JP2000108823A - 衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害物に車体が衝突して障害物を破損させる
のを防止することができる小型でしかも低コストの衝突
防止装置を提供することにある。 【解決手段】 衝突防止装置１０のガルバノミラー２５
は、車両側の衝突防止装置から出射する光を車庫１３の
停止板１４ののリフレクタ１５に当てることにより、リ
フレクタ１５をなめるように走査し、距離センサ２７，
２８でリフレクタ１５を走査して反射した車両に戻る光
に基づいて複数の距離情報を検出し、平均距離情報を求
める情報とし、演算手段３３は、複数の距離情報を平均
化し、より正確な距離情報を得るための情報にし、ＣＰ
Ｕ３１は、平均距離情報が運転者のあらかじめ設定した
制動する距離情報に近づいているか否かを判断し、さら
に報知手段３６は、ＣＰＵ３１で近づいたと判断したと
きに、動体に対して停止指令を報知することにより、未
然に動体が静止体に衝突するのを防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衝突防止装置に係
り、特に距離検知装置にガルバノミラーを備えた衝突防
止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックして車両を車庫入れることは、熟
練を要する。そこで、従来から一部の高級車には、車庫
入れ時に車庫内のポールなどに車体が衝突して車庫を破
損させるのを防止するため、衝突防止装置が車体のリア
ーバンパなどに取付けられている。

【０００３】この種の衝突防止装置には、例えば人間の
耳に全く聞こえない超音波（一例として２万サイクル以
上）を車体のリアバンパから発射し、運転席から確認し
にくい後方の障害物の距離及び位置を表示ランプとブザ
ーで報知する装置がある。

【０００４】具体的には、車両のギアシフトレバーやＡ
Ｔ（オートマチック・トランスミッション）のセレクタ
ーレバーをバックにセットする時には、リアバンパの左
右の２ヵ所のセンサから超音波が発射され、他の２ヵ所
のセンサで受信する。このように受信した信号に基づい
てＣＰＵ（中央演算ユニット）において障害物が一定の
範囲内にあるか否かを判定する。ＣＰＵの判定した結果
に基づいて、一定範囲内とき表示器を点灯させる。

【０００５】例えば、超音波を発信してから７．２〜１
２．８ｍ／秒の範囲で受信すると、ＣＰＵにおいて障害
物が約１〜２ｍの範囲にあると判定し、表示器の上段の
黄ランプを点灯させる。超音波を発信してから４．４〜
７．２ｍ／秒の範囲で受信すると、ＣＰＵにおいて障害
物が約０．５〜１ｍの範囲にあると判定し、表示器の中
段の赤ランプを点灯させ、更に４．４ｍ／秒なら、０．
５ｍ以内であると判定して、下段の赤ランプを点灯させ
る。これにより、障害物の有無を識別することができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
衝突防止装置は、高価であって簡単に装備できるもので
はない。また、装置が大規模なものとなり、車両重量増
の要因となる。そこで、安価でコンパクトな衝突防止装
置が要望されている。

【０００７】本発明の目的は、障害物に車体が衝突して
障害物を破損させるのを防止することができる小型でし
かも低コストの衝突防止装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、動体を静止体に近づける静止体に向って
進む動体が静止体に衝突することを防止する衝突防止装
置において、動体から出射する光を静止体の特定面に当
てる第１手段と、静止体の特定面で反射して動体に戻る
光に基づいて複数の距離情報を検出する第２手段と、複
数の距離情報を平均化する第３手段と、平均距離情報が
あらかじめ設定した距離情報に近づいているか否かを判
断する第４手段と、第４手段で近づいたと判断したとき
に、動体に対して停止指令を報知する第５手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００９】第１手段で静止体の特定面に光を発射し、
特定面での反射に基づいて第２手段で複数個の距離情報
を検出し、これらを第３手段で平均化し、この平均値を
第４手段であらかじめ設定した距離情報と比較し、近づ
いたときには第５手段で停止指令を報知させる。従っ
て、動体が静止体に衝突することを防止することができ
る。

