JP2013529775A - 車道状態を無接触で検出するセンサ及びその使用 - Google Patents

Abstract

自動車のための車道の表面検出用センサ（１０２，２０２）。
センサは少なくとも１つの光源（１１２；２１２）、拡散反射される光を検出する第１の検出器（１２２；２２２）、第１の検出器（１２２；２２２）の前に設けられる第１の偏光子（１２４；２２４）、及び第２の検出器（１３２；２３２）を含む。拡散反射される光及び鏡面反射される光が、１つの光軸（Ａ；Ｂ）を持つ共通な集束装置（１６０；１６２；２６０）を介して集束され、かつビームスプリッタ（１５０；２５０）により、第１の検出器（１２２；２２２）及び第２の検出器（１３２；２３２）へ向かって分割され、少なくとも１つの光源（１１２，２１２）が集束装置（１６０；１６２；２６０）の光軸（Ａ；Ｂ）に設けられている。

Description

本発明は、自動車の下の車道性質を無接触で検出するセンサに関する。特に本明細書は、アスファルト又はコンクリートのような異なる車道表面を検出し、またその状態を検出し、特に乾燥しているか、氷結しているか又は雪で覆われている車道表面を検出するための光学表面センサに関する。

最近の自動車は、大抵の場合標準的に、適当な表示を持つ車外温度センサを持ち、車外温度が例えば＋３℃より下に低下すると、運転者に警告を与える。それにより運転者は、起こり得る凍結道路面又は冬らしい道路状態の出現に対して警告される。しかしこのような警告は一般的な性質のものにすぎず、実際の車道状態には無関係なので、ともかく運転者により周辺情報としてのみ認められる。このような温度指示はしばしば無視される。

実際に自動車の下にある車道表面についての情報を得るため、光に基く光学表面センサ又は機械又は音響センサが公知である。

従来技術において公知の光学表面センサは、大体において２つの基本原理に基いている。光を車道へ放出し、車道表面で拡散反射される光及び鏡面反射される光を測定する表面センサは公知である。このようなセンサは、拡散反射される光の割合が車道表面の増大する明るさと共に増大する、という効果に基いている。例えば雪で覆われた明るい車道が暗いアスファルトから区別される。水及び氷は反射検出器により検出される。なぜならば、当たる光がここで鏡面反射されるからである。このようなセンサは、可視光で作動可能であるが、反射される光による車道表面の氷と水の区別は確実に可能でない、という欠点を持っている。このようなセンサは例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３６２１５６７号明細書から公知である。

赤外線範囲における異なる波長が水及び氷により異なるように吸収される、という効果を利用するいわゆるスペクトル表面センサも公知である。その場合異なる波長の反射される光の強さの皮革は、乾いているか湿っているか又は氷結している車道を推論させる。このようなスペクトル赤外線センサは例えば米国特許第４２７４０９１号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１９７３６１３８号明細書から公知である。

表面センサを構成するため、従来技術において種々の解決策が提案されている。しかしこれらの解決策は場所をとり、互いに向き合わせて修正せねばならない複数の光源及び検出器の取付けを必要とする。

本発明の基礎になっている課題は、場所を節約しかつ高い検出品質を与える車道の種類及び状態を検出するための改善されたセンサを提供することである。

この課題は、車道特に請求項１に記載の自動車用車道の表面の性質を検出するセンサによって解決される。車道の性質は、湿っているか、乾燥しているか、氷結しているか又は雪で覆われているか又はその組合わせのような車道表面の状態を含むことができる。車道の性質は、車道の種類、又は例えばアスファルト、コンクリート、砕石、砂利又はその組合わせのような車道表面の粗さについての情報も含むことができる。

