專利名稱：用于監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)帶光學(xué)雷達(dá)裝置的車輛周圍進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控器，其中光學(xué)雷達(dá)裝置發(fā)出的光波以水平方向掃描目標(biāo)，在目標(biāo)上反射并返回至光學(xué)雷達(dá)裝置的光波被接收，這樣檢測出光學(xué)雷達(dá)裝置到該目標(biāo)之間的距離和目標(biāo)的方向。本發(fā)明尤其涉及一種用于監(jiān)控車輛的周圍的監(jiān)控器，其特征為，僅有一組監(jiān)控器就可以對(duì)車輛周圍的廣闊地域進(jìn)行監(jiān)控。
用于監(jiān)控車輛周圍的這類監(jiān)控器的傳統(tǒng)光學(xué)雷達(dá)裝置為人所知，例如日本JP-A-8-122061中，該裝置工作方式為在水平方向上用光波掃描目標(biāo)，這樣可以在較大范圍內(nèi)檢測該目標(biāo)。
根據(jù)上述專利出版物，揭示了一種裝置，包括用于實(shí)施掃描的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，和光發(fā)送裝置的一種光學(xué)系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)動(dòng)軸和光學(xué)系統(tǒng)同軸排列。
當(dāng)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器與車輛結(jié)合，容納監(jiān)控器的空間常常受到車輛自身結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的限制。特別當(dāng)監(jiān)控器采用在垂直方向上從車身凸出出來的方式時(shí)，人們會(huì)認(rèn)為這種設(shè)計(jì)外形復(fù)雜。因此，容納監(jiān)控器的空間在垂直方向上受到極大限制的情況極普遍。然而，按照上述傳統(tǒng)的監(jiān)控裝置，垂直方向的尺寸被加在。因此當(dāng)監(jiān)控裝置與車輛結(jié)合時(shí)，將會(huì)碰到嚴(yán)重的問題。
而且，根據(jù)上述傳統(tǒng)監(jiān)控裝置，并未完全揭示出用以獲取所希望性能和特征的特殊結(jié)構(gòu)和調(diào)整機(jī)構(gòu)。歸根接底，我們可以說上述專利出版物并未揭示出實(shí)踐中可以適用的裝置。
本發(fā)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)解決相關(guān)技術(shù)的上述問題。本發(fā)明提供一種用于監(jiān)控車輛周圍的極其適用的監(jiān)控器，其特征在于垂直方向上的尺寸小，這樣在不受任何限制的情況下，可以將監(jiān)控器與小型車輛結(jié)合在一起；且性能和特征優(yōu)良。本發(fā)明揭示了一種特殊機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種用于監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，包括一個(gè)用來輻射光波的輻射裝置，該裝置具有通過一對(duì)柱面透鏡，棱鏡和反射鏡來消除光源象散差的光學(xué)系統(tǒng)；一個(gè)光程改變裝置，該裝置包括在輻射光漫射裝置的方向上，用于反射從輻射裝置的輻射的光束。因?yàn)椋锌赡茉诠庠吹南笊⒉畹玫匠C正的同時(shí)，改變光程，在沒有輻射裝置位置限制的情況下，設(shè)計(jì)的自由度得到了提高。由此，減小了垂直方向上裝置的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)方面，提供一種監(jiān)控器用于監(jiān)控車輛周圍，其中輻射光擴(kuò)散裝置，反射光會(huì)聚光裝置，光接收裝置和光程改變裝置的反射鏡都排列在轉(zhuǎn)軸的軸線上，輻射裝置垂直于與反射鏡同平面的軸，因此，顯著地降低了垂直方向上裝置的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種監(jiān)控器，用于監(jiān)控車輛周圍，其中輻射光擴(kuò)散裝置和反射光會(huì)聚裝置分別配置陰螺紋，當(dāng)緊鎖螺釘旋入陰螺紋時(shí)，該輻射光擴(kuò)散裝置和反射光會(huì)聚裝置結(jié)合為一體，同時(shí)螺絲的各個(gè)角度位置相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸可作調(diào)整，這樣輻射光的光軸和反射光的光軸變成相互平行。光接收系統(tǒng)的位置和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的位置經(jīng)過調(diào)整后，從而可使它們在水平面互相垂直，接收光的光軸可以按所需幾何方向調(diào)整。接下來，光發(fā)送系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)整后，光軸可以平行于光接收的光軸，光發(fā)送軸和光接收軸可以按一定準(zhǔn)確度的幾何形狀排列，這樣實(shí)現(xiàn)所希望的性能和特征。
