JP2000028715A - 複合形レーダセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超音波レーダセンサの不感ゾーンを補う光レー
ダセンサの監視領域を拡大することで、センサの近傍か
ら遠方まで広い領域で物体検出が可能な複合形レーダセ
ンサとする。 【解決手段】光レーダセンサ１３の発光器１４からの光
ビームを反射して外部に投光する反射器１６を基台１７
に固定し、回動装置１８で基台１７を介して反射器１６
を回動し、外部に投光する光ビームを左右に走査し、光
レーダセンサ１３の物体監視領域を拡大する構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波レーダセン
サと光レーダセンサを組み合わせた複合形レーダセンサ
に関し、特に、至近距離の物体検出性能を高めた複合形
レーダセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーダセンサは、送信信号の入力により
送信器から監視空間へ送信波を送出し、物体（例えば
人）があるとそこで反射された送信波の一部が反射波と
して戻ってきて受信器で受信され受信信号を得る。送受
信器と物体までの距離をΔＬ、送信信号と反射波の受信
信号の時間差をΔｔ、送信波及び反射波の空間伝搬速度
をＶｔとすると、２×ΔＬ＝Ｖｔ×Δｔの関係式が成立
する。従って、時間差Δｔを測定することで、物体まで
の距離ΔＬを知ることができる。

【０００３】このような測定原理を利用したレーダセン
サの例に超音波レーダセンサがある。これは、送信信号
により超音波素子を機械的に振動させて超音波を発生さ
せ、その超音波を送信波として監視空間へ送出し、反射
波を超音波素子で受信して電気信号に変換し受信信号を
得る。しかし、超音波レーダセンサは、センサ近傍を監
視できないという問題がある。その理由は、送信信号が
消滅しても超音波素子の機械的振動が即座には無くなら
ず減衰しつつしばらく継続する。即ち、残響が残るため
である。図１２にその様子を示す。

【０００４】送信信号Ｓｅの入力で送信用超音波素子で
生じた超音波が空間或いは構造体等を経由して受信用超
音波素子に伝わると、受信用超音波素子は機械的に振動
する。図１２で送信信号Ｓｅと同時に受信信号Ｓｒが生
じているのはその理由による。そして、送信期間を過ぎ
て送信信号Ｓｅが消滅しても、図１２に示すように受信
側にしばらくの間残響が残り、この残響期間では物体か
らの反射波があっても残響に埋もれてしまって区別でき
ないため検出できない。反射波を識別できるのは残響期
間後（図中の反射波受信期間）になる。

【０００５】即ち、超音波レーダセンサでは、センサ近
傍に物体監視ができない不感ゾーンが存在する。超音波
レーダセンサでは、多くの場合一つの超音波素子が送受
信を兼ねているので、この残響の影響、即ち、不感ゾー
ンの問題は避けられない。一方、光レーダセンサは、発
光素子から光ビームを空間へ投光し、物体からの反射光
を受光素子で受信する。発光素子は電気信号を光信号へ
変換し、受光素子は光信号を電気信号へ変換するが、こ
の変換は共に速やかに行われるので、前述の超音波レー
ダセンサのような問題、即ち、不感ゾーンの問題は生じ
ない。しかし、光ビームは環境（雨や霧等）の影響を受
け易いので、遠方の物体検出性能の信頼性は超音波レー
ダセンサに比べて劣る。

【０００６】そこで、図１３及び図１４に示すような、
超音波レーダセンサ１と光レーダセンサ２を組み合わせ
た複合レーダセンサ３が実用されている。かかる複合レ
ーダセンサ３では、超音波レーダセンサ１は比較的遠方
までの物体を検出し、光レーダセンサ２はセンサ近傍の
物体を検出する役割分担となってる。図中、１ａ，１ｂ
は超音波素子、１ｃ，１ｄはホーン、２ａ，２ｂは、発
光素子、受光素子を示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複合形レーダセンサ３では、光レーダセンサ２の発光素
子２ａから投光される光ビームの光軸は固定されてい
る。そして、光ビームはほとんど拡散しないと考えられ
るので、光レーダセンサ２では光ビームの光軸上の物体
しか検出できない。このため、超音波レーダセンサ１の
不感ゾーンに当たるセンサ近傍では、物体監視領域が光
レーダセンサ２の光軸上に限定されて極めて狭い領域し
か物体検出ができないという問題がある。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、センサの近傍から遠方まで広い領域で物体検出が可
能な、超音波レーダセンサと光レーダセンサを組み合わ
せた複合形レーダセンサを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明では、超音波を物体監視領域に放射しその反射
波の有無に基づいて物体の存在／不存在を監視する超音
波レーダセンサと、光ビームを前記物体監視領域に投光
しその反射光の有無に基づいて物体の存在／不存在を監
視する光レーダセンサとを備えた複合型レーダセンサに
おいて、前記光レーダセンサの光ビームを、前記物体監
視領域を含む領域で走査するように構成した。