センサは、少なくとも１つの光源装置、拡散反射される光を検出する第１の検出器、及び反射される光を検出する第２の検出器を含んでいる。第２の検出器で検出される反射される光は、鏡面反射される光及び拡散反射される光を含むことができる。少なくとも２つの偏光子が設けられ、第１の偏光方向を持つ第１の偏光子が第１の検出器に付属している。光源装置に光源偏光子が付属し、かつ／又は第２の検出器に第２の偏光子が付属し、その偏光方向は第１の偏光子の第１の偏光方向に対して大体直角に向けられている。車道表面において拡散反射される光及び鏡面反射される光が、１つの光軸を持つ共通な集束装置を介して集束され、かつビームスプリッタにより、第１の検出器及び第２の検出器へ向かって分割される。少なくとも１つの光源装置から放射される光又は光線の光軸即ち放射軸が集束装置の光軸と少なくとも部分的に重なっている。

放射軸が集束装置の光軸と少なくとも部分的に重なる配置は、放射される光線と車道表面から反射される光とを重畳することを可能にする。そのために少なくとも１つの光源装置、放射レンズ及び／又は光源偏光子を、集束装置の光軸に設けることができる。更に鏡面反射される光及び拡散反射される光が同じ集束装置により集束される。それによりセンサをコンパクトに場所を節約して構成することができる。すべての重要な部品をただ１つのハウジング内に統合することができ、それにより車両への簡単かつコンパクト従って安価な組込みが可能になる。

光源装置の光軸は、光源装置の前に設けられる放射レンズの光軸であるが、又はこれにより規定されてもよい。光源装置の１つ又は複数の光源が光軸上に設けられていることは必要でない。むしろ異なる波長の光を放射する複数の光源を近くに並べて設けるか、光源装置において光源装置の光軸の回りに設けることができる。

反射される特に鏡面反射される光及び拡散反射される光の方向は、放射される光線の方向に対して約１８０°例えば約１７０°〜１９０°の範囲の角度で傾斜しており、即ちこれらの方向は大体において逆向きである。

集束装置が集束レンズを含むことができる。

集束装置は、当業者に周知の集束レンズ及び／又は他の光学素子を含むことができる。

光源装置を光線中に又は集束装置の後に設けることができ、即ち光源装置を、集束装置に関してビームスプリッタと同じ側又はビームスプリッタに対向する側に設けることができる。光源装置を少なくとも部分的に集束装置に設けることもできる。集束装置は、光源装置及び／又は光源装置に付属する放射レンズを収容する収容部又は開口を持つことができる。集束装置にある開口は、光源装置から放射される光を通すために設計することもできる。開口は大体において集束装置の光軸に形成することができる。開口は穴として特に通過穴として形成することができる。

しかし光源装置から放射される光を、集束装置の少なくとも一部を通って放射することもできる。この場合光源装置は、集束装置のビームスプリッタと同じ側にあり、集束装置によって保護される。それに応じて放射レンズを合わせることができる。

集束装置は、車道表面から反射特に鏡面反射される光及び拡散反射される光を集束するため、放物面鏡又は他の放物面光学系を含むことができる。光路において放物面鏡の後及び放物面鏡の焦点の前に、ビームスプリッタを設けることができる。

光源装置の前に、少なくとも１つの光源から放射される光を所定の方向に偏光する光源偏光子を設けることができる。しかし偏光を放射するように、光源装置を設計することもできる。

本発明によれば、少なくとも２つの偏光子又は偏光フィルタが設けられ、そのうち第１の偏光子が第１の検出器に設けられて、それが第１の検出器の方へ第１の偏光方向の光波のみを通す。光源偏光子が光源装置に設けられていると、その偏光方向は第１の検出器の第１の偏光方向に対して直角に設けられ、光源装置から放射される光が第１の検出器の第１の偏光方向に対して直角な方向に偏光されるので、第１の検出器で偏光されて鏡面反射される光が濾別され、拡散反射される光のみが検出される。第２の検出器において、鏡面反射される光及び拡散反射される光が検出される。第２の偏光子が第２の検出器に付属し、その偏光方向が第１の偏光フィルタの第１の偏光方向に対して直角に向けられている時、同じ効果が得られる。第２の偏光フィルタは、光源偏光子の代わりに又はそれに加えて使用することができる。光源装置において偏光を既に発生することも考えられる。