根據(jù)本方面的第四個(gè)方面，提供一種監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，其中將通過框架件結(jié)合為一體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件放于外殼中。當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件由框架件結(jié)合為一體時(shí)，可以容易地進(jìn)行上述調(diào)整操作，而且也可以進(jìn)行裝配操作。而且，提高了該裝置的機(jī)械強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供一種監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，進(jìn)一步包括光的屏蔽框架，當(dāng)部分光波反射在外殼內(nèi)表面或內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件上時(shí)，該屏蔽光的框架用以防止由輻射光漫射裝置輻射和散射的部分光波入射在光的接收裝置上。鑒于上述，防止了接收光的錯(cuò)誤檢測。因此，檢測近距離的目標(biāo)，(該目標(biāo)易受到錯(cuò)誤檢測影響)已成為可能。
根據(jù)本方面第六個(gè)方面，提供一種監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，該監(jiān)控器中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置受反饋控制按恒定角速度驅(qū)動(dòng)時(shí)，并當(dāng)參考信號(hào)的時(shí)鐘脈沖累積總和根據(jù)將此時(shí)的參考信號(hào)與反饋信號(hào)對(duì)比的結(jié)果輸出的速度差聯(lián)合計(jì)數(shù)時(shí)，可以精確檢測出轉(zhuǎn)軸的角位置。


圖1是表示用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2為用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器的側(cè)視截面圖。
圖3為用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4為用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器的工作原理特性圖。
圖5表示用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器的電動(dòng)機(jī)速度控制的框圖。
參考圖1～圖5，下面將對(duì)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行解釋。圖1為用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器內(nèi)部構(gòu)造的截面圖。用于本發(fā)明的監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器與車輛結(jié)合在一起，檢測車輛周圍的目標(biāo)，車輛未畫出。
圖中標(biāo)號(hào)1為激光二極管，用作光源，標(biāo)號(hào)2為主透鏡，用于將激光二極管1發(fā)出的光束在水平方向?qū)⒁粋€(gè)展開角度會(huì)聚到一個(gè)預(yù)定角度，標(biāo)號(hào)3為輔助透鏡，用于在光束垂直方向?qū)⒁粋€(gè)展開角度會(huì)聚到一個(gè)預(yù)定角度。這里的主透鏡2和輔助透鏡3組成了一個(gè)消除象散差的光學(xué)系統(tǒng)。而且主透鏡2和輔助透鏡3與激光二極管1一同組成了輻射裝置。標(biāo)號(hào)4是一個(gè)固定面反射鏡，在主透鏡1和輔助透鏡3將象散差消除后，該固定面反射鏡用于改變水平方向產(chǎn)生的光束的光通量的光程，這樣光束的光通量的光程在垂直方向成直角地改變。固定平面反射鏡4構(gòu)成一個(gè)光程改變裝置。標(biāo)號(hào)5是一個(gè)支架，該支架是用來將上述光學(xué)系統(tǒng)與調(diào)整單個(gè)光學(xué)元件位置的位置校正機(jī)構(gòu)系統(tǒng)相連的聯(lián)接裝置。