(57)【要約】【課題】  ヘッドランプの機能を確保しつつ、電波による物体の検出を実現できるアンテナ装置を提供する。【解決手段】  車両に搭載され、周囲の物体が反射または輻射するミリ波に基づいて物体を検出するアンテナ装置1であって、ヘッドランプハウジング20と、ヘッドランプハウジング20内の車両前方下部に設けられたLED光源2と、ヘッドランプハウジング20内の車両後方上部に設けられ、LED光源2からの光を所定の照射方向へ反射させるパラボラ反射鏡3と、ヘッドランプハウジング20内の車両後方下部に設けられ、ミリ波を受信する二次元アレイアンテナ5と、LED光源2とパラボラ反射鏡3との間に位置し、LED光源2からパラボラ反射鏡3へ向かう光を透過させ、かつ、パラボラ反射鏡3から反射されるミリ波をパラボラ反射鏡3の方向へ反射させる副鏡4と、を備えた。【選択図】  図１
2015093632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、周囲の物体が反射または輻射する電波に基づいて物体を検出するアンテナ装置であって、
ヘッドランプハウジングと、
前記ヘッドランプハウジング内の車両前方下部に設けられた光源と、
前記ヘッドランプハウジング内の車両後方上部に設けられ、前記光源からの光を所定の照射方向へ反射させる反射鏡と、
前記ヘッドランプハウジング内の車両後方下部に設けられ、前記電波を受信する二次元アレイアンテナと、
前記光源と前記反射鏡との間に位置し、前記光源から前記反射鏡へ向かう光を透過させ、かつ、前記反射鏡から反射される前記電波を前記二次元アレイアンテナの方向へ反射させる副鏡と、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記光源を面光源としたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記面光源と前記二次元アレイアンテナとを、前記副鏡を挟んで互いに対称位置に配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記光源を点光源とし、前記反射鏡の焦点位置に配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のアンテナ装置において、
前記副鏡と前記点光源との間に拡散板を設けたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のアンテナ装置において、
前記副鏡の反射鏡側の面および／または光源側の面を覆う光透過性部材を備え、
前記二次元アレイアンテナおよび／または前記光源の位置を、前記光透過性部材の屈折率に応じた電波および／または光の位置ずれ量に基づいて補正することを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両のヘッドランプを利用して電波を送受信する物体検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-38973号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、電波の送受信手段を反射面に金属皮膜が蒸着されたリフレクタの背面に配置しているため、電波を受信する部分については電波を反射する金属皮膜を設けることができず、ヘッドランプの機能を損なうという問題があった。
本発明の目的は、ヘッドランプの機能を確保しつつ、電波による物体の検出を実現できるアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、ヘッドランプハウジング内の車両後方下部に設けられ、電波を受信する二次元アレイアンテナと、光源と反射鏡との間に位置し、光源から反射鏡へ向かう光を透過させ、かつ、反射鏡から反射される電波を二次元アレイアンテナの方向へ反射させる副鏡と、を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、光源からの光を物体に向ける反射鏡を利用して物体からの電波を二次元アレイアンテナ上に収束させることができる。また、光源、反射鏡、二次元アレイアンテナおよび副鏡はいずれもヘッドランプハウジング内に設けられているため、反射鏡に電波を通過させる必要がなく、反射面の全面に亘って金属皮膜を蒸着できる。この結果、ヘッドランプの機能を確保しつつ、電波による物体の検出を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のアンテナ装置1を適用した車両前部の模式図である。
【図２】実施例１の副鏡4およびガラス板8,9の断面図である。
【図３】実施例２のアンテナ装置11の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は、実施例１のアンテナ装置1を適用した車両前部の模式図である。
実施例１のアンテナ装置1は、LED光源（光源）2と、パラボラ反射鏡（反射鏡）3と、副鏡4と、二次元アレイアンテナ5と、高周波部6と、信号処理部7と、ガラス板（光透過性部材）8,9と、ヘッドランプハウジング20と、を備える。
LED光源2は、ヘッドランプハウジング20内の車両前方下部に設けられている。LED光源2は、複数の白色LEDを平面上に一様に並べたパタン投光方式による面光源である。
【０００９】
