JP3158707B2 - 車両用光レーダ装置 - Google Patents
車両用光レーダ装置Info
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- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
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- G—PHYSICS
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- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/783—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems
- G01S3/784—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems using a mosaic of detectors
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は前方に存在する物体を光
により探知するに適した車両用光レーダ装置に関する。
により探知するに適した車両用光レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の光レーダ装置において
は、発光素子からの出射光が物体により反射されたとき
同反射光を受光素子により受光することによって、同受
光結果に基づき物体を探知するようにしたものがある。
は、発光素子からの出射光が物体により反射されたとき
同反射光を受光素子により受光することによって、同受
光結果に基づき物体を探知するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成において、広範囲の視野角を確保するためには、受
光素子の受光面積を広くし、かつ受光素子の光学系に短
焦点距離の集光レンズ系を採用する必要がある。しか
し、受光素子の受光面積を広くすると、寄生容量が比例
的に増加してしまい、応答性の悪化を招く。従って、受
光素子の受光面積の拡大には自ずから限界が生ずる。ま
た、集光レンズ系においては、できるだけ多くの光をか
き集めるために受光面サイズを広くする必要があるが、
このように受光面サイズを広くすると、集光レンズ系の
焦点距離も必然的に長くなってしまい短くできない。そ
の結果、得られる視野角の広さには自ずから限界が生ず
るという不具合がある。
構成において、広範囲の視野角を確保するためには、受
光素子の受光面積を広くし、かつ受光素子の光学系に短
焦点距離の集光レンズ系を採用する必要がある。しか
し、受光素子の受光面積を広くすると、寄生容量が比例
的に増加してしまい、応答性の悪化を招く。従って、受
光素子の受光面積の拡大には自ずから限界が生ずる。ま
た、集光レンズ系においては、できるだけ多くの光をか
き集めるために受光面サイズを広くする必要があるが、
このように受光面サイズを広くすると、集光レンズ系の
焦点距離も必然的に長くなってしまい短くできない。そ
の結果、得られる視野角の広さには自ずから限界が生ず
るという不具合がある。
【０００４】そこで、本発明は、以上のようなことに対
処すべく、車両用光レーダ装置において、その探知エリ
アは中央方向に比べ周辺方向では短くてよいこと、即
ち、視野角周辺方向では集光能力は低下してもよいこと
に着目して、集光レンズと受光素子との相対的位置を考
慮することにより、広い視野角を確保するようにしよう
とするものである。
処すべく、車両用光レーダ装置において、その探知エリ
アは中央方向に比べ周辺方向では短くてよいこと、即
ち、視野角周辺方向では集光能力は低下してもよいこと
に着目して、集光レンズと受光素子との相対的位置を考
慮することにより、広い視野角を確保するようにしよう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明の構成上の特徴は、発光系からの出射光が物
体により反射されたとき当該反射光を受光系により受光
することによって、この受光結果に基づき前記物体を探
知する車両用光レーダ装置において、前記受光系は、前
記反射光を入射されて集光する受光側集光レンズと、こ
の集光レンズの像側空間内にて当該集光レンズの光軸と
同軸的に配置されて前記集光レンズにより集光された光
を受光する受光素子とを備え、 前記反射光の前記集光レ
