DE102019126122A1

DE102019126122A1 - Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019126122A1
Application number: DE102019126122.8A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iwai; Ryosuke Shiozaki; Shuji Akamatsu; Osamu Shibata; Ken Takahashi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US20210197707A1; US11285864B2; US20200339032A1; US20220161712A1; US11565623B2; US10981491B2; US20200101889A1; US10744926B2

Abstract

Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung zum Überwachen eines Bereichs in einer ersten Richtung außerhalb eines Fahrzeugs, die enthält: eine Lampeneinheit, die eine Lichtquelle und einen Reflektor enthält; eine Radareinheit, die eine Leiterplatte, die so angeordnet ist, dass sich eine Plattenoberfläche im Wesentlichen in der horizontalen Richtung auf einer unteren Seite oder einer oberen Seite der Lampeneinheit erstreckt, und eine Vielzahl von Antennenelementen, die auf der Plattenoberfläche der Leiterplatte angeordnet sind, um eine elektromagnetische Welle in der ersten Richtung auszusenden und die reflektierten Wellen von dieser zu empfangen, enthält; wobei die Vielzahl der Antennenelemente in der Draufsicht relativ zu dem Reflektor in einem Array auf der Seite in der ersten Richtung angeordnet sind und wobei eine Arrayrichtung der Vielzahl von Antennenelementen eine Richtung ist, die in der Draufsicht die erste Richtung schneidet und nicht-parallel zu einer Erstreckungsrichtung eines Endabschnitts auf der Seite in der ersten Richtung des Reflektors ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung.
Technischer Hintergrund
Im Stand der Technik ist eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung bekannt, die mit einem Millimeterwellenradar (nachfolgend als eine „Radarvorrichtung“ bezeichnet) und einer integral mit diesem vorgesehenen Lampe (beispielsweise einem Scheinwerfer oder Rücklicht) zum Beleuchten der Außenumgebung des Fahrzeugs ausgerüstet ist (siehe beispielsweise PTL 1).
Eine solche Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung ist geeignet, einen Platz für die Installation des Millimeterwellenradars einzusparen und die Gestaltung der Fahrzeugkarosserie zu verbessern.
Liste der Anführungen
Patentliteratur
PTL 1
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-186741
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung, welche die oben erwähnten Probleme löst, ist eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung zum Überwachen eines Bereichs in einer ersten Richtung außerhalb eines Fahrzeugs, wobei die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung enthält:

eine Lampeneinheit, die enthält: eine Lichtquelle, die Licht in der ersten Richtung emittiert; und einen Reflektor, der die Lichtquelle umgibt; und
eine Radareinheit, die auf einer unteren Seite oder einer oberen Seite der Lampeneinheit vorgesehen ist, wobei die Radareinheit enthält: eine Leiterplatte, die so angeordnet ist, dass sich eine Plattenoberfläche im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstreckt; und eine Vielzahl von Antennenelementen, die auf der Plattenoberfläche der Leiterplatte angeordnet sind, um eine elektromagnetische Welle in der ersten Richtung auszusenden und eine reflektierte Welle davon zu empfangen,
wobei die Vielzahl von Antennenelementen in der Draufsicht relativ zu dem Reflektor auf einer Seite in der ersten Richtung in einem Array angeordnet sind und
eine Arrayrichtung der Vielzahl von Antennenelementen eine Richtung ist, die in der Draufsicht die erste Richtung schneidet und nicht-parallel zu einer Erstreckungsrichtung eines Endabschnitts auf der Seite in der ersten Richtung des Reflektors ist.

Mit einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Verschlechterung der Radarleistung aufgrund von Mehrfachreflexionen mit einer integrierten Radar- und Lampenkonfiguration zu unterdrücken.
Figurenliste

1A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand einer Beleuchtungsvorrichtung in einem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
1B ist eine Draufsicht, die den Installationszustand der Beleuchtungsvorrichtung in dem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
1C ist eine Vorderansicht, die den Installationszustand der Beleuchtungsvorrichtung in dem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
2 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
3 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung einer Radareinheit und einer Lampeneinheit der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
4 ist eine perspektivische Ansicht von oben, die eine Positionsbeziehung einer Radareinheit und einer Lampeneinheit der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
5A ist eine Zeichnung, die eine Installationsposition einer Antenne in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß Modifikation 1 darstellt;
5B ist eine Zeichnung, die eine Installationsposition der Antenne in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Modifikation 2 darstellt;
6 ist eine allgemeine Zeichnung, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
7 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration eines Garniermaterials gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
9 ist eine Draufsicht einer Radareinheit gemäß Ausführungsform 2 aus der Sicht von oben;
10A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand einer Beleuchtungsvorrichtung in einem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
10B ist eine Draufsicht, die den Installationszustand der Beleuchtungsvorrichtung in dem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
10C ist eine Vorderansicht, die den Installationszustand der Beleuchtungsvorrichtung in dem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
11 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
12 ist eine Draufsicht einer Radareinheit gemäß Ausführungsform 3 aus der Sicht von oben;
13 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung einer Radareinheit und einer Lampeneinheit der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
14 ist eine perspektivische Ansicht von oben, die eine Positionsbeziehung einer Radareinheit und einer Lampeneinheit der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
15 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 darstellt;
16 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 darstellt;
17 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 darstellt;
18 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 darstellt;
19 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung in einem Fahrzeug gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
20 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
21 ist eine Draufsicht einer Radarvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 aus der Sicht von oben;
22 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer ECU gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
23 stellt das Verhalten der reflektierten Welle dar, wenn Eis, Schnee oder dergleichen an einer Vorderfläche eines Abdeckungselements anhaftet,
24 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das ein Beispiel eines Betriebsvorgangs der ECU gemäß Ausführungsform 8 darstellt;
25 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand in einem Fahrzeug einer Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
26 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
27 ist eine Draufsicht der Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsform 9 aus der Sicht von oben;
28 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine Vorderfläche einer dielektrischen Linse gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
29 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Vorderfläche der dielektrischen Linse gemäß Ausführungsform 9 darstellt;
30 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Größe und dem Reflexionsgrad (S11) einer Erhebung darstellt;
31 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Größe der Erhebung und einem Antennengewinn der Antenne darstellt;
32 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsform 10 darstellt; und
33 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsform 11 darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsformen eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung und Zeichnung sind Komponenten mit der im Wesentlichen gleichen Funktion durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet, und eine redundante Beschreibung davon ist ausgelassen.
(Ausführungsform 1)
In einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung aus dem Stand der Technik sind eine Radarvorrichtung und ein Reflektor einer Lampe (ein reflektierendes Element, das konfiguriert ist, von einer Lichtquelle emittiertes Licht zu konzentrieren und einen Bestrahlungsbereich des Lichts anzupassen) in der Nähe voneinander platziert. Daher kann bei dieser Art von Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung die elektromagnetische Welle, die von der Radarvorrichtung ausgesendet und von dem Ziel reflektiert und zurückgeworfen wird, durch den Reflektor erneut reflektiert werden und an der Antenne der Radarvorrichtung ankommen.
Insbesondere reflektiert der Reflektor nicht nur das Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, sondern auch Funkwellen, die in der Radarvorrichtung und dergleichen verwendet werden. Der Reflektor ist ein reflektierendes Element mit einer breiten ebenen Fläche. Wenn jedoch die Radarvorrichtung und der Reflektor in der Nähe voneinander platziert sind, hat die Reflexion an dem Ende des Reflektors den größten Effekt. Dadurch können Mehrfachreflexionen zu und von der Radarvorrichtung und dergleichen verursacht werden, wo die Antenne angeordnet ist, was zu stehenden Wellen zwischen dieser und der Antenne führen kann. Die stehende Welle verursacht eine Abschwächung einer elektromagnetischen Welle, die an der Antenne ankommt, und die Zielerfassungsleistung verschlechtert sich in der Empfangscharakteristik der Antenne.
Im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme schafft ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Verschlechterung der Radarleistung aufgrund von Mehrfachreflexionen bei der Integration einer Radarvorrichtung und einer Lampe zu unterdrücken.
Unter Bezugnahme auf 1A, 1B, 1C, 2, 3 und 4 ist nachfolgend ein Beispiel der Konfiguration der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 (nachfolgend als „Beleuchtungsvorrichtung“ abgekürzt) beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird für einen Scheinwerfer verwendet, der konfiguriert ist, die Umgebung vor dem Fahrzeug zu beleuchten. Es ist anzumerken, dass nur die Konfiguration eines Scheinwerfers auf der rechten Vorderseite des Fahrzeugs beschrieben ist.
Um die Positionsbeziehung der jeweiligen Konfiguration zu verdeutlichen, ist in jeder Figur ein gemeinsames orthogonales Koordinatensystem (X, Y, Z) bezüglich einer Vorwärtsrichtung, in welche die Radarvorrichtung (die einer Radareinheit der vorliegenden Offenbarung entspricht) die elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet (das heißt der Richtung der Erfassung eines Objekts), dargestellt. In der folgenden Beschreibung entspricht eine positive Richtung der X-Achse der Vorwärtsrichtung, in der die Radarvorrichtung eine elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet (nachfolgend als eine „Vorwärtsrichtung“ oder „erste Richtung“ bezeichnet), eine positive Richtung der Y-Achse entspricht der Richtung der linken Seite der Radarvorrichtung (nachfolgend als „Linksrichtung“ abgekürzt), und eine positive Richtung der Z-Achse entspricht der Richtung der oberen Seite der Radarvorrichtung (nachfolgend als eine „Richtung nach oben“ abgekürzt).
In der folgenden Beschreibung entspricht eine +Z-Richtung der Richtung der Oberseite des Fahrzeugs, und eine Richtung, die von der +X-Richtung um 30 Grad zur +Y-Richtung gedreht ist, entspricht der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
1A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug einer Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 darstellt. 1B ist eine Draufsicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 darstellt. 1C ist eine Vorderansicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
Die Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 enthält eine Radareinheit 10, Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c und ein Gehäuse 30.
In der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß dieser Ausführungsform sind drei Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c in der Richtung von links nach rechts nebeneinander angeordnet, und die Radareinheit 10 ist auf einer Unterseite der Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c angeordnet.
Die Radareinheit 10 gemäß Ausführungsform 1 sendet eine elektromagnetische Welle in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in eine Richtung schräg rechts aus (+X-Richtung) und führt eine Erfassung eines Objekts durch, das sich in der entsprechenden Richtung befindet. Dann führt eine Radareinheit (nicht dargestellt), die in den linken Scheinwerfer eingebaut ist, eine Erfassung eines Objekts durch, das sich in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in einer Richtung schräg links befindet.
2 ist eine seitliche Schnittansicht der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß dieser Ausführungsform. 3 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen der Radareinheit 10 und den Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 darstellt. 4 ist eine perspektivische Ansicht von oben, die eine Positionsbeziehung zwischen der Radareinheit 10 und den Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
Das Gehäuse 30 bildet einen Aufnahmeraum in dem vorderen Endbereich des Fahrzeugs und nimmt die Radareinheit 10 und die Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c in dem Aufnahmeraum auf. Das Gehäuse 30 weist außerdem eine Frontabdeckung 30a auf, die konfiguriert ist, die Vorderfläche des Aufnahmeraums abzudecken. Das Gehäuse 30 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial (beispielsweise Polycarbonat und dergleichen). Die Frontabdeckung 30a besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, das lichtdurchlässig ist (beispielsweise Polycarbonat und dergleichen).
Die Lampeneinheit 20a enthält eine Lichtquelle 21a und einen Reflektor 22a.
Die Lichtquelle 21a ist beispielsweise eine LED-Lampe oder eine Glühlampe und emittiert Licht nach vorne (in diesem Fall in eine Richtung, die von der +X-Richtung um etwa 30 Grad zur -Y-Richtung gedreht ist). Die Lichtquelle 21a ist an einer Rückseitenwand des Gehäuses 30 angebracht. Es ist anzumerken, dass eine Lichtquelle mit einem Kondensor als Lichtquelle 21a verwendet werden kann.
Der Reflektor 22a ist so angeordnet, dass er das Äußere der Lichtquelle 21a umgibt, sammelt Licht, das von der Lichtquelle 21a emittiert wird, und passt einen Bestrahlungsbereich des Lichts an. Der Reflektor 22a besteht beispielsweise aus einem viereckigen pyramidenförmigen zylindrischen Element mit einer Öffnung, die zur Vorderseite gerichtet ist, und einem in Richtung der Vorderseite zunehmenden Öffnungsdurchmesser. Der Reflektor 22a besteht beispielsweise aus einem Metallelement wie einem Aluminiummaterial. Der Reflektor 22a kann durch Metallisierung eines Kunststoffelements hergestellt werden.
Die Lampeneinheiten 20b und 20c weisen die gleiche Konfiguration auf wie die Lampeneinheit 20a und bestehen aus Lichtquellen 21b und 21c und Reflektoren 22b und 22c, welche die Lichtquelle 21b bzw. 21c umgeben. Die Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c sind mit einem System ausgestattet, das den Scheinwerfer-Bestrahlungsbereich automatisch verschiebt und beispielsweise als adaptives Fernlichtsystem bezeichnet wird.
Nachfolgend ist eine beliebige aus der Lampeneinheit 20a, Lampeneinheit 20b und Lampeneinheit 20c als „Lampeneinheit 20“, „Lichtquelle 21“ und „Reflektor 22“ abgekürzt, sofern nicht explizit differenziert wird.
Die Radareinheit 10 enthält die Leiterplatte 11, Antenne 12 und Signalverarbeitungsschaltung 13.
Die Leiterplatte 11 ist eine Platte, auf der die Antenne 12 und die Signalverarbeitungsschaltung 13 montiert sind. Als Leiterplatte 11 wird beispielsweise ein gedrucktes Schaltungsplattensubstrat (Printed Circuit Board, PCB), ein Halbleitersubstrat mit integrierter Signalverarbeitungsschaltung 13 oder dergleichen verwendet.
Im Interesse der Miniaturisierung der Beleuchtungsvorrichtung U1 ist die Leiterplatte 11 auf der unteren Seite des Reflektors 22 so angeordnet, dass sich die Plattenoberfläche im Wesentlichen in der horizontalen Richtung erstreckt. Hier schließt „im Wesentlichen in der horizontalen Richtung“ nicht nur einen Zustand ein, in welchem die Plattenoberfläche vollständig horizontal zum Boden ist, sondern auch einen Zustand, in welchem die Plattenoberfläche in Bezug auf den Boden geneigt ist. Die Leiterplatte 11 kann auch auf der oberen Seite des Reflektors 22 angeordnet sein.
Mit anderen Worten stellt die Radareinheit 10 einen horizontalen Millimeterwellenradar dar, bei dem die Leiterplatte 11 horizontal angeordnet ist. Infolgedessen ist die Radareinheit 10 in der ±Z-Richtung dünner als die Lampeneinheit 20.
Die Antenne 12 ist im vorderen Bereich der Plattenoberfläche der Leiterplatte 11 angeordnet, sendet eine elektromagnetische Welle Ft nach vorne aus (+X-Richtung) und empfängt eine reflektierte Welle Fr, bei der es sich um die elektromagnetische Welle handelt, die von einem Ziel reflektiert wird.
Die Antenne 12 umfasst beispielsweise längsstrahlende Arrayantenne mit einer Richtcharakteristik in der Richtung der vorderen Endseite der Leiterplatte 11. Die längsstrahlende Arrayantenne ist konfiguriert, eine Vielzahl von Leiterbahnen zu enthalten, die so angeordnet sind, dass die Längsrichtungen von diesen parallel sind, und sendet und empfängt elektromagnetische Wellen in der Richtung, in der die Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sind.
Die Antenne 12 besteht beispielsweise aus sechs längsstrahlenden Arrayantennen (nachfolgend auch als „Antennenelemente“ bezeichnet) 12a, die in einem Array in der ±Y-Richtung angeordnet sind. Die Antenne 12 ist als eine phasengesteuerte Arrayantenne durch sechs Antennenelemente 12a gebildet.
Beispielsweise sendet die Signalverarbeitungsschaltung 13 ein hochfrequentes Ansteuersignal an die Antenne 12, um eine elektromagnetische Welle (beispielsweise eine elektromagnetische Welle im Millimeterwellenband) von der Antenne 12 auszusenden, oder führt eine Empfangsverarbeitung für ein empfangenes Signal durch, das eine von der Antenne 12 empfangene reflektierte Welle betrifft. Dann wird die Empfangsverarbeitung (beispielsweise Erfassungswellenverarbeitung oder Frequenzanalyseverarbeitung) durch die Signalverarbeitungsschaltung 13 durchgeführt, um den Abstand zu dem Ziel (beispielsweise ein Fahrzeug oder eine Person), den Azimutwinkel des Ziels und andere Parameter wie die Reflexionsintensität und Geschwindigkeit des Ziels zu erfassen. Da die Empfangsverarbeitung durch die Signalverarbeitungsschaltung 13 derjenigen einer bekannten Konfiguration entspricht, ist eine ausführliche Beschreibung davon hier ausgelassen.
Die Radareinheit 10 gemäß Ausführungsform 1 ist konfiguriert, in dem gleichen Gehäuse 30 wie die Lampeneinheit 20 aufgenommen zu sein, kann aber auch in einem Radargehäuse aufgenommen sein, das von dem Gehäuse 30 separat und an dem Gehäuse 30 befestigt ist. Weiterhin kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei der ein Kunststoff-Trennelement oder dergleichen zwischen der Radareinheit 10 und der Lampeneinheit 20 vorhanden ist.
