(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送出する信号送出装置と、
縦横に振動することにより、前記信号送出装置から送出された前記信号を用いて２次元走査を行うスキャナと、
前記スキャナを介して送出された前記信号の反射信号を受信する信号受信装置と、
前記スキャナの縦振動信号と横振動信号とを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記スキャナによって所定の２次元領域を２次元走査するのに要する走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて、前記縦振動信号または前記横振動信号の振幅変調を行うことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置において、
前記関数は、時間をパラメータとする線形関数であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーダ装置において、
前記関数は、前記走査観測時間を１周期とする正弦関数であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記制御装置は、前記縦振動信号および前記横振動信号のうち、周波数の低い方の信号の振幅変調を行うことを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記縦振動信号および前記横振動信号の位相を制御する位相制御装置をさらに備え、
前記位相制御装置は、前記縦振動信号および前記横振動信号の周波数の比が奇数となるときに、前記縦振動信号および前記横振動信号の位相差を９０°にすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
信号を送出する信号送出装置と、
縦横に振動することにより、前記信号送出装置から送出された前記信号を用いて２次元走査を行うスキャナと、
前記スキャナを介して送出された前記信号の反射信号を受信する信号受信装置と、
前記スキャナの縦振動信号と横振動信号とを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、所定時間ごとに前記縦振動信号または前記横振動信号の位相を所定量ずつ変化させて、前記スキャナによって所定の２次元領域を２次元走査するのに要する走査観測時間内に少なくとも１８０°変化させることを特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーダ装置において、
前記制御装置は、前記縦振動信号および前記横振動信号のうち周波数の低い方の信号の位相を制御し、
前記位相を変化させる所定量は、前記縦振動信号の周波数と前記横振動信号の周波数との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で１８０°を割った値であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項８】
請求項６に記載のレーダ装置において、
前記制御装置は、前記縦振動信号および前記横振動信号のうち周波数の高い方の信号の位相を制御し、
前記位相を変化させる所定量は、前記縦振動信号の周波数と前記横振動信号の周波数との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で３６０°を割った値であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載のレーダ装置において、
前記位相を変化させる所定時間は、前記走査観測時間を前記整数で割った値であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記スキャナの温度を検出する温度検出装置をさらに備え、
前記温度検出装置により検出した温度に基づいて、前記縦振動信号および前記横振動信号の周波数を補正することを特徴とするレーダ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記信号送出装置が前記信号を送出する時間間隔は、前記スキャナの前記縦振動信号の周期の整数分の１であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記信号送出装置が前記信号を送出する時間間隔は、前記スキャナの前記横振動信号の周期の整数分の１であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記信号は、赤外線パルス光であることを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元スキャナを用いて車両周囲に存在する障害物や先行車までの距離や形状を検出するレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーダ装置には、特開平９−１０１４７４号公報に開示されているようなマイクロスキャナなどの２次元スキャナを使用する方法が知られている。この２次元スキャナを用いた方法では、正弦波信号によりスキャナのミラーを駆動させるため、直線的な走査を行うラスタースキャンとは異なり、正弦波的な走査のリサージュスキャンを行うことになる。リサージュスキャンを用いたときの走査結果を図１４、図１５に示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
リサージュスキャンを行う場合、図１４に示すように、スキャナを振動させる縦振動周波数と横振動周波数との関係に応じて走査領域内の測定ポイントに疎と密の部分が生じることがある。測定ポイントの疎の領域は常に同じではなく、縦振動と横振動の波長の位相変化によって走査領域内で移動するため、均一な測定結果が必要とされるレーダ装置（測距装置）に使用するには問題があった。また、縦振動周波数と横振動周波数との関係により、図１５に示すように、定在波が立つ状態になることもある。この場合、定在波の周波数が小さいと、測定ポイントの疎の領域が広くなり、測定できる領域が小さくなるという問題もあった。
【０００４】
