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JPH06214027A - レーザー範囲検知装置 - Google Patents

レーザー範囲検知装置

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Publication number
JPH06214027A
JPH06214027A JP5308273A JP30827393A JPH06214027A JP H06214027 A JPH06214027 A JP H06214027A JP 5308273 A JP5308273 A JP 5308273A JP 30827393 A JP30827393 A JP 30827393A JP H06214027 A JPH06214027 A JP H06214027A
Authority
JP
Japan
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light
pulse
photodetector
signal
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5308273A
Other languages
English (en)
Inventor
Hainer Wetteborn
ヴェトボーン ハイネ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Original Assignee
Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6474704&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH06214027(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Erwin Sick GmbH Optik Elektronik filed Critical Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Publication of JPH06214027A publication Critical patent/JPH06214027A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無運転者輸送システム等の分野の安全に関し
て空間領域における対象の位置の決定のためにパルス移
動時間方法を利用するレーザー範囲検知装置を提供す
る。 【構成】 レーザ範囲検知装置は、光パルス（１２）を
制御しつつ測定領域（１３）へ送るパルスレーザ（１
１）と、測定領域（１３）内に配された対象物（１４）
から反射して戻る光パルス（１２’）を受ける光検出部
（２２）と、光束を考慮しつつ、光パルス（１２、１
２’）の伝送及び受光間の時間から、パルスレーザ（１
１）から対象物（１４）までの距離に対する距離信号特
性を決定する評価回路とを有する。測定領域（１３）及
びパルスレーザ（１１）間においては、光反射装置（１
５）が配置され、これは増加変化を伴う角度を有する連
続光パルスを、測定領域（１３）へ反射させかつ、同時
に評価回路へその時点の角度位置を表わす角度位置信号
を伝送する。評価回路はが距離信号及び角度位置信号か
ら測定領域（１３）内の対象物（１４）の位置を誘導す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス移動時間方法を
用いたレーザー範囲検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】距離測定のためのパルス移動時間方法は
知られている（独国特許第３４２９０６２号及び同第４
００２３５６号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、例え
ば無運転者輸送システム等の分野の安全に関して空間領
域における対象の位置の決定のためにパルス移動時間方
法を利用するレーザー範囲検知装置を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザー範囲検
知装置は、光パルスを制御しつつ測定領域へ送るパルス
レーザーと、測定領域内に配された対象物から反射して
戻る光パルスを誘導する光検出部と、光パルスの伝送及
び受光間の時間から、パルスレーザーから対象物までの
距離に対する距離信号特性を光束を考慮しつつ誘導する
評価回路とを有するパルス移動時間法によるレーザー範
囲検知装置であって、測定領域及びパルスレーザー間に
配置されかつ増加変化を伴う角度を有する連続光パルス
を測定領域へ反射させかつ同時に評価回路へその時点の
角度位置を表わす角度位置信号を伝送する光反射装置を
有し、評価回路が距離信号及び角度位置信号から測定領
域内の対象物の位置を誘導し、走査範囲は好ましくは９
０度より大きく２７０度より小さい角度で特に略１８０
度であり、パルス光ビームは走査平面を画定することを
特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明は、上記目的を達成し、いわゆるレーザ
ーレーダー装置を提供し、これによって装置からのパル
ス光が当たった対象の空間が決定されるだけでなく、空
間の基本方向に関して対象が位置する対象の角度をも決
定できる。レーザーレーダー装置の好ましい大きさは請
求項２〜５に規定されている。
【０００６】請求項４による装置は、約１度の角度範囲
が５０〜１５０マイクロ秒好ましくは１００マイクロ秒
で光反射装置によって掃引されることを達成する。一
方、もし短い持続時間で光パルスが請求項５に従って５
０マイクロ秒毎に伝送されるとき、これは、光パルスが
約半分程度毎に、即ち全角度範囲にわたって３６０パル
スで伝送されることを意味する。これは安全領域内の所
望の角度解像度に十分である。
【０００７】約５０マイクロ秒の伝送パルス光の２つの
パルスの間の時間はそれに続くテストに利用される。所
望の空間領域の走査が構造的にコンパクトでかつ光学的
に有効な様態で通常は１８０度であるが３６０度までの
走査範囲で確保できるので、特に好ましい効果を示すも
のは請求項６〜２２によるものである。
【０００８】この点で特に好ましい効果は、請求項１１
及び光パルス１２によれば伝送パルスビーム及び受光パ
ルスビームが同軸に配置されていることによって得られ
る。このように、幾何学的ビーム分割は特に近い範囲の
感度と同様な感度が達成できる。使用するパルス繰り返
し周波数に関して適当な角度及び一時的解像度が得られ
るので、請求項２１に従う回転速度は、特に有効であ
る。
【０００９】請求項２３による小コンピュータ使用によ
れば、自己監視誘導機能が特に達成される。請求項２４
及び受光レンズ２５による本発明の実施例は、５cm/bit
sの距離解像度を確実にし、これは周波数の１期間又は
半分によって規定される１ビットで予定の監視目的を十
分満足させる。
【００１０】周波数により与えられた解像度は請求項２
６及び２７の実施例によって半分にすることができる。
請求項２８〜３０による誤り監視が並列に接続された２
つの独立のカウンタによって実行されることは、有益で
ある。請求項３０の実施例で考慮されるエラーテストは
請求項３１に規定される。
【００１１】さらに、有効なことは、請求項３２〜３５
によれば有益なパルス信号に重なったノイズレベルが考
慮されることであり、なぜならば、監視される残りの明
るさと監視された物体の反射度合いとの両者が大きく変
動するからである。請求項３７の実施例も有効である。