【００１０】請求項２では、第１手段は、光の偏向走査
を２次元方向でするガルバノミラーからなることを特徴
とする。

【００１１】ガルバノミラーで２方向に光を発射する。
ガルバノミラーは小型、軽量化が容易であるから、衝突
防止装置を小型かつ軽量化することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図面は符号の向きに見るものと
する。図１は、本発明の実施形態に係る衝突防止装置の
適用例を示す図であり、衝突防止装置１０を動体として
車両１１のリヤバンパ１２に取付けた例を示す。１３は
車庫、１４は車庫１３の奥に設置した停止板、１５は静
止体としてのリフレクタである。

【００１３】図２は本発明の実施形態の衝突防止装置の
要部構成図である。衝突防止装置１０は、第１手段とし
てのガルバノミラー２５、第２手段としての距離センサ
２７，２８、 光源としての半導体レーザ２９、ガルバ
ノミラー駆動用のドライバ３０、記憶手段３１、距離セ
ンサ２７，２８、位相比較部３２、第３手段としての演
算手段３３、第４手段としてのＣＰＵ３４、第５手段と
しての報知手段３６及び設定手段３７から主に構成す
る。

【００１４】ガルバノミラー２５、距離センサ２７，２
８、演算手段３３、ＣＰＵ３４、報知手段３６は半導体
基板またはＩＣ（集積回路）を用いることにより、集積
化することができるので、小型化が容易になり、そのた
め衝突防止装置１０をコンパクトに構成でき、わずかな
設置スペースがあれば、設置することができる。

【００１５】ガルバノミラー２５（ガルバノミラー２５
の具体的構造は後述する）は、Ｘ，Ｙ軸方向に光を出射
して先行車を走査する。位相比較部３２は、距離センサ
２７，２８の検出信号の位相を比較する位相比較部３
２、演算手段３３は、平均距離情報があらかじめ設定し
た距離情報に近づいているか否かを判断する。

【００１６】距離センサ２７，２８にはＣＣＤを用いる
が、これに限られず、その他の光センサを用いることが
できる。演算手段３３は複数の距離情報に対応する信号
を平均化する信号平均化部（シグナルアベレージヤ）３
３ａ及びこのシグナルアベレージヤ３３ａの出力に基づ
いて演算をする演算部３３ｂから構成する。

【００１７】報知手段３５は、後部座席のヘッドレスト
の中央部に取付けた表示器あるいは警報器であり、報知
手段の取付位置はこれに限らず、後部座席のヘッドレス
トの近傍に取付けものであっても良い。設定手段３７
は、運転者が車庫１３に入れる際の後方走行速度をあら
かじめ設定し、記憶手段３１に設定情報として格納す
る。設定手段３７は、ダツシュボードの近くのデイジタ
ル表示部のタッチ式の後方速度設定スイッチを押すこと
により、運転者の運転能力に応じ適宜、設定することが
できる。

【００１８】設定手段３７では、例えば、運転者がバッ
ク走行速度をＶｍ／ｓと設定したとき、車庫入れ時間が
Ｔ秒かかり、車庫入れ時に障害物に衝突しないで、安全
に車庫に入れられる制動距離をＬｍとしたとき、演算手
段３３において、Ｌ×Ｔ＝Ｌより演算することができ
る。

【００１９】このように演算手段３３では、車庫入れ時
の制動距離を示すしきい値を演算により求め、求めたし
きい値を予め記憶手段に記憶する。車両を車庫入れする
際には、設定された制動距離を示すしきい値に車両が近
づいてくると、報知手段３５を作動することにより、運
転者に迅速に停止位置に近いことを知らせることができ
る。

【００２０】衝突防止装置１０の全体的な動作は、ＣＰ
Ｕ３１からの指令に基づいてする。ＣＰＵ３１は半導体
レーザ２９に発光指令及びガルバノミラー２４にドライ
バ３０を介在して回動指令をすると共に、図示しないモ
ード切換スイッチなどの切換制御指令をする。