ンズに対する入射方向が前記光軸となす角度（以下、入
射角という）の増大に応じて前記受光素子が受光する光
の強度（以下、受光強度という）を減少させ、前記入射
角の減少に応じて前記受光強度を増大させるような位置
であって、前記集光レンズの焦点面とは異なる位置に、
前記受光素子は配置されていることにある。
り、本発明の構成上の特徴は、発光系からの出射光が物
体により反射されたとき当該反射光を受光系により受光
することによって、この受光結果に基づき前記物体を探
知する車両用光レーダ装置において、前記受光系は、前
記反射光を入射されて集光する受光側集光レンズと、こ
の集光レンズの像側空間内にて当該集光レンズの光軸と
同軸的に配置されて前記集光レンズにより集光された光
を受光する受光素子とを備え、 前記反射光の前記集光レ
ンズに対する入射方向が前記光軸となす角度（以下、入
射角という）の増大に応じて前記受光素子が受光する光
の強度（以下、受光強度という）を減少させ、前記入射
角の減少に応じて前記受光強度を増大させるような位置
であって、前記集光レンズの焦点面とは異なる位置に、
前記受光素子は配置されていることにある。
【０００６】
【発明の作用・効果】このように、前記集光レンズの像
側空間内における当該集光レンズの光軸と同軸的な位置
において、前記反射光の前記集光レンズに対する入射角
の増大に応じて前記受光素子の受光強度が減少し前記入
射角の減少に応じて前記受光素子の受光強度が増大する
ような位置であって焦点面とは異なる位置に、前記受光
素子を配置するようにしたことによって、視野範囲を遠
距離では狭く近距離では広くしたいという車両用光レー
ダ装置にとって最適な特性を確保できる。 従って、例え
ば、前記集光レンズへの反射光の入射角が前記受光素子
の受光面から外れるように増大しても、前記受光素子の
受光強度が、一定の中央受光強度を確保しつつ、入射角
の絶対値の増大に応じて減少するように、前記受光面上
への光の到達を確保できるので、前記受光素子の視野
角、即ち車両用光レーダ装置としての視野角を大幅に拡
大できる。
側空間内における当該集光レンズの光軸と同軸的な位置
において、前記反射光の前記集光レンズに対する入射角
の増大に応じて前記受光素子の受光強度が減少し前記入
射角の減少に応じて前記受光素子の受光強度が増大する
ような位置であって焦点面とは異なる位置に、前記受光
素子を配置するようにしたことによって、視野範囲を遠
距離では狭く近距離では広くしたいという車両用光レー
ダ装置にとって最適な特性を確保できる。 従って、例え
ば、前記集光レンズへの反射光の入射角が前記受光素子
の受光面から外れるように増大しても、前記受光素子の
受光強度が、一定の中央受光強度を確保しつつ、入射角
の絶対値の増大に応じて減少するように、前記受光面上
への光の到達を確保できるので、前記受光素子の視野
角、即ち車両用光レーダ装置としての視野角を大幅に拡
大できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
ると、図２は本発明に係る光レーダ装置を示しており、
この光レーダ装置は、ケーシング１０の円筒室１１内に
同軸的に組み付けた発光器２０と、ケーシング１０の円
筒室１２内に同軸的に組み付けた受光器３０とを備えて
いる。但し、両円筒室１１、１２の各軸は互いに平行と
なっている。発光器２０は、レーザダイオード２１を有
しており、このレーザダイオード２１は、円筒室１１内
の底壁１１ａに同軸的に取り付けられている。しかし
て、このレーザダイオード２１は、レーザ光を図２にて
図示実線の矢印により示すごとく出射する。また、発光
器２０は、発光側集光レンズ２２を有しており、この集
光レンズ２２は、円筒室１１の開口部１１ｂに同軸的に
嵌着されている。しかして、この集光レンズ２２は、レ
ーザダイオード２１からのレーザ光を集光して前方に向
けて出射する。
ると、図２は本発明に係る光レーダ装置を示しており、
この光レーダ装置は、ケーシング１０の円筒室１１内に
同軸的に組み付けた発光器２０と、ケーシング１０の円
筒室１２内に同軸的に組み付けた受光器３０とを備えて
いる。但し、両円筒室１１、１２の各軸は互いに平行と
なっている。発光器２０は、レーザダイオード２１を有
しており、このレーザダイオード２１は、円筒室１１内
の底壁１１ａに同軸的に取り付けられている。しかし
て、このレーザダイオード２１は、レーザ光を図２にて
図示実線の矢印により示すごとく出射する。また、発光
器２０は、発光側集光レンズ２２を有しており、この集
