(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を発信する１次放射器、この１次放射器が焦点位置に配置され、上記１次放射器から発信される電磁波を反射して、所定のビーム幅の電磁波で上記車両の前方に照射し、上記車両の前方に対象物がある場合には、上記対象物から反射された電磁波を受信する反射鏡、この反射鏡の焦点を軸線が通るように配置されると共に上記反射鏡を支持する支持軸、この支持軸を回転させて上記反射鏡によって照射される電磁波を上記車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、上記支持軸は、上記走査手段によって走査される電磁波が上記左右の所定角に近づくに従って下方に変化するように、上記車両が走行する路面に対する垂直線に対して、上記車両の進行方向の反対方向に上記電磁波の下方への変化に応じて傾斜して配置されていることを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項２】
路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を発信する１次放射器、この１次放射器が焦点位置に配置され、上記１次放射器から発信される電磁波を反射して、所定のビーム幅の電磁波で上記車両の前方に照射し、上記車両の前方に対象物がある場合には、上記対象物から反射された電磁波を受信する反射鏡、この反射鏡の焦点を軸線が通るように配置されると共に上記反射鏡を支持する支持軸、この支持軸を回転させて上記反射鏡によって照射される電磁波を上記車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、上記支持軸は、上記走査手段によって走査される電磁波が、上記左右の一方の所定角に近づくに従って下方に変化すると共に他方の所定角では水平に位置するように、上記車両が走行する路面に対する垂直線に対して、上記車両の進行方向の反対方向に上記電磁波の下方への変化に応じて傾斜されると共に、上記反射鏡の後方から見て上記一方に傾斜して配置されていることを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項３】
路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を上記車両の前方に照射し、上記車両の前方に対象物がある場合には、上記対象物から反射された電磁波を受信する平面アンテナ、この平面アンテナを支持する支持軸、この支持軸を回転させて上記平面アンテナによって照射される電磁波を上記車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、上記支持軸は、上記走査手段によって走査される電磁波が上記左右の所定角に近づくに従って下方に変化するように、上記車両が走行する路面に対する垂直線に対して、上記車両の進行方向の反対方向に上記電磁波の下方への変化に応じて傾斜して配置されていることを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項４】
路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を上記車両の前方に照射し、上記車両の前方に対象物がある場合には、上記対象物から反射された電磁波を受信する平面アンテナ、この平面アンテナを支持する支持軸、この支持軸を回転させて上記平面アンテナによって照射される電磁波を上記車両の進行方向を中心として路面幅に対応する所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、上記支持軸は、上記走査手段によって走査される電磁波が上記左右の一方の所定角に近づくに従って下方に変化すると共に他方の所定角では水平に位置するように、上記車両が走行する路面に対する垂直線に対して、上記車両の進行方向の反対方向に上記電磁波の下方への変化に応じて傾斜されると共に、上記平面アンテナの後方から見て上記一方に傾斜して配置されていることを特徴とする車両用レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用レーダ装置に関し、特にビーム照射方向を走査するアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用レーダ装置としては、１次放射器からの放射ビームを反射鏡で反射し、この反射鏡を回転または揺動することでビームを水平走査して、ビーム方向対象物までの距離、相対速度を測定する装置がある。
図９は、従来の車両用レーダ装置を示す構成図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は側面図である。
図において、１は電磁波を放射する１次放射器、２は１次放射器１の放射する電磁波を反射して所定のビーム幅で照射するように構成された反射鏡で、軸３と軸４によって回転可能に保持され、１次放射器１は反射鏡２の焦点に配置されている。
５は軸３と軸４で形成される軸線で、反射鏡２の焦点を通る。６は軸３を回転させて、反射鏡２を回転するモータである。
【０００３】
図１０は、従来の車両用レーダ装置のビーム照射を示す正面図である。
図において、Ｖは垂直方向、Ｈ１は水平方向を示している。
図１１は、従来の車両用レーダ装置を車両前方に搭載してビームを照射した状態を示す図であり、図１１（ａ）は、図１０のＨ１−Ｈ１断面の上面図、図１１（ｂ）は側面図である。
【０００４】
次に、従来装置の動作について説明する。