【００１０】かかる構成では、光レーダセンサによる物
体監視領域が扇状に広範囲になる。従って、超音波レー
ダセンサでは物体監視ができない至近領域も広範囲に監
視できるようになる。請求項２に記載の発明では、前記
超音波レーダセンサが、超音波の放射から反射波が受信
されるまでの経過時間から物体までの距離を算出する距
離検出手段を有し、前記光レーダセンサが、光ビームの
投光から反射光が受光されるまでの経過時間から物体ま
での距離を算出する距離検出手段を有する構成であり、
前記両距離検出手段の検出結果が一致するか否かを確認
する一致確認手段を設け、該一致確認手段の一致確認出
力に基づいて超音波レーダセンサと光レーダセンサの検
出性能が正常か否かを検査する構成とした。

【００１１】かかる構成では、超音波レーダセンサと光
レーダセンサの重複する監視領域に物体が存在し、両レ
ーダセンサから距離検出信号が発生した時に、両レーダ
センサの検出性能が正常か否かを検査できるようにな
る。請求項３に記載の発明では、前記超音波レーダセン
サと光レーダセンサの互いに重複する監視領域の両端近
傍にそれぞれ反射体を配置し、該反射体からの反射光に
よる受光出力に基づいて光レーダセンサ正常か否かを検
査する光レーダセンサ検査手段を備え、該光レーダセン
サ検査手段の正常判定を条件に、前記一致確認手段の一
致確認信号を有効とする構成とした。

【００１２】かかる構成では、超音波レーダセンサと光
レーダセンサの検出性能を検査できると共に、監視領域
の幅も確認できるようになる。前記光レーダセンサは、
具体的には請求項４に記載のように、光ビームを発生す
る光ビーム発生手段と、受光手段と、発生した光ビーム
を前記監視領域を含む領域を走査するよう反射すると共
に、前記監視領域を含む領域からの反射光を前記受光手
段へ反射する光ビーム走査手段と、前記受光手段の受光
出力に基づいて物体の存在／不在を判定する判定手段と
を備えて構成した。

【００１３】請求項４の発明において、請求項５に記載
のように、前記光ビーム走査手段に、半導体ガルバノミ
ラーを用いれば、光レーダセンサを小型化でき、延いて
は複合形レーダセンサの小型化を図ることができるよう
になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の複合形レーダセン
サの第１実施形態を示す外観図である。図１において、
本実施形態の複合レーダセンサ１０は、ケース１１内
に、超音波レーダセンサ１２と光レーダセンサ１３が内
蔵される。超音波レーダセンサ１２は、図１３及び図１
４の従来装置と同様の構成であり、ケース１１の前面左
右にそれぞれホーンと超音波素子を備えた送信部１２Ａ
と受信部１２Ｂを有する。また、光ビームの光軸を左右
方向に走査可能な光レーダセンサ１３は、ケース１１の
前面略中央部に配置される。

【００１５】次に、光レーダセンサ１３の構成について
説明する。本実施形態の光レーダセンサ１３は、図２に
示すように、光ビーム発生手段としての発光器１４、こ
の発光器１４に近接して配置された受光手段としての受
光器１５、発光器１４からの光ビームを反射して外部に
出射する反射器１６及びこの反射器１６を固定した基台
１７の回動軸１７ａを周期的に正転・逆転駆動する回動
装置１８を備えて構成される。反射器１６、基台１７及
び回動装置１８で光ビーム走査手段を構成する。また、
発光器１４及び受光器１５と反射器１６との間に、図３
に示すような、直径約１ｍｍ程度の細い２本の光ファイ
バ１９ａ，１９ｂを内蔵した光ケーブル１９を設け、光
ケーブル１９の一端側の一方の光ファイバ１９ａを発光
器１４の発光素子１４ａに接続し、他方の光ファイバ１
９ｂを受光器１５の受光素子１５ａに接続し、他端側は
開放して反射器１６に対面させる。