標(biāo)號(hào)6是一個(gè)基線板，該板上有控制組成轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的無刷DC電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電路。該基線板6構(gòu)成了一個(gè)掃描裝置。標(biāo)號(hào)7是外轉(zhuǎn)子型無刷DC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。標(biāo)號(hào)8是無刷DC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸。標(biāo)號(hào)9為柱面反射鏡，該鏡由鎖緊螺帽固定在轉(zhuǎn)軸8的一端，形成該柱面反射鏡的曲度，這樣固定平面反射鏡反射光束的光程在水平方向上得到進(jìn)一步改變，同時(shí)垂直方向光束的展開角可以是一個(gè)預(yù)定的角度。這里的柱面反射鏡9可以發(fā)出與轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)相適應(yīng)的360°方向上的光束。
標(biāo)號(hào)11是一個(gè)凹面反射鏡，該反射鏡用鎖緊螺母12固定在轉(zhuǎn)軸8的另一端。凹面反射鏡11接收并會(huì)聚由柱面反射鏡9反射的和由待檢測目標(biāo)回射的部分光束。凹面反射鏡的焦點(diǎn)調(diào)到轉(zhuǎn)軸8的軸線上。這樣的聯(lián)接當(dāng)鎖緊螺母10和12松動(dòng)，對(duì)柱面鏡9和凹面鏡11進(jìn)行調(diào)整，使兩個(gè)反射鏡的光軸相互平行。調(diào)整好柱面鏡9和凹面鏡11后，緊固鎖緊螺帽10和12。標(biāo)號(hào)13是一個(gè)光接收元件，位于轉(zhuǎn)軸8的軸線上，這樣光接收元件13設(shè)置在凹面鏡8的焦點(diǎn)處。標(biāo)號(hào)14是由電路構(gòu)成的光接收基板，用于將由光接收元件13進(jìn)行電氣會(huì)聚的電量進(jìn)行放大。標(biāo)號(hào)15是一個(gè)用來向激光二極管1提供電能的光發(fā)射基板。標(biāo)號(hào)16是CPU板，該板分別將光發(fā)射觸發(fā)信號(hào)和光接收觸發(fā)信號(hào)給光發(fā)射板15和光接收板14，其中，如果反射光束是由待檢測目標(biāo)發(fā)出，CPU板實(shí)施一系列控制和計(jì)算，通過延時(shí)和光波傳播的速度，來計(jì)算從裝置到待檢測目標(biāo)之間的距離，同時(shí)對(duì)由光接收電路將光接收電信號(hào)放大到超過一定閾值的時(shí)刻的時(shí)間差進(jìn)行計(jì)數(shù)。CPU板15構(gòu)成一個(gè)距離計(jì)算裝置。標(biāo)號(hào)17為一個(gè)供電電路，用于操縱激光二極管1，無刷DC電動(dòng)機(jī)，光接收元件13，光發(fā)射板15和CPU板16。
標(biāo)號(hào)18是一個(gè)框架件的機(jī)架，用作聯(lián)接支架5，無刷DC電動(dòng)機(jī)，光接收元件13和光發(fā)射板15，這樣光發(fā)送一側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)就結(jié)合為一體。標(biāo)號(hào)19是一個(gè)構(gòu)成主體的外殼，它組成了裝置的底部。固定機(jī)架18的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體由外殼構(gòu)成體19支承。標(biāo)號(hào)20是另一個(gè)外殼構(gòu)成體，按覆蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)體的方式，該外殼構(gòu)成體與外殼19相固定。該外殼構(gòu)成體20由光學(xué)材料構(gòu)成，這種光學(xué)材料具有的光譜特性為激光二極管1發(fā)出的光波波長可以傳輸穿過外殼構(gòu)成體20，且阻止自然光和引起干擾的人造光的波長。標(biāo)號(hào)21是用于在光發(fā)出側(cè)和光接收側(cè)之間進(jìn)行屏蔽的光屏蔽框架，以防止出現(xiàn)錯(cuò)誤檢測，這種出錯(cuò)是這種方式引起從激光二極管1發(fā)出的部分光波與裝置中形成的預(yù)定光程相分離開來，直至光波通過外殼20并被發(fā)射到裝置外側(cè)，這樣光波在裝置中無規(guī)則地反射，而且，部分由此反射的光波到達(dá)光接收元件13。標(biāo)號(hào)22是光接收元件，當(dāng)泥土，雨水或雪花粘附到外殼表面時(shí)，該光接收元件用來檢測光束傳輸性質(zhì)的惡化。
