安全性の高められたレーザー送信を制御する方法および装置
【課題】レーザー感知システムからのノンアイセーフレーザー信号の送信を制御して、レーザー感知システムの動作範囲の境界外に場所を定められた近くの物体に高められた安全性を提供すること。
【解決手段】信号の放出を制御するシステムであって、信号を送信する信号ユニットであって、システムは、送信された信号によって意図した目標と衝突するための動作範囲を含む、信号ユニットと、レンジユニットであって、物体の範囲を決定し、決定された範囲に基づいて信号の送信を制御し、信号の送信は、動作範囲外にある物体の決定された範囲に応答して不能にされる、レンジユニットとを備えている、システム。
【解決手段】信号の放出を制御するシステムであって、信号を送信する信号ユニットであって、システムは、送信された信号によって意図した目標と衝突するための動作範囲を含む、信号ユニットと、レンジユニットであって、物体の範囲を決定し、決定された範囲に基づいて信号の送信を制御し、信号の送信は、動作範囲外にある物体の決定された範囲に応答して不能にされる、レンジユニットとを備えている、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本発明の実施形態は、レーザーシステムに関する。特に、本発明の実施形態は、レーザー感知システムからのノンアイセーフ（ｎｏｎ−ｅｙｅ−ｓａｆｅ）レーザー信号の送信を制御して、レーザー感知システムの動作範囲の境界外に場所を定められた近くの物体（例えば、人、動物など）に高められた安全性を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の考察）
動作中のレーザーセンサーは、物質に呼び掛けるためにレーザーパルスを送信し、送信されたレーザーパルスに対する物質からの応答を検出する。例えば、ラマンセンサーは、呼び掛けられている化合物において励起された振動モードに基づいて、構成色を有する戻り光（ｒｅｔｕｒｎ ｌｉｇｈｔ）または散乱光を検出する。他のセンサーは、レーザー誘起破壊（ＬＩＢ）または光熱誘起の物理現象などの他の現象論を用い得る。これらの用途の各々において、物体の表面は、物理プロセスを刺激するために十分なレーザーエネルギーで照射されなければならない。従って、送信レーザーの出力は、物質からの十分な戻り信号を得るために増加させられなければならない。レーザー出力、時間波形、およびレーザーの周波数は、レーザーのクラスを決定し、レーザー源に対する最大許容可能露光は、ＡＮＳＩ Ｚ１３６．１−２０００−Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓａｆｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｌａｓｅｒｓによって決定される。典型的には、安全立入禁止区域（距離であって、その距離を越える距離では目または皮膚の損傷が可能ではない、距離によって規定される）は、レーザーセンサーに関連する動作範囲よりも何倍も大きい。
【０００３】
特定の用途において、レーザー特性は、放射光線が常に目に安全であることを可能にするように制御され得る。これらのセンサーは、典型的には非常に短い有効範囲を有する。さらに、センサー動作は、本質的により安全である光スペクトルの領域において行われ得る。しかしながら、これは、技術の制限、またはセンサーが用いる基礎となる現象論の属性（例えば、ラマン散乱は紫外領域において最も効率がよい）のために、いつも可能とは限らない。安全を確実にする代替の技術は、安全立入禁止区域内の全職員が適切な個人保護用具（ＰＰＥ）（すなわち、皮膚覆いおよび安全眼鏡）を着用することを必要とする。
【０００４】
多くの用途、特に長期における検出を必要とする用途において、照射レーザーの波長、パルスエネルギーまたはパルス形状が変えられない場合がある。さらに、全職員を締め出すかまたは職員に個人保護用具（ＰＰＥ）を着用することを要求することのいずれかによって職員被曝を制限することは、可能ではない場合がある。いくつかの場合において、立入禁止区域は、このアプローチを実行可能にすることにさえ大きすぎる場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本発明の一実施形態に従って、本質的に目に安全ではない限定された範囲のレーザー感知システムの安全のレベルは、レーザー感知システムの限定された動作範囲を規定する空間間隔外に場所を定められる人または他の物体（例えば、動物など）のために高められる。レーザー感知システムは、典型的には、よく規定された空間間隔（例えば、レーザー感知システムによる呼び掛けの下での個体目標の２０ｃｍ以内の間隔、レーザー感知システムと呼び掛けレーザービームを停止する硬目標との間の全距離など）に限定される動作範囲を有する。レーザー感知システムは、ノンアイセーフレーザービームを停止する（例えば、または目に安全であるほど十分にレーザービームを減衰させる）硬目標（例えば、固体物質と、非固体であるが光学的に不透明の物質（例えば、液体、気体、または雲状のものなど）とを含む）に呼び掛ける。例えば、レーザー感知システムは、壁、テーブル、車両外部もしくは地上にある、化学液滴、生体試料、または、爆発性残査に呼び掛け得る。レーザー感知システムはまた、空気の介在領域をサンプリング（例えば、車両または堅いバックストップを有する煙突からレーザービームに発する気体に呼び掛けるなど）を行い得る。
【０００６】
本発明の実施形態は、目標までの範囲の測定を用いて、ノンアイセーフレーザーの放出を制御する。特に、目標までの範囲がレーザー感知システムの動作範囲を規定する、設計された空間間隔外である場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は不能にされる（例えば、ノンアイセーフレーザービームの中断もしくは終了、またはノンアイセーフレーザービームをアイセーフ（ｅｙｅ−ｓａｆｅ）レーザービームに修正することを含む）。換言すると、レーザー感知システムの動作範囲内に硬目標の検出がないことに応答してか、またはレーザー感知システムと動作範囲を規定する空間間隔との間に物体が検出された場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は、不能にされる。
【０００７】
動作範囲は、本質的なハードウェア制限（例えば、レーザー感知システムは、その光学的設計に基づいて所定の空間間隔外で効率的に検出することが可能ではない）および／または適応制御器から決定され得る（例えば、目標表面が動作範囲内に検出された場合、レーザー感知システムは、物体が適応動作範囲外に検出された場合、ノンアイセーフレーザーの送信を不能にすることによって目の安全性を高めるために、目標を囲むより小さい空間間隔に動作範囲を自動的に制限し得る）。レーザー感知システムから調査中の目標表面までの距離が変化すると、制御器は、目標距離に適応して追跡して、動作範囲を規定する適応空間間隔の位置（およびおそらく幅）を変化させ得る。制御器は、動作範囲の程度を独立して制御し得る（例えば、目標全体の三次元（３−Ｄ）マッピングに基づいて制御し得るか、またはユーザは、所定の呼び掛けシナリオに対して動作範囲をより良く規定するために情報を入力することが可能にされ得る）。
【０００８】
本発明の実施形態は、レーザー感知システムの動作範囲内の人の保護を提供しなく（なぜなら、受動赤外線検出器などの他デバイスがこの目的のために用いられ得るからである）、動作範囲内において目標からノンアイセーフレーザービームの鏡面反射または散乱に対して保護しない。そのような光は、動作範囲外に伝達し得、危険であり得る。しかしながら、本発明の実施形態は、範囲ファインダーが近くの人または他の物体（例えば、動物など）を検出するかまたはセンサーの動作範囲内にどの硬目標も存在しないと決定した場合、レーザー感知システムの動作範囲の境界外にある近くの人または他の物体（例えば、動物など）を保護する。
【０００９】
本発明の実施形態の上記のおよびなおもさらなる特徴および利点は、本発明の例示の実施形態の以下の詳細な説明を考慮し、特に添付の図面と共に解されるとき、明らかとなり、添付の図面において、様々な図における類似の参照数字は、類似の構成要素を示すために利用される。
【００１０】
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
信号の放出を制御するシステムであって、
信号を送信する信号ユニットであって、該システムは、意図した目標が該送信された信号と衝突する動作範囲を含む、信号ユニットと、
物体の範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御するレンジユニットであって、該信号の該送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、レンジユニットと
を備えている、システム。
（項目２）
上記レンジユニットは、
上記システムから送信され、上記物体から反射された範囲信号を受信する受信器と、
該範囲信号に基づいて上記範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御する制御器と
を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目３）
上記送信された信号は、危険な信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目４）
上記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目５）
上記範囲信号は、上記信号ユニットから送信され、上記物体から反射されたノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目６）
上記レンジユニットは、
アイセーフレーザー信号を送信するレーザー源をさらに含み、上記範囲信号は、該レーザー源から送信され、上記物体から反射されたアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目７）
上記レンジユニットは、
音響信号を送信する音響送信器をさらに含み、上記範囲信号は、該音響送信器から送信され、上記物体から反射された該音響信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目８）
上記制御器は、
レンジモジュールを含み、該レンジモジュールは、上記範囲信号が上記システムから上記物体に進み、該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて上記範囲を決定する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
上記受信器は、上記範囲信号のための送信の軸に対して角度をなして位置を決められ、該制御器は、
該送信の軸に対して該反射された範囲信号の角度に基づいて上記範囲を三角測量するレンジモジュールを含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１０）
上記レンジユニットは、
上記物体の画像を生成するレンズであって、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連する、レンズと、
制御器であって、該画像に基づいて該範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて上記危険な信号の上記送信を制御する、制御器と
を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１１）
上記制御器は、
フォーカスモジュールを含み、該フォーカスモジュールは、異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように上記レンズを制御し、該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定し、該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた上記範囲に基づいて上記物体の該範囲を決定する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１２）
上記信号ユニットは、シャッターを含み、上記レンジユニットは、上記動作範囲外にある上記物体の決定された範囲に応答して上記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１３）
上記レンジユニットは、
制御ユニットを含み、該制御ユニットは、上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して、上記信号ユニットへの電力を終了させて、上記危険な信号の送信を不能にする、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１４）
上記レンジユニットは、上記物体と、上記システムの上記動作範囲内にある決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該システムの動作範囲を調整する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１５）
（ａ）システムから意図した目標に向けて信号を送信することであって、該信号の送信は、該送信された信号によって該意図した目標と衝突する動作範囲と関連付けられる、ことと、
（ｂ）物体の範囲を決定することと、
（ｃ）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することであって、該システムからの該信号の送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、ことと
を包含する、信号の放出を制御する方法。
（項目１６）
ステップ（ｂ）は、
（ｂ．１）上記システムから送信され、上記物体から反射される範囲信号を受信することと、該範囲信号に基づいて上記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ）は、
（ｃ．１）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記送信された信号は、危険な信号を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
上記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
上記範囲信号は、上記システムから送信され、上記物体から反射された上記ノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２０）
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）上記システムからアイセーフレーザー信号を送信することであって、上記範囲信号は、該アイセーフレーザー信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され上記物体から反射される該アイセーフレーザー信号を受信することと、該反射されたアイセーフレーザー信号に基づいて上記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて上記危険な信号の上記送信を制御することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２１）
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）上記システムから音響信号を送信することであって、上記範囲信号は、該音響信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され上記物体から反射される該音響信号を受信することと、該反射された音響信号に基づいて上記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて上記危険な信号の上記送信を制御することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２２）
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）上記範囲信号が上記システムから上記物体に進み該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて上記範囲を決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２３）
上記ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）上記範囲信号の送信の軸に対して上記反射された範囲信号の角度に基づいて上記範囲を三角測量することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２４）
上記システムは、上記物体の画像を生成するレンズを含み、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連し、ステップ（ｂ．１．）は、
（ｂ．１．１）該画像に基づいて該範囲を決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２５）
ステップ（ｂ．１．１）は、
（ｂ．１．１．１）異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように上記レンズを制御することと、
（ｂ．１．１．２）該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定することと、
（ｂ．１．１．３）該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた上記範囲に基づいて上記物体の該範囲を決定することと
をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２６）
上記システムは、シャッターを含み、ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して上記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２７）
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して電力を終了させて、上記危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２８）
（ｄ）上記物体と、上記動作範囲内にある上記決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該動作範囲を調整することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２９）
上記レンジユニットは、上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して上記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にする、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目３０）
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して上記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００１１】
（摘要）
本発明の一実施形態に従って、ノンアイセーフの限定された範囲のレーザー感知システムのために安全性が高められる。レーザー感知システムは、典型的には、よく規定された空間間隔に限定される動作範囲を有する。ノンアイセーフレーザーの放出を制御するために範囲測定が利用される。特に、目標までの範囲がレーザー感知システムの動作範囲を規定する、設計された空間間隔外である場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は不能にされるかまたは危険でなくされる。換言すると、レーザー感知システムの動作範囲内に硬目標の検出がないことに応答してか、またはレーザー感知システムと動作範囲を規定する空間間隔との間に物体が検出された場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は、不能にされる。目標距離は、追跡されて、動作範囲を規定する適応空間間隔の位置（およびおそらく幅）を変化させ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施例に従う、ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に従って、音響信号を用いてノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に従って、画像処理を用いてノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例に従って、ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する方法を例示する手順フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（例示の実施形態の詳細な説明）