【００１６】これにより、発光素子１４ａから投光され
る光ビームは、光ファイバ１９ａを通り反射器１６で反
射されて外部の監視空間へ投光される。そして、物体に
当たると反射され、その反射光が投光ビームと略同じ経
路を逆進して反射器１６へ入射して反射され、光ファイ
バ１９ｂで導かれて受光素子１５ａで受光される。そし
て、光ビームの投光動作に同期して回動装置１８により
反射器１６を基台１７を介して回動軸１７ａ回りに周期
的に正転・逆転駆動し光ビームを左右方向に走査する。
従って、光レーダセンサ１３の物体監視領域は、従来の
光軸上だけでなく略扇状に拡大される。

【００１７】本実施形態の複合形レーダセンサ１０は、
例えば図４に示すように、光レーダセンサ１３ではＡの
範囲の領域内の物体を検出し、超音波レーダセンサ１２
では光レーダセンサ１３と一部重複するＢの範囲の領域
内の物体を検出する。尚、本実施形態では、光レーダセ
ンサより超音波レーダセンサの方が遠方まで検出できる
よう説明したが、光レーダセンサの方が超音波レーダセ
ンサより検出距離が長くてもよく、光レーダセンサと超
音波レーダセンサの監視領域が重複していればよい。

【００１８】かかる構成によれば、従来装置の場合は、
図４の破線で示すように、近距離では、光レーダセンサ
の光軸上の物体しか検出できなかったのが、図４の実線
で示すように、近距離でも略扇状の領域で物体検出が可
能となり、近距離及び遠距離共に広い範囲で物体検出が
可能となり、物体検出の信頼性が向上する。上記第１実
施形態の反射器１６の場合には、発光器１４及び受光器
１５を反射器１６の上方に配置する構成となるが、図５
に示すように、回動軸２２回りに回動可能な板状の反射
板２１を用いて発光器１４及び受光器１５を側方側に配
置する構成とすることも可能である。光ビーム走査手段
としての反射板２１を、回動軸２２回りに周期的に揺動
することで、光ビームを略扇状に投光できる。

【００１９】このような反射板２１の具体例としては、
市販のガルバノミラーを用いることができる。また、マ
イクロマシニング技術を用いて製造される半導体ガルバ
ノミラーを用いれば、反射板を小型化でき、延いては複
合レーダセンサの小型化を図ることができる。半導体ガ
ルバノミラーとしては、後述する電磁型ガルバノミラー
の外に静電型ガルバノミラーや圧電型ガルバノミラーが
ある。

【００２０】静電型ガルバノミラーは、半導体素子製造
プロセスで製造された素子で、ミラーを形成した可動板
を静電気力で駆動するものであり、例えば特開平５−６
０９９３号公報等に開示されている。また、圧電型ガル
バノミラーは、ミラーを形成した可動板を圧電共振で駆
動するものであり、例えば、SPIE-The InternationalSo
ciety for Optical Engineering１９９１年７月発行の
「Reprinted from Miniature and Micro-Optics;⁰¹abri
cation and System Applications Volume 1554」に開示
されている。

【００２１】ここでは、反射板２１として好適な電磁型
の半導体ガルバノミラーについて説明する。電磁型半導
体ガルバノミラーの構成、動作は本出願人の出願にかか
る特開平８−２２０４５３号公報に記載されており、そ
の一部を引用して説明する。永久磁石の配置等に異なる
点があるが、基本的構成、動作には差異がない。

【００２２】簡単に言うと、半導体ガルバノミラーは、
半導体基板に一体形成した、可動板とこの可動板を半導
体基板に対し揺動自在に軸支するトーションバーと、可
動板の周縁部に設けた駆動コイルと、この駆動コイルに
静磁界を与える磁界発生手段と、動板上に形成したミラ
ーから構成されている。図６、図７は、ガルバノミラー
１２０の構成を示す図である。この装置は、検流計（ガ
ルバノメータ）と同じ原理で動作するものである。尚、
図６、図７では判り易くするため大きさを誇張して示し
ている。