接著，按照如下操作進(jìn)行解釋。激光二極管1結(jié)合在支架5中。在該支架中，主透鏡2，輔助透鏡3和平面反射鏡4結(jié)合成為一個(gè)組合件。激光二極管1是該組合件中一個(gè)元件。激光二極管1與光發(fā)射板15相連，并在驅(qū)動(dòng)該光發(fā)射板15時(shí)，該激光二極管1發(fā)出激光束。由此產(chǎn)生的激光束的光通量由主透鏡2在水平面上形成一個(gè)預(yù)定展開角，主透鏡2是非柱狀凸面透鏡，從而消除了光源引起的漫射偏差。由此產(chǎn)生的激光束的光通量按照這種形式形成后，就進(jìn)行發(fā)射。在主透鏡2上實(shí)施散焦調(diào)整，這樣激光束的光通量有一個(gè)約為1度的展開角，然后對(duì)主透鏡2進(jìn)行定位。當(dāng)激光束水平方向的展開角形成后，垂直面上激光束的展開角由第二個(gè)非柱面透鏡的輔助透鏡3構(gòu)成，這樣垂直方向上激光束的展開角可以為一個(gè)預(yù)定角度。然后，發(fā)出按照這種方式形成的展開角的激光束。散焦調(diào)整在輔助透鏡3上實(shí)施，這樣激光束的光通量在垂直方向有一個(gè)約1度的展開角，然后確定輔助透鏡3的位置。通過主透鏡2和輔助透鏡3的作用，消除光源的象散差，形成了光束。
激光束以成90度角垂直方向在平面鏡4上反射，又入射到柱面鏡9上，然后反射。當(dāng)光束反射到柱面鏡9上以后，通過外殼20傳輸，發(fā)送到監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器周圍。屏蔽層21將因在裝置內(nèi)表面實(shí)施的反射作用，而將泄漏到光接收元件13一側(cè)的激光束屏蔽。這樣就可以防止光接收電路14出現(xiàn)誤差檢測的機(jī)會(huì)。對(duì)反射鏡相對(duì)轉(zhuǎn)軸8的固定位置進(jìn)行調(diào)整，從而用鎖緊螺母10,12調(diào)整反射鏡的角度，這樣水平方向反射在柱面鏡9上光束的光軸和光接收系統(tǒng)凹面鏡的光軸大體上相互平行。根據(jù)前述，待發(fā)出的光束可以發(fā)射進(jìn)入待接收光束的視場。
按照這種方式發(fā)出的光束照射到待檢測目標(biāo)如車輛100上，然后部分光束被目標(biāo)回射。車輛100回射的光束按各個(gè)方向反射，部分光束回到監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器。這些回射光束傳輸經(jīng)過外殼20，入射到凹面鏡11上又被反射。這些光束聚焦在轉(zhuǎn)軸8的軸中央。凹面鏡11是一個(gè)拋物面光接收鏡，該拋物面光接收鏡的光接收視場的光軸垂直于轉(zhuǎn)軸，該凹面鏡11構(gòu)成一個(gè)繞該光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拋物面反射鏡。光束通過凹面鏡11的轉(zhuǎn)動(dòng)拋物面，會(huì)聚到焦點(diǎn)，在緊鄰焦點(diǎn)的光接收元件13的光接收面上接收回射光束。光接收元件13實(shí)施光電轉(zhuǎn)換，通過光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)接收光的強(qiáng)度，輸出電信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施例，為了檢測到甚至極小的回射光，在光接收元件13實(shí)施光電轉(zhuǎn)換的情況下，采用具有雪崩效應(yīng)的光電二極管，其中的雪崩效應(yīng)是一種現(xiàn)象，即光電轉(zhuǎn)換量成指數(shù)增長，并按照電子和空穴的形成對(duì)在運(yùn)動(dòng)到電極的過程中連續(xù)地感應(yīng)出相同對(duì)數(shù)的電子和空穴。接收到的光信號(hào)放大電路固定在光接收板14上，進(jìn)一步放大經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)。該放大信號(hào)傳輸?shù)紺PU板16上，用CPU板測量出光接收信號(hào)的時(shí)間。
距離計(jì)算裝置固定在CPU板16上，該裝置按照如下計(jì)算出到車輛100的距離。該距離計(jì)算裝置測量出從光發(fā)射板15驅(qū)動(dòng)激光二極管1以發(fā)射光的時(shí)間到在光接收板14上產(chǎn)生光接收信號(hào)的時(shí)間，如此測得的時(shí)間被視為裝置和車輛100之間激光束往復(fù)所需要的時(shí)間，即是說，如此測得的時(shí)間被視為傳播延遲時(shí)。裝置到車輛100的距離可以根據(jù)該傳播延時(shí)計(jì)算出來。
固定在CPU板16上的方向檢測裝置包括一個(gè)參考信號(hào)電路25，為控制無刷DC電動(dòng)機(jī)恒定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)速，該參考信號(hào)電路25產(chǎn)生一個(gè)參考速度信號(hào)；一個(gè)轉(zhuǎn)速檢測電路26，用來檢測轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)；一個(gè)比較電路33，用于比較參考速度信號(hào)和反饋信號(hào)，并檢測二者之間的速度差27(該實(shí)施例中為相位差)。該反饋控制系統(tǒng)的組成如下根據(jù)比較電路33輸出的速度差27，控制施加到電動(dòng)機(jī)定子線圈的電壓強(qiáng)度或電流強(qiáng)度，使得轉(zhuǎn)子7的角速度保持恒定。根據(jù)前述，計(jì)數(shù)器計(jì)算出參考速度信號(hào)的同步脈沖的累積值，這樣轉(zhuǎn)軸8的參考角度就能檢測出來。
