(57)【要約】【課題】他の車搭載機器から電磁雑音(外乱ノイズ)の影響を受けることのない車両用レーダ装置を得る。【解決手段】この発明の車両用レーダ装置は、放物面反射鏡１と、この放物面反射鏡１に向けて電磁波を放射する放射器１０と、放物面反射鏡１を回転揺動し放物面反射鏡１における電磁波の反射角度を変える駆動手段７と、放物面反射鏡１の裏面導体４に向けて光を照射する光照射手段１４と、裏面導体４で反射された反射光を受光する受光手段１５と、受光手段１５で受光する受光量の変化に応じて出力される受光手段１５からの出力信号に基づいて放物面反射鏡１の回転揺動角度を検出する信号処理手段２１とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放物面反射鏡と、
この放物面反射鏡に向けて電磁波を放射する放射器と、
前記放物面反射鏡を回転揺動し放物面反射鏡における前記電磁波の反射角度を変える駆動手段と、
前記放物面反射鏡の反射部に向けて光を照射する光照射手段と、
前記反射部で反射された反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段で受光する受光量の変化または受光位置の変化に応じて出力される受光手段からの出力信号に基づいて前記放物面反射鏡の回転揺動角度を検出する信号処理手段と
を備えていることを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項２】
前記光照射手段及び前記前記受光手段は、それぞれ複数個あり、前記信号処理手段は、各前記受光手段からの各前記出力信号に基づいて、前記放物面反射鏡の回転揺動角度及び形状変化を検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用レーダ装置。
【請求項３】
前記信号処理手段は、前記出力信号に基づいて、外部に送信される送信ビーム幅の変化、ビーム走査方向の変化を推定し、前記駆動手段を用いて前記放物面反射鏡の回転角度を制御するフィードバック制御を行い、または送信ビーム異常を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用レーダ装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記出力信号に基づいて、前記反射部の異常を検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用レーダ装置。
【請求項５】
前記放物面反射鏡に対向して設けられ、前記放物面反射鏡に向けて前記電磁波を反射するとともに、放物面反射鏡で反射された電磁波を透過する平面反射鏡を備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用レーダ装置。
【請求項６】
前記放物面反射鏡は、放物面を持つ樹脂製の誘電体と、前記平面反射鏡側の前記放物面上に等間隔で平行に配置され前記電磁波を反射する複数の直線導体と、この直線導体間を通り前記誘電体の内部を通過した前記電磁波を反射する前記反射部である裏面導体とを有しており、
前記平面反射鏡は、平面を持つ誘電体と、前記放物面反射鏡側の面上に等間隔で平行に配置され前記放物面反射鏡に向けて前記電磁波を反射する複数の直線導体とを有していることを特徴とする請求項５に記載の車両用レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁波を車両の周辺に照射し、その反射波から車両の周辺の障害物までの距離、相対速度、方向等を検出する車両用レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用レーダ装置として、放物面反射鏡と、この放物面反射鏡に向けて電磁波を放射する放射器と、前記放物面反射鏡を回転揺動し放物面反射鏡における前記電磁波の反射角度を変える駆動手段とを備えたものが知られている。
