JP2003121546A

JP2003121546A - 車載用レーダ装置

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Publication number: JP2003121546A
Application number: JP2001317847A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Miyazaki; 秀徳宮崎
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: JP3802394B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストをかけずに光ビームの用途の融合化
（先行車検出用／白線検出用）を図り一つの光ビームで
先行車検出と白線検出とを共に行う。【解決手段】車載用レーダ装置２０は、車両前方に光
ビームを発射し、その反射波を受光して車両前方に位置
する先行車との車間距離計測に必要な情報を生成すると
共に、前記光ビームの仰角をマイナス方向に変更して路
面上の白線またはそれに相当する走行帯標識線を検出
し、レーンキーピングに必要な情報を生成する。水平走
査後の光ビームの経路上に光学的な仰角変更手段（光学
的要素：プレート６０に形成された右側プリズム部６０
ｃ及び左側プリズム部６０ｄ）を配置するだけで、水平
走査後の光ビームが路面の白線を臨む所定の水平走査角
度になったときに、上記の光学的要素により光ビームの
光軸が下向き（路面方向）に曲げられる。高価な特殊ポ
リゴンミラーを必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、先行車との車間距
離を計測でき、しかも、路面にペイントされた走行帯標
識線（道路の両端または車線境界に描かれたいわゆる
「白線」）を検出できる車載用レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用レーダ装置は、パルス状の光ビー
ム（たとえば、レーザビーム）を自車前方に照射し、そ
の反射波を受信するまでの時間から、自車前方を走行中
（加減速走行または停止中を含む）の車両等（以下「先
行車」という）との車間距離や相対速度を計測する、い
わゆるパルスレーダ方式の測距システムである。

【０００３】図１１（ａ）は、従来の車載用レーダ装置
１の概念図である。車載用レーダ装置１の送信部（Ｔ
Ｘ）２から発射されたパルス状の光ビーム３は、先行車
のボディ表面４（または後部リフレクタ若しくはそれに
相当する反射部位）で反射され、車載用レーダ装置１の
受信部（ＲＸ）５で受信される。図１１（ｂ）に示すよ
うに、光ビーム３の発射時点から反射波の受信時点まで
の時間をＴとするとき、先行車との車間距離Ｌは、
「（Ｔ×光の速度）÷２」で与えられる。また、自車
（車載用レーダ装置１の設置車両）と先行車との相対速
度は、時間軸上の車間距離Ｌの変化傾向から把握するこ
とができる。たとえば、時間軸上の車間距離Ｌの変化が
ゼロであれば、相対速度もゼロ（先行車は自車と同じ速
度で走行中）であり、増加方向の変化であれば、先行車
は自車速度に対して加速中であり、さらに、減少方向の
変化であれば、先行車は自車速度に対して減速中である
ことが分かる。

【０００４】ここで、光ビーム３の放射パターン形状を
説明すると、一般に、電磁波の一種である光ビーム３の
放射エネルギーは距離の４乗に反比例して減少するの
で、充分な大きさの反射波を得るためには、光ビーム３
の放射エネルギーを大きくしなければならないものの、
送信部２の能力にも自ずと限界があることから、光ビー
ム３の放射パターンは、細く絞り込まれた（たとえば、
視野角θ＝４度程度の）ビーム状のパターン形状とされ
る。また、水平方向や垂直方向の方位分解能を高めるた
めにも、同ビーム状のパターン形状とされる。

【０００５】図１２（ａ）は、光ビーム３の水平方向放
射パターンの一例図、図１２（ｂ）は、同垂直方向放射
パターンの一例図、図１２（ｃ）は、同放射パターンの
一例断面図である。これらの図において、光ビーム３は
水平と垂直方向の放射角（視野角ともいう）θが、たと
えば、共に４度程度とされた略円形断面ビームである。
車載用レーダ装置１は、この光ビーム３を所定の仰角Ｅ
Ｌ（Elevation Angle；路面と平行な面とのなす角度。
図では便宜的に仰角＝０度とする。）で自車前方に照射
しながら、水平方向に所定の範囲で走査（スキャンまた
はスイープともいう）する。水平走査範囲は、自車から
充分に離れた前方位置で走行車線幅の全体をカバーでき
る範囲であり、たとえば、１０ｍ先で左右視野が２．５
ｍ〜３ｍ程度となる範囲である。

【０００６】このような仕組みの従来の車載用レーダ装
置１によれば、図１３（ａ）に示すように、自車６から
先行車７に光ビーム３を照射し、その反射波を受信し
て、先行車７との車間距離や相対速度を計測することが
できる。したがって、たとえば、先行車７との車間距離
が充分遠くに離れている場合には、自車６の速度を上げ
て車間距離を所定の安全距離程度まで詰めたりすること
が可能となり、また、図１３（ｂ）に示すように、先行
車７の速度が落ちて車間距離が安全距離以下に詰まった
場合などには、自車６に制動をかけるなどして衝突を防
止することが可能となる。これにより、通常走行時の先
行車追従システムや渋滞時の「Ｓｔｏｐ＆Ｇｏシステ
ム」（数ｍ程度の車間距離を維持しつつ停止と走行を繰
り返す渋滞時の追従システム）などの実現に寄与するこ
とができる。

【０００７】一方、今日においては、たとえば、高速道
路などを走行中に、路面上の走行帯（レーン）を外れな
いように操舵を補助的に制御する、いわゆる「レーンキ
ーピング機能」が実用化の域に達しており、上記の先行
車追従システムと相まって、操縦者の負担を大幅に軽減
できるようになってきた。レーンキーピングを可能にす
るための車載装置（以下「白線検出装置」という。）と
しては、たとえば、特開１９９３−１１３４８２号公
報、特開１９９４−２０６５０７号公報、特開１９９４
−２５３３１１号公報、特開１９９９−３５１８６２号
公報、特開２０００−２６６５３９号公報、特開２００
１−２３０９４号公報などに記載されている。

【０００８】しかし、これらの装置はいずれも「テレビ
カメラ」などの高価な機器を用いて路面画像を撮影し、
その路面画像から白線を検出する仕組みとなっているた
め、たとえば、上記の先行車追従システムと併用する場
合には、車両に二つの装置（レーダ装置と白線検出装
置）を搭載しなければならず、コスト面の不利を否めな
いものであった。

【０００９】そこで、コストの削減を図るために、車載
用レーダ装置の光ビームを二つの用途（先行車検出と白
線検出）で兼用することが考えられる。しかし、先行車
検出のためには、比較的遠い距離に位置する先行車まで
光ビームを届ける必要があり、したがって、光ビームを
進行方向に向けてほぼ水平（仰角ほぼ０度）に照射しな
ければならず、一方、白線検出のためには、次に説明す
る理由から、光ビームを路面に向けて下向き（マイナス
仰角）に照射しなければならず、これら二つの条件を満
たすための何らかの仕掛けが必要であった。

【００１０】図１４は、白線検出の概念図であり、８は
車両、９は車両８に搭載された車載用レーダ装置（正確
にはその装置の光ビーム発射手段）、１０は白線検出の
ための光ビーム走査範囲、１１は路面、１２は車両８の
走行帯に描かれた左白線、１３は同走行帯に描かれた右
白線である。

