JP2003207563A

JP2003207563A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2003207563A
Application number: JP2002008147A
Authority: JP
Inventors: Naoto Terada; 直人寺田; Takashi Saeki; 隆佐伯; Takashi Fujii; 隆藤井; Satoshi Hirata; 聡平田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】近距離と遠距離の検知エリアに存在する対象
物を検知することが可能なレーダ装置を提供する。【解決手段】レーダビームを送受信するアンテナ３
と、該アンテナ３を介してレーダビームの送受信制御を
行い、前記アンテナ３で受信した前記レーダビームの反
射波に基づいて対象物５を検知する制御部２と、前記ア
ンテナ３と前記対象物５との間に設けられ、前記アンテ
ナ３より送出した前記レーダビームを狭域化するレンズ
部４とを備えてなり、検知可能領域が近距離である近距
離検知領域６と、該近距離検知領域６よりも検知可能距
離が遠距離であるとともに前記レンズ部４によって狭域
化された遠延検知領域７とから検知エリアが形成され、
該検知エリアに存在する対象物５を検知可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーダビームを送
出し、送出したレーダビームによる反射波を受信し、受
信した反射波に基づいて対象物の存否を検知する、例え
ば自動車に搭載するレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーダ装置としては、例えば、特
開平９−３３６４３号公報に記載のものを挙げることが
できる。

【０００３】上記先行文献に記載のレーダ装置は、レー
ダ波を送受信する送受信部と、レーダ波のビームを絞っ
て外部に送出するとともに外部からレーダ波を収束させ
る誘電体レンズとからなる開口面アンテナと、開口面ア
ンテナを駆動してレーダ波を送受信するアンテナ駆動部
と、アンテナ駆動部を制御する電子制御装置とを備えて
構成されており、自動車等の前方等にある障害物等の対
象物を検知するものである。

【０００４】また、従来のレーダ装置としては、上述の
ようにレーダ波を放出するアンテナに開口面アンテナを
用いたものの他に、例えばアレーアンテナを用いたもの
も挙げることができる。

【０００５】なお、アレーアンテナの指向性は、素子ア
ンテナの種類や、配列方法や、励振の方法等によって制
御されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
なレーダ装置においては、対象物の検知エリアが、例え
ば比較的遠距離か比較的近距離のいずれか一方の検知エ
リアに絞られたものである。このため、開口面アンテナ
を用いた場合には誘電体レンズの配置や開口面アンテナ
の開口の大きさ等を変更することなしに、また、アレー
アンテナを用いた場合には素子アンテナの種類や、配列
方法や、励振の方法等を変更することなしに、レーダ装
置からの距離が大きく異なる検知エリアに存在する複数
の対象物を検知することが困難であるという問題点があ
った。

【０００７】本発明は上記問題点を改善するためになさ
れたものであり、近距離と遠距離からなる検知エリアに
存在する対象物を検知することが可能なレーダ装置を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のレーダ
装置は、レーダビームを送受信するアンテナ３と、該ア
ンテナ３を介してレーダビームの送受信制御を行い、前
記アンテナ３で受信した前記レーダビームの反射波に基
づいて対象物５を検知する制御部２と、前記アンテナ３
と前記対象物５との間に設けられ、前記アンテナ３より
送出した前記レーダビームを狭域化するレンズ部４とを
備えてなり、検知可能領域が近距離である近距離検知領
域６と、該近距離検知領域６よりも検知可能距離が遠距
離であるとともに前記レンズ部４によって狭域化された
遠延検知領域７とから検知エリアが形成され、該検知エ
リアに存在する対象物５を検知可能としたことを特徴と
するものである。