このものの場合、放物面反射鏡の回動角度を検出する方法としては、放物面反射鏡の中央部に取り付けられた一対の角度検出用磁石の間にホールＩＣを配置し、角度検出用磁石からの磁束密度の変化に応じて出力されるホールＩＣからの出力電圧の値から放物面反射鏡の回動角度を検出している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１８６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両用レーダでは、ホールＩＣを用いて放物面反射鏡の回動角度を検出しているが、ホールＩＣは他の車搭載機器から電磁雑音(外乱ノイズ)の影響を受けるので、外乱ノイズに対する遮蔽構造を設けなければならないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、他の車搭載機器から電磁雑音(外乱ノイズ)の影響を受けることのない車両用レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両用レーダ装置は、放物面反射鏡と、この放物面反射鏡に向けて電磁波を放射する放射器と、前記放物面反射鏡を回転揺動し放物面反射鏡における前記電磁波の反射角度を変える駆動手段と、前記放物面反射鏡の反射部に向けて光を照射する光照射手段と、前記反射部で反射された反射光を受光する受光手段と、前記受光手段で受光する受光量の変化または受光位置の変化に応じて出力される受光手段からの出力信号に基づいて前記放物面反射鏡の回転揺動角度を検出する信号処理手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る車両用レーダ装置によれば、他の車搭載機器から電磁雑音(外乱ノイズ)の影響を受けるようなことはないので、外乱ノイズに対する遮蔽構造をわざわざ設ける必要性はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の車両用レーダ装置の構成を示す模式図である。
この車両用レーダ装置は、放物面反射鏡１と、この放物面反射鏡１に向けて電磁波を放射する放射器１０と、放物面反射鏡１を回転揺動し放物面反射鏡１における電磁波の反射角度を変える駆動手段７と、光を放物面反射鏡１に向けて照射する光照射手段１４と、放物面反射鏡１で反射された受光量の変化を検出する受光手段１５とを備えている。
また、この車両用レーダ装置は、放物面反射鏡１に対向して設けられ、放物面反射鏡１に向けて前記磁波を反射するとともに、放物面反射鏡１で反射された電磁波を透過する平面反射鏡１１と、受光手段１５で受光する受光量の変化に応じて出力される受光手段１５からの出力信号に基づいて放物面反射鏡１の回転揺動角度を検出する信号処理手段２１とを備えている。
【０００９】
図２は図１の放物面反射鏡１を矢印Ｂの方向に沿って視たときの正面図、図３は図２の放物面反射鏡１の側断面図である。
放物面反射鏡１は、回転軸５により回転可能に支持されている。中心部に放射孔６が形成された放物面反射鏡１は、誘電体２と、誘電体２の平面反射鏡１１側の面に互いに間隔をおいて平行に設けられ電磁波を反射する複数の直線導体３と、誘電体２の放射器１０側の面の全面に設けられ直線導体３を通り誘電体２を透過した電磁波を反射する反射部である裏面導体４を有している。
【００１０】
図４は図１の平面反射鏡１１を矢印Ａの方向に沿って視たときの正面図、図５は図４の平面反射鏡１１の側断面図である。
平面反射鏡１１は、電磁波の偏向方向による選択性反射を実現するための反射鏡で、放物面反射鏡１の焦点までの距離の半分の位置近傍に配置されている。
平面反射鏡１１は、誘電体１２と、誘電体１２の放物面反射鏡１側の面に互いに間隔をおいて平行に設けられ放物面反射鏡１に向けて電磁波を反射する複数の直線導体１３とを有している。
誘電体２，１２は樹脂で構成されている。直線導体３，１３は、メッキ及びエッチングを組合せた工程により形成されている。反射部である裏面導体４は、例えばニッケルメッキなどにより形成され、光反射性の良好な特性を有している。
【００１１】
車両用レーダ装置から放射されるビームの方向を変えるための駆動手段７は、放物面反射鏡１の両側にそれぞれ設けられている。駆動手段７は、対向した一対の磁石８及びコイル９で構成されている。
磁気反発型の駆動手段７は、２つのコイル９に逆向きの電流が流れるように直列接続されており、電流の向きにより、放物面反射鏡１は回転軸５を中心として回転時計、または反時計方向に回転し、また電流の大きさにより回転角度が制御される。
【００１２】