【００２３】図６及び図７において、半導体ガルバノミ
ラー１２０は、半導体基板であるシリコン基板１０２の
上下面に、それぞれ例えばホウケイ酸ガラス等からなる
上側及び下側絶縁基板としての平板状の上側及び下側ガ
ラス基板１０３、１０４を接合した３層構造となってい
る。上側ガラス基板１０３は、後述する可動板１０５上
方を開放するようシリコン基板１０２の左右端（図６に
おける）に積層されている。

【００２４】前記シリコン基板１０２には、平板状の可
動板１０５と、この可動板１０５の中心位置でシリコン
基板１０２に対して基板上下方向に揺動可能に可動板１
０５を軸支するトーションバー１０６とが半導体製造プ
ロセスにおける異方性エッチングによって一体形成され
ている。従って、可動板１０５及びトーションバー１０
６もシリコン基板１０２と同一材料からなっている。前
記可動板１０５の上面周縁部には、可動板１０５駆動用
の駆動電流と、この駆動電流に重畳する変位角検出用の
検出用電流とを流すための銅薄膜からなる平面コイル１
０７が、絶縁被膜で覆われて設けられている。前記検出
用電流は、下側ガラス基板１０４に後述するように設け
られる検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂとの相互インダク
タンスに基づいて可動板１０５の変位を検出するための
ものである。この検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂによる
偏位角検出については後述する。

【００２５】また、可動板１０５の平面コイル１０７で
囲まれた上面中央部には、ミラー１０８が公知の手法で
形成されている。更に、シリコン基板１０２のトーショ
ンバー１０６の側方上面には、平面コイル１０７とトー
ションバー１０６の部分を介して電気的に接続する一対
の電極端子１０９，１０９が設けられており、この電極
端子１０９，１０９は、シリコン基板１０２に電鋳コイ
ル法による平面コイル１０７と同時に形成される。

【００２６】上側及び下側ガラス基板１０３、１０４の
左右側（図６における）には、前記トーションバー１０
６の軸方向と平行な可動板１０５の対辺の平面コイル１
０７部分に磁界を作用させる、互いに対をなす円形状の
永久磁石１１０Ａ，１１０Ｂと１１１Ａ，１１１Ｂが設
けられている。上下の互いに対をなす各３個づつの永久
磁石１１０Ａ，１１０Ｂは、上下の極性が同じとなるよ
う、例えば図７に示すように、下側がＮ極、上側がＳ極
となるよう設けられている。また、他方の各３個づつの
永久磁石１１１Ａ，１１１Ｂも、上下の極性が同じとな
るよう、例えば図７に示すように、下側がＳ極、上側が
Ｎ極となるよう設けられている。そして、上側ガラス基
板１０３側の永久磁石１１０Ａと１１１Ａ及び下側ガラ
ス基板１０４側の永久磁石１１０Ｂと１１１Ｂは、図７
からも判るように、互いに上下の極性が反対となるよう
に設けられる。

【００２７】また、前述したように、下側ガラス基板１
０４の下面には、平面コイル１０７と電磁結合可能に配
置され各端部がそれぞれ対をなす電極端子１１３，１１
４に電気的に接続された一対の検出コイル１１２Ａ，１
１２Ｂがパターニングされて設けられている（尚、図６
では、模式的に１本の破線で示したが実際は複数巻回し
てある）。検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂは、トーショ
ンバー１０６に対して対称位置に配置されて可動板１０
５の変位角を検出するもので、平面コイル１０７に駆動
電流に重畳して流す検出用電流に基づく平面コイル１０
７と検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂとの相互インダクタ
ンスが、可動板１０５の角度変位により一方が接近して
増加し他方が離間して減少するよう変化するので、例え
ば相互インダクタンスに基づいて出力される電圧信号の
変化を差動で検出することにより可動板１０５の変位角
が検出できる。