【０００９】また、請求項２に記載のレーダ装置は、図
１にその一例を示すように、請求項１に記載の発明にお
いて、前記レンズ部４が、前記検知エリア側に向って凸
状のレンズ４ａであることを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３に記載のレーダ装置は、図
２にその一例を示すように、請求項２に記載の発明にお
いて、前記アンテナ３と前記検知エリア側に向って凸状
のレンズ４ａとの間に、前記レーダビームのうち少なく
とも前記凸状のレンズ４ａにより収束する領域より大き
な領域を収束する前記検知エリア側に向って凹状のレン
ズ４ｂを設けて、前記凸状のレンズ４ａと前記凹状のレ
ンズ４ｂとを備える前記レンズ部４を形成することで、
前記近距離検知領域６が広域化された拡張検知領域６１
が形成されたことを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項４に記載のレーダ装置は、図
３にその一例を示すように、レーダビームを送受信する
アンテナ３と、該アンテナ３を介してレーダビームの送
受信制御を行い、前記アンテナ３で受信した前記レーダ
ビームの反射波に基づいて対象物５を検知する制御部２
と、前記アンテナ３より送出した前記レーダビームを狭
域化する前記検知エリア側に向って略中央部が凸状のレ
ンズ（図３においては、凸状部８）と、該凸状のレンズ
（凸状部８）の周辺部には、前記アンテナ３より送出し
た前記レーダビームを広域化する凹状のレンズ（図３に
おいては、凹状部９）とを有してなり、前記レーダビー
ムの全部を収束するように前記アンテナ３と前記対象物
５との間に設けられたレンズ部４とを備えてなり、検知
可能領域が近距離であり前記凹状のレンズ（凹状部９）
によって広域化された拡張検知領域６１と、該拡張検知
領域６１よりも検知可能距離が遠距離であるとともに前
記凸状のレンズ（凸状部８）によって狭域化された遠延
検知領域７とから検知エリアが形成され、該検知エリア
に存在する対象物５を検知可能としたことを特徴とする
ものである。

【００１２】また、請求項５に記載のレーダ装置は、図
４にその一例を示すように、請求項１乃至請求項４のい
ずれかに記載の発明において、少なくとも前記アンテナ
３と前記レンズ部４とを連動させ同時に移動させるスキ
ャン手段を設けることで、前記検知エリア（図４におい
ては、近距離検知領域６及び遠延検知領域７）をスイー
プするようにスキャン可能としたことを特徴とするもの
である。

【００１３】なお、上述のレーダビームは、例えば、電
波や、レーザ等の電磁波を含んでいる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１に基
づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る
レーダ装置１を示す概略構成図及び検知エリアを示す説
明図である。

【００１５】第１実施形態においては、図１に示すよう
に、レーダ装置１は、レーダビームの送出を行ったり、
レーダビームの反射波を受信するアンテナ３と、後述の
機能を有してなる制御部２と、レンズ部４とを備えて構
成されている。

【００１６】レーダ装置１は、例えば自動車（図示せ
ず）のバンパー（図示せず）内に設けられ、バンパーが
自動車の前方や後方に存在する障害物等の対象物５に近
づいた際に又は対象物５が近づいてきた際に、バンパー
に設けたレーダ装置１により後述する検知エリアに存在
する対象物５を検知するものである。

【００１７】レンズ部４は、図１に示すように、対象物
５とアンテナ３との間に設けられるが、アンテナ３から
放出されるレーダビームの全部を収束するのではなく、
レーダビームの一部を収束するように配置されている。

【００１８】なお、レンズ部４の固定方法は、特に限定
はしないが、例えばアンテナ３にネジ止め等で固定する
方法や、バンパーの内側に取り付けるような方法であっ
てもよい。

【００１９】ここで、レンズ部４は、第１実施形態にお
いては検知エリア側に凸状である対称形状のレンズ４ａ
を用いる。

【００２０】制御部２は、検知エリアにレーダビームを
送出するレーダビーム送出手段（図示せず）と、検知エ
リアに送出されたレーダビームの反射波を受信する受信
手段（図示せず）と、受信手段で受信した反射波に基づ
いて後述する検知エリアに存在する対象物５を検知する
測定手段（図示せず）とを備えて構成されている。