５cm/bitsのまでの測定精度は本発明によって達成する
ことができる。
【００１２】請求項３８の実施例を通して装置の伝送及
び受光システムにおけるエラーが発見される。請求項３
９の実施例は用いた受光アバランシェフォトダイオード
の機能を支障無くチェックすることができる効果があ
る。本発明の装置は便宜上、走査に応じて湾曲したフロ
ントディスクによる伝送パルス光ビーム及び受光パルス
光ビームの出口の領域によって塞がれたハウジング内に
配置されている。
【００１３】請求項４１〜４３によって構成された装置
は、過剰な汚れがある場合に汚れエラー信号を伝送し、
装置の機能を阻害するフロントディスクの汚れを自動的
に認識できる効果を有する。フロントディスクの主部分
の傾斜は同時にディスク表面反射を遠くへ反射させる役
目をなす。請求項４４および４５の実施例の結果とし
て、光の通過を阻害するフロントディスクの流体膜特に
油膜形態の汚れが汚れエラー信号を発生せしめる状態に
なすことができ、その背景に粗い面を利用できるときに
かかる流体面を平滑な面として利用できる特徴がある。
技術安全要件の結果として少なくとも２つの油測定チャ
ンネルがトランスミッタ又はレシーバの一方が欠陥であ
ることを電気的評価回路において検出するために設けら
れている。
【００１４】すべてのナビゲーション及びエラー信号は
適当な方法で変換され、請求項４６によって設けられた
インターフェイスを介して捕捉することができる。請求
項４７において本発明の装置の有益な使用がわかる。本
発明のレーザーレーダー装置の効果は、いかなる形態の
システムエラーに対しても有効であることであり、これ
は光学領域におけるエラー及び電気的評価回路にも応用
できる。
【００１５】
【実施例】図１に示すように、光反射装置１５において
モータ３１は水平な回転板２８を駆動し、垂直な回転軸
１７の周りにて連続回転させる。回転板２８の周縁には
角度変換器２９が配置され、これはフォーク状の光バリ
アとして形成されておりかつ、ライン３２を介して（図
３参照）協働する評価回路内の制御ステージ４０へ接続
されている。
【００１６】回転板２８の上において、直角柱体２７は
回転ミラー１６として形成されたその上端面が回転軸１
７に対し４５度の角度をなすように配置されている。回
転ミラー１６はミラー板上において図示しない方法で形
成され、これはミラー支持部を介して回転板２８へ固定
されている。回転ミラー１６の上において、平坦ミラー
の如き実質的に狭い幅の反射ミラー１９が配置されてお
り、そのミラー表面は回転軸１７に対して４５度の角度
を有し直角柱体として存在できるようになっている。
【００１７】図４における反射ミラー１９も平坦ミラー
板として形成されている。回転ミラー１６の中央領域２
４はパルスレーザー１１の光を伝送レンズ３３及び反射
ミラー１９を介して受ける。当初水平光ビームは、装置
のフロントディスク４１に向かう水平方向において回転
ミラー１６によって反射されるように、反射ミラー１９
にて下方へ反射される。そこから伝送された光ビーム２
１は測定領域１３へ進入し、例えば、ここで光を反射す
る対象物１４が存在する場合、ここから散乱した光が自
動コリメーションビーム経路の意味において受光した光
ビーム２０としてフロントディスク４１を通って回転ミ
ラー１６へ戻る。受光した光ビーム２０は中央領域２４
の側に入射して、伝送した光ビーム２１及び特に中央入
射光線１８が反射ミラー１９を過ぎて干渉フィルタ２６
へ反射されるように回転ミラー１６の環状領域４７上に
入射し、干渉フィルタ２６の裏には受光レンズ２５が配
置されており、受光レンズ２５は装置の非常に近くに配
置された対象物が問題なく認識されるように異なる焦点
距離の領域の周縁領域２５’及び中央領域２５”を有し
ている。
【００１８】受光レンズ２５は受けた光を光検出器２３
上へ集光せしめ光検出器２３と共に光検出部２２を形成
する。回転ミラー１６，回転板２８及びモータ３１は連
結して光反射装置１５を構成し、これは伝送パルスの光
ビーム２１及び受光パルスの光ビーム２０を回転軸１７
の周りに回転させる。このように、３６０度までの角度
走査範囲が達成される。図２及び図５によると、フロン
トディスク４１は約１８０度の角度に亘ってだけ伸長
し、これは例えば車両の正面に配置されたときの前方領
域の完全な監視には十分である。図２において、２つの
回転ミラー１６及び伝送パルスの光ビーム２１の更なる
角度位置は図１の平面図と同様に示されている。伝送パ
ルスの光ビーム２１は角度走査を実行し走査平面５３を
画定する。最大角度の走査範囲５４は図２によると１８
０度に亘って拡がっている。
【００１９】図３に示すように制御ステージ４０は、ラ
イン４２，４２を介してパルスレーザー１１に３〜４ナ
ノ秒の持続時間の光パルスを伝送させ、同様に光反射装
置１５を回転速度1500r.p.m.で回転せしめる。光反射装
置１５の角度位置は角度変換器２９からのライン３２を
通した各時間ごとに制御ステージ４０に伝えられる。光
パルス１２は伝送レンズ３３，反射ミラー１９及び回転
ミラー１６を介して測定領域１３へ伝送される（図１及
び４）。移動時間ｔの後それらは受光した光パルス１
２’として光検出部２２によって受光される（図３）。
光検出器２３特にアバランシェダイオードはこれから対
応電気信号を形成し、該信号は比較器３４を介してカウ
ンタ３０へ印加され、カウンタ３０は周波数発生器５２
（発振器）からクロックを受けている。ノイズレベル測
定装置３６の出力は比較器３４の基準入力３５へ通ら
れ、その入力は光検出部２２の出力へ接続されている。
ノイズレベル測定装置３６はまたそれぞれに流布してい
るノイズレベルをライン４４を介してコンピュータ３８
へ示す。
【００２０】光検出器２３の出力はさらにピーク値検出
器３７の入力へ印加され、ピーク値検出器３７の出力は
同様にコンピュータ３８へ印加される。制御ライン４５
は、１つの光パルスが伝送される各時間を開始せしめる
ためにパルスレーザー１１からカウンタ３０へ引かれて
いる。光パルス１２’が光検出部２２に受けられると同
時に、カウンタ３０は、比較器３４を介して光検出部２
２に接続されていので、停止する。そこでカウント値の
結果は制御ライン４６を介してコンピュータ３８へ伝え
られる。コンピュータ装置はこれから移動時間ｔを誘導
し、下記式（１）に従って対象物１４の空間ｄを計算す
る。
【００２１】
【数１】 ｄ＝ｃ・ｔ／２ ……（１） （式中、ｃは光速を示す。） コンピュータ３８はライン３２及び制御ステージ４０を
介して光反射装置１５の同時角度位置を認知しているの
で、対象物１４の極座標に関する情報はインターフェイ
ス３９へ送られ、ここでこの信号が更なる使用、例えば
ナビゲーション信号又はエラー信号として使用できるよ
うになる。
【００２２】上記装置の動作を以下に説明する。回転ミ
ラー１６がモータ３１によって駆動され連続回転が生じ
たとき、制御ステージ４０はパルスレーザー１１に３．
５ナノ秒持続時間の光パルス１２を伝送すなわち発射せ
しめる。その光パルス１２は光反射装置１５を介して測
定領域１３へ伝送され、図１に示すように対象物１４
（図３にて破線で示されている）から反射され、最後に
受けた光パルス１２’が光検出部２２へ進入する。ここ
で光は光移動時間２・ｄ／ｃ（ここで、ｄは装置から対
象物１４の空間距離を、ｃは光速を示す）の後に光検出
部２２へ到達する。
【００２３】光パルスの伝送及び受光間の時間ｔは時間
間隔カウンタ３０の補助で測定される。光パルス１２の
伝送時に、カウンタ３０は制御ライン４５を介して動作
開始状態にされ、光パルス１２’の受光時に比較器３４
を介して光検出器２３によって再び停止され、これは測
定領域１３に亘って前後に動く。カウンタ３０の３３０