光レンズ２２は、円筒室１１の開口部１１ｂに同軸的に
嵌着されている。しかして、この集光レンズ２２は、レ
ーザダイオード２１からのレーザ光を集光して前方に向
けて出射する。
【０００８】受光器３０は受光側集光レンズ３１を有し
ており、この集光レンズ３１は、円筒室１２の開口部１
２ｂに取り付けられている。しかして、この集光レンズ
３１は、発光器２０からのレーザ光が前方の物体により
反射されたとき、この反射レーザ光を図２の図示実線の
矢印により示すごとく受光して集光し受光素子３２に向
け出射する。受光素子３２は、ピンフォトダイオード３
３（図１（Ａ）参照）を内蔵してなるもので、この受光
素子３２は、図２にて示すごとく、円筒室１２の底壁１
２ａに同軸的に取り付けられている。かかる場合、ピン
フォトダイオード３３の受光面３３ａは集光レンズ３１
を同軸的に臨むように位置している。
ており、この集光レンズ３１は、円筒室１２の開口部１
２ｂに取り付けられている。しかして、この集光レンズ
３１は、発光器２０からのレーザ光が前方の物体により
反射されたとき、この反射レーザ光を図２の図示実線の
矢印により示すごとく受光して集光し受光素子３２に向
け出射する。受光素子３２は、ピンフォトダイオード３
３（図１（Ａ）参照）を内蔵してなるもので、この受光
素子３２は、図２にて示すごとく、円筒室１２の底壁１
２ａに同軸的に取り付けられている。かかる場合、ピン
フォトダイオード３３の受光面３３ａは集光レンズ３１
を同軸的に臨むように位置している。
【０００９】ところで、本発明の要部を構成するピンフ
ォトダイオード３３の集光レンズ３１に対する空間的配
置関係について説明する。上述の集光レンズ３１を薄い
凸レンズとする。そして、この集光レンズ３１の像側焦
点を、図１（Ａ）にて示すごとく、点Ｆとし、かつこの
集光レンズ３１の焦点距離を、図１（Ａ）にて示すごと
く、ｆとする。今、集光レンズ３１の極Ｏを通る光学軸
をＬとすれば、この光学軸Ｌに平行に集光レンズ３１に
入射するレーザ光の光束Ｒ1 は、同集光レンズ３１を透
過して焦点Ｆに結像する。また、光学軸Ｌに対し入射角
θ＝θo で集光レンズ３１に入射するレーザ光の光束Ｒ
2 は、図１（Ａ）にて示すごとく、集光レンズ３１の像
側焦点面上にて、焦点Ｆの図示下方にずれた点Ｑに結像
する。但し、入射角θは、ピンフォトダイオード３３の
視野角、即ち光レーダ装置の視野角に相当する。
ォトダイオード３３の集光レンズ３１に対する空間的配
置関係について説明する。上述の集光レンズ３１を薄い
凸レンズとする。そして、この集光レンズ３１の像側焦
点を、図１（Ａ）にて示すごとく、点Ｆとし、かつこの
集光レンズ３１の焦点距離を、図１（Ａ）にて示すごと
く、ｆとする。今、集光レンズ３１の極Ｏを通る光学軸
をＬとすれば、この光学軸Ｌに平行に集光レンズ３１に
入射するレーザ光の光束Ｒ1 は、同集光レンズ３１を透
過して焦点Ｆに結像する。また、光学軸Ｌに対し入射角
θ＝θo で集光レンズ３１に入射するレーザ光の光束Ｒ
2 は、図１（Ａ）にて示すごとく、集光レンズ３１の像
側焦点面上にて、焦点Ｆの図示下方にずれた点Ｑに結像
する。但し、入射角θは、ピンフォトダイオード３３の
視野角、即ち光レーダ装置の視野角に相当する。
【００１０】ここで、ピンフォトダイオード３３の受光
面３３ａの幅（光学軸Ｌに直交する受光面３３ａの両端
間の間隔に相当する）を図１（Ａ）にて示すごとくＷ
（焦点Ｆと結像点Ｑとの間隔の２倍に相当する）とす
る。しかして、ピンフォトダイオード３３の受光面３３
ａを、図１（Ａ）にて図示一点鎖線により示すごとく光
学軸Ｌに対し直交するように、焦点Ｆ上に配置すれば、
レーザ光のレーザ光束の入射角θが、θo＝ｔａｎ
ー1（Ｗ／２ｆ） よりも大きい場合には、同光束の結像
点が、集光レンズ３１の像側焦点面上にて、結像点Ｑの
下方にずれる。従って、ピンフォトダイオード３３の受
光面３３ａ上には結像せず、ピンフォトダイオード３３
の受光強度は零となる。その結果、ピンフォトダイオー
ド３３の受光面３３ａを、上述のごとく、焦点Ｆ上に配
置した場合には、ピンフォトダイオード３３の相対受光
強度は、図１（Ｂ）にて一点鎖線Ｍ1 により示すごと
く、視野角θ＝−θo〜＋θｏ の範囲にて一定値をとり
その外側にて零となるように、ステップ状に変化する。
面３３ａの幅（光学軸Ｌに直交する受光面３３ａの両端
間の間隔に相当する）を図１（Ａ）にて示すごとくＷ
（焦点Ｆと結像点Ｑとの間隔の２倍に相当する）とす
る。しかして、ピンフォトダイオード３３の受光面３３