【００２１】ＣＰＵ２３は走査角信号、発光タイミング
信号及び測定時間信号に基づいて動作する。ＣＰＵ３１
は発光指令をパルス発生回路３５に対してすると、パル
ス発生回路３５より一定周期をもつ一連の発光パルスの
発生を開始する。パルス発生回路３５より出力する発光
パルスは半導体レーザ２９に入力する。発光パルスの周
期は、測定可能な最大距離を光が往復するのに要する時
間より長くする。

【００２２】ＣＰＵ３１はガルバノミラー回転指令をド
ライバ３０にすると、これに応答してドライバ３０にお
いて、投影光走査用ミラーを所定角度範囲、例えば、２
００ｍｒａｄ内で水平方向に往復動可能にガルバノミラ
ー２５を回動する。ガルバノミラー２５の回動速度は、
一走査角度範囲内で複数、例えば２０ないし３０の投影
光が投影される程度である。

【００２３】半導体レーザ２９は発光信号に応答して駆
動回路によってパルス駆動し、半導体レーザ２９からコ
リメートされた、垂直方向に広がりをもつ縦長断面のレ
ーザ光、例えば、垂直方向に１５ｍｒａｄ程度が出射す
る。

【００２４】ガルバノミラー２５の構造の詳細について
は後述するが、２次元で振ることができるように、トー
ションバーを互いに直交させるため、第１及び第２のト
ーションバーを備える。

【００２５】位相比較部２６は、距離センサ２７，２８
で検出したレーザ光の入射波と反射波にそれぞれ対応す
る入射波信号と反射波信号の位相を基準周波数の分周信
号を基準にしてそれぞれ比較する。

【００２６】演算手段３３は、位相比較部３２の比較結
果に基づいて車庫入れ時の制動距離を算出する。制動距
離は、あらかじめ記憶部３４に格納されている位相情報
と車間距離情報に基づいて車速に応じた車間距離を算出
する。

【００２７】ＣＰＵ３１は、ガルバノミラー２５のＸ軸
方向の走査をし、先行車１３のレフレクタ１５で反射す
る光の到着時間に対応するＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞ
れの時間情報と、距離算出部３３で算出した車間距離情
報に基づいて車間距離が保持されていない場合に、ＣＰ
Ｕ３１から報知手段３６に鳴動指令をし、運転車に車庫
入れ時の制動距離が充分でないことを報知させる。

【００２８】図３は本発明で採用したガルバノミラーの
分解斜視図である。ガルバノミラー２５は、半導体基板
であるシリコン基板４０の上下面にそれぞれホウケイ酸
ガラスなどからなる上側及び下側絶縁基板としての上側
及び下側ガラス基板４１，４２を矢印で示すように重ね
て接合した３層構造体であり、上側及び下側ガラス基板
４１，４２はそれぞれ中央部に、例えば、超音波加工に
よって形成した方形状の凹部４１Ａ，４２Ａを設けた構
造からなる。

【００２９】シリコン基板４０に接合する場合に上側ガ
ラス基板４１は、凹部４１Ａを下側にして同じくシリコ
ン基板４０側に位置するように接合する。下側ガラス基
板４２は、凹部４２Ａを下側にしてシリコン基板４２側
に位置するようにして接合する。これにより、反射ミラ
ー４６を設ける可動板４３の揺動空間を確保すると共
に、密閉する構成にする。

【００３０】シリコン基板４０は、枠状に形成した外側
可動板４３ａと、外側可動板４３Ａの内側に軸支される
内側可動板４３ｂとからなる平板状の可動板４３を設け
る。外側可動板４３ａは、第１のトーションバー４４
ａ，４４ａによってシリコン基板４０に軸支する。

【００３１】内側可動板４３ｂは、第１のトーションバ
ー４４ａ，４４ａと軸方向が直交する第２のトーション
バー４４ｂ，４４ｂで外側可動板４３ａの内側に軸支す
る。可動板４３ａ，４３ｂと第１及び第２の各トーショ
ンバー４４ａ，４４ｂは、シリコン基板４０に異方性エ
ッチングにより一体形成されており、シリコン基板４０
と同一材料からなる。