【００２８】次に、半導体ガルバノミラー１２０の動作
原理について説明する。尚、動作原理の詳細は前述の特
開平８−２２０４５３号公報等に記載されているので、
ここでは簡単に述べる。例えば、一方の電極端子１０９
を＋極、他方の電極端子１０９を一極として平面コイル
１０７に電流を流す。可動板１０５の両側では、永久磁
石１１０Ａと１１０Ｂ、永久磁石１１１Ａと１１１Ｂに
よって、図７に示すように可動板１０５の平面に沿って
平面コイル１０７を横切るような方向に磁界が形成され
ており、この磁界中の平面コイル１０７に電流が流れる
と、平面コイル１０７の電流密度と磁束密度に応じて平
面コイル１０７、言い換えれば可動板１０５の両端に、
電流・磁束密度・力のフレミングの左手の法則に従った
方向に力が作用し、可動板１０５が回動する。可動板１
０５が回動するとトーションバー１０６が捩じられ、こ
れによって発生するトーションバー１０６のばね反力と
可動板１０５に作用する電磁力とが釣り合う位置まで可
動板１０５は回動する。

【００２９】この時の可動板１０５の変位角は平面コイ
ル１０７に流れる電流ｉに比例する。従って、平面コイ
ル１０７に流す電流を制御することにより、可動板１０
５、即ちミラー１０８の変位角を制御することができ
る。予め平面コイルに流す電流量と可動板の変位角との
関係を求めておけば、電流量を制御することでミラー１
０８の変位角を制御できる。

【００３０】このミラー１０８の光軸の変位角を制御す
る際に、平面コイル１０７に、駆動電流に重畳して駆動
電流周波数に比べて高い周波数で変位角検出用の検出用
電流を流す。この検出用電流により、平面コイル１０７
と下側ガラス基板１０４に設けた検出コイル１１２Ａ，
１１２Ｂとの間の相互インダクタンスによる誘導電圧が
それぞれの検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂに発生する。
検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂに発生する各誘導電圧
は、可動板１０５、言い換えれば、ミラー１０８が水平
位置にある時には、検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂと対
応する平面コイル１０７との距離が等しいことから等し
くなりその差は零である。可動板１０５が前述の駆動力
でトーションバー１０６を支軸として回動すると、一方
の検出コイル１１２Ａ（または１１２Ｂ）では接近して
相互インダクタンスの増加により誘導電圧は増大し、他
方の検出コイル１１２Ｂ（又は１１２Ａ）では離間して
相互インダクタンスの減少により誘導電圧は低下する。
従って、検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂに発生する誘導
電圧はミラー１０８の変位に応じて変化し、この誘導電
圧を検出することで、ミラー１０８の変位角を検出でき
る。

【００３１】そして、例えば、検出コイル１１２Ａ，１
１２Ｂの他に２つの抵抗を設けて構成したブリッジ回路
に電源を接続し、検出コイル１１２Ａと検出コイル１１
２Ｂとの中点と２つの抵抗の中点との電圧を入力とする
差動増幅器を設けて構成した回路を用い、前記両中点の
電圧差に応じた差動増幅器の出力を、可動板１０５の駆
動系にフィードバックし、駆動電流を制御するようにす
れば、ミラー１０８の変位角を精度良く制御することが
可能である。

【００３２】尚、本発明の複合型レーダセンサに適用す
る場合、必ずしも検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂを設け
る必要はない。図８に、本発明の複合レーダセンサ１０
の応用例を示す。図８では、移動路３１に沿って図中の
矢印で示すように左右方向に移動する移動体３２の前後
部に、複合レーダセンサ１０，１０を設けた例を示して
いる。

【００３３】従来のこの種の複合形レーダセンサでは、
物体検知領域は図８の点線のようになる。即ち、超音波
レーダセンサの不感ゾーンである至近では、光レーダセ
ンサの光軸上のみの極めて狭い領域になっている。この
ため、移動体３２の至近では突然移動路３１に出現した
ような物体は発見し難い。一方、本実施形態の複合形レ
ーダセンサ１０，１０では、物体検知領域は図８の実線
で示すようにセンサの至近から既に扇状に拡がっている
ので、センサ至近の物体監視領域が従来の複合形レーダ
センサに比べて格段に広範囲となり、センサ至近で突然
物体が出現した場合でもこれを発見することが可能とな
る。

【００３４】従って、移動路３１上に例えば人が居るよ
うな場合、移動体３２は人に衝突する前に停止すること
が求められるが、この衝突回避能力は、本発明の複合型
レーダセンサの方が従来のものに比べて格段に高い。と
ころで、反射形レーダセンサの場合、センサの故障で超
音波や光ビームが発生しない場合、物体無しの場合と区
別できない。従って、センサ自体が正常か否かの性能確
認が必要になる。