少なくとも２つの互いに異なる波長の使用は、センサをスペクトル状に作動させることを可能にする。例えば氷又は水により特に吸収される波長の使用によって、これらの特定の波長の反射される光が基準波長と比較される時、車道上の氷又は水を検出することができる。従ってスペクトル分析及び拡散反射及び鏡面反射の原理を、ただ１つの装置又はただ１つのハウジング内で実行することができる。そのためすべての光源を持つ光源装置及びそのために必要なすべての検出器例えば第１及び第２の検出器が、場所を節約して１つのハウジングに収容され、それにより組立及び保守も簡単になる。赤外線範囲にある少なくとも３つの互いに異なる波長において光を使用することができる。そのため光源装置は複数の光源を含むことができる。そのため例えば光源装置は、１３００ｎｍ，１４６０ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長の赤外線を放射するように設計することができる。波長１４６０ｎｍの光は水により特によく吸収されるが、波長１５５０ｎｍの光は氷によりよく吸収される。その場合約１３００ｎｍの範囲にある光を基準波長として使用することができる。しかし他の波長も使用できる。特に基準波長として、氷にも水にもあまり吸収されない他のあらゆる波長を使用することができる。水に感じ易い波長として、水中で吸収が高められる他のあらゆる波長も使用することができる。氷に感じ易い波長として、氷において吸収が高められるあらゆる波長を使用することができる。他の関心のある波長は例えば赤外線範囲にある１１９０，１０４０，９７０，８８０及び８１０ｎｍ及び可視波長範囲６２５，５３０及び４７０ｎｍを含んでいる。

光源装置は、正確に３つの異なる波長の光を放射するように設計することができる。そのため光源装置は、３つの光源即ち各波長に対して１つの光源を持つことができる。スペクトルとしても鏡面又は拡散反射される光を検出するため、車道性質及び車道の種類を検出するため、３つの波長のみが使用される。各光源は個々に制御可能であり、他の光源とは無関係に投入及び遮断可能であるか、又は強さを制御可能である。

更に上記の２つ又は３つの互いに異なる波長より多い波長も使用できる。例えば波長６２５ｎｍは、拡散反射される光及び鏡面反射される光の測定に加えても使用できる。

更に放射される光の強さ又は振幅を調整することもできる。強さ又は振幅の調製は、光源装置のすべて又は個々の光源の投入及び遮断によって行うことができる。強さの調整又は投入及び遮断は、光源装置の各波長に対して又は光源装置の各光源に対して別々に行うことができる。例えば各波長に対する強さの調整又は投入及び遮断は、同じ周波数ただし移相された周波数及び／又は異なる周波数で行うことができる。それにより例えば異なる波長の光が時間的にずらして又は順次に放射されるようにすることができる。例えば第１の波長の光を特定の期間放射し、それから第１の波長の光を遮断し、第２の波長を投入する等を行うことができる。その場合検出器において、ただ１つの波長の光が検出される。それにより検出器における入射光のスペクトル分析又は分割を回避することができる。異なる調整技術の混合形式も使用可能であり、特に中断付き又はなしの周波数及び振幅を調整される光信号列も使用可能である。

従って本発明は、第１又は第２の検出器として簡単な検出器を使用することも可能にする。第１の検出器及び第２の検出器は、それぞれ１つ又は複数のフォトダイオードを含むことができる。少なくとも第１の検出器を、光源装置から放射されるすべての波長の光を検出するように設計することができる。検出器は、その代わりに又はそれに補足して光電チップ（例えばＣＣＤ）又は他の光学記録装置を含むこともできる。

第１及び第２の検出器は、鏡面反射される光及び拡散される光を検出するために使用することができる。更に第１及び第２の検出器の少なくとも１つをスペクトル検出のためにも使用することができる。その場合少なくともこの検出器は、複数の波長の光を検出するように設計されている。この例では、センサが正確に第１の検出器及び第２の検出器を持ち、それ以外の検出器は設けられていない。