Hier sind Einzelheiten der Installationsposition der Antenne 12 in der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
Normalerweise erreicht die reflektierte Welle, die von der Antenne 12 ausgesendet und durch das Ziel zurückreflektiert wird, nicht nur die Installationsposition der Antenne 12, sondern auch verschiedenen Positionen um die Antenne 12. Da der Reflektor 22 aus Metallelementen besteht, wird die reflektierte Welle, die den Reflektor 22 erreicht, zu dieser Zeit durch den Reflektor 22 erneut reflektiert und breitet sich in verschiedenen Richtungen aus (nachfolgend als „mehrfach reflektierte Komponenten der reflektierten Wellen“ bezeichnet). Insbesondere tritt die erneute Reflexion an den vorderen Endabschnitten 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 auf.
Falls die Reflexionsfläche des Reflektors 22 und die Plattenoberfläche der Leiterplatte 11, auf der die Antenne 12 angeordnet ist, einander gegenüber liegen, verursachen die mehrfach reflektierten Komponenten der reflektierten Welle hier eine stehende Welle zwischen dem Reflektor 22 und der Antenne 12. Dann wird die stehende Welle der reflektierten Welle, die von dem Ziel direkt die Antenne 12 erreicht, überlagert, und in der Empfangscharakteristik der Antenne 12 entsteht ein blinder Bereich, in dem das Ziel nicht erfasst werden kann.
Aus diesem Grund ist die Antenne 12 gemäß Ausführungsform 1 relativ zu dem Reflektor 22 auf der Seite in Vorwärtsrichtung (das heißt in Richtung der Außenseite des Fahrzeugs) angeordnet. Mit anderen Worten ist die Antenne 12 so angeordnet, dass sie sich in der Draufsicht nicht mit dem Reflektor 22 überlappt.
Dadurch wird verhindert, dass die Antenne 12 und der Reflektor 22 einander gegenüber liegen, wodurch die Erzeugung der stehenden Welle zwischen der Antenne 12 und dem Reflektor 22 verhindert wird.
Darüber hinaus entspricht die Arrayrichtung der Vielzahl von Antennenelementen 12a, welche die Antenne 12 der Ausführungsform 1 bilden, einer Richtung, die in der Draufsicht nicht-parallel zur Erstreckungsrichtung der vorderen Endabschnitte 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 ist und eine Vorwärtsrichtung (±Y-Richtung) schneidet. Weiter bevorzugt ist die Arrayrichtung der Antenne 12 so eingestellt, dass sie in der Draufsicht einen Winkel im Bereich von 9 Grad bis 171 Grad (Winkel θ in 3) in Bezug auf die Erstreckungsrichtung der vorderen Endabschnitte 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 aufweist.
Dadurch ist es möglich, die reflektierten Wellen, welche die vorderen Endabschnitte 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 erreichen, in Richtung der positiven +Y-Richtung oder -Y-Richtung zu reflektieren, so dass die reflektierten Wellen von der Installationsposition der Antenne 12 weg gestreut werden können. Mit anderen Worten ist es möglich, die Menge der mehrfach reflektierten Komponenten der reflektierten Wellen, die an der Antenne 12 ankommen, zu reduzieren.
Die Positionsbeziehung zwischen der Antenne 12 und dem Reflektor 22 ist so eingestellt, dass in einem Bereich, in welchem sich die Leiterplatte 11 und der Reflektor 22 in der Draufsicht miteinander überlappen, eine Position, an der die Kontur, die von den vorderen Endabschnitten 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 gebildet wird, in Bezug auf die Vorwärtsrichtung konvex ist (in 3 die Position eines Randabschnitts 22bb des Reflektors 22b), näher an einer mittleren Position der Elementgruppe der Vielzahl von Antennenelementen 12a (einer Position in der Nähe des dritten Antennenelements 12a von dem linksten Antennenelement 12a unter den sechs Antennenelementen 12a in 3) ist als eine Position, an der die Kontur, die von den vorderen Endabschnitten 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 gebildet wird, in Bezug auf die Vorwärtsrichtung konkav ist (Positionen der Randabschnitte 22cb und 22bc des Reflektors 22b in 3).
Dadurch werden die reflektierten Wellen, die an den vorderen Endabschnitten 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 ankommen, von einer Installationsposition der Antenne 12 (hier in die +Y-Richtung oder die -Y-Richtung) weg gestreut, wenn sie an den vorderen Endabschnitten 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 erneut reflektiert werden. Die reflektierten Wellen, die an den vorderen Endabschnitten 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 ankommen, werden in die +Y-Richtung oder -Y-Richtung reflektiert, und es wird verhindert, dass die reflektierten Wellen an der Antenne 12 ankommen.
(Vorteilhafte Wirkung eines Beispiels)
Wie oben beschrieben, enthält die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der Ausführungsform 1 die Lampeneinheit 20, welche die Lichtquelle 21, die konfiguriert ist, Licht nach vorne (erste Richtung) zu emittieren, den Reflektor 22, der die Lichtquelle 21 umgibt, und die Radareinheit 10 enthält, welche die Leiterplatte 11, die auf einer unteren Seite oder einer oberen Seite der Lampeneinheit 20 so angeordnet ist, dass sich die Plattenoberfläche horizontal erstreckt, und eine Vielzahl von Antennenelementen 12a, die auf der Plattenoberfläche der Leiterplatte 11 so angeordnet sind, dass sie elektromagnetische Wellen in einen Bereich in der ersten Richtung aussenden und aus einem Bereich in der ersten Richtung empfangen, enthält. Weiterhin sind die Vielzahl von Antennenelementen 12a in der Draufsicht in einem Array vor dem Reflektor 22 angeordnet, wobei die Arrayrichtung der Vielzahl von Antennenelementen 12a eine Richtung ist, die in der Draufsicht die erste Richtung schneidet und zur Erstreckungsrichtung der vorderen Endabschnitte 22aa, 22ba und 22ca des Reflektors 22 nicht-parallel ist.
Gemäß der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U1 von Ausführungsform 1 kann dementsprechend das Auftreten einer stehenden Welle zwischen dem Reflektor 22 und dem Abschnitt der Antenne 12 der Leiterplatte 11 aufgrund elektromagnetischer Wellen (mehrfach reflektierter Komponenten der reflektierten Welle), die durch den Reflektor 22 erneut reflektiert werden, unter den reflektierten Wellen von dem Ziel unterdrückt werden. Dadurch kann die Situation, dass mehrfach reflektierte Komponenten der reflektierten Wellen den reflektierten Wellen, die direkt von dem Ziel die Antenne 12 erreichen, überlagert werden und dadurch die Empfangscharakteristik der Antenne 12 verschlechtern, unterdrückt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, die Verschlechterung der Radarleistung durch die Mehrfachreflexionen zu unterdrücken.
(Modifikationen von Ausführungsform 1)
Die Installationsposition der Antenne 12 kann je nach der Form des Reflektors 22 variiert werden.
5A ist eine Zeichnung, die eine Installationsposition der Antenne 12 in der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Modifikation 1 darstellt. 5B ist eine Zeichnung, die eine Installationsposition der Antenne 12 in der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Modifikation 2 darstellt. In 5A und 5B ist nur die Lampeneinheit 20a unter den Lampeneinheiten 20a, 20b und 20c dargestellt.
Die Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der Modifikation 1 und die Beleuchtungsvorrichtung U1 von Modifikation 2 weisen einen Modus auf, der so konfiguriert ist, dass die Radareinheit 10 die Sende- und Empfangsrichtung der elektromagnetischen Wellen in der gleichen Richtung einstellt wie die Richtung, in der die Lampeneinheit 20a Licht abstrahlt.
Wird der viereckige pyramidenförmige Reflektor 22a verwendet, der in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist, werden in diesem Modus die Arrayrichtung der Antenne 12 und die Erstreckungsrichtung des vorderen Endabschnitts 22aa des Reflektors 22a zueinander parallel, und viele der mehrfach reflektierten Komponenten der reflektierten Welle erreichen die Antenne 12.
Aus diesem Grund ist der vordere Endabschnitt 22aa des Reflektors 22a sowohl bei der Beleuchtungsvorrichtung U1 der Modifikation 1 als auch bei der Beleuchtungsvorrichtung U1 der Modifikation 2 in einer Form ausgebildet, die einen Vorsprung in der +X-Richtung aufweist, sodass die Erstreckungsrichtung des vorderen Endabschnitts 22aa des Reflektors 22a in Bezug auf die Arrayrichtung der Antenne 12 in einem nicht-parallelen Zustand ist.
Genauer weist bei dem Reflektor 22a gemäß Modifikation 1 der vordere Endabschnitt 22aa des Reflektors 22a in der Draufsicht eine dreieckige Form mit einem Scheitelpunkt in der +X-Richtung auf, und die Arrayrichtung der Antenne 12 ist so eingestellt, dass sie in der Draufsicht in Bezug auf die Erstreckungsrichtung des vorderen Endabschnitts 22aa des Reflektors 22a einen Winkel von 9 Grad oder mehr (θin 5A) aufweist.
Weiterhin weist der vordere Endabschnitt 22aa des Reflektors 22a der Modifikation 2 in der Draufsicht eine Bogenform auf, die sich in der Richtung der +X-Richtung vorwölbt.
Sowohl bei der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der Modifikation 1 als auch der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der Modifikation 2 können daher die reflektierten Wellen, die an dem vorderen Endabschnitt 22aa des Reflektors 22a ankommen, in der gleichen Weise wie bei der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 1 in die +Y-Richtung oder die -Y-Richtung reflektiert werden.
Die gleiche Wirkung ist auch zu erwarten, wenn der vordere Endabschnitt 22aa des Reflektors 22a in der Draufsicht in Bezug auf die +X-Richtung eine konkave Form aufweist. Beispielsweise kann die konkave Form eine Bogenform oder eine Sägezahnform sein, und der Endabschnitt kann eine Schlangenlinienform oder einen Schlitz aufweisen.
(Ausführungsform 2)
Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 6 bis 9 eine Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 dahingehend, dass sie ein Garniermaterial 40 aufweist. Es ist anzumerken, dass eine Beschreibung der mit Ausführungsform 1 übereinstimmenden Struktur ausgelassen ist.
6 ist eine allgemeine Zeichnung, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 2 darstellt. 7 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß Ausführungsform 2 darstellt. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration des Garniermaterials 40 gemäß Ausführungsform 2 darstellt. 9 ist eine Draufsicht der Radareinheit 10 gemäß Ausführungsform 2 aus der Sicht von oben.
Das Garniermaterial 40 ist ein Gestaltungselement und ist an einem Teil des Äußeren des Fahrzeugs so angeordnet, dass es den Bereich, in dem Licht, das von der Lichtquelle 21 emittiert wird, an der Vorderseite der Lampeneinheit 20 und der Radareinheit 10 hindurchtritt, umgibt. Das Garniermaterial 40 ist als ein im Wesentlichen rechteckiges Rahmenelement ausgebildet, das den Außenumfang der Frontabdeckung 30a umgibt, beispielsweise an der Vorderfläche der Fahrzeugkarosserie (siehe 8). Die Form des Garniermaterials 40 in 6 kann eine Form sein, die den gesamten Umfang der Frontabdeckung 30a umgibt, und das Garniermaterial kann eine Form aufweisen, die den Umfang der Frontabdeckung 30a teilweise umgibt.
Das Garniermaterial 40 weist eine Linse 40a zum Konzentrieren oder Streuen (Konzentrieren in diesem Fall) der elektromagnetischen Welle in einem Bereich auf, durch welchen die elektromagnetischen Wellen, die von der Antenne 12 gesendet und empfangen werden, laufen (das heißt in einem Bereich vor der Antenne 12). Die Linse 40a verengt typischerweise einen Strahl der elektromagnetischen Welle, die von der Antenne 12 ausgesendet wird, und überträgt diesen in Vorwärtsrichtung und konzentriert die reflektierte Welle - das heißt die von dem Ziel reflektierte und zurückgeworfene elektromagnetische Welle - auf der Antenne 12.
Als das Material des Garniermaterials 40 wird beispielsweise ein Kunststoffmaterial wie ABS oder Polypropylen verwendet. Das Garniermaterial 40 wird beispielsweise durch Kunststoffformung (beispielsweise Spritzgießen) geformt, und die Linse 40a wird als Teil der Form des Garniermaterials 40 geformt. Das Garniermaterial 40 unterscheidet sich beispielsweise von der Frontabdeckung 30a und besteht aus einem lichtundurchlässigen Material.
Die Linse 40a ist als eine halbzylindrische oder parabolisch-zylindrische Linse ausgebildet, die sich beispielsweise in der +X-Richtung vorwölbt und in der ±Y-Richtung erstreckt. Die Linse 40a der halbzylindrischen oder parabolisch-zylindrischen Form weist in einem seitlichen Querschnitt an einer beliebigen Position in der ±Y-Richtung im Wesentlichen die gleiche Form auf, sodass ein Brechungswinkel der reflektierten Welle, welche die verschiedenen Positionen in der ±Y-Richtung erreicht, gleich ist. Infolgedessen wird verhindert, dass die reflektierten Wellen, die von außerhalb der Vorrichtung kommen, aus den verschiedenen Richtungen (z. B. +Y-Richtung und -Y-Richtung in Bezug auf die Antenne 12) in die Antenne 12 eintreten. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Genauigkeit der Erfassung eines Objekts verhindert werden (beispielsweise eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund wechselseitiger Interferenz oder eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund einer Änderung des Phasenunterschieds).
Wie oben beschrieben, kann das Garniermaterial 40 gemäß der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U1 von Ausführungsform 2 als ein Abdeckungselement zum Schutz der Radareinheit 10 und eine dielektrische Linse zum Konzentrieren der elektromagnetischen Wellen, die von der Radareinheit 10 ausgesendet und empfangen werden, dienen.
Dadurch ist es möglich, Platz für die Installation der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U1 in einer Fahrzeugkarosserie zu sparen, während die Radarleistung der Radareinheit 10 verbessert wird und das äußere Design des Fahrzeugs gewahrt bleibt. Außerdem ist es dadurch möglich, die Verschlechterung der Radarleistung durch die Mehrfachreflexionen, die zwischen der Radareinheit 10 und anderen vor der Radareinheit 10 angeordneten Komponenten erzeugt werden, zu verhindern, da die Radareinheit 10 die elektromagnetischen Wellen ohne irgendwelche anderen Elemente (beispielsweise Stoßfänger) außer dem Garniermaterial 40 senden und empfangen kann.
(Modifizierte Modi)
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen 1 und 2 beschränkt, und verschiedene modifizierte Modi sind denkbar.
Obwohl in den Ausführungsformen 1 und 2 ein Scheinwerfer als ein Beispiel eines Ziels, für das die Beleuchtungsvorrichtung U1 verwendet wird, dargestellt ist, kann die Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der vorliegenden Offenbarung auch für eine Heckleuchte oder eine kleine Leuchte verwendet werden.
Weiterhin ist in den Ausführungsformen 1 und 2 die Antenne 12 der Radareinheit 10 als ein Beispiel einer geeigneten Positionsbeziehung zwischen der Antenne 12 und dem Reflektor 20 vor dem Reflektor 20 angeordnet. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf diese Modi eingeschränkt, und die Antenne 12 der Radareinheit 10 kann in der Draufsicht relativ zu einem distalen Endabschnitt des Reflektors 20 an einer rückwärtigen Position angeordnet sein. Auch in diesem Fall ist die Wirkung der Unterdrückung des Auftretens mehrerer Wellen durch Anordnen des distalen Endabschnitts des Reflektors 20 und der Antennenarrayrichtung der Radareinheit 10 in einer nicht-parallelen Beziehung zu erwarten.
Weiterhin ist in den Ausführungsformen 1 und 2 als ein Beispiel der Beleuchtungsvorrichtung U1 ein Modus einer horizontalen Radareinheit 10, die eine längsstrahlende Arrayantenne verwendet, dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jedoch nicht nur auf eine horizontale Radareinheit 10, sondern auch auf eine vertikale Radareinheit (das heißt eine Radareinheit mit einer geringen Länge in der ±X-Richtung), die eine Patchantenne oder dergleichen mit einer Richtcharakteristik in der Normalenrichtung der Plattenoberfläche verwendet, angewendet werden.
In den Ausführungsformen 1 und 2 ist eine längsstrahlende Arrayantenne als ein Beispiel eines Antennenelements, das die Antenne 12 bildet, dargestellt. Die Antenne 12 kann jedoch auch aus einem auf der Leiterplatte 11 gebildeten Leitermuster bestehen und kann abgesehen von der längsstrahlenden Arrayantenne auch aus einer Yagi-Arrayantenne, einer Fermi-Antenne, einer Säulenwand-Hohlleiterantenne (post-wall waveguide antenna), einer Säulenwand-Hornantenne oder dergleichen bestehen.
Weiterhin ist in den Ausführungsformen 1 und 2 als ein Beispiel der Form der Linse 40a des Garniermaterials 40 eine halbzylindrische Linse dargestellt. Jedoch kann die Linse 40a auch eine kuppelförmige Linse, eine beidseitig konvexe Linse, eine Kugellinse, eine Fresnellinse oder eine Kombination davon oder eine Kombination einer konkaven Linse und dieser Linsen sein. Weiterhin kann als die Linse 40a eine konkave Linse verwendet werden, welche die von der Antenne 12 ausgesendeten elektromagnetischen Wellen streut.