【００１１】図１４（ａ）に示すように、車載用レーダ
装置９から発射された白線検出のための光ビーム１４
は、走行帯の両端に位置する白線（左白線１２及び右白
線１３）に対して斜めに交差するため、白線（図では左
白線１２）上の光ビーム１４の照射面積ＳＡ（図中の波
線で示す丸図形囲み部分の拡大図を参照）は小さくな
る。しかも、図１４（ｂ）に示すように、路面１１に対
して上方向から（マイナス仰角で）照射される光ビーム
１４は、路面１１に対する入射角ψが小さいほど、路面
１１の投影面積ＳＢが大きくなり、このため、路面１１
における単位面積あたりの光パワー密度が小さなものと
なる。

【００１２】加えて、路面１１に描かれた白線１２、１
３は、車体表面等の反射部位（またはリフレクタなどの
反射板）に比べて、反射率がかなり低いため、車両から
離れた位置で光ビーム１４を走査すると、車載用レーダ
装置９の検出感度が大きく低下してしまい、結局、白線
１２、１３を安定的に検出することができなくなる。以
上のことから、白線検出用の光ビームは、できるだけ車
両前方の近い位置を照射できなければならず、したがっ
て、光ビームの下向き角度（すなわち、マイナス仰角）
を大きくしなければならないのである。

【００１３】たとえば、特開２０００−１４７１２４号
公報に記載された「車載用レーダ装置」は、ｎ個の光ビ
ーム反射面（第１面〜第ｎ面）を有するポリゴンミラー
（回転多面鏡）を備えており、そのうちの一面（便宜的
に第１面とする）の傾斜角を他の面（第２面〜第ｎ面）
と大きく異ならせている。そして、そのポリゴンミラー
を回転させながら、第２面〜第ｎ面からの反射ビームを
用いて先行車検出用の光ビーム走査を行い、且つ、第１
面からの反射ビームを用いて白線検出用の光ビーム走査
を行っている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に記載された従来技術にあっては、傾斜角の大きな
面（前記の第１面）を持つ特殊なポリゴンミラーを必要
とするため、価格の安い汎用のポリゴンミラーを利用す
ることができず、先のテレビカメラほどではないにせ
よ、やはりコスト面の不利を否めないという問題点があ
る。

【００１５】そこで本発明は、水平走査後の光ビームの
経路上に光学的な仰角変更手段を配置することにより、
コストをかけずに、光ビームの用途の融合化（先行車検
出用／白線検出用）を図り、以て一つの光ビームで先行
車検出と白線検出とを共に行うことができる車載用レー
ダ装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明による車載用レ
ーダ装置は、車両前方に光ビームを発射し、その反射波
を受光して車両前方に位置する先行車との車間距離計測
に必要な情報を生成すると共に、前記光ビームの仰角を
マイナス方向に変更して路面上の白線またはそれに相当
する走行帯標識線を検出し、レーンキーピングに必要な
情報を生成する車載用レーダ装置であって、光ビームを
発生するビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段によ
って作られた光ビームを水平方向に走査する水平走査手
段と、前記水平方向に走査された光ビームを車両前方に
発射するビーム発射手段とを備え、前記ビーム発射手段
は、前記水平方向に走査された光ビームが、前記路面上
の白線またはそれに相当する走行帯標識線に指向する所
定の水平走査角度になったときに、当該光ビームの仰角
をマイナス方向に変更する仰角変更手段を有し、該仰角
変更手段を、光の屈折率を利用して前記光ビームの光軸
を下向きに曲げる光学的要素で構成したこととされてい
るものである。

【００１７】ここで、「光ビーム」は、細く絞り込まれ
たビーム状の光波であって、たとえば、レーザビームの
ように単一の指向性があり、しかも、遠方まで充分な強
さの光パワーを届けることができるものである。また、
「ビーム発生手段」は、上記の光ビームを発生するもの
であり、たとえば、光ビームをレーザビームとした場合
は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を主
たる部品として構成することができるものである。また
は、その発光素子から発射された光ビームの放射角（ビ
ームの拡がり角）が大きい場合には、上記の発光素子に
加えて、その発光素子からの光ビームを所定の放射角
（上記の細く絞り込まれたビーム状光波の放射角）に収
束するための光学系を含むものである。

【００１８】また、「水平走査手段」は、上記の光ビー
ムを水平方向に走査するものである。なお、「水平方
向」とは路面に並行する面に沿った方向のことをいう。
この水平走査手段は、たとえば、水平方向に揺動駆動さ
れる反射ミラーまたはポリゴンミラーなどの機械的機構
によって構成されたものであってもよく、あるいは、圧
電素子または超音波素子を使用した制御型光偏向デバイ
ス（印加電圧に応じて光の偏向特性を変化させるデバイ
ス）などの電気的部品によって構成されたものであって
もよい。

【００１９】また、「ビーム発射手段」に含まれる「仰
角変更手段」は、前記水平方向に走査された光ビームが
「所定の水平走査角度」になったときに、当該光ビーム
の仰角をマイナス方向に変更するものである。なお、
「所定の水平走査角度」とは、同光ビームが前記路面上
の白線またはそれに相当する走行帯標識線に指向する際
の走査角度のことをいう。たとえば、車両の進行方向を
０度としたときに、光ビームの発射点から見て左右ｘ度
方向に前記路面上の白線またはそれに相当する走行帯標
識線が位置していれば、上記の「所定の水平走査角度」
はそれぞれ＋ｘ度、−ｘ度となる。

【００２０】このような構成であると、水平走査手段に
よって水平方向に走査された光ビームが「所定の水平走
査角度」（上記例示では±ｘ度）になったとき、「光学
的要素」により、光ビームの光軸が下向きに曲げられ
る。したがって、水平走査後の光ビームの経路上に、光
学的な要素からなる仰角変更手段を配置するだけでよ
く、冒頭で説明した特殊なポリゴンミラーを必要としな
いから、コストをかけずに、光ビームの用途の融合化
（先行車検出用／白線検出用）を図ることができ、以て
一つの光ビームで先行車検出と白線検出とを共に行うこ
とができる車載用レーダ装置を提供することができる。

【００２１】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記光学的要素は、プリズムであることとされているもの
である。

【００２２】ここで、「プリズム」とは、詳細は後述す
るが、相交わる二つの平面（一の面と二の面）をもって
透明体を囲んだもののことをいう。本発明では、光ビー
ムを入射角（一の面の法線に対する角度）０度で一の平
面に入射させ、二の面から出射させるようにする。その
際の出射角度（光ビームの一の面への入射角と二の面か
ら出射する光ビームの屈折角との差；すなわち、方向転
角μ）は、入射角（一の面の法線に対する角度）が０度
であるから、少なくとも０度以上の値（μ＞０度）にな
る。

【００２３】このような構成であると、前記光ビームの
光軸が所定角度（プリズムの方向転角μ）だけ曲げられ
るため、その屈曲方向を路面側（すなわち、下向き）と
することにより、白線検出用の光ビームが得られる。

【００２４】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記光学的要素は、前記路面上の左右の白線またはそれに
相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水平走査
角度に対応して、車両横方向の左右に一つずつ分離して
設けられたプリズムであることとされているものであ
る。

【００２５】このような構成であると、必要な位置のみ
にプリズムを分離配置するため、他の位置における光ビ
ームの減衰要因をなくすことができ、先行車検出用光ビ
ームのパワーロスを防ぐことができる。

【００２６】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記光学的要素は、前記路面上の左右の白線またはそれに
相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水平走査
角度に対応して、車両横方向の左右に一つずつ分離して
設けられたプリズムであって、且つ、左右のプリズムの
間に光ビームの光軸を曲げない透光性素材を介在させた
こととされているものである。