ピコ秒の時間解像度で５cmの距離測定精度が得られる。
【００２４】ノイズレベル測定装置３６の作用は受けた
ノイズレベルに依存する検出閾値を制御することであ
る。この制御は発光状況及び対象物の反射係数を変化さ
せることによって一定の誤り警告レートを確保する。ノ
イズレベル測定装置３６は比較器３４の基準入力３５に
てトリガ閾値を有効になし、これによって、例えばそれ
らの受けた光パルス１２’だけが比較器３４において、
光パルス１２’の出現するすぐ前のノイズレベルの７倍
の大きさのカウント信号を開始せしめることを確保す
る。ノイズレベル測定装置３６は、個々の光パルスの長
さよりも非常に大きい時間に亘って受けた信号の平均値
を連続的に形成する。しかし平均形成時間は２つの連続
する伝送された光パルス１２間の例えば５０マイクロ秒
の時間空間よりも実質的に短い。
【００２５】このように、伝送測定の光パルス１２はな
んら平均値に影響を及ぼさず、比較器３４の入力におけ
る受けた光パルス１２’の出現時に、ノイズレベル測定
装置３６は、基準入力３５でトリガ閾値を形成する。ト
リガ閾値は受けた光パルス１２’の到着の直前に現われ
た統計上の最大ノズルレベルに対して典型的な値の例え
ば７で剰算された値である。
【００２６】ピーク値検出器３７は自己保持型の急速Ｅ
ＣＬコンパレータ（rapid ECL comparator）の一連から
構成されるが、その動作は信号力学の連続として生じる
時間測定エラーの補償のための補正値を発生することで
あって、図６と共に以下に説明する。図６において、受
けた３つの異なる光パルス１２’が示されており、これ
らは図３の光検出部２２へ到着していることを示し、そ
れぞれ最大信号電圧８０，８１及び８２に達している。
対応する低いノイズレベルの結果、受けたすべての光パ
ルス１２’は明らかに、比較器３４の基準入力３５でノ
イズレベル測定装置３６によって設定されたトリガ閾値
７９を越えるが、しかし受けた異なる３つの光パルスの
立上り側部がトリガ閾値７９を越えた点における時間ｔ
は異っている。図示した例において時間差は総計として
ｃａ．２０cmの測定エラーに対応する１．２ナノ秒にま
でに等しくなる。
【００２７】本発明によると、最大流入値８２と推量さ
れる基本時間８３に関する時間測定エラー（例えば最大
信号電圧８０，８１の時間測定エラー８４，８５）はコ
ンピュータ３８に保持されそれらは補正値のために有効
に利用される。ピーク値検出器３７は、光検出器２３の
出力にて上上昇する信号電圧Ｕｓが、例えば６個のプリ
セット信号ステップ１〜６の１つの内に配置されるかど
うか決定し、対応する信号を制御ライン１００を介して
コンピュータ３８へ与え、ここで実際に決定された信号
電圧に対する対応補正値（例えば時間測定エラー８４又
は８５）が呼び出され、これから補正信号が誘導され
る。
【００２８】このように、対応測定エラーは消去され、
例えば全体として５cm／bitの精度が達成される。ピー
ク値検出器３７による時間エラーの消去は重要であり、
なぜならば、本発明の装置の全測定範囲は４ｍであり、
例えば２０cmの測定エラーは通常許容できなくなるから
である。
【００２９】制御ステージ４０はパルスレーザー１１及
び光反射装置１５を制御するので、コンピュータ３８は
光反射装置１５の各角度位置を範囲測定値と協働せしめ
ることができる。コンピュータ３８における測定データ
の評価は保護領域１２２”の監視によって行なわれ、こ
の保護領域１２２”は、例えば図１２に示すように運転
車のいない自動運転の如き車両の正面側に装着された本
発明のレーザーレーダー装置１２１の正面における極座
標に予め保存されたものである。保護領域１２２”は、
レーザーレーダー装置１２１によって検出された車道境
界線１０１の縁部又は他の障害物１２３（図１１）を認
識し、対応する反対方向へのステアリングハンドルの動
作決定が、障害物１２３が位置する区間Ｓ１〜Ｓ１６で
開始される。
【００３０】図１０は、２つの車道境界線１０１に対応
する保護領域１２２を有する本発明によるレーザーレー
ダー装置１２１を正面側に装着した自動運転車両の簡単
な応用を示している。保護領域１２２が車道境界線１０
１の１つを検出すると同時にレーザーレーダー装置１２
１はステアリングの反対方向への動きを開始する。図１
１は、車両の正面に装着されたレーザーレーダー装置１
２１の保護領域１２２’が本発明に従って設定され、例
えば切替又はブレーキ信号によって所定範囲ｒで位置し
た障害物１２３に反応している例を示している。
【００３１】図１２に示すように車両の正面の保護領域
１２２”は区別されて設計されており、異なる臨界差Ｓ
１〜Ｓ６が異なる角度区分に供給できるようになってい
るので、障害物１２３は認識されるだけでなく、それら
のレーザーレーダー装置１２１に関する角度や空間が決
定できる。図１３は自動運転車両を示し、そのナビゲー
ション装置１２５は情報ライン１０２を介して本発明の
レーザーレーダー装置１２１に接続され、これによって
レーザーレーダー装置１２１は周囲の座票が知られてい
る位置における実際の状況に対して時々補正される。
【００３２】図１４に示されている使用は、本発明のレ
ーザーレーダー装置１２１が略矩形であって、範囲限定
された保護範囲１２７を画定することから構成されてい
る。レーザーレーダー装置１２１は矩形の１つの角に配
置されており、角度の走査範囲５４の角度二等分線は保
護範囲１２７の矩形の対角線にほぼ沿っている。対角線
の反対に配置された角領域において、危険作業機械１２
６が配置され、その正面において装置に近づく人々が本
発明のレーザーレーダー装置１２１によって保護され
る。この点に関して重要な点は保護範囲１２７は本発明
のレーザーレーダー装置１２１によって限定されている
ので、点１０３の危険でない位置にいる人々は、角度の
走査範囲５４に位置して認識されず、一方例えば危険な
位置の点１０４にいる人は認識されるので、例えば危険
作業機械１２６のスイッチオフの状態となすことができ
る。
【００３３】本発明のレーザーレーダー装置１２１は４
〜６ｍの範囲及び７cm以上の解像度を有している。検出
時間は総計でｃａ．４ミリ秒であり、検出角度はすべて
の場合で１８０度である。インターフェイス３９（図
３）において、障害物範囲信号ｒは例えば図１１に示す
使用の場合に発生せしめられ、車両の停止信号のために
用いられる。
【００３４】図１２の例においては、最小範囲信号は区
別Ｓ１〜Ｓ６の各々に対して設定され得る。図１３のナ
ビゲーションの補助装置として用いる場合、１つは４０
ミリ秒で測定割合３６０にて測定するように動作するこ
とができる。横方向の解像度はすべての場合０．５度に
なり、一方、範囲の解像度はプラスマイナス５cmまで減
少できる。
【００３５】図１４の範囲限定された保護範囲１２７は
３〜４ｍであり、検出時間８０で８０〜１２０ミリ秒、
解像度５cmである。本発明によるとカウンタ３０は２つ
の非同期の別個のカウンタ鎖から構成されており、各場
合において、１つのカウンタは１．５ＧＨｚクロック信
号の負側部に応じて増加し、２つのカウント値の加算に
よって、３３０ピコ秒の解像度が得られる。どのように
起こるかは以下に説明する。
【００３６】図５によると、本発明のカウンタ３０は２
つの非同期動作の独立カウンタ５０，５１を含んでお
り、そのクロックカウント入力１０５，１０６はオアゲ
ート７１を介して制御されている。独立カウンタ５１の
クロックカウント入力１０６のための出力７２が独立カ
ウンタ５０のクロックカウント入力１０５のための出力
７２’に関して反転されることは重要である。オアゲー
ト７１の２つの入力はテスト計数パルス入力５５を介し
てコンピュータ３８及びアンドゲート７３の出力へそれ
ぞれ接続されており、アンドゲート７３の２つの入力は