Weiterhin ist in den Ausführungsformen 1 und 2 als ein Beispiel der Beleuchtungsvorrichtung U1 ein Modus mit drei Lampeneinheiten 20 dargestellt. Jedoch kann die Beleuchtungsvorrichtung U1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch nur eine Lampeneinheit 20 aufweisen.
Mit einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Verschlechterung der Radarleistung aufgrund von Mehrfachreflexionen mit einer integrierten Radar- und Lampenkonfiguration zu unterdrücken.
(Ausführungsform 3)
In der herkömmlichen Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung sind die Radarvorrichtung und die Lichtquelle der Lampe in der Nähe voneinander angeordnet. Daher tritt bei der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik das Problem auf, dass eine elektronische Komponente wie ein Mikrocomputer einer Radarvorrichtung durch Strahlungswärme von der Lichtquelle beschädigt werden kann und der Betrieb der Radarvorrichtung destabilisiert wird.
Bei der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik kann die elektromagnetische Welle, die von der Radarvorrichtung ausgesendet und durch Reflexion durch das Ziel zurückgeworfen wird, durch den Reflektor der Lampe (das reflektierende Element, welches das von der Lichtquelle emittierte Licht konzentriert und den Bestrahlungsbereich des Lichts steuert) erneut reflektiert werden und die Antenne der Radarvorrichtung erreichen. Da der Reflektor ein reflektierendes Element ist, das sich planar erstreckt, ist es möglich, dass bezüglich der Leiterplatte und dergleichen, wo die Antenne angeordnet ist, Mehrfachreflexionen erzeugt werden und eine stehende Welle zwischen dem Reflektor und der Antenne entsteht. Dann wird die stehende Welle der elektromagnetischen Welle, die direkt von dem Ziel an der Antenne ankommt, überlagert, und ein blinder Bereich, in welchem das Ziel nicht erfasst werden kann, entsteht in der Empfangscharakteristik der Antenne.
Ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung schafft eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung, die in der Lage ist, die Ausbreitung der Strahlungswärme und die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen von der Lampenseite zu einer Seite der Radarvorrichtung zu unterdrücken, während die Radarvorrichtung und die Lampe integral ausgebildet sind.
In jeder Figur ist zur Verdeutlichung der Positionsbeziehung jeder Konfiguration ein gemeinsames orthogonales Koordinatensystem (X, Y, Z) bezüglich einer Vorwärtsrichtung dargestellt, in der die Radarvorrichtung (die einer Radareinheit der vorliegenden Offenbarung entspricht) die elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung sendet (das heißt der Richtung der Erfassung eines Objekts). In der folgenden Beschreibung entspricht eine positive Richtung der X-Achse der Vorwärtsrichtung, in der die Radarvorrichtung eine elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet (nachfolgend als eine „Vorwärtsrichtung“ oder „erste Richtung“ bezeichnet), eine positive Richtung der Y-Achse entspricht der Richtung der linken Seite der Radarvorrichtung (nachfolgend als „Linksrichtung“ abgekürzt), und eine positive Richtung der Z-Achse entspricht der Richtung der oberen Seite der Radarvorrichtung (nachfolgend als eine „Richtung nach oben“ abgekürzt).
In der folgenden Beschreibung entspricht eine +Z-Richtung der Richtung der Oberseite des Fahrzeugs, und eine Richtung, die von der +X-Richtung um 30 Grad zur +Y-Richtung gedreht ist, entspricht der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
Nachfolgend ist ein Beispiel der Konfiguration der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 (nachfolgend als „Beleuchtungsvorrichtung“ abgekürzt) beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 wird für einen Scheinwerfer verwendet, der konfiguriert ist, die Umgebung vor dem Fahrzeug zu beleuchten. Es ist anzumerken, dass nur die Konfiguration eines Scheinwerfers auf der rechten Vorderseite des Fahrzeugs beschrieben ist.
10A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug einer Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 darstellt. 10B ist eine Draufsicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 darstellt. 10C ist eine Vorderansicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
Die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 enthält eine Radareinheit 110 sowie Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c.
In der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 sind drei Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c in der Richtung von links nach rechts nebeneinander angeordnet, und die Radareinheit 110 ist auf einer unteren Seite der Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c angeordnet.
Die Radareinheit 110 gemäß Ausführungsform 3 sendet eine elektromagnetische Welle in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in eine Richtung schräg rechts aus (+X-Richtung) und führt eine Erfassung eines Objekts durch, das sich in der entsprechenden Richtung befindet. Dann führt eine Radareinheit (nicht dargestellt), die in den linken Scheinwerfer eingebaut ist, eine Erfassung eines Objekts durch, das sich in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in einer Richtung schräg links befindet.
11 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 darstellt. 12 ist eine Draufsicht der Radareinheit 110 gemäß Ausführungsform 3 aus der Sicht von oben. 13 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen der Radareinheit 110 und den Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 darstellt. 14 ist eine perspektivische Ansicht von oben, die eine Positionsbeziehung zwischen der Radareinheit 110 und den Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 3 darstellt. In 13 und 14 ist die Darstellung des Trennelements 114 ausgelassen.
Die Lampeneinheit 120a enthält eine Lichtquelle 121a und einen Reflektor 122a. Die Lampeneinheit 120a ist zusammen mit den Lampeneinheiten 120b und 120c in dem Lampengehäuse 130 aufgenommen.
Das Lampengehäuse 130 bildet einen Aufnahmeraum in dem vorderen Endbereich des Fahrzeugs und nimmt die Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c in dem Aufnahmeraum auf. Das Lampengehäuse 130 weist außerdem eine Frontabdeckung 130a auf, die konfiguriert ist, die Vorderfläche des Aufnahmeraums abzudecken. Das Lampengehäuse 130 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial (beispielsweise Polycarbonat und dergleichen). Die Frontabdeckung 130a besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, das lichtdurchlässig ist (beispielsweise Polycarbonat und dergleichen).
Die Lichtquelleneinheit 121a ist beispielsweise eine Glühlampe und emittiert Licht nach vorne (in diesem Fall in eine Richtung, die von der +X-Richtung um etwa 30° zur -Y-Richtung gedreht ist). Die Lichtquelle 121a ist an einer Rückseitenwand des Lampengehäuses 130 angebracht. Es ist anzumerken, dass eine Lichtquelle mit einem Kondensor als Lichtquelle 121a verwendet werden kann.
Der Reflektor 122a ist so angeordnet, dass er das Äußere der Lichtquelle 121a umgibt, sammelt Licht, das von der Lichtquelle 121a emittiert wird, und passt einen Bestrahlungsbereich des Lichts an. Der Reflektor 122a besteht beispielsweise aus einem viereckigen pyramidenförmigen zylindrischen Element mit einer Öffnung, die zur Vorderseite gerichtet ist, und einem in Richtung der Vorderseite zunehmenden Öffnungsdurchmesser. Der Reflektor 122a besteht beispielsweise aus einem Metallelement wie einem Aluminiummaterial. Der Reflektor 122a kann durch Metallisierung eines Kunststoffelements hergestellt werden.
Die Lampeneinheiten 120b und 120c weisen die gleiche Konfiguration auf wie die Lampeneinheit 120a und bestehen aus Lichtquellen 121b und 121c und Reflektoren 122b und 122c, welche die Lichtquelle 121b bzw. 121c umgeben. Die Lampeneinheiten 120a, 120b und 120c sind mit einem System ausgestattet, das den Scheinwerfer-Bestrahlungsbereich automatisch verschiebt und beispielsweise als adaptives Fernlichtsystem bezeichnet wird.
Nachfolgend ist eine beliebige aus der Lampeneinheit 120a, Lampeneinheit 120b und Lampeneinheit 120c als „Lampeneinheit 120“, „Lichtquelle 121“ und „Reflektor 122“ abgekürzt, sofern nicht explizit differenziert wird.
Die Radareinheit 110 enthält eine Leiterplatte 111, eine Antenne 112, eine Signalverarbeitungsschaltung 113, ein Trennelement 114 und eine dielektrische Linse 115.
Die Leiterplatte 111 ist eine Platte, auf der die Antenne 112 und die Signalverarbeitungsschaltung 113 montiert sind. Als Leiterplatte 111 wird beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte (Printed Circuit Board, PCB), ein Halbleitersubstrat mit integrierter Signalverarbeitungsschaltung 113 oder dergleichen verwendet.
Im Interesse der Miniaturisierung der Beleuchtungsvorrichtung U2 ist die Leiterplatte 111 auf der unteren Seite des Reflektors 122 so angeordnet, dass sich die Plattenoberfläche im Wesentlichen in der horizontalen Richtung erstreckt. Hier schließt „im Wesentlichen in der horizontalen Richtung“ nicht nur einen Zustand ein, in welchem die Plattenoberfläche vollständig horizontal zum Boden ist, sondern auch einen Zustand, in welchem die Plattenoberfläche in Bezug auf den Boden geneigt ist. Die Leiterplatte 111 kann auch auf der oberen Seite des Reflektors 122 angeordnet sein.
Mit anderen Worten stellt die Radareinheit 110 einen horizontalen Millimeterwellenradar dar, bei dem die Leiterplatte 111 horizontal angeordnet ist. Infolgedessen ist die Radareinheit 110 in der ±Z-Richtung dünner als die Lampeneinheit 120.
Die Antenne 112 ist im vorderen Bereich der Plattenoberfläche der Leiterplatte 111 angeordnet, sendet eine elektromagnetische Welle Ft nach vorne aus (+X-Richtung) und empfängt eine reflektierte Welle Fr, bei der es sich um die elektromagnetische Welle handelt, die von einem Ziel reflektiert wird.
Die Antenne 112 ist beispielsweise eine längsstrahlende Arrayantenne mit einer Richtcharakteristik in der Richtung der vorderen Endseite der Leiterplatte 111. Die längsstrahlende Arrayantenne ist konfiguriert, eine Vielzahl von Leiterbahnen zu enthalten, die so angeordnet sind, dass die Längsrichtungen von diesen parallel sind, und sendet und empfängt elektromagnetische Wellen in der Richtung, in der die Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sind. Die Antenne 112 besteht beispielsweise aus sechs längsstrahlenden Arrayantennen (nachfolgend auch als „Antennenelemente“ bezeichnet), die nebeneinander in der ±Y-Richtung angeordnet sind. Die Antenne 112 ist als eine phasengesteuerte Arrayantenne durch sechs Antennenelemente gebildet.
Die Antenne 112 ist relativ zu dem Reflektor 122 auf der Seite in Vorwärtsrichtung (das heißt in der Richtung der Außenseite des Fahrzeugs) angeordnet. Mit anderen Worten ist die Antenne 112 so angeordnet, dass sie sich in der Draufsicht nicht mit dem Reflektor 122 überlappt. Dadurch wird verhindert, dass die Antenne 112 und der Reflektor 122 einander gegenüber liegen, wodurch die Erzeugung der stehenden Welle zwischen der Antenne 112 und dem Reflektor 122 verhindert wird.
Eine Vielzahl von Antennenelementen, welche die Antenne 112 bilden, sind so angeordnet, dass die Arrayrichtung der Vielzahl der Antennenelemente in der Draufsicht nicht-parallel zur Erstreckungsrichtung der vorderen Endabschnitte 122aa, 122ba und 122ca des Reflektors 122 ist (siehe 13 und 14). Weiter bevorzugt ist die Arrayrichtung der Antenne 112 so eingestellt, dass sie in der Draufsicht einen Winkel im Bereich von 9 Grad bis 171 Grad (Winkel θin 13) in Bezug auf die Erstreckungsrichtung der vorderen Endabschnitte 122aa, 122ba und 122ca des Reflektors 122 aufweist. Dadurch werden die reflektierten Wellen, die an den vorderen Endabschnitten 122aa, 122ba und 122ca des Reflektors 122 ankommen, von einer Installationsposition der Antenne 112 (hier in die +Y-Richtung oder die -Y-Richtung) weg gestreut, wenn sie an den vorderen Endabschnitten 122aa, 122ba und 122ca des Reflektors 122 erneut reflektiert werden. Mit anderen Worten ist es möglich, die Menge der mehrfach reflektierten Komponenten der reflektierten Wellen, die an der Antenne 112 ankommen, zu reduzieren.
Beispielsweise sendet die Signalverarbeitungsschaltung 113 ein hochfrequentes Ansteuersignal an die Antenne 112, um eine elektromagnetische Welle Ft (beispielsweise eine elektromagnetische Welle im Millimeterwellenband) von der Antenne 112 auszusenden, oder führt eine Empfangsverarbeitung für ein empfangenes Signal durch, das eine von der Antenne 112 empfangene reflektierte Welle betrifft. Dann wird die Empfangsverarbeitung (beispielsweise Erfassungswellenverarbeitung oder Frequenzanalyseverarbeitung) durch die Signalverarbeitungsschaltung 113 durchgeführt, um den Abstand zu dem Ziel (beispielsweise ein Fahrzeug oder eine Person), den Azimutwinkel des Ziels und andere Parameter wie die Reflexionsintensität und Geschwindigkeit des Ziels zu erfassen. Da die Empfangsverarbeitung durch die Signalverarbeitungsschaltung 113 derjenigen einer bekannten Konfiguration entspricht, ist eine ausführliche Beschreibung davon hier ausgelassen.
Das Trennelement 114 ist so angeordnet, dass es den Raum zwischen der Lampeneinheit 120 und der Radareinheit 110 teilt, um die Übertragung von Strahlungswärme und elektromagnetischen Wellen zwischen der Lampeneinheit 120 und der Radareinheit 110 abzuschirmen. Das Trennelement 114 gemäß Ausführungsform 3 ist so angeordnet, dass es die Umgebung der Leiterplatte 111 umgibt, und dient auch als ein Radargehäuse (nachfolgend auch als Radargehäuse 114 bezeichnet) zur Aufnahme der Leiterplatte 111. Das Trennelement 114 ist mit Hilfe eines Befestigungselements (beispielsweise einer Schraube) in einem Zustand, in welchem die Leiterplatte 111 aufgenommen ist, an der unteren Oberfläche des Lampengehäuses 130 montiert.
Insbesondere unterdrückt das Trennelement 114 die Ausbreitung der Strahlungswärme, die von der Lichtquelle 121 emittiert wird, zur Leiterplatte 111 (beispielsweise Signalverarbeitungsschaltung 113) und unterdrückt die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen, die von vorne kommen und durch den Reflektor 122 reflektiert werden, zu der Antenne 112. Die zu dem Trennelement 114 übertragene Strahlungswärme wird beispielsweise über das gesamte Trennelement 114 verteilt und zu dem Element und dem äußeren Raum, die mit dem Trennelement 114 in Kontakt kommen, abgeleitet. Dementsprechend wird unterdrückt, dass die von der Lichtquelle 121 emittierte Strahlungswärme ein Überhitzen der auf der Leiterplatte 111 montierten Signalverarbeitungsschaltung 113 bewirkt.
Weiterhin unterdrückt das Trennelement 114 die Ausbreitung der reflektierten Wellen, die durch das Ziel reflektiert werden, zu der Antenne 112, wenn sie durch den Reflektor 122 erneut reflektiert werden. Das Trennelement 114 dient auch als Abschirmung der Nebenkeulenkomponente der elektromagnetischen Welle, die von der Antenne 112 emittiert wird, sodass diese nicht zu der Lichtquelle 121 (beispielsweise Steuerschaltung (nicht dargestellt), welche die Lichtquelle 121 steuert), gelenkt wird.
Für das Trennelement 114 kann ein beliebiges Material verwendet werden, solange es sich um ein Element handelt, das in der Lage ist, die Übertragung von Strahlungswärme und elektromagnetischen Wellen abzuschirmen, aber typischerweise wird ein Metallelement (beispielsweise Aluminium oder Kupfer) verwendet. Im Interesse der Erleichterung der Wärmeabführung ist das Material des Trennelements 114 bevorzugt ein Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das Material des Lampengehäuses 130 (beispielsweise ein Kunststoffmaterial) und weiter bevorzugt ein Metallelement wie Aluminium. Andererseits kann das Trennelement 114 aus einer Kombination eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit (beispielsweise ein Element, das Kohlenstoff enthält) und eines Elements, das in der Lage ist, die Übertragung elektromagnetischer Wellen abzuschirmen, bestehen.
Die dielektrische Linse 115 ist an dem Fensterabschnitt, der in der Vorderfläche des Radargehäuses 114 (Trennelement 114) ausgebildet ist, angebracht, verengt den Strahl der elektromagnetischen Welle Ft, die von der Antenne 112 ausgesendet wird, überträgt diese in der Vorwärtsrichtung und konzentriert die von dem Ziel zurückgeworfene reflektierte Welle auf der Antenne 112.
Die dielektrische Linse 115 ist beispielsweise durch eine halbzylindrische oder parabolisch-zylindrische Linse, die sich in der +X-Richtung vorwölbt und in der ±Y-Richtung erstreckt, gebildet. Die dielektrische Linse 115 mit der halbzylindrischen Form oder der parabolischen Zylinderform weist im Querschnitt an jeder Position in der ±Y-Richtung im Wesentlichen die gleiche Form auf, sodass ein Brechungswinkel der reflektierten Welle, welche die verschiedenen Positionen in der ±Y-Richtung erreicht, bevorzugt gleich gestaltet ist. Infolgedessen wird verhindert, dass die reflektierten Wellen, die von außerhalb der Vorrichtung kommen, aus den verschiedenen Richtungen (z. B. +Y-Richtung und -Y-Richtung in Bezug auf die Antenne 112) in die Antenne 112 eintreten. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Genauigkeit der Erfassung eines Objekts verhindert werden (beispielsweise eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund wechselseitiger Interferenz oder eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund einer Änderung des Phasenunterschieds).
