスを送出し、赤外カメラは同期して反射された信号を受信する。この装置の欠点は、熱画像カメラが実際に忠実な画像を供給しないことである。自動車内での使用に適した現実に忠実な画像を形成する装置および方法に関する示唆は、ＤＥ４２４３２００Ｃ２号には記載されていない。
【０００４】
発明の利点
少なくとも１つの赤外線カメラによって、画像行毎に画像を、自動車周辺のパルス状照明と同期して形成する形式の、以下に記載する、自動車内の画像形成装置および方法は次のような利点を有している。すなわち視界状況および／または天候が良くても悪くても、画像の質が高い、現実に忠実な画像を形成するという利点である。この画像形成装置および方法は殊に有利には、形成画像の高い画質によって、視界状況が悪いとき（殊に夜間）の事故件数を減少させるのに寄与する。高い画質を有する現実に忠実な画像は、視界状況および／または天候状況が悪いときでも次のことによって形成される。すなわち、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源による画像検出領域の照明が雨や雪によって著しくは妨害されないということによって形成される。
【０００５】
有利には、少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源の寿命は、パルス状の光放射によって長くなる。パルス駆動時には、出力が同じ場合には放射源の熱負荷は、連続作動時に比べると少ない。これによって直接的に寿命が延びる。放射源のより長い寿命、ひいてはより長い交換間隔によって、自動車の場合には有利には作動コストが低減する。
【０００６】
同時に、少なくとも１つの赤外線放射源のパルス駆動は、放射源の放射強度が平均的に同じ場合には、格段に高い、光パルス中の放射強度を可能にする。ここで放射強度は立体角あたりの出力として定められている。従って照射面積の放射照度、すなわち面積あたりの出力が、光パルス中に、連続的な非パルス状光放出と比べて高められる。殊に有利には、これによって、少なくとも１つの赤外線カメラの画像検出領域が集中的に照明される。
【０００７】
特に有利には、少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラは自動車周辺の少なくとも１つの画像を形成する。他のタイプのカメラとは異なって、ＣＭＯＳカメラではブルーミング作用が低減される。ここでブルーミングとは強い光源による眩惑が原因で形成画像が曇らされる（Ueberstrahlung）ことである。
【０００８】
少なくとも１つの赤外放射レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードによって殊に有利には、容易に、少なくとも１つの赤外線カメラの画像検出領域をパルス状に照明することができる。例えばレーザダイオードは、短い応答特性によって、光パルス持続時間の間の同時の高い放射強度のもとで短い光パルスの生成を可能にする。さらに赤外放射レーザおよび／または赤外放射レーザダイオードは次のような利点を有している。すなわちレーザ光が狭いスペクトル帯域幅を有しているという利点である。少なくとも１つの赤外線カメラの前の相応のバンドフィルタによって、他のスペクトル領域をフィルタリング除去することが可能である。例えば、夜間にロービームで走行している対向車両の場合には、これによって、画像形成の障害となるこのような可視光をフィルタリング除去することが可能になる。有利には少なくとも１つの赤外放射レーザおよび／または少なくとも１つの赤外放射レーザダイオードを使用することによって、高い画質を有する画像が形成される。この他に、赤外放射レーザおよび／または赤外放射レーザダイオードは高い効率を有しているという利点を有している。
【０００９】
少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源は光パルスを形成する。有利には、光パルスのパルス持続時間は１００ｎｓよりも短く、殊に１０〜８０ｎｓの間である。このような短いパルス持続時間によって、形成画像の画質が高められる。択一的または付加的に有利には０．１％よりも小さいデューティファクタを有する光パルスが形成される。このような手法によって、光パルス中に高い放射照度が生成され、これによって画像の良好な画質が得られる。
【００１０】