１次放射器１から所定の広がり角で放射された電磁波は、反射鏡２により反射して所定ビーム幅で、例えば車両前方や周辺の対象物に向けて照射される。対象物からの反射ビームは、再び反射鏡２を経て、１次放射器１に戻り受信信号を得る。この送受信波の関係に基づいて、対象物までの距離や相対速度を算出する。また、反射鏡２はモータ６により回転駆動されることから、反射鏡２の焦点に配置された１次放射器１からの放射ビームは、所定の角度で複数のビームとして対象物に向けて照射され、対象物に当たって反射され、各々の方向からの反射ビームを受信する。ここで受信した複数の方向からの反射ビームの受信レベルに基づき演算して対象物の方向を知ることができる。
【０００５】
このように構成された従来の車両用レーダ装置の反射鏡２を回転させたときには、図１０に示すように、複数の照射ビームは水平走査され、垂直方向Ｖへの照射方向を変えることなく、左右方向（Ｈ１−Ｈ１方向）へのみ照射方向を変えるものである。またそのときの、水平面のビーム照射状態は、図１１に示すとおりである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用レーダ装置は、ビームを水平方向へのみ走査するものである。
この種の車両用レーダ装置を、例えば車両の進行方向に搭載し、前方にある複数の車両や路上の障害物などを検出して、先行車両を認識したり、障害物に対する警報を発生する用途に適用する場合、ビーム走査角度を広角なものとして、自車線への割り込み車両や隣接車線の自車両近傍を併走する車両までを検出する必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の水平走査によりビーム走査角度を広げると、車両側方の遠距離の不要な対象物までを検出する問題や、対向車両のビームと干渉する問題がある。また、複数の不要な対象物からの反射ビームが受信されると、受信レベルに基づく対象物までの距離や相対速度、及び方向の演算が複雑となり、車両や障害物を誤検出する可能性がある。
【０００８】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、特別な装置を付加することなく、回転走査される照射ビームの垂直方向の角度が容易に設定できる車両用レーダ装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる車両用レーダ装置においては、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を発信する１次放射器、この１次放射器が焦点位置に配置され、１次放射器から発信される電磁波を反射して、所定のビーム幅の電磁波で車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する反射鏡、この反射鏡の焦点を軸線が通るように配置されると共に反射鏡を支持する支持軸、この支持軸を回転させて反射鏡によって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が左右の所定角に近づくに従って下方に変化するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜して配置されているものである。
【００１０】
また、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を発信する１次放射器、この１次放射器が焦点位置に配置され、１次放射器から発信される電磁波を反射して、所定のビーム幅の電磁波で車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する反射鏡、この反射鏡の焦点を軸線が通るように配置されると共に反射鏡を支持する支持軸、この支持軸を回転させて反射鏡によって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が、左右の一方の所定角に近づくに従って下方に変化すると共に他方の所定角では水平に位置するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜されると共に、反射鏡の後方から見て一方に傾斜して配置されているものである。
【００１１】
また、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する平面アンテナ、この平面アンテナを支持する支持軸、この支持軸を回転させて平面アンテナによって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が左右の所定角に近づくに従って下方に変化するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜して配置されているものである。
【００１２】
さらに、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する平面アンテナ、この平面アンテナを支持する支持軸、この支持軸を回転させて平面アンテナによって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応する所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が左右の一方の所定角に近づくに従って下方に変化すると共に他方の所定角では水平に位置するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜されると共に、平面アンテナの後方から見て一方に傾斜して配置されているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車両用レーダ装置を示す構成図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
図において、１は電磁波を放射する１次放射器、２は１次放射器１の放射する電磁波を反射して所定のビーム幅で照射するように構成された反射鏡で、支持軸である軸３と軸４によって回転可能に保持され、１次放射器１は反射鏡２の焦点に配置されている。
