(57)【要約】  【課題】レーダセンサで、車両周囲の広い範囲を監視しようとすると、数多くのセンサが必要になり、コストが高くなるという課題があった。  【解決手段】広角の単一の電波、またはそれより狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出する送信アンテナ部１０３と、送信アンテナ部１０３が送信し対象物に反射した複数のビーム方向の電波を受信し、第１の給電部１２２および第２の給電部１２３を有する受信アンテナ部１０４と、電波として送出するための信号を送信アンテナ部１０３に伝達する送信部１０２と、受信アンテナ部１０４が受信した電波を、受信アンテナ部１０４から信号として伝達される受信部１０６と、第１の給電部１２２または第２の給電部１２３のいずれかに給電されるように切り替えて、２つの電波のビーム方向を形成させ、監視領域を制御するビーム切り替え手段１０５とを備えた。【選択図】図１
2006157583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広角の単一ビームの電波を送出する、またはそれより狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出する送信アンテナ部と、
前記送信アンテナ部が送信し対象物で反射した電波を複数のビーム方向で受信する受信アンテナ部と、
前記電波として送出するための信号を前記送信アンテナ部に伝達する送信部と、
前記受信アンテナ部が受信した電波を、前記受信アンテナ部から信号として伝達される受信部と、
前記受信アンテナ部で受信する電波を、複数のビーム方向を切り替えて受信することにより監視領域を制御するビーム切り替え手段とを備えた、電波を送出してその電波が反射した電波を受信することにより物体や人体の対象物を検出する監視装置であって、
前記受信アンテナ部は、
それぞれ使用周波数の略１／４波長から略３／８波長の長さを有する４本の線状素子が同一平面上においてひし形形状に配置され、かつ前記４本の線状素子のうち第１線状素子と第２線状素子が接続され、第３線状素子と第４線状素子が接続されたひし形アンテナ部を複数備え、
前記複数のひし形アンテナ部の間は、所定の長さを有する線状連結素子で接続され、
前記連結された複数のひし形アンテナ部の端部には、全長が所定の長さを有する折り返し形状の線状迂回素子が接続され、
前記複数のひし形アンテナ部が配置された平面から所定の間隔を隔てて、前記平面に対して略平行に反射板が配置されており、
前記複数のひし形アンテナ部のうちいずれかの前記第１線状素子と前記第２線状素子の接続部に、給電する第１給電手段と、
前記複数のひし形アンテナ部のうちいずれかの前記第３線状素子と前記第４線状素子の接続部に、給電する第２給電手段とを備え、
前記ビーム切り替え手段は、前記第１給電手段と前記第２給電手段とを選択的に切り替える、ことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記第１給電手段は、前記複数のひし形アンテナ部のそれぞれの前記第１線状素子と前記第２線状素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記第２給電手段は、前記複数のひし形アンテナ部のそれぞれの前記第３線状素子と前記第４線状素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記ビーム切り替え手段は、
前記複数の第１給電手段および前記複数の第２給電手段を選択的に切り替える、ことを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
広角の単一ビームの電波を送出する、またはそれより狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出する送信アンテナ部と、
前記送信アンテナ部が送信し対象物で反射した電波を複数のビーム方向で受信する受信アンテナ部と、
前記電波として送出するための信号を前記送信アンテナ部に伝達する送信部と、
前記受信アンテナ部が受信した電波を、前記受信アンテナ部から信号として伝達される受信部と、
前記受信アンテナ部で受信する電波を、複数のビーム方向を切り替えて受信することにより監視領域を制御するビーム切り替え手段とを備えた、電波を送出してその電波が反射した電波を受信することにより物体や人体の対象物を検出する監視装置であって、
前記受信アンテナ部は、
所定の誘電率を持つ誘電体基板と、
前記誘電体基板面に形成された導体層を有しており、
前記導体層には、それぞれ使用周波数の略１／４波長から略３／８波長の長さを有する４本のスロット素子がひし形形状に配置され、かつ前記４本のスロット素子のうち第１スロット素子と第２スロット素子が接続され、第３スロット素子と第４スロット素子が接続されたひし形スロットアンテナ部が複数設けられており、
前記複数のひし形スロットアンテナ部の間は、所定の長さを有するスロット連結素子で接続され、
前記連結された複数のひし形スロットアンテナ部の端部には、全長が所定の長さを有する折り返し形状のスロット迂回素子が接続され、
前記誘電体基板面から所定の間隔を隔てて、前記誘電体基板面に略平行に反射板が配置されており、
前記複数のひし形スロットアンテナ部のうちいずれかの前記第１スロット素子と前記第２スロット素子の接続部に、給電する第１給電手段と、
前記複数のひし形スロットアンテナ部のうちいずれかの前記第３スロット素子と前記第４スロット素子の接続部に、給電する第２給電手段とを備え、
前記ビーム切り替え手段は、前記第１給電手段と前記第２給電手段とを選択的に切り替える、ことを特徴とする監視装置。
【請求項４】
前記第１給電手段は、前記受信アンテナ部の複数のひし形スロットアンテナ部の前記第１スロット素子と前記第２スロット素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記第２給電手段は、前記受信アンテナ部の複数のひし形スロットアンテナ部の前記第３スロット素子と前記第４スロット素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記ビーム切り替え手段は、
前記複数の第１給電手段および前記複数の第２給電手段を選択的に切り替える、ことを特徴とする請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
前記受信アンテナ部の給電手段として、前記誘電体基板の前記導体層が形成された面の裏面に設けられたマイクロストリップラインが用いられることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の監視装置。
【請求項６】
前記ビーム切り替え手段は、前記マイクロストリップラインの前記ひし形スロットアンテナ部との結合部から略１／４波長の奇数倍の位置で、短絡と給電とを切り替えることを特徴とする請求項５に記載の監視装置。
【請求項７】
前記ビーム切り替え手段は、前記マイクロストリップラインの前記ひし形スロットアンテナ部との結合部から略１／２波長の整数倍の位置で、開放と給電とを切り替えることを特徴とする請求項５に記載の監視装置。
【請求項８】
前記受信アンテナ部の複数のひし形スロットアンテナ部のうちいずれかにおいて、
ひし形スロットアンテナ部に囲まれた内側の導体層と外側の導体層とが、前記４本のスロット素子の略中央にそれぞれ銅箔パターンで形成された導体により接続されていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の監視装置。
【請求項９】
前記ビーム切り替え手段は、前記送信アンテナ部が複数のビーム方向の電波を送出する場合は、その送信電波のビーム方向を切り替えて監視領域を制御する、請求項１乃至８のいずれかに記載の監視装置。
【請求項１０】
前記送信部から伝達する信号と前記受信部に伝達される信号とを切り替える送受切り替え手段を備え、
前記受信アンテナ部は、前記送信アンテナ部を兼ねており、前記送受切り替え手段により電波の送受信が切り替えられるようになっている、請求項９に記載の監視装置。
【請求項１１】
前記監視装置は、車両に搭載されている、請求項１乃至１０のいずれかに記載の監視装置。
【請求項１２】
さらに、前記車両の走行状態情報が格納される走行情報格納部を備え、
前記ビーム切り替え手段は、前記走行情報格納部に格納されている前記走行状態情報に基づいて、複数の前記監視領域のうち、いずれの監視領域をどのタイミングでアクティブにするかを決定し、監視領域を制御する、請求項１１に記載の監視装置。
【請求項１３】
車両の前方中央部および／または後方中央部に設けられており、
前記複数のビーム方向のうち、一つは車両の左方向に向けられ、他の一つは車両の右方向に向けられている、請求項１１に記載の監視装置。
【請求項１４】
サイドミラー内に設けられており、
前記複数のビーム方向のうち、一つは車両の前方に向けられ、他の一つは車両の後方に向けられている、請求項１１に記載の監視装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の前記監視装置が、複数並べて備えられ、広い範囲を監視領域とする周囲監視システム。
【請求項１６】
前記複数の監視装置が全て同じ所定の側を監視するタイミングと、前記複数の監視装置が全て前記同じ所定の側とは反対側を監視するタイミングとが、時分割で切り替えられて制御される、請求項１５に記載の周囲監視システム。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の周囲監視システムを搭載した車両。
【請求項１８】
請求項１２に記載の監視装置の、前記走行情報格納部に格納されている前記走行状態情報に基づいて、複数の前記監視領域のうち、いずれの監視領域をどのタイミングでアクティブにするかを決定し監視領域を制御する前記ビーム切り替え手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を送出して、反射した反射信号を受信することにより周囲にある物体や人を検出するための監視装置、周囲監視システム、および車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の周囲を監視する車両周囲監視装置としては、車両の前方あるいは後方のコーナーに超音波センサを取り付け、周囲の障害物を検知し、あるいは距離を測定し、接触の危険性があれば運転者に報知するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２４は、特許文献１に記載された従来の車両周囲監視装置を示すものである。図２４において、超音波検知器３ＦＲ、３ＦＬ、３ＲＲ、３ＲＬが、車体１の前方あるいは後方のコーナーに設置され、相互が干渉しないタイミングで超音波が送信され、周辺の障害物を検知し、障害物との距離を測定し、障害物との距離が接近して危険と判断すると、警報器により警報信号が出力される構成になっていた。
【０００４】