画像行毎の同期の場合には、少なくとも１つの赤外線カメラの画像行の検出は、パルス状照明と時間的に同期する。ここで時間的同期は各画像行または少なくとも２つの画像行のシーケンスに対して実行される。パルス状照明との、このような画像行検出の画像行毎の時間的な同期によって、有利には確実かつ時間的に安定した同期が得られる。これに対して画像毎または画像シーケンス毎（bildfolgenweise）の時間的な同期は次の利点を有している。すなわち、同期に対する技術的なコストが低減されるという利点を有している。時間的同期化は、画像毎または画像シーケンス毎の時間的な同期のもとで少なくとも１つの画像に対して行われる。このような画像行毎または画像毎または画像シーケンス毎の同期は、少なくとも１つの赤外線カメラと少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源との間の、少なくとも１つの同期化線路上の、一方向または双方向の同期化信号によって得られる。特に有利には時間的な同期化は、自動車内の少なくとも１つの通信データバス、例えばＣＡＮバスを介して行われる。これによって有利には付加的な同期化線路が省略され、自動車内の既存のインフラストラクチャーがデータ交換に使用される。
【００１１】
パルス状照明との、少なくとも１つの赤外線カメラの自律した時間的な同期は特に有利である。なぜなら少なくとも１つの赤外線カメラと、少なくとも１つの、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源との間の別個の同期化線路が必要ないからである。これは次のような利点を有する。すなわち、以下に記載する装置および方法がこれによって耐ノイズに性を有するという利点である。なぜなら個々のコンポーネントは相互に依存しないで作動するからである。
【００１２】
以下に説明する装置および方法の変形形態は、画像行の検出をパルス状照明に対して時間的にずらすことができるという特別な利点を有している。これによって例えば、光パルス放出からカメラによる検出までのビームの伝播時間作用が補償される。これによって高い画質を有する画像が得られる。
【００１３】
時間的な同期が少なくとも１つの画質レベル（Bildqualitaetsmasses）に依存して実行される形式の、以下に記載する装置および方法の別の変形形態は有利である。少なくとも１つの画質レベルを計算することによって、一方では、画像行の検出とパルス状照明の間の時間的なずれが自動的に調整される。同じようにこれによって、高い画質を有する画像が形成される。なぜなら、全体的な画像領域および画像シーケンスにおける画像露光が一定だからである。この他に、少なくとも１つの画質レベルを突き止めることによって、少なくとも１つの赤外線カメラと、パルス状照明との自律的な時間的同期化が可能になる。これは画質レベルが悪化した際に画像行の検出をパルス状照明に対してずらして、高い画質を得ることによって行われる。
【００１４】
さらなる利点は、図面を参照した以下の実施例の説明および従属請求項に記載されている。
【００１５】
図面
本発明を以下で図示された実施例に基づいてより詳細に説明する。
【００１６】
図１は第１の実施例の概観図であり、
図２は第１の実施例のブロックダイヤグラムであり、
図３は第１の実施例の時間ダイヤグラムであり、
図４は第２の実施例の概観図である。
【００１７】
実施例の説明
以下で、自動車における画像形成装置および画像形成方法を説明する。赤外線カメラは、行毎に画像行で自動車周辺の画像を形成する。赤外線カメラの画像検出領域は、少なくとも１つの近赤外スペクトル領域で放射する放射源によってパルス状に照明される。画像行の検出は、パルス状照明と時間的に同期して行われる。第１の実施例では、赤外線ＣＭＯＳカメラの画像行の検出は、近赤外スペクトル領域で放射するレーザダイオードと、同期化線路を介して時間的に同期する。第２の実施例では赤外線ＣＭＯＳカメラの画像行の検出と、パルス状照明との時間的な同期は、自律して、ＣＭＯＳカメラによって、少なくとも１つの検出された画像行を評価することによって行われる。
【００１８】