ａを、図１（Ａ）にて図示一点鎖線により示すごとく光
学軸Ｌに対し直交するように、焦点Ｆ上に配置すれば、
レーザ光のレーザ光束の入射角θが、θo＝ｔａｎ
ー1（Ｗ／２ｆ） よりも大きい場合には、同光束の結像
点が、集光レンズ３１の像側焦点面上にて、結像点Ｑの
下方にずれる。従って、ピンフォトダイオード３３の受
光面３３ａ上には結像せず、ピンフォトダイオード３３
の受光強度は零となる。その結果、ピンフォトダイオー
ド３３の受光面３３ａを、上述のごとく、焦点Ｆ上に配
置した場合には、ピンフォトダイオード３３の相対受光
強度は、図１（Ｂ）にて一点鎖線Ｍ1 により示すごと
く、視野角θ＝−θo〜＋θｏ の範囲にて一定値をとり
その外側にて零となるように、ステップ状に変化する。
【００１１】また、ピンフォトダイオード３３の受光面
３３ａを、図１（Ａ）にて図示破線により示すごとく光
学軸Ｌに対し直交するように、焦点Ｆよりも集光レンズ
３１側の位置に配置すれば、視野角θがθo 以下では、
集光レンズ３１からのレーザ光のレーザ光束の一部がピ
ンフォトダイオード３３の受光面３３ａから外れてしま
うが、視野角θ＝θo 以上でも、集光レンズ３１からの
レーザ光のレーザ光束の一部がピンフォトダイオード３
３の受光面３３ａに到達する。従って、かかる場合に
は、ピンフォトダイオード３３の相対受光強度は、図１
（Ｂ）にて破線Ｍ2により示すごとく、視野角θとの関
連において、−θo〜＋θｏの範囲を超えて直線的に減
少しつつ変化する。
３３ａを、図１（Ａ）にて図示破線により示すごとく光
学軸Ｌに対し直交するように、焦点Ｆよりも集光レンズ
３１側の位置に配置すれば、視野角θがθo 以下では、
集光レンズ３１からのレーザ光のレーザ光束の一部がピ
ンフォトダイオード３３の受光面３３ａから外れてしま
うが、視野角θ＝θo 以上でも、集光レンズ３１からの
レーザ光のレーザ光束の一部がピンフォトダイオード３
３の受光面３３ａに到達する。従って、かかる場合に
は、ピンフォトダイオード３３の相対受光強度は、図１
（Ｂ）にて破線Ｍ2により示すごとく、視野角θとの関
連において、−θo〜＋θｏの範囲を超えて直線的に減
少しつつ変化する。
【００１２】また、ピンフォトダイオード３３の受光面
３３ａを、図１（Ａ）にて図示実線により示すごとく光
学軸Ｌに対し直交するように、焦点Ｆよりもさらに集光
レンズ３１側に近づけて配置すれば、ピンフォトダイオ
ード３３の受光面３３ａ上に到達するレーザ光束は、視
野角θ＝θo以上において、さらに増大する。従って、
かかる場合には、ピンフォトダイオード３３の相対受光
強度は、図１（Ｂ）にて実線Ｍ3により示すごとく、視
野角θとの関連において、−θo〜＋θｏの範囲を超え
て破線Ｍ2 による場合よりも小さな減少割合にて直線的
に減少しつつ変化する。
３３ａを、図１（Ａ）にて図示実線により示すごとく光
学軸Ｌに対し直交するように、焦点Ｆよりもさらに集光
レンズ３１側に近づけて配置すれば、ピンフォトダイオ
ード３３の受光面３３ａ上に到達するレーザ光束は、視
野角θ＝θo以上において、さらに増大する。従って、
かかる場合には、ピンフォトダイオード３３の相対受光
強度は、図１（Ｂ）にて実線Ｍ3により示すごとく、視
野角θとの関連において、−θo〜＋θｏの範囲を超え
て破線Ｍ2 による場合よりも小さな減少割合にて直線的
に減少しつつ変化する。
【００１３】以上のような検討結果から、ピンフォトダ
イオード３３を、集光レンズ３１の極Ｏとその像側焦点
Ｆとの間の適所に位置させれば、受光面３３ａの周辺の
相対受光強度が低下しても、受光面３３ａの中央の相対
受光強度を一定に維持したまま確保できるので、視野角
θをかなり拡大できる。そこで、本実施例では、ピンフ
ォトダイオード３３を図１（Ａ）にて図示実線の位置に
配置した。
イオード３３を、集光レンズ３１の極Ｏとその像側焦点
Ｆとの間の適所に位置させれば、受光面３３ａの周辺の
相対受光強度が低下しても、受光面３３ａの中央の相対
受光強度を一定に維持したまま確保できるので、視野角
θをかなり拡大できる。そこで、本実施例では、ピンフ
ォトダイオード３３を図１（Ａ）にて図示実線の位置に
配置した。
【００１４】以上のように構成した本実施例において、
図２にて示すごとく発光器２０から出射するレーザ光
が、前方の物体により反射されれば、この反射レーザ光
が、図１（Ａ）及び図２にて示すごとく、集光レンズ３
１により集光されて受光素子３２のピンフォトダイオー
ド３３に到達する。
図２にて示すごとく発光器２０から出射するレーザ光