一方、超音波センサは、検知距離が短く、センサの雨滴がついた場合の誤検出等、耐環境性も低いことから、電波を用いたレーダセンサも車両周囲監視装置として広く使用され始めている。従来の車両用レーダ装置は、車両前方に設置され、１０度以下の非常に細いビームで、前方車両との車間距離や相対速度を計測し、車両を制御することに使用されている。従って、その監視領域は車両前方の非常に細く長い領域に限られている。
【特許文献１】特許第３２３２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、レーダセンサは、アンテナの指向性により検知範囲が決定されるため、広範囲に渡ってカバーするためには複数のセンサを配置する必要がある。このため、システム全体のコスト高が課題となる。
【０００６】
図２５は、レーダセンサを用いて、車両の後方を隙間なく監視する場合の、レーダセンサの取り付け箇所とそれらの監視領域を示している。このように、数多くのレーダセンサ２５０１〜２５０６が必要になる。
【０００７】
従って、レーダセンサを用いて車両周囲の広い範囲を監視するためには、非常にコストが高くなるという課題を有していた。
【０００８】
また、レーダセンサは、路面からの反射により誤って物体を検知する可能性があった。
図２６は、レーダセンサのビームを示したものである。同図に示すように、路面からの反射により、障害物と検知してしまう可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、少ない数のレーダセンサで車両周囲の広い領域を監視でき、路面からの影響が小さい、監視装置、周囲監視システム、および車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
広角の単一ビームの電波を送出する、またはそれより狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出する送信アンテナ部と、
前記送信アンテナ部が送信し対象物で反射した電波を複数のビーム方向で受信する受信アンテナ部と、
前記電波として送出するための信号を前記送信アンテナ部に伝達する送信部と、
前記受信アンテナ部が受信した電波を、前記受信アンテナ部から信号として伝達される受信部と、
前記受信アンテナ部で受信する電波を、複数のビーム方向を切り替えて受信することにより監視領域を制御するビーム切り替え手段とを備えた、電波を送出してその電波が反射した電波を受信することにより物体や人体の対象物を検出する監視装置であって、
前記受信アンテナ部は、
それぞれ使用周波数の略１／４波長から略３／８波長の長さを有する４本の線状素子が同一平面上においてひし形形状に配置され、かつ前記４本の線状素子のうち第１線状素子と第２線状素子が接続され、第３線状素子と第４線状素子が接続されたひし形アンテナ部を複数備え、
前記複数のひし形アンテナ部の間は、所定の長さを有する線状連結素子で接続され、
前記連結された複数のひし形アンテナ部の端部には、全長が所定の長さを有する折り返し形状の線状迂回素子が接続され、
前記複数のひし形アンテナ部が配置された平面から所定の間隔を隔てて、前記平面に対して略平行に反射板が配置されており、
前記複数のひし形アンテナ部のうちいずれかの前記第１線状素子と前記第２線状素子の接続部に、給電する第１給電手段と、
前記複数のひし形アンテナ部のうちいずれかの前記第３線状素子と前記第４線状素子の接続部に、給電する第２給電手段とを備え、
前記ビーム切り替え手段は、前記第１給電手段と前記第２給電手段とを選択的に切り替える、ことを特徴とする監視装置である。
【００１１】
第２の本発明は、
前記第１給電手段は、前記複数のひし形アンテナ部のそれぞれの前記第１線状素子と前記第２線状素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記第２給電手段は、前記複数のひし形アンテナ部のそれぞれの前記第３線状素子と前記第４線状素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記ビーム切り替え手段は、
前記複数の第１給電手段および前記複数の第２給電手段を選択的に切り替える、ことを特徴とする第１の本発明の監視装置である。
【００１２】
第３の本発明は、
広角の単一ビームの電波を送出する、またはそれより狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出する送信アンテナ部と、
前記送信アンテナ部が送信し対象物で反射した電波を複数のビーム方向で受信する受信アンテナ部と、
前記電波として送出するための信号を前記送信アンテナ部に伝達する送信部と、
前記受信アンテナ部が受信した電波を、前記受信アンテナ部から信号として伝達される受信部と、
前記受信アンテナ部で受信する電波を、複数のビーム方向を切り替えて受信することにより監視領域を制御するビーム切り替え手段とを備えた、電波を送出してその電波が反射した電波を受信することにより物体や人体の対象物を検出する監視装置であって、
前記受信アンテナ部は、
所定の誘電率を持つ誘電体基板と、
前記誘電体基板面に形成された導体層を有しており、
前記導体層には、それぞれ使用周波数の略１／４波長から略３／８波長の長さを有する４本のスロット素子がひし形形状に配置され、かつ前記４本のスロット素子のうち第１スロット素子と第２スロット素子が接続され、第３スロット素子と第４スロット素子が接続されたひし形スロットアンテナ部が複数設けられており、
前記複数のひし形スロットアンテナ部の間は、所定の長さを有するスロット連結素子で接続され、
前記連結された複数のひし形スロットアンテナ部の端部には、全長が所定の長さを有する折り返し形状のスロット迂回素子が接続され、
前記誘電体基板面から所定の間隔を隔てて、前記誘電体基板面に略平行に反射板が配置されており、
前記複数のひし形スロットアンテナ部のうちいずれかの前記第１スロット素子と前記第２スロット素子の接続部に、給電する第１給電手段と、
前記複数のひし形スロットアンテナ部のうちいずれかの前記第３スロット素子と前記第４スロット素子の接続部に、給電する第２給電手段とを備え、
前記ビーム切り替え手段は、前記第１給電手段と前記第２給電手段とを選択的に切り替える、ことを特徴とする監視装置である。
【００１３】
第４の本発明は、
前記第１給電手段は、前記受信アンテナ部の複数のひし形スロットアンテナ部の前記第１スロット素子と前記第２スロット素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記第２給電手段は、前記受信アンテナ部の複数のひし形スロットアンテナ部の前記第３スロット素子と前記第４スロット素子の接続部に給電するように、複数設けられており、
前記ビーム切り替え手段は、
前記複数の第１給電手段および前記複数の第２給電手段を選択的に切り替える、ことを特徴とする第３の本発明の監視装置である。
【００１４】
第５の本発明は、
前記受信アンテナ部の給電手段として、前記誘電体基板の前記導体層が形成された面の裏面に設けられたマイクロストリップラインが用いられることを特徴とする第３又は第４の本発明の監視装置である。
【００１５】
第６の本発明は、
前記ビーム切り替え手段は、前記マイクロストリップラインの前記ひし形スロットアンテナ部との結合部から略１／４波長の奇数倍の位置で、短絡と給電とを切り替えることを特徴とする第５の本発明の監視装置である。
【００１６】
第７の本発明は、
前記ビーム切り替え手段は、前記マイクロストリップラインの前記ひし形スロットアンテナ部との結合部から略１／２波長の整数倍の位置で、開放と給電とを切り替えることを特徴とする第５の本発明の監視装置である。
【００１７】
第８の本発明は、
前記受信アンテナ部の複数のひし形スロットアンテナ部のうちいずれかにおいて、
ひし形スロットアンテナ部に囲まれた内側の導体層と外側の導体層とが、前記４本のスロット素子の略中央にそれぞれ銅箔パターンで形成された導体により接続されていることを特徴とする第３乃至第７のいずれかの本発明の監視装置である。
【００１８】
第９の本発明は、
前記ビーム切り替え手段は、前記送信アンテナ部が複数のビーム方向の電波を送出する場合は、その送信電波のビーム方向を切り替えて監視領域を制御する、第１乃至第８のいずれかの本発明の監視装置である。
【００１９】
第１０の本発明は、
前記送信部から伝達する信号と前記受信部に伝達される信号とを切り替える送受切り替え手段を備え、
前記受信アンテナ部は、前記送信アンテナ部を兼ねており、前記送受切り替え手段により電波の送受信が切り替えられるようになっている、第９の本発明の監視装置である。
【００２０】
第１１の本発明は、
前記監視装置は、車両に搭載されている、第１乃至第１０のいずれかの本発明の監視装置である。
【００２１】
第１２の本発明は、
さらに、前記車両の走行状態情報が格納される走行情報格納部を備え、
前記ビーム切り替え手段は、前記走行情報格納部に格納されている前記走行状態情報に基づいて、複数の前記監視領域のうち、いずれの監視領域をどのタイミングでアクティブにするかを決定し、監視領域を制御する、第１１の本発明の監視装置である。
【００２２】
第１３の本発明は、
車両の前方中央部および／または後方中央部に設けられており、
前記複数のビーム方向のうち、一つは車両の左方向に向けられ、他の一つは車両の右方向に向けられている、第１１の本発明の監視装置である。
【００２３】
第１４の本発明は、
サイドミラー内に設けられており、
前記複数のビーム方向のうち、一つは車両の前方に向けられ、他の一つは車両の後方に向けられている、第１１の本発明の監視装置である。
【００２４】
第１５の本発明は、
第１乃至第１４のいずれかの本発明の監視装置が、複数並べて備えられ、広い範囲を監視領域とする周囲監視システムである。
【００２５】
第１６の本発明は、
前記複数の監視装置が全て同じ所定の側を監視するタイミングと、前記複数の監視装置が全て前記同じ所定の側とは反対側を監視するタイミングとが、時分割で切り替えられて制御される、第１５の本発明の周囲監視システムである。
【００２６】
第１７の本発明は、
第１５または１６の本発明の周囲監視システムを搭載した車両である。
【００２７】
第１８の本発明は、
第１２の本発明の監視装置の、前記走行情報格納部に格納されている前記走行状態情報に基づいて、複数の前記監視領域のうち、いずれの監視領域をどのタイミングでアクティブにするかを決定し監視領域を制御する前記ビーム切り替え手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００２８】
第１９の本発明は、
第１８の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、少ない数のレーダセンサで車両周囲の広い領域を監視でき、かつ、路面からの影響が小さい、監視装置、周囲監視システム、および車両を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置のブロック構成図を示したものである。
【００３２】