【００２７】ここで、「透光性素材」としては、ガラス
またはアクリルなどの透明樹脂材料を使用することがで
きる。

【００２８】このような構成であると、左右のプリズム
の間に透光性素材が介在するため、これらを一体のもの
として部品化することができ、部品点数及び組み付け工
数の削減を図ることができるほか、プリズムの位置合わ
せ（光軸合わせ）の容易化を図ることができる。

【００２９】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記光学的要素は、前記路面上の左右の白線またはそれに
相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水平走査
角度に対応して、車両横方向の左右にそれぞれ設けられ
たプリズム部と、その左右のプリズム部の間に連続的に
設けられた中間プリズム部とからなり、該中間プリズム
部の方向転角が、前記左右のプリズム部の位置で最大、
その中間位置でゼロとなり、且つ、左右のプリズム部か
ら中間位置にかけて方向転角が徐々に変化するように、
前記左右のプリズム部及び前記中間プリズム部の形状を
適正化したこととされているものである。

【００３０】このような構成であると、単一のプリズム
とすることができ、部品点数及び組み付け工数の削減を
図ることができるほか、プリズムの位置合わせ（光軸合
わせ）の容易化を図ることができる。

【００３１】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記左右のプリズム部及び前記中間プリズム部は、光ビー
ムの光軸を曲げない透光性素材に一体化または当該透光
性素材上に接合された光学的要素によって形成されてい
ることとされているものである。

【００３２】このような構成であると、前記左右のプリ
ズム部及び前記中間プリズム部並びに透光性素材を一つ
にまとめて部品化することができ、部品点数及び組み付
け工数の削減を図ることができるほか、プリズムの位置
合わせ（光軸合わせ）の容易化を図ることができる。

【００３３】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記光学的要素及び透光性素材を、外界との間の保護窓と
して兼用することとされているものである。

【００３４】このような構成であると、別途に保護窓を
要しないため、部品点数及び組み付け工数の削減を図る
ことができる。

【００３５】なお、この発明のより好ましい構成は、前
記光学的要素及び透光性素材とは別途に、外界との間の
保護窓を備えることとされているものである。

【００３６】このような構成であると、光学的要素及び
透光性素材に対して機械的強度や密閉性が求められない
ため、これら部材の製造容易化を図ることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、以下の説明における様々な
細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号
の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまで
も参考であって、それらのすべてまたは一部によって本
発明の思想が限定されないことは明らかである。また、
周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび
周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその
細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にする
ためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意
図的に排除することは本件出願人の望むところではな
い。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り
得るところであるので、以下の説明に当然含まれてい
る。

【００３８】まず、本実施の形態の「車載用レーダ装
置」の構成を説明する。図１は、車載用レーダ装置２０
の概念的な構成図である。この車載用レーダ装置２０
は、先行車との間の車間距離や相対速度を計測して、不
図示の先行車追従システムや渋滞追従システムなどの他
のシステムに出力するほか、走行路面にペイントされた
走行帯標識線（道路の両端または車線境界に描かれたい
わゆる「白線」のこと。以下単に「白線」という。ただ
し、この白線は白いものに限らず、他の色、たとえば黄
色などを含む。）を検出し、自車と白線（自車走行帯の
左右の白線）との間隔を計測して、その情報を不図示の
レーンキーピング装置（たとえば、高速道路などを走行
中に、路面上の走行帯（レーン）を外れないように操舵
を補助的に制御するもの）に出力するものである。な
お、自車の車両種別は、特に限定しない。自家用乗用自
動車や貨物自動車など、いずれの種別であってもよい。

【００３９】図１において、車載用レーダ装置２０は、
光ビームＢＭ_TXを車体前方に発射する投光機構ユニット
３０と、車体前方の目標物（先行車等）からの反射光ビ
ームＢＭ_RXを受光する受光機構ユニット４０と、車載用
レーダ装置２０の全体動作を制御する制御ユニット５０
とにより構成されている。

【００４０】なお、これら各ユニット（投光機構ユニッ
ト３０、受光機構ユニット４０及び制御ユニット５０）
は、図１では、それぞれ個別のユニット（波線で示す）
で構成されているが、これに限らず、すべてを一つのユ
ニットにまとめてもよいし、あるいは、投光機構ユニッ
ト３０と受光機構ユニット４０とを一つのユニットにま
とめて車両前部（たとえば、バンパー内やフロントグリ
ル内）に配置し、制御ユニット５０を他の車両部位（た
とえば、エンジンルーム内）に配置するようにしてもよ
い。

【００４１】投光機構ユニット３０は、発光部３１及び
水平方向走査部３２よりなる。発光部３１には、たとえ
ば、赤外線レーザを発生するレーザダイオード３１ａ
と、このレーザダイオード３１ａから出力されたレーザ
光（通常、３０度程度の広がり角を有するもの）を集光
して、水平方向が０．１度程度で上下方向が５度程度の
拡がり角を有する光ビームＢＭ_TXに収束する光学系３１
ｂと、それら各部を収納保持するケース３１ｃとが備え
られている。水平方向走査部３２は、光ビームＢＭ_TXを
反射させて光軸を曲げ、装置前方（車両前方）に出射さ
せる反射ミラー３２ａと、この反射ミラー３２ａを水平
方向に揺動駆動する水平方向駆動機構３２ｂとよりな
る。

【００４２】なお、光学系３１ｂは、必ずしも一つのレ
ンズで構成されている必要はない。複数のレンズを組み
合わせて構成されたレンズ群であってもよい。また、レ
ーザダイオード３１ａから出力されたレーザ光の拡がり
角が十分狭いものであれば、当然ながら光学系３１ｂは
不要とすることができる。さらに、図示の例では、光学
系３１ｂの後に水平方向走査部３２を入れているが、こ
れに限らず、その位置を逆にする（水平方向走査部３２
の後に光学系３１ｂを入れる）ことも可能である。ま
た、詳細は後述（図６（ｃ））するが、光学系３１ｂと
水平方向走査部３２とを一体化することも可能である。

【００４３】また、水平方向駆動機構３２ｂは、この場
合、いわゆる“ガルバノモータ”よりなるものとする。
ガルバノモータは、周知のとおり、たとえば、軸中心線
の両側がＮ極又はＳ極の磁性を帯びた材料よりなるロー
タと、このロータの周囲に配置された複数の励磁用コイ
ルとよりなり、内部に回転位置検出用のホール素子を有
する電動アクチュエータである。各励磁用コイルの電流
を操作してロータの回転位置（あるいは回転速度など）
をフィードバック制御することにより、リニアリティー
の点で良好な揺動（最大７０度程度の揺動）運動を実現
することができる。

【００４４】また、受光機構ユニット４０は、反射光ビ
ームＢＭ_RXを受光して、その受光光量に応じた大きさの
受光信号Ｓ_RXを発生するＬＥＤ等の受光素子４１と、こ
の受光素子４１に効率良く反射光（ＢＭ_RX）を入射させ
るための受光用光学系（図示省略）及びそれらを収納保
持するケース４２とよりなる。