が、前方の物体により反射されれば、この反射レーザ光
が、図１（Ａ）及び図２にて示すごとく、集光レンズ３
１により集光されて受光素子３２のピンフォトダイオー
ド３３に到達する。
【００１５】かかる場合、上述のごとく、ピンフォトダ
イオード３３が図１（Ａ）にて図示実線の位置に配置さ
れているので、入射角θ、即ち視野角θが、 θo＝ｔａ
ｎー1（Ｗ／２ｆ）よりも大きい場合でも、ピンフォトダ
イオード３３の相対受光強度が、図１（Ｂ）にて実線Ｍ
3 により示すごとく、中央の一定の相対強度を中心と
し、±θo を超えて直線的に低下していく。従って、ピ
ンフォトダイオード３３を集光レンズ３１の像側焦点面
に配置した場合のように視野角θが±θo 内に制限され
ることなく、視野角θをかなり拡大できる。
イオード３３が図１（Ａ）にて図示実線の位置に配置さ
れているので、入射角θ、即ち視野角θが、 θo＝ｔａ
ｎー1（Ｗ／２ｆ）よりも大きい場合でも、ピンフォトダ
イオード３３の相対受光強度が、図１（Ｂ）にて実線Ｍ
3 により示すごとく、中央の一定の相対強度を中心と
し、±θo を超えて直線的に低下していく。従って、ピ
ンフォトダイオード３３を集光レンズ３１の像側焦点面
に配置した場合のように視野角θが±θo 内に制限され
ることなく、視野角θをかなり拡大できる。
【００１６】以上説明したように、本実施例において
は、受光器３０の集光レンズ３１の極Ｏとその焦点Ｆ上
の像側焦点面との間の適所において、ピンフォトダイオ
ード３３を光学軸Ｌに直交するように配置したので、集
光レンズ３１に対するレーザ光束の入射角θがθo＝ｔ
ａｎー1（Ｗ／２ｆ） よりも大きくなっても、相対受光
強度が、一定の中央相対受光強度を確保しつつ、入射角
θの絶対値の増大に応じて減少するように、ピンフォト
ダイオード３３の受光面３３ａ上へのレーザ光束の到達
を確保できる。その結果、受光器３０の視野角を大幅に
拡大できる。
は、受光器３０の集光レンズ３１の極Ｏとその焦点Ｆ上
の像側焦点面との間の適所において、ピンフォトダイオ
ード３３を光学軸Ｌに直交するように配置したので、集
光レンズ３１に対するレーザ光束の入射角θがθo＝ｔ
ａｎー1（Ｗ／２ｆ） よりも大きくなっても、相対受光
強度が、一定の中央相対受光強度を確保しつつ、入射角
θの絶対値の増大に応じて減少するように、ピンフォト
ダイオード３３の受光面３３ａ上へのレーザ光束の到達
を確保できる。その結果、受光器３０の視野角を大幅に
拡大できる。
【００１７】また、前記実施例においては、受光器３０
の集光レンズ３１の極Ｏとその焦点Ｆ上の像側焦点面と
の間の適所において、ピンフォトダイオード３３を光学
軸Ｌに直交するように配置したが、これに代えて、集光
レンズ３１の像側焦点面の後方（像側焦点面に対し集光
レンズ３１とは他側の位置）の適所において、ピンフォ
トダイオード３３を光学軸Ｌに直交するように配置して
実施しても、前記実施例に近い作用効果を確保できる。
の集光レンズ３１の極Ｏとその焦点Ｆ上の像側焦点面と
の間の適所において、ピンフォトダイオード３３を光学
軸Ｌに直交するように配置したが、これに代えて、集光
レンズ３１の像側焦点面の後方（像側焦点面に対し集光
レンズ３１とは他側の位置）の適所において、ピンフォ
トダイオード３３を光学軸Ｌに直交するように配置して
実施しても、前記実施例に近い作用効果を確保できる。
【００１８】次に、本発明の他の実施例について図３及
び図４を参照して説明すると、この他の実施例において
は、前記実施例にて述べた光レーダ装置に代えて、図３
にて示すごとく、発光器４０と、この発光器４０の左右
両側に位置する各受光器５０、６０とを、適宜なケーシ
ング内に組み付けて構成した光レーダ装置を採用したこ
とにその構成上の特徴がある。
び図４を参照して説明すると、この他の実施例において
は、前記実施例にて述べた光レーダ装置に代えて、図３
にて示すごとく、発光器４０と、この発光器４０の左右
両側に位置する各受光器５０、６０とを、適宜なケーシ
ング内に組み付けて構成した光レーダ装置を採用したこ
とにその構成上の特徴がある。
【００１９】発光器４０は、マルチビーム方式とすべく
３アレイレーザダイオード４１を有しており、この３ア
レイレーザダイオード４１は、前方の中央部及びその左
右両側部をレーザ光によりそれぞれ照射するように配置
されている。また、発光器４０は、発光側集光レンズ４
２を有しており、この集光レンズ４２は、非球面トーリ
ック平凸レンズにより構成されて、３アレイレーザダイ
オード４１の前方にて同軸的に位置し、この３アレイレ