図１において、車両周囲監視装置１００は、タイミング制御部１０１と、電波を送信する送信部１０２と、複数のビームをもつ送信アンテナ１０３と、受信アンテナ１０４と、アンテナのビーム方向を切り替えるビーム方向指定手段１０５と、反射信号を受信する受信部１０６と、処理部１０７を備えている。送信部１０２、ビーム方向指定手段１０５、受信部１０６、処理部１０７は、タイミング制御部１０１からのタイミング信号に基づいて制御される。送信アンテナ部１０３は、送信アンテナ素子１１１と、送信アンテナ素子１１１に給電する２つの給電部、第１の給電部１１２および第２の給電部１１３を備えている。同様に、受信アンテナ部１０４は、受信アンテナ素子１２１と、受信アンテナ素子１２１に給電する２つの給電部、第１の給電部１２２および第２の給電部１２３を備えている。
【００３３】
次に、図１を用いて、本実施の形態１の車両周囲監視装置１００の動作について説明する。
【００３４】
タイミング制御部１０１からのタイミング信号に基づいて、ビーム方向指定手段１０５が、給電切替スイッチ１１０、１２０を制御し、第１の給電部１１２、１２２に給電する場合と、第２の給電部１１３、１２３に給電する場合を切り替えて、所定の方向にビームが形成されるようにする。なお、車両周囲監視装置１００は、本発明の監視装置の一例であり、送信アンテナ１０３および受信アンテナ１０４は、それぞれ、本発明の送信アンテナ部および受信アンテナ部の一例である。また、ビーム方向指定手段１０５は、本発明のビーム切り替え手段の一例である。
【００３５】
同じくタイミング信号に基づいて、送信部１０２から伝達される信号が、送信アンテナ１０３から送出される。周囲に検出対象が存在する場合、送出された信号は、検出対象に当たって反射する。ここで、検出対象とは、本車両周囲監視装置１００が搭載される車両の周囲に位置する車両、物体や人体を意味する。
【００３６】
このような検出対象からの反射信号は、受信アンテナ１０４から受信部１０６に伝達され、処理部１０７で処理されて、検出対象の有無、検出対象との距離、検出対象の速度の情報を得る。そして、これらの情報が、車両周囲監視装置１００に接続された出力手段１０８によって、表示、音声出力等で出力される。
【００３７】
次に、本実施の形態１における車両周囲監視装置１００の送信アンテナ１０３および受信アンテナ１０４の構成するアンテナについて説明する。
【００３８】
図２は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す図である。以下、アンテナを例えばεｒ＝２．２６の誘電体基板上に作成した場合について、その動作周波数を２５ＧＨｚ、１波長（１実効波長）を８．６ｍｍとして説明する。また、説明の都合上、図２に示すような座標軸を定義している。
【００３９】
図２（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す平面図である。この図において、線状素子２０１ａ〜２０１ｄ、２０２ａ〜２０２ｄ、２０３ａ〜２０３ｄは、素子長Ｌ１が約１／３波長（２．８ｍｍ）で、素子幅が例えば０．２ｍｍの導体である。これらの線状素子２０１ａ〜２０１ｄ、２０２ａ〜２０２ｄ、２０３ａ〜２０３ｄは、図２（ａ）に示すように正方形形状に配置される。
【００４０】
線状連結素子２０４ａ〜２０４ｄは、素子長Ｌ２が約２／５波長（３．３ｍｍ）で、素子幅が例えば０．２ｍｍの導体である。線状連結素子２０４ａは、線状素子２０１ａと線状素子２０２ｂの間に接続され、線状連結素子２０４ｂは、線状素子２０１ｂと線状素子２０３ａの間に接続され、線状連結素子２０４ｃは、線状素子２０１ｃと線状素子２０２ｄの間に接続され、線状連結素子２０４ｄは、線状素子２０１ｄと線状素子２０３ｃの間に接続される。
【００４１】
線状迂回素子２０５ａ及び２０５ｂは、全長が約２／５波長（３．３ｍｍ）で、長さＬ３が約１／５波長（１．７ｍｍ）の折り返し形状の導体であり、素子幅が例えば０．２ｍｍである。線状迂回素子２０５ａは、線状素子２０２ａと線状素子２０２ｃの間に接続され、線状迂回素子２０５ｂは、線状素子２０３ｂと線状素子２０３ｄの間に接続される。
【００４２】
給電部２０６ａは、線状素子２０１ａと２０１ｂの間に設けられ、給電部２０６ｂは、線状素子２０１ｃと２０１ｄの間に設けられる。なお、線状素子２０２ａと２０２ｂ、線状素子２０２ｃと２０２ｄ、線状素子２０３ａと２０３ｂ、線状素子２０３ｃと２０３ｄは接続されている。
【００４３】
以上のように構成された、線状素子２０１ａ〜２０１ｄ、２０２ａ〜２０２ｄ、２０３ａ〜２０３ｄと、線状連結素子２０４ａ〜２０４ｄと、線状迂回素子２０５ａ及び２０５ｂと、給電部２０６ａ及び２０６ｂにより、ひし形アンテナ部を接続しアレー構成にした線状アンテナ素子が構成される。
【００４４】
給電部２０６ａから線状アンテナ素子が励振される場合、給電部２０６ｂは短絡され、線状素子２０１ｃと２０１ｄは接続するように動作する。逆に、給電部２０６ｂから線状アンテナ素子が励振される場合、給電部２０６ａは短絡され、線状素子２０１ａと２０１ｂは接続するように動作する。このように給電部を切り替えて線状アンテナ素子を励振させることにより、１つの線状アンテナ素子で主ビームを２方向に切り替えることが可能となる。
【００４５】
図２（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す矢視図であり、図２（ａ）の＋Ｘ側から見た図である。この図において、誘電体基板２０７は厚みｔが約０．０５波長（０．４ｍｍ）であり、線状アンテナ素子が配置された面（ＸＹ平面）に平行に−Ｚ側に配置される。また、反射板２０８は、線状アンテナ素子が配置された面（ＸＹ平面）から距離ｈが約０．６波長（５ｍｍ）だけ−Ｚ側に離れた位置に配置された導体板である。
【００４６】
次に、上述したアンテナ装置の動作について、図３を用いて説明する。図３は、給電部２０６ａを励振、給電部２０６ｂを短絡とした場合における線状アンテナ素子上の電流分布を示す図であり、図３（ａ）は電流振幅特性、図３（ｂ）は電流位相特性を示している。なお、図３の横軸に示されている記号（Ａ）〜（Ｆ）は、図２に示されている記号（Ａ）〜（Ｆ）の位置と対応している。
【００４７】
図３（ａ）において、電流振幅特性３０１ａは、線状素子２０３ａ及び２０３ｂ上の電流振幅を示しており、（Ｅ）点で電流振幅がピーク値を取ることが確認できる。以下同様に、特性３０１ｂは線状素子２０１ａ及び２０１ｂ上の電流振幅、特性３０１ｃは線状素子２０２ａ及び２０２ｂ上の電流振幅、特性３０１ｄは線状素子２０２ｃ及び２０２ｄ上の電流振幅、特性３０１ｅは線状素子２０１ｃ及び２０１ｄ上の電流振幅、特性３０１ｆは線状素子２０３ｃ及び２０３ｄ上の電流振幅を示しており、それぞれ（Ａ）点、（Ｃ）点、（Ｄ）点、（Ｂ）点、（Ｆ）点でピーク値を取ることが確認できる。
【００４８】
また、図３（ｂ）において、電流位相特性３０２はＹ方向成分の電流位相を示している。ここで、位相３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆは、それぞれ（Ｅ）点、（Ａ）点、（Ｃ）点、（Ｄ）点、（Ｂ）点、（Ｆ）点における電流位相である。
【００４９】
図３（ｂ）より、図２における−Ｘ側に配置された線状素子上のピーク点、すなわち（Ａ）点、（Ｃ）点、（Ｅ）点における位相３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃがほぼ一致しており、＋Ｘ側に配置された線状素子上のピーク点、すなわち（Ｂ）点、（Ｄ）点、（Ｆ）点における位相３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆがほぼ一致していることが確認できる。このとき、位相３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃと、位相３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆの間には、約１４０度の位相差が生じていることが確認できる。これにより、本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置は、給電部２０６ａにより励振された場合、＋Ｘ側へチルトしたビームが得られ、ビームチルトアンテナとして動作することになる。なお、給電部２０６ｂにより励振される場合は、−Ｘ側へチルトしたビームが得られることになる。
【００５０】
図４は、本発明の実施の形態１に係る車両周囲監視装置のアンテナの指向性を示す図である。図４（ａ）は、垂直（ＸＺ）面の指向性を、図４（ｂ）は仰角θが７０度における円錐面の指向性を示している。
【００５１】
図４（ａ）において、実線で示す指向性４０１ａは、給電部２０６ａから線状アンテナ素子を励振し、給電部２０６ｂを短絡したときの水平偏波（Ｅφ）成分の指向性を示しており、仰角θが７０度の方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。また、点線で示す指向性４０１ｂは、給電部２０６ｂから線状アンテナ素子を励振し、給電部２０６ａを短絡したときの水平偏波（Ｅφ）成分の指向性を示しており、仰角θが７０度の方向にチルトした主ビームが得られることが確認できる。
【００５２】
図４（ｂ）において、実線で示す指向性４０２ａは、図４（ａ）の指向性４０１ａと同様に、給電部２０６ａから線状アンテナ素子を励振し、給電部２０６ｂを短絡したときの水平偏波（Ｅφ）成分の指向性を示しており、主ビームが＋Ｘ方向に向いていることが確認できる。また、点線で示す指向性４０２ｂは、図４（ａ）の指向性４０１ｂと同様に、給電部２０６ｂから線状アンテナ素子を励振し、給電部２０６ａを短絡したときの水平偏波（Ｅφ）成分の指向性を示しており、主ビームが−Ｘ方向に向いていることが確認できる。このとき、指向性４０２ａ及び４０２ｂのどちらも、主ビームの指向性利得は１４ｄＢｉ、円錐面の半値角は２０度、Ｆ／Ｂ比（主ビームとバックローブの比）は１１ｄＢである。
【００５３】
ここで、図２に示す様な３つのひし形アンテナ部を接続したアレー構成に対する比較として、図２７に示すような単一のひし形アンテナ素子を示す。同図に示すように、単一のひし形アンテナ素子は、２７０１ａ〜２７０１ｄの線状素子から構成され、線状迂回素子２７０２ａが、線状素子２７０１aと線状素子２７０１ｃの間に接続され、線状迂回素子２７０２ｂが、線状素子２７０１ｂと線状素子２７０１ｄの間に接続され、給電部２７０３ａが、線状素子２７０１ａと２７０１ｂの間に設けられ、給電部２７０３ｂが、線状素子２７０１ｃと２７０１ｄの間に設けられた構成で、指向性利得が１０．５ｄＢｉ、円錐面の半値角が約６０度である。両者を比較することで、本実施の形態１に示す監視装置のアンテナのように、ひし形アンテナ部を接続しアレー構成にすることにより、高利得化・狭指向性化を実現できることがわかる。
【００５４】
図５は、線状連結素子２０４ａ〜２０４ｄの長さを２．８ｍｍ〜３．７ｍｍまで変化させたときの指向性利得とＦ／Ｂ比の関係を示す図である。この図より、指向性利得５０１の変化幅は小さいが、Ｆ／Ｂ比５０２の変化幅が大きいことが確認できる。これにより、指向性利得５０１が１２．５ｄＢｉ以上、Ｆ／Ｂ比５０２が８ｄＢ以上となる、線状連結素子２０４ａ〜２０４ｄの長さは、３．１ｍｍ（略０．３６波長）〜３．４ｍｍ（略０．４０波長）であることが確認できる。
【００５５】