光照射手段１４は、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）等で構成されている。受光手段１５は、ＰＤ（フォトダイオード）、ＣＣＤ（電荷撮像素子)等で構成されている。受光手段１５における受光量の変化に対応して受光手段から出力される出力電圧は変化する。
【００１３】
次に、上記構成の車両用レーダ装置の動作について説明する。
車両用レーダ装置から外部に放射される電磁波の偏波方向を図４に示すように右４５度に傾けたとした場合、放射器１０から左４５°の偏波で放射孔６を通って放射された電磁波は、平面反射鏡１１の直線導体１３で全反射される。
この直線導体１３で放物面反射鏡１に向けて全反射された電磁波は、平面反射鏡１１の直線導体１３に対して４５度に配置された放物面反射鏡１の直線導体３、即ち偏向ねじり反射手段により、偏波方向が９０度変えられて右４５度に傾いた偏波となって放物面反射鏡１で反射され、その後平面反射鏡１１を通過して空中に放射される。
車両用レーダ装置のビームの方向は、駆動手段７のコイル９に流れる電流の方向及び大きさで定まる。
【００１４】
次に、放物面反射鏡１の回転角度の検出動作について説明する。
図６に示すように、光照射手段１４から放物面反射鏡１に向けて照射された光は、放物面反射鏡１の裏面導体４で法線対称に反射され、受光手段１５に入光する。
図６では、放物面反射鏡１の回転揺動角度θが０degのときに受光手段１５からの出力電圧が最大となるように放物面反射鏡１に対して光照射手段１４及び受光手段１５が配置されている。
この車両用レーダ装置において、図７に示すように、放物面反射鏡１が角度θ(ｄｅｇ)だけ時計方向に回転したときには、受光手段１５への入光位置が左側にシフトし、それに伴い受光手段１５からの出力電圧が低下する。
なお、放物面反射鏡１の回転揺動角度θと受光手段１５の出力電圧との関係は、図８に示す関係があり、このデータは、信号処理手段２１に予め記憶されている。
受光手段１５からのこの出力信号は、信号処理手段２１に送られ、信号処理手段２１はその出力信号に基づいて放物面反射鏡１の回転揺動角度を検出する。
【００１５】
このように、上記構成の車両用レーダ装置では、車搭載機器から電磁雑音の影響を受けることなく、受光手段１５から出力される出力電圧の値から、そのときの放物面反射鏡１の回転揺動角度を簡単に検知することができる。
【００１６】
また、この車両用レーダ装置では、放物面反射鏡１は温度変化により膨張収縮を繰り返すことで反射面の形状が変化し、また樹脂製の誘電体２と金属製の直線導体３、裏面導体４との間では線膨張係数の違いにより、誘電体２、直線導体３及び裏面導体４の表面に亀裂または剥離が発生する。また、金属製の直線導体３及び裏面導体４は腐食が生じる。
これらの現象は、レーダ性能の低下を招くことになるが、これらの場合には、受光手段１５で出力される受光レベルが極端に低下するので、受光レベルを常時検出することで、放物面反射鏡１の異常を迅速に検知することができる。
【００１７】
また、回転角度検出用の光の照射位置が放物面反射鏡１の凸面での曲面反射であるので、回転角度(変位)が微小でも光の反射方向が大きく変わるため、検出分解能が高いという
効果もある。
【００１８】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２の車両用レーダ装置の要部を示す模式図である。
この実施の形態では、受光手段１６は、放物面反射鏡１の裏面導体４で反射された反射光を受光する受光位置の変化を検知するようになっている。受光手段１６は、受光位置の検出が可能な素子が分割された、ＰＤまたはＣＣＤ等で構成されている。
他の構成は実施の形態１と同一である。
【００１９】
この実施の形態では、図１０に示すように、放物面反射鏡１が角度θ(ｄｅｇ)だけ時計方向に回転したときには、受光手段１６への入光位置が左側にシフトし、受光手段１６では、そのシフト位置に対応して出力電圧が低下する。
なお、放物面反射鏡１の回転揺動角度θと受光手段１６の出力電圧との関係は、図１１に示す関係があり、曲線イは受光手段１６の素子１，２の出力特性を示し、曲線ロは素子３，４の出力特性を示している。
受光手段１６からのこの出力信号は、予め受光手段１６の出力特性が記憶されている信号処理手段２１に送られ、信号処理手段２１はその出力信号に基づいて放物面反射鏡１の回転揺動角度を検出する。