センサは、車道表面から１０ｃｍ〜１００ｃｍの間隔で車両に又は固定的に設けられるように設計することができる。特に光源装置に付属する放射レンズは、センサから１０ｃｍ〜１００ｃｍの間隔にある車道表面において拡張反射及び鏡面反射される光が、第１の検出器及び第２の検出器において検出されるように、設計することができる。広い間隔範囲により、センサを異なる車両に容易に取付けることができる。従って取付けは追加装備においても簡単であり、複雑でない。

センサは、第１の検出器及び少なくとも第２の検出器により検出されるデータを評価又は処理するための評価装置も含むことができる。評価装置をハウジング内に設けて、ハウジングへ統合することができる。それによりセンサの特にコンパクトな構成及び簡単な組立てが行われる。しかし評価装置をセンサ外に別個の素子として設けて、例えば接続ケーブル又は無線接続を介してセンサに接続することができる。

評価装置は光源装置用制御装置を含むこともできる。

以下に本発明のそれ以外の詳細及び例が、例示的にのみかつ限定なしに、添付図面を参照して示される。

集束レンズの後に設けられる光源を持つ車道状態を検出するセンサの例を示す。 集束レンズの穴に設けられる光源を持つセンサを示す。 集束レンズの前に設けられる光源を持つセンサを示す。 放物面鏡を持つセンサを示す。 センサをどのように車両に設けることができるかの例を示す。

図１は、車道１特に車道の表面１ａの性質特に種類及び状態を検出するためのセンサ１０２の構造の例を概略的に示す。

図１に示すセンサ１０２は、車道１から反射される光１６を集束する集束レンズの形の集束装置を含んでいる。図１には集束レンズが例えば個々の集束レンズ１６０として示されているけれども、集束レンズは別のレンズ及び／又は他の光学素子を含むことができる。反射される光１６は鏡面反射される光及び／又は拡張反射される光を含むことができる。センサ１０２が車両に取付けられている時、集束レンズ１６０は車道１に対してほぼ直角に向けることができる光軸Ａを持っている。センサ１０２は、放射される光線１１がほぼ直角に車道１又は車道表面１ａに当たるように構成されている。

集束レンズ１６０の焦点１６１には、例えば１つ又は複数の図示しないフォトダイオードを含む第１の検出器１２２が設けられている。更に集束レンズ１６０と集束レンズ１６０の焦点１６１との間で、反射される光１６の光線中にビームスプリッタ１５０があって、集束レンズ１６０において集束されて焦点１６１へ集束される光の一部を通し、他の部分を反射軸Ｄに沿って例えば約９０°の角をなして反射するように設計されている。反射される光１６は、ビームスプリッタ１５０の配置に応じて、光軸Ａ外の反射軸Ｄ上の第２の焦点１５１へ集束される。反射軸Ｄの位置はビームスプリッタ１５０の配置及び向きにより決定され、図４に示す９０°の角とは異なっていてもよい。この第２の焦点１５１の所又はその近くに、第２の検出器１３２を設けることができる。

第１の検出器１２２に第１の偏光フィルタ１２４を付属させ、かつ／又は第２の検出器１３２に第２の偏光フィルタ１３４を付属させることができる。図１に示す例では、第１の検出器１２２のみに、第１の偏光フィルタ１２４が光軸Ａ上に設けられて、第１の偏光フィルタ１２４の第１の偏光方向に向けられる光のみが第１の検出器１２２へ入射するようになっている。しかしその代わりに又はそれに加えて第２の検出器１３２の前に、第２の偏光フィルタ１３４又は他のフィルタを設けることもできる。

第１の検出器１２２及び第２の検出器１３２は、同じ構造のフォトダイオードを含むか、又は例えば異なる波長に対して異なる感度で異なるように構成することができる。第１の偏光フィルタ１２４又は第２の偏光フィルタ１３４のほかに、別のフィルタ又はそれ以外の光学素子を第１の検出器１２２及び／又は第２の検出器１３２に付属させることもできる。例えば特定波長又は特定波長範囲の光のみを第１の検出器又は第２の検出器へ通す色フィルタを使用することができる。