本発明の実施形態は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にすることによって、レーザー感知システムの動作範囲外にある近くの人または他の物体（例えば、動物など）を保護する。ビーム送信は、レーザー感知システムの動作範囲内に硬目標または意図した目標（例えば、ノンアイセーフレーザービームを停止する（例えば、またはアイセーフであるほど十分にレーザービームを減衰させる）固体物質と、非固体であるが光学的に不透明の物質（例えば、液体、気体、または雲状のものなど）とを含む）の検出がないことに応答してか、またはレーザー感知システムと動作範囲を規定する空間間隔との間に物体が検出された場合、不能にされる（例えば、ノンアイセーフレーザービームの中断もしくは終了、またはノンアイセーフレーザービームをアイセーフレーザービームに修正することを含む）。例えば、レーザー感知システムの動作範囲が０．５〜３．５メートルで、送信されたレーザービームによって衝突される反射表面または散乱表面までの範囲が０．５メートル未満または３．５メートル超であると決定された場合、ノンアイセーフレーザーの送信は、測定される範囲がレーザー感知システムの動作範囲内になるまで不能にされる。しかしながら、目標表面２．５メートル（または動作範囲内）と決定された場合、制御器は、２．５メートルを中心とする所定の幅の間隔（例えば、２．５＋／−０．５メートル）に適応して動作範囲を制限する。この適応動作範囲（例えば、２．０〜３．０メートル）外に任意の物体が検出された場合、その物体が検出されなくなるまで、ノンアイセーフレーザーは不能にされる。
【００１４】
レーザー感知システムの動作範囲は、本質的なハードウェア制限から決定され得（例えば、レーザー感知システムは、その光学設計に基づいて所定の空間間隔外において効率的に検出することが可能ではない）、かつ／または適用制御器から決定され得る（例えば、目標表面が動作範囲内に検出された場合、レーザー感知システムは、物体が適応動作範囲外に検出された場合、ノンアイセーフレーサーの送信を不能にすることによって目の安全性を高めるために、目標を囲むより小さい空間間隔に動作範囲を自動的に制限し得る）。レーザーセンサーから調査中の目標表面までの距離が変化すると、制御器は、目標距離に適応して追跡して、動作範囲を規定する適応空間間隔の位置（およびおそらく幅）を変化させ得る。制御器は、動作範囲の程度を独立して制御し得る（例えば、目標全体の三次元（３−Ｄ）マッピングに基づいて制御し得るか、またはユーザは、所定の呼び掛けシナリオに対して動作範囲をより良く規定するために情報を入力することが可能にされ得る）。
【００１５】
本発明の実施形態は、レーザー感知システムの動作範囲内の人の保護を提供しなく（なぜなら、受動赤外線検出器などの他デバイスがこの目的のために用いられ得るからである）、動作範囲内において目標からノンアイセーフレーザービームの鏡面反射または散乱に対して保護しない。
【００１６】
本発明の一実施例に従う、ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムが、図１に例示される。具体的には、レーザー感知システム１０は、意図した目標に呼び掛けるレーザーセンサーユニット８０と、物体までの範囲測定に基づいてレーザー放出を制御するレンジユニット９０とを含む。レーザーセンサーユニット８０は、レーザー１２と、ビームコンディショニング光学系１６と、検出ユニット８２とを含む。さらに、レーザーセンサーユニットは、以下に説明されるように放出を制御するシャッター１４（これは、補助デバイスよりはむしろレーザーの電子機器または光学設計の中に組み込まれ得るかまたはレーザーの電子機器または光学設計の本質的な部分であり得る）を含み得る。レーザー１２は、適切なレーザービームを提供する任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。レーザー１２からのレーザービームは、典型的には、感知用途に利用されるノンアイセーフレーザービームである。シャッター１４は、レーザー１２とビームコンディショニング光学系１６との間に配置され、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を通って送信されることを可能にしかつ／または妨げる。シャッターは、任意の従来の光停止デバイスまたは任意の光停止デバイス（例えば、シャッター、ブラインド、偏光フィルターまたは他のフィルター、可動パネルなど）によって実装され得、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信されることを妨げるのに十分に不透明であるかまたは他の光学特性（偏光、フィルター、反射率など）を有する任意の適切な材料から構成され得る。
【００１７】
ビームコンディショニング光学系１６は、レーザー１２からのレーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作る。ビームコンディショニング光学系は、任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装されて、レーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作り得る。ビームコンディショニング光学系１６からの形作られたレーザービームは、ノンアイセーフ出力レーザービーム５として働く。ノンアイセーフ出力レーザービームは、レーザー感知システム１０から目標領域４０の方に送信され、目標領域４０は、目標物質（例えば、壁、テーブル、車両外部または地上にある、化学液滴、生体試料、爆発性残査）に呼び掛けるレーザー感知システムの動作範囲を表す。
【００１８】
目標領域４０（レーザー感知システム１０の動作範囲を表す）外にある近くの人５０または他の物体（例えば、動物など）を保護するために、レーザー１２からのノンアイセーフレーザービームの送信は、これらの物体の検出に応答して不能にされる（例えば、シャッター１４を介するかまたはレーザー１２への電力を不能にすることによって）。最初に、レーザー感知システム１０（シャッター１４を有し、シャッター１４は、レーザービームがそこを通過することを可能にするように構成される）は、出力レーザービーム５を目標領域４０内の意図した目標の方に送信する。出力レーザービーム５が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、反射レーザービーム９としてレーザー感知システム１０の方に戻るように、反射されるか、散乱させられるか、または再放出される。反射レーザービームは、硬目標に呼び掛ける検出ユニット８２によって用いられ、送信されたレーザービームを傍受する表面までの範囲を測定するレンジユニット９０によってさらに用いられ得る。検出ユニット８２は、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する様々な構成要素（図示されていない）（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含む。
【００１９】
レンジユニット９０は、反射ビーム９を受け取り処理して、硬目標までの範囲を決定する。特に、レンジユニット９０は、光フィルター１８と、光受信器２０と、プロセッサ２２と、制御電子装置２６とを含む。光フィルター１８は、反射ビーム９を受け取り、反射ビームをフィルタリングし、スプリアス信号を除去する（例えば、反射ビームに対して予期されるバンド内にビームを提供する）。光フィルターは、任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装され得る。
【００２０】
フィルタリングされたビームは、光受信器２０によって受け取られる。光受信器は、好ましくは、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイを含み、受け取られビームに関するデジタル情報を制御器２２に提供する。しかしながら、光受信器は、光信号を受信する任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、ＣＣＤまたは他のアレイなど）を含み得る。受け取られたレーザービームに対するデジタル情報は、分析のために制御器２２に提供される。制御器は、任意の従来の処理デバイスまたは他の処理デバイス（例えば、プロセッサ、制御器など）によって実装され得る。制御器２２は、受け取られたビームに関するデジタル情報を分析し、衝突される目標の範囲を決定する光範囲計算機モジュール２４を含む。光範囲計算機モジュールは、任意の数量のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールによって実装され得る。
【００２１】
最初に、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、デジタル情報を分析して、有効ビームの検出を決定する。これは、光受信器２０のＣＣＤアレイの要素を（例えば、ビームの検出を示す、要素のエネルギーレベル、ビームの有効化のために閾値を超える必要のある要素の量などに関するなど）１つ以上の閾値と比較することによって達成され得る。
【００２２】
一旦有効ビームが検出されると、制御器は衝突される目標の範囲を決定する。これは、任意の適切な方法で決定され得る。例えば飛行時間技術は、範囲を決定するために利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、各出力ビーム５に対する送信時間および各受け取り反射ビーム９に対する受け取り時間を維持する。制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、ビームの送信および受け取りを検出して、それらのビームに対する送信時間および受け取り時間を記録し得る。
【００２３】
一旦有効ビームが受け取られると、制御器２２（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、受け取りビームに対する対応する送信時間および受け取り時間を検索する。送信時間および受け取り時間は、ビームがレーザー感知システム１０から衝突される目標表面に進みレーザー感知システムに戻るラウンドトリップ時間（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｔｉｍｅ）（例えば、受け取りビームに関連する、受け取り時間と送信時間との差）を決定するために利用される。ラウンドトリップ時間は、レーザービームの既知の速度（または光の速度）と組み合わせて利用され、衝突される目標までの距離または範囲（ｒａｎｇｅ）を決定する（例えば、Ｒａｎｇｅ＝０．５＊（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ／ビームのＳｐｅｅｄ））。
【００２４】
あるいは、衝突される目標までの範囲を決定するために三角測量技術が利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、光受信器２０からのデジタル情報を分析して、光受信器のＣＣＤアレイ上の受け取りビームの角度を決定する。光受信器は、好ましくは、レーザー感知システム１０の光軸（またはビーム送信軸）から既知の距離Ｄに位置を定められ、レーザー感知システム１０の光軸（またはビーム送信軸）に対して角位置に配向される。この角位置決めは、光受信器がレーザー感知システムの光軸に対して反射ビームの角度を捕捉することを可能にする。反射ビームの角度は衝突される目標までの距離と共に変化するので、その距離（および角度）に従って光受信器２０のＣＣＤアレイの異なる部分が反射ビームによって衝突される。従って、光軸に対する反射ビームの角度ＡＲＥＦは、反射ビームを検出するＣＣＤアレイの特定の要素の位置および／または配置に基づいて決定され得る。決定された角度ＡＲＥＦおよび既知の距離Ｄは、三角測量技術によって衝突される目標までの距離または範囲を決定するために利用される。例えば、直角三角形は、範囲と、角度と、既知の距離との間の関係を表し得、ここで、決定された角度に相対する（斜辺以外の）辺は既知の距離Ｄを表し、決定された角度に隣接する別の（斜辺以外の）辺は光軸に沿って、衝突される目標までの範囲を表す。従って、範囲は、正接関数（例えば、ｔａｎ（ＡＲＥＦ）＝Ｄ／Ｒａｎｇｅ、またはＲａｎｇｅ＝Ｄ／（ｔａｎ（ＡＲＥＦ））に基づいて、この直角三角形表示から決定され得る。当技術分野において周知のような他の範囲測定技術（例えば、出力レーザービームの擬似ランダム振幅変調を伴う技術など）が用いられ得る。
【００２５】
制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システム１０に対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。範囲値がレーザー感知システム動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１０と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にするために任意の従来の回路または他の回路（例えば、リレー、スイッチなど）を含み得る。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信するのを妨げ得る。あるいは、制御電子装置２６は、電力を終了させ得るかまたはさもなければレーザー１２を不能にし得る。この場合、レーザー感知システム１０は、シャッター１４なしで構成され得る。
【００２６】
レーザー１２からのビームは範囲を決定するために用いられるので、レーザーは、後の範囲測定を得るために後に範囲モードにおいて可能にされ、パルスにされる。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザ感知システム１０の動作範囲）内である場合、レーザー１２は目標に呼び掛けることを可能にされる（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。
【００２７】
あるいは、レーザー感知システム１０は、範囲を決定するためにアイセーフレーザー源を用い得る。この場合、レーザー感知ユニット８０は意図した目標への呼び掛けのためにレーザー１２を含み、レンジユニット９０は範囲決定のためにアイセーフレーザー源３０を含む。アイセーフレーザー源３０は、適切なレーザービームを提供する任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。この場合、アイセーフレーザー源３０は、目標領域４０（レーザー感知システム１０の動作範囲を表す）内の意図した目標の方にアイセーフ出力レーザービーム７を送信し、ここで、アイセーフレーザー源は、実質的にレーザー感知システムの光軸に沿ってアイセーフレーザービームを送信（またはノンアイセーフ出力レーザービーム５を送信）するように位置を決められる。送信されたアイセーフレーザービームは、目標領域４０（レーザー感知システム１０の動作範囲を表す）外の物体（例えば、人５０など）までの範囲を決定するために用いられる。アイセーフ出力レーザービーム７が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、反射レーザービーム９のように、反射してレーザー感知システム１０の方に戻る。
【００２８】
レンジユニット９０の光フィルター１８および光受信器２０は、アイセーフレーザービームに適応するように構成される。光フィルターは、反射ビームを受け取り、反射ビームをフィルタリングして、スプリアス信号を除去する（例えば、反射ビームに予期されるバンドでビームを提供する）。光受信器２０は、分析のために受け取りビームに関するデジタル情報を制御器２２に提供する。最初に制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、デジタル情報を分析して、有効ビームの検出を決定する。これは、光受信器２０のＣＣＤアレイの要素を１つ以上の閾値（例えば、ビームの検出を示す、要素のエネルギーレベル、ビームの有効化のために閾値を超える必要のある要素の量などに関する）と比較することによって達成され得る。
【００２９】
一旦有効ビームが検出されると、制御器は衝突される目標の範囲を決定する。これは、任意の適切な方法で決定され得る。例えば飛行時間技術は、上記に説明されたように範囲を決定するために利用され得る。この場合、制御器２２は、アイセーフレーザービームがレーザー感知システム１０から衝突される目標表面に進みレーザー感知システムに戻るラウンドトリップ時間（例えば、受け取りアイセーフレーザービームに関連する、受け取り時間と送信時間との差）を決定する。上記に説明されたように、ラウンドトリップ時間は、レーザービームの既知の速度（または光の速度）と組み合わせて利用され、衝突される目標までの距離または範囲を決定する（例えば、Ｒａｎｇｅ＝０．５＊（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ／ビームのＳｐｅｅｄ））。
【００３０】
あるいは、衝突される目標までの範囲を決定するために三角測量技術が利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、光受信器２０からのデジタル情報を分析して、光受信器のＣＣＤアレイ上の受け取りアイセーフレーザービームの角度を決定する。光受信器は、好ましくは、レーザー源３０（およびレーザーセンサーユニット８０）の光軸（またはビーム送信軸）から既知の距離Ｄに位置を定められ、レーザー源３０の光軸（またはビーム送信軸）に対して角位置に配向される。この角位置決めは、光学受信器がレーザー感知システムの光軸に対して反射ビームの角度を捕捉することを可能にする。上記に説明されたように、光軸に対する反射ビームの角度ＡＲＥＦは、反射ビームを検出するＣＣＤアレイの特定の要素の位置および／または配置に基づいて決定され得る。決定された角度ＡＲＥＦおよび既知の距離Ｄは、三角測量技術によって衝突される目標までの距離または範囲を決定するために利用される（例えば、Ｒａｎｇｅ＝Ｄ／（ｔａｎ（ＡＲＥＦ））
制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システムに対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。上記に説明されたように、範囲値がレーザー感知システム動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１０と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を送信するのを妨げ得るか、または電力を終了させ得るかもしくはさもなければレーザー１２（例えば、シャッター１４なし）を不能にし得る。アイセーフレーザー源３０は、レーザー１２からの送信が不能にされ得るとしても、範囲決定に対して可能のままである。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザー感知システム１０の動作範囲）内である場合、レーザー１２は意図した目標に呼び掛けることを可能にされる（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。レーザー１２の放出は、このシステムにおけるアイセーフレーザーとして機能を果たすように修正され得るが、但し、感知データを提供することは可能ではない場合がある。この場合、レーザー１２が不能にされる代わりに、レーザー１２の出力特性は、アイセーフに修正させられ、レーザー１２は、ノンアイセーフ感知に対して再可能にされるまで範囲発見のためのみに引き続き用いられ得る。
【００３１】
制御器２２は（例えば、１つ以上の制御モジュール２５を介して）、レーザー感知システム１０に対して動作範囲を制限するために、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔をさらに自動的に規定し得る。この場合、測定範囲がレーザー感知システム１０の動作範囲内である場合、制御器２２は、範囲決定を利用して、この空間間隔の位置（およびおそらく幅）を適応するように変化させ得る（例えば、目標からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。空間間隔は、（衝突される目標とレーザー感知システムとの間の相対的な距離が変化すると）衝突される目標までの範囲の変化に従ってまたは目標形状に従って、調整され得る。さらに、ユーザは、動作範囲を事前規定し、動作範囲の決定をオーバーライドするか、またはユーザの知識に基づいて動作範囲の決定に影響を及ぼす情報を入力し得る。
【００３２】
範囲測定は、レーザー感知システム内の別個のユニット（例えば、レンジユニット９０）によって行われ得るかまたはレーザーセンサーユニット８０の１つ以上の構成要素によって行われ得る。
【００３３】
ノンアイセーフレーザービームの放出を制御し音響信号を用いて、衝突される目標までの範囲を決定する実施例のレーザー感知システムは、図２に例示される。具体的には、レーザー感知システム１００は、上記に説明されたレーザー感知システム１０に類似しており、意図した目標に呼び掛けるレーザーセンサーユニット８０と、物体までの範囲測定に基づいてレーザー放出を制御するレンジユニット９５とを含む。レーザーセンサーユニット８０は、上記に説明されたレーザーセンサーユニットと実質的に類似しており、レーザー１２と、ビームコンディショニング光学系１６と、検出ユニット８２とを含む。さらに、レーザーセンサーユニットは、放出を制御するシャッター１４を含み得る。レーザー１２、シャッター１４、ビームコンディショニング光学系１６、および検出ユニット８２は各々、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。
【００３４】
上記に説明されたように、レーザー１２からのレーザービームは、典型的には、感知用途に利用されるノンアイセーフレーザービームである。シャッター１４は、レーザー１２とビームコンディショニング光学系１６との間に配置され、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を通って送信されることを可能にしかつ／または妨げる。上記に説明されたように、ビームコンディショニング光学系１６は、レーザー１２からのレーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作り、ここで、ビームコンディショニング光学系１６からの形作られたレーザービームは、ノンアイセーフ出力レーザービーム５として働く。上記に説明されたように、ノンアイセーフ出力レーザービームは、レーザー感知システム１００から目標領域４０の方に送信され、目標領域４０は、目標物質（例えば、壁、テーブル、車両外部または地上にある、化学液滴、生体試料、爆発性残査など）に呼び掛けるレーザー感知システム１００の動作範囲を表す。
【００３５】