本発明の目的は、縦振動信号と横振動信号の振幅および位相を制御することにより、走査領域内の測定ポイントに疎の部分が生じるのを防いで、走査領域を均一に観測するレーダ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１、図５、図９を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、信号を送出する信号送出装置７と、縦横に振動することにより、信号送出装置７から送出された信号を用いて２次元走査を行うスキャナ６と、スキャナ６を介して送出された信号の反射信号を受信する信号受信装置３と、スキャナ６の縦振動信号と横振動信号とを制御する制御装置４ｃ，５とを備え、制御装置４ｃ，５は、スキャナによって所定の２次元領域を２次元走査するのに要する走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて、縦振動信号または横振動信号の振幅変調を行うことにより、上記目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１のレーダ装置において、関数は、時間をパラメータとする線形関数であることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１のレーダ装置において、関数は、走査観測時間を１周期とする正弦関数であることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかのレーダ装置において、制御装置４ｃ，５は、縦振動信号および横振動信号のうち、周波数の低い方の信号の振幅変調を行うことを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかのレーダ装置において、縦振動信号および横振動信号の位相を制御する位相制御装置２０をさらに備え、位相制御装置２０は、縦振動信号および横振動信号の周波数の比が奇数となるときに、縦振動信号および横振動信号の位相差を９０°にすることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、信号を送出する信号送出装置７と、縦横に振動することにより、信号送出装置７から送出された信号を用いて２次元走査を行うスキャナ６と、スキャナ６を介して送出された信号の反射信号を受信する信号受信装置３と、スキャナ６の縦振動信号と横振動信号とを制御する制御装置４ｆ，５とを備え、制御装置４ｆ，５は、所定時間ごとに縦振動信号または横振動信号の位相を所定量ずつ変化させて、走査観測時間内に少なくとも１８０°変化させることにより、上記目的を達成する。
（７）請求項７の発明は、請求項６のレーダ装置において、制御装置４ｆ，５は、縦振動信号および横振動信号のうち周波数の低い方の信号の位相を制御し、位相を変化させる所定量は、縦振動信号の周波数と横振動信号の周波数との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で１８０°を割った値であることを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、請求項６のレーダ装置において、制御装置４ｆ，５は、縦振動信号および横振動信号のうち周波数の高い方の信号の位相を制御し、位相を変化させる所定量は、縦振動信号の周波数と横振動信号の周波数との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で３６０°を割った値であることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項７または８に記載のレーダ装置において、位相を変化させる所定時間は、走査観測時間を整数で割った値であることを特徴とする。
（１０）請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかのレーダ装置において、スキャナ６の温度を検出する温度検出装置２５をさらに備え、温度検出装置２５により検出した温度に基づいて、縦振動信号および横振動信号の周波数を補正することを特徴とする。
（１１）請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれかのレーダ装置において、信号送出装置７が信号を送出する時間間隔は、スキャナ６の縦振動信号の周期の整数分の１であることを特徴とする。
（１２）請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかのレーダ装置において、信号送出装置７が信号を送出する時間間隔は、スキャナ６の横振動信号の周期の整数分の１であることを特徴とする。
（１３）請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれかのレーダ装置において、信号は、赤外線パルス光であることを特徴とする。
【０００６】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態の図１、図５、図９と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１〜５の発明によれば、縦横の振動により２次元走査を行うスキャナの縦振動信号または横振動信号に対して、走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて振幅変調を行うので、２次元走査領域内で観測ポイントの疎の領域が生じることが無く、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（２）請求項２の発明によれば、時間をパラメータとする線形関数を用いて縦振動信号または横振動信号の振幅変調を行うので、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（３）請求項３の発明によれば、走査観測時間を１周期とする正弦関数を用いて縦振動信号または横振動信号の振幅変調を行うので、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（４）請求項４の発明によれば、縦振動信号および横振動信号のうち、周波数の低い方の信号の振幅を制御することにより、２次元走査領域内で観測ポイントの疎の領域が生じることが無く、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（５）請求項５の発明によれば、縦振動信号および横振動信号の周波数の比が奇数となるときに、縦振動信号および横振動信号の位相差を９０°にするので、走査領域に疎の部分が生じるのを防いで、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（６）請求項６〜９の発明によれば、縦横の振動により２次元走査を行うスキャナの縦振動信号または横振動信号の位相を、所定時間ごとに所定量ずつ変化させて、走査観測時間内に少なくとも１８０°変化させるので、２次元走査領域内で観測ポイントの疎の領域が生じることが無く、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（７）請求項７の発明によれば、縦振動信号および横振動信号のうち周波数の低い方の信号の位相を制御するときには、１回の制御で変化させる位相の変化量を、縦振動信号の周波数と横振動信号の周波数との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で１８０°を割った値とすることにより、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（８）請求項８の発明によれば、縦振動信号および横振動信号のうち周波数の高い方の信号の位相を制御するときには、１回の制御で変化させる位相の変化量を、縦振動信号の周波数と横振動信号の周波数との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で３６０°を割った値とすることにより、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