【００４５】次に、制御ユニット５０は、駆動回路５
１、制御回路５２及び信号処理部５３よりなり、駆動回
路５１は、図２（ａ）に示すように、制御回路５２から
の発光駆動制御信号ＣＯＮＴａに従ってレーザダイオー
ド３１ａに電力ＰＷＲａを供給し、レーザダイオード３
１ａを発光させる発光駆動部５１ａと、制御回路５２か
らの水平駆動制御信号ＣＯＮＴｂに従って水平方向駆動
機構３２ｂ（ガルバノモータ）に電力ＰＷＲｂを供給
し、水平方向駆動機構３２ｂを作動させる水平方向駆動
部５１ｂと、水平方向駆動機構３２ｂの回転位置検出器
（この場合、前述のホール素子）からの水平走査位置検
出信号Ｓ_HORを必要に応じて形態変換して制御回路５２
に入力するための水平走査位置信号入力回路５１ｃとを
備えている。

【００４６】また、信号処理部５３は、図示を略すが、
受光素子４１の出力信号（受光信号Ｓ_RX）からノイズ成
分を取り除き、その他必要な信号処理を行い、ディジタ
ル信号に変換して制御回路５２に入力するための入力回
路を備えている。さらに、制御回路５２は、図２（ｂ）
に示すように、入出力インターフェース５２ａ、マイク
ロコンピュータユニット（以下「ＣＰＵと略す」）５２
ｂ、揮発性情報記憶部（以下「ＲＡＭ」と略す）５２ｃ
及び読み出し専用不揮発性情報記憶部（以下「ＲＯＭ」
と略す）５２ｄなどを備えている。

【００４７】入出力インターフェース５２ａには、信号
処理部５３からの受光信号Ｓ_RX、駆動回路５１からの水
平走査位置検出信号Ｓ_HORなどが入力されると共に、さ
らに、図示を略した車速センサからの車速信号Ｓ_SP及び
操舵センサからの操舵信号Ｓ _STEERAGEなどが入力されて
いる。また、入出力インターフェース５２ａから駆動回
路５１に対して発光駆動制御信号ＣＯＮＴａ及び水平駆
動制御信号ＣＯＮＴｂなどが出力されていると共に、さ
らに、図示を略したレーンキーピング装置や、先行車追
従システム及び車間距離警告装置などに対して、レーン
キーピング制御信号ＣＯＮＴ_LANE、速度制御信号ＣＯＮ
Ｔ_SP及び車間距離警告制御信号ＣＯＮＴ _ALARMなどが出
力されている。

【００４８】ＣＰＵ５２ｂは、ＲＯＭ５２ｄにあらかじ
め格納されている制御プログラムをＲＡＭ５２ｃにロー
ドし、その制御プログラムを実行することにより、入出
力インターフェース５２ａから所要のデータ（Ｈ_RDR、
Ｓ_RX、Ｓ_HOR、Ａ_VER、・・・・、Ｓ_SP、Ｓ_STEERAGE）を取り
込みつつ、車載用レーダ装置２０の全体動作の制御に必
要な各種演算処理を行い、その演算結果として得られる
様々な制御データ（ＣＯＮＴａ、ＣＯＮＴｂ、・・・・、Ｃ
ＯＮＴ_LANE、ＣＯＮＴ_SP、ＣＯＮＴ_ALARM）を入出力イ
ンターフェース５２ａを介して駆動回路５１やその他の
システム（レーンキーピング装置、先行車追従システム
及び車間距離警告装置など）に出力する。

【００４９】制御回路５２は、ＣＰＵ５２ｂなどのハー
ドウェアリソースと、ＲＯＭ５２ｄに格納された制御プ
ログラムなどのソフトウェアリソースとの有機的結合に
よって、所定の制御処理機能を実現する要素であり、本
実施の形態においては、特に、次のような制御処理機能
を実現することができるものである。

【００５０】すなわち、先行車追従動作が指令された場
合には、まず、レーザダイオード３１ａを駆動して光ビ
ームＢＭ_TXを発射させながら、水平方向駆動機構３２ｂ
を作動させて反射ミラー３２ａを水平方向に揺動駆動
し、反射ミラー３２ａの動きによって光ビームＢＭ_TXを
水平方向に走査する。水平走査範囲は、自車から充分に
離れた前方位置で走行車線幅の全体をカバーできる範囲
であり、たとえば、１０ｍ先で左右視野が２．５ｍ〜３
ｍ程度となる範囲である。水平走査後の光ビームＢＭ_TX
の仰角（ＥＬ）はほぼ０度であり、これにより、自車前
方の充分遠方まで光ビームＢＭ_TXを照射することができ
る。

【００５１】ここで、水平走査後の光ビームＢＭ_TXの経
路上にはプレート６０が配置されており、水平走査後の
光ビームＢＭ_TXはこのプレート６０を透過して自車前方
に照射されるようになっている。また、自車前方の先行
車または路面の白線からの反射光ビームＢＭ_RXもこのプ
レート６０を透過して受光機構ユニット４０に入射され
るようになっている。プレート６０の構造及び機能の詳
細は、後で説明する。

【００５２】次に、受光機構ユニット４０による反射光
ビームＢＭ_RXの受光結果（反射波の受光の有無、反射波
の強度、投光から受光までの時間、或いはその際の照射
方向（走査方向）のデータなど）を順次読み取り、ノイ
ズ成分の除去処理やグルーピング処理（たとえば自車前
方の障害物が自動車の場合、その自動車の後部に設けら
れた左右のリフレクタが別個の対象物として観測される
ので、これらを一つの自動車のものとして取りまとめる
といった処理）を行い、処理後の情報から、（Ａ）先行
車追従システムや車間距離警告装置に必要な情報と、
（Ｂ）レーンキーピング装置に必要な情報とを生成し、
それぞれを該当するシステム（先行車追従システム）や
該当する装置（車間距離警告装置、レーンキーピング装
置）に出力する。

【００５３】すなわち、（Ａ）にあっては、水平走査後
の光ビームＢＭ_TXの走査角が所定の走査範囲（図１にお
ける「先行車検出」の範囲）にある間、自車前方の対象
物の存在又は種類（若しくは大きさ）や位置データ或い
は速度データなどの情報（たとえば、他の自動車が自車
線上の前方５０ｍ先に存在し速度７０ｋｍ／ｈで走行し
ているなどを示す情報）を生成し、その情報を先行車追
従システムや車間距離警告装置に出力することにより、
当該システム（及び装置）において、たとえば、自車線
上前方の設定車間距離近く（あるいは設定車間距離未
満）を他の車両（すなわち、先行車）が自車よりも低速
で走行しているか否かを判定し、そうである場合には、
警告を発すると共に、エンジン制御システムの制御ユニ
ットに制御信号を出力して、エンジンブレーキを利か
せ、自車両を減速させるといった制御を実行する。

【００５４】また、自車が設定速度よりも低速で走行し
ていて、自車線上前方の設定車間距離以上離れた位置を
先行車が自車よりも高速で走行している場合（あるいは
設定車間距離を越える所定距離範囲内に先行車が全く存
在しない場合）には、前記制御ユニットに制御信号を出
力して、自車を設定速度を越えない範囲内で加速させる
制御（あるいはその後自車を設定速度で定速走行させる
制御）を実行する。

【００５５】以上の制御により、冒頭（図１３参照）で
説明した先行車追従機能、すなわち、自車６と先行車７
との車間距離が充分遠くに離れている場合には、自車６
の速度を上げて車間距離を所定の安全距離程度まで詰め
たりすることが可能となり、また、先行車７の速度が落
ちて車間距離が安全距離以下に詰まった場合などには、
自車６に制動をかけるなどして衝突を防止することが可
能となる。これにより、通常走行時の先行車追従システ
ムや渋滞時の「Ｓｔｏｐ＆Ｇｏシステム」などの先行車
追従機能を実現することができる。