(Vorteilhafte Wirkung eines Beispiels)
Wie oben beschrieben, enthält die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 3: die Lampeneinheit 120, welche die Lichtquelle 121, die konfiguriert ist, Licht in einer ersten Richtung (Vorwärtsrichtung in diesem Fall) zu emittieren, und den Reflektor 122, der die Lichtquelle 121 umgibt, enthält; die Radareinheit 110, welche die Leiterplatte 111, die so angeordnet ist, dass sich die Plattenoberfläche in einer horizontalen Weise auf einer unteren Seite oder einer oberen Seite der Lampeneinheit 120 erstreckt, und die Antenne 112, die relativ zu dem Reflektor 122 auf der Seite in der ersten Richtung auf der Plattenoberfläche der Leiterplatte 111 angeordnet ist, um elektromagnetische Wellen in der ersten Richtung auszusenden und die reflektierten Wellen von diesen zu empfangen, aufweist; und ein Trennelement 114, das so angeordnet ist, dass es einem Raum zwischen der Lampeneinheit 120 und der Radareinheit 110 trennt, um die Übertragung von Strahlungswärme und elektromagnetischen Wellen zwischen der Lampeneinheit 120 und der Radareinheit 110 abzuschirmen.
Daher kann gemäß der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 3 die Übertragung von Strahlungswärme von der Lichtquelle 121 der Lampeneinheit 120 zu der Radareinheit 110 über das Trennelement 114 unterdrückt werden. Dementsprechend kann das Auftreten eines Betriebsausfalls der Radareinheit 110 aufgrund des Einflusses von Wärme unterdrückt werden.
Gemäß der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 3 kann die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle (mehrfach reflektierte Komponenten der reflektierten Welle), die durch den Reflektor 122 erneut reflektiert wird, aus der reflektierten Welle von dem Ziel zu der Antenne 112 durch das Trennelement 114 unterdrückt werden. Dadurch kann die Situation, dass mehrfach reflektierte Komponenten der reflektierten Wellen den reflektierten Wellen, die direkt von dem Ziel die Antenne 112 erreichen, überlagert werden und dadurch die Empfangscharakteristik der Antenne 112 verschlechtern, unterdrückt werden.
(Ausführungsform 4)
Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 15 eine Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 4 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 4 unterscheidet sich von Ausführungsform 3 in einer Konfiguration des Trennelements 114. Es ist anzumerken, dass eine Beschreibung der mit Ausführungsform 3 übereinstimmenden Struktur ausgelassen ist.
(Nachfolgend gilt Gleiches auch für die anderen Ausführungsformen).
15 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 4 darstellt.
Das Trennelement 114 gemäß Ausführungsform 4 weist einen ersten sich erstreckenden Abschnitt 114a auf, der sich relativ zu der Leiterplatte 111 auf der vorderen Seite erstreckt, und weist eine solche Konfiguration auf, dass es die dielektrische Linse 115 (das heißt das Abdeckungselement) und die Frontabdeckung 130a an dem ersten sich erstreckenden Abschnitt 114a kontaktiert. Genauer erstreckt sich der erste sich erstreckende Abschnitt 114a bis an eine Position, die mit der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 115 und der vorderen Endfläche der Frontabdeckung 130a in Kontakt kommt.
Das Trennelement 114 gemäß Ausführungsform 4 absorbiert Strahlungswärme, die von der Lichtquelle 121 emittiert wird, und die Wärme wird über den ersten sich erstreckenden Abschnitt 114a und die vordere Endfläche der Frontabdeckung 130a zu der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 115 und der vorderen Endfläche der Frontabdeckung 130a übertragen, um die Temperatur der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 115 und der vorderen Endfläche der Frontabdeckung 130a zu erhöhen. Mit anderen Worten wird in Ausführungsform 4 die Wärme des Trennelements 114 zur Enteisung, zum Verhindern des Beschlagens und des Ansammelns von Schnee an der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 115 und der vorderen Endfläche der Frontabdeckung 130a genutzt.
Obwohl der erste sich erstreckende Abschnitt 114a des Trennelements 114 hier in Kontakt sowohl mit der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 115 als auch der vorderen Endfläche der Frontabdeckung 130a ist, kann er auch so konfiguriert sein, dass er mit mindestens der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 115 in Kontakt kommt. Andererseits ist der erste sich erstreckende Abschnitt 114a vorzuziehen, auch wenn andere Abdeckungselemente anstelle der dielektrischen Linse vor der Antenne 112 verwendet werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 4 möglich, die Temperatur der dielektrischen Linse 115, die auf der Außenseite des Fahrzeugs freiliegt, mit Hilfe der von der Lichtquelle 121 emittierten Strahlungswärme zu erhöhen. Dadurch kann unterdrückt werden, dass Eis, Schnee oder dergleichen an der dielektrischen Linse 115 anhaftet. Dadurch ist es möglich, den Ausgangsgewinn und den Empfangsgewinn der Antenne 112 zu verbessern.
(Ausführungsform 5)
Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 16 die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 5 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 5 unterscheidet sich von Ausführungsform 3 in einer Konfiguration des Trennelements 114.
16 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 5 darstellt.
Das Trennelement 114 gemäß Ausführungsform 5 weist einen zweiten sich erstreckenden Abschnitt 114b auf, der sich von einem Bereich oberhalb der Leiterplatte 111 in den rückwärtigen Bereich der Leiterplatte 111 erstreckt. Weiterhin weist der zweite sich erstreckende Abschnitt 114b eine Struktur auf, die in Bezug auf die horizontale Richtung zur Unterseite verläuft. Mit einer solchen Konfiguration reflektiert der zweite sich erstreckende Abschnitt 114b die Komponenten der reflektierten Welle von dem Ziel, die in den rückwärtigen Bereich der Leiterplatte 111 gelenkt werden, erneut auf solche Weise, dass sie nach unten abgelenkt werden, sodass verhindert wird, dass die reflektierte Welle von dem rückwärtigen Bereich wieder zur Antenne 112 läuft. Dadurch kann unterdrückt werden, dass die reflektierte Welle von dem rückwärtigen Bereich der Leiterplatte 111 in der Antenne 112 erfasst wird.
In dem Fall, in welchem die Leiterplatte 111 oberhalb des Reflektors 122 angeordnet ist, weist der zweite sich erstreckende Abschnitt 114b eine Struktur auf, die in Bezug auf die horizontale Richtung zur Oberseite läuft.
Wie oben beschrieben, können gemäß der Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 5 die elektromagnetischen Wellen, welche die Antenne 112 aufgrund von Mehrfachreflexionen erreichen, unterdrückt werden, um die Empfangscharakteristik der Antenne 112 zu verbessern.
(Ausführungsform 6)
Als Nächstes ist die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 6 unter Bezugnahme auf 17 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 6 unterscheidet sich von Ausführungsform 3 im Hinblick auf die Struktur des Trennelements 14.
17 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 6 darstellt.
Das Trennelement 114 gemäß Ausführungsform 6 weist einen dritten sich erstreckenden Abschnitt 114c auf, der sich auf der Seite in Vorwärtsrichtung der Leiterplatte 111 in Vorwärtsrichtung von der Antenne 112 weg erstreckt. Der dritte sich erstreckende Abschnitt 114c weist eine Form auf, die in Vorwärtsrichtung nach oben geneigt ist. Das heißt, die Form des Trennelements 114 gemäß Ausführungsform 6 ist so eingestellt, dass der Öffnungsdurchmesser des Fensterabschnitts zum Senden und Empfangen einer elektromagnetischen Welle in Vorwärtsrichtung der Antenne 112 zunimmt.
Dadurch kann eine Reduzierung des Ausgangsgewinns der Antenne 112 aufgrund der Reflexion von Komponenten einer elektromagnetischen Welle, die von der Antenne 112 ausgesendet wird und sich in der radialen Richtung ausbreitet, durch das Trennelement 114 unterdrückt werden, wenn die Antenne 112 die elektromagnetische Welle aussendet, während die Größe des Trennelements 114 (das heißt des Radargehäuses) reduziert wird.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 6 eine Reduzierung des Ausgangsgewinns der Antenne 112 aufgrund der Reflexion der elektromagnetischen Welle an dem Trennelement 114 unterdrückt werden, während die Größe der gesamten Vorrichtung reduziert wird.
(Ausführungsform 7)
Als Nächstes ist die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 7 unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 7 unterscheidet sich von Ausführungsform 3 darin, dass das Trennelement 114 ein elektromagnetische Wellen absorbierendes Material 114d aufweist.
18 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß Ausführungsform 7 darstellt.
Das Trennelement 114 gemäß Ausführungsform 7 weist ein elektromagnetische Wellen absorbierendes Material 114d auf, das zwischen der Leiterplatte 111 und der Innenwandfläche des Radargehäuses 114 angeordnet ist. Das elektromagnetische Wellen absorbierende Material 114d absorbiert die in den rückwärtigen Bereich der Antenne 112 gelenkten Komponenten der reflektierten Welle von dem Ziel und unterdrückt das Auftreten der Mehrfachreflexionen der reflektierten Welle zwischen dem Trennelement 114 und der Leiterplatte 111.
Beispiele des Materials des elektromagnetische Wellen absorbierenden Materials 114d beinhalten ein leitfähiges Absorptionsmaterial, das konfiguriert ist, einen durch die elektromagnetische Welle erzeugten Strom aufgrund eines Widerstandsverlusts in dem Inneren des Materials zu absorbieren, ein dielektrisches, Wellen absorbierendes Material (beispielsweise Kohlenstoff), das konfiguriert ist, einen dielektrischen Verlust, der durch eine Polarisierungsreaktion der Moleküle verursacht wird, zu nutzen, ein magnetisches, Wellen absorbierendes Material (beispielsweise Eisen, Nickel, Ferrit), das konfiguriert ist, eine Funkwelle aufgrund eines magnetischen Verlusts des magnetischen Materials zu absorbieren, und dergleichen.
Weiterhin können die Beispiele des Materials des elektromagnetische Wellen absorbierenden Materials 114d auch ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit beinhalten; beispielsweise kann eine Graphitfolie oder dergleichen verwendet werden.
Wie oben beschrieben, können gemäß der Beleuchtungsvorrichtung U2 von Ausführungsform 7 die elektromagnetischen Wellen, welche die Antenne 112 aufgrund von Mehrfachreflexionen erreichen, unterdrückt werden, sodass die Empfangscharakteristik der Antenne 112 verbessert wird.
(Modifizierte Modi)
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen 3 bis 7 beschränkt, und verschiedene modifizierte Modi sind ebenfalls denkbar.
In den Ausführungsformen 3 bis 7 sind verschiedene Modi eines Beispiels der Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U2 dargestellt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch eine Kombination der in den jeweiligen Ausführungsformen beschriebenen Modi verwendet werden kann.
Weiterhin ist in den oben erwähnten Ausführungsformen 3 bis 7 der Scheinwerfer als ein Beispiel des Ziels, für das die Beleuchtungsvorrichtung U2 verwendet wird, dargestellt, aber die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auch für eine Heckleuchte oder eine kleine Leuchte verwendet werden.
Weiterhin ist in den Ausführungsformen 3 bis 7 als ein Beispiel der Beleuchtungsvorrichtung U2 ein Modus einer horizontalen Radareinheit 110, die eine längsstrahlende Arrayantenne verwendet, dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jedoch nicht nur auf eine horizontale Radareinheit 110, sondern auch auf eine vertikale Radareinheit, die eine Patchantenne oder dergleichen mit einer Richtcharakteristik in der Normalenrichtung der Plattenoberfläche verwendet, angewendet werden.
Weiterhin ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen 3 bis 7 als ein Beispiel der Installationsposition der Leiterplatte 111 ein Fall der unteren Seite des Reflektors 122 dargestellt. Als die Installationsposition der Leiterplatte 111 kann jedoch auch die obere Seite des Reflektors 122 verwendet werden. Es ist anzumerken, dass sich in diesem Fall die Installationsposition des Trennelements 114 auf der Seite der unteren Oberfläche der Leiterplatte 111 befindet.
In den Ausführungsformen 3 bis 7 ist eine längsstrahlende Arrayantenne als ein Beispiel eines Antennenelements, das die Antenne 112 bildet, dargestellt. Die Antenne 112 kann jedoch nur aus einem auf der Leiterplatte 111 gebildeten Leitermuster zu bestehen, und anstelle der längsstrahlenden Arrayantenne kann auch eine Yagi-Arrayantenne, eine Fermi-Antenne, eine Säulenwand-Hohlleiterantenne (post wall waveguide antenna), eine Säulenwand-Hornantenne oder dergleichen verwendet werden.
In den Ausführungsformen 3 bis 7 ist eine halbzylindrische Linse als ein Beispiel der Form der dielektrischen Linse 115 dargestellt. Beispiele der Form der dielektrischen Linse 115 beinhalten jedoch auch eine kuppelförmige Linse, eine beidseitig konvexe Linse, eine Kugellinse, eine Fresnellinse oder eine Kombination davon oder eine Kombination einer konkaven Linse und dieser Linsen. Darüber hinaus kann als die dielektrische Linse 115 eine konkave Linse verwendet werden, welche eine von der Antenne 112 ausgesendete elektromagnetische Welle streut.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 3 bis 7 ist ein Modus, in welchem als ein Beispiel der Beleuchtungsvorrichtung U2 drei Lampeneinheiten 120 vorgesehen sind, beschrieben. Jedoch kann die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U2 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch eine Konfiguration mit nur einer Lampeneinheit 120 aufweisen.
Gemäß der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung kann die Ausbreitung der Strahlungswärme und elektromagnetischen Welle von der Lampenseite zur Seite der Radarvorrichtung unterdrückt werden.
Die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung zum Überwachen eines Bereichs in einer ersten Richtung außerhalb eines Fahrzeugs, die enthält: eine Lampeneinheit, die eine Lichtquelle, die Licht in der ersten Richtung emittiert, und einen Reflektor, der die Lichtquelle umgibt, enthält; eine Radareinheit, die eine Leiterplatte, die so angeordnet ist, dass sich eine Plattenoberfläche im Wesentlichen in der horizontalen Richtung auf einer unteren Seite oder einer oberen Seite der Lampeneinheit erstreckt, und eine Antenne, die relativ zu dem Reflektor auf der Seite in der ersten Richtung auf der Plattenoberfläche der Leiterplatte angeordnet ist, um elektromagnetische Wellen in der ersten Richtung auszusenden und die reflektierten Wellen von diesen zu empfangen, enthält; und ein Trennelement, das so angeordnet ist, dass es einen Raum zwischen der Lampeneinheit und der Radareinheit teilt, um die Übertragung von Strahlungswärme und elektromagnetischen Wellen zwischen der Lampeneinheit und der Radareinheit abzuschirmen.
In einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung besteht das Trennelement aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als ein Lampengehäuse, in dem die Lampeneinheit aufgenommen ist.
In der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung besteht das Trennelement aus einem Metallelement.
In einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung weist das Trennelement einen ersten sich erstreckenden Abschnitt auf, der sich relativ zu der Leiterplatte zur Seite in der ersten Richtung erstreckt, und der erste sich erstreckende Abschnitt kontaktiert ein Abdeckungselement, das so angeordnet ist, dass es einen Bereich abdeckt, durch den die elektromagnetischen Wellen laufen.
In einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst das Trennelement einen zweiten sich erstreckenden Abschnitt, der sich von dem ersten sich erstreckenden Abschnitt in den rückwärtigen Bereich der Leiterplatte erstreckt, wobei der rückwärtige Bereich der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und der zweite sich erstreckende Abschnitt reflektiert die elektromagnetischen Wellen, die von der Seite in der ersten Richtung den rückwärtigen Bereich der Leiterplatte erreichen, zur Unterseite oder Oberseite.
In der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst das Trennelement einen dritten sich erstreckenden Abschnitt, der sich auf der Seite in der ersten Richtung der Leiterplatte in der ersten Richtung von der Antenne weg erstreckt.
In einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst das Trennelement ein Element mit Absorptionseigenschaft für elektromagnetische Wellen.
In der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung besteht die Antenne aus einer längsstrahlenden Arrayantenne.
(Ausführungsform 8)
Im Übrigen ist die Radarvorrichtung in der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung dieses Typs in einem Zustand angeordnet, in welchem sie mit dem Abdeckungselement abgedeckt ist, damit die eingebaute Radarvorrichtung geschützt ist. Die Radarvorrichtung sendet und empfängt elektromagnetische Wellen durch das Abdeckungselement in den bzw. aus dem Bereich außerhalb des Fahrzeugs.
In Abhängigkeit von einer Fahrumgebung des Fahrzeugs jedoch gibt es Fälle, in denen Eis, Schnee und Frost an dem Abdeckungselement anhaften. Aufgrund des an dem Abdeckungselement anhaftenden Eises, Schnees oder dergleichen besteht in einem solchen Fall das Problem, dass der Ausgangsgewinn und Empfangsgewinn der elektromagnetischen Welle, die von der Radarvorrichtung ausgesendet und empfangen wird, reduziert wird und die Genauigkeit der Erfassung eines Objekts der Radarvorrichtung reduziert wird.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme schafft ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung eine Steuervorrichtung einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Reduzierung der Radarleistung aufgrund von an dem Abdeckungselement, das vor der Radarvorrichtung angeordnet ist, anhaftendem Eis, Schnee oder dergleichen zu unterdrücken.