（９）請求項１０の発明によれば、スキャナの温度に基づいて、縦振動周波数と横振動周波数とを補正するので、スキャナの温度変化による走査領域の減少を防ぐことができる。
（１０）請求項１１の発明によれば、信号送出装置が信号を送出する時間間隔は、スキャナの縦振動信号の周期の整数分の１に設定することにより、走査領域の縦の分割数を統一することができる。
（１１）請求項１２の発明によれば、信号送出装置が信号を送出する時間間隔は、スキャナの横振動信号の周期の整数分の１に設定することにより、走査領域の横の分割数を統一することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１〜図８を参照して第１の実施の形態によるレーダ装置について説明する。レーダ装置としては、赤外光を用いるレーザレーダや電磁波を用いる電波レーダなどがある。レーダ方式には、短時間のパルス信号を送信し、物標に反射して戻ってきたパルス信号を受信するまでの時間を測定して距離を算出するパルス方式や、三角波を用いて周波数変調や振幅変調した連続波を送信し、反射信号の周波数変位や位相変位により距離を算出するＣＷ方式がある。以下では、光学式スキャナを赤外レーザレーダ装置に用いて、パルス方式を採用した方法について説明する。
【０００９】
図１は、本発明によるレーダ装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。レーダ装置１は、信号送信部２と、信号受信部３と、信号処理部４とを備える。信号送信部２は、スキャナ駆動部５と、スキャナ６と、レーザダイオード７と、反射ミラー１０と、温度検出部２５とを備える。レーザダイオード７は、後述する信号処理部４の送信パルス発生部４ａから送信される発光命令信号に基づいて、赤外線レーザ光（以下、レーザ光と呼ぶ）を送出する。送出されたレーザ光は、反射ミラー１０で反射されてスキャナ６に入射される。スキャナ駆動部５は、スキャナ６を縦・横に振動させることにより、レーザ光を用いたスキャンが行われる。スキャナ駆動部５とスキャナ６については後述する。また、スキャナ温度検出部２５は、スキャナ６の温度を検出する。検出した温度は、スキャナ６の共振周波数を補正するために用いられる。
【００１０】
信号受信部３は、フォトダイオード８と光学レンズ９とから構成される。信号送信部２から送出されたレーザ光は、物標で反射して、光学レンズ９を介してフォトダイオード８で受光される。反射レーザ光をフォトダイオード８で受光すると、受光した旨の信号が信号処理部４の距離検出部４ｄに送信される。
【００１１】
信号処理部４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、内部で行う機能上、送信パルス発生部４ａと、送信方位検出部４ｂと、振幅選定部４ｃと、距離検出部４ｄと、先行車認識ロジック部４ｅとを有し、物標までの距離や物標の方位、形状などを算出する。送信パルス発生部４ａは、信号送信部２のレーザダイオード７にレーザ光を送出させる発光命令信号を送信する。距離検出部４ｄは、この発光命令信号が送出されてから、信号受信部３のフォトダイオード８が物標に反射して戻ってきたレーザ光を受光し、受光した信号が信号処理部４に送られてくるまでの時間差に基づいて、物標までの距離を算出する。距離の算出では、回路内の信号送受信の遅延時間を考慮に入れた補正が行われる。
【００１２】
図２は、レーザダイオード７からレーザ光を送出させるために信号処理部４から送信されるトリガ信号（発光命令）と、レーザダイオード７から送出される発光パルスと、フォトダイオード８が反射光を受光したときの受光信号との時間関係を示す図である。レーザ光を送出させるために、信号処理部４の送信パルス発生部４ａからパルス幅τのトリガ信号が信号送信部２に送信されると、信号送信部２のレーザダイオード７は、トリガ信号に同期してパルス幅τの赤外線パルス光（以下、パルス光と呼ぶ）を所定の方向に向けて送出する。送出されたパルス光は物標が存在する場合には物標で反射して、信号受信部３の光学レンズを通してフォトダイオード８で受光される。パルス光を送出してから反射光が受光されるまでの時間をΔｔ、光速をｃとすると、レーダ装置と物標までの距離Ｄは次式（１）にて算出される。
Ｄ＝ｃ・Δｔ／２  …（１）
上述したように、実際の距離算出に際しては、式（１）で算出される距離Ｄに対して、回路内の信号送受信の遅延時間などにより生じる計測距離の誤差を考慮した補正が行われる。
【００１３】
送信方位検出部４ｂは、レーザダイオード７にレーザ光を送出させる信号を送信した時点でのスキャナ６内のミラー面の角度に基づいて、レーザ光の送出方位を検出して物標方位を算出する。パルス光の送受信は、信号送信部２のスキャナ駆動部５によりスキャナ６を駆動させてパルス光を送出する方向を変えながら所定回数行われる。このとき、信号送信部２から送出されたパルス光の中には、物標が存在せずに反射しないものもある。従って、物標に反射して信号受信部３で受光したパルス光の送出時点でのスキャナ６のミラー面の角度に基づいて、物標の方位を算出する。
【００１４】
振幅選定部４ｃは、スキャナ６を駆動するための縦振動信号と横駆動信号の振幅を設定する。振幅選定部４ｃは、設定した振幅に基づいた振幅制御信号をスキャナ駆動部５に送り、スキャナ駆動部５は、この信号に基づいてスキャナ６を駆動させる。振幅の設定方法については後述する。先行車認識ロジック４ｅは、所定の観測時間内にスキャナ６を用いて行われる２次元走査により得られた物標までの距離・方位等の２次元情報に基づいて、車両認識ロジックなどを用いて先行車の同定を行う。得られた先行車情報や障害物情報などは、自車両と先行車両との距離が設定車間距離となるように先行車追従制御を行うＡＣＣコントローラ（Adaptive Cruise Control）としての車両側ＣＰＵに送信される。
【００１５】
図３を用いて、スキャナ６の構成について説明する。図３は、片梁支持型マイクロスキャナの構成を示す図である。図３（ａ）は、ミラー１１の装着された表面を示す図、図３（ｂ）は裏面を示す図である。ミラー１１は、梁１２により支えられている。梁１２の表面には、梁１２に曲げやねじれ等が発生することにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗膜１３が装着されている。梁１２の裏面には、図３（ｂ）に示すように、磁気方位のそろった磁歪膜１４が装着されている。梁１２に曲げやねじれ等が発生する要因については、後述する。信号処理部４の送信方位検出部４ｂは、ピエゾ抵抗膜１３の抵抗値変化を検出することにより、梁１２の曲げ量とねじれ量とを算出する。この梁１２の曲げ量とねじれ量とから、ミラー１１の角度、すなわちパルス光の送出方向を検出することができる。
【００１６】