在這種聯(lián)接方法中，速度差27(速度偏差)為轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，產(chǎn)生的原因?qū)嶋H上是軸承中的摩擦，而且還因?yàn)檗D(zhuǎn)子側(cè)磁鐵和定子側(cè)線圈之間的磁場作用不平衡。在對(duì)參考速度信號(hào)與反饋信號(hào)互相比較時(shí)，就得到了對(duì)應(yīng)相位差的這種波動(dòng)量。
因此，這種相位差可用作相對(duì)于參考角的角矯正量。在開始對(duì)參考速度信號(hào)的同步脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的該參考位置，由方位角始點(diǎn)檢測電路24在電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)加以檢測。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度位置任何時(shí)間都可以得到精確測定，即光發(fā)出光學(xué)系統(tǒng)的光軸和光接收系統(tǒng)的光軸之間的方向角任何時(shí)間都可以精確測出。例如采用傳統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，檢測角度為3.75°。另一方面，本實(shí)施例中可能得到0.05°的角度分辨率。
接著，下面將對(duì)光束水平掃描進(jìn)行說明。如上所述，轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)角在任何時(shí)間都可以由CPU板16、無刷DC電動(dòng)機(jī)的速度控制電路板6和驅(qū)動(dòng)激光二極管1的光發(fā)射信號(hào)精確測定，這樣激光二極管1發(fā)出光在預(yù)定時(shí)間間隔里提供給光發(fā)射板15。參考時(shí)鐘脈沖在給出光發(fā)出信號(hào)情況下實(shí)施無刷DC電動(dòng)機(jī)的速度控制，通過計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)器計(jì)算出參考時(shí)鐘脈沖數(shù)的累積總和，與此同時(shí)產(chǎn)生的角矯正量可以用相同形式的計(jì)數(shù)器在速度差27信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后計(jì)算。由CPU將二者合成后，結(jié)果輸出作為精確方位角。
通過控制光發(fā)射板15產(chǎn)生光發(fā)射信號(hào)，這樣驅(qū)動(dòng)激光二極管1的電壓每當(dāng)無刷DC電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸8到達(dá)預(yù)定角度位置時(shí)就加到激光二極管1上。當(dāng)光束從無刷DC電動(dòng)機(jī)的各個(gè)角度位置發(fā)出，可以實(shí)施檢測水平方向角度的掃描。
在組成上述監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器中，對(duì)主透鏡2，輔助透鏡3和固定面反射鏡4的位置進(jìn)行調(diào)整，而且將作為掃描鏡的柱面鏡9的光軸和光接收凹面鏡11光軸調(diào)整為相互平行。由于柱面鏡9的光軸和光接收凹面鏡11的光軸都指向同一個(gè)方向，兩鏡相互成一體地轉(zhuǎn)動(dòng)，即使當(dāng)光束任意方向發(fā)出時(shí)，待檢測目標(biāo)上回射的光束確實(shí)入射并會(huì)聚到光接收元件13。因此的確可以得到預(yù)定性能和特征。
接著，下面將對(duì)該實(shí)施例的設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。在下面的實(shí)施例中，確認(rèn)裝置垂直方向上的尺寸降低為傳統(tǒng)裝置的67％。傳統(tǒng)裝置垂直方向上的尺寸為122mm(100％)，實(shí)施例的垂直方向上測出為81.5mm(67％)。
主透鏡2材料非晶聚烯烴折射率1.52(波長為0.85μm的情況下)制作方法樹脂模塑澆注透鏡表面處理兩側(cè)上的減反射膜MgO2汽相淀積透鏡類型非柱面平板凸面鏡曲率-0.4279非柱面系數(shù)-0.55通過計(jì)算，本發(fā)明確認(rèn)如下。當(dāng)入射到透鏡上的光束和光軸之間形成20°角時(shí)，該透鏡準(zhǔn)直的光束角度相對(duì)光軸為0.067°，即光束基本上是平行的。實(shí)際上，在透鏡上實(shí)現(xiàn)散焦調(diào)整，從而使光束水平方向上的展開角變成裝置需要的1°。