フリップフロップ７６の切替出力及び超周波数電圧入力
５９へ接続され、超周波数電圧入力５９へは超周波数電
圧１．５ＧＨｚが周波数発生器５２から印加されてい
る。
【００３７】フリップフロップ７６の切替入力はオアゲ
ート７５の出力側にあり、オアゲート７５の一方の入力
はパルスレーザー１１からの制御ライン４５（図３参
照）を介して作用され、一方、他の入力はコンピュータ
３８で制御ライン６５を介して接続されたテスト開始入
力５８によって作用されている。比較器３４の出力（図
３）は図５によるとライン６２を介してカウンタ３０の
測定停止入力６１へ印加され、これはオアゲート７４の
１つの入力へ順に接続されている。オアゲート７４の他
の入力は第２の独立カウンタ５１のオーバーラン出力１
０７に接続される。
【００３８】コンピュータ３８からの制御ライン６６は
更に、マルチプレクサ６８の制御ライン１０８に接続さ
れたマルチプレクサ切替入力６７へ導かれている。独立
カウンタ５０，５１のカウント出力信号は加算ステージ
６９の２つの入力へ印加され、加算ステージ６９は２つ
の入力カウント信号の合計を形成し、これをマルチプレ
クサ６８を介して出力ステージ７０へ導く。
【００３９】図５で示されたカウンタ３０でもって、以
下の機能が本発明のレーザーレーダー装置１２１の動作
中に実行される。回転ミラー１６が有用な走査範囲５４
に亘って掃引する間（図２，図１４，図１６）、パルス
レーザー１１によって与えられた光パルス１２の各々
は、その伝送の時に、制御ライン４５及びオアゲート７
５を介してフリップフロップ７６の切替を開始せしめる
ので、取り付けられたアンドゲート７３は超周波数電圧
１．５ＧＨｚをオアゲート７１の他の出力へ伝送する。
そこから超周波数電圧は独立カウンタ５０，５１のクロ
ックカウント入力１０５，１０６へ送られ、独立カウン
タ５１のクロックカウント入力１０６へ到達したカウン
ト信号は、オアゲート７１の出力７２の結果としてクロ
ックカウント入力１０５のカウント信号に関して１８０
度反転した位相変位される。すなわち、独立カウンタ５
０は正の半波の上昇側部（立上がり）を計数して、独立
カウンタ５１は負の半波の下降側部（立下がり）を計数
する。このように、超周波数電圧の各期間中に２つのビ
ットは独立カウンタ５０，５１だけ周波数発生器５２か
ら発生せしめられ、実際それぞれが１８０度変位してい
る。
【００４０】周波数発生器５２からの超周波数電圧の半
波のカウント値は、光パルス１２’（図３）が光検出部
２２から受けるまで続き、かつ停止信号が比較器３４，
ライン６２，測定停止入力６１及びオアゲート７４を介
してフリップフロップ７６のリセット入力１１２へ伝送
される。その後フリップフロップ７６は初期状態へ戻さ
れ、その時アンドゲート７３は閉され、オアゲート７１
からの周波数発生器５２を分離する。このように独立カ
ウンタ５０，５１の計数は停止され、これが制御ライン
４６（図３）を介して示されるコンピュータ３８は、マ
ルチプレクサ６８及び出力ステージ７０を介して加算ス
テージ６９内の総計後の測定されたカウント値を呼び出
すだけでなく、２つのテストを付加的に実行できる。
【００４１】２つのビットが超周波数電圧の各期間中に
生ぜしめられるので、３３０ピコ秒の移動時間測定の時
間解像度は１．５ＧＨｚの周波数及び５cm／bitsの範囲
測定精度で得られる。このように移動時間測定が起こる
ので、コンピュータ３８は制御ライン６６及びマルチプ
レクサ切替入力６７を介して切替て、マルチプレクサ６
８は独立カウンタ５１のカウント値を制御ライン１０９
を介してコンピュータ３８へ伝送する。ここで独立カウ
ンタ５１の２倍のカウント値と加算ステージ６９の合計
出力信号との比較が起こる。すべての部品は問題なく動
作した場合、２つのカウント値が大きくとも１ビットだ
け異なる。もしこれがコンピュータ３８によって発見さ
れた場合、それはすべての部品が支障なく動作している
サインとなる。しかし、もしこの比較が複数ビットの相
違を導く場合、コンピュータ３８はエラー信号を発生し
て、例えば図１６の危険作業機械１２６を停止する。
【００４２】上記したテストは例えば光パルス１２’の
各々を受けた後に実行され、対応する評価が一度行なわ
れる。しかしながら、一般的に、もしこの種のテストが
走査範囲５４の走査完了後に一度行なわれるだけでは十
分ではない。後者の場合において、第２の安全テストも
コンピュータ３８によって延長して行なわれ、テスト計
数パルスは制御ライン５６を介してテスト計数パルス入
力５５へ伝送され、オアゲート７１を介して独立カウン
タ５０，５１内の計数動作を開始せしめるが、このテス
ト計数動作は実際の測定動作よりも３００倍も低速で例
えば周波数５ＭＨｚで起こる。
【００４３】計数動作は測定開始入力５７を介して実際
の測定動作が起るのと同様に、コンピュータ３８から制
御ライン６５，テスト開始入力５８，オアゲート７５，
フリップフロップ７６及びアンドゲート７３を介して初
期化される。一度、動作開始状態にされたテスト計数動
作プロセスは独立カウンタ５０，５１が満されるまで続
き、停止信号は、独立カウンタ５１のオーバーラン（オ
ーバーフロー）出力１０７，リセットライン７７及びオ
アゲート７４を介してフリップフロップ７６のリセット
入力１１２へ伝送される。チェックは加算ステージ６
９、制御ライン１０９さらにマルチプレクサ６８を介し
て行なわれ、これはコンピュータ３８によって再び実カ
ウント値が所望値と一致しているかどうか適当な方法で
制御される。
【００４４】同様な第２テストが走査ごとに一度だけ実
行されている間、チェックは論理回路機能が正確に動作
するかどうか行っている。コンピュータ３８はテスト開
始入力５８にてカウント値を初期化する正及び負の横側
部を発生するので、これは、受けたカウント値と、動作
が支障なく起っている伝送された横側部の数と、を比較
することによって簡単にチェックできる。論理誤り及び
損傷した信号ラインはこのように信頼性が高く検出でき
る。
【００４５】カウンタ３０における独立カウンタ５０，
５１の２つの構成は時間解像度を２倍にする利点だけで
はなく、上記２つの安全テストを可能にできるという効
果を有する。図４及び図７は、テスト装置が走査範囲５
４（図２）の外にある回転ミラー１６の３６０度走査の
領域に配置できることを示している。これらのテスト装
置の１つは伝送パルスの光ビーム２１の領域に配された
テスト体８６からなり、これは例えば光分散材料からな
る。これは焼結ガラスディスク（ガラスフリット）であ
ってもよく、この内で光が結晶粒で分散されるものであ
る。伝送パルスの光ビーム２１が入射される領域の周り
の黒色リングダイアフラム８７は望ましくない光分散作
用を防止する。
【００４６】テスト体８６の分散特性が知られて安定で
あるから、パルスレーザー１１及び受光システムの支障
のない機能は光検出器２３の受けた信号の評価によって
テストでき、光検出器２３としてはアバランシュ受光ダ
イオードにて形成され好ましく用いられる。光検出部２
２の受けた信号Ｕｓは下記（２）の式によって計算され
る。
【００４７】
【数２】 Ｕｓ＝Ｐｓ・Ｒｒ・Ｒｑ・Ｍ・Ｒｔ ……（２） （式中、Ｕｓは受けた信号を、Ｐｓは伝送パワーを、Ｒ
ｒはテスト対象の反射の度合を、Ｒｑは量子効果を、Ｍ
はアバランシュダイオードの増倍率を、Ｒｔはアバラン
シュダイオードの伝送インピーダンス（ダイオードの有
効動作抵抗値）を示す。） コンピュータ３８は、受けた信号Ｕｓがリセット境界値
定数Ｋ１が少なくとも達成されているかどうかをチェッ
クする。もしこれがトランスミッタ及びレシーバ配置が
支障なしと評価されるとき測定は続行される。しかし、
もし受けた信号Ｕｓが上述のテスト中にＫ１より下がっ