【００２０】
実施の形態３．
図１２はこの発明の実施の形態３の車両用レーダ装置の要部を示す模式図である。
この実施の形態では、光照射手段１４ａ，１４ｂ及び受光手段１５ａ，１５ｂは、それぞれ２個ずつ配置されている。
他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００２１】
この実施の形態では、第１の光照射手段１４ａから放物面反射鏡１に向けて照射された光は、裏面導体４で反射されて第１の受光手段１５ａに入光する。第２の光照射手段１４ｂから放物面反射鏡１に向けて照射された光は、裏面導体４で反射されて第２の受光手段１５ｂに入光する。
図１２の実線から点線で示すように、放物面反射鏡１が変形角度θ(ｄｅｇ)だけ曲率半径が小さくなるように変形したときには、第１の受光手段１５ａに入光した第１の光照射手段１４ａからの光は、入光位置が右側にシフトし、第１の受光手段１５ａでは、そのシフト位置に対応して出力電圧が低下する。
また、第２の受光手段１５ｂに入光した第１の光照射手段１４ｂからの光は、入光位置が左側にシフトし、第２の受光手段１５ｂでは、そのシフト位置に対応して出力電圧が低下する。
【００２２】
放物面反射鏡１の変形角度θと、第１の受光手段１５ａ及び第２の受光手段１５ｂそれぞれの出力電圧との関係は、図１３に示す関係にあり、曲線イは第１の受光手段１５ａの出力特性を示し、曲線ロは第２の受光手段１５ｂの出力特性を示している。
第１の受光手段１５ａ、第２の受光手段１５ｂからのこの出力信号は、予め受光手段１１５ａ，１５ｂの出力特性が記憶されている信号処理手段２１に送られ、信号処理手段２１はその出力信号に基づいて放物面反射鏡１の変形角度を検出する。
【００２３】
なお、この実施の形態では、光照射手段１４ａ，１４ｂ及び受光手段１５ａ，１５ｂがそれぞれ２個ずつ配置されている例で説明したが、それぞれ３個以上であってもよい。
【００２４】
この実施の形態では、温度変化、または経年変化等で放物面反射鏡１の曲率が変化するような形状変化が発生した場合においても、第１の受光手段１５ａ、第２の受光手段１５ｂの出力変化から曲率変化の度合いの推定が可能である。
【００２５】
実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４の車両用レーダ装置の要部を示す模式図である。
この実施の形態では、受光手段１６ａ，１６ｂは、受光位置の検出が可能な素子が分割された、ＰＤまたはＣＣＤ等で構成されている。
他の構成は実施の形態３と同一である。
【００２６】
この実施の形態では、第１の光照射手段１４ａから放物面反射鏡１に向けて照射された光は、裏面導体４で反射されて第１の受光手段１６ａに入光する。第２の光照射手段１４ｂから放物面反射鏡１に向けて照射された光は、裏面導体４で反射されて第２の受光手段１６ｂに入光する。
図１４の実線から点線で示すように、放物面反射鏡１が変形角度θ(ｄｅｇ)だけ曲率半径が小さくなるように変形したときには、第１の受光手段１６ａに入光した第１の光照射手段１４ａからの光は、入光位置が右側にシフトし、第１の受光手段１６ａでは、そのシフト位置に対応して出力電圧が低下する。
また、第２の受光手段１６ｂに入光した第２の光照射手段１４ｂからの光は、入光位置が左側にシフトし、第２の受光手段１５ｂでは、そのシフト位置に対応して出力電圧が低下する。
【００２７】
この実施の形態では、放物面反射鏡１の変形角度θと、第１の受光手段１６ａ及び第２の受光手段１６ｂそれぞれの出力電圧との関係は、図１５に示す関係にあり、曲線イは第１の受光手段１６ａの素子３，４の出力特性を示し、曲線ロは第１の受光手段１６ａの素子１，２の出力特性を示し、曲線ハは第２の受光手段１６ｂの素子３，４の出力特性を示し、曲線ニは第２の受光手段１６ｂの素子１，２の出力特性を示している。
【００２８】
第１の受光手段１６ａ、第２の受光手段１６ｂからのこの出力信号は、第１の受光手段１６ａ及び第２の受光手段１６ｂの出力特性が記憶された信号処理手段２１に送られ、信号処理手段２１はその出力信号に基づいて放物面反射鏡１の変形角度を検出する。
【００２９】
この実施の形態では、温度変化、または経年変化等で放物面反射鏡１の曲率が変化するような形状変化が発生した場合においても、第１の受光手段１６ａ、第２の受光手段１６ｂの出力変化から曲率変化の度合いの推定が可能である。