５は軸３と軸４で形成される軸線で、反射鏡２の焦点を通る。６は軸３を回転させて、反射鏡２を回転するモータで、走査手段を構成している。７は鉛直線である。軸線５は図１（ｂ）に示されるように、鉛直線７に対して傾くように形成され、上方の軸３は照射方向に対して後方に設置し、下方の軸４は照射方向に対して前方に設置している。
【００１４】
図２は、この発明の実施の形態１による車両用レーダ装置のビーム照射を示す正面図である。
図において、Ｖは垂直方向、Ｈ２は水平方向を示している。
図３は、この発明の実施の形態１による車両用レーダ装置を車両前方に搭載してビームを照射した状態を示す図であり、図３（ａ）は、図２のＨ２−Ｈ２断面の上面図、図３（ｂ）は、側面図である。
【００１５】
このように構成された車両用レーダ装置は、図１（ｂ）に示すように、上方にある軸３を照射される電磁波の照射方向に対して後方に設置し、下方にある軸４を照射方向に対して前方に設置したので、軸３と軸４で形成される軸線５は、鉛直線７に対して、照射方向に対して後傾するものである。
【００１６】
この車両用レーダ装置は、軸線５が後傾されたことにより、反射鏡２を回転させてビーム照射したときには、図２に示すように、照射正面のビームに対して左右方向のビームは、水平方向Ｈ２に回転する角度を増すにしたがって、垂直方向Ｖに対して下向きのものとなる。このときの水平面におけるビーム照射状態は、図３に示すように左右の広がりの少ないものになる。
【００１７】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置を示す構成図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図である。
図において、１〜７は図１におけるものと同一のものである。軸線５は図４（ｂ）のように鉛直線７に対して後傾されると共に、図４（ａ）のように鉛直線７に対して左傾（後方から見て）されるように形成されるように、上方の軸３を右側に偏せて取付け、下方の軸４を左側に偏せて取付けている。
【００１８】
図５は、この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置のビーム照射を示す正面図である。
図において、Ｖは垂直方向、Ｈ３は水平方向を示している。
図６は、この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置を車両側方に搭載してビームを照射した状態を示す図であり、図５のＨ３−Ｈ３断面を示す図である。
【００１９】
図４で示す車両用レーダ装置は、図４（ｂ）の側面図で明らかなように、照射方向に対して軸線５を後傾させると共に、図４（ａ）の正面図に示すように上方の軸３を右側に偏せて取付け下方の軸４を左側に偏せて取付けることで、軸線５は同時に左傾する（車両用レーダを後方から見た場合）ものとなる。このような状態で、反射鏡２を回転させてビームを照射したときのレーダ正面のビーム照射状態は図５に示すようになる。
【００２０】
図５に示すように、右方向への照射ビームは、軸線５の後傾により下向きになる作用と、左傾による上向きになる作用とで水平方向を照射するものとなり、正面を走査するときのビームに対して垂直方向Ｖへの偏りがないものとなる。反対に左方向への照射ビームは、軸線５の後傾と左傾の共に下向きになる作用が相乗され、正面を照射するときのビームに対して左下方を照射するものとなる。すなわち２方向にわたるように傾けることで、反射鏡２の回転により照射される左右方向のビームは非対称となる。
また、このときの水平面でのビーム照射状態は、図６に示すような非対称なものとなる。
【００２１】
実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２では、反射鏡の焦点を通る軸線を、鉛直方向から傾ける場合について説明したが、次に説明する実施の形態３においても、実施の形態１または実施の形態２と同様の効果が得られる。
以下、図を用いて説明する。
図７は、この発明の実施の形態３による車両用レーダ装置を示す構成図である。
図において、１〜３、５、６は図１におけるものと同一のものである。反射鏡２は軸３で片持ちで回転可能に保持されている。８は１次放射器１の放射ビーム軸であり、照射軸である。９は放射ビーム軸８に直交する直交軸である。
【００２２】
このように構成された車両用レーダ装置では、反射鏡２は、軸３で回転可能に保持され、軸３の軸線５は、反射鏡２の焦点を通り、焦点には１次放射器１が配置されている。図７に示すように、反射鏡２の軸３を、１次放射器１からの放射ビーム軸８、あるいは直交軸９から傾けることで、実施の形態１または実施の形態２と同様の効果が得られる。
この実施の形態３のビーム照射状態は、実施の形態１または実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００２３】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置を示す構成図である。
図において、３、６、８、９は図７におけるものと同一または相当するものである。１０はＭＳＡ（マイクロストリップアンテナ）等の平面アンテナである。
実施の形態４の構成は、実施の形態３の構成を平面アンテナに適用したものであり、反射鏡２で反射されるビームの照射方向を可変する代わりに、ＭＳＡ（マイクロストリップアンテナ）から照射される直接波も、回転角度に応じてビームの垂直方向の照射角度を任意に設定することができる。
【００２４】
図８に示すように図７の反射鏡２に変えて、ＭＳＡ等の平面アンテナ１０を回転可能に保持した軸３を、図７におけるものと逆方向に傾けることで、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００２５】