【００５６】また、（Ｂ）にあっては、水平走査後の光
ビームＢＭ_TXの走査角が、その水平走査範囲の左右両端
に位置する所定の角度（図１における「右白線検出」ま
たは「左白線検出」の角度）、すなわち、自車走行帯の
境界を示す前記「白線」に指向する所定の水平走査角度
になったときに、反射光ビームＢＭ_RXに基づいて白線ま
での距離を計測すると共に、その計測値と、そのときの
水平走査角度とを用いて、走行帯における自車の位置関
係（走行帯の中心からどのぐらい左右にずれているか）
を把握し、把握した情報をレーンキーピング装置に出力
することにより、当該装置において、たとえば、ハンド
ル操作（操舵）を補助制御するなどして、上記の“ず
れ”をなくす（または抑制する）という制御を実行す
る。

【００５７】この制御により、冒頭（図１４参照）で説
明したレーンキーピング機能、すなわち、自車８の走行
帯の左右境界線（左白線１２、右白線１３）を検出しな
がら、その白線１２、１３に挟まれた走行帯の中心に沿
って自車８の走行軌道を自律的に制御するという機能を
実現することができる。

【００５８】したがって、これらの先行車追従機能及び
レーンキーピング機能を併用することにより、操縦者の
負担を大幅に軽減することができる。

【００５９】なお、安全性確保の観点や、装置の不必要
な稼働による寿命（特にレーザダイオード３１ａの寿
命）低下防止等の観点から、たとえば、自車が停車中な
どの場合は、上記の先行車追従動作が指令されても、上
述の各制御（すなわち、先行車追従走行制御やレーンキ
ーピング制御）を行わない構成とすることが好ましい。

【００６０】次に、本実施の形態の特徴的な構成要素の
一つであるプレート６０について詳しく説明する。図３
は、プレート６０の斜視図（ａ）、正面図（ｂ）、Ａ−
Ａ断面図（ｃ）及びＢ−Ｂ断面図（ｄ）である。これら
の図において、プレート６０は、所定の厚み（Ｆ）を持
つガラスやアクリル等の透明材料を用いて横長の板状に
形成されている。プレート６０は、その一部領域を水平
走査後の光ビームＢＭ_TXの透過領域（以下「ＢＭ_TX透過
領域」という）６０ａとして使用し、他の一部の領域を
自車前方の先行車または路面の白線からの反射光ビーム
ＢＭ_RXの透過領域（以下「ＢＭ_RX透過領域」という）６
０ｂとして使用する。

【００６１】プレート６０のＢＭ_TX透過領域６０ａに
は、二つのプリズム部６０ｃ、６０ｄが形成されてい
る。これらのプリズム部６０ｃ、６０ｄは、発明の要旨
に記載された光学的要素、すなわち、光の屈折率を利用
して光ビームＢＭ_TXの光軸を所定の角度（方向転角：
μ）だけ下向き（路面方向）に曲げるものに相当する。
なお、光軸屈曲の原理は後で詳しく説明する。

【００６２】図４は、光ビームＢＭ_TXの水平走査角と、
二つのプリズム部６０ｃ、６０ｄとの対応関係を示す図
である。この図において、二つのプリズム部６０ｃ、６
０ｄは、以下の条件を満たす位置に形成されている。す
なわち、図面に向かって左側（車両の進行方向に対して
は「右側」となる点に注意）に位置するプリズム部６０
ｃ（以下、車両の進行方向を基準にして「右側プリズム
部６０ｃ」という。）は、水平走査後の光ビームＢＭ_TX
が自車走行帯の「右側境界」を示す白線（右側白線）を
指向したときに、その光ビームＢＭ_TXの走査線（イ）上
に位置していなければならず、また、同様に、図面に向
かって右側（車両の進行方向に対しては「左側」となる
点に注意）に位置するプリズム部６０ｄ（以下、車両の
進行方向を基準にして「左側プリズム部６０ｄ」とい
う。）は、水平走査後の光ビームＢＭ_TXが自車走行帯の
「左側境界」を示す白線（左側白線）を指向したとき
に、その光ビームＢＭ_TXの走査線（ロ）上に位置してい
なければならない。

【００６３】このような条件を満たすことにより、水平
走査後の光ビームＢＭ_TXが右側白線を指向したときは、
その光ビームＢＭ_TXが右側プリズム部６０ｃを透過した
後、右側白線の方向に照射されるようになり、一方、水
平走査後の光ビームＢＭ_TXが左側白線を指向したとき
は、その光ビームＢＭ_TXが左側プリズム部６０ｄを透過
した後、左側白線の方向に照射されるようになる。

【００６４】なお、水平走査後の光ビームＢＭ_TXが右側
白線及び左側白線を指向していないとき、すなわち、図
中の「自車走行帯」の範囲（先行車検出範囲）を指向し
ているときは、光ビームＢＭ_TXは、ＢＭ_TX透過領域６０
ａの非プリズム形成部分６０ｅ（二つのプリズム部６０
ｃ、６０ｄの間の部分）を透過するようになっており、
このため、上述の光軸屈曲が行われず、したがって、水
平走査後の光ビームＢＭ_TXの仰角（０度）を保ったまま
車両前方に照射される。

【００６５】ここで、図では、ＢＭ_TX透過領域６０ａの
「非プリズム形成部分６０ｅ」もプレート６０の一部と
して描かれているが、すなわち、この非プリズム形成部
分６０ｅを通る光ビームＢＭ_TXは、プレート６０の内部
をその厚み（Ｆ）方向に透過する構成となっているが、
非プリズム形成部分６０ｅを透過する際に生じる光ビー
ムＢＭ_TXの減衰をなくすために、プレート６０の非プリ
ズム形成部分６０ｅを穴開け加工してもよい。このこと
（減衰量を少なくする）は、先行車または白線からの反
射光ビームＢＭ_RXが通るＢＭ_RX透過領域６０ｂについて
もいえることであり、同様の思想で、プレート６０のＢ
Ｍ_RX透過領域６０ｂを穴開け加工してもよい。

【００６６】次に、プレート６０に形成したプリズム部
（右側プリズム部６０ｃ及び左側プリズム部６０ｄの）
の光軸屈曲の原理を説明する。図５は、右側プリズム部
６０ｃ及び左側プリズム部６０ｄの作用説明図である。
まず、図５（ａ）を用いて、一般的な三角プリズムの原
理を説明する。プリズムとは、先にも説明したとおり、
透明体を相交わる二つの平面（一の面と二の面）をもっ
て囲んだもののことをいう。図示の三角プリズム７０の
一の面はＫ−Ｓ面、二の面はＬ−Ｓ面である。Ｋ−Ｓ面
とＬ−Ｓ面の交線を「綾」、Ｋ−Ｓ面とＬ−Ｓ面のなす
平面角を「頂角」、稜に直角な平面をもって切った断面
を「主切断面」という。

【００６７】この三角プリズム７０によって行われる光
の屈折は、次のとおり説明することができる。たとえ
ば、点Ａから発した光線が一の面（Ｋ−Ｓ面）の点Ｂに
おいて入射角∠ＡＢＮ₁で入射したと仮定すると、この
点Ｂで屈折して法線Ｎ₁−Ｎ₁´に近づくから、図におい
ては下の方に曲がり、二の面（Ｌ−Ｓ面）の点Ｃに入射
する。さて、光線は点Ｃから空気中に出て法線Ｎ₂−Ｎ₂
´を遠ざかるように屈折するから、結局、図示するよう
に下の方向に曲がることになる。