ーザダイオード４１からのレーザ光を最適な配光パター
ンにて配光する。
３アレイレーザダイオード４１を有しており、この３ア
レイレーザダイオード４１は、前方の中央部及びその左
右両側部をレーザ光によりそれぞれ照射するように配置
されている。また、発光器４０は、発光側集光レンズ４
２を有しており、この集光レンズ４２は、非球面トーリ
ック平凸レンズにより構成されて、３アレイレーザダイ
オード４１の前方にて同軸的に位置し、この３アレイレ
ーザダイオード４１からのレーザ光を最適な配光パター
ンにて配光する。
【００２０】受光器５０は受光側集光レンズ５１を備え
ており、この集光レンズ５１は、短焦点距離を有する小
型軽量なフレネルレンズにより構成されている。また、
受光器５０は受光素子として機能するフォトダイオード
５２を有しており、このフォトダイオード５２として
は、水平方向に広い視野角を確保すべく横長の受光面を
もつものが採用されている。かかる場合、フオトダイオ
ード５２は、視野角を拡大すべく、集光レンズ５１の光
学軸上にて、この集光レンズ５１とその像側焦点Ｆ1 上
の焦点面との間の適所に配置されている。但し、受光器
５０により正面方向と左方向からの反射レーザ光を受け
持つように、フォトダイオード５２を右側へオフセット
して配置して、左側４度及び右側１．５度の視野角とな
るようにした。
ており、この集光レンズ５１は、短焦点距離を有する小
型軽量なフレネルレンズにより構成されている。また、
受光器５０は受光素子として機能するフォトダイオード
５２を有しており、このフォトダイオード５２として
は、水平方向に広い視野角を確保すべく横長の受光面を
もつものが採用されている。かかる場合、フオトダイオ
ード５２は、視野角を拡大すべく、集光レンズ５１の光
学軸上にて、この集光レンズ５１とその像側焦点Ｆ1 上
の焦点面との間の適所に配置されている。但し、受光器
５０により正面方向と左方向からの反射レーザ光を受け
持つように、フォトダイオード５２を右側へオフセット
して配置して、左側４度及び右側１．５度の視野角とな
るようにした。
【００２１】一方、受光器６０は受光器５０と同様に構
成されており、この受光器６０は、集光レンズ５１及び
フォトダイオード５２にそれぞれ対応する集光レンズ６
１及びフォトダイオード６２を備えている。かかる場
合、フオトダイオード６２は、視野角を拡大すべく、集
光レンズ６１の光学軸上にて、この集光レンズ６１とそ
の像側焦点Ｆ2 上の焦点面との間の適所に配置されてい
る。但し、受光器６０により正面方向と右方向からの反
射レーザ光を受け持つように、フォトダイオード６２を
左側へオフセットして配置して、左側１．５度及び右側
４度の視野角となるようにした。
成されており、この受光器６０は、集光レンズ５１及び
フォトダイオード５２にそれぞれ対応する集光レンズ６
１及びフォトダイオード６２を備えている。かかる場
合、フオトダイオード６２は、視野角を拡大すべく、集
光レンズ６１の光学軸上にて、この集光レンズ６１とそ
の像側焦点Ｆ2 上の焦点面との間の適所に配置されてい
る。但し、受光器６０により正面方向と右方向からの反
射レーザ光を受け持つように、フォトダイオード６２を
左側へオフセットして配置して、左側１．５度及び右側
４度の視野角となるようにした。
【００２２】これにより、受光器５０によれば、図４の
破線Ｍ5 により示すごとく、中央部に比べて相対受光強
度が低下するものの、左側６度以上右側４度以上の視野
角が得られた。一方、受光器６０によれば、図４の一点
鎖線Ｍ6 により示すごとく、中央部に比べて相対受光強
度が低下するものの、右側６度以上左側４度以上の視野
角が得られた。また、両受光器５０、６０の相対受光強
度を重畳すると、図４の実線Ｍ7 により示すごとく左右
で相対受光強度が低下するものの、左右±６度以上の視
野角が得られた。
破線Ｍ5 により示すごとく、中央部に比べて相対受光強
度が低下するものの、左側６度以上右側４度以上の視野
角が得られた。一方、受光器６０によれば、図４の一点
鎖線Ｍ6 により示すごとく、中央部に比べて相対受光強
度が低下するものの、右側６度以上左側４度以上の視野
角が得られた。また、両受光器５０、６０の相対受光強
度を重畳すると、図４の実線Ｍ7 により示すごとく左右
で相対受光強度が低下するものの、左右±６度以上の視
野角が得られた。
【００２３】なお、レーザレーダ方程式によれば、照射
ビームよりも面積の小さな反射体（例えば、車両のテー
ルランプ中のリフレクタ）からの反射光強度は、その距