なお、軸の傾斜の方向は、上実施の形態１〜実施の形態４で述べたものに限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を発信する１次放射器、この１次放射器が焦点位置に配置され、１次放射器から発信される電磁波を反射して、所定のビーム幅の電磁波で車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する反射鏡、この反射鏡の焦点を軸線が通るように配置されると共に反射鏡を支持する支持軸、この支持軸を回転させて反射鏡によって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が左右の所定角に近づくに従って下方に変化するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜して配置されているので、１次放射器と反射鏡を用いた電磁波の照射角度を垂直方向にも設定することができ、電磁波の走査角度を広げても、側方遠距離の不要な対象物の検出を行わなず、ビームの照射範囲を最適に設定できる。
【００２７】
また、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を発信する１次放射器、この１次放射器が焦点位置に配置され、１次放射器から発信される電磁波を反射して、所定のビーム幅の電磁波で車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する反射鏡、この反射鏡の焦点を軸線が通るように配置されると共に反射鏡を支持する支持軸、この支持軸を回転させて反射鏡によって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が、左右の一方の所定角に近づくに従って下方に変化すると共に他方の所定角では水平に位置するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜されると共に、反射鏡の後方から見て一方に傾斜して配置されているので、左右非対称の照射範囲として、１次放射器と反射鏡を用いた電磁波の照射角度を垂直方向にも設定することができ、側方遠距離の不要な対象物の検出を行わなず、ビームの照射範囲を最適に設定することができる。
【００２８】
また、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する平面アンテナ、この平面アンテナを支持する支持軸、この支持軸を回転させて平面アンテナによって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応した所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が左右の所定角に近づくに従って下方に変化するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜して配置されているので、平面アンテナを用いた電磁波の照射角度を垂直方向にも設定することができ、電磁波の走査角度を広げても、側方遠距離の不要な対象物の検出を行わなず、ビームの照射範囲を最適に設定できる。
【００２９】
さらに、路面を走行する車両に搭載され、電磁波を送受信して、対象物を検出するように構成された車両用レーダ装置において、電磁波を車両の前方に照射し、車両の前方に対象物がある場合には、対象物から反射された電磁波を受信する平面アンテナ、この平面アンテナを支持する支持軸、この支持軸を回転させて平面アンテナによって照射される電磁波を車両の進行方向を中心として路面幅に対応する所定角で左右に走査するよう構成された走査手段を備え、支持軸は、走査手段によって走査される電磁波が左右の一方の所定角に近づくに従って下方に変化すると共に他方の所定角では水平に位置するように、車両が走行する路面に対する垂直線に対して、車両の進行方向の反対方向に電磁波の下方への変化に応じて傾斜されると共に、平面アンテナの後方から見て一方に傾斜して配置されているので、左右非対称の照射範囲として、平面アンテナを用いた電磁波の照射角度を垂直方向にも設定することができ、側方遠距離の不要な対象物の検出を行わなず、ビームの照射範囲を最適に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による車両用レーダ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車両用レーダ装置のビーム照射を示す正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による車両用レーダ装置を車両前方に搭載してビームを照射した状態を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置のビーム照射を示す正面図である。
【図６】この発明の実施の形態２による車両用レーダ装置を車両側方に搭載してビームを照射した状態を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３による車両用レーダ装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４による車両用レーダ装置を示す構成図である。
【図９】従来の車両用レーダ装置を示す構成図である。
【図１０】従来の車両用レーダ装置のビーム照射を示す正面図である。
【図１１】従来の車両用レーダ装置を車両前方に搭載してビームを照射した状態を示す図である。
【符号の説明】
１ １次放射器、  ２  反射鏡、 ３，４  軸、  ５ 軸線、  ６  モータ、
７ 鉛直線、  ８  放射ビーム軸、 ９  直交軸、  １０ 平面アンテナ。
【図１】
0003595224.tif 000002
【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】
0003595224.tif 000011
【図１１】
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