た場合、コンピュータ３８はエラーを示し、例えば図１
４のをスイッチオフの状態にする。
【００４８】図９に示すように、さらなるテストは実際
の測定に対して有効でない同一の角度範囲において実行
され、この中でルミネッセントダイオード８８はテスト
体８６内か又はそれに沿って（図４）設けられ、像はア
バランシュダイオードである光検出部２２の像形成受像
システムを介して光検出器２３上に形成される。光検出
器２３で発生されたＤＣ電流Ｉは物理法則により、量子
雑音（ショットノイズ）を導き、ノイズレベル測定装置
３６（図３）を介して定量的に決定される。評価は公知
レシーバＤＣ電流Ｉでもって光検出器２３のいわゆる過
剰雑音係数の算出を可能にし、これは光検出器２３の品
質又は動作性に対する直接寸法で行なえる。すべての周
囲光状況の下でのシステム感度は図７に記したテスト測
定結果で直接検知できる。
【００４９】ノイズレベル測定装置３６によって知った
ノイズレベルは下記（３）式に従って算出される。
【００５０】
【数３】
【００５１】コンピュータ３８は下記（４）式の要件を
満しているかどうかをチェックする。
【００５２】
【数４】
【００５３】（式中、Ｉは光検出器２３内の光電流を、
Ｕｒはルミネッセントダイオード８８による発光の結果
としてのノイズ電圧を、Ｍは光検出器２３の増培係数
を、ｑは電気素量を、Ｒｔは光検出器２３の伝送インピ
ーダンスを、ｆｇはノイズの境界周波数を、Ｋ２は第２
境界値定数を示す。） 図４及び９によると、ルミネッセントダイオード９１は
走査範囲５４に亘ってフロントディスク４１の下端面８
９の下に均一に配され、各々は上方へ光バリアビーム９
８を送り、これは図４及び９のフロントディスク４１の
下方部を斜めに横切り、フロントディスク４１の斜めに
置かれ主部分を、通ってその上に配され協働光検出器９
２へ送られる。フロントディスク４１の主部分の斜め位
置は、垂直に向かう光バリアビーム９８のための通路の
可能性を提供する意味と、光検出部２２から離れたフロ
ントディスク４１からの内側反射を保つ意味をもってい
る。
【００５４】本発明によれば、フロントディスク４１の
下部の角度の付いた部分はその外面に亘って配された２
つのつや消し又は粗面領域を有しているので、これによ
って、ルミネッセントダイオード９１から伝送された鋭
く束ねられた光１３１が分散され、図４の下方の平滑油
膜１２８がない場合、実質的に大きな固体である角度範
囲１２９へ分散されて、協働光検出器９２がルミネッセ
ントダイオード９１からの光よりも少ない量の光だけを
受ける。
【００５５】例えば、もし平滑油膜１２８がつや消し領
域４１’の外粗面に配された場合、これはフロントディ
スク４１の低配置材料に関して反射率の小さな違いのみ
の結果としてビーム２１の強い光散乱を消去するので、
共軸光ビーム１３０は協働光検出器９２上へ入射しかつ
協働光検出器９２でより強い受光信号を開始せしめる。
協働光検出器９２の外への信号の強い増加は、流動体膜
がつや消し領域４１’の粗面上に配置されるかどうかに
よる。
【００５６】フロントディスク４１の周縁に亘って分布
するルミネッセントダイオード９１，協働光検出器９２
の組において、つや消し領域４１’は欠陥光電成分があ
る場合の冗長性を得るためにそれらの少なくとも２つと
協働する。図９によると、ルミネッセントダイオード９
１はマルチプレクサ９３の出力１１３の直列に接続さ
れ、これはコンピュータ３８から制御され、パルスシャ
ープナ整形器９５を介して矩形パルスが供給される。
【００５７】協働光検出器９２はマルチプレクサ９４の
種々の１１４で接続され、これはコンピュータ３８によ
って同様に制御されかつ増幅器９６及びアナログデジタ
ル変換器９７を介してコンピュータ３８へ接続される。
上記したルミネッセントダイオード９１及び協働光検出
器９２の構成はフロントディスク４１の汚れを監視する
役目をなす。このような動作は以下に述べる。
【００５８】コンピュータ３８はマルチプレクサ９３に
クロックを与え、これはパルスシャープナ整形器９５を
介して逐次、矩形パルスを角度の走査範囲５４の周縁の
周りに不均一に配されたトランスミッタダイオードへ伝
送する。同一の調子でそれぞれ反対側に配された協働光
検出器９２が励起され、マルチプレクサ９４はコンピュ
ータ３８からマルチプレクサ９３へと同様な方法でコン
ピュータ３８からクロックを与えられ、これによって独
立した協働光検出器９２の出力は逐次、増幅器９６及び
アナログデジタル変換器９７へ印加される。
【００５９】それによって、コンピュータ３８は協働光
検出器９２から信号を連続して受ける。所望の受信強度
と光バリアビーム９８の実際の受信強度とを比較するこ
とによって、コンピュータ３８はフロントディスク４１
の汚れを認識できる。過渡の汚れを少なくとも１カ所で
認められた場合にはコンピュータ３８はこれをインター
フェイス３９に示し、そして例えば、警告信号又はスイ
ッチオフ信号を発する。
【００６０】つや消し領域４１’と協働する協働光検出
器９２の受けた信号の評価中において、コンピュータ３
８は受けた信号の減少及び増加間を弁別して、暗部を生
ぜしめる汚れ並びにルミネッセントダイオード９１及び
協働光検出器９２間に伸長する光ビーム中の油膜の両者
を認識できる。しかし、つや消し領域４１’と協働する
ルミネッセントダイオード９１，協働光検出器９２の組
は流体膜を認識することのみを行うことが可能であり、
ルミネッセントダイオード９１，協働光検出器９２の組
のスイッチインの状態のコンピュータ３８が受光の増加
にのみ応答する。
【００６１】少なくとも４つの大きさの光バリアビーム
９８に加えて、２つの冗長に構成された基準分岐がある
べきであり、そのビーム経路はディスクを通して導かれ
ないので、これによってトランスミッタダイオード及び
パルス電流源の状況に応じた温度がコンピュータ３８中
の対応信号比較によって消去できる。基準分岐の２つの
チャネル構成を通して誤機能が発見されるように設計さ
れている。
【００６２】電子機能の監視は本発明によれば、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、ＡＬＵ、監視テスト、ＡＤ変換器（汚れ測
定、ノイズレベル測定）、ＤＡ変換器（コンパレータテ
スト）、ピーク値検出器、停止コンパレータ及びコンピ
ュータ３８及び１．５ＧＨｚカウンタのためのオシレー
タによって行なわれている。本発明においては、２つが
光学的に連結されず力学的背面読み出し干渉ラインが設
けられている。システム管理の証明は最悪の場合の性能
バランスに基づいている。レーザの単一エラー安全制御
（眼の安全性）が起こる。さらに、設定モードのためア
クセス保護はパスワードによって達成できる。汚れの認
識及び汚れ警告は上記の光グリッドを通して保証され
る。
【００６３】規定されたシテスム又はインターフェース
の立上り状態があらわれる。装置のスイッチオンの後上
記すべてのテストが実行される。トランスミッタ及びレ
シーバ配置の感度は反射の度合の２パーセント低下が認
められた対象に応じて設定される。レーザレーダ装置１
２１は図４のハウジング１１５により収納されており、
これは正面がカバーキャップ１１６によって塞がれて、
その下部には１８０度に亘って歪曲したフロントディス
ク４１が設けられている。図４によればトランスミッタ
及びレシーバは例えば柱状ハウジング形態の小型ユニッ
トに形成されたトランスミッタ−レシーバユニット４９
に収納されている。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ範囲検知装置
は、光パルスを制御しつつ測定領域へ送るパルスレーザ
と、測定領域内に配された対象物から反射して戻る光パ
ルスを受ける光検出部と、光束を考慮しつつ、光パルス