【００３５】以下に、本発明の複合形レーダセンサにお
ける検出性能を検査するため回路構成例について説明す
る。図９に、検出性能検査回路の構成例を示す。図９に
おいて、超音波レーダセンサ１２には、前述の検出原理
に基づいて送信部１２Ａの送信信号と受信部１２Ｂから
の受信信号とから物体までの距離ΔＬを検出する超音波
レーダセンサの距離検出手段としての距離検出回路４１
が設けられている。また、光レーダセンサ１３内にも、
発光器１４の送信信号と受光器１５から受光信号とから
物体までの距離ΔＬを検出する光レーダセンサの距離検
出手段及び判定手段として機能する距離検出回路４２が
設けられている。そして、両距離検出回路４１，４２の
算出結果は出力信号Ｓ１，Ｓ２として出力される。一致
確認手段としての一致確認回路４３は、予め規定した距
離範囲、即ち、超音波レーダセンサ１２と光レーダセン
サ１３の重複監視領域の範囲内において前記両出力Ｓ
１，Ｓ２が一致しているか否かを確認し、一致している
時には出力信号Ｓ３＝１（論理値１）を出力し、不一致
の時はＳ３＝０（論理値０）を出力する。前記一致確認
回路４３には、前記重複監視領域の距離情報が記憶され
ており、重複監視領域範囲内でのみ一致確認を行う構成
である。

【００３６】次に動作を説明する。今、複合形レーダセ
ンサ１０における光レーダセンサ１３の物体監視領域Ａ
と超音波レーダセンサ１２の物体監視領域Ｂとが、図１
０に示すように一部重複するものとする。そして、この
重複監視領域内に物体５０が存在するものとする。超音
波レーダセンサ１２と光レーダセンサ１３が共に重複監
視領域内の距離ΔＬに存在する物体５０を検出し、その
検出距離結果が各距離検出回路４２，４１からＳ２，Ｓ
１として一致確認回路４３に入力される。一致確認回路
４３では、入力する距離情報が予め記憶した距離情報の
範囲内であることを確認し、この確認に基づいて、両出
力Ｓ１，Ｓ２の結果を比較する。そして、一致すれば両
レーダセンサ正常としてＳ３＝１を出力し、例えば、こ
の正常判定を次回の一致確認動作が行われるまで記憶し
ておく。尚、この一致確認回路４３では、出力Ｓ１，Ｓ
２からの算出結果が重複領域範囲にある時のみ一致確認
動作を行い、それ以外の監視領域の場合には一致確認動
作は行わない。従って、例えば、重複監視領域範囲内の
物体が検出された時には、一致確認を条件として物体検
出出力を有効とし、重複監視領域範囲外に物体が超音波
レーダセンサ１２と光レーダセンサ１３のどちらかで検
出された時には、その物体検出出力をそのまま有効とす
る。

【００３７】かかる構成では、同一の物体５０について
それぞれのセンサで算出された距離の一致を確認するこ
とで、複合形レーダセンサに内蔵された光レーダセンサ
と超音波レーダセンサの検出機能が正常であることを検
査している。また、各レーダセンサ１２，１３から距離
情報Ｓ２，Ｓ１が得られるのは、物体５０が両者の重複
監視領域に在る時である。従って、図９の一致確認回路
４３では検出性能確認と同時に互いのレーダセンサの監
視領域が重複していることも確認していることになる。

【００３８】しかし、図９の一致確認構成では、両レー
ダセンサ１２，１３が共に検出能力を失ったような場合
（例えば、光ビームは投光されず、超音波は送信されな
いような状祝）には、例え物体５０が重複監視領域内に
存在しても物体５０を両センサとも検出できず一致確認
回路４３は物体無しと見なしてしまうので、両レーダセ
ンサ１２，１３の同時故障はチェックできない。

【００３９】この問題を解決する方法としては、例えば
超音波レーダセンサの残響の有無を確認し、残響有りの
確認を条件として一致確認回路４３が一致確認動作を行
うようにすればよい。前述したように、超音波レーダセ
ンサ１２の場合、送信直後から所定期間（図１２の残響
期間）は残響が残るので、この残響を確認することで超
音波レーダセンサの検出性能検査を行うことができる。
尚、残響確認による性能確認の方法は、従来公知の方法
を用いればよい。