[Konfiguration der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung]
Nachfolgend ist ein Beispiel der Konfiguration einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung (nachfolgend als „Beleuchtungsvorrichtung“ abgekürzt) gemäß Ausführungsform 8 beschrieben. Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird für einen Scheinwerfer verwendet, der konfiguriert ist, die Umgebung vor dem Fahrzeug zu beleuchten. Es ist anzumerken, dass nur die Konfiguration eines Scheinwerfers auf der rechten Vorderseite des Fahrzeugs beschrieben ist.
In jeder Figur ist zur Verdeutlichung der Positionsbeziehung jeder Komponente ein gemeinsames orthogonales Koordinatensystem bezüglich der Vorwärtsrichtung (das heißt der Richtung der Erfassung eines Objekts), in der die Radarvorrichtung eine elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet, definiert (X, Y, Z). In der folgenden Beschreibung entspricht die positive Richtung der X-Achse der Vorwärtsrichtung, in der die Radarvorrichtung eine elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet (nachfolgend als eine „Vorwärtsrichtung“ oder „erste Richtung“ bezeichnet), die positive Richtung der Y-Achse entspricht der Richtung der rechten Seite der Radarvorrichtung (nachfolgend als „Rechtsrichtung“ abgekürzt), und die positive Richtung der Z-Achse entspricht der Richtung der oberen Seite der Radarvorrichtung (nachfolgend als eine „Richtung nach oben“ abgekürzt).
In der folgenden Beschreibung entspricht die +Z-Richtung der Richtung der oberen Seite des Fahrzeugs, und die Richtung, die von der +X-Richtung um 30 Grad zur -Y-Richtung gedreht ist, entspricht der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug einer Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß Ausführungsform 8 darstellt.
Die Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß Ausführungsform 8 enthält eine Radarvorrichtung 210, Lampen 220a, 220b und 220c und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 200 (siehe 20).
In der Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß Ausführungsform 8 sind drei Lampen 220a, 220b und 220c nebeneinander in der Richtung von links nach rechts angeordnet, und die Radarvorrichtung 210 ist auf der unteren Seite der Lampen 220a, 220b und 220c angeordnet.
Die Radarvorrichtung 210 gemäß Ausführungsform 8 sendet eine elektromagnetische Welle in eine Richtung schräg rechts (+X-Richtung) in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs aus und führt eine Erfassung eines Objekts durch, das sich in dieser Richtung befindet. Dann führt eine Radarvorrichtung (nicht dargestellt), die in den linken Scheinwerfer eingebaut ist, eine Erfassung eines Objekts durch, das sich in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in einer Richtung schräg links befindet.
20 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß dieser Ausführungsform darstellt. 21 ist eine Draufsicht der Radarvorrichtung 210 gemäß Ausführungsform 8 aus der Sicht von oben.
Die Lampeneinheit 220a enthält eine Lichtquelle 221a und einen Reflektor 222a. Die Lampeneinheit 220a ist zusammen mit den Lampen 220b und 220c in dem Lampengehäuse 230 aufgenommen.
Das Lampengehäuse 230 bildet einen Aufnahmeraum in dem vorderen Endbereich des Fahrzeugs und nimmt die Radarvorrichtung 210 und die Lampeneinheiten 220a, 220b und 220c in dem Aufnahmeraum auf. Das Lampengehäuse 230 weist eine Frontabdeckung 230a auf, welche die Vorderfläche des Aufnahmeraums abdeckt. Das Lampengehäuse 230 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial (z. B. Polycarbonat und dergleichen). Weiterhin ist die Frontabdeckung 230a aus einem Kunststoffmaterial (beispielsweise Polycarbonat und dergleichen) mit Lichtdurchlässigkeit gebildet.
Die Lichtquelle 221a ist beispielsweise eine Glühlampe und emittiert Licht nach vorne (hier in der Richtung, die von der +X-Richtung um 30 Grad zur -Y-Richtung gedreht ist). Die Lichtquelle 221a ist an der Rückseitenwand des Lampengehäuses 230 angebracht. Eine Lichtquelle mit einem Kondensator kann als Lichtquelle 221a verwendet werden.
Der Reflektor 222a ist so angeordnet, dass er das Äußere der Lichtquelle 221a umgibt, um das Licht, das von der Lichtquelle 221a emittiert wird, zu sammeln und den Bestrahlungsbereich des Lichts anzupassen. Der Reflektor 222a besteht beispielsweise aus einem viereckigen pyramidenförmigen zylindrischen Element, dessen Öffnung zur Vorderseite gerichtet ist und in Vorwärtsrichtung im Durchmesser zunimmt. Der Reflektor 222a besteht beispielsweise aus einem Metallelement wie einem Aluminiummaterial. Weiterhin kann der Reflektor 222a durch Metallisierung eines Kunststoffelements hergestellt sein.
Die Lampen 220b und 220c weisen die gleiche Konfiguration auf wie die Lampe 220a, und jede besteht aus der Lichtquelle und einem Reflektor, der die Lichtquelle umgibt. Die Lampen 220a, 220b und 220c verfügen über ein System, das den Bestrahlungsbereich des Scheinwerfers automatisch verschiebt und beispielsweise als adaptives Fernlichtsystem bezeichnet wird.
In der folgenden Beschreibung ist eine beliebige aus der Lampe 220a, Lampe 220b und Lampe 220c als „Lampeneinheit 220“, „Lichtquelle 221“ und „Reflektor 222“ abgekürzt, sofern nicht explizit differenziert wird.
Die Radarvorrichtung 210 enthält eine Leiterplatte 211, eine Antenne 212, eine Signalverarbeitungsschaltung 213 und ein Trennelement 214.
Die Radarvorrichtung 210 gemäß Ausführungsform 8 sendet und empfängt weiterhin über die dielektrische Linse 215 eine elektromagnetische Welle in den bzw. aus dem vorderen Bereich außerhalb eines Fahrzeugs. Mit anderen Worten dient die dielektrische Linse 215 gemäß Ausführungsform 8 auch als ein Abdeckungselement, das die Radarvorrichtung 210 schützt (nachfolgend auch als „Abdeckungselement 215“ bezeichnet).
Die Leiterplatte 211 ist eine Platte, auf der die Antenne 212 und die Signalverarbeitungsschaltung 213 montiert sind. Als Leiterplatte 211 wird beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte (Printed Circuit Board, PCB), ein Halbleitersubstrat mit integrierter Signalverarbeitungsschaltung 213 oder dergleichen verwendet.
Im Interesse der Miniaturisierung der Beleuchtungsvorrichtung U3 ist die Leiterplatte 211 auf der unteren Seite des Reflektors 222 so angeordnet, dass sich die Plattenoberfläche in der horizontalen Richtung erstreckt. Die Leiterplatte 211 kann auch auf der oberen Seite des Reflektors 222 angeordnet sein.
Die Antenne 212 ist im vorderen Bereich der Plattenoberfläche der Leiterplatte 211 angeordnet, sendet eine elektromagnetische Welle Ft nach vorne aus (+X-Richtung) und empfängt eine reflektierte Welle Fr, bei der es sich um die elektromagnetische Welle handelt, die von einem Ziel reflektiert wird.
Die Antenne 212 umfasst beispielsweise längsstrahlende Arrayantenne mit einer Richtcharakteristik in der Richtung der vorderen Endseite der Leiterplatte 211. Die längsstrahlende Arrayantenne ist konfiguriert, eine Vielzahl von Leiterbahnen zu enthalten, die so angeordnet sind, dass die Längsrichtungen von diesen parallel sind, und sendet und empfängt elektromagnetische Wellen in der Richtung, in der die Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sind. Die Antenne 212 besteht beispielsweise aus sechs längsstrahlenden Arrayantennen (nachfolgend auch als „Antennenelemente“ bezeichnet), die nebeneinander in der ±Y-Richtung angeordnet sind. Die Antenne 212 ist als eine phasengesteuerte Arrayantenne durch sechs Antennenelemente gebildet.
Die Antenne 212 ist in Bezug auf den Reflektor 222 in Vorwärtsrichtung angeordnet. Mit anderen Worten ist die Antenne 212 so angeordnet, dass sie sich in der Draufsicht nicht mit dem Reflektor 222 überlappt. Dadurch wird verhindert, dass die Antenne 212 und der Reflektor 222 einander gegenüber liegen, wodurch die Erzeugung der stehenden Welle zwischen der Antenne 212 und dem Reflektor 222 verhindert wird.
Beispielsweise sendet die Signalverarbeitungsschaltung 213 ein hochfrequentes Ansteuersignal an die Antenne 212, um eine elektromagnetische Welle (beispielsweise eine elektromagnetische Welle im Millimeterwellenband) von der Antenne 212 auszusenden, oder führt eine Empfangsverarbeitung für ein empfangenes Signal durch, das eine von der Antenne 212 empfangene reflektierte Welle betrifft. Dann wird die Erfassung des Abstands zu dem Ziel (beispielsweise ein Fahrzeug oder eine Person), des Azimutwinkels des Ziels und der Reflexionsintensität und Geschwindigkeit des Ziels und dergleichen durch die Empfangsverarbeitung (beispielsweise Erfassungswellenverarbeitung oder Frequenzanalyseverarbeitung) von der Signalverarbeitungsschaltung 213 durchgeführt. Da die Empfangsverarbeitung durch die Signalverarbeitungsschaltung 213 derjenigen einer bekannten Konfiguration entspricht, ist eine ausführliche Beschreibung davon hier ausgelassen.
Das Trennelement 214 ist so angeordnet, dass es einen Raum zwischen der Lampe 220 und der Radarvorrichtung 210 teilt, und schirmt die Übertragung von Strahlungswärme zwischen den Lampen 220a, 220b und 220c und der Radarvorrichtung 210 ab. Insbesondere unterdrückt das Trennelement 214 die Ausbreitung der von der Lichtquelle 221 emittierten Strahlungswärme zu der Leiterplatte 11 (beispielsweise Signalverarbeitungsschaltung 213). Dementsprechend wird unterdrückt, dass die von der Lichtquelle 221 emittierte Strahlungswärme ein Überhitzen der auf der Leiterplatte 211 montierten Signalverarbeitungsschaltung 213 bewirkt. Das Trennelement 214 dient weiterhin der Unterdrückung der Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle, die von vorne ankommt und durch den Reflektor 222 reflektiert wird, zu der Antenne 212.
Es ist anzumerken, dass das Trennelement 214 gemäß Ausführungsform 8 so angeordnet ist, dass es die Leiterplatte 211 umgibt, und außerdem als ein Radargehäuse dient, in dem die Leiterplatte 211 aufgenommen ist. Das Trennelement 214 ist mit Hilfe eines Befestigungselements (beispielsweise einer Schraube) in einem Zustand, in welchem die Leiterplatte 211 aufgenommen ist, an der unteren Oberfläche des Lampengehäuses 230 montiert.
Weiterhin erstreckt sich das Trennelement 214 relativ zu der Leiterplatte 211 zur Seite in Vorwärtsrichtung und weist einen sich erstreckenden Abschnitt 214a auf, der die dielektrische Linse 215 kontaktiert. Mit anderen Worten dient das Trennelement 214 der Absorption der von der Lichtquelle 221 emittierten Strahlungswärme und überträgt die Wärme zu der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 215, um die Temperatur der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 215 zu erhöhen (die Kennzeichnung „Wärme“ in 20 zeigt die Wärme an, die das Trennelement 214 übertragen kann). Obwohl der sich erstreckende Abschnitt 214a des Trennelements 214 in 20 in Kontakt sowohl mit der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 215 als auch der vorderen Endfläche der Frontabdeckung 230a ist, kann er auch so konfiguriert sein, dass er mit mindestens der vorderen Endfläche der dielektrischen Linse 215 in Kontakt kommt.
Das Material des Trennelements 214 ist bevorzugt ein Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das Material des Lampengehäuses 230 (beispielsweise ein Kunststoffmaterial), und typischerweise wird ein Metallelement (beispielsweise Aluminium oder Kupfer) oder ein Kohlenstoffmaterial verwendet.
Die dielektrische Linse 215 (die dem „Abdeckungselement“ der vorliegenden Offenbarung entspricht) ist an dem Fensterabschnitt, der in der Vorderfläche des Trennelements 214 ausgebildet ist, angebracht, verengt den Strahl der elektromagnetischen Welle Ft, die von der Antenne 212 ausgesendet wird, überträgt diese in Vorwärtsrichtung und konzentriert die von dem Ziel zurückgeworfene reflektierte Welle auf der Antenne 212.
Die dielektrische Linse 215 ist beispielsweise durch eine halbzylindrische oder parabolisch-zylindrische Linse, die sich in der +X-Richtung vorwölbt und in der ±Y-Richtung erstreckt, gebildet. Die dielektrische Linse 215 mit der halbzylindrischen Form oder der parabolischen Zylinderform weist in einem seitlichen Querschnitt an jeder Position in der ±Y-Richtung im Wesentlichen die gleiche Form auf, sodass ein Brechungswinkel der reflektierten Welle, welche die verschiedenen Positionen in der ±Y-Richtung erreicht, bevorzugt gleich gestaltet ist. Infolgedessen wird verhindert, dass die reflektierten Wellen, die von außerhalb der Vorrichtung kommen, aus den verschiedenen Richtungen (z. B. +Y-Richtung und -Y-Richtung in Bezug auf die Antenne 212) in die Antenne 212 eintreten. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Genauigkeit der Erfassung eines Objekts verhindert werden (beispielsweise eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund wechselseitiger Interferenz oder eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund einer Änderung des Phasenunterschieds).
Obwohl die dielektrische Linse 215 in dieser Ausführungsform auch als ein Abdeckungselement zum Schutz der Antenne 212 oder dergleichen dient, kann auch ein Element ohne elektromagnetische Wellen konzentrierende Funktion als ein Abdeckungselement zum Schutz der Antenne 212 oder dergleichen angebracht sein.
Die ECU 200 (die der „Steuervorrichtung“ der vorliegenden Offenbarung entspricht) steuert eine Treiberschaltung der Lampe 220 zum Steuern des Ein-/Ausschaltens der Lampe 220. Die ECU 200 enthält beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss und dergleichen. Die ECU 200 ist über ein Fahrzeug-Netzwerk mit der Radarvorrichtung 210 verbunden und tauscht die notwendigen Daten und Steuersignale mit dieser aus.
[Konfiguration der ECU]
Als Nächstes ist ein Beispiel der Konfiguration der ECU 200 gemäß Ausführungsform 8 unter Bezugnahme auf 22 und 23 beschrieben.
22 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration der ECU 200 gemäß Ausführungsform 8 darstellt.
Die ECU 200 enthält eine Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen 201, eine Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 und eine Beleuchtungssteuerung 203.
Die Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen 201 empfängt die Intensität der reflektierten Welle, die von der Radarvorrichtung 210 erfasst wird, von der Radarvorrichtung 210. Die Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen 201 gemäß Ausführungsform 8 verwendet die Leistung der reflektierten Welle als Information, welche die Intensität der reflektierten Welle ausdrückt. Als Information, welche die Intensität der reflektierten Welle angibt, können jedoch anstelle der Leistung der reflektierten Welle auch andere Informationen verwendet werden.
Die Leistung der reflektierten Welle, die durch die Radarvorrichtung 210 erfasst wird, entspricht dem Betrag der reflektierten Welle, die von dem Ziel, das sich vorausbefindet, reflektiert und zu der Antenne 212 zurückgeworfen wird, unter den elektromagnetischen Wellen, die von der Antenne 212 nach vorne ausgesendet werden. Die Leistung der reflektierten Welle wird durch die Signalverarbeitungsschaltung 213 erfasst, welche die von der Antenne 212 empfangene elektromagnetische Welle verarbeitet.
Die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 erfasst momentane Wetterinformationen an der Fahrposition des Fahrzeugs, an dem sie montiert ist. Die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 erfasst Informationen über die Fahrposition des Fahrzeugs beispielsweise von einem GPS-Empfänger, der an dem Fahrzeug montiert ist. Die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 erfasst Wetterinformationen der Fahrposition des Fahrzeugs von einer Wetterinformations-Bereitstellungsvorrichtung (beispielsweise einem Wetterinformations-Bereitstellungsserver, der von einer öffentlichen Institution bereitgestellt wird).
Das Verfahren, mittels dessen die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 die Wetterinformationen erfasst, ist jedoch beliebig, und ein Verfahren zum Identifizieren von Wetterinformationen anhand eines Bilds der Umgebung des Fahrzeugs, das von der Fahrzeugbordkamera aufgenommen wird, kann verwendet werden, und es ist auch eine Konfiguration möglich, bei der die Wetterinformationen von einer Person an Bord eingestellt werden.