輔助透鏡3材料光學(xué)玻璃BK7折射率1.51(波長為0.85μm的情況下)制作方法機(jī)械拋光透鏡表面處理兩側(cè)上的減反射膜MgO2汽相淀積透鏡類型非柱面平板凸面鏡曲率-0.1284非柱面系數(shù)-0.01通過計(jì)算，本發(fā)明確認(rèn)如下。當(dāng)入射到透鏡上的光束和光軸之間形成10°角時(shí)，該透鏡準(zhǔn)直的光束角度相對(duì)光軸為0.499°。透鏡在這種情況下焦點(diǎn)方向的位置無法實(shí)施，進(jìn)行設(shè)計(jì)和裝配，使得光束垂直方向上的展開角變成裝置需要的1°。
固定平面反射鏡4材料非晶聚烯烴反射率80％(波長為0.85μm的情況下)制作方法樹脂模塑澆注反射鏡表面處理鋁汽相淀積，MgF的減反射膜汽相淀積(氟化鎂)反射鏡類型平面反射鏡柱面鏡9材料非晶聚烯烴反射率80％(波長為0.85μm的情況下)制作方法樹脂模塑澆注反射鏡表面處理鋁汽相淀積，MgF的減反射膜汽相淀積(氟化鎂)反射鏡類型非柱面反射鏡曲率-0.007非柱面系數(shù)-0.01凹面鏡11
材料非晶聚烯烴反射率80％(波長為0.85μm的情況下)制作方法樹脂模塑澆注反射鏡表面處理鋁汽相淀積，MgF的減反射膜汽相淀積(氟化鎂)反射鏡類型轉(zhuǎn)動(dòng)拋物面鏡曲率-0.007非柱面系數(shù)-1如上所述，根據(jù)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，有可能在矯正光源象散差的同時(shí)改變光程。因此在不受輻射裝置位置限制的情況下，提高了設(shè)計(jì)自由度。因此垂直方向上裝置的尺寸得到容易地減小。
根據(jù)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，在與反射鏡的同一平面上將輻射裝置安排成與軸線中央相垂直。因此當(dāng)裝置與車輛結(jié)合時(shí)，作出的限制很小，這一點(diǎn)為該裝置的應(yīng)用提供了良好的效果。
根據(jù)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，用簡單結(jié)構(gòu)可以很容易地調(diào)整發(fā)出光的光軸和接收光的光軸。因此可以得到預(yù)定性能和特征，這一點(diǎn)為該裝置的應(yīng)用提供了良好的效果。
根據(jù)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，當(dāng)用框架件將內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)合為一體時(shí)，可以容易地實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整，也容易實(shí)現(xiàn)該裝配操作，并提高裝置的機(jī)械強(qiáng)度。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了可靠性的提高和制造費(fèi)用的降低。
根據(jù)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，可以防止接收光的誤差檢測，該誤差是由光束反射到裝置內(nèi)表面產(chǎn)生的。因此要檢測一個(gè)可能受誤差檢測影響的近距離目標(biāo)，這也成為可能。因此，安全性和可靠性得到了極大提高。
根據(jù)監(jiān)控車輛周圍的監(jiān)控器，我們可能得到一個(gè)相當(dāng)高的分辨能力。特別有可能精確檢測遠(yuǎn)距離處目標(biāo)的位置。因此極大提高了安全性和可靠性。
權(quán)利要求
1．一種監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，包括輻射裝置，它包含一光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)具有一對(duì)柱面透鏡，一對(duì)棱鏡，和一對(duì)用來消除光源像散差的反射鏡，所述輻射裝置用于輻射光波；輻射光漫射裝置，包括一個(gè)柱面鏡和輻射光會(huì)聚裝置，柱面鏡用于反射輻射裝置輻射光波，輻射光會(huì)聚裝置用于形成垂直方向上的預(yù)定輻射擴(kuò)散角；反射光會(huì)聚裝置，用于會(huì)聚由輻射光漫射裝置輻射和漫射并在物體上反射的光波；轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，其中輻射光漫射裝置和反射光會(huì)聚裝置分別固定在轉(zhuǎn)軸的兩端；一個(gè)掃描裝置，通過驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，使輻射光漫射裝置和反射光會(huì)聚裝置在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，用這樣的光波實(shí)施掃描；一個(gè)光接收裝置，它在垂直方向上與轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置相分開，光接收裝置用于接收反射光會(huì)聚裝置會(huì)聚的光波；一個(gè)距離計(jì)算裝置，根據(jù)從輻射裝置輻射光波到光接收裝置接收被反射的光波之間的傳播延時(shí)，計(jì)算到物體的距離；以及一個(gè)光程改變裝置，包括一個(gè)反射鏡，用于沿輻射光漫射裝置的方向從輻射裝置輻射的反射光波。