このように本実施の形態によれば、ひし形アンテナ部を接続してアレー構成にし、線状アンテナ素子から所定の距離を隔てて反射板を配置することにより、路車間通信や車車間通信用アンテナに適した平面かつ小型な構成で、高利得化・狭指向性化を実現できる。また、２つの給電部を切り替えることにより、２方向に主ビームを切り替えることができるので、車両の走行状態に合わせてビームを切り替えることにより伝送品質を高めることができる。さらに、線状アンテナ素子の１点を給電することで動作可能なため、分配給電を用いた複雑なアレー構成と比較して、アンテナ装置の省スペース化を図ることができるだけでなく、給電ロスも減らすことができる。
【００５６】
図６は、本実施の形態１における車両周囲監視装置の配置とその監視領域の一例を示したものである。図６（ａ）は、車両周囲監視装置の配置を示す図であり、図６（ｂ）は、その監視領域を上から示した図である。
【００５７】
図６（ａ）において、車両周囲監視装置６００は、車両の前方の中央部付近、例えば電波を透過する樹脂製のバンパー内に、図２におけるＺ軸は地面に対して垂直方向に、Ｙ軸は車両前進方向になるように設置される。なお、車両周囲監視装置６００は、図１に示した車両周囲監視装置１００と同じものである。
【００５８】
また、アンテナのビームはできるだけ９０度に近いチルトをさせる状態になるようにする。これにより、図６（ｂ）に示すような監視領域６０１と監視領域６０２の２つの監視領域を、１つの車両周囲監視装置６００で検知できる構成になる。これにより、見通しの悪い交差点やＴ字路などを走行する際に、車両左右方向の近距離領域を監視できる。
【００５９】
以上の構成によって、車両の交差点やＴ字路などへの進入を最小限に留め、接近車両や自転車、通行人の確認を補助することが１つの車両周囲監視装置で可能となる。
【００６０】
なお、上記では、車両周囲監視装置を図６に示す位置に設置することとしたが、必ずしも図１に示す車両周囲監視装置１００の構成の全てを図６に示す位置に設置する必要はない。送信アンテナ部１０３および受信アンテナ部１０４のみが図６の位置に設置されていればよく、車両周囲監視装置１００のその他の構成部分については車両の他の位置に設置されてもよい。
【００６１】
なお、本実施の形態１の図１に示す車両周囲監視装置１００の構成においては、送信アンテナ部１０３も受信アンテナ部１０４と同様にビームを切り替える構成としたが、送信側は任意のアンテナ、たとえばパッチアンテナ等で構成してもよい。
【００６２】
図７は、送信側をパッチアンテナとした場合の車両周囲監視装置７００の構成図を示している。図１に示す車両周囲監視装置１００の送信アンテナ部１０３の部分が、送信アンテナ７０３となっている点のみが異なる。送信アンテナ７０３は、広い指向性を有するパッチアンテナである。なお、図１と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。
【００６３】
また、図１に示す車両周囲監視装置１００の構成においては、送信アンテナ部１０３と受信アンテナ部１０４を個別に備える構成としたが、アンテナ部を送受で共用し、信号の送受信を切り替える構成としてもよい。
【００６４】
図８は、送信アンテナ部と受信アンテナ部を共用した場合の車両周囲監視装置８５０の構成図を示している。図１に示す車両周囲監視装置１００とは、送受切替スイッチ８００を備え、送信アンテナ部と受信アンテナ部を共用とした点が異なる。なお、図１と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。
【００６５】
図８に示す送受信アンテナ部８０４は、図１に示す受信アンテナ部１０４と同じ構成である。送受切替スイッチ８００は、送受信アンテナ部８０４における電波の送受信のタイミングに応じて、給電切替スイッチ８２０との接続を切り替える制御を行う。
【００６６】
送受切替スイッチ８００は、送受信アンテナ部８０４から電波を送出させる際には、送信部１０２が給電切替スイッチ８２０に接続されるように制御し、送受信アンテナ部８０４で電波を受信させる際には、受信部１０６が給電切替スイッチ８２０に接続されるように制御する。このようにして、送受信アンテナ部８０４を送受信で共用させることができる。なお、送受切替スイッチ８００は、本発明の送受切り替え手段の一例である。
【００６７】
さらに、本実施の形態１において、車両周囲監視装置を車両前方に設置した前方監視装置で説明したが、車両後方に設置した後方監視装置としても良い。
【００６８】
なお、本実施の形態では、３素子の迂回素子装荷ループアンテナの迂回素子間を接続する場合について説明したが、前述した動作原理に基づく範囲であれば、素子数はいくつであってもよい。
【００６９】
なお、本実施の形態では、ひし形形状のアンテナ素子を接続した場合について説明したが、円形形状のアンテナ素子としても同様な効果を得ることができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、給電部は、線状素子２０１ａと２０１ｂの間と、線状素子２０１ｃと２０１ｄの間に設けられたが、線状素子２０２ａと２０２ｂの間と、線状素子２０２ｃと２０２ｄの間に設けてもよい。その場合、線状素子２０１ａと２０１ｂ、線状素子２０１ｃと２０１ｄ、線状素子２０３ａと２０３ｂ、線状素子２０３ｃと２０３ｄは接続されている。
【００７１】
あるいは、給電部は、線状素子２０３ａと２０３ｂの間と、線状素子２０３ｃと２０３ｄの間に設けてもよい。その場合、線状素子２０１ａと２０１ｂ、線状素子２０１ｃと２０１ｄ、線状素子２０２ａと２０２ｂ、線状素子２０２ｃと２０２ｄは接続されている。
【００７２】
また、給電部を、線状素子２０１ａと２０１ｂの間、線状素子２０２ａと２０２ｂの間、線状素子２０３ａと２０３ｂの間、線状素子２０１ｃと２０１ｄの間、線状素子２０２ｃと２０２ｄの間、線状素子２０３ｃと２０３ｄの間に設けてもよい。その場合の実施例を次に図面を用いて詳細に説明する。
【００７３】
図９は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。図９（ａ）は、アンテナ装置の構成を示す平面図であり、各ひし形アンテナ部の対向する頂点に給電部９０１ａ、９０１ｂ、９０２ａ、９０２ｂ、９０３ａ、９０３ｂを設け、給電部を切り替える構成としている。また、図９（ｂ）はアンテナ装置の構成を示す矢視図であり、図９（ａ）の＋Ｘ側から見た図である。ただし、これらの図において、図２と共通する部分には図２と同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、アンテナを例えばεｒ＝２．２６の誘電体基板上に作成した場合について、その動作周波数を２５ＧＨｚ、１波長（１実効波長）を８．６ｍｍとして説明する。また、説明の都合上、図に示すような座標軸を定義している。
【００７４】
ここで、本実施の形態のアンテナ装置に係る給電部の切り替えの一例について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７５】
はじめに、アンテナ装置の−Ｘ側か＋Ｘ側のどちらを給電するかを選択する（Ｓ１０００）。−Ｘ側を給電する場合、Ｓ１００１へ進む。Ｓ１００１では、−Ｘ側の給電部の中でいずれかの給電部を選択する。ここで、給電部９０１ａを選択した場合、給電部９０１ａを励振する（Ｓ１００２ａ）。このとき、同時に給電部９０２ａ、９０３ａ、９０１ｂ、９０２ｂ、９０３ｂを短絡する（Ｓ１００２ｂ）。以上より、給電部９０１ａから線状アンテナ素子が励振されることになり、給電部２０６ａを励振した場合と同等の結果が得られる。
【００７６】
また、給電部９０２ａを選択した場合、給電部９０２ａを励振する（Ｓ１００３ａ）。このとき、同時に給電部９０１ａ、９０３ａ、９０１ｂ、９０２ｂ、９０３ｂを短絡する（Ｓ１００３ｂ）。以上より、給電部９０２ａから線状アンテナ素子が励振されることになる。
【００７７】
また、給電部９０３ａを選択した場合、給電部９０３ａを励振する（Ｓ１００４ａ）。このとき、同時に給電部９０１ａ、９０２ａ、９０１ｂ、９０２ｂ、９０３ｂを短絡する（Ｓ１００４ｂ）。以上より、給電部９０３ａから線状アンテナ素子が励振されることになる。
【００７８】
次に、＋Ｘ側を給電する場合を考える。Ｓ１００５において、＋Ｘ側の給電部の中でいずれかの給電部を選択する。ここで、給電部９０１ｂを選択した場合、給電部９０１ｂを励振する（Ｓ１００６ａ）。このとき、同時に給電部９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０２ｂ、９０３ｂを短絡する（Ｓ１００６ｂ）。以上より、給電部９０１ｂから線状アンテナ素子が励振されることになり、給電部２０６ｂを励振した場合と同等の結果が得られる。
【００７９】
また、給電部９０２ｂを選択した場合、給電部９０２ｂを励振する（Ｓ１００７ａ）。このとき、同時に給電部９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０１ｂ、９０３ｂを短絡する（Ｓ１００７ｂ）。以上より、給電部９０２ｂから線状アンテナ素子が励振されることになる。
【００８０】
また、給電部９０３ｂを選択した場合、給電部９０３ｂを励振する（Ｓ１００８ａ）。このとき、同時に給電部９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０１ｂ、９０２ｂを短絡する（Ｓ１００８ｂ）。以上より、給電部９０３ｂから線状アンテナ素子が励振されることになる。
【００８１】
このように本実施の形態によれば、複数の給電部を設けそれらを切り替えることで、垂直面及び円錐面において主ビーム方向を切り替えることができる。
【００８２】
さらに、図１１及び図１２は、本発明の実施の形態１に係る別のアンテナ装置の構成を示す図である。図１１（ａ）は、アンテナ装置を＋Ｚ側から見た平面図であり、図１１（ｂ）は、アンテナ装置を＋Ｘ側から見た矢視図である。また、図１２は、反射板２０８を除いて−Ｚ側から見たアンテナ装置の平面図である。以下、動作周波数を２５ＧＨｚとして説明する。また、説明の都合上、図１１及び図１２に示すような座標軸を定義している。
【００８３】
図１１において、誘電体基板１１０１は、比誘電率εrが例えば３．４５で、厚さｔ２が０．０４波長（０．３ｍｍ）であり、寸法Ｌ１１×Ｌ１２は２波長×４．３波長（１４．５ｍｍ×３１ｍｍ）である。この時、１波長（１実効波長）は７．２ｍｍとする。
【００８４】
銅箔層１１０２は、誘電体基板１１０１の＋Ｚ面側に接着された銅箔である。スロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄ、１１０４ａ〜１１０４ｄ、１１０５ａ〜１１０５ｄは銅箔層１１０２を削剥して形成された空隙（銅箔パターン）であり、素子長Ｌ４が約１／３波長（２．４ｍｍ）、素子幅が例えば０．２ｍｍである。これらのスロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄ、１１０４ａ〜１１０４ｄ、１１０５ａ〜１１０５ｄが図１１（ａ）に示すように正方形形状に配置される。
【００８５】