ビームスプリッタ１５０も２色鏡として構成されて特定の波長範囲を反射し、他の波長範囲が透過されるようにすることもできる。

センサ１０２は、更に１つ又は複数の図示しない発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード又は他の適当な光源又はそれらの組合わせを含んでいる。光源装置１１２は、１つ又は複数の波長又は波長範囲の光を反射するように設計することができる。

光源装置１１２には光源偏光フィルタ１１４及び放射レンズが付属しているので、光源装置１１２から放射される光が光源偏光フィルタ１１４により偏光され、かつ放射レンズにより放射光線１１となるように集束される。図１において放射光学系は、例えば個々の放射レンズとして示されている。しかし放射光学系はそれ以外のレンズ及び／又は他の光学素子を含むことができる。光源１１２、偏光フィルタ１１４及び放射レンズ１１６は、図示して例では光軸Ａに設けられている。しかし主として、放射される光線１１が光軸Ａに沿って放射されるか又は光軸と重なるように、放射光学系１１６を配置して構成することが重要である。

図１に示す例では、光源１１２、偏光フィルタ１１４及び放射レンズ１１６が、集束レンズ１６０とビームスプリッタ１５０との間従ってセンサ１０２内の集束レンズ１６０に関して内側にあるように設けられている。光源装置１１２から放射される光線１１は、従ってまず光源偏光フィルタ１１４において所定の方向へ偏光され、それから放射レンズ１１６及び集束レンズ１６０を通って車道１又は車道表面１ａへ向けられる。その際放射レンズ１１６と集束レンズ１６０の組合わせは、車道１上の所定の範囲が照らされるように調整することができる。

光源偏光フィルタ１１４の偏光方向は、第１の偏光フィルタ１２４の偏光方向に対して直角に向けることができる。それにより車道表面１ａから鏡面反射される光は、第１の偏光フィルタ１２４により濾別され、第１の検出器１２２は拡散反射されるのみを検出する。これに反し第２の検出器１３２は、図示した例では偏光フィルタを持たず、鏡面反射及び拡散反射される光を検出する。しかし光源偏光子１１４の偏光方向に対して平行に向けられている第２の偏光フィルタ１３４を選択的に設けることができるので、第２の検出器１３２により、主として鏡面反射される光を検出することができる。

更にセンサ１０２は、第１の検出器１２２及び第２の検出器１３２により検出されるデータを処理する評価装置５０を持っている。評価装置５０は、ケーブル又は無線接続を介して第１の検出器１２２及び第２の検出器１３２に接続することができる。評価装置は、光源装置１２１用制御装置を含むか、制御装置に接続可能である。しかし図１及び３に関して示すように、評価装置５０及び／又は制御装置は、ハウジング１０４に設けるか、ハウジング１０４に統合することができる。しかし図２に示すように、評価装置５０はハウジング１０４外に設けることもでき、例えば車両６０の別の場所にあってもよい。

光源装置１１２から放射される光線１１を集束レンズ１６０に通して導く代わりに、集束レンズ１６２は例えば穴特に貫通孔の形の開口１６３を持つことができ、その場合集束レンズ１１７のみの影響を受ける光がこの開口を通って車道１へ導かれるようにすることができる。中心開口１６３を持つこのようなレンズ１６２は、開口１６３を持つ集束レンズ１６２として例えば図２に示されている。この場合放射される光線１１は集束レンズ１６２の影響を受けないので、放射光学系又は放射レンズ１１７は適当に適合されている。

更に図２では、光源装置１１２、光源偏光子１１４及び放射レンズ１１７が、通過穴を持つ集束レンズ１６２の通過穴に設けられている。集束レンズ１６２の中心穴１６３は、例えば円形穴として光軸Ａ上に心出しして構成することができる。

第１の検出器１２２、第２の検出器１３２、ビームスプリッタ１５０及びここにはそれ以上特に言及されてない素子のようなそれ以外の装置は、図１においてまた図１において説明される例に関して、構造において同じに構成することができる。