の伝送及び受光間の時間から、パルスレーザから対象物
までの距離に対する距離信号特性を決定する評価回路と
を有し、測定領域及びパルスレーザ間においては、光反
射装置が配置され、これは増加変化を伴う角度を有する
連続光パルスを、測定領域へ反射させかつ、同時に評価
回路へその時点の角度位置を表わす角度位置信号を伝送
し、評価回路が距離信号及び角度位置信号から測定領域
内の対象物の位置を誘導するので、本装置からのパルス
光が当たった対象の空間が決定されるだけでなく、空間
の基本方向に関して対象が位置する対象の角度をも決定
でき、例えば無運転者輸送システム等の分野の安全装置
に利用出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるレーザレーダの概略図である。
【図２】 図１の回転ミラー及び角度走査範囲の概略平
面図である。
【図３】 本発明によるレーザレーダのブロック回路図
である。
【図４】 図１のレーザレーダの断面図である。
【図５】 本発明におけるカウンタと共にこれに接続さ
れた構成のブロック回路図である。
【図６】 光の異なる強度に対する受光パルスの信号電
圧／時間のグラフである。
【図７】 ビーム経路へ挿入されたテスト体の機能を示
すための９０度を通して回転された回転ミラーの位置に
おける図１と同様のレーザレーダの概略図である。
【図８】 受光システムのテストのために示された発光
ダイオードを有する図７と同様のレーザレーダの概略図
である。
【図９】 本発明による装置のフロントディスク並びに
汚れ監視用光バリア配置、及び協働するブロック回路を
示す概略図である。
【図１０】 本発明のレーザレーダの異なる使用を示す
概略平面図である。
【図１１】 本発明のレーザレーダの異なる使用を示す
概略平面図である。
【図１２】 本発明のレーザレーダの異なる使用を示す
概略平面図である。
【図１３】 本発明のレーザレーダの異なる使用を示す
概略平面図である。
【図１４】 本発明のレーザレーダの異なる使用を示す
概略平面図である。
【主要部分の符号の説明】
１１ パルスレーザ １２ 光パルス １３ 測定領域 １４ 対象物 １５ 光反射装置 １６ 回転ミラー １７ 回転軸 １８ 中央入射光線 １９ 反射ミラー ２０，２１ 光ビーム ２２ 光検出部 ２３ 光検出器（アバランシェダイオード） ２４，２５’，２５” 中央領域 ２５ 受光レンズ ２６ 干渉フィルタ ２７ 直角柱体 ２８ 回転板 ２９ 角度変換器 ３０ カウンタ ３１ モータ ３２，４２，４４，６２ ライン ３３ 伝送レンズ ３４ 比較器 ３５ 基準入力 ３６ ノイズレベル測定装置 ３７ ピーク値検出器 ３８ コンピュータ ３９ インターフェース ４０ 制御ステージ ４１ フロントディスク ４１’ つや消し領域 ４５，４６，５６，６４，６５，６６，100,101,108,10
9 制御ライン ４７ 環状領域 ４８ 回転自在ミラー支持部 ４９ トランスミッタ−レシーバユニット ５０，５１ 独立カウンタ ５２ 周波数発生器 ５３ 走査板 ５４ 走査範囲 ５５ テスト計数パルス入力 ５８ テスト開始入力 ５９ 超周波数電圧入力 ６１ 測定停止入力 ６３ リセット入力 ６７ マルチプレクサ切替入力 ６８ マルチプレクサ ６９ 加算ステージ ７０ 出力ステージ ７１，７４，７５ オアゲート ７２ 出力（逆入力） ７３ アンドゲート ７６ フリップフロップ ７８ 平坦ミラー板 ７９ トリガ閾値 ８０，８１ 最大信号電圧 ８２ 最大流入値 ８３ 基本時間 ８４，８５ 時間測定エラー ８６ テスト体 ８７ 黒リングダイアフラム ８８ ルミネッセントダイオード ８９ 下端面 ９１ ルミネッセントダイオード（協働光トランスミッ
タ） ９２ 協働光検出器 ９３，９４ マルチプレクサ ９５ パルスシャープナ整形器 ９６ 増幅器 ９７ アナログデジタル（ＡＤ）変換器 ９８ 光パリアビーム 100 制御ライン 101 車道境界線 102 情報ライン 103,104 点 105,106 クロックカウント入力 107 オバーラン出力 110,111,112 リセット入力 113 出力 115 ハウジング 116 カバーキャップ 120 車軸 121 レーザレーダ装置 122,122” 保護領域 123 障害物 125 ナビゲーション装置 126 危険作業機 127 保護範囲 128 平滑油膜 129 角度範囲 130 共軸光ビーム

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光パルス（１２）を制御しつつ測定領域
    （１３）へ送るパルスレーザー（１１）と、測定領域
    （１３）内に配された対象物（１４）から反射して戻る
    光パルス（１２’）を誘導する光検出部（２２）と、光
    パルス（１２，１２’）の伝送及び受光間の時間から、
    パルスレーザー（１１）から対象物（１４）までの距離
    に対する距離信号特性を光束を考慮しつつ誘導する評価
    回路とを有するパルス移動時間法によるレーザー範囲検
    知装置であって、 測定領域（１３）及びパルスレーザー（１１）間に配置
    されかつ増加変化を伴う角度を有する連続光パルス（１
    ２）を測定領域（１３）へ反射させかつ同時に評価回路
    へその時点の角度位置を表わす角度位置信号を伝送する
    光反射装置（１５）を有し、 評価回路が距離信号及び角度位置信号から測定領域（１
    ３）内の対象物（１４）の位置を誘導し、走査範囲（５
    ４）が好ましくは９０度より大きく２７０度より小さい
    角度で特に略１８０度であり、パルス光ビームは走査平
    面（５３）を画定することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 光パルス持続時間が短く、この時間内に
    光反射装置（１５）が静止しているとみなせることを特
    徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 光パルス持続時間は１〜５ナノ秒好まし
    くは２〜４ナノ秒さらに好ましくは３ナノ秒であること
    を特徴とする請求項１又は２記載の装置。
  4. 【請求項４】 光反射装置（１５）の角速度は０．５×
    １０4〜２×１０4度／秒好ましくは１×１０4度／秒で
    あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の
    装置。
  5. 【請求項５】 光パルス（１２）の連続して伝送された
    空間はパルス長の略４倍大きく、パルス繰返し周波数は
    ５〜５０ＫＨｚ好ましくは１０〜４０ＫＨｚ更に好まし
    くは２０ＫＨｚであることを特徴とする１〜４のいずれ
    か１記載の装置。
  6. 【請求項６】 光反射装置（１５）は回転ミラー（１
    ６）を有していることを特徴とする１〜５いずれか１記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 回転ミラー（１６）は光ビームの１つの
    周り好ましくはその中央の入射の中央入射光線１８の周
    りに回転自在であることを特徴とする請求項６記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 回転軸（１７）又は中央入射の中央入射
    光線（１８）は回転ミラー（１６）の表面に対して３０
    〜６０度好ましくは４０〜５０度更に好ましくは４５度
    の角度で伸長し、回転ミラー（１６）は回転軸（１７）
    の方向において見た場合円形をなしていることを特徴と