スロット連結素子１１０６ａ〜１１０６ｄ、スロット迂回素子１１０７ａ、１１０７ｂも、銅箔層１１０２を削剥して形成された空隙（銅箔パターン）であり、それぞれ素子長Ｌ５が約０．４３波長（３．１ｍｍ）、素子長Ｌ６が約０．１４波長（１ｍｍ）、素子幅が例えば０．２ｍｍである。スロット連結素子１１０６ａは、スロット素子１１０３ａと１１０４ｂの間を、スロット連結素子１１０６ｂは、スロット素子１１０３ｂと１１０５ａの間を、スロット連結素子１１０６ｃは、スロット素子１１０３ｃと１１０４ｄの間を、スロット連結素子１１０６ｄは、スロット素子１１０３ｄと１１０５ｃの間を接続する。また、スロット迂回素子１１０７ａは、スロット素子１１０４ａと１１０４ｃの間を接続し、スロット素子１１０７ｂは、スロット素子１１０５ｂと１１０５ｄの間を接続している。なお、スロット素子１１０３ａと１１０３ｂ、スロット素子１１０３ｃと１１０３ｄ、スロット素子１１０４ａと１１０４ｂ、スロット素子１１０４ｃと１１０４ｄ、スロット素子１１０５ａと１１０５ｂ、スロット素子１１０５ｃと１１０５ｄはそれぞれ接続されている。
【００８６】
接続導体１１０８ａ〜１１０８ｄは、スロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄに、例えば銅箔パターンで正方形形状に形成され、スロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄのほぼ中央でそれぞれのスロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄを分断するように、スロット素子の内側と外側の銅箔層を接続している。このように、接続導体１１０８ａ〜１１０８ｄによりスロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄを分断することで、インピーダンス整合が容易にとれ、Ｆ／Ｂ比が良好なアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００８７】
以上のように構成された、スロット素子１１０３ａ〜１１０３ｄ、１１０４ａ〜１１０４ｄ、１１０５ａ〜１１０５ｄと、スロット連結素子１１０６ａ〜１１０６ｄと、スロット迂回素子１１０７ａ及び１１０７ｂと、接続導体１１０８ａ〜１１０８ｄにより、ひし形スロットアンテナ部を接続しアレー構成にしたスロットアンテナ素子が構成される。
【００８８】
スイッチ１２０１は、２つの入力端子１２０２ａ及び１２０２ｂと、２つの出力端子１２０２ｃ及び１２０２ｄを有したＤＰＤＴ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。このスイッチ１２０１は、入力端子１２０２ａが出力端子１２０２ｃと接続される時、入力端子１２０２ｂと出力端子１２０２ｄが接続され、また入力端子１２０２ａが出力端子１２０２ｄと接続される時、入力端子１２０２ｂと出力端子１２０２ｃが接続されるように動作する。
【００８９】
入力端子１２０２ａには、マイクロストリップライン１２０３を介して給電部１２０４が接続され、入力端子１２０２ｂは銅箔パターン１２０５に接続され、スルーホール１２０６を介して接地導体である銅箔層１１０２に接地される。また、出力端子１２０２ｃには、マイクロストリップライン１２０７ａが接続され、出力端子１２０２ｄにはマイクロストリップライン１２０７ｂが接続される。上記マイクロストリップライン１２０３及び銅箔パターン１２０５は、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に形成された銅箔パターンである。
【００９０】
マイクロストリップライン１２０７ａは、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に銅箔パターンにより形成され、一端はスロット素子１１０３ａとスロット素子１１０３ｂの接続部を通過するように配置され、他端はスイッチ１２０１の出力端子１２０２ｃに接続されている。同様に、マイクロストリップライン１２０７ｂも、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に銅箔パターンにより形成され、一端はスロット素子１１０３ｃとスロット素子１１０３ｄの接続部を通過するように配置され、他端はスイッチ１２０１の出力端子１２０２ｄに接続されている。
【００９１】
マイクロストリップライン１２０７ａ及び１２０７ｂの幅Ｗ１は、特性インピーダンスが５０Ωになるように０．６ｍｍに設定されている。また、マイクロストリップライン１２０７ａの先端からスロット素子１１０３ａとスロット素子１１０３ｂの接続部までの距離Ｌ７及びマイクロストリップライン１２０７ｂの先端からスロット素子１１０３ｃとスロット素子１１０３ｄの接続部までの距離Ｌ７は０．４５ｍｍに設定されている。
【００９２】
ここで、図１１及び図１２に示す本実施の形態のアンテナ装置は、図２に示すアンテナ装置の線状素子をスロット素子に置き換えたものとほぼ同等と考えることができるため、その動作は電界と磁界を置き換えて説明することができる。したがって、図２に示すアンテナ装置の主偏波成分は水平（Ｅφ）成分であるのに対して、図１１及び図１２に示すアンテナ装置の主偏波成分は垂直（Ｅθ）成分となる。
【００９３】
次に、上述した構成を有するアンテナ装置において、マイクロストリップライン１２０７ａからアンテナ装置を励振する場合の動作について説明する。給電部１２０４から励振された信号は、スイッチ１２０１の入力端子１２０２ａに入力される。このときスイッチ１２０１は、入力端子１２０２ａと出力端子１２０２ｃ、入力端子１２０２ｂと出力端子１２０２ｄがそれぞれ接続されるように動作する。このため、入力端子１２０２ａに入力された信号は、出力端子１２０２ｃを介してマイクロストリップライン１２０７ａに入力される。
【００９４】
一方、マイクロストリップライン１２０７ｂは、入力端子１２０２ｂ及び出力端子１２０２ｄを介して接地される。ここで、アンテナ素子がスロット素子で構成されているため、線状素子の場合の電界と磁界を置き換えて考えると、マイクロストリップライン１２０７ｂとスロット素子との結合部の位置では開放状態、すなわちマイクロストリップライン１２０７ｂの他端を接地する必要がある。このため、マイクロストリップライン１２０７ｂとスロット素子との結合部から接地点までの長さ、つまりマイクロストリップライン１２０７ｂ及び銅箔パターン１２０５、スルーホール１２０６、スイッチ１２０１の全体の電気的な長さを１／４波長の奇数倍に設定しなければならない。これにより、指向性利得が高く、Ｆ／Ｂ比を良好とすることができる。
【００９５】
同様に、マイクロストリップライン１２０７ｂからアンテナ装置を励振する場合、スイッチ１２０１は、入力端子１２０２ａと出力端子１２０２ｄ、入力端子１２０２ｂと出力端子１２０２ｃがそれぞれ接続されるように動作する。このとき、マイクロストリップライン１２０７ａとスロット素子との結合部の位置で開放状態とする必要があるため、マイクロストリップライン１２０７ａとスロット素子との結合部から接地点までの長さを１／４波長の奇数倍に設定しなければならない。
【００９６】
図１３は、図１１及び図１２に示すアンテナの指向性を示す図である。図１３（ａ）は垂直（ＸＺ）面の指向性を、図１３（ｂ）は仰角θが４５度における円錐面の指向性を示している。
【００９７】
図１３（ａ）において、実線で示す指向性１３０１ａは、マイクロストリップライン１２０７ａからアンテナ装置を励振したときの垂直偏波（Ｅθ）成分の指向性を示しており、仰角θが４５度の方向にチルトした主ビームが得られることが確認できる。また、点線で示す指向性１３０１ｂは、マイクロストリップライン１２０７ｂからアンテナ装置を励振したときの垂直偏波（Ｅθ）成分の指向性を示しており、仰角θが４５度の方向にチルトした主ビームが得られることが確認できる。
【００９８】
図１３（ｂ）において、実線で示す指向性１３０２ａは、図１３（ａ）の指向性１３０１ａと同様に、マイクロストリップライン１２０７ａからアンテナ装置を励振したときの垂直偏波（Ｅθ）成分の指向性を示しており、主ビームが＋Ｘ方向に向いていることが確認できる。また、点線で示す指向性１３０２ｂは、図１３（ａ）の指向性１３０１ｂと同様に、マイクロストリップライン１２０７ｂからアンテナ装置を励振したときの垂直偏波（Ｅθ）成分の指向性を示しており、主ビームが−Ｘ方向に向いていることが確認できる。このとき、指向性１３０２ａ及び１３０２ｂのいずれも、主ビームの指向性利得は１３．５４ｄＢｉ、円錐面の半値角は２７度、Ｆ／Ｂ比は１１．２ｄＢである。
【００９９】
このように本実施の形態によれば、マイクロストリップラインを用いてインピーダンス整合と給電を容易にしたアンテナ装置を得ることができる。さらに、スイッチ回路を用いてマイクロストリップラインへの給電を切り替えることで、２方向に主ビームを切り替えることが可能となる。
【０１００】
なお、本実施の形態では、スロット素子を誘電体基板上の銅箔パターンによって形成しているが、例えば導体板に空隙を設けてスロット素子を形成しても同様な効果が得られる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、接続導体をスロット素子内に銅箔パターンで形成し、スロット素子のほぼ中央で分断するようにスロット素子内の内側の銅箔層と外側の銅箔層を接続するものとして説明したが、接続導体をマイクロストリップラインと同一平面上に形成し、スルーホールを介して内側の銅箔層と外側の銅箔層を接続しても同様の効果が得られる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、接続導体を中央のひし形スロットアンテナ部にのみ配置する構成について説明したが、両端のひし形スロットアンテナ部に接続導体を設置してもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態では、接続導体を中央のひし形スロットアンテナ部にのみ配置する構成について説明したが、複数のひし形スロットアンテナ部に接続導体を設置してもよい。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、スイッチとして１つのＤＰＤＴスイッチを用いて説明したが、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）を３つ用いて構成するように複数のスイッチを用いてもよい。
【０１０５】
また、本実施の形態では、スイッチの一端子を接地し、マイクロストリップラインとスロット素子との結合部から接地点までの長さを１／４波長の奇数倍として説明したが、例えば、スイッチの一端子を開放とし、マイクロストリップラインとスロット素子との結合部から接地点までの長さを１／２波長の整数倍とする構成でも、指向性利得が高く、Ｆ／Ｂ比を良好とすることができる。
【０１０６】
さらに、図１４及び図１５は、本発明の実施の形態１に係る別のアンテナの構成を示す図である。図１４はアンテナ装置を＋Ｚ側から見た平面図であり、図１５は反射板を除いて−Ｚ側から見た平面図である。ただし、図１４及び図１５において、図１１と共通する部分には図１１と同一の符号を付し、その説明を省略する。また、ここでは図示していないが、誘電体基板面と略平行に所定の間隔を隔てて反射板２０８を配置するものとする。以下、動作周波数を２５ＧＨｚとして説明する。また、説明の都合上、図１４及び図１５に示すような座標軸を定義している。
【０１０７】