【００４０】また、図９の一致確認回路４３は、物体５
０が重複監視領域に存在する時にしか性能検査を行うこ
とができない。従って、図９の構成では、物体が重複監
視領域に入るまで待つか、或いはレーダセンサ自身が動
くしかない。重複監視領域以外でも検出性能検査が行え
るようにするには、図１０に破線で示すように、重複監
視領域に予め反射体６１，６２を設置し、反射体６１，
６２からの反射の有無を常時監視するようにすればよ
い。こうすることで、両レーダセンサの送信信号発生毎
に重複監視領域に設置された反射体６１，６２からの反
射波が得られ、常時一致確認回路４３において一致確認
動作が行われ、検出性能検査と監視領域の重複の確認が
できる。

【００４１】更に、監視領域の幅の確認のためには、重
複監視領域の両端にそれぞれ異なる距離ΔＬ１とΔＬ２
の位置に反射体６１，６２を設置する。こうすれば、距
離ΔＬｌに在る反射体６１と，距離ΔＬ２に在る反射体
６２を区別して検出できるので、重複監視領域両端の反
射体６１，６２を検出できることの確認により、重複監
視領域の幅の確認を行うことができる。

【００４２】監視領域の両端に予め反射体を設置してお
き、そこからの反射光により光レーダセンサの検出能力
の検査を行う方法は、例えば、本出願人の出願にかかる
特願平９−３０５９３２号等に記載されており、これに
ついて以下に説明する。図１１にその検査回路の構成を
示す。図１１において、反射板２１は、駆動回路７１で
周期的に揺動駆動される前述の半導体ガルバノミラーで
ある。変位検出回路７２は、前述の検出コイル１１２
Ａ，１１２Ｂの出力に基づいて反射板２１の変位角を検
出する。パルス生成回路７３は、反射体６１，６２の反
射タイミングでパルスを生成する。検出性能検査回路７
４は、光レーダセンサ１３の検出性能検査を行うもの
で、受光器１５の受光信号からパルス生成回路７３の発
生パルス信号に基づいて反射体６１，６２の反射による
信号を抜き出して検出性能正常を確認する。受光器１
５、変位検出回路７２、パルス生成回路７３及び検出性
能検査回路７４で、光レーダセンサ検査手段を構成して
いる。

【００４３】次に、この回路の動作を説明する。尚、詳
細な動作は前述した特願平９−３０５９３２号に記載さ
れているので、ここでは簡単に説明する。反射板２１が
反射体６１から６２までの範囲の監視領域を周期的に揺
動すると、反射体２１の変位角に対応する振幅で前述の
検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂに誘導電圧が発生し、変
位検出回路７２から反射板２１の変位角に対応する電圧
信号がパルス生成回路７３に入力する。パルス生成回路
７３では、変位検出回路７２からの電圧信号とこの電圧
信号の位相反転信号とをそれぞれレベル検定し、反射体
６１，６２からの反射光がそれぞれ得られるタンミング
でパルス信号を発生する。検出性能検査回路７４では、
受光器１５からの受光信号とパルス生成回路７３からの
パルス信号とに基づいて、両信号が同期して入力すれば
正常と判断して正常確認出力を発生する。

【００４４】このようにすれば、反射板２１が反射体６
１と６２の範囲を正常に周期的に走査しており、且つ、
反射体６１，６２からの反射光を正常に受光しているこ
とが分かり、光レーダセンサ１３の検出性能を検査する
ことができる。そして、光レーダセンサ１３が正常であ
ることを条件に一致確認回路４３の出力を有効とするこ
とで、常時、複合形レーダセンサ１０の検出性能の検査
を行うことができ、複合形レーダセンサ１０の物体監視
の信頼性が格段に向上する。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，４の発
明によれば、光レーダセンサによる物体監視領域が扇状
になるので、超音波レーダセンサでは物体監視ができな
い至近領域も広範囲に監視できるようになり、従来の複
合形レーダセンサに比べて監視領域を広範囲にでき、物
体監視の信頼性を向上できる。

【００４６】請求項２の発明によれば、超音波レーダセ
ンサと光レーダセンサの重複する監視領域に物体が存在
すれば、両レーダセンサの検出性能が正常か否かを検査
できるので、複合レーダセンサの信頼性がより向上でき
る。請求項３の発明では、超音波レーダセンサと光レー
ダセンサの検出性能を検査できると共に、監視領域の幅
も確認できる。