    する請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 回転ミラー（１６）は略上方から伝送さ
    れた光ビーム（２１）を受けそれを略水平方向へ放射す
    ることを特徴とする１〜８のいずれか１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 パルスレーザー（１１）から水平に放
    射されたパルス光は固定された反射ミラー（１９）によ
    って、回転ミラー（１６）に対して９０度の角度で反射
    され好ましくは下方へ反射されることを特徴とする１〜
    ９のいずれか１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 平行な伝送パルス光ビームを形成する
    伝送レンズ（３３）はパルスレーザー（１１）の正面に
    挿入されていることを特徴とする請求項１〜１０のいず
    れか１記載の装置。
  12. 【請求項１２】 光反射装置（１５）は光ビーム（２
    ０）を受けこれを光検知部へ反射し、光ビーム（２０，
    ２１）が互いに共軸にて回転ミラー（１６）の遠い側に
    配置され、光ビーム（２１）が中央に伸長し、光検出部
    （２２）が光ビーム（２１）の周囲に配置されかつ円環
    状断面を有し、両光ビームは互いの上に接して回転ミラ
    ー（１６）はその中央に光ビーム（２１）が入射する中
    央領域（２４）を有しかつその周縁に光ビーム（２０）
    が入射する環状領域（４７）を有していることを特徴と
    する１〜１１のいずれか１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 パルスレーザー（１１）又は伝送レン
    ズ（３３）から来るパルス光のための反射ミラー（１
    ９）は回転ミラー（１６）の反対側に特に回転ミラー
    （１６）の中央領域（２４）の反対側に配置され、光ビ
    ーム（２０）は反射ミラー（１９）を経て光検出部（２
    ２）へ送られ、反射ミラー（１９）は光ビーム（２０）
    が通過する方向において円形断面を有していることを特
    徴とする請求項６〜１２のいずれか１記載の装置。
  14. 【請求項１４】 光検出部（２２）は受けた光を光検出
    器（２３）上へ集光する受光レンズ（２５）を有してい
    ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】 受光レンズ（２５）の直径は中央領域
    （２４）の近傍の回転ミラー（１６）の環状領域（４
    ７）上に入射する光ビーム（２０）を受ける大きさを有
    していることを特徴とする請求項１３又は１４記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 パルスレーザー（１１）によって伝送
    された光のスペクトルを調整した干渉フィルタ（２６）
    は光検出部（２２）の入力側に配されていることを特徴
    とする請求項１〜１５のいずれか１記載の装置。
  17. 【請求項１７】 受光レンズ（２５）は互いに共軸に配
    された異なる焦点距離を有する２つの領域（２５’，２
    ５”）を有することを特徴とする請求項１〜１６のいず
    れか１記載の装置。
  18. 【請求項１８】 回転ミラー（１６）は直角柱体（２
    ７）の傾斜切断面に形成され、その柱の軸は回転軸（１
    ７）と一致していることを特徴とする請求項１〜１７の
    いずれか１記載の装置。
  19. 【請求項１９】 回転ミラー（１６）は回転自在ミラー
    支持部（４８）上に載置された平坦ミラー板（７８）上
    に形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のい
    ずれか１記載の装置。
  20. 【請求項２０】 光反射装置（１５）は３６０度の反射
    角度に亘って掃引し１つの回転方向において連続的に回
    転することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１記
    載の装置。
  21. 【請求項２１】 回転ミラー（１６）はモータ３１によ
    って所定回転速度で連続的に駆動される回転板（２８）
    上に配置され、回転速度は1000〜3000r.p.m.好ましくは
    1500r.p.m であることを特徴とする請求項１〜２０のい
    ずれか１記載の装置。
  22. 【請求項２２】 角度変換器（２９）は回転板（２８）
    の角度位置を評価回路（３８，４０）へ示す回転板（２
    ８）の領域に配置されていることを特徴とする請求項１
    〜２１のいずれか１記載の装置。
  23. 【請求項２３】 評価回路はコンピュータ（３８）を有
    し、すべてのコンピュータ動作はパルス移動時間（ｔ）
    から対象物（１４）の空間を算出することを実行するこ
    とを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１記載の装
    置。
  24. 【請求項２４】 評価回路は、所定のクロック周波数を
    有しかつパルスレーザー（１１）又はそのトリガ回路に
    接続されており、光パルス（１２）の伝送時に動作開始
    状態にされ、さらに評価回路は光検出部（２２）に接続
    されており、光検出部（２２）によって同一の光パルス
    （１２’）受信時に停止され、移動時間（ｔ）及び対象
    物（１４）の空間はカウンタのカウント値から算出され
    ることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１記載の
    装置。
  25. 【請求項２５】 カウンタ（３０）は、０．５〜３．０
    ＧＨｚ好ましくは１〜２ＧＨｚ更に好ましくは１．５Ｇ
    Ｈｚのクロック周波数で動作する周波数発生器（５２）
    によって作用せしめられることを特徴とする請求項２４
    記載の装置。
  26. 【請求項２６】 カウンタ（３０）は２つの独立カウン
    タ（５０，５１）から構成され、周波数発生器（５２）
    により発生された超周波数電圧において、一方が正の半
    波の上昇側部に応答し、他方が負の半波の下降側部に応
    答することを特徴とする請求項２５記載の装置。
  27. 【請求項２７】 光パルス（１２，１２’）の移動速度
    （ｔ）によって生じた２つのカウンタの独立したカウン
    ト値は加算され移動速度（ｔ）の大きさとして用いられ
    ることを特徴とする請求項２５記載の装置。
  28. 【請求項２８】 カウンタの独立したカウント値の合計
    は独立カウンタ（５０，５１）の１つのカウント値の２
    倍と比較され、比較結果があるビット好ましくは１ビッ
    トの差が生じた場合、エラー信号が伝送されることを特
    徴とする請求項２６又は２７記載の装置。
  29. 【請求項２９】 比較は光パルス（１２，１２’）の各
    評価の後に実行されることを特徴とする請求項２８記載
    の装置。
  30. 【請求項３０】 比較は走査範囲（５４）の１つの走査
    の終りと走査範囲（５４）の次の走査の開始の間の休止
    中に実行されることを特徴とする請求項２８記載の装
    置。
  31. 【請求項３１】 走査範囲（５４）の２つの走査間の休
    止中において、コンピュータ（３８）は制御カウントパ
    ルスを独立カウンタ（５０，５１）に供給し、カウント
    値の結果をチェックし、カウント値の結果がカウントパ