スイッチ１４０２は、１つの入力端子と２つの出力端子を有するＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。１つの入力端子はマイクロストリップライン１４０３を介して給電部１４０１と接続され、２つの出力端子はマイクロストリップライン１４０４ａ及び１４０４ｂに接続されている。ここで、マイクロストリップライン１４０３とマイクロストリップライン１４０４ａ及び１４０４ｂは誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に形成された銅箔パターンである。
【０１０８】
スイッチ１４０５ａ及び１４０５ｂは、１つの入力端子と３つの出力端子を有するＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  ３  Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。スイッチ１４０５ａにおいて、１つの入力端子はマイクロストリップライン１４０４ａに接続されており、３つの出力端子はそれぞれマイクロストリップライン１４０６ａ〜１４０６ｃに接続されている。ここで、マイクロストリップライン１４０６ａ〜１４０６ｃは、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に形成された銅箔パターンである。また、スイッチ１４０５ｂにおいて、１つの入力端子はマイクロストリップライン１４０４ｂに接続されており、３つの出力端子はそれぞれマイクロストリップライン１４１１ａ〜１４１１ｃに接続されている。ここで、マイクロストリップライン１４１１ａ〜１４１１ｃも、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に形成された銅箔パターンである。
【０１０９】
スイッチ１４０７ａ〜１４０７ｃは、１つの入力端子と２つの出力端子を有するＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。スイッチ１４０７ａにおいて、１つの入力端子はマイクロストリップライン１４０６ａに接続されており、２つの出力端子は銅箔パターン１４０８ａ及びマイクロストリップライン１４１０ａに接続されている。なお、銅箔パターン１４０８ａはスルーホール１４０９ａを介して接地導体１１０２に接地される。また、スイッチ１４０７ｂにおいて、１つの入力端子はマイクロストリップライン１４０６ｂに接続されており、２つの出力端子は銅箔パターン１４０８ｂ及びマイクロストリップライン１４１０ｂに接続されている。なお、銅箔パターン１４０８ｂはスルーホール１４０９ｂを介して接地導体１１０２に接地される。また、スイッチ１４０７ｃにおいて、１つの入力端子はマイクロストリップライン１４０６ｃに接続されており、２つの出力端子は銅箔パターン１４０８ｃ及びマイクロストリップライン１４１０ｃに接続されている。なお、銅箔パターン１４０８ｃはスルーホール１４０９ｃを介して接地導体１１０２に接地される。ここで、銅箔パターン１４０８ａ〜１４０８ｃ及びマイクロストリップライン１４１０ａ〜１４１０ｃは、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に形成された銅箔パターンである。
【０１１０】
同様に、スイッチ１４１２ａ〜１４１２ｃも、１つの入力端子と２つの出力端子を有するＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。スイッチ１４１２ａ〜１４１２ｃにおいて、１つの入力端子はそれぞれマイクロストリップライン１４１１ａ〜１４１１ｃに接続されており、２つの出力端子はそれぞれ銅箔パターン１４１３ａ及びマイクロストリップライン１４１５ａ、銅箔パターン１４１３ｂ及びマイクロストリップライン１４１５ｂ、銅箔パターン１４１３ｃ及びマイクロストリップライン１４１５ｃに接続されている。なお、銅箔パターン１４１３ａ〜１４１３ｃは、それぞれスルーホール１４１４ａ〜１４１４ｃを介して接地導体１１０２に接地される。ここで、銅箔パターン１４１３ａ〜１４１３ｃ及びマイクロストリップライン１４１５ａ〜１４１５ｃは、誘電体基板１１０１の−Ｚ側面に形成された銅箔パターンである。
【０１１１】
以上のように構成されたアンテナ装置において、スイッチ回路の動作に伴うアンテナ装置への給電について、図１６のフローチャートを用いて説明する（なお、図１６において
マイクロストリップラインをＭＳＬと表記している）。
【０１１２】
はじめに、給電部１４０１の信号がスイッチ１４０２へ入力される（Ｓ１６００）。次に、スイッチ１４０２の出力先を決定する（Ｓ１６０１）。スイッチ１４０２の出力端子がマイクロストリップライン１４０４ａと接続している場合、Ｓ１６０２へ進む。Ｓ１６０２では、スイッチ１４０５ａの出力先を決定する。ここで、スイッチ１４０５ａの出力端子がマイクロストリップライン１４０６ａと接続している場合、マイクロストリップライン１４１０ａが励振される（Ｓ１６０３ａ）。このとき、同時にマイクロストリップライン１４１０ｂ、１４１０ｃ、１４１５ａ〜１４１５ｃは、それぞれスルーホールを介して接地される（Ｓ１６０３ｂ）。以上より、スロット素子１１０３ａと１１０３ｂの接続部をマイクロストリップライン１４１０ａにより励振し、アンテナ装置に給電を行うことができる。
【０１１３】
また、スイッチ１４０５ａの出力端子がマイクロストリップライン１４０６ｂと接続している場合、マイクロストリップライン１４１０ｂが励振される（Ｓ１６０４ａ）。このとき、同時にマイクロストリップライン１４１０ａ、１４１０ｃ、１４１５ａ〜１４１５ｃは、それぞれスルーホールを介して接地される（Ｓ１６０４ｂ）。以上より、スロット素子１１０４ａと１１０４ｂの接続部をマイクロストリップライン１４１０ｂにより励振し、アンテナ装置に給電を行うことができる。
【０１１４】
また、スイッチ１４０５ａの出力端子がマイクロストリップライン１４０６ｃと接続している場合、マイクロストリップライン１４１０ｃが励振される（Ｓ１６０５ａ）。このとき、同時にマイクロストリップライン１４１０ａ、１４１０ｂ、１４１５ａ〜１４１５ｃは、それぞれスルーホールを介して接地される（Ｓ１６０５ｂ）。以上より、スロット素子１１０５ａと１１０５ｂの接続部をマイクロストリップライン１４１０ｃにより励振し、アンテナ装置に給電を行うことができる。
【０１１５】
次に、スイッチ１４０２の出力端子がマイクロストリップライン１４０４ｂと接続している場合を考える。Ｓ１６０６では、スイッチ１４０５ｂの出力先を決定する。ここで、スイッチ１４０５ｂの出力端子がマイクロストリップライン１４１１ａと接続している場合、マイクロストリップライン１４１５ａが励振される（Ｓ１６０７ａ）。このとき、同時にマイクロストリップライン１４１０ａ〜１４１０ｃ、１４１５ｂ、１４１５ｃは、それぞれスルーホールを介して接地される（Ｓ１６０７ｂ）。以上より、スロット素子１１０３ｃと１１０３ｄの接続部をマイクロストリップライン１４１５ａにより励振し、アンテナ装置に給電を行うことができる。
【０１１６】
また、スイッチ１４０５ｂの出力端子がマイクロストリップライン１４１１ｂと接続している場合、マイクロストリップライン１６１５ｂが励振される（Ｓ１６０８ａ）。このとき、同時にマイクロストリップライン１４１０ａ〜１４１０ｃ、１４１５ａ、１４１５ｃは、それぞれスルーホールを介して接地される（Ｓ１６０８ｂ）。以上より、スロット素子１１０４ｃと１１０４ｄの接続部をマイクロストリップライン１４１５ｂにより励振し、アンテナ装置に給電を行うことができる。
【０１１７】
また、スイッチ１４０５ｂの出力端子がマイクロストリップライン１４１１ｃと接続している場合、マイクロストリップライン１４１５ｃが励振される（Ｓ１６０９ａ）。このとき、同時にマイクロストリップライン１４１０ａ〜１４１０ｃ、１４１５ａ、１４１５ｂは、それぞれスルーホールを介して接地される（Ｓ１６０９ｂ）。以上より、スロット素子１１０５ｃと１１０５ｄの接続部をマイクロストリップライン１４１５ｃにより励振し、アンテナ装置に給電を行うことができる。
【０１１８】
このように本実施の形態によれば、スイッチ回路とマイクロストリップラインで実現された給電切替構成により、垂直面及び円錐面において主ビーム方向を切り替えることが可能となる。
【０１１９】
なお、上述した各実施の形態では、線状素子及びスロット素子の長さを約１／３波長として説明したが、線状素子及びスロット素子の長さを変化させることにより指向性利得とＦ／Ｂ比を変化させることができる。したがって、線状素子及びスロット素子の長さは、指向性利得を高くしＦ／Ｂ比を良好にするために、略１／４波長から略３／８波長の範囲で選択することが望ましい。
【０１２０】
（実施の形態２）
図１７は、本発明の実施の形態２における車両周囲監視装置１７５０のブロック構成図を示したものである。
【０１２１】
本実施の形態２の車両周囲監視装置１７５０は、図１に示す実施の形態１の車両周囲監視装置１００とは、車両の走行状態情報を格納する走行状況情報格納部１７００を具備した点が異なる。図１７において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。なお、走行状況情報格納部１７００は、本発明の走行情報格納部の一例である。
【０１２２】
走行状況情報格納部１７００は、車両に備えられた車速センサ１７０１や舵角センサ１７０２や方向指示器などのスイッチ１７０３からの車両の走行状態情報を格納する。そして、走行状況情報格納部１７００に格納されたその走行状況情報に基づいて、ビーム方向指定手段１７０５が、送信アンテナ部１０３および受信アンテナ部１０４のビーム方向を決定する。
【０１２３】
図１８は、本実施の形態２の車両周囲監視装置１８５０の配置例と、そのときの監視領域を示した図である。
【０１２４】
図１８において、車両周囲監視装置は車両の側面、より具体的には例えばドアミラー内に設置される。図１８に示す車両周囲監視装置１８００および１８１０は、図１７に示す車両周囲監視装置１７５０と同じものである。各車両周囲監視装置１８００、１８１０の送信アンテナ部１０３および受信アンテナ部１０４のビームは、鉛直方向に対してできるだけ９０度に近いチルトをさせる状態になるようにする。
【０１２５】
具体的に説明すると、図２に示す構成の場合には、アンテナ素子２００および反射板２０８の距離を０．４〜０．５波長（動作周波数２４ＧＨｚの場合は、５．００〜６．２５ｍｍ）に設定する。このアンテナはアンテナ素子と反射板の距離を変えることにより、ビーム方向を変えることができる。
【０１２６】
これにより、車両の左側に設置された車両周囲監視装置１８００は、左側前方領域１８０１と、左側後方領域１８０２を監視領域とし、車両の右側に設置された車両周囲監視装置１８１０は、右側前方領域１８１１と、右側後方領域１８１２を監視領域とする。
【０１２７】
以上の構成により、車両周囲監視装置を設置できる位置が限られる車両側方の監視において、１つの車両周囲監視装置で２つの方向（前後方向）をカバーすることが可能となる。
【０１２８】
なお、ドアミラーは、本発明のサイドミラーの一例である。サイドミラーとは、ドアミラー以外の、例えばフェンダーミラーなどであってもよい。
【０１２９】
次に、複数の監視領域を監視状態にする手順について説明する。