目標領域４０（レーザー感知システム１００の動作範囲を表す）外にある近くの人５０または他の物体（例えば、動物など）を保護するために、レーザー１２からのノンアイセーフレーザービームの送信は、これらの物体の検出に応答して不能にされる（例えば、シャッター１４を介するかまたはレーザー１２への電力を不能にすることによって）。最初に、レーザー感知システム１００（シャッター１４を有し、シャッター１４は、レーザービームがそこを通過することを可能にするように構成される）は、出力レーザービーム５を目標領域４０内の意図した目標の方に送信する。出力レーザービーム５が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、レーザー感知システム１００の方に戻るように、反射される。上記に説明されたように、検出ユニット８２は、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する様々な構成要素（図示されていない）（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含む。
【００３６】
レンジユニット９５は、上記に説明されたレンジユニット９０に動作上類似しており、硬目標までの範囲を決定する。特にレンジユニット９０は、音響送信器６０と、音響フィルター６２と、音響受信器６４と、プロセッサ２２と、制御電子装置２６とを含む。プロセッサ２２および制御電子装置２６は、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。音響送信器６０は、範囲決定のために音響信号を提供する。音響送信器は、適切な音響信号を提供する任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。この場合、音響送信器６０は、出力音響信号１７を目標領域４０の方に送信する。出力音響信号１７が硬目標または硬表面と衝突すると、音響信号は、反射音響信号１９としてレーザー感知システム１００の方に戻るように反射される。
【００３７】
音響フィルター６２は、反射音響信号を受信し、反射音響信号をフィルタリングして、スプリアス信号を除去する（例えば、反射信号に対して予期されるバンド内にフィルタリングした信号を提供する）。音響フィルターは、任意の従来のフィルタリングデバイスまたは他のフィルタリングデバイス（例えば、ハイパス、ローパス、バンドパスなど）によって実装され得る。
【００３８】
フィルタリングされた信号は、音響受信器６４によって受信される。音響受信器は、好ましくは（例えば、デジタイザを有する）マイクロホンを含み、受信信号に関するデジタル情報を制御器２２に提供する。しかしながら、音響受信器は、音響信号を受信する任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、マイクロホンなど）を含み得る。受信音響信号に対するデジタル情報は、分析のために制御器２２に提供される。制御器２２は、受信音響信号に関するデジタル情報を分析する音響範囲計算機モジュール６６を含み、衝突される目標の範囲を決定する。音響範囲計算モジュールは、任意の数量のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールによって実装され得る。
【００３９】
最初に、制御器２２は（例えば、音響範囲計算モジュール６６を介して）、デジタル情報を分析して、有効音響信号の検出を決定する。これは、デジタル情報を（例えば、音響信号の検出を示すエネルギーレベルに関するなど）１つ以上の閾値と比較することによって達成され得る。
【００４０】
一旦有効信号が検出されると、制御器は衝突される目標の範囲を決定する。これは、任意の適切な方法で決定され得る。例えば飛行時間技術は、範囲を決定するために利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、各出力音響信号１７に対する送信時間および各受信音響信号１９に対する受信時間を維持する。制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、音響信号の送信および受信を検出して、それらの信号に対する送信時間および受信時間を記録し得る。
【００４１】
一旦有効音響信号が受信されると、制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、受信信号に対する対応する送信時間および受信時間を検索する。送信時間および受信時間は、音響信号がレーザー感知システム１００から衝突される目標に進みレーザー感知システムに戻るラウンドトリップ時間（例えば、受信信号に関連する、受信時間と送信時間との差）を決定するために利用される。ラウンドトリップ時間は、音響信号の既知の速度（または音の速度）と組み合わせて利用され、衝突される目標までの距離または範囲を決定する（例えば、Ｒａｎｇｅ＝０．５＊（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ／音響信号のＳｐｅｅｄ））。
【００４２】
あるいは、衝突される目標までの範囲を決定するために三角測量技術が利用され得る。この場合、音響受信器６４は、指向性マイクロホンを含み得、ここで、制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、音響受信器６４からのデジタル情報を分析して、受信信号の角度ＡＲＥＦを決定する。音響受信器は、好ましくは、音響送信器６０の送信軸から既知の距離Ｄに位置を定められ、音響送信器６０の送信軸に対して角位置に配向される。決定された角度ＡＲＥＦおよび既知の距離Ｄは、上記に説明された方法と実質的に同じ方法で、三角測量技術（例えば、Ｒａｎｇｅ＝Ｄ／（ｔａｎ（ＡＲＥＦ））によって、衝突される目標までの距離または範囲を決定するために利用される。
【００４３】
制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システム１００に対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。範囲値がレーザー感知システム動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１００と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信するのを妨げ得る。あるいは、制御電子装置２６は、電力を終了させ得るかまたはさもなければレーザー１２を不能にし得る。この場合、レーザー感知システム１００は、シャッター１４なしで構成され得る。
【００４４】
音響送信器は、活動状態のままで、範囲決定がノンアイセーフレーザービームの送信を制御することを可能にする。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザー感知システム１００の動作範囲）内である場合、レーザー１２は目標に呼び掛けることを可能にするモードである（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。
【００４５】
上記に説明された方法と実質的に同じ方法で、制御器２２は（例えば、１つ以上の制御モジュール２５を介して）、レーザー感知システム１００に対して動作範囲を制限するために、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔をさらに自動的に規定し得る。この場合、測定範囲がレーザー感知システム１００の動作範囲内である場合、制御器２２は、範囲決定を利用して、この空間間隔の位置（およびおそらく幅）を適応するように変化させ得る（例えば、目標からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。空間間隔は、（衝突される目標とレーザー感知システムとの間の相対的な距離が変化すると）衝突される目標までの範囲の変化に従ってまたは目標形状に従って、調整され得る。さらに、ユーザは、動作範囲を事前規定し、動作範囲の決定をオーバーライドするか、またはユーザの知識に基づいて動作範囲の決定に影響を及ぼす情報を入力し得る。
【００４６】
範囲測定は、レーザー感知システム１００内の別個のユニット（例えば、レンジユニット９５）によって行われ得るかまたはレーザーセンサーユニット８０の１つ以上の構成要素によって行われ得る。
【００４７】
ノンアイセーフレーザービームの放出を制御し画像処理を用いて、衝突される目標までの範囲を決定する実施例のレーザー感知システムは、図３に例示される。具体的には、レーザー感知システム１５０は、上記に説明されたレーザー感知システム１０、１００に類似しており、意図した目標に呼び掛けるレーザーセンサーユニット８０と、物体までの範囲測定に基づいてレーザー放出を制御するレンジユニット９７とを含む。レーザーセンサーユニット８０は、上記に説明されたレーザーセンサーユニットと実質的に類似しており、レーザー１２と、ビームコンディショニング光学系１６と、検出ユニット８２とを含む。さらに、レーザーセンサーユニットは、放出を制御するシャッター１４を含み得る。レーザー１２、シャッター１４、ビームコンディショニング光学系１６、および検出ユニット８２は各々、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。
【００４８】
上記に説明されたように、レーザー１２からのレーザービームは、典型的には、感知用途に利用されるノンアイセーフレーザービームである。シャッター１４は、レーザー１２とビームコンディショニング光学系１６との間に配置され、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を通って送信されることを可能にしかつ／または妨げる。上記に説明されたように、ビームコンディショニング光学系１６は、レーザー１２からのレーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作り、ここで、ビームコンディショニング光学系１６からの形作られたレーザービームは、ノンアイセーフ出力レーザービーム５として働く。上記に説明されたように、ノンアイセーフ出力レーザービームは、レーザー感知システム１５０から目標領域４０の方に送信され、目標領域４０は、目標物質（例えば、壁、テーブル、車両外部または地上にある、化学液滴、生体試料、爆発性残査など）に呼び掛けるレーザー感知システム１５０の動作範囲を表す。
【００４９】
目標領域４０（レーザー感知システム１５０の動作範囲を表す）外にある近くの人５０または他の物体（例えば、動物など）を保護するために、レーザー１２からのノンアイセーフレーザービームの送信は、これらの物体の検出に応答して不能にされる（例えば、シャッター１４を介するかまたはレーザー１２への電力を不能にすることによって）。最初に、レーザー感知システム１５０（シャッター１４を有し、シャッター１４は、レーザービームがそこを通過することを可能にするように構成される）は、出力レーザービーム５を目標領域４０内の意図した目標の方に送信する。出力レーザービーム５が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、レーザー感知システム１５０の方に戻るように、反射される。上記に説明されたように、検出ユニット８２は、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する様々な構成要素（図示されていない）（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含む。
【００５０】
レンジユニット９７は、上記に説明されたレンジユニット９０、９５に動作上類似しており、硬目標までの範囲を決定する。特に、レンジユニット９７は、レンズ７０と、フィルター７２と、光受信器１８と、制御器２２と、制御電子装置２６とを含む。光受信器１８と、制御器２２と、制御電子装置２６とを含む。光受信器１８、プロセッサ２２および制御電子装置２６は、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。レンズ７０は、目標領域４０の方に向けられ、周辺光信号または他の光信号２１（例えば、可視光、赤外線など）を受信して、光受信器１８のＣＣＤアレイに硬目標の画像を生成する。レンズは、画像を生成するように任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズなど）によって実装され得る。レンズは、画像に焦点を合わすために目標領域の方向に拡張可能であるかまたは可動であり、ここで、レンズ拡張の位置は、画像化される物体の範囲に較正される。換言すると、レンズの様々な拡張の位置の各々は、特定の範囲に一致する。下記に説明されるように、画像焦点は、レンズの位置を決め、物体（例えば、人５０など）までの範囲を決定するために用いられる。
【００５１】
フィルター７２は、レンズ７０から画像信号を受信し、画像信号をフィルタリングして、スプリアス信号を除去する。フィルターは、任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズムなど）によって実装され得る。フィルタリングされた信号は、光受信器１８によって受信され、ＣＣＤアレイ内に画像を生成する。デジタル画像情報は、分析のため制御器２２に提供される。制御器２２は、デジタル画像情報を分析し、衝突される目標の範囲を決定するフォーカスモジュール７４を含む。フォーカスモジュールは、任意の数量のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールによって実装され得る。
【００５２】
最初に、制御器２２は（例えば、フォーカスモジュール７４を介して）、デジタル画像情報を分析して、物体の存在を決定する。これは、画像処理技術によって達成され得る（例えば、どの物体も検出されない場合、ノンアイセーフレーザーの継続する動作が維持される）。
【００５３】
一旦物体の存在が検出されると、制御器は検出された物体の範囲を決定する。特に、制御器２２は（例えば、フォーカスモジュール７４を介して）、レンズ７０の焦点を合わせるため光受信器１８からのデジタル画像情報を分析する。基本的には、制御器２２は、デジタルカメラのオートフォーカス機能を実装し、焦点ずれから、焦点合わせを介して、焦点ずれにレンズ７０の光学的焦点をディザリングして、一連のデジタル画像を生成する。制御器は、従来の画像処理技術（例えば、エッジ処理など）によって、結果として生じるデジタル画像を分析して、物体に対する最良の焦点を決定する。最良の焦点に関連する対応するレンズ位置は、上記に説明された範囲へのレンズ位置の較正に基づいて物体までの範囲を決定するために利用される。
【００５４】
制御器２２は（例えば、フォーカスモジュール７４を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システム１５０に対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。範囲値がレーザーセンサー動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１５０と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信するのを妨げ得る。あるいは、制御電子装置２６は、電力を終了させ得るかまたはさもなければレーザー１２を不能にし得る。この場合、レーザー感知システム１５０は、シャッター１４なしで構成され得る。
【００５５】
レンズ焦点合わせは、活動状態のままで、範囲決定がノンアイセーフレーザービームの送信を制御することを可能にする。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザー感知システム１５０の動作範囲）内である場合、レーザー１２は意図した目標に呼び掛けることを可能にするモードである（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。
【００５６】
上記に説明された方法と実質的に同じ方法で、制御器２２は（例えば、１つ以上の制御モジュール２５を介して）、レーザー感知システム１５０に対して動作範囲を制限するために、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔をさらに自動的に規定し得る。この場合、測定範囲がレーザー感知システム１５０の動作範囲内である場合、制御器２２は、範囲決定を利用して、この空間間隔の位置（およびおそらく幅）を適応するように変化させ得る（例えば、目標からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。空間間隔は、（衝突される目標とレーザー感知システムとの間の相対的な距離が変化すると）衝突される目標までの範囲の変化に従ってまたは目標形状に従って、調整され得る。さらに、ユーザは、動作範囲を事前規定し、動作範囲の決定をオーバーライドするか、またはユーザの知識に基づいて動作範囲の決定に影響を及ぼす情報を入力し得る。
【００５７】
範囲測定は、レーザー感知システム１５０内の別個のユニット（例えば、レンジユニット９７）によって行われ得るかまたはレーザーセンサーユニット８０の１つ以上の構成要素によって行われ得る。ミリ波レーダーなどの他の範囲ファインディングシステムは、当技術分野において公知であり、本発明の実施形態に組み込まれ得る。
【００５８】
ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する方法は、図４に例示される。最初に、レーザー感知システムまたは他のシステム（例えば、レーザー感知システム１０、１００、または１５０）は、ステップ１６０において、活動状態であり、ノンアイセーフレーザービームを放出する。ステップ１６４において、物体までの範囲決定を可能にする信号（例えば、反射レーザービーム７、９、反射音響信号１９、周辺光信号または他の光信号２１など）は、レーザー感知システムまたは他のシステムにおいて受信される。ステップ１６６において、信号は、分析されて、物体までの範囲を決定する（例えば、ラウンドトリップ時間、三角測量、画像処理などを介して）。
【００５９】
ステップ１６８において決定されるように、範囲値がレーザー感知システムまたは他のシステムの動作範囲外である場合（例えば、物体がシステムとシステム動作範囲の始めとの間であるか、またはシステム動作範囲を越えるかのいずれかにある場合）、ステップ１７０において、ノンアイセーフレーザービームの送信が不能にされる（シャッター１４または他の物体はそれを通ってレーザービームが送信されることを妨げ得、システムレーザーへの電力は終了され得、ビームはアイセーフに修正され得るなど）。範囲値が許容範囲（例えば、またはレーザー感知システムまたは他のシステムの動作範囲）内である場合、ノンアイセーフレーザーの送信が可能にされる（レーザー感知システムまたは他システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。さらに、ステップ１７４において、レーザー感知システムまたは他のシステムの動作範囲は、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔を規定するように自動的に調整され得る（例えば、物体からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。ステップ１７６において、終了条件（例えば、パワーダウンなど）が起るまで、上記プロセスが繰り返される。
【００６０】
上記に説明され図面に例示される実施形態が安全性の高められたレーザー送信を制御する方法および装置を実装する多くの方法のうちのほんのいくらかの方法を表すことは理解される。
【００６１】
本発明の実施形態の範囲測定は、レーザーまたは他の潜在的に有害な信号を制御する任意の適切なデバイス（例えば、送信デバイス、受信デバイス、送受信デバイスなど）内に用いられ得、任意の所望のエネルギーの送信信号（例えば、任意の周波数または波長の光、レーザー、信号など）と共に利用され得る。レーザー感知システムまたは他のシステムは、任意の数量のレーザーセンサーおよび／またはレンジユニットを含み得、意図した目標を照明するための任意の動作範囲を有し得る。レンジユニットは、潜在的に有害であるかまたは危険な信号を送信して、それらの信号の放出を制御する任意のレーザーシステムまたは他のシステム内に用いられ得る。例えば、レンジユニットは、このタイプのシステム内に用いられて、システムからこれらの潜在的に有害であるかまたは危険な信号を送信するレーザーユニットまたは他のユニットからの信号を送信することを不能にし得る（または危険でなくし得る）。
【００６２】
レーザーセンサーユニットの構成要素は、物体に呼び掛け放出を制御するように任意の方法で配置され得る。レーザーは、任意の所望の特性（例えば、任意のスペクトル領域、波長、周波数、出力など）を有する適切なレーザービームを提供する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。シャッターは、任意の数量の任意の従来の光停止デバイスまたは任意の光停止デバイス（例えば、シャッター、ブラインド、偏光フィルターまたは他のフィルター、可動パネルなど）によって実装され得、光がシャッターを透過することを妨げるのに十分に不透明であるかまたは他の光学特性（偏光、フィルター、反射率など）を有する任意の適切な材料から構成され得る。シャッターは、そこを通る透過を妨げるように、レーザーまたは他の光源に対して任意の所望の方法で配置され得る。ビームコンディショニング光学系は、レーザーまたは他のビームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作る任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装され得る。検出ユニットは、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する、任意の方法で配置された任意の数量の任意の従来の構成要素または他の構成要素（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含み得る。
【００６３】