梁１２の周りには空心コイル１５が巻かれている。空心コイル１５は、梁１２に交流磁界を印可するためのものであり、空心コイル１５に交流電流を流すことにより、梁１２に磁歪膜１４の磁気方位と所定の角度だけずれた方向に交流磁界を印可することができる。これにより、梁１２に曲げやねじれが発生し、スキャナ６は縦横２次元に振動する。なお、磁歪膜１４の設置方向や、空心コイル１５に流す電流の方向により、梁１２に印加する交流磁界の方向を変えることができるので、所望の縦振動および横振動を得るためには、磁歪膜１４の設置方向等を調整しておく必要がある。また、スキャナ６の共振周波数は、スキャナ６の材質と寸法に依存する。
【００１７】
図４は、スキャナ駆動部５の構成を示す図である。スキャナ駆動部５は、縦駆動信号発生器１６と横駆動信号発生器１７と利得可変電流増幅器（以下、電流増幅器と呼ぶ）１８ａ，１８ｂと信号加算器１９とを備える。以下、縦駆動信号発生器１６により発振される正弦波の縦振動信号を縦駆動信号、横駆動信号発生器１７により発振される正弦波の横振動信号を横駆動信号と呼ぶ。縦駆動信号発生器１６で発振された縦駆動信号の正弦波は、信号処理部４から入力される制御信号に応じて、電流増幅器１８ａに出力される。同様に、横駆動信号発生器１７で発振された横駆動信号の正弦波は、信号処理部４から入力される制御信号に応じて、電流増幅器１８ｂに出力される。電流増幅器１８ａ，１８ｂはそれぞれ、入力された各々の駆動周波数の信号を、信号処理部４から送られてくる振動振幅率制御信号に基づいた各々の増幅率にて増幅する。増幅された信号は、信号加算器１９にて足し合わされてスキャナ６に送られる。これにより、スキャナ６に所望の縦振動と横振動とを発生させることができる。
【００１８】
縦駆動信号発生器１６と横駆動信号発生器１７で発振される縦横の駆動信号は、スキャナ６の共振周波数付近の周波数に初期設定されている。この共振周波数は、スキャナ６の１次共振、２次共振などのいずれの共振周波数でもよい。信号処理部４は、スキャナ駆動部５の電流増幅器１８ａ，１８ｂに制御信号を送ることにより、縦横の駆動信号のうち、周波数の低い方の駆動信号の振幅を変化させる制御を行う。振幅制御には、走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いる。具体的には、走査観測時間内において増幅率を線形的に増加または減少させる振幅制御、または走査観測時間を１周期とする正弦関数を用いた振幅制御を行う。ここでの走査観測時間とは、所定面積の２次元走査領域をスキャンするのに要する時間をいう。
【００１９】
縦駆動信号をＡ１・sin(ω1・t＋α)、横駆動信号をＡ２・sin(ω2・t＋β)、走査観測時間をＴすると、振幅変調後の縦駆動信号Ｖ(t)、横駆動信号Ｈ(t)は、それぞれ式（２）〜（５）で表される。ただし、縦駆動信号より横駆動信号の周波数が低いものとし、式（２），（３）は、線形関数を用いたときの結果を、式（４），（５）は、正弦関数を用いたときの結果を示す。なお、以下では、線形関数を用いた振幅変調を線形変調、正弦関数を用いた振幅変調を正弦変調と呼ぶ。
≪線形変調を行う場合≫
Ｖ(t)＝Ａ１・sin(ω1・t＋α)  …（２）
Ｈ(t)＝(t−n・Ｔ)／Ｔ・Ａ２・sin(ω2・t＋β)  …（３）
ただし、ｎは、Ｔ＞t− n・Ｔ＞０を満たす整数である。
≪正弦変調を行う場合≫
Ｖ(t)＝Ａ１・sin(ω1・t＋α)  …（４）
Ｈ(t)＝sin(２πt／Ｔ)・Ａ２・sin(ω２・t＋β)  …（５）
以下では、スキャナ駆動部５の構成を図５に示すものとして説明する。
【００２０】
上述した振幅変調を行うことにより、走査領域の観測ポイントに疎の領域が発生するのを防ぐことができる。しかし、縦駆動信号の周波数と横駆動信号の周波数の比が奇数となる場合には、上述した線形変調、正弦変調のいずれの振幅変調を行った場合でも、走査領域に部分的に疎の領域が発生する場合がある。特に、縦駆動信号と横駆動信号の周波数が等しいときには、疎の領域が顕著に現れる。従って、縦駆動信号の周波数と横駆動信号の周波数との比が奇数となるときは、縦駆動信号と横駆動信号の位相差を９０°に設定することにより、上述した走査領域の疎の領域の発生を抑制する。
【００２１】
位相差の調整は、図５に示すように、スキャナ駆動部５に位相器２０を追加することにより行う。すなわち、信号処理部４にて、縦駆動信号と横駆動信号の周波数が奇数比であると判定されると、位相差制御信号を位相器２０に送信する。位相器２０では、電流増幅器１８ａ，１８ｂから送られる縦駆動信号と横駆動信号の位相差を９０°として、信号加算器１９に出力する。式（２）〜（５）で得られる結果に対して位相差の調整を行うと、次式（２ａ）〜（５ａ）の結果がそれぞれ得られる。
≪線形変調を行う場合≫
Ｖ(t)＝Ａ１・sin(ω1・t＋α)  …（２ａ）
Ｈ(t)＝(t−n・Ｔ)／Ｔ・Ａ２・sin(ω2・t＋α±π／２)  …（３ａ）
ただし、ｎは、Ｔ＞t− n・Ｔ＞０を満たす整数である。
≪正弦変調を行う場合≫
Ｖ(t)＝Ａ１・sin(ω1・t＋α)  …（４ａ）
Ｈ(t)＝sin(２πt／Ｔ)・Ａ２・sin(ω２・t＋α±π／２)  …（５ａ）
【００２２】
図６は、本発明によるレーダ装置の信号処理部４により行われる制御の一実施の形態の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０以下の処理は、信号処理部４にスキャン開始命令の信号が入力されることにより始まる。以下、ステップＳ１０から順に説明する。ステップＳ１０では、スキャナ温度検出部２５によりスキャナ６の温度を検出する。スキャナ６の温度を検出するとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、スキャナ６を駆動するための縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とを、それぞれスキャナ６の共振周波数付近の周波数に初期設定する。スキャナ６の共振周波数は、ステップＳ１０で検出したスキャナ６の温度に応じて補正した値である。
【００２３】
共振周波数をスキャナ６の温度に応じて補正する理由について説明しておく。スキャナ６の共振周波数は、スキャナ６の周辺温度の変化等の影響によって遷移することがある。すなわち、スキャナ６の温度変化によって、スキャナ６の共振周波数が変化し、スキャン領域（観測領域）が減少することがある。これを防ぐために、ステップＳ１０で検出したスキャナ６の温度に基づいて、温度変化分に対応する共振周波数変化を考慮した補正を行う。スキャナ６の温度変化と共振周波数の変化との関係は、予め実験等により求めておく。これにより、スキャナ６の温度が変化することによって、スキャン領域が減少するのを防ぐことができる。
【００２４】
ステップＳ２０で、縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とをそれぞれスキャナ６の共振周波数付近の周波数に初期設定すると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２との比が奇数であるか否かを判定する。奇数であると判定するとステップＳ４０に進み、奇数ではないと判定するとステップＳ５０に進む。ステップＳ４０では、縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２との位相差を９０°にするための位相差制御信号をスキャナ駆動部５の位相器２０に送り、ステップＳ５０に進む。位相差制御信号を受信した位相器２０は、縦駆動信号と横駆動信号との位相差を９０°に設定する。