図１には、第１の実施例の自動車における画像形成装置の概観図が示されている。これは、制御ユニット／処理ユニット１６を有する赤外線カメラ１０と、制御ユニット１４を有する近赤外スペクトル領域で放射する放射源１２から成る。赤外線カメラ１０の制御ユニット／処理ユニット１６と放射源１２の制御ユニット１４は信号線路１８を介して相互に接続されている。放射源１２は近赤外スペクトル領域で赤外線２０を生成し、これによって自動車の周辺２４がパルス状に照明される。ここで放射源１２は、ロービーム／ハイビーム用のヘッドライトの間の、自動車の正面領域に組み込まれる。近赤外スペクトル領域で放射する放射源１２として、第１の実施例では、近赤外スペクトル領域で放射するレーザダイオードが使用されている。放射源１２は制御ユニット１４によって制御および監視される。散乱されて戻ってきた赤外線２２から、赤外線カメラ１０は自動車の周辺２４の画像を形成する。赤外線カメラ１０は、自動車のフロントガラスの後方に室内バックミラーの領域に取り付けられている。第１の実施例では、赤外線カメラ１０は赤外線ＣＭＯＳカメラ１０である。ＣＭＯＳカメラ１０は、制御ユニット／処理ユニット１６を介して駆動制御される。同時にＣＭＯＳカメラ１０は、自動車周辺２４の形成された画像を、さらなる処理のために制御ユニット／処理ユニット１６へ伝送する。
【００１９】
図２には、第１の実施例の自動車における画像形成装置のブロックダイヤグラムが示されている。以下では、図１に対して付加的なコンポーネントおよび装置の作用を説明する。近赤外スペクトル領域で放射する放射源１２は、近赤外スペクトル領域で放射するレーザダイオード２８，光検出器３０および温度非依存性抵抗３２を有する。レーザダイオード２８は、レーザダイオード駆動制御のための信号線路３８を介して、光検出器３０および温度非依存性抵抗３２によって求められた測定値に依存して駆動制御される。光検出器３０および温度非依存性抵抗３２は測定手段としてフィードバック結合分岐部において用いられる。これはレーザダイオード２８によって出力される、放射強度および／または光パルスの時間的な特性を閉ループ制御で調整する。放射源１２は、赤外線を、少なくとも近赤外スペクトル領域で、有利には８５０ｎｍ〜９００ｎｍの間の波長領域で生成する。引き続き、生成された赤外線はレンズ２６を介して、ＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域をパルス状に照明するために使用される。レンズ２６は、生成された赤外線を垂直方向および水平方向に拡張させるのに用いられ、ＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域はできるだけ完全に照明される。反射されて戻ってきた赤外線は、フィルタ２７によるフィルタリング後に、赤外線ＣＭＯＳカメラ１０によって検出される。フィルタ２７は、送出された赤外線の波長を透過させ、通過帯域外の波長を減衰させるバンドフィルタである。赤外線ＣＭＯＳカメラ１０は、反射されて戻ってきた赤外線から自動車周辺の画像を形成し、この形成された画像を信号線路３６を介して制御ユニット／処理ユニット１６へ伝送する。赤外線ＣＭＯＳカメラ１０は個々のピクセルから成る。このピクセルは第１の実施例において６４０×４８０個のピクセルを含むマトリックス状に配置されている。画像を形成するために行毎に画像行が検出される。ここでＣＭＯＳカメラ１０は、画像信号を行毎に緩衝記憶する。これによって行毎に、放射源１２から送出された閃光が次第に、画像全体を照射する。しかも露光に反応じないフェーズにおいてはレーザエネルギーは放出されない。ＣＭＯＳカメラ１０の行毎の光感応性は「行シャッター（Zeilenshutter）」とも称される。信号線路１８および信号線路３４を介して、制御ユニット／処理ユニット１６は画像行の行毎の検出とＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域のパルス状照明との間の時間的な同期を制御する。第１の実施例では一方向性の時間的同期が実行される。制御ユニット／処理ユニット１６は信号線路３４を介して行信号をＣＭＯＳカメラに出力する。これに同期されて、制御ユニット／処理ユニット１６からレーザ制御信号が信号線路１８を介して、放射源１２の制御ユニット１４に伝送される。信号３４を介してＣＭＯＳカメラに各行信号が達すると、それぞれ画像行が次のように駆動制御される。すなわち画像行が光学情報に対して反応するように駆動制御される。光学情報はサンプルアンドホールド回路を介して画像信号に変換される。サンプリングプロセスが終了した後には、自動的に次の画像行に、または最後の画像行に達した場合にはマトリックスの最初の画像行に切り替え接続される。