【００２１】なお、測定手段においては、対象物５の存
否の検知する機能とともに、対象物５までの距離を測定
する機能を備えていてもよい。

【００２２】レーダビームは、アンテナ３から例えば放
射状に対称的に放出され、凸状のレンズ４ａは、このレ
ーダビームの中心部が通過するようにアンテナ３の前
方、つまり、検知エリア側に配置されている。

【００２３】なお、第１実施形態においては、アンテナ
３としては、アレーアンテナを用いるが、ホーンアンテ
ナのような開口面アンテナ等を用いてもよい。

【００２４】以下に、レーダ装置１の動作について図１
に基づいて簡単に説明する。まず、制御部２は、アンテ
ナ３を介して、上述の機能により対象物５の存否並びに
対象物５までの距離を検知する。

【００２５】この際、検知エリアは、検知可能距離が近
距離である近距離検知領域６と、凸状のレンズ４ａを上
述のように設けることにより、凸状のレンズ４ａがない
場合よりも凸状のレンズ４ａを通過したレーダビームの
指向性が狭域化され検知可能距離が遠距離になった遠延
検知領域７とで形成され、レーダ装置１は検知エリア
（近距離検知領域６及び遠延検知領域７）にある対象物
５をカバーし検知することができる。なお、近距離検知
領域６は、凸状のレンズ４ａを設けない場合に形成され
る検知エリアである。

【００２６】かかるレーダ装置１においては、アンテナ
３と対象物５との間に、レーダビームの一部を収束する
ようにレンズ部４である凸状のレンズ４ａを設けて、凸
状のレンズ４ａによりレーダビームの指向性を狭域化す
るように制御し、検知可能距離が近距離検知領域６より
も遠距離化され狭域化された遠延検知領域７を形成する
ことで、検知可能距離が異なる近距離と遠距離からなる
検知エリア（近距離検知領域６及び遠延検知領域７）に
ある対象物５を検知することができる。なお、凸状のレ
ンズ４ａは、レーダビームの指向性を容易にかつ装置を
大型化せずに狭域化することに適している。

【００２７】ここで、第１実施形態においては、レンズ
部４としては、検知エリア側に凸状のレンズ４ａを用い
たが、アンテナ３から放出され通過したレーダビームを
狭域化する機能を備えていればよく、この他にフレネル
レンズ等であってもよい。また、凸状のレンズ４ａのサ
イズは、レーダビームの全部を収束するのではなく、レ
ーダビームの一部を収束する機能を有していればサイズ
は特に限定しない。

【００２８】次に、第１実施形態において凸状のレンズ
４ａとアンテナ３との間に、検知エリア側に向って凹状
のレンズ４ｂを設けた実施形態を、本発明の第２実施形
態として図２に基づいて説明する。図２は、本発明の第
２実施形態に係るレーダ装置１を示す概略構成図及び検
知エリアを示す説明図である。なお、第１実施形態との
同一箇所には同一符号を付して、共通部分の説明は省略
する。

【００２９】ここで、第２実施形態においては、図２に
示すように、第１実施形態において示したアンテナ３と
検知エリア側に向って凸状のレンズ４ａとの間に、検知
エリア側に向って凹状であり対称形状のレンズ４ｂを設
けるようにして、レーダ装置１を構成する。なお、レン
ズ部４は、凸状のレンズ４ａと、凹状のレンズ４ｂとを
備えて構成されている。

【００３０】ここで、第２実施形態においては、凹状の
レンズ４ｂのサイズは、アンテナ３から放出されるレー
ダビームの全部がレンズ４ｂを通過するように配置す
る。なお、凹状のレンズ４ｂは、レーダビームの放出領
域のうち少なくとも凸状のレンズ４ａにより収束する領
域より大きなレーダビームの領域を収束するものであれ
ばよい。

【００３１】なお、レーダ装置１の動作について第１実
施形態に示した箇所と異なる部分について図２に基づい
て説明する。検知エリアは、レンズ部４を構成する凸状
のレンズ４ａを上述のように設けることにより、検知可
能距離が遠距離になった遠延検知領域７と、レンズ部４
を構成する凹状のレンズ４ｂを上述のように設けること
により、検知可能距離が近距離であり、かつ凹状のレン
ズ４ｂにより広域化された拡張検知領域６１との２つの
エリアを形成し、レーダ装置１は検知エリア（拡張検知
領域６１及び遠延検知領域７）にある対象物５をカバー
し検知することができる。