【００２５】
ステップＳ５０では、縦駆動周波数ｆ１が横駆動周波数ｆ２より低いか否かを判定する。縦駆動周波数ｆ１が横駆動周波数ｆ２より低いと判定するとステップＳ６０に進み、横駆動周波数ｆ２の方が縦駆動周波数ｆ１より低いと判定するとステップＳ７０に進む。ステップＳ６０では、縦駆動信号の振幅を、走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて振幅変調を行い、ステップＳ８０に進む。一方、ステップＳ７０では、横駆動信号の振幅を、走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて振幅変調を行い、ステップＳ８０に進む。ステップＳ６０またはステップＳ７０で行う振幅変調では、上述した線形変調や正弦変調を行うことができる。
【００２６】
ステップＳ８０では、パルス光を送出する方向、すなわちスキャン角度が適正か否かを判定する。この判定は、ピエゾ抵抗膜１３の抵抗値を検出することにより行う。スキャン角度が適正である、すなわち、予め定めた角度範囲内にあると判定するとステップＳ１００に進み、適正ではないと判定するとステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、縦駆動信号および／または横駆動信号の振幅を調整してステップＳ８０に戻る。ステップＳ１００では、送信パルス発生部４ａから信号送信部２のレーザダイオード７に発光命令を送る。発光命令を受けたレーザダイオード７は、パルス光を送出することにより、２次元スキャンが開始される。
【００２７】
上述した制御によれば、スキャナ６の温度を検出し（ステップＳ１０）、スキャナ６を駆動するための縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とをそれぞれ、温度補正後のスキャナ６の共振周波数付近の周波数に初期設定する（ステップＳ２０）。この縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２との比が奇数であるときは、縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２との位相差を９０°に設定する（ステップＳ３０〜ステップＳ４０）。その後、周波数の低い方の駆動信号に対して、走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて振幅変調することにより（ステップＳ５０〜ステップＳ７０）、２次元走査観測領域内で観測ポイントが疎となる領域の発生を抑制した２次元観測を行うことができる。
【００２８】
ステップＳ１００で送信パルス発生部４ａから発光命令が送出された後、レーザダイオード７からパルス光が送出されて測距が開始されるが、測距開始後に、スキャナ６の共振周波数が、周辺温度の変化などの影響により遷移することがある。従って、所定の２次元走査領域内で観測を行うためには、スキャナ６の共振周波数の変化に応じて、スキャナ６の駆動条件を変更する必要がある。この制御方法を図７の制御フローチャートを用いて説明する。
【００２９】
図７に示すフローチャートによる制御は、測距を開始してから適宜行うものである。すなわち、図６に示すフローチャートのステップＳ１００の発光命令後に測距が開始されるが、この後に適宜行われるものである。従って、所定の時間ごとに行ってもよいし、所定の制御前、または制御後ごとに行うようにしてもよい。以下、ステップＳ２００から順に説明していく。
【００３０】
ステップＳ２００では、パルス光を送出する方向、すなわちスキャン角度が適正か否かを判定する。この判定は、ピエゾ抵抗膜１３の抵抗値を検出することにより行う。スキャン角度が適正であると判定すると本制御を終了し、測距を継続する。適正ではないと判定するとステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、スキャナ温度検出部２５によりスキャナ６の温度を検出する。スキャナ６の温度を検出するとステップＳ２２０に進む。
【００３１】
ステップＳ２２０では、駆動周波数初期設定時の温度、すなわち、図６に示すフローチャートのステップＳ１０で検出したスキャナ６の温度と、ステップＳ２１０で検出したスキャナ６の温度との差Δｔが、所定値ΔＴｍｐ以下であるか否かを判定する。温度変化Δｔが、所定値ΔＴｍｐ以下であると判定するとステップＳ２４０に進み、所定値ΔＴｍｐより大きいと判定するとステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０では、スキャナ６の温度変化が大きいので、駆動周波数の微調整や振幅変調は行わずに、縦・横駆動周波数の再設定を行う。すなわち、ステップＳ２１０で検出した温度に基づいて、縦・横駆動周波数の再設定を行い、ステップＳ２００に戻る。
【００３２】
一方、ステップＳ２４０では、駆動信号の振幅増幅率に余裕があるか否かを判定する。すなわち、走査観測領域が限られていることから、駆動信号の振幅増幅率にも制限があるので、現在の振幅増幅率と所定の制限値とを比較することにより、振幅増幅率に余裕があるか否かを判定する。振幅増幅率に余裕があると判定するとステップＳ２６０に進み、余裕がないと判定するとステップＳ２５０に進む。ステップＳ２５０では、駆動信号の振幅を調整することができないので、縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とをそれぞれ調整して、ステップＳ２００に戻る。一方、ステップＳ２６０では、駆動信号の振幅増幅率を増加させて、ステップＳ２００に戻る。
【００３３】
図７に示すフローチャートによる制御によれば、測距開始後に、スキャナ６の温度変化に伴って共振周波数が変動しても、随時、駆動信号の振幅増幅率や駆動周波数の調整を行うので、２次元観測領域内で観測ポイントの疎と密の部分が生じるのを防ぐことができ、観測領域内で均一なスキャンを行うことができる。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態におけるレーダ装置を用いて、正弦波的な走査であるリサージュスキャンにより２次元走査を行ったときの結果を図８に示す。従来のレーダ装置を用いて２次元走査を行ったときの結果を示す図１４，図１５と比較しても明らかなように、縦方向および横方向ともに、走査領域内で均一な走査が行われている。この時の走査領域の縦方向の分割数、すなわち、縦方向の測定ポイント数は、レーザダイオード７から送出する発光パルス数を制御することによって変更することができる。すなわち、発光パルス数を増やせば、縦方向の分割数を増やすことができ、より緻密な測定を行うことができる。
【００３５】