【００６８】ゆえに、これら２回の屈折により光線の方
向転角は∠ＥＱＤになる。すなわち、点Ａ→点Ｅの方向
に入射した光線が三角プリズム７０を出るときに、点Ｃ
→点Ｄの方向に角度を変えて進むことになる。これを
「方向転角」という。この方向転角は頂角∠ＫＳＬと入
射角∠ＡＢＮ₁に関係している。そして、入射角∠ＡＢ
Ｎ₁と最後の屈折角∠ＤＣＮ₂が等しいとき、すなわち∠
ＡＢＮ₁＝∠ＤＣＮ₂のとき、方向転角は最小である。そ
こで、頂角∠ＫＳＬ＝σ、最小の方向転角∠ＡＢＮ₁＝
∠ＤＣＮ₂＝μとおき、この三角プリズム７０を構成し
ている透明体の屈折率をｎとすれば、次式（１）が成立
する。

【００６９】ｓｉｎ〔（μ＋σ）／２〕＝ｎ・ｓｉｎ（σ／２）・・・・・・・・（１）したがって、図示以外の他の三角プリズムであっても、
屈折率（ｎ）と頂角（σ）が分かってさえいれば、式
（１）より、方向転角（μ）の値を求めることができる
のである。

【００７０】図５（ｂ）は、プレート６０に形成された
左側プリズム部６０ｄまたは右側プリズム部６０ｃに共
通の断面図である。以下、左側プリズム部６０ｄで説明
する。上記の三角プリズム７０と同様に、この左側プリ
ズム部６０ｄも、相交わる一の面（Ｋ−Ｓ面）と二の面
（Ｌ−Ｓ面）をもって透明体（プレート６０の素材）を
囲んだ構造を有している。水平走査後の光ビームＢＭ_TX
は、入射角０度でＫ−Ｓ面に入射し、透明体内部を直進
してＬ−Ｓ面に入射角∠ＡＣＮ₂で入射し、そして、Ｌ
−Ｓ面の点Ｃから屈折角∠ＤＣＮ₂で大気中に出射す
る。この左側プリズム部６０ｄにおける光ビームＢＭ_TX
の方向転角μは、Ｋ−Ｓ面への入射角が０度であるか
ら、μ＝∠ＤＣＥであり、このμの実際の値は、左側プ
リズム部６０ｄの屈折率（ｎ）と頂角（∠ＫＳＬ）を、
前式（１）に適用して計算で求めることができる。

【００７１】したがって、かかる構成の右側プリズム部
６０ｃ及び左側プリズム部６０ｄによれば、水平走査後
の光ビームＢＭ_TXの仰角（０度）を、上記の方向転角μ
の分だけマイナス方向に変更（０度→μ）することがで
き、白線検出用光ビームの条件（すなわち、自車前方の
近い位置を照射できるようにそのビームの光軸を下向き
曲げる）を満たすことができる。その結果、冒頭の従来
技術で説明したような特殊なポリゴンミラー、言い換え
れば、高価なポリゴンミラーを必要としないから、コス
トを抑えつつ、一つの光ビームＢＭ_TXを先行車検出と白
線検出の二つの用途に兼用（融合化）することができる
という特有の効果が得られる。

【００７２】なお、本発明の技術思想は上記実施の形態
に限定されず、様々な変形例があり得ることはもちろん
である。たとえば、上記の実施の形態では、反射ミラー
３２ａの揺動運動によって光ビームＢＭ_TXの水平走査を
行っているが、これに限定されない。たとえば、安価な
汎用ポリゴンミラー（回転多面鏡）を使用してもよい。

【００７３】図６（ａ）及び（ｂ）は、その構成図であ
り、図１の反射ミラー３２ａの代わりに、たとえば、正
六面体の各面にアルミニウム膜を形成して、その表面を
鏡面仕上げしたポリゴンミラー３２ｃを使用したもので
ある。このポリゴンミラー３２ｃは、図１の反射ミラー
３２ａと同様に、水平方向駆動機構３２ｂによって水平
方向に揺動駆動されるようになっており、その揺動運動
により、光ビームＢＭ _TXの水平走査を行うことができる
ものである。なお、このポリゴンミラー３２ｃは、多面
鏡のそれぞれの傾斜角を同一としたものであり、要する
に冒頭で説明した従来技術の特殊なポリゴンミラーに比
べて、安価に入手できる「汎用品」であるから、両者を
比較すると当然ながら本実施の形態のポリゴンミラー３
２ｃの方にコストメリットがある。

【００７４】または、反射ミラーやポリゴンミラーを使
用せずに、光ビーム収束用のレンズを横方向に往復移動
させることにより、光ビームＢＭ_TXの水平走査を行って
もよい。図６（ｃ）は、その概念構成図であり、７０
は、たとえば、赤外線レーザ等の光ビームＢＭ_TXを発生
するレーザダイオード（図１のレーザダイオード３１ａ
に相当するもの）、７１は、このレーザダイオード７０
から出力され光ビームＢＭ_TXを集光してビームを絞り込
むレンズ（図１の光学系３１ｂに相当するもの）であ
る。

【００７５】レンズ７１は、たとえば、一方面７１ａを
平坦化し、他方面７１ｂに左右シンメトリックなプリズ
ム群を形成したものである。各々のプリズムは、図中の
要部拡大図に示すように、相交わる二つの面のうち一の
面７１ｃを垂直（９０度）に立ち上げ、二の面７１ｄを
直角未満の角度（＜９０度）で傾斜させた、いわゆるフ
レネル型のプリズムレンズである。

【００７６】レンズ７１は、入射した光ビームＢＭ_TXを
面ごと角度を変えて出射させることができるので、何ら
かの駆動力（たとえば、図１の水平方向駆動機構３２ｂ
の揺動運動を直線往復運動に変換したもの）で白抜き矢
印７１ｅ、７１ｆの方向に往復駆動させることにより、
光ビームＢＭ_TXの水平走査を行うことができる。

【００７７】図７は、図６（ｃ）の構成にプレート６０
を組み合わせた状態図であり、この場合も、プレート６
０に形成された二つのプリズム部６０ｃ、６０ｄは、前
記の条件を満たしていなければならない。すなわち、右
側プリズム部６０ｃは、水平走査後の光ビームＢＭ_TXが
自車走行帯の「右側境界」を示す白線（右側白線）を指
向したときに、その光ビームＢＭ_TXの走査線（イ）上に
位置していなければならず、また、同様に、左側プリズ
ム部６０ｄは、水平走査後の光ビームＢＭ_TXが自車走行
帯の「左側境界」を示す白線（左側白線）を指向したと
きに、その光ビームＢＭ_TXの走査線（ロ）上に位置して
いなければならない。

【００７８】なお、水平走査手段は、以上の機械的なも
の（反射ミラーやポリゴンミラーの揺動運動またはレン
ズの往復運動によるもの）に限らず、電気的なもの、た
とえば、圧電素子または超音波素子を使用した制御型光
偏向デバイスなどで構成されたものであってもよい。

【００７９】また、前記のプレート６０は、次のような
ものであってもよい。図８は、他の構成例を示すそのプ
レート８０の斜視図（ａ）、正面図（ｂ）、上面図
（ｃ）、Ａ−Ａ断面図（ｄ）及びＢ−Ｂ断面図（ｅ）で
ある。これらの図において、プレート８０は、所定の厚
み（Ｆ）を持つガラスやアクリル等の透明材料を用いて
横長の板状に形成されている点、その一部領域を水平走
査後の光ビームＢＭ_TXの透過領域（以下「ＢＭ_TX透過領
域」という）８０ａとして使用する点、及び、他の一部
の領域を自車前方の先行車または路面の白線からの反射
光ビームＢＭ_RXの透過領域（以下「ＢＭ_RX透過領域」と
いう）８０ｂとして使用する点で、前記のプレート６０
と共通するが、以下の点で相違する。