レンジユニットの構成要素は、放出を制御するように任意の方法で配置され得る。アイセーフレーザー源は、任意の所望の特性（例えば、任意のスペクトル領域、波長、周波数、出力など）を有する適切なレーザービームを提供する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。光フィルターは、任意の数量の任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装され得る。光受信器は、光信号を受信する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、ＣＣＤまたは他の要素またはアレイなど）によって実装され得るかまたはそれらのデバイスを含み得る。制御電子装置は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする、任意の方法で配置された任意の数量の任意の従来の回路または他の回路（例えば、プロセッサ、リレー、スイッチなど）を含み得る。
【００６４】
音響送信器は、任意の所望の特性（例えば、周波数など）を有する適切な音響信号を提供する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。音響フィルターは、任意の数量の任意の従来のフィルタリングデバイスまたは他のフィルタリングデバイス（例えば、ハイパス、ローパス、バンドパスなど）によって実装され得る。音響受信器は、音響信号を受信する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、指向性マイクロホンまたは他のマイクロホンなど）を含み得る。レンズは、画像を生成するように任意の方法で配置された任意の数量の任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズ、フィルター、屈折デバイスなど）によって実装され得る。レンズは任意の適切な方向に可動であり得、レンズの任意の位置は範囲と相互に関連付けられる。フィルターは、任意の数量の任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズムなど）によって実装され得る。
【００６５】
範囲は、任意の適切な方法で任意の適切な従来の技術または他の技術（例えば、飛行時間、三角測量、画像処理など）によって決定され得る。受信信号は、任意の所望の方法で飛行時間決定に対して送信信号と相互に関連付けられ得る。例えば、送信信号および受信信号は、タイムスタンプまたは他のインジケータに関連付けられる。さらに送信信号は、識別子または送信時間情報（例えば、周波数、波長、変調の種類など）に対して符号化されるかまたはそれらを示す特性を含み得る。さらに、信号は送信され得、対応する反射信号を受信する時間間隔が提供される。
【００６６】
三角測量技術は、任意の幾何学的特性および／または三角法特性（例えば、サイン、コサイン、タンジェント、様々な形状の特性など）を利用して、範囲を決定し得る。受信デバイス（例えば、光受信器、音響受信器など）は、光軸または任意の他の軸に対して任意の適切な角度の配向で向けられて、反射信号の角度を測定し得る。あるいは、レーザー感知システムは、１つ以上の追加信号源および対応する検出器を用いて、三角測量のための追加の測定を提供し得る。
【００６７】
ノンアイセーフレーザービームの送信は、任意の所望の方法で不能にされ得る。例えば、シャッターまたは他の光不浸透性部材は、ビームの送信を遮断するために利用され得る。さらにレーザー源への電力は、中断されて、送信を不能にするか、またはビームの出力もしくは強度は安全なレベルまで減少させられ得る。この場合、レーザー感知システムは、シャッターなしで構成され得る。送信は、任意の所望の時間間隔で不能にされ得る（例えば、物体が検出されなくなるまでの所定の時間間隔など）。制御器は、適切な構成要素（例えば、レーザー、シャッターなど）と直接インタフェースして、送信を不能にし得る（例えば、制御電子装置の必要なしに）。
【００６８】
制御器は、任意の従来の処理デバイスもしくは他の処理デバイスまたはコンピュータシステム（例えば、プロセッサ、制御器など）によって実装され得、任意のソフトウェア（例えば、光範囲計算機モジュール、音響範囲計算モジュール、フォーカスモジュール、制御モジュールなど）を含み得る。レーザー感知システムまたは他のシステムは、情報を入力しかつ／または情報を見るために任意のタイプのディスプレイと入力デバイス（例えば、キーボード／キーパッド、タッチスクリーンなど）とを含み得る。制御器は、任意の従来の画像処理技術もしくは信号処理技術または他の画像処理技術もしくは信号処理技術を用いて、受信信号を確認し得る（例えば、受信信号情報のエネルギーもしくは規模を分析する画像処理技術など）。制御器は、任意の適切なキーまたは他の信号識別子に基づいて送信時間および／または受信時間を維持し検索し得る。制御器は、動作範囲を調整して、任意の所望の基準（例えば、所定のオフセット、ユーザ入力情報、目標範囲など）に基づいて意図した目標を包含する任意の適切な領域を含み得る。
【００６９】
制御器は、任意の所望の設定または設定範囲によってレンズを制御して、様々な焦点で画像を生成し得る。最良の焦点は、任意の従来の画像処理技術または他の画像処理技術（例えば、エッジ処理など）によって決定され得る。レンズ位置は、任意の適切な範囲と相互に関連付けられて、物体までの範囲または距離を決定し得る。
【００７０】
本発明の実施形態の制御器のための任意のソフトウェア（例えば、光範囲計算機モジュール、音響範囲計算モジュール、フォーカスモジュール、制御モジュールなど）が、任意の所望のコンピュータ言語で実装され得、本明細書に含まれる機能説明および図面に例示されるフローチャートに基づいてコンピュータ技術分野において当業者によって開発され得ることは理解されるべきである。さらに、様々な機能を行うソフトウェアの本明細書における任意の参考文献は、概してソフトウェア制御の下でそれらの機能を行うコンピュータシステムまたはプロセッサを参照する。本発明の実施形態の制御器は、代わりに任意のタイプのハードウェアおよび／または他の処理回路によって実装され得る。制御器の様々な機能は、任意の数量のソフトウェアモジュールもしくはソフトウェアユニット、処理システムもしくはコンピュータシステムおよび／または処理回路もしくはコンピュータ回路間に任意の方法で分散され得、ここで、コンピュータシステムまたは処理システムは、互いに局所または遠隔に配置され、任意の適切な通信媒体（例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、イントラネット、インターネット、ハードウェア、モデム接続、無線など）を介して通信し得る。上記に説明されフローチャートに例示されるソフトウェアおよび／またはプロセスは、本明細書に説明される機能を達成する任意の方法で修正され得る。さらに、フローチャートまたは説明における機能は、所望の動作を達成する任意の順序で行なわれ得る。
【００７１】
本発明の実施形態の制御器のソフトウェア（例えば、光範囲計算機モジュール、音響範囲計算モジュール、フォーカスモジュール、制御モジュールなど）は、スタンドアロンシステムまたはネットワークもしくは他の通信媒体によって接続されるシステムにおいて用いる、記録可能、コンピュータ読み取り可能もしくは使用可能な媒体（例えば、磁気媒体または光媒体、光磁気媒体、フロッピー（登録商標）ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリデバイスなど）を含むプログラムプロダクト装置またはプログラムプロダクトデバイス上で利用可能であり得、かつ／またはネットワークもしくは他の通信媒体を介してシステムにダウンロードされ得る（例えば、搬送波、パケットの形式などで）。
【００７２】
本発明の実施形態が上記に説明された用途に限定されないで、動作範囲が送信器に対する安全排他ゾーン未満である（例えば、そのような信号を送信するレーザーユニットまたは光ユニットを有し、レーザーベースまたはノンアイセーフインコヒーレントの光源ベースの）任意の活動状態のセンサーもしくは他のシステムに適用され得ることは理解されるべきである。これは、紫外線から長波長赤外線までのすべての活動状態の光センサーを含み、すべての活動状態の光センサーは、ラマンベースセンサーと、レーザー誘起破壊センサーと、ライダー（ｌｉｄａｒ）と、レーザーレーダー（ｌａｄａｒ）と、蛍光センサーと、光熱センサーと、微分コントラスト画像化センサー（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ）と、多波長吸収ベースセンサーとを含む。
【００７３】
ノンアイセーフレーザー信号は、概して生物学的損傷を引き起こし得るレーザー信号をいい、典型的には様々な分類（例えば、ＡＮＳＩ Ｚ１３６ Ｃｌａｓｓｅｓ ３ａ ３ｂ ａｎｄ ４；Ｆｅｄｅｒａｌ Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＦＬＰＰＳ）Ｃｌａｓｓｅｓ ＩＩＩａ，ＩＩＩｂ，ａｎｄ ４；ＩＥＣ ６０８２５ Ｃｌａｓｓｅｓ ３Ｒ，３Ｂ，ａｎｄ ４；など）の特性に実質的に類似した特性を有するレーザーから生成される。アイセーフレーザー信号は、概して生物学的損傷を引き起こさないかまたは最小限の生物学的損傷を引き起こすレーザー信号をいい、典型的には様々な分類（例えば、ＡＮＳＩ Ｚ１３６ Ｃｌａｓｓｅｓ １ ａｎｄ ２；Ｆｅｄｅｒａｌ Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＦＬＰＰＳ）Ｃｌａｓｓｅｓ Ｉ ａｎｄ ＩＩ；ＩＥＣ ６０８２５ Ｃｌａｓｓｅｓ １，１Ｍ，２，ａｎｄ ２Ｍ；など）の特性に実質的に類似した特性を有するレーザーから生成される。
【００７４】
用語「ｔｏｐ（上）」、「ｂｏｔｔｏｍ（下）」、「ｆｒｏｎｔ（前）」、「ｒｅａｒ（後）」、「ｓｉｄｅ（側）」、「ｈｅｉｇｈｔ（高さ）」、「ｌｅｎｇｔｈ（長さ）」、「ｗｉｄｔｈ（幅）」、「ｕｐｐｅｒ（上部）」、「ｌｏｗｅｒ（下部）」、「ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直）」などは、本明細書において単に参照の点を説明するために用いられ、任意の特定の配向または構成に本発明を限定しないことは理解されるべきである。さらに、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（包含する、備えている）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（包含する、備えている）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」、「ｈａｓ（有する）」、「ｈａｖｅ（有する）」、「ｈａｖｉｎｇ（有している）」、「ｗｉｔｈ（有する）」などは、本明細書および特許請求の範囲において用いられる場合、述べられた特徴の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴の存在または追加を排除しない。
【００７５】
上記の説明から、本発明が安全性の高められたレーザー送信（または、例えば、非レーザー光源もしくは音響源、マイクロ波源もしくはミリメートル波源もしくはｘ線源からなどの他の危険なまたは望ましくない送信）を制御する新規の方法および装置を使用可能にし、この場合、レーザー感知システムからのノンアイセーフレーザー信号の送信は、レーザー感知システムの動作範囲の境界外に場所を定められた近くの物体（例えば、人、動物など）に安全性が高められて提供するように制御されることは理解される。
【００７６】
安全性の高められたレーザー送信を制御する新しい改善された方法および装置の好ましい実施形態を説明したが、本明細書において明記された教示を考慮して他の修正形態、変形形態および変更が当業者に示唆されることが考えられる。従って、そのような修正形態、変形形態および変更が添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲内に入ると考えられることは理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７７】
５ 出力レーザービーム
９ 反射レーザービーム
１０ レーザー感知システム
１２ レーザー
１４ シャッター
１６ ビームコンディショニング光学系
１８ 光フィルター
２０ 光受信器
２２ 制御器
２４ 光範囲計算機モジュール
４０ 目標領域
７４ フォーカスモジュール
８０ レーザーセンサーユニット
８２ 検出ユニット
９０ レンジユニット
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本発明の実施形態は、レーザーシステムに関する。特に、本発明の実施形態は、レーザー感知システムからのノンアイセーフ（ｎｏｎ−ｅｙｅ−ｓａｆｅ）レーザー信号の送信を制御して、レーザー感知システムの動作範囲の境界外に場所を定められた近くの物体（例えば、人、動物など）に高められた安全性を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の考察）
動作中のレーザーセンサーは、物質に呼び掛けるためにレーザーパルスを送信し、送信されたレーザーパルスに対する物質からの応答を検出する。例えば、ラマンセンサーは、呼び掛けられている化合物において励起された振動モードに基づいて、構成色を有する戻り光（ｒｅｔｕｒｎ ｌｉｇｈｔ）または散乱光を検出する。他のセンサーは、レーザー誘起破壊（ＬＩＢ）または光熱誘起の物理現象などの他の現象論を用い得る。これらの用途の各々において、物体の表面は、物理プロセスを刺激するために十分なレーザーエネルギーで照射されなければならない。従って、送信レーザーの出力は、物質からの十分な戻り信号を得るために増加させられなければならない。レーザー出力、時間波形、およびレーザーの周波数は、レーザーのクラスを決定し、レーザー源に対する最大許容可能露光は、ＡＮＳＩ Ｚ１３６．１−２０００−Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓａｆｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｌａｓｅｒｓによって決定される。典型的には、安全立入禁止区域（距離であって、その距離を越える距離では目または皮膚の損傷が可能ではない、距離によって規定される）は、レーザーセンサーに関連する動作範囲よりも何倍も大きい。
【０００３】
特定の用途において、レーザー特性は、放射光線が常に目に安全であることを可能にするように制御され得る。これらのセンサーは、典型的には非常に短い有効範囲を有する。さらに、センサー動作は、本質的により安全である光スペクトルの領域において行われ得る。しかしながら、これは、技術の制限、またはセンサーが用いる基礎となる現象論の属性（例えば、ラマン散乱は紫外領域において最も効率がよい）のために、いつも可能とは限らない。安全を確実にする代替の技術は、安全立入禁止区域内の全職員が適切な個人保護用具（ＰＰＥ）（すなわち、皮膚覆いおよび安全眼鏡）を着用することを必要とする。
【０００４】
多くの用途、特に長期における検出を必要とする用途において、照射レーザーの波長、パルスエネルギーまたはパルス形状が変えられない場合がある。さらに、全職員を締め出すかまたは職員に個人保護用具（ＰＰＥ）を着用することを要求することのいずれかによって職員被曝を制限することは、可能ではない場合がある。いくつかの場合において、立入禁止区域は、このアプローチを実行可能にすることにさえ大きすぎる場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本発明の一実施形態に従って、本質的に目に安全ではない限定された範囲のレーザー感知システムの安全のレベルは、レーザー感知システムの限定された動作範囲を規定する空間間隔外に場所を定められる人または他の物体（例えば、動物など）のために高められる。レーザー感知システムは、典型的には、よく規定された空間間隔（例えば、レーザー感知システムによる呼び掛けの下での個体目標の２０ｃｍ以内の間隔、レーザー感知システムと呼び掛けレーザービームを停止する硬目標との間の全距離など）に限定される動作範囲を有する。レーザー感知システムは、ノンアイセーフレーザービームを停止する（例えば、または目に安全であるほど十分にレーザービームを減衰させる）硬目標（例えば、固体物質と、非固体であるが光学的に不透明の物質（例えば、液体、気体、または雲状のものなど）とを含む）に呼び掛ける。例えば、レーザー感知システムは、壁、テーブル、車両外部もしくは地上にある、化学液滴、生体試料、または、爆発性残査に呼び掛け得る。レーザー感知システムはまた、空気の介在領域をサンプリング（例えば、車両または堅いバックストップを有する煙突からレーザービームに発する気体に呼び掛けるなど）を行い得る。
【０００６】
本発明の実施形態は、目標までの範囲の測定を用いて、ノンアイセーフレーザーの放出を制御する。特に、目標までの範囲がレーザー感知システムの動作範囲を規定する、設計された空間間隔外である場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は不能にされる（例えば、ノンアイセーフレーザービームの中断もしくは終了、またはノンアイセーフレーザービームをアイセーフ（ｅｙｅ−ｓａｆｅ）レーザービームに修正することを含む）。換言すると、レーザー感知システムの動作範囲内に硬目標の検出がないことに応答してか、またはレーザー感知システムと動作範囲を規定する空間間隔との間に物体が検出された場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は、不能にされる。
【０００７】
動作範囲は、本質的なハードウェア制限（例えば、レーザー感知システムは、その光学的設計に基づいて所定の空間間隔外で効率的に検出することが可能ではない）および／または適応制御器から決定され得る（例えば、目標表面が動作範囲内に検出された場合、レーザー感知システムは、物体が適応動作範囲外に検出された場合、ノンアイセーフレーザーの送信を不能にすることによって目の安全性を高めるために、目標を囲むより小さい空間間隔に動作範囲を自動的に制限し得る）。レーザー感知システムから調査中の目標表面までの距離が変化すると、制御器は、目標距離に適応して追跡して、動作範囲を規定する適応空間間隔の位置（およびおそらく幅）を変化させ得る。制御器は、動作範囲の程度を独立して制御し得る（例えば、目標全体の三次元（３−Ｄ）マッピングに基づいて制御し得るか、またはユーザは、所定の呼び掛けシナリオに対して動作範囲をより良く規定するために情報を入力することが可能にされ得る）。
【０００８】
本発明の実施形態は、レーザー感知システムの動作範囲内の人の保護を提供しなく（なぜなら、受動赤外線検出器などの他デバイスがこの目的のために用いられ得るからである）、動作範囲内において目標からノンアイセーフレーザービームの鏡面反射または散乱に対して保護しない。そのような光は、動作範囲外に伝達し得、危険であり得る。しかしながら、本発明の実施形態は、範囲ファインダーが近くの人または他の物体（例えば、動物など）を検出するかまたはセンサーの動作範囲内にどの硬目標も存在しないと決定した場合、レーザー感知システムの動作範囲の境界外にある近くの人または他の物体（例えば、動物など）を保護する。
【０００９】
本発明の実施形態の上記のおよびなおもさらなる特徴および利点は、本発明の例示の実施形態の以下の詳細な説明を考慮し、特に添付の図面と共に解されるとき、明らかとなり、添付の図面において、様々な図における類似の参照数字は、類似の構成要素を示すために利用される。
【００１０】
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
信号の放出を制御するシステムであって、
信号を送信する信号ユニットであって、該システムは、意図した目標が該送信された信号と衝突する動作範囲を含む、信号ユニットと、
物体の範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御するレンジユニットであって、該信号の該送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、レンジユニットと
を備えている、システム。
（項目２）
上記レンジユニットは、
上記システムから送信され、上記物体から反射された範囲信号を受信する受信器と、
該範囲信号に基づいて上記範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御する制御器と
を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目３）
上記送信された信号は、危険な信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目４）
上記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目５）
上記範囲信号は、上記信号ユニットから送信され、上記物体から反射されたノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目６）
上記レンジユニットは、
アイセーフレーザー信号を送信するレーザー源をさらに含み、上記範囲信号は、該レーザー源から送信され、上記物体から反射されたアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目７）
上記レンジユニットは、
音響信号を送信する音響送信器をさらに含み、上記範囲信号は、該音響送信器から送信され、上記物体から反射された該音響信号を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目８）
上記制御器は、
レンジモジュールを含み、該レンジモジュールは、上記範囲信号が上記システムから上記物体に進み、該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて上記範囲を決定する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
上記受信器は、上記範囲信号のための送信の軸に対して角度をなして位置を決められ、該制御器は、
該送信の軸に対して該反射された範囲信号の角度に基づいて上記範囲を三角測量するレンジモジュールを含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１０）
上記レンジユニットは、