Die Beleuchtungssteuerung 203 bestimmt auf Grundlage der Leistung der reflektierten Welle, die von der Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen 201 erfasst wird, das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Anhaftens von Eis, Schnee oder Frost an dem Abdeckungselement 215, das vor der Radarvorrichtung 210 angeordnet ist, und steuert den Ein-/Aus-Zustand der Lampe entsprechend dem Bestimmungsergebnis. Genauer schaltet die Beleuchtungssteuerung 203 die Lichtquelle 221 der Lampe 220 ein, wenn Eis, Schnee, Frost oder dergleichen an dem Abdeckungselement 215 anhaftet, und verwendet Strahlungswärme von der Lichtquelle 221, um über das Trennelement 214 oder die Frontabdeckung 230a die Temperatur des Abdeckungselements 215 zu erhöhen. Dementsprechend werden das an dem Abdeckungselement 215 anhaftende Eis, der Schnee, Frost oder dergleichen durch Schmelzen oder Verdunsten von der Vorderfläche des Abdeckungselements 215 beseitigt.
23 ist ein Diagramm, das Änderungen der Leistung der reflektierten Welle darstellt, wenn Eis, Schnee oder dergleichen an der Vorderfläche des Abdeckungselements 215 anhaften. Die gestrichelte Linie in 23 stellt das Verhalten der Leistung der reflektierten Welle dar, wenn kein Eis, Schnee oder dergleichen an der Vorderfläche des Abdeckungselements 215 anhaftet, und die durchgezogene Linie stellt das Verhalten der Leistung der reflektierten Welle dar, wenn Eis, Schnee oder dergleichen an der Vorderfläche des Abdeckungselements 215 anhaften.
Auf der horizontalen Achse von 23 ist die Zeit aufgetragen, und auf der vertikalen Achse ist die Leistung der reflektierten Welle [W] aufgetragen. Das Maximum, das zu einer Zeit t1 in 23 auftritt, entspricht einer reflektierten Welle von der Position des Abdeckungselements 215, und das Maximum, das zu einer Zeit t2 auftritt, entspricht einer reflektierten Welle von dem Ziel vor dem Abdeckungselement 215.
Im Allgemeinen wird ein Teil der elektromagnetischen Welle durch das Abdeckungselement 215 reflektiert und kehrt zu der Antenne 212 zurück, wenn eine elektromagnetische Welle von der Antenne 212 der Radarvorrichtung 210 ausgesendet wird. Wenn Eis, Schnee oder dergleichen an der Vorderfläche des Abdeckungselements 215 anhaften, erhöht sich aufgrund des Einflusses des Eises, Schnees oder dergleichen der Betrag der durch das Abdeckungselement 215 reflektierten elektromagnetischen Welle (das heißt die Leistung der reflektierten Welle). Wenn Eis, Schnee oder dergleichen an der Vorderfläche des Abdeckungselements 215 anhaften, wird die Leistung der reflektierten Welle von dem Ziel außerhalb des Abdeckungselements 215 aufgrund des Einflusses des Eises, Schnees oder dergleichen reduziert.
Die Beleuchtungssteuerung 203 bestimmt unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Verhaltens, ob Eis, Schnee oder dergleichen an dem Abdeckungselement 215 anhaften oder nicht. Genauer bestimmt die Beleuchtungssteuerung 203, dass Eis, Schnee oder dergleichen an dem Abdeckungselement 215 anhaften, wenn die Leistung der reflektierten Welle von der Position des Abdeckungselements 215 (zur Zeit t1 erfasste Leistung der reflektierten Welle) größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist, und schaltet die Lampe 220 ein, um die Temperaturerhöhungsverarbeitung für das Abdeckungselement 215 auszuführen. Weiterhin bestimmt die Beleuchtungssteuerung 203, dass das Eis, der Schnee oder dergleichen von dem Abdeckungselement 215 entfernt wurden, wenn die Leistung der reflektierten Welle von der Position des Abdeckungselements 215 während des Temperaturerhöhungsprozesses unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, und schaltet die Lampe 220 aus.
Die Beleuchtungssteuerung 203 steuert weiterhin den Ein-/Aus-Zustand der Lampe 220 auf Grundlage der von der Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 erfassten Wetterinformationen, um eine unnötige Beleuchtung zu vermeiden. Das heißt, in vielen Fällen, wenn es sich bei der Ablagerung auf dem Abdeckungselement 215 um Schlamm oder dergleichen handelt, kann die Ablagerung auch dann nicht entfernt werden, wenn die Lampe 220 eingeschaltet und die Temperatur des Abdeckungselements 215 erhöht wird. Aus diesem Grund schaltet die Beleuchtungssteuerung 203 die Lampe 220 nur dann ein, wenn die Wetterinformationen Schnee angeben.
Es ist anzumerken, dass die oben beschriebenen Funktionen der ECU 200 beispielsweise umgesetzt werden, indem die CPU auf ein Steuerprogramm oder verschiedene Daten, die in dem ROM oder RAM gespeichert sind, zugreift.
[Betriebsablauf der ECU]
Als Nächstes ist ein Beispiel des Betriebs der ECU 200 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 24 beschrieben.
24 Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der ECU 200 darstellt. In dem in 24 dargestellten Ablaufdiagramm wird der Betrieb der ECU 200 beispielsweise in einem vorgegebenen Intervall (beispielsweise alle 10 Minuten) entsprechend einem Computerprogramm ausgeführt.
In Schritt S1 bestimmt die ECU 200 zunächst auf Grundlage des Verhaltens der reflektierten Welle, die von der Radarvorrichtung 210 erfasst wird, ob die Leistung der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement 215 größer oder gleich dem Schwellenwert ist oder nicht. Falls die Leistung der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement 215 zu dieser Zeit größer oder gleich dem Schwellenwert ist (S1: JA), setzt die ECU 200 den Prozess mit Schritt S2 fort. Wenn andererseits die Leistung der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement 215 unterhalb des Schwellenwerts liegt (S1: NEIN), beendet die ECU 200 in Betriebsablauf von 24, ohne eine besondere Verarbeitung auszuführen.
Wenn eine elektromagnetische Welle von der Antenne 212 ausgesendet wird, identifiziert die ECU 200 in Schritt S1 die reflektierte Welle, die zu einer voreingestellten Zeit erfasst wird, als eine reflektierte Welle von dem Abdeckungselement 215 und erfasst die Leistung der reflektierten Welle (siehe 23).
In Schritt S2 bestimmt die ECU 200 auf Grundlage der Wetterinformationen der Fahrposition, die über die Wetterinformations-Bereitstellungsvorrichtung erfasst werden, ob das momentane Wetter Schnee ist oder nicht. Falls das momentane Wetter zu dieser Zeit Schnee ist (S2: JA), setzt die ECU 200 in Prozess mit Schritt S3 fort. Wenn das momentane Wetter andererseits nicht Schnee ist (S2: NEIN), beendet die ECU 200 in Betriebsablauf von 24, ohne eine besondere Verarbeitung auszuführen.
In Schritt S3 steuert die ECU 200 eine Treiberschaltung der Lampe 220 auf solche Weise, dass die Lampe 220 eingeschaltet wird. Dann wird der Prozess mit Schritt S4 fortgesetzt.
In Schritt S4 bestimmt die ECU 200 auf Grundlage des Verhaltens der reflektierten Welle, die von der Radarvorrichtung 210 erfasst wird, ob die Leistung der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement 215 auf ein Niveau unterhalb des Schwellenwerts abgefallen ist oder nicht. Zu dieser Zeit wartet die ECU 200 darauf, dass die Leistung der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement 215 auf einen Wert unterhalb des Schwellenwerts (S4: NEIN) abfällt, und wenn die Leistung der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement 215 auf einen Wert unterhalb des Schwellenwerts (S4: JA) abfällt, wird der Prozess mit Schritt S5 fortgesetzt.
In Schritt S5 steuert die ECU 200 die Treiberschaltung der Lampe 220 auf solche Weise, dass die Lampe 220 ausgeschaltet wird. Dann wird der in 24 dargestellte Betriebsablauf beendet.
Die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß Ausführungsform 8 führt den oben beschriebenen Prozess durch, und wenn Eis, Schnee oder dergleichen an dem Abdeckungselement 215 (hier der dielektrischen Linse 215) anhaften, wird die Temperatur des Abdeckungselements 215 erhöht, und Eis, Schnee oder dergleichen werden dementsprechend entfernt.
[Wirkung eines Beispiels]
Wie oben beschrieben, enthält die Steuervorrichtung 200 der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß Ausführungsform 8 die Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen 201, die konfiguriert ist, die Leistung der reflektierten Welle einer elektromagnetischen Welle, die durch die Radarvorrichtung 210 in Vorwärtsrichtung (erste Richtung) ausgesendet wird, zu erfassen, und die Beleuchtungssteuerung 203, die konfiguriert ist, das Anhaften von Eis, Schnee oder Frost an dem Abdeckungselement (beispielsweise an der dielektrischen Linse) 215, das auf der Seite in Vorwärtsrichtung der Radarvorrichtung 210 angeordnet ist, auf Grundlage der Leistung der reflektierten Welle zu bestimmen und den Ein-/Aus-Zustand der Lampe 220 entsprechend dem Bestimmungsergebnis zu steuern.
Wenn Eis, Schnee oder Frost an dem Abdeckungselement 215, das vor der Radarvorrichtung 210 angeordnet ist, anhaften, kann das Abdeckungselement 215 gemäß der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U3 von Ausführungsform 8 dementsprechend durch die Strahlungswärme der Lampe 220 erwärmt werden, um ein Schmelzen des Schnees bzw. eine Enteisung durchzuführen. Dementsprechend ist es möglich, eine Reduzierung des Ausgangsgewinns und eine Reduzierung des Empfangsgewinns der Radarvorrichtung 210 aufgrund von Eis, Schnee oder Frost an dem Abdeckungselement 215 zu unterdrücken.
Weiterhin enthält die Steuervorrichtung 200 gemäß dieser Ausführungsform ferner die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 zum Erfassen momentaner Wetterinformationen an der Fahrposition des Fahrzeugs, an dem die Einheit montiert ist, und die Beleuchtungssteuerung 203 bestimmt das Anhaften von Eis und Schnee an dem Abdeckungselement 215 auf Grundlage der Leistung der reflektierten Welle und der Wetterinformationen und steuert den Ein-/Aus-Zustand der Lampe 220.
Dementsprechend ist es möglich, das Anhaften von Eis, Schnee oder Frost an dem Abdeckungselement 215, das vor der Radarvorrichtung 210 angeordnet ist, genau zu bestimmen, und eine unnötige Beleuchtung kann verhindert werden.
(Modifizierte Modi)
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform 8 beschränkt, und verschiedene modifizierte Modi sind ebenfalls denkbar.
In der oben erwähnten Ausführungsform 8 ist ein Modus, der die Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen 201, die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 und die Beleuchtungssteuerung 203 umfasst, als ein Beispiel der ECU 200 dargestellt. Die ECU 200 muss jedoch die Wetterinformations-Erfassungseinheit 202 nicht unbedingt aufweisen, und die Beleuchtungssteuerung 203 kann den Ein-/Aus-Zustand der Lampe 220 nur anhand der Informationen über die Leistung der reflektierten Welle steuern.
In der oben erwähnten Ausführungsform 8 ist als ein Beispiel einer Konfiguration zum Erhöhen der Temperatur der dielektrischen Linse 215 mit Hilfe der von der Lichtquelle 221 emittierten Strahlungswärme das Trennelement 214 vorgesehen, das die von der Lichtquelle 221 emittierte Strahlungswärme absorbiert und zu der dielektrischen Linse 215 überträgt. Der Übertragungsweg der von der Lichtquelle 221 emittierten Strahlungswärme zu der dielektrischen Linse 215 umfasst jedoch zusätzlich zu dem Trennelement 214 einen Übertragungsweg von der Frontabdeckung 230a zu der dielektrischen Linse 215. Daher muss die Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß der vorliegenden Offenbarung das Trennelement 214 nicht unbedingt aufweisen.
Weiterhin ist in der oben erwähnten Ausführungsform 8 der Scheinwerfer als ein Beispiel des Ziels, für das die Beleuchtungsvorrichtung U3 verwendet wird, dargestellt, aber die Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auch für eine Heckleuchte, eine kleine Leuchte oder dergleichen verwendet werden.
Weiterhin ist in Ausführungsform 8 als ein Beispiel der Beleuchtungsvorrichtung U3 ein Modus einer horizontalen Radareinheit 210, die eine längsstrahlende Arrayantenne verwendet, dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jedoch nicht nur auf eine horizontale Radareinheit 210, sondern auch auf eine vertikale Radareinheit angewendet werden.
In der oben erwähnten Ausführungsform 8 ist eine längsstrahlende Arrayantenne, die auf der Leiterplatte 211 ausgebildet ist, als ein Beispiel der Antenne 212 der Radarvorrichtung 210 dargestellt. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Konfiguration der Antenne 212 jedoch beliebig, und die Antenne kann aus einer Yagi-Arrayantenne, einer Fermi-Antenne, einer Säulenwand-Hohlleiterantenne (post wall waveguide antenna), einer Säulenwand-Hornantenne oder dergleichen bestehen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform 8 ist ein Modus, in welchem als ein Beispiel der Beleuchtungsvorrichtung U3 drei Lampen 220 vorgesehen sind, beschrieben. Jedoch kann die Beleuchtungsvorrichtung U3 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch nur eine Lampe 220 aufweisen.
Gemäß der Steuervorrichtung der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird eine Reduzierung der Radarleistung aufgrund von an dem Abdeckungselement, das vor der Radarvorrichtung angeordnet ist, anhaftendem Eis, Schnee oder dergleichen unterdrückt.
Die Steuervorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtungssteuervorrichtung, die eine Lampe und eine Radarvorrichtung zum Überwachen eines Bereichs in einer ersten Richtung außerhalb des Fahrzeugs integral enthält, und enthält: eine Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen zum Erfassen der Intensität der reflektierten Welle der elektromagnetischen Welle, die durch die Radarvorrichtung in der ersten Richtung ausgesendet wird; und eine Beleuchtungssteuerung, die konfiguriert ist, das Anhaften von Eis, Schnee oder Frost an einem Abdeckungselement, das auf der Seite in der ersten Richtung der Radarvorrichtung angeordnet ist, auf Grundlage der Intensität der reflektierten Welle zu bestimmen und den Ein- und Aus-Zustand der Lampe entsprechend dem Bestimmungsergebnis zu steuern.
Die Steuervorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält weiterhin eine Wetterinformations-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, momentane Wetterinformationen an einer Fahrposition des Fahrzeugs zu erfassen, und die Beleuchtungssteuerung ist konfiguriert, das Anhaften von Eis, Schnee oder Frost an dem Abdeckungselement auf Grundlage der Intensität der reflektierten Welle und der Wetterinformationen zu bestimmen und den Ein- und Aus-Zustand der Lampe entsprechend dem Bestimmungsergebnis zu steuern.
In der Steuervorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung schaltet die Beleuchtungssteuerung die Lampe für eine Verarbeitung zum Erhöhen der Temperatur des Abdeckungselements ein, wenn die Intensität der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement erhöht ist, und schaltet die Lampe aus, wenn die Intensität der reflektierten Welle von dem Abdeckungselement während der Verarbeitung reduziert wird.
(Ausführungsform 9)
Eine Antennenvorrichtung für einen Radar, der konfiguriert ist, die Position eines Objekts (nachfolgend auch als ein „Ziel“ bezeichnet) kontaktlos mit Hilfe einer elektromagnetischen Welle in einem Frequenzband von Millimeterwellen oder Mikrowellen zu erfassen.
Diese Art von Antennenvorrichtung ist beispielsweise an einem Fahrzeug oder Schiff montiert. Beispielsweise beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-186741 eine Antennenvorrichtung, die in einer integralen Weise in einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei eine Lampe die Außenumgebung des Fahrzeugs des Fahrzeugs bestrahlt. Als ein weiteres Dokument aus dem Stand der Technik kann die Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-090121 angeführt werden.
Im Übrigen ist in dieser Art von Antennenvorrichtung im Interesse des Schutzes vor fliegenden Objekten oder dergleichen eine Antenne im Allgemeinen in einem Abdeckungselement (beispielsweise einem Stoßfängerelement eines Fahrzeugs) angeordnet, und die Antenne ist konfiguriert, durch das Abdeckungselement eine elektromagnetische Welle zu senden und zu empfangen.
Da das Abdeckungselement jedoch so angeordnet ist, dass die Vorderfläche auf der Außenseite freiliegt, können Wassertropfen, Schnee, Regentropfen, Schlamm, Schmutz oder dergleichen an der Vorderfläche des Abdeckungselements an dem Abdeckungselement anhaften, wenn das Fahrzeug in regnerischem Wetter gefahren wird. (Nachfolgend als „Wassertropfen und dergleichen“ bezeichnet). Solche Wassertropfen und dergleichen sind Faktoren, die den Ausgangsgewinn und Empfangsgewinn der Antennenvorrichtung erheblich reduzieren.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme schafft ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung eine Antennenvorrichtung und eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung, die in der Lage sind, die Reduzierung des Ausgangsgewinns und die Reduzierung des Empfangsgewinns aufgrund von Wassertropfen und dergleichen, die an der Vorderfläche des Abdeckungselements anhaften, zu unterdrücken.
Nachfolgend ist ein Beispiel der Konfiguration der Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 unter Bezugnahme auf 25 bis 31 beschrieben.