    ルスの入力数と一致しない場合にエラー信号を伝送する
    ことを特徴とする請求項２６〜３０いずれか１記載の装
    置。
  32. 【請求項３２】 光検出部（２２）は比較器３４を介し
    てカウンタ（３０）に応用され、受けた信号のためのト
    リガ閾値を画定する基準入力（３５）が信号を受けるに
    先だって直接ノイズを表わすノイズレベル測定装置（３
    ６）の出力信号で供給され、光検出部（２２）の出力信
    号はその入力に印加されていることを特徴とする請求項
    １〜３１のいずれか１記載の装置。
  33. 【請求項３３】 ノイズレベル測定装置（３６）は光検
    出部（２２）を介して明るさを検出し、それを、光パル
    ス（１２，１２’）の持続時間に関して大きくかつ連続
    する２つの光パルス（１２）間の時間に関して小さい所
    定時間に亘って平均し、その平均値がノイズレベルの平
    均として用いられることを特徴とする請求項３２記載の
    装置。
  34. 【請求項３４】 平均値形成時間は隣接する２つの光パ
    ルス（１２）の時間空間の略３０％であることを特徴と
    する請求項３３記載の装置。
  35. 【請求項３５】 ノイズレベル測定装置（３６）の出力
    信号によって特定されたトリガ閾値（７９）は検出され
    た平均ノイズレベルよりも倍増され、２〜１０倍好まし
    くは４〜８倍さらに好ましくは７倍になされることを特
    徴とする３２〜３４のいずれか１記載の装置。
  36. 【請求項３６】 ピーク値検出器（３７）は光検出部
    （２２）の出力側にも接続され、その出力信号は信号力
    学の結果として起こる時間測定エラーの補償のための補
    正値を生ぜしめるために用いられることを特徴とする請
    求項１〜３５のいずれか１記載の装置。
  37. 【請求項３７】 ピーク値検出器（３７）は光パルス
    （１２’）の最大値を検出し、対応する最大信号をコン
    ピュータ（３８）に送り、コンピュータ（３８）中にお
    いて最大レベル（８０，８１，８２）に応じて生じる時
    間測定エラー（８４，８５）が保存され、検出された最
    大レベル（８０，８１，８２）に応じて対応する補正値
    が見いだされ、測定時間が補正値に応じて補正されるこ
    とを特徴とする請求項３６記載の装置。
  38. 【請求項３８】 テスト体（８６）は、走査動作を行っ
    ている光ビーム（２１）の経路において走査範囲（５
    ４）の外側に配置され、コンピュータ（３８）は、テス
    ト体（８６）が光ビーム（２１）によって掃引されてい
    る間に、光検出部（２２）によって受信した信号が少な
    くとも所定境界値（Ｋ１）と同一であるかどうかチェッ
    クすることを特徴とする請求項１〜３７のいずれか１記
    載の装置。
  39. 【請求項３９】 ルミネッセントダイオード（８８）は
    走査範囲（５４）の外側の走査動作を実行している光ビ
    ーム（２１）の経路に配置され、コンピュータ（３８）
    は、受けた光ビーム（２０）に対応する回転ミラー（１
    ６）の領域だけルミネッセントダイオード（８８）が掃
    引している間、信号ノイズ比が少なくとも所定境界値
    （Ｋ２）と同一であるかどうかをチェックすることを特
    徴とする請求項１〜３８のいずれか１記載の装置。
  40. 【請求項４０】 フロントディスク（４１）は回転軸
    （１７）の周りを囲む湾曲した形状であり、少なくとも
    走査範囲（５４）に亘った走査方向に伸長していること
    を特徴とする請求項１〜３９のいずれか１記載の装置。
  41. 【請求項４１】 フロントディスク（４１）はその周縁
    に沿った複数の点で光バリアビーム（９８）によって横
    切られ、光バリアビーム（９８）は下端面（８９）の一
    端の領域に配された光トランスミッタから現われかつ他
    方端面（９０）の領域に配された協働光検出器（９２）
    によって受光されることを特徴とする請求項４０記載の
    装置。
  42. 【請求項４２】 ルミネッセントダイオード（９１）及
    び協働光検出器（９２）はパルスでシーケンス制御し受
    けたパルスで対応する評価をするためにマルチプレクサ
    （９３，９４）を介してコンピュータ（３８）に接続さ
    れ、コンピュータ（３８）は少なくとも１つの受けた信
    号が所定最小値よりも低下した場合補償信号を伝送する
    ことを特徴とする請求項４１記載の装置。
  43. 【請求項４３】 フロントディスク（４１）を通って光
    バリアビーム（９８）の約２倍の経路を得るために、フ
    ロントディスクは上方から回転ミラー（１６）に向かう
    方向において下方へ傾斜して伸長し、好ましくは９０度
    の角度で反対方向における下端にて、初めハウジング
    （１１５）の内部から外部へそして外部から内部へと戻
    るように、傾斜していることを特徴とする請求項１〜４
    ２のいずれか１記載の装置。
  44. 【請求項４４】 ルミネッセントダイオード（９１）の
    近傍に配置されかつ協働光検出器（９２）から離れたフ
    ロントディスク（４１）の少なくとも１つのフロントデ
    ィスクつや消し領域（４１’）がその外面がつや消し処
    理がなされて、つや消し領域（４１’）が非補償でかつ
    協働光検出器（９２）のつや消し領域（４１’）の平滑
    油膜（１２８）である流体膜の中で光量が減少した光を
    受けた時協働光検出器（９２）が分散光によって減衰さ
    れた光量を受け、補償信号は、協働光検出器（９２）の
    受光量が所定値を越えた時に伝送されることを特徴とす
    る請求項４３記載の装置。
  45. 【請求項４５】 フロントディスク（４１）上に現われ
    フロントディスク（４１）の２の周縁に分布されてお
    り、ルミネッセントダイオード（９１）及び協働光検出
    器（９２）が協同することを特徴とする請求項４４記載
    の装置。
  46. 【請求項４６】 インターフェイス（３９）はコンピュ
    ータ（３８）に接続され、その出力側において所望出力
    信号及びエラー信号を含む値が捕捉されかつ供給されて
    さらに使用されることを特徴とする請求項２２〜４５の
    いずれか１記載の装置。
  47. 【請求項４７】 車両の自動制御において、保護領域
    （１２２）を車両の正面に設け、 車両の正面に配置することによって保護領域（１２
    ２’）の対応範囲の画定を通して障害物（１２３）の衝
    突を防止し、 保護領域（１２２”）の衝突防止のために車両の正面に
    配置することによって保護領域（１２２”）を複数の区
    画（Ｓ１〜Ｓ１６）に分割して、その走査範囲（５４）
    の各々は安全性が確保された独立の空間を有し、 検出範囲（１２４）を画定する目的で車両（１２０）の
    正面に配置する結果として，車両に取り付けられたナビ
    ゲーション装置（１２５）が動作が支障ないかについて
    チェックでき，かつ必要で有れば，補正でき，危険作業
    機械（１２６）の人（１０４）の保護において，距離限
    定された保護範囲（１２７）の画定によって，危険作業
    機械（１２６）が当該レーザーレーダ装置から離れて保
    護範囲（１２７）の端領域に配置できることを特徴とす
    る請求項１〜４６のいずれか１記載の装置。
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