上記物体の画像を生成するレンズであって、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連する、レンズと、
制御器であって、該画像に基づいて該範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて上記危険な信号の上記送信を制御する、制御器と
を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１１）
上記制御器は、
フォーカスモジュールを含み、該フォーカスモジュールは、異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように上記レンズを制御し、該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定し、該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた上記範囲に基づいて上記物体の該範囲を決定する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１２）
上記信号ユニットは、シャッターを含み、上記レンジユニットは、上記動作範囲外にある上記物体の決定された範囲に応答して上記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１３）
上記レンジユニットは、
制御ユニットを含み、該制御ユニットは、上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して、上記信号ユニットへの電力を終了させて、上記危険な信号の送信を不能にする、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１４）
上記レンジユニットは、上記物体と、上記システムの上記動作範囲内にある決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該システムの動作範囲を調整する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１５）
（ａ）システムから意図した目標に向けて信号を送信することであって、該信号の送信は、該送信された信号によって該意図した目標と衝突する動作範囲と関連付けられる、ことと、
（ｂ）物体の範囲を決定することと、
（ｃ）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することであって、該システムからの該信号の送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、ことと
を包含する、信号の放出を制御する方法。
（項目１６）
ステップ（ｂ）は、
（ｂ．１）上記システムから送信され、上記物体から反射される範囲信号を受信することと、該範囲信号に基づいて上記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ）は、
（ｃ．１）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
上記送信された信号は、危険な信号を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
上記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
上記範囲信号は、上記システムから送信され、上記物体から反射された上記ノンアイセーフレーザー信号を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２０）
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）上記システムからアイセーフレーザー信号を送信することであって、上記範囲信号は、該アイセーフレーザー信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され上記物体から反射される該アイセーフレーザー信号を受信することと、該反射されたアイセーフレーザー信号に基づいて上記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて上記危険な信号の上記送信を制御することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２１）
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）上記システムから音響信号を送信することであって、上記範囲信号は、該音響信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され上記物体から反射される該音響信号を受信することと、該反射された音響信号に基づいて上記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて上記危険な信号の上記送信を制御することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２２）
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）上記範囲信号が上記システムから上記物体に進み該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて上記範囲を決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２３）
上記ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）上記範囲信号の送信の軸に対して上記反射された範囲信号の角度に基づいて上記範囲を三角測量することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２４）
上記システムは、上記物体の画像を生成するレンズを含み、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連し、ステップ（ｂ．１．）は、
（ｂ．１．１）該画像に基づいて該範囲を決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２５）
ステップ（ｂ．１．１）は、
（ｂ．１．１．１）異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように上記レンズを制御することと、
（ｂ．１．１．２）該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定することと、
（ｂ．１．１．３）該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた上記範囲に基づいて上記物体の該範囲を決定することと
をさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２６）
上記システムは、シャッターを含み、ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して上記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２７）
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して電力を終了させて、上記危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２８）
（ｄ）上記物体と、上記動作範囲内にある上記決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該動作範囲を調整することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目２９）
上記レンジユニットは、上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して上記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にする、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目３０）
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）上記動作範囲外にある上記物体の上記決定された範囲に応答して上記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００１１】
（摘要）
本発明の一実施形態に従って、ノンアイセーフの限定された範囲のレーザー感知システムのために安全性が高められる。レーザー感知システムは、典型的には、よく規定された空間間隔に限定される動作範囲を有する。ノンアイセーフレーザーの放出を制御するために範囲測定が利用される。特に、目標までの範囲がレーザー感知システムの動作範囲を規定する、設計された空間間隔外である場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は不能にされるかまたは危険でなくされる。換言すると、レーザー感知システムの動作範囲内に硬目標の検出がないことに応答してか、またはレーザー感知システムと動作範囲を規定する空間間隔との間に物体が検出された場合、ノンアイセーフレーザービームの送信は、不能にされる。目標距離は、追跡されて、動作範囲を規定する適応空間間隔の位置（およびおそらく幅）を変化させ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施例に従う、ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に従って、音響信号を用いてノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に従って、画像処理を用いてノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例に従って、ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する方法を例示する手順フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（例示の実施形態の詳細な説明）
本発明の実施形態は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にすることによって、レーザー感知システムの動作範囲外にある近くの人または他の物体（例えば、動物など）を保護する。ビーム送信は、レーザー感知システムの動作範囲内に硬目標または意図した目標（例えば、ノンアイセーフレーザービームを停止する（例えば、またはアイセーフであるほど十分にレーザービームを減衰させる）固体物質と、非固体であるが光学的に不透明の物質（例えば、液体、気体、または雲状のものなど）とを含む）の検出がないことに応答してか、またはレーザー感知システムと動作範囲を規定する空間間隔との間に物体が検出された場合、不能にされる（例えば、ノンアイセーフレーザービームの中断もしくは終了、またはノンアイセーフレーザービームをアイセーフレーザービームに修正することを含む）。例えば、レーザー感知システムの動作範囲が０．５〜３．５メートルで、送信されたレーザービームによって衝突される反射表面または散乱表面までの範囲が０．５メートル未満または３．５メートル超であると決定された場合、ノンアイセーフレーザーの送信は、測定される範囲がレーザー感知システムの動作範囲内になるまで不能にされる。しかしながら、目標表面２．５メートル（または動作範囲内）と決定された場合、制御器は、２．５メートルを中心とする所定の幅の間隔（例えば、２．５＋／−０．５メートル）に適応して動作範囲を制限する。この適応動作範囲（例えば、２．０〜３．０メートル）外に任意の物体が検出された場合、その物体が検出されなくなるまで、ノンアイセーフレーザーは不能にされる。
【００１４】
レーザー感知システムの動作範囲は、本質的なハードウェア制限から決定され得（例えば、レーザー感知システムは、その光学設計に基づいて所定の空間間隔外において効率的に検出することが可能ではない）、かつ／または適用制御器から決定され得る（例えば、目標表面が動作範囲内に検出された場合、レーザー感知システムは、物体が適応動作範囲外に検出された場合、ノンアイセーフレーサーの送信を不能にすることによって目の安全性を高めるために、目標を囲むより小さい空間間隔に動作範囲を自動的に制限し得る）。レーザーセンサーから調査中の目標表面までの距離が変化すると、制御器は、目標距離に適応して追跡して、動作範囲を規定する適応空間間隔の位置（およびおそらく幅）を変化させ得る。制御器は、動作範囲の程度を独立して制御し得る（例えば、目標全体の三次元（３−Ｄ）マッピングに基づいて制御し得るか、またはユーザは、所定の呼び掛けシナリオに対して動作範囲をより良く規定するために情報を入力することが可能にされ得る）。
【００１５】
本発明の実施形態は、レーザー感知システムの動作範囲内の人の保護を提供しなく（なぜなら、受動赤外線検出器などの他デバイスがこの目的のために用いられ得るからである）、動作範囲内において目標からノンアイセーフレーザービームの鏡面反射または散乱に対して保護しない。
【００１６】
本発明の一実施例に従う、ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する実施例のレーザー感知システムが、図１に例示される。具体的には、レーザー感知システム１０は、意図した目標に呼び掛けるレーザーセンサーユニット８０と、物体までの範囲測定に基づいてレーザー放出を制御するレンジユニット９０とを含む。レーザーセンサーユニット８０は、レーザー１２と、ビームコンディショニング光学系１６と、検出ユニット８２とを含む。さらに、レーザーセンサーユニットは、以下に説明されるように放出を制御するシャッター１４（これは、補助デバイスよりはむしろレーザーの電子機器または光学設計の中に組み込まれ得るかまたはレーザーの電子機器または光学設計の本質的な部分であり得る）を含み得る。レーザー１２は、適切なレーザービームを提供する任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。レーザー１２からのレーザービームは、典型的には、感知用途に利用されるノンアイセーフレーザービームである。シャッター１４は、レーザー１２とビームコンディショニング光学系１６との間に配置され、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を通って送信されることを可能にしかつ／または妨げる。シャッターは、任意の従来の光停止デバイスまたは任意の光停止デバイス（例えば、シャッター、ブラインド、偏光フィルターまたは他のフィルター、可動パネルなど）によって実装され得、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信されることを妨げるのに十分に不透明であるかまたは他の光学特性（偏光、フィルター、反射率など）を有する任意の適切な材料から構成され得る。
【００１７】
ビームコンディショニング光学系１６は、レーザー１２からのレーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作る。ビームコンディショニング光学系は、任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装されて、レーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作り得る。ビームコンディショニング光学系１６からの形作られたレーザービームは、ノンアイセーフ出力レーザービーム５として働く。ノンアイセーフ出力レーザービームは、レーザー感知システム１０から目標領域４０の方に送信され、目標領域４０は、目標物質（例えば、壁、テーブル、車両外部または地上にある、化学液滴、生体試料、爆発性残査）に呼び掛けるレーザー感知システムの動作範囲を表す。
【００１８】
目標領域４０（レーザー感知システム１０の動作範囲を表す）外にある近くの人５０または他の物体（例えば、動物など）を保護するために、レーザー１２からのノンアイセーフレーザービームの送信は、これらの物体の検出に応答して不能にされる（例えば、シャッター１４を介するかまたはレーザー１２への電力を不能にすることによって）。最初に、レーザー感知システム１０（シャッター１４を有し、シャッター１４は、レーザービームがそこを通過することを可能にするように構成される）は、出力レーザービーム５を目標領域４０内の意図した目標の方に送信する。出力レーザービーム５が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、反射レーザービーム９としてレーザー感知システム１０の方に戻るように、反射されるか、散乱させられるか、または再放出される。反射レーザービームは、硬目標に呼び掛ける検出ユニット８２によって用いられ、送信されたレーザービームを傍受する表面までの範囲を測定するレンジユニット９０によってさらに用いられ得る。検出ユニット８２は、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する様々な構成要素（図示されていない）（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含む。
【００１９】
レンジユニット９０は、反射ビーム９を受け取り処理して、硬目標までの範囲を決定する。特に、レンジユニット９０は、光フィルター１８と、光受信器２０と、プロセッサ２２と、制御電子装置２６とを含む。光フィルター１８は、反射ビーム９を受け取り、反射ビームをフィルタリングし、スプリアス信号を除去する（例えば、反射ビームに対して予期されるバンド内にビームを提供する）。光フィルターは、任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装され得る。
【００２０】
フィルタリングされたビームは、光受信器２０によって受け取られる。光受信器は、好ましくは、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイを含み、受け取られビームに関するデジタル情報を制御器２２に提供する。しかしながら、光受信器は、光信号を受信する任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、ＣＣＤまたは他のアレイなど）を含み得る。受け取られたレーザービームに対するデジタル情報は、分析のために制御器２２に提供される。制御器は、任意の従来の処理デバイスまたは他の処理デバイス（例えば、プロセッサ、制御器など）によって実装され得る。制御器２２は、受け取られたビームに関するデジタル情報を分析し、衝突される目標の範囲を決定する光範囲計算機モジュール２４を含む。光範囲計算機モジュールは、任意の数量のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールによって実装され得る。
【００２１】
最初に、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、デジタル情報を分析して、有効ビームの検出を決定する。これは、光受信器２０のＣＣＤアレイの要素を（例えば、ビームの検出を示す、要素のエネルギーレベル、ビームの有効化のために閾値を超える必要のある要素の量などに関するなど）１つ以上の閾値と比較することによって達成され得る。
【００２２】
一旦有効ビームが検出されると、制御器は衝突される目標の範囲を決定する。これは、任意の適切な方法で決定され得る。例えば飛行時間技術は、範囲を決定するために利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、各出力ビーム５に対する送信時間および各受け取り反射ビーム９に対する受け取り時間を維持する。制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、ビームの送信および受け取りを検出して、それらのビームに対する送信時間および受け取り時間を記録し得る。
【００２３】
一旦有効ビームが受け取られると、制御器２２（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、受け取りビームに対する対応する送信時間および受け取り時間を検索する。送信時間および受け取り時間は、ビームがレーザー感知システム１０から衝突される目標表面に進みレーザー感知システムに戻るラウンドトリップ時間（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｔｉｍｅ）（例えば、受け取りビームに関連する、受け取り時間と送信時間との差）を決定するために利用される。ラウンドトリップ時間は、レーザービームの既知の速度（または光の速度）と組み合わせて利用され、衝突される目標までの距離または範囲（ｒａｎｇｅ）を決定する（例えば、Ｒａｎｇｅ＝０．５＊（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ／ビームのＳｐｅｅｄ））。
【００２４】
あるいは、衝突される目標までの範囲を決定するために三角測量技術が利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、光受信器２０からのデジタル情報を分析して、光受信器のＣＣＤアレイ上の受け取りビームの角度を決定する。光受信器は、好ましくは、レーザー感知システム１０の光軸（またはビーム送信軸）から既知の距離Ｄに位置を定められ、レーザー感知システム１０の光軸（またはビーム送信軸）に対して角位置に配向される。この角位置決めは、光受信器がレーザー感知システムの光軸に対して反射ビームの角度を捕捉することを可能にする。反射ビームの角度は衝突される目標までの距離と共に変化するので、その距離（および角度）に従って光受信器２０のＣＣＤアレイの異なる部分が反射ビームによって衝突される。従って、光軸に対する反射ビームの角度ＡＲＥＦは、反射ビームを検出するＣＣＤアレイの特定の要素の位置および／または配置に基づいて決定され得る。決定された角度ＡＲＥＦおよび既知の距離Ｄは、三角測量技術によって衝突される目標までの距離または範囲を決定するために利用される。例えば、直角三角形は、範囲と、角度と、既知の距離との間の関係を表し得、ここで、決定された角度に相対する（斜辺以外の）辺は既知の距離Ｄを表し、決定された角度に隣接する別の（斜辺以外の）辺は光軸に沿って、衝突される目標までの範囲を表す。従って、範囲は、正接関数（例えば、ｔａｎ（ＡＲＥＦ）＝Ｄ／Ｒａｎｇｅ、またはＲａｎｇｅ＝Ｄ／（ｔａｎ（ＡＲＥＦ））に基づいて、この直角三角形表示から決定され得る。当技術分野において周知のような他の範囲測定技術（例えば、出力レーザービームの擬似ランダム振幅変調を伴う技術など）が用いられ得る。