パラボラ反射鏡3は、ヘッドランプハウジング20内の車両後方上部に設けられている。すなわち、パラボラ反射鏡3は、LED光源2よりも車両後方かつ上方に設けられている。パラボラ反射鏡3は、LED光源2からの光を集光し車両前方側へ反射させる。パラボラ反射鏡3の反射面は、光（可視光）の反射率が1となるように、金属皮膜の蒸着による鏡面仕上げが施されている。パラボラ反射鏡3は、可変機構10により上下方向に揺動し、反射光の方向をハイビーム用の方向とロービーム用の方向に切り替え可能である。
【００１０】
副鏡4は、ヘッドランプハウジング20内のLED光源2とパラボラ反射鏡3との間であって、LED光源2と近接した位置に設けられている。副鏡4は、周期的に穴の空いたステンレス製の金属薄膜であり、特定波長の電磁波（可視光）のみを透過させ、それ以外の電波（ミリ波等）を反射させる特性を持つメタルメッシュフィルタである。よって、副鏡4は、LED光源2からパラボラ反射鏡3へ向かう光を透過させると同時に、車両前方側からパラボラ反射鏡3を反射してLED光源2へ向かうミリ波を、車両後方側であってパラボラ反射鏡3の方向とは異なる方向（二次元アレイアンテナ5の方向）へ反射させるように配置されている。
【００１１】
二次元アレイアンテナ5は、ヘッドランプハウジング20内の車両後方下部に設けられている。すなわち、二次元アレイアンテナ5は、パラボラ反射鏡3よりも車両下方側、かつ、副鏡4よりも車両後方側に設けられている。二次元アレイアンテナ5は、平面上に配置された複数の受信アンテナを備え、各受信アンテナのビームによって副鏡4で反射したミリ波を受信する。
高周波部6は、二次元アレイアンテナ5の各受信アンテナで受信したミリ波をミリ波帯からIF周波数帯の信号に周波数変換する。
信号処理部7は、受信信号波形の受信強度を読み出して画素値とし、画素値に基づいて画像を生成する。生成された画像は車両前方の物体検出に供される。人間をはじめ温度を有するすべての物体は、黒体輻射としてミリ〜サブミリ波帯の電波や赤外線の電磁波エネルギーを多く放出している。よって、パラボラ反射鏡3で反射したミリ波に基づいて画像を生成することで、車両前方の物体を検出できる。
ガラス板8は、副鏡4のパラボラ反射鏡3に面した面を覆い、ガラス板9は、副鏡4のLED光源2に面した面を覆う。両ガラス板8,9は、副鏡4を両側から挟み込んだ状態で車両に支持している。
【００１２】
ヘッドランプハウジング20は、車両の前端部の左右にそれぞれ設けられている。ヘッドランプハウジング20は、上記のように内部にLED光源2、パラボラ反射鏡3、副鏡4および二次元アレイアンテナ5を収容し、各々を支持する。ヘッドランプハウジング20の前面部にはレンズ21が設けられている。パラボラ反射鏡3からの光は、レンズ21により結像され、所定の照明パタンを形成する。ヘッドランプハウジング20の後面部には、回転により着脱可能なキャップ22が設けられている。
【００１３】
LED光源2および二次元アレイアンテナ5は、副鏡4を挟んで互いに対称位置に配置されているが、LED光源2はガラス板8,9の屈折率に応じた光の位置ずれ量、二次元アレイアンテナ5はガラス板8の屈折率に応じたミリ波の位置ずれ量に基づき位置を補正している。以下に補正方法を示す。
図２は、実施例１の副鏡4およびガラス板8,9の断面図である。図２において、ガラス板8,9の板厚を共にt[mm]、光の入射角をθ1[deg]、ミリ波の入射角をθ2[deg]、ガラス板8,9の屈折率をnとおくと、光の位置ずれ量Δd1[mm]、ミリ波の位置ずれ量Δd2[mm]は以下のように求めることができる。なお、副鏡4の厚みや屈折率は考慮しないこととする。
Δd1 = 2t×(1 + n×sin(θ1))
Δd2 = 2t×(1 + n×sin(θ2))
【００１４】
次に、作用を説明する。
実施例１では、ヘッドランプハウジング20内の車両後方下部に設けられ、ミリ波を受信する二次元アレイアンテナ5と、LED光源2とパラボラ反射鏡3との間に位置し、LED光源2からパラボラ反射鏡3へ向かう光を透過させ、かつ、パラボラ反射鏡3から反射されるミリ波を二次元アレイアンテナ5の方向へ反射させる副鏡4と、を設けた。すなわち、LED光源2からの光を車両前方へ反射させるパラボラ反射鏡3を利用して物体からのミリ波を二次元アレイアンテナ5上に収束させることで、ミリ波による物体の検出を実現できる。また、パラボラ反射鏡3の共用化により、二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲（ミリ波受信範囲）をLED光源2によるヘッドランプの投光範囲に合致させることができる。つまり、ミリ波による物体の検出範囲の可視化を実現できる。さらに、可変機構10によるヘッドランプの投光範囲の変化と同期して二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲が変化するため、ミリ波による物体の検出範囲を走行中でもわかりやすく視認、調整できる。
【００１５】
また、LED光源2、パラボラ反射鏡3、副鏡4および二次元アレイアンテナ5をいずれもヘッドランプハウジング20内に設けたため、パラボラ反射鏡3に電波を通過させる必要がない。つまり、パラボラ反射鏡3の反射面の全面に亘って金属皮膜を蒸着できるため、ヘッドランプの機能を維持しつつ、ミリ波による物体の検出を実現できる。
【００１６】
実施例１では、LED光源2を面光源とした。面光源はコンパクトであるため、アンテナ装置1の小型化を図ることができる。