【００３２】外側可動板４３ａの上面は、シリコン基板
４０上面に形成した一対の外側電極端子４７ａ，４７ｂ
に一方の第１のトーションバー４４ａの部分を介して両
端がそれぞれ電気的に接続する平面コイル４５ａを絶縁
層で被覆して設ける。

【００３３】内側可動板４３Ｂの上面は、シリコン基板
４０に形成した一対の内側電極端子４７ｂ，４７ｂに、
一方の第２のトーションバー４４ｂから外側可動板４３
ａ部分を通って、第１のトーションバー４４Ａの他方側
を介してそれぞれ電気的に接続する平面コイル４５ｂを
絶縁層で被覆して設ける。

【００３４】上側及び下側ガラス基板４１，４２は、２
個づつ対となったそれぞれ８個づつの円板状の永久磁石
４８ａ〜５１ａ，４８ｂ〜５１ｂを配置する。上側ガラ
ス基板４１の互いに向かい合う永久磁石４８ａ，４８ｂ
は、下側ガラス基板４２の永久磁石４９ａ，４９ｂとで
外側可動板４３ａの平面コイル４５ａに磁界を作用して
平面コイル４５ａに流す駆動電流との相互作用によって
外側可動板４３ａを回動駆動させるためのものである。

【００３５】上側ガラス基板４１の互いに向い合う永久
磁石５０ａ，５０ｂは、下側ガラス基板４４の永久磁石
５１ｂ，５１ｂと共に内側可動板４３ｂの平面コイル４
５ｂに磁界を作用させて平面コイル４５ｂに流す駆動電
流との相互作用によって内側可動板４３ｂを回動駆動さ
せるためのものである。

【００３６】互いに向き合う永久磁石４８ａ，４９ａの
上面がＳ極の時は、永久磁石４９ａの上面はＮ極になる
ように設け、しかも磁束が可動板４３の平面コイル４５
ａ，４５ｂ部分に対して平行に横切るように配置する。
その他の互いに向い合う永久磁石４９ａ，４９ｂ、永久
磁石５０ａ，５０ｂ、永久磁石５１ａ，５１ｂも同様で
ある。

【００３７】下側ガラス基板４２の下面は、平面コイル
４５ａ，４５ｂとそれぞれ電磁結合可能に配置された検
出コイル５１ａ，５１ｂ、検出コイル５２ａ，５２ｂと
パターニングされて設ける。検出コイル５１ａ，５１ｂ
は、第１のトーションバー４４ａに対して対称位置に設
け、それぞれ対をなしている。検出コイル５２ａ，５２
ｂは、第２のトーションバー４４ｂに対して対称位置に
設け、それぞれ対をなしている。

【００３８】一対の検出コイル５１ａ，５１ｂは、外側
可動板４３ａの変位角を検出するもので、平面コイル４
５ａに駆動電流を重畳して流す検出用電流に基つく平面
コイル４５ａと検出コイル５２ａ，５２ｂとの相互イン
ダクタンスが、外側可動板４３ａの角度変位により変化
し、この角度変化に応じた電気信号を出力する。この電
気信号によって外側可動板４３ａの変位角を検出するこ
とができる。一対の検出コイル５２ａ，５２ｂは、同様
にして内側可動板４３ｂの変位角を検出するものであ
る。

【００３９】図４は本発明で採用したガルバノミラーの
平面図であり、外側可動板４３ａの平面コイル４５ａに
駆動電流を流せば、第１のトーションバー４４ａ，４４
ｂを支点として、外側可動板４３ａが電流方向に応じて
回動し、これに伴い内側可動板４３ｂも外側可動板４３
ａと一体に回動する。

【００４０】内側可動板４３ｂの平面コイル４５ｂに駆
動電流を流せば、外側可動板４３ａの回動方向と直角方
向に、外側可動板４３ａに対して内側可動板４３ｂが第
２のトーションバー４４ｂ，４４ｂを支点として回動す
る。

【００４１】平面コイル４５ａの駆動電流を制御して、
外側可動板４３ａを一周期回動操作した後、平面コイル
４５ｂの駆動電流を制御し、内側可動板４３ｂを一定角
度変位させて、この操作を周期的に繰返せば、ガルバノ
ミラー２５の光軸を２次元に振ることができ、対象車両
である前車を２次元に走査できる。