【００２５】
制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システム１０に対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。範囲値がレーザー感知システム動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１０と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にするために任意の従来の回路または他の回路（例えば、リレー、スイッチなど）を含み得る。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信するのを妨げ得る。あるいは、制御電子装置２６は、電力を終了させ得るかまたはさもなければレーザー１２を不能にし得る。この場合、レーザー感知システム１０は、シャッター１４なしで構成され得る。
【００２６】
レーザー１２からのビームは範囲を決定するために用いられるので、レーザーは、後の範囲測定を得るために後に範囲モードにおいて可能にされ、パルスにされる。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザ感知システム１０の動作範囲）内である場合、レーザー１２は目標に呼び掛けることを可能にされる（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。
【００２７】
あるいは、レーザー感知システム１０は、範囲を決定するためにアイセーフレーザー源を用い得る。この場合、レーザー感知ユニット８０は意図した目標への呼び掛けのためにレーザー１２を含み、レンジユニット９０は範囲決定のためにアイセーフレーザー源３０を含む。アイセーフレーザー源３０は、適切なレーザービームを提供する任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。この場合、アイセーフレーザー源３０は、目標領域４０（レーザー感知システム１０の動作範囲を表す）内の意図した目標の方にアイセーフ出力レーザービーム７を送信し、ここで、アイセーフレーザー源は、実質的にレーザー感知システムの光軸に沿ってアイセーフレーザービームを送信（またはノンアイセーフ出力レーザービーム５を送信）するように位置を決められる。送信されたアイセーフレーザービームは、目標領域４０（レーザー感知システム１０の動作範囲を表す）外の物体（例えば、人５０など）までの範囲を決定するために用いられる。アイセーフ出力レーザービーム７が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、反射レーザービーム９のように、反射してレーザー感知システム１０の方に戻る。
【００２８】
レンジユニット９０の光フィルター１８および光受信器２０は、アイセーフレーザービームに適応するように構成される。光フィルターは、反射ビームを受け取り、反射ビームをフィルタリングして、スプリアス信号を除去する（例えば、反射ビームに予期されるバンドでビームを提供する）。光受信器２０は、分析のために受け取りビームに関するデジタル情報を制御器２２に提供する。最初に制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、デジタル情報を分析して、有効ビームの検出を決定する。これは、光受信器２０のＣＣＤアレイの要素を１つ以上の閾値（例えば、ビームの検出を示す、要素のエネルギーレベル、ビームの有効化のために閾値を超える必要のある要素の量などに関する）と比較することによって達成され得る。
【００２９】
一旦有効ビームが検出されると、制御器は衝突される目標の範囲を決定する。これは、任意の適切な方法で決定され得る。例えば飛行時間技術は、上記に説明されたように範囲を決定するために利用され得る。この場合、制御器２２は、アイセーフレーザービームがレーザー感知システム１０から衝突される目標表面に進みレーザー感知システムに戻るラウンドトリップ時間（例えば、受け取りアイセーフレーザービームに関連する、受け取り時間と送信時間との差）を決定する。上記に説明されたように、ラウンドトリップ時間は、レーザービームの既知の速度（または光の速度）と組み合わせて利用され、衝突される目標までの距離または範囲を決定する（例えば、Ｒａｎｇｅ＝０．５＊（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ／ビームのＳｐｅｅｄ））。
【００３０】
あるいは、衝突される目標までの範囲を決定するために三角測量技術が利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、光受信器２０からのデジタル情報を分析して、光受信器のＣＣＤアレイ上の受け取りアイセーフレーザービームの角度を決定する。光受信器は、好ましくは、レーザー源３０（およびレーザーセンサーユニット８０）の光軸（またはビーム送信軸）から既知の距離Ｄに位置を定められ、レーザー源３０の光軸（またはビーム送信軸）に対して角位置に配向される。この角位置決めは、光学受信器がレーザー感知システムの光軸に対して反射ビームの角度を捕捉することを可能にする。上記に説明されたように、光軸に対する反射ビームの角度ＡＲＥＦは、反射ビームを検出するＣＣＤアレイの特定の要素の位置および／または配置に基づいて決定され得る。決定された角度ＡＲＥＦおよび既知の距離Ｄは、三角測量技術によって衝突される目標までの距離または範囲を決定するために利用される（例えば、Ｒａｎｇｅ＝Ｄ／（ｔａｎ（ＡＲＥＦ））
制御器２２は（例えば、光範囲計算機モジュール２４を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システムに対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。上記に説明されたように、範囲値がレーザー感知システム動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１０と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を送信するのを妨げ得るか、または電力を終了させ得るかもしくはさもなければレーザー１２（例えば、シャッター１４なし）を不能にし得る。アイセーフレーザー源３０は、レーザー１２からの送信が不能にされ得るとしても、範囲決定に対して可能のままである。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザー感知システム１０の動作範囲）内である場合、レーザー１２は意図した目標に呼び掛けることを可能にされる（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。レーザー１２の放出は、このシステムにおけるアイセーフレーザーとして機能を果たすように修正され得るが、但し、感知データを提供することは可能ではない場合がある。この場合、レーザー１２が不能にされる代わりに、レーザー１２の出力特性は、アイセーフに修正させられ、レーザー１２は、ノンアイセーフ感知に対して再可能にされるまで範囲発見のためのみに引き続き用いられ得る。
【００３１】
制御器２２は（例えば、１つ以上の制御モジュール２５を介して）、レーザー感知システム１０に対して動作範囲を制限するために、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔をさらに自動的に規定し得る。この場合、測定範囲がレーザー感知システム１０の動作範囲内である場合、制御器２２は、範囲決定を利用して、この空間間隔の位置（およびおそらく幅）を適応するように変化させ得る（例えば、目標からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。空間間隔は、（衝突される目標とレーザー感知システムとの間の相対的な距離が変化すると）衝突される目標までの範囲の変化に従ってまたは目標形状に従って、調整され得る。さらに、ユーザは、動作範囲を事前規定し、動作範囲の決定をオーバーライドするか、またはユーザの知識に基づいて動作範囲の決定に影響を及ぼす情報を入力し得る。
【００３２】
範囲測定は、レーザー感知システム内の別個のユニット（例えば、レンジユニット９０）によって行われ得るかまたはレーザーセンサーユニット８０の１つ以上の構成要素によって行われ得る。
【００３３】
ノンアイセーフレーザービームの放出を制御し音響信号を用いて、衝突される目標までの範囲を決定する実施例のレーザー感知システムは、図２に例示される。具体的には、レーザー感知システム１００は、上記に説明されたレーザー感知システム１０に類似しており、意図した目標に呼び掛けるレーザーセンサーユニット８０と、物体までの範囲測定に基づいてレーザー放出を制御するレンジユニット９５とを含む。レーザーセンサーユニット８０は、上記に説明されたレーザーセンサーユニットと実質的に類似しており、レーザー１２と、ビームコンディショニング光学系１６と、検出ユニット８２とを含む。さらに、レーザーセンサーユニットは、放出を制御するシャッター１４を含み得る。レーザー１２、シャッター１４、ビームコンディショニング光学系１６、および検出ユニット８２は各々、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。
【００３４】
上記に説明されたように、レーザー１２からのレーザービームは、典型的には、感知用途に利用されるノンアイセーフレーザービームである。シャッター１４は、レーザー１２とビームコンディショニング光学系１６との間に配置され、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を通って送信されることを可能にしかつ／または妨げる。上記に説明されたように、ビームコンディショニング光学系１６は、レーザー１２からのレーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作り、ここで、ビームコンディショニング光学系１６からの形作られたレーザービームは、ノンアイセーフ出力レーザービーム５として働く。上記に説明されたように、ノンアイセーフ出力レーザービームは、レーザー感知システム１００から目標領域４０の方に送信され、目標領域４０は、目標物質（例えば、壁、テーブル、車両外部または地上にある、化学液滴、生体試料、爆発性残査など）に呼び掛けるレーザー感知システム１００の動作範囲を表す。
【００３５】
目標領域４０（レーザー感知システム１００の動作範囲を表す）外にある近くの人５０または他の物体（例えば、動物など）を保護するために、レーザー１２からのノンアイセーフレーザービームの送信は、これらの物体の検出に応答して不能にされる（例えば、シャッター１４を介するかまたはレーザー１２への電力を不能にすることによって）。最初に、レーザー感知システム１００（シャッター１４を有し、シャッター１４は、レーザービームがそこを通過することを可能にするように構成される）は、出力レーザービーム５を目標領域４０内の意図した目標の方に送信する。出力レーザービーム５が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、レーザー感知システム１００の方に戻るように、反射される。上記に説明されたように、検出ユニット８２は、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する様々な構成要素（図示されていない）（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含む。
【００３６】
レンジユニット９５は、上記に説明されたレンジユニット９０に動作上類似しており、硬目標までの範囲を決定する。特にレンジユニット９０は、音響送信器６０と、音響フィルター６２と、音響受信器６４と、プロセッサ２２と、制御電子装置２６とを含む。プロセッサ２２および制御電子装置２６は、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。音響送信器６０は、範囲決定のために音響信号を提供する。音響送信器は、適切な音響信号を提供する任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。この場合、音響送信器６０は、出力音響信号１７を目標領域４０の方に送信する。出力音響信号１７が硬目標または硬表面と衝突すると、音響信号は、反射音響信号１９としてレーザー感知システム１００の方に戻るように反射される。
【００３７】
音響フィルター６２は、反射音響信号を受信し、反射音響信号をフィルタリングして、スプリアス信号を除去する（例えば、反射信号に対して予期されるバンド内にフィルタリングした信号を提供する）。音響フィルターは、任意の従来のフィルタリングデバイスまたは他のフィルタリングデバイス（例えば、ハイパス、ローパス、バンドパスなど）によって実装され得る。
【００３８】
フィルタリングされた信号は、音響受信器６４によって受信される。音響受信器は、好ましくは（例えば、デジタイザを有する）マイクロホンを含み、受信信号に関するデジタル情報を制御器２２に提供する。しかしながら、音響受信器は、音響信号を受信する任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、マイクロホンなど）を含み得る。受信音響信号に対するデジタル情報は、分析のために制御器２２に提供される。制御器２２は、受信音響信号に関するデジタル情報を分析する音響範囲計算機モジュール６６を含み、衝突される目標の範囲を決定する。音響範囲計算モジュールは、任意の数量のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールによって実装され得る。
【００３９】
最初に、制御器２２は（例えば、音響範囲計算モジュール６６を介して）、デジタル情報を分析して、有効音響信号の検出を決定する。これは、デジタル情報を（例えば、音響信号の検出を示すエネルギーレベルに関するなど）１つ以上の閾値と比較することによって達成され得る。
【００４０】
一旦有効信号が検出されると、制御器は衝突される目標の範囲を決定する。これは、任意の適切な方法で決定され得る。例えば飛行時間技術は、範囲を決定するために利用され得る。この場合、制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、各出力音響信号１７に対する送信時間および各受信音響信号１９に対する受信時間を維持する。制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、音響信号の送信および受信を検出して、それらの信号に対する送信時間および受信時間を記録し得る。
【００４１】
一旦有効音響信号が受信されると、制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、受信信号に対する対応する送信時間および受信時間を検索する。送信時間および受信時間は、音響信号がレーザー感知システム１００から衝突される目標に進みレーザー感知システムに戻るラウンドトリップ時間（例えば、受信信号に関連する、受信時間と送信時間との差）を決定するために利用される。ラウンドトリップ時間は、音響信号の既知の速度（または音の速度）と組み合わせて利用され、衝突される目標までの距離または範囲を決定する（例えば、Ｒａｎｇｅ＝０．５＊（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ／音響信号のＳｐｅｅｄ））。
【００４２】
あるいは、衝突される目標までの範囲を決定するために三角測量技術が利用され得る。この場合、音響受信器６４は、指向性マイクロホンを含み得、ここで、制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、音響受信器６４からのデジタル情報を分析して、受信信号の角度ＡＲＥＦを決定する。音響受信器は、好ましくは、音響送信器６０の送信軸から既知の距離Ｄに位置を定められ、音響送信器６０の送信軸に対して角位置に配向される。決定された角度ＡＲＥＦおよび既知の距離Ｄは、上記に説明された方法と実質的に同じ方法で、三角測量技術（例えば、Ｒａｎｇｅ＝Ｄ／（ｔａｎ（ＡＲＥＦ））によって、衝突される目標までの距離または範囲を決定するために利用される。
【００４３】
制御器２２は（例えば、音響範囲計算機モジュール６６を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システム１００に対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。範囲値がレーザー感知システム動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１００と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信するのを妨げ得る。あるいは、制御電子装置２６は、電力を終了させ得るかまたはさもなければレーザー１２を不能にし得る。この場合、レーザー感知システム１００は、シャッター１４なしで構成され得る。
【００４４】
音響送信器は、活動状態のままで、範囲決定がノンアイセーフレーザービームの送信を制御することを可能にする。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザー感知システム１００の動作範囲）内である場合、レーザー１２は目標に呼び掛けることを可能にするモードである（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。
【００４５】
上記に説明された方法と実質的に同じ方法で、制御器２２は（例えば、１つ以上の制御モジュール２５を介して）、レーザー感知システム１００に対して動作範囲を制限するために、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔をさらに自動的に規定し得る。この場合、測定範囲がレーザー感知システム１００の動作範囲内である場合、制御器２２は、範囲決定を利用して、この空間間隔の位置（およびおそらく幅）を適応するように変化させ得る（例えば、目標からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。空間間隔は、（衝突される目標とレーザー感知システムとの間の相対的な距離が変化すると）衝突される目標までの範囲の変化に従ってまたは目標形状に従って、調整され得る。さらに、ユーザは、動作範囲を事前規定し、動作範囲の決定をオーバーライドするか、またはユーザの知識に基づいて動作範囲の決定に影響を及ぼす情報を入力し得る。
【００４６】
範囲測定は、レーザー感知システム１００内の別個のユニット（例えば、レンジユニット９５）によって行われ得るかまたはレーザーセンサーユニット８０の１つ以上の構成要素によって行われ得る。
【００４７】
ノンアイセーフレーザービームの放出を制御し画像処理を用いて、衝突される目標までの範囲を決定する実施例のレーザー感知システムは、図３に例示される。具体的には、レーザー感知システム１５０は、上記に説明されたレーザー感知システム１０、１００に類似しており、意図した目標に呼び掛けるレーザーセンサーユニット８０と、物体までの範囲測定に基づいてレーザー放出を制御するレンジユニット９７とを含む。レーザーセンサーユニット８０は、上記に説明されたレーザーセンサーユニットと実質的に類似しており、レーザー１２と、ビームコンディショニング光学系１６と、検出ユニット８２とを含む。さらに、レーザーセンサーユニットは、放出を制御するシャッター１４を含み得る。レーザー１２、シャッター１４、ビームコンディショニング光学系１６、および検出ユニット８２は各々、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。
【００４８】
上記に説明されたように、レーザー１２からのレーザービームは、典型的には、感知用途に利用されるノンアイセーフレーザービームである。シャッター１４は、レーザー１２とビームコンディショニング光学系１６との間に配置され、レーザー１２からのレーザービームがシャッター１４を通って送信されることを可能にしかつ／または妨げる。上記に説明されたように、ビームコンディショニング光学系１６は、レーザー１２からのレーザービームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作り、ここで、ビームコンディショニング光学系１６からの形作られたレーザービームは、ノンアイセーフ出力レーザービーム５として働く。上記に説明されたように、ノンアイセーフ出力レーザービームは、レーザー感知システム１５０から目標領域４０の方に送信され、目標領域４０は、目標物質（例えば、壁、テーブル、車両外部または地上にある、化学液滴、生体試料、爆発性残査など）に呼び掛けるレーザー感知システム１５０の動作範囲を表す。
【００４９】
目標領域４０（レーザー感知システム１５０の動作範囲を表す）外にある近くの人５０または他の物体（例えば、動物など）を保護するために、レーザー１２からのノンアイセーフレーザービームの送信は、これらの物体の検出に応答して不能にされる（例えば、シャッター１４を介するかまたはレーザー１２への電力を不能にすることによって）。最初に、レーザー感知システム１５０（シャッター１４を有し、シャッター１４は、レーザービームがそこを通過することを可能にするように構成される）は、出力レーザービーム５を目標領域４０内の意図した目標の方に送信する。出力レーザービーム５が硬目標または硬表面と衝突すると、ビームは、レーザー感知システム１５０の方に戻るように、反射される。上記に説明されたように、検出ユニット８２は、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する様々な構成要素（図示されていない）（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含む。