これに行信号が続くときには、上述のプロセスが繰り返され、この画像行に対するサンプリングプロセスが相応に実行される。画像は最終的に、全画像行の各ピクセルの画像信号から構成される。制御ユニット１４は、信号線路１８を介して伝送されるレーザ制御信号からレーザ制御電流を生成する。これはレーザダイオード駆動制御用の信号線路３８を介してレーザダイオード２８の直接的な駆動制御のために使用される。場合によっては、ＣＭＯＳカメラ１０の画像検出領域のパルス状照明と、時間的に同期すべき画像行の行毎の検出との間の位相ずれは、ＣＭＯＳカメラ１０および制御ユニット１４へのパルス、すなわち行信号およびレーザ制御信号を時間的にずらすことによって補償される。位相ずれの原因としては、光パルス生成における時間的な遅延および光パルスの伝播時間遅延が挙げられる。このようなずれは典型的に、使用されている個々のコンポーネントに依存して固定的に調整される。またはこのずれは画質レベルを介して求められる。画質レベルは、画像の輝度および／または画像縁部における輝度勾配を、すなわち第１の画像行から最後の画像行の方向への輝度勾配に関する、制御ユニット／処理ユニット１６内の画像評価を介して求められる。相応の閉ループ制御を介して時間的なずれが、制御ユニット／処理ユニット１６内で求められた画質レベルに依存して最適に設定される。
【００２０】
図３には、それぞれ、図２に示された信号線路３４，１８，３８上の信号４０，４２，４４の第１の実施例に対する時間ダイヤグラム並びに図１に示された赤外線２０のレーザパルス４６の時間経過特性が示されている。図３には信号４０，４２，４４およびレーザパルス４６の基本的な経過特性が示されている。図３ａ，３ｂ，３ｃおよび３ｄの横座標上には、それぞれ時間ｔが示されている。図３ａには、図２に示された信号線路３４上の行信号４０の電圧Ｕが示されている。１００μｓの周期を有し、約１２０ｎｓ持続するパルスが行信号４０として生成れる。行信号４０はサンプリングプロセスを実行するため、、かつ同時に次の画像行を選択するためにＣＭＯＳカメラで用いられる。図３ｂには、図２に示されている信号線路１８上のレーザ制御信号４２の電圧Ｕが示されている。１００μｓの周期を伴って、約８０ｎｓ持続するパルスがレーザ制御信号４２として生成される。レーザ制御信号４２は、図２に示されている制御ユニット１４に対する信号として用いられる。これはこのレーザ制御信号４２に依存してレーザ制御電流４４を生じさせる。これはその後、図２に示された、赤外線を放射する放射源１２によってレーザパルス４６に変換される。図３ｃには、図２に示された信号線路３８上のレーザ制御電流４４の電流Ｉの時間的な経過特性が示されている。最後に図３ｄには、レーザパルス４６の放射束Φの時間的経過特性が示されている。図３ａおよび図３ｂには行信号４０のパルスの開始と、レーザ制御信号４２のパルスの開始との間の時間的なずれΔｔが示されている。第１の実施例では、この時間的なずれΔｔは次のように調整される。すなわちレーザ制御信号４２のパルスが対称的に、行信号４０のパルスの中央に位置するように調整される。これに相応して時間的なずれΔｔは、第１の実施例では約２０ｎｓである。
【００２１】
上述した第１の実施例の変形形態では、図２に示された制御ユニット／処理ユニット１６から、信号線路１８および３４を介して画像同期パルスが出力される。画像同期パルスは第１の画像行において行毎の画像検出の開始を定める。固有のクロック発生器自体による画像同期パルスによってトリガされて赤外線ＣＭＯＳカメラ１０は行信号４０を生成する。これと相似して、制御ユニット１４は、固有のクロック発生器自体による画像同期パルスによってトリガされて、レーザ制御信号４２を同じように生成する。クロック発生器としてはこの変形形態ではクオーツが使用される。別の変形形態では時間的な同期が画像シーケンス毎に実行される。すなわち、画像シーケンス同期パルスが例えば１０個の画像後に形成され、ＣＭＯＳカメラ１０および制御ユニット４０は、行信号４０およびレーザ制御信号４２をその間に自身で、固有のクロック発生器によって生じさせる。上述した実施例の別の変形形態では、時間的同期が双方向で行われる。
【００２２】