In jeder Figur ist zur Verdeutlichung der Positionsbeziehung jeder Komponente ein gemeinsames orthogonales Koordinatensystem bezüglich der Vorwärtsrichtung, in der die Antennenvorrichtung 310 eine elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet, definiert (das heißt der Richtung der Erfassung eines Objekts) (X, Y, Z). In der folgenden Beschreibung entspricht eine positive Richtung der X-Achse der Vorwärtsrichtung, in der die Antennenvorrichtung 310 eine elektromagnetische Welle nach außerhalb der Vorrichtung aussendet (nachfolgend als eine „Vorwärtsrichtung“ bezeichnet), eine positive Richtung der Y-Achse entspricht der Richtung der linken Seite der Antennenvorrichtung 310 (nachfolgend als „Linksrichtung“ abgekürzt), und eine positive Richtung der Z-Achse entspricht der Richtung der oberen Seite der Antennenvorrichtung 310 (nachfolgend als eine „Richtung nach oben“ abgekürzt).
In der folgenden Beschreibung entspricht eine +Z-Richtung der Richtung der Oberseite des Fahrzeugs, und eine Richtung, die von der +X-Richtung um 30 Grad zur +Y-Richtung gedreht ist, entspricht der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
25 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Installationszustand in dem Fahrzeug der Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 darstellt.
Die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 ist an einem Fahrzeug montiert und in einer integralen Weise mit den Lampen 320a, 320b und 320c angeordnet, welche den Bereich vor dem Fahrzeug bestrahlen. Genauer ist die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 nahe den Unterseiten der drei Lampen 320a, 320b und 320c, die in der Richtung von links nach rechts nebeneinander angeordnet sind, angeordnet und bildet die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U4 (hier Fahrzeugscheinwerfer) zusammen mit den Lampen 320a, 320b und 320c.
26 ist eine seitliche Schnittansicht der Antennenvorrichtung 310 gemäß dieser Ausführungsform. 27 ist eine Zeichnung der Antennenvorrichtung 310 aus der Sicht von oben gemäß dieser Ausführungsform.
Die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 ist mit Hilfe eines Befestigungselements (beispielsweise eines Schraubenelements) an der Unterseite des Lampengehäuses 330, in dem die Lampen 320a, 320b und 320c aufgenommen sind, angebracht.
Die Lampe 320a besteht aus einer Lichtquelle 321a (beispielsweise einer LED-Lampe oder einer Glühlampe) und einem Reflektor 322a, der so angeordnet ist, dass er die Lichtquelle 321a umgibt, und Licht auf solche Weise konzentriert, dass das von der Lichtquelle 321a emittierte Licht nach vorne gerichtet wird. Die Lampen 320b und 320c weisen die gleiche Konfiguration auf wie die Lampe 320a, und jede besteht aus der Lichtquelle und einem Reflektor, der die Lichtquelle umgibt.
Das Lampengehäuse 330 bildet einen Aufnahmeraum in dem vorderen Endbereich des Fahrzeugs und nimmt die Lampeneinheiten 320a, 320b und 320c in dem Aufnahmeraum auf. Das Lampengehäuse 330 weist eine Frontabdeckung 330a auf, welche die Vorderfläche des Aufnahmeraums abdeckt. Das Lampengehäuse 330 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial (z. B. Polycarbonat und dergleichen). Weiterhin ist die Frontabdeckung 330a aus einem Kunststoffmaterial (beispielsweise Polycarbonat und dergleichen) mit Lichtdurchlässigkeit gebildet.
Die Antennenvorrichtung 310 enthält eine Leiterplatte 311, eine Antenne 312, eine Signalverarbeitungsschaltung 313, ein Radargehäuse 314 und eine dielektrische Linse 315.
Die Leiterplatte 311 ist eine Platte, auf der die Antenne 312 und die Signalverarbeitungsschaltung 313 montiert sind. Als Leiterplatte 311 wird beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte (Printed Circuit Board, PCB), ein Halbleitersubstrat mit integrierter Signalverarbeitungsschaltung 313 oder dergleichen verwendet.
Die Leiterplatte 311 ist so angeordnet, dass sich die Plattenoberfläche in der Längsrichtung erstreckt, und typischerweise erstreckt sich die Plattenoberfläche in der horizontalen Richtung. Es ist anzumerken, dass die Leiterplatte 311 im Interesse einer Größenreduzierung der Beleuchtungsvorrichtung U4 auf der oberen Seite oder unteren Seite der Lampen 320a, 320b und 320c angeordnet ist (in diesem Beispiel auf der unteren Seite).
Mit anderen Worten stellt die Radareinheit 310 einen horizontalen Millimeterwellenradar dar, bei dem die Leiterplatte 311 horizontal angeordnet ist. Infolgedessen ist die Radareinheit 310 in der ±Z-Richtung dünner als die Lampeneinheit 320.
Die Antenne 312 ist im vorderen Bereich der Plattenoberfläche der Leiterplatte 311 angeordnet, sendet eine elektromagnetische Welle Ft nach vorne aus (+X-Richtung) und empfängt eine reflektierte Welle Fr, bei der es sich um die elektromagnetische Welle handelt, die von einem Ziel reflektiert wird.
Die Antenne 312 ist beispielsweise eine längsstrahlende Arrayantenne mit einer Richtcharakteristik in der Richtung der vorderen Endseite der Leiterplatte 311. Die längsstrahlende Arrayantenne ist konfiguriert, eine Vielzahl von Leiterbahnen zu enthalten, die so angeordnet sind, dass die Längsrichtungen von diesen parallel sind, und sendet und empfängt elektromagnetische Wellen in der Richtung, in der die Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sind. Die Antenne 312 besteht beispielsweise aus sechs längsstrahlenden Arrayantennen (nachfolgend auch als „Antennenelemente“ bezeichnet), die nebeneinander in der ±Y-Richtung angeordnet sind. Die Antenne 312 ist als eine phasengesteuerte Arrayantenne durch sechs Antennenelemente gebildet.
Beispielsweise sendet die Signalverarbeitungsschaltung 313 ein hochfrequentes Ansteuersignal an die Antenne 312, um die Antenne 312 zu veranlassen, eine elektromagnetische Welle (beispielsweise eine elektromagnetische Welle in einem Millimeterwellenband) auszusenden, und führt eine Empfangsverarbeitung eines empfangenen Signals durch, das die von der Antenne 312 empfangene reflektierte Welle betrifft. Dann wird die Erfassung des Abstands zu dem Ziel (beispielsweise ein Fahrzeug oder eine Person), des Azimutwinkels des Ziels und der Reflexionsintensität und Geschwindigkeit des Ziels und dergleichen durch die Empfangsverarbeitung (beispielsweise Erfassungswellenverarbeitung oder Frequenzanalyseverarbeitung) von der Signalverarbeitungsschaltung 313 durchgeführt. Da die Empfangsverarbeitung durch die Signalverarbeitungsschaltung 313 derjenigen einer bekannten Konfiguration entspricht, ist eine ausführliche Beschreibung davon hier ausgelassen.
Das Radargehäuse 314 (das einem „Gehäuse“ in der vorliegenden Offenbarung entspricht) nimmt die Leiterplatte 311 auf und trägt die dielektrische Linse 315 vor der Leiterplatte 311. Das Radargehäuse 314 nimmt die Leiterplatte 311 typischerweise in einem im Wesentlichen abgedichteten Zustand auf.
An der Vorderfläche des Radargehäuses 314 ist der Fensterabschnitt 314a zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen zwischen der Antenne 311 und einem vorderen Bereich außerhalb des Fahrzeugs ausgebildet, und die dielektrische Linse 315 ist an dem Fensterabschnitt 314a angebracht.
Beispiele des Materials des Radargehäuses 314 beinhalten ein Metallmaterial und ein Kunststoffmaterial. Wenn ein Kunststoffmaterial als Radargehäuse 314 verwendet wird, können das Radargehäuse 314 und die dielektrische Linse 315 einstückig aus dem gleichen Kunststoffmaterial gebildet sein.
Die dielektrische Linse 315 (die dem „Abdeckungselement“ in der vorliegenden Offenbarung entspricht) ist so angeordnet, dass die Installationsposition der Antenne 312 beispielsweise fokussiert ist, verengt den Strahl der elektromagnetischen Welle, die von der Antenne 312 ausgesendet wird, überträgt diesen in Vorwärtsrichtung und konzentriert die reflektierte Welle, die durch das Ziel reflektiert wird, auf der Antenne 312. Es ist anzumerken, dass die dielektrische Linse 315 so angeordnet ist, dass die Vorderfläche auf der Außenseite des Fahrzeugs freilegt, und außerdem als ein Abdeckungselement der Antenne 312 dient.
Die dielektrische Linse 315 ist beispielsweise durch eine halbzylindrische oder parabolisch-zylindrische Linse, die sich in der +X-Richtung vorwölbt und in der ±Y-Richtung erstreckt, gebildet. Die dielektrische Linse 315 mit der halbzylindrischen Form oder der parabolischen Zylinderform weist in einem seitlichen Querschnitt an jeder Position in der ±Y-Richtung im Wesentlichen die gleiche Form auf, sodass ein Brechungswinkel der reflektierten Welle, welche die verschiedenen Positionen in der ±Y-Richtung erreicht, bevorzugt gleich gestaltet ist. Infolgedessen wird verhindert, dass die reflektierten Wellen, die von außerhalb der Vorrichtung kommen, aus den verschiedenen Richtungen (z. B. +Y-Richtung und -Y-Richtung in Bezug auf die Antenne 312) in die Antenne 312 eintreten. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Genauigkeit der Erfassung eines Objekts verhindert werden (beispielsweise eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund wechselseitiger Interferenz oder eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund einer Änderung des Phasenunterschieds).
28 und 29 sind eine vergrößerte Ansicht, die einen Zustand der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315 darstellt.
Die dielektrische Linse 315 weist eine unregelmäßige Struktur auf, die durch eine Vielzahl von Erhebungen 315a auf der Vorderfläche (das heißt der außen freiliegenden Oberfläche) gebildet ist. Es ist bekannt, dass die auf der Oberfläche des Objekts ausgebildete unregelmäßige Struktur die freie Oberflächenenergie ändert und für eine wasserabweisende Eigenschaft der Oberfläche des Objekts sorgt (auch als Lotoseffekt bezeichnet). Die dielektrische Linse 315 von Ausführungsform 9 nutzt ein solches Phänomen aus. Mit anderen Worten ist die dielektrische Linse 315 gemäß Ausführungsform 9 konfiguriert, durch eine unregelmäßige Struktur an der Vorderfläche eine wasserabweisende Wirkung der Vorderfläche zu erzielen. Wenn dementsprechend Wasser an der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315 anhaftet, wird das Wasser zu Wassertropfen und fließt nach unten, wobei Schlamm und andere Fremdstoffe mitgenommen werden. Das heißt, die unregelmäßige Struktur hat die Wirkung einer Unterdrückung der Anhaftung von Wassertropfen und dergleichen an der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315.
Darüber hinaus ist als ein Beispiel der Anwendung des Lotoseffekts wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-090121 eine Schriftart weithin bekannt, die durch eine unregelmäßige Struktur an der Oberfläche eine verbesserte Wasserabstoßung aufweist. Wird an der Oberfläche des außerhalb des Millimeterwellenradars angeordneten Kunststoffs eine unregelmäßige Struktur vorgesehen, können im Allgemeinen jedoch abträgliche Folgen wie Änderungen in der Strahlrichtung des Millimeterwellenradars und eine Verschlechterung der Reflexionseigenschaften auftreten.
Aus diesem Grund, wie weiter unten beschrieben, zeichnet sich die dielektrische Linse 315 gemäß der vorliegenden Offenbarung dadurch aus, dass eine unregelmäßige Struktur, die das Anhaften von Schnee und Wassertropfen an der Oberfläche unterdrücken kann, ohne eine Verschlechterung der Leistung des Millimeterwellenradars zu verursachen, eingesetzt wird.
Die unregelmäßige Struktur, die an der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315 ausgebildet ist, wird beispielsweise durch Prägen der dielektrischen Linse 315 hergestellt. Darüber hinaus ist das Verfahren zum Herstellen der unregelmäßigen Struktur ebenfalls beliebig, und es kann beispielsweise ein Verfahren zum Anbringen von Erhebungen 315a an der dielektrischen Linse 315 verwendet werden.
Die Erhebungen 315a, welche die unregelmäßige Struktur bilden, weisen beispielsweise eine Kuppelform auf (das heißt eine Halbkugelform). Die Größe D1 der Erhebungen 315a (nachfolgend bezeichnet diese den Durchmesser der Erhebung 315a in der Draufsicht) ist im Interesse der Gewährleistung der wasserabweisenden Eigenschaft der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315 und im Interesse der Unterdrückung einer Reduzierung des Ausgangsgewinns und des Empfangsgewinns der Antenne 312 bevorzugt so klein wie möglich und ist typischerweise auf maximal 1000 µm und weiter bevorzugt auf maximal 100 µm in der Draufsicht eingestellt.
Es ist anzumerken, dass die Größe D1 der Erhebungen 315a bevorzugt auf Grundlage der Wellenlänge der von der Antenne 312 ausgesendeten und empfangenen elektromagnetischen Welle unter Berücksichtigung des Einflusses auf den Ausgangsgewinn und Empfangsgewinn der Antenne 312 eingestellt ist. Insbesondere ist die Reduzierung des Ausgangsgewinns und Reduzierung des Empfangsgewinns aufgrund der Erhebung 315a fast vernachlässigbar, wenn die Größe D1 der Erhebungen 315a auf λ/40 oder weniger (wobei λ die Freiraumwellenlänge der von der Antenne 312 ausgesendeten und empfangenen elektromagnetischen Welle ist) in der Draufsicht eingestellt ist. Die Größe von λ/40 entspricht ungefähr 100 µm, wenn die Frequenz der von der Antenne 312 ausgesendeten und empfangenen elektromagnetischen Welle 80 GHz beträgt, und ungefähr 300 µm, wenn die Frequenz der von der Antenne 312 ausgesendeten und empfangenen elektromagnetischen Welle 24 GHz beträgt.
30 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Größe D1 und dem Reflexionsgrad (S₁₁) der Erhebungen 315a darstellt. In 30 ist auf der horizontalen Achse die Frequenz [Hz] der von der Antenne 312 ausgesendeten elektromagnetischen Welle und auf der vertikalen Achse der Reflexionsgrad (S₁₁) [dB] aufgetragen.
Jeder Graph in 30 wird durch Berechnen der Größe D1 und des Reflexionsgrads (S₁₁) der Erhebungen 315a durch eine Simulation durch Ändern der Frequenz der von der Antenne 312 ausgesendeten elektromagnetischen Welle erhalten.
Die einzelnen Graphen in 30 beschreiben Folgendes.
Graph mit durchgezogener Linie: Reflexionsgrad in einem Modus ohne Erhebungen 315a
Graph mit gestrichelter Linie: Reflexionsgrad in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 100 µm beträgt.
Graph mit abwechselnd gestrichelter und gepunkteter Linie: Reflexionsgrad in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 300 µm beträgt.
Graph mit abwechselnd gestrichelter und doppelt gepunkteter Linie: Reflexionsgrad in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 1000 µm beträgt.
Wie in 30 zu sehen ist, besteht bei einer Größe D1 der Erhebung 315a von 100 µm oder weniger kein großer Unterschied in den Reflexionseigenschaften der Erhebungen 315a zwischen dem Modus mit Erhebung 315a und dem Modus ohne Erhebungen 315a. Wenn daher die Größe D1 der Erhebungen 315a 100 µm oder weniger beträgt, lässt sich sagen, dass die Reduzierung des Ausgangsgewinns und Empfangsgewinns aufgrund des Durchlaufens der Erhebungen 315a unterdrückt werden kann.
31 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Größe D1 der Erhebungen 315a und dem Antennengewinn der Antenne 312 darstellt. In 31 ist auf der horizontalen Achse der Winkel der von der Antenne 312 ausgesendeten elektromagnetischen Welle (die Position von 90 Grad entspricht der +X-Richtung) und auf der vertikalen Achse der Antennengewinn der Antenne 312 aufgetragen.
Jeder Graph in 31 wird durch Ändern der Richtung der von der Antenne 312 ausgesendeten elektromagnetischen Welle (hier einer elektromagnetischen Welle mit 80 GHz) und Berechnen der Wellenintensität (das heißt des Antennengewinns) der reflektierten Welle von dem vorgegebenen Ziel, die von der Antenne 312 für jede Richtung empfangen wird, durch Simulation erhalten.
Die einzelnen Graphen in 31 beschreiben Folgendes.
Graph mit durchgezogener Linie: Antennengewinn in einem Modus ohne Erhebungen 315a
Graph mit gestrichelter Linie: Antennengewinn in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 100 µm beträgt.
Graph mit abwechselnd gestrichelter und gepunkteter Linie: Antennengewinn in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 300 µm beträgt.
Graph mit abwechselnd gestrichelter und doppelt gepunkteter Linie: Antennengewinn in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 1000 µm beträgt.
Wie in 31 zu sehen ist, wird die Halbwertsbreite (Half Power Beam Width, HPBW) (hier die Halbwertsbreite von 3 dB) mit zunehmender Größe D1 der Erhebungen 315a kleiner. Die Halbwertsbreite in jedem Modus nimmt die folgenden Werte an.
Halbwertsbreite in einem Modus ohne Erhebungen 315a: 103 Grad.
Halbwertsbreite in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 100 µm beträgt: 103 Grad.
Halbwertsbreite in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 300 µm beträgt: 102 Grad.
Halbwertsbreite in einem Modus, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a 1000 µm beträgt: 102 Grad.