【０１３０】
一般的には、車両周囲監視装置１８００および車両周囲監視装置１８１０の給電を、所定の時間毎に交互に切り替え、監視領域１８０１と監視領域１８０２を交互に監視する、あるいは、監視領域１８１１と監視領域１８１２を交互に監視する状態とする。しかし、走行シーンに応じて、スイッチ等を通じた運転者からの入力により、監視状態とする領域をコントロールすることも可能である。
【０１３１】
例えば、低速のクルーズコントロール状態で走行している場合においては、車両周囲監視装置１８００の監視領域１８０１と、車両周囲監視装置１８１０の監視領域１８１１の、前方だけを監視状態にするよう制御する。これにより、割り込み車両をいち早く検知し、車両を的確に制御することが可能となる。
【０１３２】
逆に、運転者の意思で運転しかつ高速で走行している場合においては、車両周囲監視装置１８００の監視領域１８０２と、車両周囲監視装置１８１０の監視領域１８１２の後方だけを監視状態にするよう制御する。これにより、後方車両や死角内に存在する車両をいち早く認知し運転者に知らせることにより、右左折の際の巻き込みや車線変更の際の衝突を防ぐことができる。特に、運転者が左右いずれかの車線変更を意図し方向指示器で方向を示唆した場合は、当該方向の後方、すなわち右に車線変更する場合は監視領域１８１２のみを、左に車線変更する場合は監視領域１８０２のみを動作させてもよい。
【０１３３】
さらには、ハンドルを左に切りながら前進する場合は、車両周囲監視装置１８００は監視領域１８０１と監視領域１８０２を交互に監視し、車両周囲監視装置１８１０は監視領域１８１１のみを監視状態とする、あるいは、逆にハンドルを右に切りながら前進する場合は、車両周囲監視装置１８００は監視領域１８１１と監視領域１８１２を交互に監視し、車両周囲監視装置１８１０は監視領域１８０１のみを監視状態とする。
【０１３４】
これにより、曲がる方向の後方を監視領域とすることにより、巻き込み事故を防ぐとともに、前方のうち運転者が注視する方向とは反対側も常にセンサが監視状態となることで、右左折の際の見落とし衝突事故を低減することが可能となる。
【０１３５】
かかる構成によれば、車両の走行状態に応じて車両周囲監視装置への給電を制御することにより、監視領域を切り換えることが可能となり、衝突の可能性の高い方向に監視領域を向けることができる。
【０１３６】
図１９は、本実施の形態２の車両周囲監視装置の他の配置例と、そのときの監視領域を示したものである。
【０１３７】
図１９において、車両周囲監視装置１９００、１９１０、１９２０、１９３０は車両の各コーナーに設置される。車両周囲監視装置１９００、１９１０、１９２０、１９３０は、いずれも図１７に示す車両周囲監視装置１７５０と同じものである。
【０１３８】
このように設置することにより、車両の左前方に設置された車両周囲監視装置１９００によって、前方左側の監視領域１９０１および左側前方の監視領域１９０２を、車両の右前方に設置された車両周囲監視装置１９１０によって、前方右側の監視領域１９１１および右側前方の監視領域１９１２を、車両の右後方に設置された車両周囲監視装置１９２０によって、後方右側の監視領域１９２１および右側後方の監視領域１９２２を、車両の左後方に設置された車両周囲監視装置１９３０によって、後方左側の監視領域１９３１および左側後方の監視領域１９３２を、車両の監視領域にできる。
【０１３９】
車両が高速で走行する場合は、各車両周囲監視装置への給電を制御することにより、監視領域１９０１と監視領域１９１１と監視領域１９２１と監視領域１９３１が監視される状態とする。
【０１４０】
また、ハンドルを切る場合は、切る方向と切る角度によって、動作させる監視領域を変えることもできる。例えば、前進しながら左に小さくハンドルを切る場合は監視領域１９０１を監視状態とし、さらに大きく切る場合は監視領域１９０２を監視状態とする。この際、同時に１９２２を監視領域としても構わない。他の方向に移動する場合も同様である。
【０１４１】
あるいは、発車時のように一旦できるだけ全周囲を監視し確認したい場合においては、１９０１と１９１２を同時に監視領域として動作させ、次に１９０２と１９１１を同時に監視領域として動作させる。
【０１４２】
以上の構成によって、各車両周囲監視装置が互いに干渉をすることなく、車両周囲の広い範囲を効率的に監視することが可能となる。
【０１４３】
なお、図１８においてはドアミラー内に、図１９においては車両の各コーナー部に、それぞれ車両周囲監視装置を設置することとしたが、これらの設置位置には、車両周囲監視装置のアンテナ部分、つまり図１７に示す送信アンテナ部１０３および受信アンテナ部１０４が少なくとも設置されていればよく、車両周囲監視装置のそれ以外の構成部分は、車両の他の部分に設置されてもよい。
【０１４４】
（実施の形態３）
図２０は、本発明の実施の形態３における車両周囲監視システムのブロック構成図を示したものである。図２０を用いて、本実施の形態３の車両周囲監視システムの構成とともに動作について説明する。なお、図２０に示す車両周囲監視システムは、本発明の周囲監視システムの一例である。
【０１４５】
図２０において、本実施の形態３の車両周囲監視システムは、複数の車両周囲監視装置、一例として６個の車両周囲監視装置２０１０、２０２０、・・・、２０６０と、中央制御演算部２０７０と、車速センサ２０８１や舵角センサ２０８２や方向指示器などのスイッチ２０８３からの車両の走行状態情報を格納する走行状況情報格納部２０８０と、表示部２０９０とを備えている。
【０１４６】
各車両周囲監視装置２０１０、２０２０、・・・、２０６０は、実施の形態１の図１の車両周囲監視装置１００、図７の車両周囲監視装置７００、図８の車両周囲監視装置８５０の、いずれかと同様の構成の車両周囲監視装置である。図２０では、一例として、図１の車両周囲監視装置１００と同じ構成で示している。
【０１４７】
中央制御演算部２０７０は、中央タイミング制御部２０７１、中央処理部２０７２および中央ビーム方向指定手段２０７３を備えている。
【０１４８】
中央タイミング制御部２０７１は、各車両周囲監視装置２０１０〜２０６０のタイミング制御部、ビーム方向指定手段に接続されている。また、図８の構成の場合には、送受切替スイッチ（８００）にも接続されており、これらは、中央タイミング制御部２０７１からの制御信号に基づいて動作する。
【０１４９】
また、中央処理部２０７２は、各車両周囲監視装置２０１０〜２０６０の、受信部（１０６）または処理部（１０７）に接続されている。そして、受信部（１０６）または処理部（１０７）は、中央処理部２０７２へ、受信信号または受信信号を処理した結果を送る。
【０１５０】
中央処理部２０７２は、各車両周囲監視装置２０１０〜２０６０の受信部（１０６）または処理部（１０７）からの、対象を検出した情報をもとに、障害物や周囲の人、別の車両との衝突の危険度を判断し、ドライバーが認識しやすいデータに加工したうえで、表示部２０９０によってその結果を運転者に報知する。
【０１５１】
図２１は、本実施の形態３における車両周囲監視システムの車両周囲監視装置２０１０〜２０６０の配置例と、それらの監視領域の一例を示した図である。
【０１５２】
図２１において、車両周囲監視装置２０１０、２０２０、２０３０が、車両の後方の、例えばバンパー内部に設置される。また、図２１には示していないが、車両周囲監視装置２０４０、２０５０、２０６０が、同様に車両の前方のバンパー内に設置されている。ここでは、車両の後方に設置した車両周囲監視装置２０１０、２０２０、２０３０について説明する。
【０１５３】
図２１では、車両の後方の、左端、中央、右端の３箇所に車両周囲監視装置２０１０、２０２０、２０３０が、それぞれ設置されており、各車両周囲監視装置２０１０、２０２０、２０３０がそれぞれ２方向（例えば、車両周囲監視装置２０１０の場合は、監視領域２１０１および２１０２）をカバーするため、全部で６方向、すなわち監視領域２１０１、２１０２、２１１１、２１１２、２１２１、２１２２をカバーする構成となっている。
【０１５４】
この場合、受信アンテナ部のビームは車両周囲監視装置の中心部も検知領域とするため、ここがヌルポイントになってはいけない。従って、１つのビームに対してあまりチルトをさせない状態になっており、具体的に主ビームのチルト角はビームの半値角程度に設定される。これにより、同じビーム幅をもつ車両周囲監視装置を用いた場合、図２５に示すように従来は６つの車両周囲監視装置が必要になるところを、本実施の形態３では、３つの車両周囲監視装置２０１０、２０２０、２０３０でカバーすることが可能になる。
【０１５５】
以上の構成によって、車両後方の広い領域を、数少ない車両周囲監視装置で監視することができる。
【０１５６】
次に、複数の監視領域を監視状態にする手順について説明する。
【０１５７】
一般的に各々の監視領域は、時分割で動作させることによって、互いの干渉を防ぐことができる。しかし、干渉の影響がない場合または許容される範囲内の場合において、同時に監視状態として動作させる領域を増やすと、より効率的に車両の周囲を監視することができ、システムの応答を早くすることができる。
【０１５８】
具体的には、図２２に示すようなタイミングで各監視領域の検知を行わせる。図２２は、図２１に示す車両周囲監視装置２０１０〜２０３０をアクティブな状態にさせる時間変化、つまり、車両周囲監視装置２０１０〜２０３０がパルスを送受信するパルスレーダであるとすると、それぞれの車両周囲監視装置２０１０〜２０３０がパルスを送信するタイミングの一例を示した図である。
【０１５９】
図２２に示すように、監視領域２１０１を動作させている場合（送信タイミング２２０１）は、監視領域２１１１、２１２１を同時に動作させ（送信タイミング２２１１、２２２１）、監視領域２１０２を動作させている場合（送信タイミング２２０２）は、監視領域２１１２、２１２２を同時に動作させる（送信タイミング２２１２、２２２２）。これにより、互いに干渉させることなく、かつ効率的に障害物の検知が可能となる。
【０１６０】
以上の構成によって、車両周囲監視装置への給電を制御し監視領域を切り換えることによって、車両周囲監視装置が互いに干渉をすることなく、車両周囲の広い範囲を効率的に監視することが可能となる。
【０１６１】
なお、本実施の形態３においては、車両周囲監視装置を車両後方に設置した場合についてのみ説明したが、車両前方に設置した車両周囲監視装置についても同様に制御される。また、車両の後方のみ、または前方のみに車両周囲監視装置が設置されるようにしてもよい。
【０１６２】
なお、図２０に示す本実施の形態３では、車両周囲監視装置２０１０〜２０６０がタイミング制御部（１０１、８０１のいずれか）を備える構成としたが、これを、中央制御演算部２０７０の中央タイミング制御部２０７１と共用させる構成としてもかまわない。
【０１６３】
また、車両周囲監視装置２０１０〜２０６０が処理部（１０７）を備える構成としたが、これを、中央制御演算部２０７０の中央処理部２０７２と共用させる構成としてもかまわない。
【０１６４】
また、図２０に示す車両周囲監視装置２０１０〜２０６０の構成を、送信モジュールと受信モジュールに分けた構成にしてもよい。図２３は、送信モジュールと受信モジュールに分けた構成とした、本実施の形態３の車両監視システムの構成図を示している。
【０１６５】