また、放物面反射鏡１の曲率変化だけでなく形状変化を立体的に検出することも可能となる。また、形状変化だけでなく放物面反射鏡１の位置ずれ検出等にも応用可能である。
【００３０】
実施の形態５．
図１６は実施の形態５の車両用レーダ装置を示すブロック図である。
この実施の形態では、信号処理手段２１は、受光手段１５，１６，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂから入力される出力電圧に基づいて、外部に送信される送信ビーム幅の変化、ビーム走査方向の変化を推定し、駆動手段７を用いて放物面反射鏡１の回転角度を制御するフィードバック制御を行い、また送信ビーム異常を検出するようになっている。
また、信号処理手段２１では、放物面反射鏡１の回転角度異常、形状異常等の判断も行うようになっている。
【００３１】
実施の形態６．
上記各実施の形態１〜５では、光照射手段１４，１４ａ，１４ｂからの光が反射する反射部は、放物面反射鏡１の裏面導体４であった。
この実施の形態では、反射部は磁石８が取り付けられた放物面反射鏡１の外側に取り付けられている。反射部は、光反射特性に優れた金属等の素材で構成し、もしくは誘電体２にメッキ、蒸着などを施して構成しても構わない。
この実施の形態では、反射部で反射した光を受光する受光手段１５，１６，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの受光量の変化、または受光位置の変化をもとに放物面反射鏡１の回転角度、形状変化を検出することができる。
なお、基準位置や回転角度を詳細に検出するために、反射部として、バーコード模様などの反射率の異なる素材を交互に付設、又は切欠きなどを設けて、回転角度に応じて反射光量、反射位置が詳細に変化するようにしてもよい。
【００３２】
なお、上記の各実施の形態では、平面反射鏡１１を備えた車両用レーダ装置について説明したが、平面反射鏡１１の無い車両用レーダ装置についても、この発明を適用することができる。
この場合には、放射器は、放物面反射鏡の凹面側の表面に形成される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１の車両用レーダ装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の放物面反射鏡を矢印Ｂの方向に沿って視たときの正面図である。
【図３】図２の放物面反射鏡の側断面図である。
【図４】図１の平面反射鏡を矢印Ａの方向に沿って視たときの正面図である。
【図５】図４の平面反射鏡の側断面図である。
【図６】図１の車両用レーダ装置の動作説明図である。
【図７】図１の車両用レーダ装置の他の動作説明図である。
【図８】図１の受光手段の出力特性図である。
【図９】この発明の実施の形態２の車両用レーダ装置の要部の構成を示す模式図である。
【図１０】図９の車両用レーダ装置の動作説明図である。
【図１１】図９の受光手段の出力特性図である。
【図１２】この発明の実施の形態３の車両用レーダ装置の要部の構成を示す模式図である。
【図１３】図１２の受光手段の出力特性図である。
【図１４】この発明の実施の形態４の車両用レーダ装置の要部の構成を示す模式図である。
【図１５】図１４の受光手段の出力特性図である。
【図１６】この発明の実施の形態５の車両用レーダ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  放物面反射鏡、２，１２  誘電体、３，１３  直線導体、４  裏面導体（反射部）、５  回転軸、７  駆動手段、１０  放射器、１１  平面反射鏡、１４  光照射手段、１４ａ  第１の光照射手段、１４ｂ  第２の光照射手段、１５，１６  受光手段、１６ａ  第１の受光手段、１６ｂ  第２の受光手段、信号処理手段。
【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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【図１６】
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