【００８０】すなわち、プレート８０のＢＭ_TX透過領域
８０ａには、前記のプレート６０における二つのプリズ
ム部（右側プリズム部６０ｃ及び左側プリズム部６０
ｄ）の代わりに、一つの湾曲プリズム部８０ｃが形成さ
れている。この湾曲プリズム部８０ｃは、発明の要旨に
記載された光学的要素、すなわち、光の屈折率を利用し
て光ビームＢＭ_TXの光軸を所定の角度（方向転角：μ）
だけ下向き（路面方向）に曲げるものに相当する。

【００８１】湾曲プリズム部８０ｃは、プレート８０の
正面から見て、プレート８０の長手方向を長辺、同短手
方向を短辺とする矩形状をなして形成されており、且
つ、その両短辺の高さ（プレート８０表面からの高さ）
を最大値Ｈとし、その長辺方向の中央部で高さがゼロと
なるように徐々に高さを変化させたプリズム面８０ｄ
（前述の二の面に相当）を有している。

【００８２】図９は、湾曲プリズム８０の光学特性（特
に「方向転角」の特性）を示す図である。この図におい
て、縦軸は方向転角の大きさ（上に行くにつれて方向転
角が大きくなる。最大値はμ、最小値はゼロである。）
を表し、横軸はプリズム面８０ｄの横（長辺）方向の位
置を表している。この図に示すように、湾曲プリズム８
０の中央部の方向転角は０度である。したがって、この
中央部を通る水平走査後の光ビームＢＭ_TXの仰角は変更
されず、そのままの仰角（０度）を保って自車前方に照
射される。

【００８３】これに対して、中央部を外れた位置の方向
転角は０度を超える値であり、特に、両端部（両短辺
側）では最大の方向転角μである。したがって、この両
端部を通る水平走査後の光ビームＢＭ_TXの仰角が０度か
らμへと変更される結果、光軸が下向きに曲げられて車
両前方直近の路面上にある白線に向けて照射される。

【００８４】なお、図９の特性図は、便宜的なものであ
って、その特性線Ｍの実際の形は、もっぱら湾曲プリズ
ム部８０のプリズム面８０ｄの形状に左右されることは
もちろんである。この特性線Ｍの形状から読み取るべき
技術思想は、少なくとも、中央部で方向転角が０度にな
っていること、その両短辺側で最大の方向転角μになっ
ていること、及び、両短辺から中央部にかけて徐々に方
向転角が変化（必ずしも一定の線形的変化を意味しな
い）していることの三点である。これらの思想を満たす
ような適正な形状を湾曲プリズム部８０のプリズム面８
０ｄに与えればよい。

【００８５】なお、以上の説明では、プレート６０（ま
たはプレート８０）にプリズム部６０ｃ、６０ｄ（また
は湾曲プリズム部８０ｃ）を一体化または接合している
が、本発明の思想はこれに限定されない。要は、水平走
査後の光ビームＢＭ_TXの水平走査角度が所定の角度にな
ったときに、その光ビームＢＭ_TXの通る位置にプリズム
部６０ｃ、６０ｄ（または湾曲プリズム部８０ｃ）が配
置されていればよく、この点において、必ずしもプリズ
ム部６０ｃ、６０ｄ（または湾曲プリズム部８０ｃ）
は、プレート６０（またはプレート８０）と一体化また
は接合されている必要はない。プリズム部６０ｃ、６０
ｄ（または湾曲プリズム部８０ｃ）をプレート６０（ま
たはプレート８０）上に形成せず、それらのプリズム部
６０ｃ、６０ｄ（または湾曲プリズム部８０ｃ）を部品
化し、何らかの取り付け部材によって、当該位置に固定
するようにしてもよい。ただし、プリズム部６０ｃ、６
０ｄ（または湾曲プリズム部８０ｃ）の位置合わせ（光
軸合わせ）作業を考慮すると、前記例示のとおり、プリ
ズム部６０ｃ、６０ｄ（または湾曲プリズム部８０ｃ）
をプレート６０（またはプレート８０）に一体的または
接合しておくことが好ましい。プレート６０（またはプ
レート８０）の位置合わせを行うだけで、前記プリズム
の位置合わせ（光軸合わせ）が完了するからである。ま
た、部品点数や組み付け工数の削減の観点から見た場合
も、プリズム部６０ｃ、６０ｄ（または湾曲プリズム部
８０ｃ）をプレート６０（またはプレート８０）に一体
的または接合しておくことが好ましいことはもちろんで
ある。

【００８６】また、以上の説明では、プレート６０（ま
たはプレート８０）の外表面を直接大気に晒す例を示し
ている。この例によれば、プレート６０（またはプレー
ト８０）を「保護窓」として利用することができ、別途
に保護窓を要しないから、部品点数や組み立て工数を削
減できるというメリットがある。しかし、本発明はこれ
に限定されない。たとえば、図１０に示すように、プレ
ート６０（またはプレート８０）の前面に、ガラスまた
はアクリルなどの透明樹脂材料で形成された板状の保護
窓９０を併設してもよい。

【００８７】この場合、部品点数や組み立て工数の削減
メリットが失われるものの、一方で、プレート６０（ま
たはプレート８０）に機械的な強度が求められず、ま
た、プレート６０（またはプレート８０）を車載用レー
ダ装置２０に取り付ける際の防水対策も必要なくなると
いうメリットが得られる。

【００８８】

【発明の効果】この発明によれば、水平走査手段によっ
て水平方向に走査された光ビームが「所定の水平走査角
度」（同光ビームが路面上の白線またはそれに相当する
走行帯標識線に指向する際の走査角度）になったとき
に、「光学的要素」により、光ビームの光軸が下向きに
曲げられる。

【００８９】したがって、水平走査後の光ビームの経路
上に、光学的な要素からなる仰角変更手段を配置するだ
けでよく、冒頭で説明した高価な特殊ポリゴンミラーを
必要としないから、コストをかけずに、光ビームの用途
の融合化（先行車検出用／白線検出用）を図ることがで
き、以て一つの光ビームで先行車検出と白線検出とを共
に行うことができる車載用レーダ装置を提供することが
できる。

【００９０】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記光学的要素は、前記路面上の左右の白線または
それに相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水
平走査角度に対応して、車両横方向の左右に一つずつ分
離して設けられたプリズムであることとされているの
で、前記光ビームの光軸が所定角度（プリズムの方向転
角μ）だけ曲げられる。したがって、その屈曲方向を路
面側（すなわち、下向き）とすることにより、白線検出
用の光ビームを得ることができる。

【００９１】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記光学的要素は、前記路面上の左右の白線または
それに相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水
平走査角度に対応して、車両横方向の左右に一つずつ分
離して設けられたプリズムであることとされているの
で、必要な位置のみにプリズムを分離配置し、他の位置
（プリズムとプリズムの間）における光ビームの減衰要
因をなくすことができ、先行車検出用光ビームのパワー
ロスを防ぐことができる。