【００３２】かかるレーダ装置１においては、アンテナ
３と第１実施形態における検知エリア側に向って凸状の
レンズ４ａとの間に、レーダビームの領域うち少なくと
も凸状のレンズ４ａにより収束する領域より大きな領域
を収束する検知エリア側に向って凹状のレンズ４ｂを設
け、レーダビームの指向性を広域化するように制御する
ので、検知可能距離が近距離である近距離検知領域６を
より広域化した拡張検知領域６１を形成することができ
る。

【００３３】次に、検知エリアに向って凸状であり、こ
の検知エリアに向う側の周辺部が凹状であるレンズ部４
を用いた実施形態を、本発明の第３実施形態として図３
に基づいて説明する。図３は、本発明の第３実施形態に
係るレーダ装置１を示す概略構成図及び検知エリアを示
す説明図である。なお、第１実施形態及び第２実施形態
との同一箇所には同一符号を付して、共通部分の説明は
省略する。

【００３４】ここで、第３実施形態においては、第１実
施形態において用いた検知エリア側に凸状であるレンズ
４ａの代わりに、図３に示すように、検知エリア側に向
って中央部が凸状である凸状部８を備え、かつ、検知エ
リア側のレンズの周辺部には凹状である凹状部９を備え
たレンズ４ｃをレンズ部４として用いている。

【００３５】なお、第３実施形態においては、レーダ装
置１は、レーダビームの全部を収束するようにアンテナ
３から検知エリアに向う側にレンズ４ｃを配置してお
り、レンズ４ｃはアンテナ３から放出されるレーダビー
ム全部が通過するようなものでもよいし、レンズ４ｃ
は、レーダビーム全部ではなく、レーダビームの少なく
とも一部を収束するようなものでもよい。

【００３６】また、レンズ４ｃの凸状部８及び凹状部９
の各々のサイズは、所望の検知エリアを実現するような
サイズでよい。また、レンズ４ｃは、アンテナ３から放
出されるレーダビームの中心部がレンズ４ｃの略中央
部、つまりレンズ４ｃの凸状部８を通過するように配置
される。

【００３７】ここで、アンテナ３から放出されるレーダ
ビームによるレーダ装置１の検知エリアは、レンズ４ｃ
の凹状部９により検知可能距離が近距離の近距離検知領
域６を更に広域化した拡張検知領域６１と、レンズ４ｃ
の凸状部８により遠距離化された遠延検知領域７という
２つの検知可能距離のエリアからなる。

【００３８】かかるレーダ装置１においては、アンテナ
３と対象物５との間に、アンテナ３から放出したレーダ
ビームを狭域化する検知エリア側に向って略中央部が凸
状である凸状部８と、凸状部８の周辺部には、アンテナ
３から放出したレーダビームを広域化する凹状である凹
状部９とを備えてなるレンズ部４をレーダビームの全部
を収束するように設けることで、レーダビームの指向性
を狭域化するとともに広域化するように制御するので、
レンズ部４を設けない場合の検知可能距離が近距離であ
る近距離検知領域６をより広域化した拡張検知領域６１
と、検知可能距離が遠距離化され狭域化された遠延検知
領域７とを形成することで、検知可能距離が異なる近距
離と遠距離からなる検知エリア（拡張検知領域６１及び
遠延検知領域７）にある対象物５を検知することができ
る。

【００３９】次に、第１実施形態におけるレンズ部４を
アンテナ３と連動させ移動させるスキャン手段（図示せ
ず）を設けた実施形態を、本発明の第４実施形態として
図４に基づいて説明する。図４は、本発明の第３実施形
態に係るレーダ装置１を示す概略構成図及び検知エリア
を示す説明図である。なお、第１実施形態との同一箇所
には同一符号を付して、共通部分の説明は省略する。