図４には、第２の実施例の自動車における画像形成装置の概観図が示されている。これは制御ユニット／処理ユニット１６を有する赤外線カメラ１０と、制御ユニット１４を有する近赤外スペクトル領域で放射する放射源１２から成る。以下では、図１に対する、図４の構成および機能の違いだけを記載する。図１に示された第１の実施例とは異なって、同期化線路は存在しない。画像行の行毎の検出とパルス状照明との間の時間的な同期は、上述した画質レベルを制御ユニット／処理ユニット１６によって求めることによって行われる。制御ユニット／処理ユニット１６は求められた画質レベルに依存して、高い画質レベルを得ることを目的にして、行信号の開始を生じさせる。ここで放射源１２のパルスパターンは、画質レベルによる行信号の開始の捜索をサポートする。パルスパターンとは、ここではレーザパルスの揺れ動く周波数変化のことである。択一的または付加的に、行信号および／または画像同期パルスおよび／または画像シーケンス同期パルスの体系的な周波数シフトによってこの捜索がサポートされる。
【００２３】
上述した実施例および変形形態の変形形態では、赤外線カメラとカメラの制御ユニット／処理ユニットが１つのユニットを構成する。択一的または付加的に、少なくとも近赤外スペクトル領域で放射する放射源と放射源の制御ユニットが１つのユニットを構成する。
【００２４】
上述した装置および方法の変形形態では一般的に少なくとも１つの赤外線カメラが使用される。これは行毎に画像行を検出する手段を有している。赤外線カメラの他に、ある変形形態では少なくとも１つの別の赤外線カメラ、殊に少なくとも１つの赤外線ＣＭＯＳカメラが使用されている。上述した実施例で使用されている６４０×４８０ピクセルのカメラのマトリックスサイズ（ＶＧＡフォーマット）の他に、別の変形形態では例えば３５２×２８８ピクセル（ＣＩＥフォーマット）および／または１０２４×７６８ピクセルおよび／または１２８０×１０２４ピクセルのマトリックスサイズを有する赤外線カメラが使用される。上述した装置および方法の別の変形形態では、画像行の代わりに画像列が検出される。上述した実施例で使用される少なくとも１つの赤外線カメラは、直線的な露光特性曲線および／または対数的な露光特性曲線を有している。
【００２５】
光パルスのパルス持続時間および／または周期は一般的に実施例に相応して、少なくとも１つのカメラのタイミングおよび／または少なくとも１つのカメラの少なくとも１つのピクセルの時間特性（Zeitverhalten）に合わせられる。カメラのタイミングは、画像繰り返し周波数（フレーム率）および／または行同期信号および／またはピクセルクロックによって定められる。例えば１秒あたり少なくとも２５画像の画像繰り返し周波数の場合には、赤外線カメラのマトリックスサイズに応じて、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのピクセルクロックが設定される。光パルスの周期は、赤外線カメラのマトリックスサイズに応じて、行同期信号に相応して５０μｓ〜１００μｓの間である。ピクセルの時間特性とは、短い、矩形の光パルス上のピクセルの出力信号のことである。パルス状に、近赤外スペクトル領域で放射する放射源を、できるだけ高いピーク放射出力で駆動させるために、デューティファクタ（デューティサイクル）はできるだけ小さく、有利には０．１％より小さく選択される。ピクセルの立ち上がり特性によって制限され、光パルスのパルス持続時間は次のように選択される。すなわちパルス持続時間が少なくとも１ピクセル−クロックになるように選択される。赤外線カメラのマトリックスサイズに応じて光パルスのパルス持続時間は有利には５０ｎｓ〜２００ｎｓの間で選択される。
【００２６】
上述した装置および方法の変形形態において近赤外スペクトル領域で放射する放射源の他に、少なくとも１つの別の、近赤外スペクトル領域で放射する放射源が使用される。択一的または付加的に少なくとも１つの近赤外スペクトル領域で放射するレーザが使用される。一般的に、少なくとも近赤外領域での赤外線をパルス状に出力するのに適している、少なくとも１つの近赤外スペクトル領域で放射する放射源が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施例の概観図。
【図２】第１の実施例のブロックダイヤグラム。
【図３】第１の実施例の時間ダイヤグラム。
【図４】第２の実施例の概観図。
【国際調査報告】
2006515129.tif 000007
2006515129.tif 000008
2006515129.tif 000009
2006515129.tif 000010
2006515129.tif 000011
2006515129.tif 000012