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，所述的輻射光漫射裝置，反射光會(huì)聚裝置，光接收裝置和光程改變裝置的反射鏡都位于轉(zhuǎn)軸的軸線位置；以及輻射裝置位于垂直與反射鏡相同平面上的軸線。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，輻射光漫射裝置和反射光會(huì)聚裝置各自含有螺母；當(dāng)鎖緊螺釘旋入陰螺紋時(shí)，輻射光漫射裝置和反射光會(huì)聚裝置固定在轉(zhuǎn)軸上；以及螺釘相對(duì)轉(zhuǎn)軸的各個(gè)角度位置都是可調(diào)的，這樣輻射光波的光軸和反射光波的光軸相互平行。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，進(jìn)一步包括一個(gè)緊固裝置，用于固定并聯(lián)接轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，輻射裝置和光程改變裝置中至少部分光學(xué)系統(tǒng)將構(gòu)成一個(gè)整體裝置；一個(gè)框架，用于固定并聯(lián)接該整體裝置，輻射裝置，輻射裝置中至少的光源和光接收裝置以及形成各個(gè)裝置的電路板，框架將這些裝置結(jié)合為一體；以及一個(gè)外殼，用于容納通過框架結(jié)合為一體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，外殼包括一個(gè)第一外殼和第二外殼；將通過框架結(jié)合為一體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件固到第一外殼，以及第二外殼與第一外殼固定，其中內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件用第一外殼和第二外殼包覆。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，進(jìn)一步包括光屏蔽框架，用以防止當(dāng)部分光波反射到外殼內(nèi)表面或內(nèi)結(jié)構(gòu)元件上時(shí)，通過輻射光漫射裝置從輻射和漫射的部分光波入射到光接收裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器，其特征是，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸受反饋控制以恒定角速度驅(qū)動(dòng)時(shí)，并當(dāng)輸出參考信號(hào)的時(shí)鐘脈沖累積總數(shù)和根據(jù)該參考信號(hào)此時(shí)與反饋信號(hào)的比較結(jié)果輸出的速度差聯(lián)合計(jì)數(shù)時(shí)，可以精確檢測轉(zhuǎn)軸的角位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一個(gè)極實(shí)用的監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器,特征表現(xiàn)為:監(jiān)控器垂直方向的尺寸較小,這樣監(jiān)控器可以在沒有任何限制的情況下結(jié)合到小型飛行器中;性能和特性都很優(yōu)良。本發(fā)明公開了一個(gè)特殊機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器。本發(fā)明提供一種監(jiān)控飛行器周圍的監(jiān)控器包括:一個(gè)輻射光波的輻射裝置,該輻射裝置有一個(gè)光學(xué)系統(tǒng),用于消除光源的散光偏差;一個(gè)光程改變裝置,包括用于反射從輻射裝置在輻射光漫射裝置方向上輻射的光束?？梢栽诔C正光源散光偏差的同時(shí)改變光程。
文檔編號(hào)G01S17/42GK1307241SQ0013056
公開日2001年8月8日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者山渕浩史 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社