また、パルス光を送出する時間間隔を縦駆動周期の整数分の１になるように設定すると、走査領域の縦方向の分割数を走査領域全体で統一することができる。例えば、パルス光を送出する時間間隔を縦駆動周波数ｆ１を有する波動（駆動信号）の周期の４０分の１に設定すると、縦方向の分割数は２１となる。同様に、走査領域の横方向の分割数も発光パルス数を制御することにより変更することができる。例えば、パルス光を送出する時間間隔を横駆動周波数ｆ２を有する波動の周期の４００分の１に設定すると、横方向の分割数は２０１となる。
【００３６】
以上、第１の実施の形態におけるレーダ装置によれば、縦横の振動により２次元走査を行うスキャナの縦振動信号または横振動信号のうち、周波数の低い方の信号に対して、走査観測時間を少なくとも半周期とする関数を用いて振幅変調を行うので、２次元走査領域内で観測ポイントの疎の領域が生じることが無く、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。この関数としては、時間をパラメータとする線形関数や、走査観測時間を１周期とする正弦関数を用いることができる。また、縦駆動信号および横駆動信号の周波数の比が奇数となる場合には、縦駆動信号および横駆動信号の位相差を９０°にするので、走査領域に疎の部分が生じるのを防いで、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。
【００３７】
また、スキャナの温度に基づいて、縦振動周波数と横振動周波数とを補正するので、スキャナの温度変化による走査領域の減少を防ぐことができる。さらに、パルス光を送出する時間間隔をスキャナの縦駆動信号の周期の整数分の１に設定することにより、走査領域の縦の分割数を統一することができ、同様に、スキャナの横振動信号の周期の整数分の１に設定することにより、走査領域の横の分割数を統一することができる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明によるレーダ装置の第２の実施の形態の構成を示す図である。第１の実施の形態におけるレーダ装置と同じ構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第２の実施の形態におけるレーダ装置が第１の実施の形態におけるレーダ装置と異なるのは、信号処理部４およびスキャナ駆動部５である。第２の実施の形態におけるレーダ装置の信号処理部４は、振幅選定部４ｃの代わりに位相調整部４ｆを備え、スキャナ６を駆動するための駆動信号の位相制御を行う。すなわち、第１の実施の形態におけるレーダ装置は、駆動信号の振幅を制御することにより、走査領域に疎の部分が生じるのを防いで、均一なスキャン走査を行うようにしたが、第２の実施の形態におけるレーダ装置は、駆動信号の位相を制御することにより、走査領域内での均一なスキャンを実現する。
【００３９】
図１０（ａ）は、第２の実施の形態におけるレーダ装置のスキャナ駆動部５の構成を示す図である。スキャナ駆動部５は、縦駆動信号発生器１６と横駆動信号発生器１７と位相器２０ａ，２０ｂと、信号加算器１９とを備える。縦駆動信号発生器１６で発振された縦駆動信号の正弦波は、位相器２０ａに出力される。位相器２０ａは、信号処理部４の位相調整部４ｆから入力される縦振動位相制御信号に基づいて、縦駆動信号の位相を制御する。同様に、横駆動信号発生器１７で発振された横駆動信号の正弦波は、位相器２０ｂに出力され、位相調整部４ｆから入力される横振動振幅率制御信号に基づいて、位相が制御される。位相制御が行われた横駆動信号は、信号加算器１９に出力される。信号加算器１９は、入力された縦駆動信号と横駆動信号とを足し合わせてスキャナ６に送る。
【００４０】
図１０（ｂ）は、第２の実施の形態におけるレーダ装置のスキャナ駆動部５の変形構成を示す図である。図１０（ｂ）に示すスキャナ駆動部５は、図１０（ａ）に示すスキャナ駆動部５の構成に、利得可変増幅器１８ａ，１８ｂが追加されている。従って、位相器２０ａで位相制御が行われた縦駆動信号は、利得可変増幅器１８ａに送られる。利得可変増幅器１８ａでは、信号処理部４から送られる縦信号振幅制御信号に基づいて、縦駆動信号の振幅制御が行われる。横駆動信号も位相器２０ｂから利得可変増幅器１８ｂに送られて、振幅制御が行われる。振幅制御が行われた各々の駆動信号は、信号加算器１９に出力される。
【００４１】
位相制御の方法について説明する。縦駆動信号、横駆動信号ともに、初期設定時の周波数は、スキャナ６の共振周波数付近の周波数とする。信号処理部４の位相調整部４ｆからスキャナ駆動部５の位相器２０ａ，２０ｂに位相制御信号がそれぞれ送られることにより、縦駆動信号または横駆動信号の位相を所定量ずつ増加もしくは減少させる位相制御が行われる。縦駆動信号をＡ１・sin(ω1・t＋α)、横駆動信号をＡ２・sin(ω2・t＋β)、走査観測時間をＴすると、位相制御後の縦駆動信号Ｖ(t)、横駆動信号Ｈ(t)は、それぞれ式（６），（７）で表される。ただし、縦駆動信号の周波数より横駆動信号の周波数が低いものとし、横駆動信号の位相を変化させるものとする。
Ｖ(t)＝Ａ１・sin(ω1・t＋α)  …（６）
Ｈ(t)＝Ａ２・sin[ω2・t＋β−(１８０／ｍ）・int｛(ｔ−ｎ・Ｔ)／ｍ｝／Ｔ]…（７）
ただし、ｎは、Ｔ＞t− n・Ｔ＞０を満たす整数、ｍはω1／ω2の整数倍もしくは整数分の１にならない１０以下の最大の整数、int(Ｘ)はＸの整数部を抽出する関数である。
【００４２】
また、縦駆動信号の周波数より横駆動信号の周波数が低く、縦駆動信号の位相を変化させる場合には、位相制御後の縦駆動信号Ｖ(t)、横駆動信号Ｈ(t)は、それぞれ式（８），（９）で表される。
Ｖ(t)＝Ａ１・sin[ω1・t＋α−(３６０／ｍ)・int｛(ｔ−ｎ・Ｔ)／ｍ｝／Ｔ]…（８）
Ｈ(t)＝Ａ２・sin(ω2・t＋β)  …（９）
ただし、ｎは、Ｔ＞t− n・Ｔ＞０を満たす整数、ｍはω1／ω2の整数倍もしくは整数分の１にならない１０以下の最大の整数、int(Ｘ)はＸの整数部を抽出する関数である。なお、縦駆動信号、横駆動信号ともに、位相を変化させる時間間隔は、走査観測時間Ｔを整数ｍで割った値になる。
【００４３】
すなわち、縦駆動信号と横駆動信号のうち周波数の低い方の信号の位相を制御する場合には、位相を変化させる量を、縦駆動信号と横駆動信号との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数ｍで１８０°を割った値とし、周波数の高い方の信号の位相を制御する場合には、位相を変化させる量を、上述した整数ｍで３６０°を割った値とする。これにより、縦駆動信号または横駆動信号の位相を、走査観測時間内に少なくとも１８０°変化させるので、２次元走査領域内で観測ポイントの疎の領域が生じることが無く、均一なスキャン走査を行うことができる。
【００４４】