図３は本発明の別の実施例を示し、光源装置１１２、光源偏光子１１４及び放射レンズ１７から成る放射装置が、集束レンズ１６０の前で集束レンズ１６０の光軸Ａに設けられている。その際“前”という概念は、集束レンズ１６０に対してセンサ１０２にある光放射装置１１０の配置に関するものである。この構成において放射装置１１０は、ビームスプリッタ１５０、第１の検出器１２２及び第２の検出器１３２に対向する集束レンズ１６０の側にある。この構成では、集束レンズ１６０にある開口をなくすことができる。

それ以外のすべての部品は、図１及び図２にある部品に相当しているか又は一致しており、当業者は集束レンズ１６０及び放射レンズ１１７の焦点距離を変化して寸法に合わせるであろう。

更に図１〜３に示されたセンサ１０２のすべての装置及び素子をただ１つのハウジング１０４に収容することができる。特に図１〜３に概略的に示されているように、評価装置５０もハウジング１０４内に設けるか、又はハウジング４に統合することができる。

車両の種類及び状態を検出するセンサ２０２の別の実施例が図４に示されている。センサ２０２は、センサハウジング２０４の後部範囲に設けられている放物面鏡２６０の形の集束装置を持っている。放物面鏡２６０は光軸Ｂを持ち、車道表面１ａから反射されて光軸Ｂに沿って入射する光線２６が、同様に光軸Ｂ上にある放物面鏡２６０の焦点２６１へ集束される。放物面鏡２６０の向きに応じて、図４に示すように放物面鏡２６０のこの焦点２６１が、反射されて入射する光線２６の中心にある。図１〜３のビームスプリッタ１５０に大体一致するビームスプリッタ２５０は、放物面鏡２６０と放物面鏡の焦点２６１又は第１の検出器２２２との間に設けられて、放物面鏡２６０により反射されるか又は集束される光の一部を、約９０°の方向に反射軸線Ｃに沿って第２の検出器２３２へ集束することができる。その場合第２の検出器２３２は光軸Ｂ外にある。反射軸Ｃの位置は、ビームスプリッタ２５０の配置及び向きによって決定され、図４に示す９０°の角とは異なっていてもよい。

更に第１の偏光子又は第１の偏光フィルタ２２４を第１の検出器２２２に付属させることができる。それに加えて又はその代わりに、第２の偏光子又は第２の偏光フィルタ２３４を第２の検出器２３２に付属させることができる（破線で示す）。第１の偏光フィルタ２２４及び選択的な第２の偏光フィルタ２３４は、その偏光方向において、図１〜３の第１の偏光フィルタ１２４及び第２の偏光フィルタ１３４に一致していてもよい。第１の検出器２２２の前にある第１の偏光フィルタ２２４は、鏡面反射される光を濾別するのに用いられるので、この光は第２の検出器２３２によってのみ検出される。

光軸Ｂ上に、同様に光源装置２１２、光源偏光子２１４及び放射光学系例えば放射レンズ２１６から成る光放射装置が設けられている。放射装置は、放射レンズ２１６の光軸が放物面鏡２６０の光軸Ｂと一致するか又はこれと少なくとも重なるように設計されている。光放射装置２１０はセンサハウジング２０４内に設けることができる。動作原理は図１〜３に動作原理に一致しているが、集束レンズ１６０又は１６２は集束装置としての放物面鏡２６０により代えられており、光路がそれに応じて合わされている。

上述したセンサ１０２，２０２は、鏡面反射される光及び拡散反射される光を測定するため、可視光範囲例えば約６２５ｎｍの波長で作動可能である。第１の検出器において測定される拡散反射光と第２の検出器において付加的に測定される鏡面反射光との比から、車道の明るさ及び車道の粗さを推論し、それにより車両が例えばアスファルト車道上にあるか又はコンクリート車道上にあるかを確かめることができる。