【００４７】請求項５に記載のように、光レーダセンサ
の光ビーム走査手段に、半導体ガルバノミラーを用いれ
ば、光レーダセンサを小型化でき、延いては複合形レー
ダセンサの小型化を図ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合形レーダセンサの第１実施形態の
外観図

【図２】同上実施形態の光レーダセンサの回動機構の概
略図

【図３】（Ａ）、（Ｂ）光レーダセンサに使用する光フ
ァイバの概略図

【図４】本発明と従来例の監視領域の比較図

【図５】本発明の複合形レーダセンサの光レーダセンサ
回動機構の別の実施形態を示す概略図

【図６】半導体ガルバノミラーの構成を示す図

【図７】図６のＡ−Ａ矢視断面図

【図８】本発明の複合形レーダセンサの応用例を示す図

【図９】本発明の複合形レーダセンサの検出性能検査回
路の構成例を示すブロック図

【図１０】光レーダセンサの検出性能検査に用いる反射
体の配置図

【図１１】図１０の反射体を用いる光レーダセンサの検
出性能検査回路の構成例を示す図

【図１２】超音波レーダセンサの残響の説明図

【図１３】従来装置の構成図

【図１４】図１３の内部構成の概略図

【符号の説明】

１０ 複合形レーダセンサ １２ 超音波レーダセンサ １３ 光レーダセンサ １４ 発光器 １５ 受光器 １６ 反射器 １８ 回動装置 ２１ 反射板 ４１，４２ 距離検出回路 ４３ 一致確認回路 ５０ 物体 ６１，６２ 反射体 ７２ 変位検出回路 ７３ パルス生成回路 ７４ 検出性能検査回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓬原 弘一 埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日本 信号株式会社与野事業所内 Ｆターム(参考） 5J083 AA02 AB12 AC05 AC26 AD04 AG05 CA03 5J084 AA01 AA05 AD01 BA11 BA16 BA56 BB28 BB31 DA01 DA07 EA07 EA08 EA20 FA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波を物体監視領域に放射しその反射波
   の有無に基づいて物体の存在／不存在を監視する超音波
   レーダセンサと、光ビームを前記物体監視領域に投光し
   その反射光の有無に基づいて物体の存在／不存在を監視
   する光レーダセンサとを備えた複合型レーダセンサにお
   いて、 前記光レーダセンサの光ビームを、前記物体監視領域を
   含む領域で走査するように構成したことを特徴とする複
   合型レーダセンサ。
2. 【請求項２】前記超音波レーダセンサが、超音波の放射
   から反射波が受信されるまでの経過時間から物体までの
   距離を算出する距離検出手段を有し、前記光レーダセン
   サが、光ビームの投光から反射光が受光されるまでの経
   過時間から物体までの距離を算出する距離検出手段を有
   する構成であり、前記両距離検出手段の検出結果が一致
   するか否かを確認する一致確認手段を設け、該一致確認
   手段の一致確認出力に基づいて超音波レーダセンサと光
   レーダセンサの検出性能が正常か否かを検査する構成と
   した請求項１に記載の複合形レーダセンサ。
3. 【請求項３】前記超音波レーダセンサと光レーダセンサ
   の互いに重複する監視領域の両端近傍にそれぞれ反射体
   を配置し、該反射体からの反射光による受光出力に基づ
   いて光レーダセンサ正常か否かを検査する光レーダセン
   サ検査手段を備え、該光レーダセンサ検査手段の正常判
   定を条件に、前記一致確認手段の一致確認信号を有効と
   する構成とした請求項２に記載の複合形レーダセンサ。
4. 【請求項４】前記光レーダセンサは、光ビームを発生す
   る光ビーム発生手段と、受光手段と、発生した光ビーム
   を前記監視領域を含む領域を走査するよう反射すると共
   に、前記監視領域を含む領域からの反射光を前記受光手
   段へ反射する光ビーム走査手段と、前記受光手段の受光
   出力に基づいて物体の存在／不在を判定する判定手段と
   を備えて構成した請求項１〜３のいずれか１つに記載の
   複合形レーダセンサ。
5. 【請求項５】前記光ビーム走査手段に、半導体ガルバノ
   ミラーを用いた請求項４に記載の複合形レーダセンサ。