図１１は、第２の実施の形態におけるレーダ装置の信号処理部４により行われる制御の制御手順を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートの処理と同じ処理については同一符号を付し、異なる処理を中心に説明する。ステップＳ１０以下の処理は、信号処理部４にスキャン開始命令の信号が入力されることにより始まる。ステップＳ１０では、スキャナ温度検出部２５によりスキャナ６の温度を検出する。スキャナ６の温度を検出するとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、スキャナ６を駆動するための縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とを、それぞれスキャナ６の共振周波数付近の周波数に初期設定する。スキャナ６の共振周波数は、ステップＳ１０で検出したスキャナ６の温度に応じて補正した値である。スキャナ６の共振周波数を温度に応じて補正する理由については上述したので、説明を省略する。
【００４５】
ステップＳ２０で縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とを初期設定するとステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２との比を算出して、ｆ１／ｆ２の整数倍もしくは整数分の１にならない１０以下の最大の整数を変数ｍに設定する。この変数ｍは、縦・横の駆動信号の位相制御を行うときに用いられるものである（上式（７）または（８））。変数ｍを設定するとステップＳ５０に進む。
【００４６】
ステップＳ５０では、縦駆動周波数ｆ１が横駆動周波数ｆ２より低いか否かを判定する。縦駆動周波数ｆ１が横駆動周波数ｆ２より低いと判定するとステップＳ３１０に進み、横駆動周波数ｆ２の方が縦駆動周波数ｆ１より低いと判定するとステップＳ３２０に進む。ステップＳ３１０では、縦駆動信号の位相を時間Ｔ／ｍ（秒）ごとに、１８０／ｍ（°）だけ変化させる制御を行い、ステップＳ８０に進む。一方、ステップＳ３２０では、横駆動信号の位相を時間Ｔ／ｍ（秒）ごとに、１８０／ｍ（°）だけ変化させる制御を行い、ステップＳ８０に進む。
【００４７】
ステップＳ８０では、パルス光を送出する方向、すなわちスキャン角度が適正か否かを判定する。この判定は、ピエゾ抵抗膜１３の抵抗値を検出することにより行う。スキャン角度が適正であると判定するとステップＳ１００に進み、適正ではないと判定するとステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、縦駆動信号および／または横駆動信号の振幅を調整してステップＳ８０に戻る。ステップＳ１００では、送信パルス発生部４ａから信号送信部２のレーザダイオード７に発光命令を送る。発光命令を受けたレーザダイオード７は、パルス光を送出することにより、２次元スキャンが開始される。
【００４８】
以上、第２の実施の形態におけるレーダ装置によれば、後述する手順により２次元スキャンを開始する。まず、スキャナ６の温度を検出し（ステップＳ１０）、スキャナ６を駆動するための縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２とをそれぞれ、温度補正後のスキャナ６の共振周波数付近の周波数に初期設定する（ステップＳ２０）。縦駆動周波数ｆ１と横駆動周波数ｆ２との比を算出し、位相制御を行うために用いる変数ｍを、ｆ１／ｆ２の整数倍もしくは整数分の１にならない１０以下の最大の整数に設定する（ステップＳ３００）。その後、縦駆動信号と横駆動信号の周波数の大小を比較し（ステップＳ５０）、周波数の低い方の駆動信号に対して、時間Ｔ／ｍごとにπ／ｍだけ位相を変化させる位相制御を行う（ステップＳ３１０，Ｓ３２０）。これにより、２次元走査観測領域内で観測ポイントが疎となる領域の発生を抑制した２次元観測を行うことができる。
【００４９】
また、測距開始後に、図７に示すフローチャートによる制御が行われるのは、第１の実施の形態と同様である。すなわち、ステップＳ１００で送信パルス発生部４ａから発光命令が送出された後、レーザダイオード７からパルス光が送出されて測距が開始されるが、測距開始後に、スキャナ６の共振周波数が、周辺温度の変化などの影響により遷移することがあるので、スキャナ６の共振周波数の変化に応じて、スキャナ６の駆動条件を変更する制御を行う。図７に示すフローチャートによる制御については、上述したので説明は省略する。
【００５０】
本発明の第２の実施の形態におけるレーダ装置を用いて、正弦波的な走査であるリサージュスキャンにより２次元走査を行ったときの結果を図１２に示す。従来のレーダ装置を用いて２次元走査を行ったときの結果を示す図１４，図１５と比較しても明らかなように、縦方向および横方向ともに、走査領域内で均一な走査が行われている。この時の走査領域の縦方向の分割数、すなわち、縦方向の測定ポイント数は、レーザダイオード７から送出する発光パルス数を制御することによって変更することができる。すなわち、発光パルス数を増やせば、縦方向の分割数を増やすことができ、より緻密な測定を行うことができる。
【００５１】
また、第１の実施の形態のレーダ装置と同様に、パルス光を送出する時間間隔を縦駆動周期の整数分の１になるように設定すると、走査領域の縦方向の分割数を走査領域全体で統一することができる。例えば、パルス光を送出する時間間隔を縦駆動周波数ｆ１を有する波動（駆動信号）の周期の４０分の１に設定すると、縦方向の分割数は２１となる。同様に、走査領域の横方向の分割数も発光パルス数を制御することにより変更することができる。例えば、パルス光を送出する時間間隔を横駆動周波数ｆ２を有する波動の周期の４００分の１に設定すると、横方向の分割数は２０１となる。
【００５２】
以上、第２の実施の形態におけるレーダ装置によれば、縦横の振動により２次元走査を行うスキャナの縦駆動信号または横駆動信号の位相を、所定時間ごとに所定量ずつ変化させて、走査観測時間内に少なくとも１８０°変化させるので、２次元走査領域内で観測ポイントの疎の領域が生じることが無く、観測ポイントの均一な測定結果を得ることができる。この位相変化量は、縦駆動信号と横駆動信号のうち周波数の低い方の信号の位相を制御するときには、縦駆動信号と横駆動信号との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で１８０°を割った値とし、周波数の高い方の信号の位相を制御するときには、縦駆動信号と横駆動信号との比の整数倍または整数分の１にならない１０以下の最大の整数で３６０°を割った値とする。
【００５３】
また、スキャナの温度に基づいて、縦振動周波数と横振動周波数とを補正するので、スキャナの温度変化による走査領域の減少を防ぐことができる。さらに、パルス光を送出する時間間隔をスキャナの縦駆動信号の周期の整数分の１に設定することにより、走査領域の縦の分割数を統一することができ、同様に、スキャナの横振動信号の周期の整数分の１に設定することにより、走査領域の横の分割数を統一することができる。
【００５４】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態におけるレーダ装置が、第１，第２の実施の形態におけるレーダ装置と異なるのはスキャナ６の構成である。すなわち、第１，第２の実施の形態におけるレーダ装置では、レーザ光を縦・横の２次元に走査するためのスキャナ装置として、図３（ａ），（ｂ）に示すように、片持ち式のマイクロスキャナを用いた。これに対し、第３の実施の形態におけるレーダ装置では、図１３に示す両持ち式（ダブルジンバル構造）のマイクロスキャナを用いる。