実施例１では、LED光源2と二次元アレイアンテナ5とを、副鏡4を挟んで互いに対称位置に配置した。すなわち、副鏡4との距離が等しくなるようにLED光源2と二次元アレイアンテナ5とを配置したため、照射光が一様でないパタン光を用いて、距離等を計測する場合においても、LED光源2とパラボラ反射鏡3とからなる光源システムと、二次元アレイアンテナ5とパラボラ反射鏡3とからなるカメラシステムとを共用して、同軸かつ結合してミリ波の受信および投光を行うことができる。
【００１７】
このとき、LED光源2の位置を、副鏡4の両面を覆うガラス板8,9の屈折率に応じた光の位置ずれ量に基づいて補正するため、ボケの少ない投光が実現でき、可視化が容易となる。また、二次元アレイアンテナ5の位置を、ガラス板8の屈折率に応じた光の位置ずれ量に基づいて補正するため、二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲がLED光源2による投光範囲とずれるのを抑制できる。
【００１８】
実施例１にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 車両に搭載され、周囲の物体が反射または輻射するミリ波に基づいて物体を検出するアンテナ装置1であって、ヘッドランプハウジング20と、ヘッドランプハウジング20内の車両前方下部に設けられたLED光源2と、ヘッドランプハウジング20内の車両後方上部に設けられ、LED光源2からの光を所定の照射方向へ反射させるパラボラ反射鏡3と、ヘッドランプハウジング20内の車両後方下部に設けられ、ミリ波を受信する二次元アレイアンテナ5と、LED光源2とパラボラ反射鏡3との間に位置し、LED光源2からパラボラ反射鏡3へ向かう光を透過させ、かつ、パラボラ反射鏡3から反射されるミリ波をパラボラ反射鏡3の方向へ反射させる副鏡4と、を備えた。
よって、ヘッドランプの機能を確保しつつ、ミリ波による物体の検出を実現できる。
【００１９】
(2) LED光源2を面光源とした。
よって、アンテナ装置1の小型化を図ることができる。
【００２０】
(3) LED光源2と二次元アレイアンテナ5とを、副鏡4を挟んで互いに対称位置に配置した。
よって、LED光源2とパラボラ反射鏡3とからなる光源システムと、二次元アレイアンテナ5とパラボラ反射鏡3とからなるカメラシステムとを共用して、同軸かつ結合してミリ波の受信および投光を行うことができる。
【００２１】
(4) 副鏡4のパラボラ反射鏡側の面およびLED光源側の面を覆うガラス板8,9を備え、二次元アレイアンテナ5およびLED光源2の位置を、ガラス板8,9の屈折率に応じたミリ波および光の位置ずれ量に基づいて補正する。
よって、ボケの少ない投光が実現でき、可視化が容易となると同時に、二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲がLED光源2による投光範囲とずれるのを抑制できる。
【００２２】
〔実施例２〕
図３は、実施例２のアンテナ装置11の模式図である。
実施例２では、実施例１のLED光源2に代えて、点光源（光源）12を用いた点で相違する。点光源12は、パラボラ反射鏡3の焦点位置に配置されている。点光源12は、レンズ式LEDまたはハロゲン等の電球を用いている。点光源12の範囲はパラボラ反射鏡3を含むように設けられている。
また、実施例２では、副鏡4と点光源12との間に拡散板13が配置されている。
【００２３】
次に、作用を説明する。
実施例２では、光源として点光源12とし、パラボラ反射鏡3の焦点位置に配置したため、二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲と同一領域をLED光源2で投光できるため、二次元アレイアンテナ5によるミリ波の受信角度の中心軸を視認できる。
実施例２では、副鏡4と点光源12との間に拡散板13を配置したため、１つの点源（点光源12）を用いて、投光範囲の輝度を均一化できるため、二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲の可視化を実現できる。
【００２４】
実施例２にあっては、実施例１の効果(1),(4)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(5) 光源を点光源12とし、パラボラ反射鏡3の焦点位置に配置した。
よって、二次元アレイアンテナ5の中心軸を効率よく実現できる。
【００２５】
(6) 副鏡4と点光源12との間に拡散板13を設けた。
よって、１つの点源（点光源12）を用いて、二次元アレイアンテナ5による物体の検出範囲の可視化を実現できる。
【００２６】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
二次元アレイアンテナからミリ波を受信する構成としても良い。また、車両前方へ向かってミリ波を出射する手段を別途設けても良い。
【符号の説明】
【００２７】
1  アンテナ装置
2  LED光源（光源）
3  パラボラ反射鏡（反射鏡）
4  副鏡
5  二次元アレイアンテナ
6  高周波部
7  信号処理部
8  ガラス板（光透過性部材）
9  ガラス板（光透過性部材）
10  可変機構
11  アンテナ装置
12  点光源（光源）
13  拡散板
20  ヘッドランプハウジング
21  レンズ
22  キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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