Nach diesem Ergebnis kann in dem Fall, in welchem die Größe D1 der Erhebungen 315a auf 100 µm oder weniger eingestellt ist, eine Radarleistung sichergestellt werden, die äquivalent zu derjenigen in dem Fall ohne Erhebungen 315a ist. Es ist anzumerken, dass, wenn die Größe D1 der Erhebung 315a auf 300 µm bis 1000 µm eingestellt ist, die Radarleistung nicht so gut ist wie in dem Fall, in welchem die Größe der Erhebungen 315a 100 µm beträgt. Die Reflexionseigenschaften sind jedoch ausreichend, um die Funktion der Erfassung eines Objekts zu realisieren.
[Wirkung eines Beispiels]
Wie oben beschrieben, enthält die Antennenvorrichtung 310 von Ausführungsform 9: das Radargehäuse 314; die Antenne 312, die in dem Radargehäuse 314 aufgenommen und ausgelegt ist, eine elektromagnetische Welle durch den Fensterabschnitt, der in der Vorderfläche des Radargehäuses 314 ausgebildet ist, nach vorne auszusenden und die reflektierte Welle zu empfangen; und ein Abdeckungselement (dielektrische Linse in Ausführungsform 9) 315, das an dem Fensterabschnitt des Radargehäuses 314 angeordnet ist und die unregelmäßige Struktur an der Vorderfläche aufweist.
Daher kann gemäß der Antennenvorrichtung 310 von Ausführungsform 9 das Anhaften von Wassertropfen oder dergleichen (beispielsweise Schnee, Regentropfen, Schlamm, Schmutz oder dergleichen) an der Vorderfläche des Abdeckungselements (dielektrische Linse in Ausführungsform 9) 315 durch einen Lotoseffekt der Vielzahl von Erhebungen 315a unterdrückt werden. Mit anderen Worten kann das Anhaften von Wassertropfen oder dergleichen in der Umgebung einer Radaraperturfläche unterdrückt werden. Dementsprechend kann eine Reduzierung des Ausgangsgewinns und Reduzierung des Empfangsgewinns aufgrund von Wassertropfen unterdrückt werden.
Insbesondere ist in der Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 die dielektrische Linse 315 so an dem Fahrzeug montiert, dass die Vorderfläche davon an der Außenseite freiliegt, und die dielektrische Linse 315 dient außerdem als ein Abdeckungselement zum Schutz der Antenne 312. Dementsprechend kann die Antenne 312 elektromagnetische Wellen nach außen und von außen aussenden bzw. empfangen, ohne dass sich irgendein Element außer der dielektrischen Linse 315 dazwischen befindet, und wenn die Antennenvorrichtung 310 elektromagnetische Wellen aussendet und empfängt, kann eine Reduzierung des Ausgangsgewinns oder Reduzierung des Empfangsgewinns aufgrund von Wassertropfen oder dergleichen unterdrückt werden.
Insbesondere ist die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 9 integral mit den Lampen 320a, 320b und 320c als Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U4 ausgebildet. Daher wird bei der Montage Installationsplatz gespart, was zur Verbesserung der Gestaltung der Fahrzeugkarosserie beiträgt.
(Ausführungsform 10)
Als Nächstes ist die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 10 unter Bezugnahme auf 32 beschrieben. Die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 10 unterscheidet sich von Ausführungsform 9 darin, dass eine Vielzahl von Erhebungen 315a mit unterschiedlichen Größen an der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315 ausgebildet sind. Es ist anzumerken, dass eine Beschreibung der mit Ausführungsform 9 übereinstimmenden Struktur ausgelassen ist. (Nachfolgend gilt Gleiches auch für die anderen Ausführungsformen).
32 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 10 darstellt.
Die dielektrische Linse 315 gemäß Ausführungsform 10 besitzt an ihrer Vorderfläche erste Erhebungen 315aa (Erhebungen 315a der Größe D1 in 32) und zweite Erhebungen 315ab (Erhebungen 315a der Größe D2 in 32), die eine geringere Größe aufweisen als die ersten Erhebungen 315aa.
Dementsprechend kann der Azimutwinkel oder die Frequenz, wo der Ausgangsgewinn aufgrund der Erhebungen 315a abnimmt, gegenüber dem spezifischen Azimutwinkel und der spezifischen Frequenz gestreut werden. Daher wird die Erzeugung eines blinden Bereichs, in dem die Erfassung eines Objekts unmöglich ist, unterdrückt, sodass eine weiter bevorzugte Radarleistung erzielt wird.
Es sind zwar als die Größen der Erhebungen 315a beispielhaft nur zwei Größen gezeigt. Es können jedoch auch Erhebungen 315a mit drei oder mehr verschiedenen Größen vorgesehen sein. Die Größe der Erhebungen 315a ist ebenfalls beliebig.
(Ausführungsform 11)
Als Nächstes ist die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 11 unter Bezugnahme auf 33 beschrieben. Die Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 11 unterscheidet sich von Ausführungsform 9 darin, dass ein ebenes Abdeckungselement 317 anstatt der dielektrischen Linse 315 vor der Antenne 312 angeordnet ist.
33 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Antennenvorrichtung 310 gemäß Ausführungsform 11 darstellt.
Das Abdeckungselement 317 gemäß Ausführungsform 11 ist in einer ebenen Form ausgebildet und weist keine Funktion einer dielektrischen Linse auf. Ähnlich jedoch wie die dielektrische Linse 315, die in Ausführungsform 9 beschrieben ist, weist auch das Abdeckungselement 317 gemäß Ausführungsform 11 eine unregelmäßige Struktur an der Vorderfläche auf. Die unregelmäßige Struktur des Abdeckungselements 317 ist durch eine Vielzahl von Erhebungen 317a gebildet wie die Struktur der dielektrischen Linse 315, die beispielsweise in Ausführungsform 9 beschrieben ist. Das Abdeckungselement 317 besitzt durch die unregelmäßige Struktur an seiner Vorderfläche eine wasserabweisende Funktion.
Das Abdeckungselement 317 von Ausführungsform 11 weist eine Vorderfläche mit einer Form auf, bei der ein oberer Bereich weiter nach vorne vorsteht als ein unterer Bereich. Dementsprechend können Wassertropfen oder dergleichen, die an der Vorderfläche des Abdeckungselements 317 anhaften, effektiver zur Unterseite des Abdeckungselements 317 herablaufen.
Obwohl Ausführungsform 11 einen Fall einer ebenen Form beschreibt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt, und eine ähnliche Wirkung kann erwartet werden, solange die Form solcher Art ist, dass mindestens der obere Bereich weiter nach vorne vorsteht als der untere Bereich.
(Modifizierte Modi)
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 beschränkt, und verschiedene modifizierte Modi sind ebenfalls denkbar.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 sind verschiedene Beispiele der Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung U4 beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch eine Kombination der in den jeweiligen Ausführungsformen beschriebenen Modi verwendet werden kann.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 ist eine halbzylindrische Linse als ein Beispiel der Form der dielektrischen Linse 315 dargestellt. Beispiele der Form der dielektrischen Linse 315 beinhalten jedoch auch eine Kuppellinse, eine beidseitig konvexe Linse, eine Kugellinse, eine Fresnellinse oder eine Kombination davon oder eine Kombination einer konkaven Linse und dieser Linsen. Darüber hinaus kann als die dielektrische Linse 315 eine konkave Linse verwendet werden, welche eine von der Antenne 312 ausgesendete elektromagnetische Welle streut.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 ist die unregelmäßige Struktur, die aus kuppelförmigen Erhebungen 315a besteht und an der Vorderfläche der dielektrischen Linse 315 ausgebildet ist, beispielhaft dargestellt. Die Form der Erhebungen 315a, welche die unregelmäßige Struktur bilden, ist jedoch beliebig, und es kann sich um streifenförmige Erhebungen 315a anstatt um kuppelförmige Erhebungen 315a handeln. In diesem Fall kann die Größe der Erhebungen 315a auf 1000 µm oder weniger für den längsten Abstand zwischen beiden Enden der Erhebungen 315a in der Draufsicht eingestellt sein. Es ist anzumerken, dass speziell in dem Fall, in welchem die Größe auf 100 µm oder weniger eingestellt ist, der Einfluss auf die Antennenleistung aufgrund der unregelmäßigen Struktur selbstverständlich vernachlässigbar ist, auch wenn die Konfiguration oder Struktur der Antenne 312 geändert wird. In den oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 ist jedoch die unregelmäßige Struktur mit einer Halbkugelform als ein Beispiel beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und die unregelmäßige Struktur kann jede Form aufweisen, von der bei einer Größe, die keine Verschlechterung der Leistung eines Millimeterwellenradars verursacht, eine wasserabweisende Wirkung zu erwarten ist, wie z. B. eine elliptische Form, eine rechteckige Form, eine dreieckige Form oder dergleichen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 ist eine längsstrahlende Arrayantenne als ein Beispiel eines Antennenelements, das die Antenne 312 bildet, dargestellt. Die Antenne 312 kann jedoch nur aus einem auf der Leiterplatte 311 gebildeten Leitermuster zu bestehen, und anstelle der längsstrahlenden Arrayantenne kann auch eine Yagi-Arrayantenne, eine Fermi-Antenne, eine Säulenwand-Hohlleiterantenne (post wall waveguide antenna), eine Säulenwand-Hornantenne oder dergleichen oder dergleichen verwendet werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 9 bis 11 sind Modi, in denen die Antennenvorrichtung 310 für eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U4 verwendet wird, als ein Beispiel der Antennenvorrichtung 310 beschrieben. Jedoch kann die Antennenvorrichtung 310 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch für andere Zwecke als die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung U4 verwendet werden und kann ausschließlich an der Position beispielsweise eines Stoßfängerelements des Fahrzeugs angeordnet sein.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Reduzierung des Ausgangsgewinns und Reduzierung des Empfangsgewinns aufgrund von Wassertropfen oder dergleichen, die an der Vorderfläche des Abdeckungselements anhaften, zu unterdrücken.
Ein Antennenvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält: ein Gehäuse; eine Antenne, die in dem Gehäuse aufgenommen und konfiguriert ist, eine elektromagnetische Welle durch den Fensterabschnitt, der an der Vorderfläche des Gehäuses ausgebildet ist, nach vorne auszusenden und die reflektierte Welle davon zu empfangen; und ein Abdeckungselement, das an dem Fensterabschnitt des Gehäuses angeordnet ist und eine unregelmäßige Struktur an einer Vorderfläche davon aufweist.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung ist die unregelmäßige Struktur durch eine Vielzahl von Erhebungen, die an der Vorderfläche des Abdeckungselements vorgesehen sind, ausgebildet.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung weisen die Vielzahl von Erhebungen jeweils eine Kuppelform auf.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung ist ein Durchmesser jeder der Vielzahl von Erhebungen 1000 µm oder weniger in der Draufsicht.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung beträgt der Durchmesser jeder der Vielzahl von Erhebungen im Wesentlichen λ / 40 (λ ist die Freiraumwellenlänge der elektromagnetischen Welle) in der Draufsicht.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung enthält die Vielzahl von Erhebungen eine erste Erhebung und eine zweite Erhebung, deren Größen sich voneinander unterscheiden.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung ist das Abdeckungselement eine dielektrische Linse, welche die von der Antenne ausgesendete elektromagnetische Welle konzentriert oder streut.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung weist ein vorderer Abschnitt der dielektrischen Linse eine halbzylindrische Form oder parabolisch-zylindrische Form, die nach vorne vorsteht, auf.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung ist die Vorderfläche des Abdeckungselements so geformt, dass sie in einem oberen Bereich weiter nach vorne vorsteht als in einem unteren Bereich.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung enthält die Antenne eine längsstrahlende Arrayantenne, die auf einer Leiterplatte angeordnet ist.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung enthält die Antenne die Vielzahl von längsstrahlenden Arrayantennen, die in einem Array in einer zu der Vorwärtsrichtung orthogonalen Richtung angeordnet sind.
Gemäß der Antennenvorrichtung eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung ist das Abdeckungselement so an dem Fahrzeug montiert, dass eine Vorderfläche auf der Außenseite freiliegt.
Die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält die oben beschriebene Antennenvorrichtung.
Obwohl bestimmte Beispiele der vorliegenden Erfindung oben genau beschrieben sind, handelt es sich hierbei lediglich um Beispiele, die den Geltungsbereich der Ansprüche nicht einschränken sollen. Die in den angehängten Ansprüchen beschriebenen Techniken schließen verschiedene modifizierte Modi und geänderte Modi der oben dargestellten Beispiele ein.
Während vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind, versteht es sich darüber hinaus, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgeist und Umfang der hier oder später beanspruchten Erfindung(en) abzuweichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Mit einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Verschlechterung der Radarleistung aufgrund von Mehrfachreflexionen mit einer integrierten Radar- und Lampenkonfiguration zu unterdrücken.
Bezugszeichenliste

U1: Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
10: Radareinheit
11: Leiterplatte
12: Antenne
13: Signalverarbeitungsschaltung
20a, 20b, 20c: Lampeneinheit
21a, 21b, 21c: Lichtquelle
22a, 22b, 22c: Reflektor
30: Gehäuse
30a: Frontabdeckung
40: Garniermaterial
40a: Linse
U2: Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
110: Radareinheit
111: Leiterplatte
112: Antenne
113: Signalverarbeitungsschaltung
114: Trennelement
114a: erster sich erstreckender Abschnitt
114b: zweiter sich erstreckender Abschnitt
114c: dritter sich erstreckender Abschnitt
114d: elektromagnetische Wellen absorbierendes Material
115: dielektrische Linse
120a, 120b, 120c: Lampeneinheit
121a, 121b, 121c: Lichtquelle
122a, 122b, 122c: Reflektor
130: Lampengehäuse
130a: Frontabdeckung
U3: Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
210: Radarvorrichtung
211: Leiterplatte
212: Antenne
213: Signalverarbeitungsschaltung
214: Trennelement
215: dielektrische Linse (Abdeckungselement)
220a, 220b, 220c: Lampe
221a: Lichtquelle
222a: Reflektor
230: Lampengehäuse
230a: Frontabdeckung
200: ECU
201: Erfassungseinheit für die Intensität reflektierter Wellen
202: Wetterinformations-Erfassungseinheit
203: Beleuchtungssteuerung
U4: Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
310: Antennenvorrichtung
311: Leiterplatte
312: Antenne
313: Signalverarbeitungsschaltung
314: Radargehäuse
315: dielektrische Linse
315: Erhebungen
317: Abdeckungselement
320a, 320b, 320c: Lampe
321a: Lichtquelle
322a: Reflektor
330: Lampengehäuse
330a: Frontabdeckung

Claims

Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung zum Überwachen eines Bereichs in einer ersten Richtung außerhalb eines Fahrzeugs, wobei die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung umfasst: eine Lampeneinheit, die enthält: eine Lichtquelle, die Licht in der ersten Richtung emittiert; und einen Reflektor, der die Lichtquelle umgibt; und eine Radareinheit, die auf einer unteren Seite oder einer oberen Seite der Lampeneinheit vorgesehen ist, wobei die Radareinheit enthält: eine Leiterplatte, die so angeordnet ist, dass sich eine Plattenoberfläche im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstreckt; und eine Vielzahl von Antennenelementen, die auf der Plattenoberfläche der Leiterplatte angeordnet sind, um eine elektromagnetische Welle in der ersten Richtung auszusenden und eine reflektierte Welle davon zu empfangen, wobei die Vielzahl von Antennenelementen in der Draufsicht relativ zu dem Reflektor auf einer Seite in der ersten Richtung in einem Array angeordnet sind und eine Arrayrichtung der Vielzahl von Antennenelementen eine Richtung ist, die in der Draufsicht die erste Richtung schneidet und nicht-parallel zu einer Erstreckungsrichtung eines Endabschnitts auf der Seite in der ersten Richtung des Reflektors ist.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Arrayrichtung der Vielzahl von Antennenelementen in der Draufsicht einen Winkel im Bereich von 9 Grad bis 171 Grad in Bezug auf die Erstreckungsrichtung des Endabschnitts des Reflektors aufweist.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Bereich, in welchem sich die Leiterplatte und der Reflektor in der Draufsicht miteinander überlappen, eine Position, an der eine Kontur, die von dem Endabschnitt des Reflektors gebildet wird, in Bezug auf die erste Richtung konvex ist, näher an einer mittleren Position einer Elementgruppe der Vielzahl von Antennenelementen ist als eine Position, an der die Kontur, die von dem Endabschnitt des Reflektors gebildet wird, in Bezug auf die erste Richtung konkav ist.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der Vielzahl von Antennenelementen eine längsstrahlende Arrayantenne enthält.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine dielektrische Linse, die auf einer Seite in der ersten Richtung der Vielzahl von Antennenelementen angeordnet ist, wobei die dielektrische Linse Strahlen der elektromagnetischen Welle, die von der Vielzahl von Antennenelementen ausgesendet wurde, verengt und die Strahlen der elektromagnetischen Wellen in der ersten Richtung nach außerhalb des Fahrzeugs aussendet.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die dielektrische Linse einstückig mit einem Garniermaterial ausgebildet ist, das auf der Seite in der ersten Richtung der Lampeneinheit und der Radareinheit so angeordnet ist, dass es mindestens einen Teil eines Außenumfangs eines Bereichs umgibt, den das Licht durchläuft.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Radareinheit in einer Fahrzeughöhenrichtung dünner als die Lampeneinheit ist.
Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Antennenelementen relativ zu dem Reflektor weiter auf der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet sind.