【００９２】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記光学的要素は、前記路面上の左右の白線または
それに相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水
平走査角度に対応して、車両横方向の左右に一つずつ分
離して設けられたプリズムであって、且つ、左右のプリ
ズムの間に光ビームの光軸を曲げない透光性素材を介在
させているので、左右のプリズムの間に透光性素材が介
在することとなり、これらを一体のものとして部品化す
ることができ、部品点数及び組み付け工数の削減を図る
ことができるほか、プリズムの位置合わせ（光軸合わ
せ）の容易化を図ることができる。

【００９３】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記光学的要素は、前記路面上の左右の白線または
それに相当する左右の走行帯標識線に指向する各々の水
平走査角度に対応して、車両横方向の左右にそれぞれ設
けられたプリズム部と、その左右のプリズム部の間に連
続的に設けられた中間プリズム部とからなり、該中間プ
リズム部の方向転角が、前記左右のプリズム部の位置で
最大、その中間位置でゼロとなり、且つ、左右のプリズ
ム部から中間位置にかけて方向転角が徐々に変化するよ
うに、前記左右のプリズム部及び前記中間プリズム部の
形状を適正化したこととされているので、単一のプリズ
ムとすることができ、部品点数及び組み付け工数の削減
を図ることができるほか、プリズムの位置合わせ（光軸
合わせ）の容易化を図ることができる。

【００９４】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記左右のプリズム部及び前記中間プリズム部は、
光ビームの光軸を曲げない透光性素材に一体化または当
該透光性素材上に接合された光学的要素によって形成さ
れているので、前記左右のプリズム部及び前記中間プリ
ズム部並びに透光性素材を一つにまとめて部品化するこ
とができ、部品点数及び組み付け工数の削減を図ること
ができるほか、プリズムの位置合わせ（光軸合わせ）の
容易化を図ることができる。

【００９５】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記光学的要素及び透光性素材を、外界との間の保
護窓として兼用することとされているので、別途に保護
窓を要せず、部品点数及び組み付け工数の削減を図るこ
とができる。

【００９６】また、この発明のより好ましい構成によれ
ば、前記光学的要素及び透光性素材とは別途に、外界と
の間の保護窓を備えることとされているので、光学的要
素及び透光性素材に対して機械的強度や密閉性が求めら
れず、これら部材の製造容易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車載用レーダ装置２０の概念的な構成図であ
る。

【図２】駆動回路５１及び制御回路５２の構成図であ
る。

【図３】プレート６０の斜視図、正面図、Ａ−Ａ断面図
及びＢ−Ｂ断面図である。

【図４】光ビームＢＭ_TXの水平走査角と、二つのプリズ
ム部６０ｃ、６０ｄとの対応関係図である。

【図５】右側プリズム部６０ｃ及び左側プリズム部６０
ｄの作用説明図である。

【図６】反射ミラー３２ａの代わりにポリゴンミラー２
２ｃを使用した水平方向走査部３２の構成図及び光ビー
ムＢＭ_TX水平走査の他の例を示すその構成図である。

【図７】図６（ｃ）の構成にプレート６０を組み合わせ
た状態図である。

【図８】他の構成例を示すそのプレート８０の斜視図、
正面図、上面図、Ａ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図９】湾曲プリズム８０の光学特性（特に「方向転
角」の特性）図である。

【図１０】プレート６０（またはプレート８０）の前面
に保護窓９０を併設した状態図である。

【図１１】従来の車載用レーダ装置１の概念図及び車間
距離の計測概念図である。

【図１２】光ビーム３の水平方向放射パターン図、同垂
直方向放射パターン図及び同放射パターンの断面図であ
る。

【図１３】従来の車載用レーダ装置１における先行車検
出の概念図である。

【図１４】白線検出の概念図である。

【符号の説明】

ＢＭ_TX……光ビームＢＭ_RX……反射光ビーム２０……車載用レーダ装置３０……投光機構ユニット（ビーム発射手段）３１……発光部（ビーム発生手段）３２……水平方向走査部（水平走査手段）６０……プレート（透光性素材）６０ｃ……右側プリズム部（仰角変更手段、光学的要
素、プリズム）６０ｄ……左側プリズム部（仰角変更手段、光学的要
素、プリズム）８０……プレート（透光性素材）８０ｃ……湾曲プリズム部（プリズム部、中間プリズム
部）９０……保護窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 ＥＧ０１Ｓ 17/88 ＡＦターム(参考） 5H180 AA01 CC02 CC03 CC14 LL01 LL02 LL04 LL06 5J084 AA05 AA07 AB01 AB20 AC02 AD01 BA04 BA36 BA50 BB01 BB11 BB21 DA01 EA22 EA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両前方に光ビームを発射し、その反射
波を受光して車両前方に位置する先行車との車間距離計
測に必要な情報を生成すると共に、前記光ビームの仰角
をマイナス方向に変更して路面上の白線またはそれに相
当する走行帯標識線を検出し、レーンキーピングに必要
な情報を生成する車載用レーダ装置であって、光ビームを発生するビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段によって作られた光ビームを水平
方向に走査する水平走査手段と、前記水平方向に走査された光ビームを車両前方に発射す
るビーム発射手段とを備え、前記ビーム発射手段は、前記水平方向に走査された光ビームが、前記路面上の白
線またはそれに相当する走行帯標識線に指向する所定の
水平走査角度になったときに、当該光ビームの仰角をマ
イナス方向に変更する仰角変更手段を有し、該仰角変更手段を、光の屈折率を利用して前記光ビーム
の光軸を下向きに曲げる光学的要素で構成したことを特
徴とする車載用レーダ装置。
【請求項２】前記光学的要素は、プリズムであること
を特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項３】前記光学的要素は、前記路面上の左右の
白線またはそれに相当する左右の走行帯標識線に指向す
る各々の水平走査角度に対応して、車両横方向の左右に
一つずつ分離して設けられたプリズムであることを特徴
とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項４】前記光学的要素は、前記路面上の左右の
白線またはそれに相当する左右の走行帯標識線に指向す
る各々の水平走査角度に対応して、車両横方向の左右に
一つずつ分離して設けられたプリズムであって、且つ、
左右のプリズムの間に光ビームの光軸を曲げない透光性
素材を介在させたことを特徴とする請求項１記載の車載
用レーダ装置。
【請求項５】前記光学的要素は、前記路面上の左右の
白線またはそれに相当する左右の走行帯標識線に指向す
る各々の水平走査角度に対応して、車両横方向の左右に
それぞれ設けられたプリズム部と、その左右のプリズム
部の間に連続的に設けられた中間プリズム部とからな
り、該中間プリズム部の方向転角が、前記左右のプリズ
ム部の位置で最大、その中間位置でゼロとなり、且つ、
左右のプリズム部から中間位置にかけて方向転角が徐々
に変化するように、前記左右のプリズム部及び前記中間
プリズム部の形状を適正化したことを特徴とする請求項
１記載の車載用レーダ装置。
【請求項６】前記左右のプリズム部及び前記中間プリ
ズム部は、光ビームの光軸を曲げない透光性素材に一体
化または当該透光性素材上に接合された光学的要素によ
って形成されていることを特徴とする請求項５記載の車
載用レーダ装置。
【請求項７】前記光学的要素及び透光性素材を、外界
との間の保護窓として兼用することを特徴とする請求項
４または６いずれかに記載の車載用レーダ装置。
【請求項８】前記光学的要素及び透光性素材とは別途
に、外界との間の保護窓を備えることを特徴とする請求
項４または６いずれかに記載の車載用レーダ装置。