【００４２】上記実施形態は、ガルバノミラー２５の２
次元走査により図１に示す車庫１３の停止板１４に設け
たリフレクタ１５と車両１１との制動距離を衝突防止装
置１０で確実に検知し、警報を鳴動させることができ
る。

【００４３】上記実施形態は、車両１３のリヤ側に取付
けた衝突防止装置１０について説明したが、これに限ら
ず、車両のフロント側のバンパーに取付けたものであっ
ても良い。さらに距離センサ２７，２８としてＣＣＤを
用いたが、これのみに限定されるものではなく、Ｘ軸方
向またはＹ軸方向の光を検出することができるセンサで
あればよく、これ以外の光センサをＸ軸方向とＹ軸方向
に設けるものであってもよい。

【００４４】上記実施形態は、光源として半導体レーザ
２９を用いたが、これのみに限定されるものではなく、
レーザダイオードなどを用いたものであってもよい。

【００４５】なお、上記実施形態においては、衝突防止
装置を自動車に設置する場合について説明したが、これ
のみに限定するものではなく、例えば衝突防止装置を列
車に摘要する際においても同様にコンパクト化した車間
距離保持装置により制動距離を保持することができ、自
動列車停止装置などと組合わせることにより、停止線を
超えて列車が駅の構内に突入する事故を未然に防止する
ができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１は、第１手段で静止体の特定面
に光を発射し、特定面での反射に基づいて第２手段で複
数個の距離情報を検出し、これらを第３手段で平均化
し、この平均値を第４手段であらかじめ設定した距離情
報と比較し、近づいたときには第５手段で停止指令を報
知させすべての構成を半導体素子を用いたので、集積化
することができ小型化が容易であるため、衝突防止装置
をコンパクトに構成でき、わずかな設置スペースがあれ
ば、設置することができる。

【００４７】請求項２は、ガルバノミラーを半導体基板
を用いて構成しているので、小型、軽量化が容易である
から、衝突防止装置を小型かつ軽量化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における衝突防止装置の設
置例。

【図２】実施形態の衝突防止装置の要部構成図。

【図３】実施形態のガルバノミラーの分解斜視図。

【図４】実施形態のガルバノミラーの平面図。

【符号の説明】

１０…衝突防止装置、１１…動体（車両）、１２…リヤ
バンパー、１３…車庫、１４…静止体（停止板）、１５
…リフレクタ、、２５…第１手段（ガルバノミラー）、
２７，２８…第２手段（距離センサ）、２９…半導体レ
ーザ、３０…ドライバ、３１…第３手段（ＣＰＵ）、３
２…位相比較部、３３…第４手段（演算手段）、３４…
記憶部、３６…第５手段（報知手段）、３７…設定手
段、４０…シリコン基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H045 AB01 BA12 DA31 5J084 AA05 AB20 AC02 AD02 BA04 BA11 BA34 BA49 BA50 BA56 BB02 BB28 CA03 CA10 CA12 CA19 CA22 CA24 CA31 CA32 CA34 CA67 CA70 DA01 EA22 EA29 EA31

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動体を静止体に近づける前記静止体に向
   って進む前記動体が前記静止体に衝突することを防止す
   る衝突防止装置において、 前記動体から出射する光を前記静止体の特定面に当てる
   第１手段と、 前記静止体の特定面で反射して前記動体に戻る光に基づ
   いて複数の距離情報を検出する第２手段と、 複数の距離情報を平均化する第３手段と、 平均距離情報があらかじめ設定した距離情報に近づいて
   いるか否かを判断する第４手段と、 第４手段で近づいたと判断したときに、前記動体に対し
   て停止指令を報知する第５手段とを備えたことを特徴と
   する衝突防止装置。
2. 【請求項２】 前記第１手段は、光の偏向走査を２次元
   方向でするガルバノミラーからなることを特徴とする請
   求項１記載の衝突防止装置。