【００５５】
図１３（ａ）は、ミラー１１の装着された表面を示す図、図３（ｂ）は裏面を示す図である。ミラー１１は、両側から２本の内梁１２Ａを介してミラーサポート部３０に支えられており、内梁１２Ａを含むミラーサポート部３０全体が、内梁１２Ａと直交する向きの２本の外梁１２Ｂにより挟み込まれる形で基部１００に支えられている。内梁１２Ａと外梁１２Ｂの表面には、梁に曲げやねじれ等が発生することにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗膜１３がそれぞれ装着されている。また、外梁１２Ｂの裏面には、図１３（ｂ）に示すように、磁気方位のそろった磁歪膜１４が装着されている。梁１２Ａ，１２Ｂに曲げやねじれ等が発生する要因については、後述する。信号処理部４の送信方位検出部４ｂは、ピエゾ抵抗膜１３の抵抗値変化を検出することにより、内梁１２Ａと外梁１２Ｂの曲げ量とねじれ量とを算出する。この曲げ量とねじれ量とから、ミラー１１の角度、すなわちパルス光の送出方向を検出することができる。
【００５６】
外梁１２Ｂの周りには空心コイル１５が巻かれている。空心コイル１５は、外梁１２Ｂの裏面に蒸着された磁歪膜１４に交流磁界を印可するためのものであり、空心コイル１５に交流電流を流すことにより、外梁１２Ｂに磁歪膜１４の磁気方位と所定の角度だけずれた方向に交流磁界を印可することができる。これにより、外梁１２Ｂに曲げとねじれの共振振動が発生し、ミラーサポート３０全体に２次元振動が発生する。ただし、ミラーサポート３０は、外梁１２Ｂにより両側を支持される構造であるため、外梁１２Ｂの曲げ振動の振幅はねじれ振動の振幅に比べて小さくなる。ここで、曲げ振動とは、図１３（ａ）のミラーサポート３０に対して上下方向の振動であり、ねじれ振動とは、左右方向の振動のことである。このため、外梁１２Ｂの曲げの共振周波数を内梁１２Ａのねじれ共振周波数と一致させておく。内梁１２Ａと外梁１２Ｂとは、直交する向きに設けられているので、外梁１２Ｂの曲げ振動から、より振幅の大きい内梁１２Ａのねじれ振動を起振させることができる。この外梁１２Ｂと内梁１２Ａに生じる２つのねじれ振動により、広角の２次元スキャンを実現することができる。
【００５７】
図１３に示すスキャナの動作について説明する。図１３（ａ）のスキャナの表面において、ミラー１１を図面左右方向にスキャンするためには、２つの外梁１２Ｂを同じ方向にねじるようにねじれ振動を発生させる。すなわち、図面の上側の外梁１２Ｂを右側にねじる時は、図面下側の外梁１２Ｂも右側にねじることにより、左右方向のスキャンを実現することができる。また、ミラー１１を図面上下方向にスキャンするためには、２つの外梁１２Ｂを異なる方向に曲げるように曲げ振動を発生させる。すなわち、図面の上側の外梁１２Ｂを図面手前方向に曲げる時は、図面下側の外梁１２Ｂを図面奥方向に曲げることにより、上下方向のスキャンを実現することができる。
【００５８】
第３の実施の形態におけるレーダ装置は、上述したスキャナ６の構成に特徴がある。従って、２次元観測領域内で観測ポイントに疎の部分が生じるのを防ぐ方法としては、第１の実施の形態のレーダ装置のように、スキャナ６を駆動するための駆動信号の振幅を調整する方法を採用してもよいし、第２の実施の形態におけるレーダ装置のように、駆動信号の位相を調整する位相変調を行う方法を採用してもよい。すなわち、信号処理部４は、図６に示すフローチャートによる制御を行うか、図１１に示すフローチャートによる制御を行う。
【００５９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した実施の形態では、スキャナ６の駆動方式として磁歪膜１４を用いた方式について説明したが、静電方式、圧電方式、電磁方式などの駆動方式を用いてもよい。また、赤外光を用いるレーザレーダ以外に、可視光を用いるレーザレーダ、電波を用いる電波レーダ、超音波を用いる超音波レーダ、その他のレーダ装置に採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーダ装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】光パルスの送受信信号のタイミングを示す図である。
【図３】本発明によるレーダ装置の第１の実施の形態に用いられるスキャナの構成を示す図であり、図３（ａ）はスキャナの表面側、図３（ｂ）はスキャナの裏面側を示す。
【図４】本発明によるレーダ装置の第１の実施の形態に用いられるスキャナ駆動部の構成を示す図である。
【図５】位相器を追加したときのスキャナ駆動部の構成を示す図である。
【図６】本発明によるレーダ装置がスキャン動作を開始してから発光パルスを送出するまでの制御手順を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態におけるレーダ装置がスキャン角度の調整を行うときの制御手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態におけるレーダ装置によってリサージュスキャンを行ったときの走査結果を示す図である。
【図９】本発明によるレーダ装置の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明によるレーダ装置の第２の実施の形態に用いられるスキャナ駆動部の構成を示す図、図１０（ｂ）は、スキャナ駆動部の変形構成図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるレーダ装置がスキャン角度の調整を行うときの制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態におけるレーダ装置によってリサージュスキャンを行ったときの走査結果を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態におけるレーダ装置のスキャナの構成を示す図であり、図３（ａ）はスキャナの表面側、図３（ｂ）はスキャナの裏面側を示す。
【図１４】従来のレーダ装置によりリサージュスキャンを行ったときの走査結果を示す図
【図１５】従来のレーダ装置によりリサージュスキャンを行ったときの走査結果を示す図
【符号の説明】
１…レーダ装置、２…信号送信部、３…信号受信部、４…信号処理部、４ａ…送信パルス発生部、４ｂ…送信方位検出部、４ｃ…振幅選定部、４ｄ…距離検出部、４ｅ…先行車認識ロジック部、４ｆ…位相調整部、５…スキャナ駆動部、６…スキャナ、７…レーザダイオード、８…フォトダイオード、９…光学レンズ、１０…反射ミラー、１１…ミラー面、１２…梁、１２Ａ…内梁、１２Ｂ…外梁、１３…ピエゾ抵抗、１４…磁歪膜、１５…コイル、１６…縦振動用発振器、１７…横振動用発振器、１８ａ，１８ｂ…電流増幅器、１９…信号加算器、２０，２０ａ，２０ｂ…位相器、２５…温度検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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