【００５０】
レンジユニット９７は、上記に説明されたレンジユニット９０、９５に動作上類似しており、硬目標までの範囲を決定する。特に、レンジユニット９７は、レンズ７０と、フィルター７２と、光受信器１８と、制御器２２と、制御電子装置２６とを含む。光受信器１８と、制御器２２と、制御電子装置２６とを含む。光受信器１８、プロセッサ２２および制御電子装置２６は、上記に説明された対応する品目に実質的に類似している。レンズ７０は、目標領域４０の方に向けられ、周辺光信号または他の光信号２１（例えば、可視光、赤外線など）を受信して、光受信器１８のＣＣＤアレイに硬目標の画像を生成する。レンズは、画像を生成するように任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズなど）によって実装され得る。レンズは、画像に焦点を合わすために目標領域の方向に拡張可能であるかまたは可動であり、ここで、レンズ拡張の位置は、画像化される物体の範囲に較正される。換言すると、レンズの様々な拡張の位置の各々は、特定の範囲に一致する。下記に説明されるように、画像焦点は、レンズの位置を決め、物体（例えば、人５０など）までの範囲を決定するために用いられる。
【００５１】
フィルター７２は、レンズ７０から画像信号を受信し、画像信号をフィルタリングして、スプリアス信号を除去する。フィルターは、任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズムなど）によって実装され得る。フィルタリングされた信号は、光受信器１８によって受信され、ＣＣＤアレイ内に画像を生成する。デジタル画像情報は、分析のため制御器２２に提供される。制御器２２は、デジタル画像情報を分析し、衝突される目標の範囲を決定するフォーカスモジュール７４を含む。フォーカスモジュールは、任意の数量のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールによって実装され得る。
【００５２】
最初に、制御器２２は（例えば、フォーカスモジュール７４を介して）、デジタル画像情報を分析して、物体の存在を決定する。これは、画像処理技術によって達成され得る（例えば、どの物体も検出されない場合、ノンアイセーフレーザーの継続する動作が維持される）。
【００５３】
一旦物体の存在が検出されると、制御器は検出された物体の範囲を決定する。特に、制御器２２は（例えば、フォーカスモジュール７４を介して）、レンズ７０の焦点を合わせるため光受信器１８からのデジタル画像情報を分析する。基本的には、制御器２２は、デジタルカメラのオートフォーカス機能を実装し、焦点ずれから、焦点合わせを介して、焦点ずれにレンズ７０の光学的焦点をディザリングして、一連のデジタル画像を生成する。制御器は、従来の画像処理技術（例えば、エッジ処理など）によって、結果として生じるデジタル画像を分析して、物体に対する最良の焦点を決定する。最良の焦点に関連する対応するレンズ位置は、上記に説明された範囲へのレンズ位置の較正に基づいて物体までの範囲を決定するために利用される。
【００５４】
制御器２２は（例えば、フォーカスモジュール７４を介して）、決定された範囲値をレーザー感知システム１５０に対する動作範囲を規定する空間間隔と比較する。範囲値がレーザーセンサー動作範囲外である場合（例えば、物体がレーザー感知システム１５０と目標領域４０との間にあるか、または目標領域４０を越えるかのいずれかにある場合）、制御電子装置２６は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする。例えば、制御電子装置２６は、シャッター１４を制御して、レーザー１２からのレーザービームがシャッターを通って送信するのを妨げ得る。あるいは、制御電子装置２６は、電力を終了させ得るかまたはさもなければレーザー１２を不能にし得る。この場合、レーザー感知システム１５０は、シャッター１４なしで構成され得る。
【００５５】
レンズ焦点合わせは、活動状態のままで、範囲決定がノンアイセーフレーザービームの送信を制御することを可能にする。衝突される目標までの範囲が許容範囲（またはレーザー感知システム１５０の動作範囲）内である場合、レーザー１２は意図した目標に呼び掛けることを可能にするモードである（上記に説明されたようにレーザー感知システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。
【００５６】
上記に説明された方法と実質的に同じ方法で、制御器２２は（例えば、１つ以上の制御モジュール２５を介して）、レーザー感知システム１５０に対して動作範囲を制限するために、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔をさらに自動的に規定し得る。この場合、測定範囲がレーザー感知システム１５０の動作範囲内である場合、制御器２２は、範囲決定を利用して、この空間間隔の位置（およびおそらく幅）を適応するように変化させ得る（例えば、目標からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。空間間隔は、（衝突される目標とレーザー感知システムとの間の相対的な距離が変化すると）衝突される目標までの範囲の変化に従ってまたは目標形状に従って、調整され得る。さらに、ユーザは、動作範囲を事前規定し、動作範囲の決定をオーバーライドするか、またはユーザの知識に基づいて動作範囲の決定に影響を及ぼす情報を入力し得る。
【００５７】
範囲測定は、レーザー感知システム１５０内の別個のユニット（例えば、レンジユニット９７）によって行われ得るかまたはレーザーセンサーユニット８０の１つ以上の構成要素によって行われ得る。ミリ波レーダーなどの他の範囲ファインディングシステムは、当技術分野において公知であり、本発明の実施形態に組み込まれ得る。
【００５８】
ノンアイセーフレーザービームの放出を制御する方法は、図４に例示される。最初に、レーザー感知システムまたは他のシステム（例えば、レーザー感知システム１０、１００、または１５０）は、ステップ１６０において、活動状態であり、ノンアイセーフレーザービームを放出する。ステップ１６４において、物体までの範囲決定を可能にする信号（例えば、反射レーザービーム７、９、反射音響信号１９、周辺光信号または他の光信号２１など）は、レーザー感知システムまたは他のシステムにおいて受信される。ステップ１６６において、信号は、分析されて、物体までの範囲を決定する（例えば、ラウンドトリップ時間、三角測量、画像処理などを介して）。
【００５９】
ステップ１６８において決定されるように、範囲値がレーザー感知システムまたは他のシステムの動作範囲外である場合（例えば、物体がシステムとシステム動作範囲の始めとの間であるか、またはシステム動作範囲を越えるかのいずれかにある場合）、ステップ１７０において、ノンアイセーフレーザービームの送信が不能にされる（シャッター１４または他の物体はそれを通ってレーザービームが送信されることを妨げ得、システムレーザーへの電力は終了され得、ビームはアイセーフに修正され得るなど）。範囲値が許容範囲（例えば、またはレーザー感知システムまたは他のシステムの動作範囲）内である場合、ノンアイセーフレーザーの送信が可能にされる（レーザー感知システムまたは他システムの動作範囲外に物体が検出されるまで）。さらに、ステップ１７４において、レーザー感知システムまたは他のシステムの動作範囲は、測定目標位置の辺りに狭い空間間隔を規定するように自動的に調整され得る（例えば、物体からの間隔またはオフセット距離を提供し得る（例えば、目標範囲が２．５メートルの場合、＋／−１メートルの間隔が、動作範囲１．５〜３．５メートルを提供するように選択され得る））。ステップ１７６において、終了条件（例えば、パワーダウンなど）が起るまで、上記プロセスが繰り返される。
【００６０】
上記に説明され図面に例示される実施形態が安全性の高められたレーザー送信を制御する方法および装置を実装する多くの方法のうちのほんのいくらかの方法を表すことは理解される。
【００６１】
本発明の実施形態の範囲測定は、レーザーまたは他の潜在的に有害な信号を制御する任意の適切なデバイス（例えば、送信デバイス、受信デバイス、送受信デバイスなど）内に用いられ得、任意の所望のエネルギーの送信信号（例えば、任意の周波数または波長の光、レーザー、信号など）と共に利用され得る。レーザー感知システムまたは他のシステムは、任意の数量のレーザーセンサーおよび／またはレンジユニットを含み得、意図した目標を照明するための任意の動作範囲を有し得る。レンジユニットは、潜在的に有害であるかまたは危険な信号を送信して、それらの信号の放出を制御する任意のレーザーシステムまたは他のシステム内に用いられ得る。例えば、レンジユニットは、このタイプのシステム内に用いられて、システムからこれらの潜在的に有害であるかまたは危険な信号を送信するレーザーユニットまたは他のユニットからの信号を送信することを不能にし得る（または危険でなくし得る）。
【００６２】
レーザーセンサーユニットの構成要素は、物体に呼び掛け放出を制御するように任意の方法で配置され得る。レーザーは、任意の所望の特性（例えば、任意のスペクトル領域、波長、周波数、出力など）を有する適切なレーザービームを提供する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。シャッターは、任意の数量の任意の従来の光停止デバイスまたは任意の光停止デバイス（例えば、シャッター、ブラインド、偏光フィルターまたは他のフィルター、可動パネルなど）によって実装され得、光がシャッターを透過することを妨げるのに十分に不透明であるかまたは他の光学特性（偏光、フィルター、反射率など）を有する任意の適切な材料から構成され得る。シャッターは、そこを通る透過を妨げるように、レーザーまたは他の光源に対して任意の所望の方法で配置され得る。ビームコンディショニング光学系は、レーザーまたは他のビームのプロファイル（例えば、形状、エネルギー分布など）を形作る任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装され得る。検出ユニットは、硬目標の呼び掛けのためにその硬目標から反射されたビームを受け取り処理する、任意の方法で配置された任意の数量の任意の従来の構成要素または他の構成要素（例えば、受信器、フィルター、プロセッサなど）を含み得る。
【００６３】
レンジユニットの構成要素は、放出を制御するように任意の方法で配置され得る。アイセーフレーザー源は、任意の所望の特性（例えば、任意のスペクトル領域、波長、周波数、出力など）を有する適切なレーザービームを提供する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。光フィルターは、任意の数量の任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズム、フィルターなど）によって実装され得る。光受信器は、光信号を受信する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、ＣＣＤまたは他の要素またはアレイなど）によって実装され得るかまたはそれらのデバイスを含み得る。制御電子装置は、ノンアイセーフレーザービームの送信を不能にする、任意の方法で配置された任意の数量の任意の従来の回路または他の回路（例えば、プロセッサ、リレー、スイッチなど）を含み得る。
【００６４】
音響送信器は、任意の所望の特性（例えば、周波数など）を有する適切な音響信号を提供する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイスによって実装され得る。音響フィルターは、任意の数量の任意の従来のフィルタリングデバイスまたは他のフィルタリングデバイス（例えば、ハイパス、ローパス、バンドパスなど）によって実装され得る。音響受信器は、音響信号を受信する任意の数量の任意の従来のデバイスまたは他のデバイス（例えば、指向性マイクロホンまたは他のマイクロホンなど）を含み得る。レンズは、画像を生成するように任意の方法で配置された任意の数量の任意の従来の光デバイスまたは他の光デバイス（例えば、レンズ、フィルター、屈折デバイスなど）によって実装され得る。レンズは任意の適切な方向に可動であり得、レンズの任意の位置は範囲と相互に関連付けられる。フィルターは、任意の数量の任意の従来の光フィルタリングデバイスまたは他の光フィルタリングデバイス（例えば、レンズ、プリズムなど）によって実装され得る。
【００６５】
範囲は、任意の適切な方法で任意の適切な従来の技術または他の技術（例えば、飛行時間、三角測量、画像処理など）によって決定され得る。受信信号は、任意の所望の方法で飛行時間決定に対して送信信号と相互に関連付けられ得る。例えば、送信信号および受信信号は、タイムスタンプまたは他のインジケータに関連付けられる。さらに送信信号は、識別子または送信時間情報（例えば、周波数、波長、変調の種類など）に対して符号化されるかまたはそれらを示す特性を含み得る。さらに、信号は送信され得、対応する反射信号を受信する時間間隔が提供される。
【００６６】
三角測量技術は、任意の幾何学的特性および／または三角法特性（例えば、サイン、コサイン、タンジェント、様々な形状の特性など）を利用して、範囲を決定し得る。受信デバイス（例えば、光受信器、音響受信器など）は、光軸または任意の他の軸に対して任意の適切な角度の配向で向けられて、反射信号の角度を測定し得る。あるいは、レーザー感知システムは、１つ以上の追加信号源および対応する検出器を用いて、三角測量のための追加の測定を提供し得る。
【００６７】
ノンアイセーフレーザービームの送信は、任意の所望の方法で不能にされ得る。例えば、シャッターまたは他の光不浸透性部材は、ビームの送信を遮断するために利用され得る。さらにレーザー源への電力は、中断されて、送信を不能にするか、またはビームの出力もしくは強度は安全なレベルまで減少させられ得る。この場合、レーザー感知システムは、シャッターなしで構成され得る。送信は、任意の所望の時間間隔で不能にされ得る（例えば、物体が検出されなくなるまでの所定の時間間隔など）。制御器は、適切な構成要素（例えば、レーザー、シャッターなど）と直接インタフェースして、送信を不能にし得る（例えば、制御電子装置の必要なしに）。
【００６８】
制御器は、任意の従来の処理デバイスもしくは他の処理デバイスまたはコンピュータシステム（例えば、プロセッサ、制御器など）によって実装され得、任意のソフトウェア（例えば、光範囲計算機モジュール、音響範囲計算モジュール、フォーカスモジュール、制御モジュールなど）を含み得る。レーザー感知システムまたは他のシステムは、情報を入力しかつ／または情報を見るために任意のタイプのディスプレイと入力デバイス（例えば、キーボード／キーパッド、タッチスクリーンなど）とを含み得る。制御器は、任意の従来の画像処理技術もしくは信号処理技術または他の画像処理技術もしくは信号処理技術を用いて、受信信号を確認し得る（例えば、受信信号情報のエネルギーもしくは規模を分析する画像処理技術など）。制御器は、任意の適切なキーまたは他の信号識別子に基づいて送信時間および／または受信時間を維持し検索し得る。制御器は、動作範囲を調整して、任意の所望の基準（例えば、所定のオフセット、ユーザ入力情報、目標範囲など）に基づいて意図した目標を包含する任意の適切な領域を含み得る。
【００６９】
制御器は、任意の所望の設定または設定範囲によってレンズを制御して、様々な焦点で画像を生成し得る。最良の焦点は、任意の従来の画像処理技術または他の画像処理技術（例えば、エッジ処理など）によって決定され得る。レンズ位置は、任意の適切な範囲と相互に関連付けられて、物体までの範囲または距離を決定し得る。
【００７０】
本発明の実施形態の制御器のための任意のソフトウェア（例えば、光範囲計算機モジュール、音響範囲計算モジュール、フォーカスモジュール、制御モジュールなど）が、任意の所望のコンピュータ言語で実装され得、本明細書に含まれる機能説明および図面に例示されるフローチャートに基づいてコンピュータ技術分野において当業者によって開発され得ることは理解されるべきである。さらに、様々な機能を行うソフトウェアの本明細書における任意の参考文献は、概してソフトウェア制御の下でそれらの機能を行うコンピュータシステムまたはプロセッサを参照する。本発明の実施形態の制御器は、代わりに任意のタイプのハードウェアおよび／または他の処理回路によって実装され得る。制御器の様々な機能は、任意の数量のソフトウェアモジュールもしくはソフトウェアユニット、処理システムもしくはコンピュータシステムおよび／または処理回路もしくはコンピュータ回路間に任意の方法で分散され得、ここで、コンピュータシステムまたは処理システムは、互いに局所または遠隔に配置され、任意の適切な通信媒体（例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、イントラネット、インターネット、ハードウェア、モデム接続、無線など）を介して通信し得る。上記に説明されフローチャートに例示されるソフトウェアおよび／またはプロセスは、本明細書に説明される機能を達成する任意の方法で修正され得る。さらに、フローチャートまたは説明における機能は、所望の動作を達成する任意の順序で行なわれ得る。
【００７１】
本発明の実施形態の制御器のソフトウェア（例えば、光範囲計算機モジュール、音響範囲計算モジュール、フォーカスモジュール、制御モジュールなど）は、スタンドアロンシステムまたはネットワークもしくは他の通信媒体によって接続されるシステムにおいて用いる、記録可能、コンピュータ読み取り可能もしくは使用可能な媒体（例えば、磁気媒体または光媒体、光磁気媒体、フロッピー（登録商標）ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリデバイスなど）を含むプログラムプロダクト装置またはプログラムプロダクトデバイス上で利用可能であり得、かつ／またはネットワークもしくは他の通信媒体を介してシステムにダウンロードされ得る（例えば、搬送波、パケットの形式などで）。
【００７２】
本発明の実施形態が上記に説明された用途に限定されないで、動作範囲が送信器に対する安全排他ゾーン未満である（例えば、そのような信号を送信するレーザーユニットまたは光ユニットを有し、レーザーベースまたはノンアイセーフインコヒーレントの光源ベースの）任意の活動状態のセンサーもしくは他のシステムに適用され得ることは理解されるべきである。これは、紫外線から長波長赤外線までのすべての活動状態の光センサーを含み、すべての活動状態の光センサーは、ラマンベースセンサーと、レーザー誘起破壊センサーと、ライダー（ｌｉｄａｒ）と、レーザーレーダー（ｌａｄａｒ）と、蛍光センサーと、光熱センサーと、微分コントラスト画像化センサー（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ）と、多波長吸収ベースセンサーとを含む。
【００７３】
ノンアイセーフレーザー信号は、概して生物学的損傷を引き起こし得るレーザー信号をいい、典型的には様々な分類（例えば、ＡＮＳＩ Ｚ１３６ Ｃｌａｓｓｅｓ ３ａ ３ｂ ａｎｄ ４；Ｆｅｄｅｒａｌ Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＦＬＰＰＳ）Ｃｌａｓｓｅｓ ＩＩＩａ，ＩＩＩｂ，ａｎｄ ４；ＩＥＣ ６０８２５ Ｃｌａｓｓｅｓ ３Ｒ，３Ｂ，ａｎｄ ４；など）の特性に実質的に類似した特性を有するレーザーから生成される。アイセーフレーザー信号は、概して生物学的損傷を引き起こさないかまたは最小限の生物学的損傷を引き起こすレーザー信号をいい、典型的には様々な分類（例えば、ＡＮＳＩ Ｚ１３６ Ｃｌａｓｓｅｓ １ ａｎｄ ２；Ｆｅｄｅｒａｌ Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＦＬＰＰＳ）Ｃｌａｓｓｅｓ Ｉ ａｎｄ ＩＩ；ＩＥＣ ６０８２５ Ｃｌａｓｓｅｓ １，１Ｍ，２，ａｎｄ ２Ｍ；など）の特性に実質的に類似した特性を有するレーザーから生成される。
【００７４】
用語「ｔｏｐ（上）」、「ｂｏｔｔｏｍ（下）」、「ｆｒｏｎｔ（前）」、「ｒｅａｒ（後）」、「ｓｉｄｅ（側）」、「ｈｅｉｇｈｔ（高さ）」、「ｌｅｎｇｔｈ（長さ）」、「ｗｉｄｔｈ（幅）」、「ｕｐｐｅｒ（上部）」、「ｌｏｗｅｒ（下部）」、「ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直）」などは、本明細書において単に参照の点を説明するために用いられ、任意の特定の配向または構成に本発明を限定しないことは理解されるべきである。さらに、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（包含する、備えている）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（包含する、備えている）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」、「ｈａｓ（有する）」、「ｈａｖｅ（有する）」、「ｈａｖｉｎｇ（有している）」、「ｗｉｔｈ（有する）」などは、本明細書および特許請求の範囲において用いられる場合、述べられた特徴の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴の存在または追加を排除しない。
【００７５】
上記の説明から、本発明が安全性の高められたレーザー送信（または、例えば、非レーザー光源もしくは音響源、マイクロ波源もしくはミリメートル波源もしくはｘ線源からなどの他の危険なまたは望ましくない送信）を制御する新規の方法および装置を使用可能にし、この場合、レーザー感知システムからのノンアイセーフレーザー信号の送信は、レーザー感知システムの動作範囲の境界外に場所を定められた近くの物体（例えば、人、動物など）に安全性が高められて提供するように制御されることは理解される。
【００７６】