図２３の車両監視システムは、１つの送信モジュール２３００と、複数の受信モジュール２３１０〜２３６０で構成される。
【０１６６】
送信モジュール２３００は、例えば、図１、図７、図８に示される車両周囲監視装置の送信部分の構成であればよく、受信モジュール２３１０〜２３６０は、例えば、図１、図７、図８に示される車両周囲監視装置の受信部分の構成であればよい。
【０１６７】
図２３では、その一例として、図７に示す車両周囲監視装置７００の送信部分の構成を送信モジュール２３００とし、受信部分の構成を受信モジュール２３１０〜２３６０としている。
【０１６８】
図２３に示す、送信部２３０２、送信アンテナ２３０３、給電切替スイッチ２３１２、受信アンテナ部２３１３は、それぞれ、図７に示す、送信部１０２、送信アンテナ７０３、給電切替スイッチ１２０、受信アンテナ部１０４と同様の構成である。また、タイミング制御部２３０１は、図７のタイミング制御部１０１の送信側のタイミング制御を行う機能を有しており、タイミング制御部２３１１は、図７のタイミング制御部１０１の受信側のタイミング制御を行う機能を有している。
【０１６９】
また、表示部２３９０、走行状況情報格納部２３８０、車速センサ２３８１、舵角センサ２３８２、スイッチ２３８３、表示部２３９０は、それぞれ、図２０に示す、表示部２０９０、走行状況情報格納部２０８０、車速センサ２０８１、舵角センサ２０８２、スイッチ２０８３、表示部２０９０と同様の構成である。また、中央制御演算部２３７０に備えられた、中央タイミング制御部２３７１および中央処理部２３７２は、それぞれ、図２０の、中央タイミング制御部２０７１および中央処理部２０７２と同様の機能を有する。
【０１７０】
この場合、受信モジュール２３１０〜２３６０側はビーム方向を切り替えるアンテナで構成され、給電切替スイッチ２３１２を含む構成であるが、送信モジュール２３００側は任意のアンテナ、たとえばパッチアンテナ等で構成してもよい。
【０１７１】
なお、各実施の形態では、本発明の監視装置を車両に設置する場合について説明したが、他の場所に設置してもよい。例えば、建物の内外に設置すれば、セキュリティー用途や入室退室の人数計測等に利用することもできる。
【０１７２】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の監視装置の、前記走行情報格納部に格納されている前記走行状態情報に基づいて、複数の前記監視領域のうち、いずれの監視領域をどのタイミングでアクティブにするかを決定し監視領域を制御する前記ビーム切り替え手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１７３】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の監視装置の、前記走行情報格納部に格納されている前記走行状態情報に基づいて、複数の前記監視領域のうち、いずれの監視領域をどのタイミングでアクティブにするかを決定し監視領域を制御する前記ビーム切り替え手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【０１７４】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１７５】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれる。
【０１７６】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１７７】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明にかかる監視装置は、車両周囲のより広い範囲を数少ない監視装置で監視することができるという効果を有し、自動車用等の周囲監視装置として有用である。また自動車だけではなく、建物の内外に設置することによって、セキュリティー用途や入室退室の人数計測等にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置のブロック構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置のアンテナの平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置のアンテナの矢視図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の電流振幅を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の電流位相を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の垂直面の指向性を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の円錐面の指向性を示す図
【図５】線状連結素子長を変化させた場合のＦ／Ｂ比・指向性利得を示す図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の配置例を示した図、（ｂ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の監視領域を示した図
【図７】本発明の実施の形態１における、他の構成の車両周囲監視装置のブロック構成図
【図８】本発明の実施の形態１における、別の他の構成の車両周囲監視装置のブロック構成図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の別のアンテナの平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の別のアンテナの矢視図
【図１０】本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の別のアンテナの給電部の切替動作を示したフローチャート
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置のスロット構成のアンテナの平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置のスロット構成のアンテナの矢視図
【図１２】本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の、スロット構成のアンテナを−Ｚ側面から見た平面図
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の、スロット構成のアンテナの垂直面の指向性を示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の、スロット構成のアンテナの円錐面の指向性を示す図
【図１４】本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の、別のスロット構成のアンテナを＋Ｚ側面から見た平面図
【図１５】本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の、別のスロット構成のアンテナを−Ｚ側面から見た平面図
【図１６】本発明の実施の形態１における車両周囲監視装置の、別のスロット構成のアンテナの給電部の切替動作を示したフローチャート
【図１７】本発明の実施の形態２における車両周囲監視装置のブロック構成図
【図１８】本発明の実施の形態２における車両周囲監視装置の配置例とその監視領域を示した図
【図１９】本発明の実施の形態２における車両周囲監視装置の、他の配置例とその監視領域を示した図
【図２０】本発明の実施の形態３における車両周囲監視システムのブロック構成図
【図２１】本発明の実施の形態３における車両周囲監視装置の配置例とその監視領域を示した図
【図２２】本発明の実施の形態３における車両周囲監視装置の信号を送信するタイミングの一例を示した図
【図２３】本発明の実施の形態３における、他の構成の車両周囲監視システムのブロック構成図
【図２４】従来の車両周囲監視装置の配置図
【図２５】従来のセンサで車両後方をカバーしようとした場合のセンサの配置とその監視領域の一例を示した図
【図２６】レーダセンサのビームが路面から反射することにより障害物と誤認する説明図
【図２７】単一のひし形アンテナ素子の構成図
【符号の説明】
【０１８０】
１０１  タイミング制御部
１０２  送信部
１０３  送信アンテナ
１０４  受信アンテナ
１０６  受信部
１０７  処理部
２０１ａ〜２０１ｄ、２０２ａ〜２０２ｄ、２０３ａ〜２０３ｄ  線状素子
２０４ａ〜２０４ｄ  線状連結素子
２０５ａ、２０５ｂ  線状迂回素子
２０６ａ、２０６ｂ、９０１ａ、９０１ｂ、１１０１ａ、１１０１ｂ、１３０１ａ、１３０１ｂ、１３０２ａ、１３０２ｂ、１３０３ａ、１３０３ｂ、１６０４、１８０１  給電部
２０７、１５０１  誘電体基板
２０８  反射板
１１０２  銅箔層
１１０３ａ〜１１０３ｄ、１１０４ａ〜１１０４ｄ、１１０５ａ〜１１０５ｄ  スロット素子
１１０６ａ〜１１０６ｄ  スロット連結素子
１１０７ａ、１１０７ｂ  スロット迂回素子
１１０８ａ〜１１０８ｄ  接続導体
１２０３、１２０７ａ、１２０７ｂ、１４０３、１４０４ａ、１４０４ｂ、１４０６ａ〜１４０６ｃ、１４１０ａ〜１４１０ｃ、１４１１ａ〜１４１１ｃ、１４１５ａ〜１４１５ｃ  マイクロストリップライン
１２０５、１４０８ａ〜１４０８ｃ、１４１３ａ〜１４１３ｃ  銅箔パターン
１２０６、１４０９ａ〜１４０９ｃ、１４１４ａ〜１４１４ｃ  スルーホール
１２０１、１４０２、１４０５ａ、１４０５ｂ、１４０７ａ〜１４０７ｃ、１４１２ａ〜１４１２ｃ  スイッチ回路
２０７０  中央制御演算部
２０７１  中央タイミング制御部
２０７２  中央処理部
２０８０  走行状況情報格納部
２０８１  車速センサ
２０８２  舵角センサ
２０９０  表示部
６００、１８００、１８１０、１９００、１９１０、１９２０、１９３０、２１００、２１１０、２１２０  車両周囲監視装置
６０１、６０２、１８０１、１８０２、１８１１、１８１２、１９０１、１９０２、１９１１、１９１２、１９２１、１９２２、１９３１、１９３２、２１０１、２１０２、２１１１、２１１２、２１２１、２１２２  監視領域
２３００  送信モジュール
２３０１  タイミング制御部
２３０２  送信部
２３０３  送信アンテナ
２３１０  受信モジュール
２３１１  タイミング制御部
２３１２  給電切替スイッチ
２３１３  受信アンテナ部
【図１】
2006157583.tif 000003
【図２】
2006157583.tif 000004
【図３】
2006157583.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006157583.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006157583.tif 000009
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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