上述したセンサ１０２，２０２は、赤外線範囲においても種々の波長で使用することができる。このため第１の検出器及び／又は第２の検出器を使用することができる。例えば波長が１４６０ｎｍの赤外光は水により特によく吸収されるので、この波長の光は、湿った車道では、第１の検出器又は第２の検出器へ僅かな程度しか反射されない。これに反し乾いた車道では、この波長は正常に反射される。波長が１５５０ｎｍの赤外光は、氷によりよく吸収される。これら両方の波長の反射の比較及び基準波長の考慮によって、車道上の氷又は水を推論することができる。氷によっても水によってもあまり吸収されない例えば１３００ｎｍの基準波長は、両方の異なる波長の吸収度の評価に用いられる。その場合波長１５５０ｎｍ／１３００ｎｍにおいて測定される強度比を、１４６０ｎｍ／１３００ｎｍの比と公知のように関係づけて、車道上の水及び氷又は乾いた車道についての情報を得ることができる。

異なる波長を並行してただし時間的に順次ずらせて放射することができる。それにより１つの時点に１つの波長の光のみが放射され、それに応じて検出される。これにより、費用のかかるスペクトル分析又は光線分割をやめることができる。

上述したセンサ１０２，２０２により、コンパクトで安価な構造で、スペクトル反射、鏡面反射及び拡散反射を短い時間的連続で測定し、これに基いて車道の種類及び状態を推論することができる。それにより車両６０の下の車道１又は車道表面１ａの実際の状態及び種類について一層良好で一層正確な情報が生じる。測定のためセンサハウジング１０４，２０４内にただ１つのセンサ１０２又は２０２しか必要でない。

図５は、図１〜４について上述したセンサ１０２，２０２を車両６０内にどのように設けることができるかを示している。

センサ１０２，２０２は、車両６０に設けるために設計されている。図示した例では、センサ１０２，２０２は車両６０の左前輪６２の前でその輪間に設けられている。しかしセンサ１０２，２０２を、その上又はその代わりに、右前輪及び／又は１つ又は両方の後輪例えば左後輪６４の前に設けて、個々の車輪又は車両の前における車道１又は車道表面１ａの種類及び状態についての情報を得ることができる。センサ１０２，２０２により検出される光線１１，２１が車道表面１ａへほぼ直角に当たるように、センサ１０２，２０２が車両６０に設けられている。約１８０°の角度で反射される光線１６，２６は、センサ１０２，２０２において検出される。

センサ１０２，２０２は、車道表面１ａから約１０ｃｍ〜約１ｍの高さｈ又は間隔に設けられるように設計され、間隔はそのつどの使用目的に合わせることができる。乗車自動車においてセンサ１０２，２０２を使用するため、高さｈは１０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲にあってもよい。実用車にセンサ１０２，２０２を使用すると、高さｈは約３０ｃｍ〜約１００ｃｍとすることができ、特に５０ｃｍ〜８０ｃｍの範囲にある。

しかしセンサ１０２，２０２は車両６０の他のどんな個所にも設けることができる。更にセンサ１０２，２０２は、後で車両６０に取付けられるように設計することもできる。車両６０は乗車自動車、実用車又はあらゆる種類の車両であってもよい。

先の説明で前、後、右及び左という概念は、車両６０の通常の走行方向６に関係している。

先の説明は、図に示されている例に関して与えられた。しかし当業者は、示された例を直ちに変更するか又は組合わせ、もっと広範な走行状態を検出するため例えばそれ以外の波長を検出するであろう。測定結果を種々の要求に合わせるため、当業者は上述した波長とは異なる波長も考慮するであろう。

上述した波長がこれらの値に限定されず、上述した不連続な波長を含む波長範囲を含むことができることは明らかである。

Claims (17)