離の４乗に比例することが分かっている。従って、車両
等を探知対象とする場合、その最大探知可能距離は、受
光強度の４乗根に比例することになる。例えば、視野の
中で、受光強度が正面の１％となる方向の最大探知可能
距離は、正面に比べて約０．３倍の距離となる。一般
に、車両用車間距離計として必要とされる探知エリア
は、正面の±１度〜±２度程度の範囲では遠距離まで探
知でき、左右方向では正面に比べて近距離しか探知しな
いものが望ましい。従って、図４の実線Ｍ７で示すよう
な受光強度は、上記探知エリアを実現するに適切なもの
と言える。
ビームよりも面積の小さな反射体（例えば、車両のテー
ルランプ中のリフレクタ）からの反射光強度は、その距
離の４乗に比例することが分かっている。従って、車両
等を探知対象とする場合、その最大探知可能距離は、受
光強度の４乗根に比例することになる。例えば、視野の
中で、受光強度が正面の１％となる方向の最大探知可能
距離は、正面に比べて約０．３倍の距離となる。一般
に、車両用車間距離計として必要とされる探知エリア
は、正面の±１度〜±２度程度の範囲では遠距離まで探
知でき、左右方向では正面に比べて近距離しか探知しな
いものが望ましい。従って、図４の実線Ｍ７で示すよう
な受光強度は、上記探知エリアを実現するに適切なもの
と言える。
【００２４】また、前記他の実施例においては、水平方
向への視野の拡大を図る例について説明したが、これに
代えて、垂直方向への視野の拡大にも同様な構成を適用
することが可能である。また、受光器の数がいくつで
も、同様な考え方で最適な探知エリアとなるように設計
し得る。
向への視野の拡大を図る例について説明したが、これに
代えて、垂直方向への視野の拡大にも同様な構成を適用
することが可能である。また、受光器の数がいくつで
も、同様な考え方で最適な探知エリアとなるように設計
し得る。
【図１】図２の受光側集光レンズとピンフォトダイオー
ドとの間の空間的配置関係を説明するための模式図及び
ピンフォトダイオードの視野角に対する相対受光強度の
変化を示すグラフである。
ドとの間の空間的配置関係を説明するための模式図及び
ピンフォトダイオードの視野角に対する相対受光強度の
変化を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す要部概略図である。
【図４】前記他の実施例における各フォトダイオードの
視野角に対する相対受光強度及びその重畳相対受光強度
を表すグラフである。
視野角に対する相対受光強度及びその重畳相対受光強度
を表すグラフである。
２０、４０…発光器、３０…受光器、３１、５１、６１
…集光レンズ、３３…ピンフォトダイオード、５２、６
２…フォトダイオード。
…集光レンズ、３３…ピンフォトダイオード、５２、６
２…フォトダイオード。
Claims (1)
- 【請求項１】 発光系からの出射光が物体により反射さ
れたとき当該反射光を受光系により受光することによっ
て、この受光結果に基づき前記物体を探知する車両用光
レーダ装置において、 前記受光系は、前記反射光を入射されて集光する受光側
集光レンズと、この集光レンズの像側空間内にて当該集
光レンズの光軸と同軸的に配置されて前記集光レンズに
より集光された光を受光する受光素子とを備え、 前記反射光の前記集光レンズに対する入射方向が前記光
軸となす角度（以下、入射角という）の増大に応じて前
記受光素子が受光する光の強度（以下、受光強度とい
う）を減少させ、前記入射角の減少に応じて前記受光強
度を増大させるような位置であって、前記集光レンズの
焦点面とは異なる位置に、前記受光素子は配置されてい
る ことを特徴とする車両用光レーダ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24075692A JP3158707B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 車両用光レーダ装置 |
| DE4330476A DE4330476B4 (de) | 1992-09-09 | 1993-09-08 | Optische Radarvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