安全性の高められたレーザー送信を制御する新しい改善された方法および装置の好ましい実施形態を説明したが、本明細書において明記された教示を考慮して他の修正形態、変形形態および変更が当業者に示唆されることが考えられる。従って、そのような修正形態、変形形態および変更が添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲内に入ると考えられることは理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７７】
５ 出力レーザービーム
９ 反射レーザービーム
１０ レーザー感知システム
１２ レーザー
１４ シャッター
１６ ビームコンディショニング光学系
１８ 光フィルター
２０ 光受信器
２２ 制御器
２４ 光範囲計算機モジュール
４０ 目標領域
７４ フォーカスモジュール
８０ レーザーセンサーユニット
８２ 検出ユニット
９０ レンジユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の放出を制御するシステムであって、
信号を送信する信号ユニットであって、該システムは、意図した目標が該送信された信号と衝突する動作範囲を含む、信号ユニットと、
物体の範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御するレンジユニットであって、該信号の該送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、レンジユニットと
を備えている、システム。
【請求項２】
前記レンジユニットは、
前記システムから送信され、前記物体から反射された範囲信号を受信する受信器と、
該範囲信号に基づいて前記範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御する制御器と
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送信された信号は、危険な信号を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記範囲信号は、前記信号ユニットから送信され、前記物体から反射されたノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記レンジユニットは、
アイセーフレーザー信号を送信するレーザー源をさらに含み、前記範囲信号は、該レーザー源から送信され、前記物体から反射されたアイセーフレーザー信号を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記レンジユニットは、
音響信号を送信する音響送信器をさらに含み、前記範囲信号は、該音響送信器から送信され、前記物体から反射された該音響信号を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御器は、
レンジモジュールを含み、該レンジモジュールは、前記範囲信号が前記システムから前記物体に進み、該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて前記範囲を決定する、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記受信器は、前記範囲信号のための送信の軸に対して角度をなして位置を決められ、該制御器は、
該送信の軸に対して該反射された範囲信号の角度に基づいて前記範囲を三角測量するレンジモジュールを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
前記レンジユニットは、
前記物体の画像を生成するレンズであって、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連する、レンズと、
制御器であって、該画像に基づいて該範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて前記危険な信号の前記送信を制御する、制御器と
を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御器は、
フォーカスモジュールを含み、該フォーカスモジュールは、異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように前記レンズを制御し、該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定し、該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた前記範囲に基づいて前記物体の該範囲を決定する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記信号ユニットは、シャッターを含み、前記レンジユニットは、前記動作範囲外にある前記物体の決定された範囲に応答して前記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
前記レンジユニットは、
制御ユニットを含み、該制御ユニットは、前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して、前記信号ユニットへの電力を終了させて、前記危険な信号の送信を不能にする、請求項３に記載のシステム。
【請求項１４】
前記レンジユニットは、前記物体と、前記システムの前記動作範囲内にある決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該システムの動作範囲を調整する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
（ａ）システムから意図した目標に向けて信号を送信することであって、該信号の送信は、該送信された信号によって該意図した目標と衝突する動作範囲と関連付けられる、ことと、
（ｂ）物体の範囲を決定することと、
（ｃ）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することであって、該システムからの該信号の送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、ことと
を包含する、信号の放出を制御する方法。
【請求項１６】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ．１）前記システムから送信され、前記物体から反射される範囲信号を受信することと、該範囲信号に基づいて前記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ）は、
（ｃ．１）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記送信された信号は、危険な信号を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記範囲信号は、前記システムから送信され、前記物体から反射された前記ノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記システムからアイセーフレーザー信号を送信することであって、前記範囲信号は、該アイセーフレーザー信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され前記物体から反射される該アイセーフレーザー信号を受信することと、該反射されたアイセーフレーザー信号に基づいて前記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて前記危険な信号の前記送信を制御することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記システムから音響信号を送信することであって、前記範囲信号は、該音響信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され前記物体から反射される該音響信号を受信することと、該反射された音響信号に基づいて前記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて前記危険な信号の前記送信を制御することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）前記範囲信号が前記システムから前記物体に進み該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて前記範囲を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）前記範囲信号の送信の軸に対して前記反射された範囲信号の角度に基づいて前記範囲を三角測量することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記システムは、前記物体の画像を生成するレンズを含み、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連し、ステップ（ｂ．１．）は、
（ｂ．１．１）該画像に基づいて該範囲を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
ステップ（ｂ．１．１）は、
（ｂ．１．１．１）異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように前記レンズを制御することと、
（ｂ．１．１．２）該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定することと、
（ｂ．１．１．３）該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた前記範囲に基づいて前記物体の該範囲を決定することと
をさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記システムは、シャッターを含み、ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して前記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して電力を終了させて、前記危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
（ｄ）前記物体と、前記動作範囲内にある前記決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該動作範囲を調整することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記レンジユニットは、前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して前記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にする、請求項３に記載のシステム。
【請求項３０】
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して前記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
信号の放出を制御するシステムであって、
信号を送信する信号ユニットであって、該システムは、意図した目標が該送信された信号と衝突する動作範囲を含む、信号ユニットと、
物体の範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御するレンジユニットであって、該信号の該送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、レンジユニットと
を備えている、システム。
【請求項２】
前記レンジユニットは、
前記システムから送信され、前記物体から反射された範囲信号を受信する受信器と、
該範囲信号に基づいて前記範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御する制御器と
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送信された信号は、危険な信号を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記範囲信号は、前記信号ユニットから送信され、前記物体から反射されたノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記レンジユニットは、
アイセーフレーザー信号を送信するレーザー源をさらに含み、前記範囲信号は、該レーザー源から送信され、前記物体から反射されたアイセーフレーザー信号を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記レンジユニットは、
音響信号を送信する音響送信器をさらに含み、前記範囲信号は、該音響送信器から送信され、前記物体から反射された該音響信号を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御器は、
レンジモジュールを含み、該レンジモジュールは、前記範囲信号が前記システムから前記物体に進み、該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて前記範囲を決定する、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記受信器は、前記範囲信号のための送信の軸に対して角度をなして位置を決められ、該制御器は、
該送信の軸に対して該反射された範囲信号の角度に基づいて前記範囲を三角測量するレンジモジュールを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
前記レンジユニットは、
前記物体の画像を生成するレンズであって、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連する、レンズと、
制御器であって、該画像に基づいて該範囲を決定し、該決定された範囲に基づいて前記危険な信号の前記送信を制御する、制御器と
を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御器は、
フォーカスモジュールを含み、該フォーカスモジュールは、異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように前記レンズを制御し、該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定し、該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた前記範囲に基づいて前記物体の該範囲を決定する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記信号ユニットは、シャッターを含み、前記レンジユニットは、前記動作範囲外にある前記物体の決定された範囲に応答して前記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
前記レンジユニットは、
制御ユニットを含み、該制御ユニットは、前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して、前記信号ユニットへの電力を終了させて、前記危険な信号の送信を不能にする、請求項３に記載のシステム。
【請求項１４】
前記レンジユニットは、前記物体と、前記システムの前記動作範囲内にある決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該システムの動作範囲を調整する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
（ａ）システムから意図した目標に向けて信号を送信することであって、該信号の送信は、該送信された信号によって該意図した目標と衝突する動作範囲と関連付けられる、ことと、
（ｂ）物体の範囲を決定することと、
（ｃ）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することであって、該システムからの該信号の送信は、該動作範囲外にある該物体の該決定された範囲に応答して不能にされる、ことと
を包含する、信号の放出を制御する方法。
【請求項１６】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ．１）前記システムから送信され、前記物体から反射される範囲信号を受信することと、該範囲信号に基づいて前記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ）は、
（ｃ．１）該決定された範囲に基づいて該信号の送信を制御することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記送信された信号は、危険な信号を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記危険な信号は、ノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記範囲信号は、前記システムから送信され、前記物体から反射された前記ノンアイセーフレーザー信号を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記システムからアイセーフレーザー信号を送信することであって、前記範囲信号は、該アイセーフレーザー信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され前記物体から反射される該アイセーフレーザー信号を受信することと、該反射されたアイセーフレーザー信号に基づいて前記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて前記危険な信号の前記送信を制御することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ａ）は、
（ａ．１）前記システムから音響信号を送信することであって、前記範囲信号は、該音響信号を含む、ことをさらに含み、
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）該システムから送信され前記物体から反射される該音響信号を受信することと、該反射された音響信号に基づいて前記範囲を決定することとをさらに含み、
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）該決定された範囲に基づいて前記危険な信号の前記送信を制御することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）前記範囲信号が前記システムから前記物体に進み該システムに戻るラウンドトリップ時間に基づいて前記範囲を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記ステップ（ｂ．１）は、
（ｂ．１．１）前記範囲信号の送信の軸に対して前記反射された範囲信号の角度に基づいて前記範囲を三角測量することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記システムは、前記物体の画像を生成するレンズを含み、該レンズは、該画像の焦点を合わすために異なる位置に操作可能であり、該レンズの該異なる位置は、対応する範囲と相互に関連し、ステップ（ｂ．１．）は、
（ｂ．１．１）該画像に基づいて該範囲を決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
ステップ（ｂ．１．１）は、
（ｂ．１．１．１）異なる焦点の各々に対して一連の画像を生成するように前記レンズを制御することと、
（ｂ．１．１．２）該一連の画像を分析して最良の焦点を有する画像を決定することと、
（ｂ．１．１．３）該最良の焦点を有する該画像を生成する該レンズの該位置と相互に関連付けられた前記範囲に基づいて前記物体の該範囲を決定することと
をさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記システムは、シャッターを含み、ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して前記危険な信号を遮断するように該シャッターを制御する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して電力を終了させて、前記危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
（ｄ）前記物体と、前記動作範囲内にある前記決定された範囲に応答して該決定された範囲からオフセットによって規定される周囲領域とを包含するように該動作範囲を調整することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記レンジユニットは、前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して前記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にする、請求項３に記載のシステム。
【請求項３０】
ステップ（ｃ．１）は、
（ｃ．１．１）前記動作範囲外にある前記物体の前記決定された範囲に応答して前記危険な信号を危険でなくし、該危険な信号の送信を不能にすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１９８２０９（Ｐ２０１２−１９８２０９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６３７６９（Ｐ２０１２−６３７６９）
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（５１２０６７１５９）エクセリス インコーポレイテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（５１２０６７１５９）エクセリス インコーポレイテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
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