【００４０】第４実施形態においては、レーダ装置１
は、図４に示すように、第１実施形態におけるレンズ部
４である凸状のレンズ４ａを、例えばアンテナ３にネジ
止め（図示せず）により固定して一体化することで連動
するようにし、このように一体化した凸状のレンズ４ａ
とアンテナ３を同時に移動させるメカニカルスキャン機
能を有するスキャン手段を備えた構成になっている。

【００４１】ここで、図４において、破線で示している
検知エリアは一体化した凸状のレンズ４ａとアンテナ３
が移動する前のものであり、実線で示している検知エリ
ア（近距離検知領域６、遠延検知領域７）は一体化した
凸状のレンズ４ａとアンテナ３をスキャン手段によりス
イープするように移動中又は移動後のものである。

【００４２】上述のようなスイープ中のレーダ装置１
は、対象物５が検知エリア（近距離検知領域６及び遠延
検知領域７）に存在することを検知する。ここで、図４
においては、遠延検知領域７に対象物５が存在する場合
を示している。

【００４３】かかるレーダ装置１においては、スキャン
手段が、凸状のレンズ４ａとアンテナ３を同時に移動さ
せることで、レーダ装置１を略中心点として、検知エリ
ア（近距離検知領域６及び遠延検知領域７）を掃くよう
にして広範囲化することができる。

【００４４】なお、第４実施形態においては、第１実施
形態におけるレンズ部４とアンテナ３とを一体化して、
この一体化したレンズ部４とアンテナ３とを同時に連動
させ移動させるスキャン手段をレーダ装置１に設けてい
るが、第２実施形態及び第３実施形態におけるレーダ装
置１においても同様の構成とすることで、第４実施形態
と同様にレーダ装置１の検知エリア（拡張検知領域６１
及び遠延検知領域７）を広範囲化することができる。

【００４５】また、第１実施形態乃至第４実施形態にお
いては、図１乃至図４に示すように、遠延検知領域７内
に対象物５が存在する場合の例を示しているが、対象物
５が検知エリア（近距離検知領域６又は拡張検知領域６
１及び遠延検知領域７）に例えば移動して侵入してくる
ような場合にも、レーダ装置１は対象物５の存在を検知
することができる。

【００４６】

【発明の効果】上記のように本願の請求項１に係る発明
のレーダ装置にあっては、アンテナと対象物との間に、
アンテナから送出したレーダビームを狭域化するレンズ
部をレーダビームの一部を収束するように設けること
で、レーダビームの指向性を狭域化するように制御する
ので、アンテナから送出したレーダビームを狭域化する
レンズ部を設けない場合の近距離検知領域に加えて、検
知可能距離が遠距離化され狭域化された遠延検知領域を
形成することで、検知可能距離が異なる近距離検知領域
と遠延検知領域にある対象物を検知することができると
いう効果を奏する。

【００４７】また、請求項２に係る発明のレーダ装置に
あっては、請求項１に記載の発明において、アンテナか
ら送出したレーダビームを狭域化するレンズ部を検知エ
リア側に向って凸状のレンズとすることで、遠延検知領
域を容易に形成することができるという効果を奏する。
また、アンテナから送出したレーダビームを狭域化する
レンズ部として凸状のレンズを用いることは、装置を大
型化する必要がなくなるという効果を奏する。

【００４８】また、請求項３に係る発明のレーダ装置に
あっては、請求項２に記載の発明において、アンテナと
検知エリア側に向って凸状のレンズとの間に、レーダビ
ームの領域のうち少なくとも凸状のレンズにより収束す
る領域より大きな領域を収束する検知エリア側に向って
凹状のレンズを設け、レーダビームの指向性を広域化す
るように制御するので、検知可能距離が近距離である近
距離検知領域をより広域化して拡張検知領域を形成する
ことができるという効果を奏する。