1. 自動車（６０）のため車道表面（１ａ）の性質を検出するセンサ（１０２；２０２）であって、少なくとも１つの光源装置（１１２；２１２）、拡散反射される光を検出する第１の検出器（１２２；２２２）、第１の検出器（１２２；２２２）の前に設けられて第１の偏光方向を持つ第１の偏光子（１２４；２２４）、及び反射される光を検出する第２の検出器（１３２；２３２）を含み、
   光源装置（１１２；２１２）の前に光源偏光子（１１４，２１４）が設けられ、かつ／又は第２の検出器（１３２；２３２）の前に第２の偏光子（１３４，２３４）が設けられ、これらの光源偏光子及び第２の偏光子の偏光方向が、第１の偏光子（１２４；２２４）の偏光方向に対して直角に向けられ、拡散反射される光及び鏡面反射される光が、１つの光軸（Ａ；Ｂ）を持つ共通な集束装置（１６０；１６２；２６０）を介して集束され、かつビームスプリッタ（１５０；２５０）により、第１の検出器（１２２；２２２）及び第２の検出器（１３２；２３２）へ向かって分割され、
   少なくとも１つの光源装置（１１２；２１２）から放射される光（１１；２１）の光軸が集束装置（１６０；１６２；２６０）の光軸（Ａ；Ｂ）と少なくとも部分的に重なっている
   センサ。
2. 集束装置（１６０；１６２）が集束レンズ（１６０；１６２）である、請求項１に記載のセンサ。
3. 集束レンズ（１６０；１６２）が開口（１６３）を持っている、請求項２に記載のセンサ。
4. 少なくとも１つの光源装置（１１２）が、集束レンズ（１６２）の開口（１６３）に設けられている、請求項３に記載のセンサ。
5. 少なくとも１つの光源装置（１１２）から放射される光（１０）が、少なくとも部分的に開口（１６３）を通って導かれる、請求項３又は４に記載のセンサ。
6. 少なくとも１つの光源装置（１１２）が、ビームスプリッタ（１５０）に対向する集束レンズ（１６０）の側に設けられている、請求項２に記載のセンサ。
7. 少なくとも１つの光源装置（１１２）が、ビームスプリッタ（１５０）も存在する集束レンズの同じ側に設けられている、請求項２に記載のセンサ。
8. 少なくとも１つの光源装置（１１２；２１２）、放射レンズ（１１６，１１７；２１６）及び／又は光源偏光子（１１４；２１４）が集束装置（１６０；１６２；２６０）の光軸（Ａ；Ｂ）に設けられている、先行する請求項の１つに記載のセンサ。
9. 集束装置が放物面鏡（２６０）である、請求項１に記載のセンサ。
10. 第１の検出器（２２２）又は第２の検出器（２３２）が放物面鏡（２６０）の焦点（２６１）の範囲に設けられている、請求項９に記載のセンサ。
11. 車道表面（１ａ）より上で約１０ｃｍ〜１００ｃｍの高さ（ｈ）に設けられるように設計されている、先行する請求項の１つに記載のセンサ。
12. 光源装置（１１２；２１２）が、３つの異なる波長を持つ光を放射する３つの光源を含んでいる、先行する請求項の１つに記載のセンサ。
13. センサ（１０２；２０２）が第１の検出器２２及び第２の検出器３２をただ１つの検出器として持ち、センサ（１０２；２０２）が、車道表面（１ａ）上の水及び氷を検出しかつ車道表面（１ａ）の種類を検出するのに適している、先行する請求項の１つに記載のセンサ。
14. センサ（１０２；２０２）が、車道表面（１ａ）より上で約１０ｃｍ〜１００ｃｍの高さ（ｈ）に設けられるように設計されている、先行する請求項の１つに記載のセンサ。
15. 第１の検出器（１２２；２２２）によりかつ少なくとも第２の検出器（１３２；２３２）により検出されるデータを評価する評価装置（５０）を更に含んでいる、先行する請求項の１つに記載のセンサ。
16. 評価装置（５０）がハウジング（４）内に設けられている、請求項１５に記載のセンサ。
17. センサ（１０２；２０２）が走行方向において車両（６０）の車輪（６２，６４）の前でその輪間に設けられている、先行する請求項の１つに記載のセンサ（１０２；２０２）の使用。

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