【００４９】また、請求項４に係る発明のレーダ装置に
あっては、アンテナと対象物との間に、アンテナ３から
放出したレーダビームを狭域化する検知エリア側に向っ
て略中央部が凸状のレンズと、凸状のレンズの周辺部に
は、アンテナ３から放出したレーダビームを広域化する
凹状のレンズとを備えてなるレンズ部をレーダビームの
全部を収束するように設けることで、レーダビームの指
向性を狭域化するとともに広域化するように制御するの
で、レンズ部を設けない場合の検知可能距離が近距離で
ある近距離検知領域をより広域化した拡張検知領域と、
検知可能距離が遠距離化され狭域化された遠延検知領域
とを形成することで、検知可能距離が異なる拡張検知領
域と遠延検知領域にある対象物を検知することができる
という効果を奏する。

【００５０】また、請求項５に係る発明のレーダ装置に
あっては、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発
明において、少なくともアンテナとレンズ部とを連動さ
せ同時に移動させるスキャン手段を設け、検知可能距離
が異なる近距離と遠距離からなる検知エリアをスイープ
するようにスキャンすることで、検知範囲を広げること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るレーダ装置を示す
概略構成図及び検知エリアを示す説明図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係るレーダ装置を示す
概略構成図及び検知エリアを示す説明図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係るレーダ装置を示す
概略構成図及び検知エリアを示す説明図である。

【図４】本発明の第４実施形態に係るレーダ装置を示す
概略構成図及び検知エリアを示す説明図である。

【符号の説明】

１レーダ装置２制御部３アンテナ４レンズ部４ａ、４ｂ、４ｃレンズ５対象物６、７、６１検知領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井隆大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者平田聡大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 CC12 CC14 LL01 LL04 5J070 AC01 AC02 AD01 AE01 AF03 AG07 AK01 AK39 BF11 BF18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーダビームを送受信するアンテナと、該アンテナを介してレーダビームの送受信制御を行い、
前記アンテナで受信した前記レーダビームの反射波に基
づいて対象物を検知する制御部と、前記アンテナと前記対象物との間に設けられ、前記アン
テナより送出した前記レーダビームを狭域化するレンズ
部とを備えてなり、検知可能領域が近距離である近距離検知領域と、該近距
離検知領域よりも検知可能距離が遠距離であるとともに
前記レンズ部によって狭域化された遠延検知領域とから
検知エリアが形成され、該検知エリアに存在する対象物
を検知可能としたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】前記レンズ部が、前記検知エリア側に向
って凸状のレンズである請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】前記アンテナと前記検知エリア側に向っ
て凸状のレンズとの間に、前記レーダビームのうち少な
くとも前記凸状のレンズにより収束する領域より大きな
領域を収束する前記検知エリア側に向って凹状のレンズ
を設けて、前記凸状のレンズと前記凹状のレンズとを備
える前記レンズ部を形成することで、前記近距離検知領
域が広域化された拡張検知領域が形成された請求項２に
記載のレーダ装置。
【請求項４】レーダビームを送受信するアンテナと、該アンテナを介してレーダビームの送受信制御を行い、
前記アンテナで受信した前記レーダビームの反射波に基
づいて対象物を検知する制御部と、前記アンテナより送出した前記レーダビームを狭域化す
る前記検知エリア側に向って略中央部が凸状のレンズ
と、該凸状のレンズの周辺部には、前記アンテナより送
出した前記レーダビームを広域化する凹状のレンズとを
有してなり、前記レーダビームの全部を収束するように
前記アンテナと前記対象物との間に設けられたレンズ部
とを備えてなり、検知可能領域が近距離であり前記凹状のレンズによって
広域化された拡張検知領域と、該拡張検知領域よりも検
知可能距離が遠距離であるとともに前記凸状のレンズに
よって狭域化された遠延検知領域とから検知エリアが形
成され、該検知エリアに存在する対象物を検知可能とし
たことを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】少なくとも前記アンテナと前記レンズ部
とを連動させ同時に移動させるスキャン手段を設けるこ
とで、前記検知エリアをスイープするようにスキャン可能とし
た請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーダ装
置。