| US08/527,387 US5541724A (en) | 1992-09-09 | 1995-09-13 | Optical radar system for automotive vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24075692A JP3158707B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 車両用光レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694826A JPH0694826A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3158707B2 true JP3158707B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=17064251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24075692A Expired - Lifetime JP3158707B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 車両用光レーダ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5541724A (ja) |
| JP (1) | JP3158707B2 (ja) |
| DE (1) | DE4330476B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4335244B4 (de) * | 1993-10-15 | 2006-10-19 | Daimlerchrysler Ag | Anordnung zur Bildaufnahme |
| DE19501612A1 (de) * | 1995-01-20 | 1996-07-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Meßverfahren für den Abstand zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt |
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| US7653215B2 (en) | 1997-04-02 | 2010-01-26 | Gentex Corporation | System for controlling exterior vehicle lights |
| US6049171A (en) * | 1998-09-18 | 2000-04-11 | Gentex Corporation | Continuously variable headlamp control |
| US6631316B2 (en) * | 2001-03-05 | 2003-10-07 | Gentex Corporation | Image processing system to control vehicle headlamps or other vehicle equipment |
| US5837994C1 (en) * | 1997-04-02 | 2001-10-16 | Gentex Corp | Control system to automatically dim vehicle head lamps |
| US6130421A (en) * | 1998-06-09 | 2000-10-10 | Gentex Corporation | Imaging system for vehicle headlamp control |
| JPH11160431A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Olympus Optical Co Ltd | 距離測定装置 |
| DE19934670B4 (de) * | 1999-05-26 | 2004-07-08 | Robert Bosch Gmbh | Objektdetektionssystem |
| WO2000073818A1 (de) | 1999-05-26 | 2000-12-07 | Robert Bosch Gmbh | Objektdetektionssystem |
| DE102008028362B4 (de) * | 2008-06-12 | 2014-01-09 | Esw Gmbh | Kompakte Optikbaugruppe mit mehreren optischen Kanälen |
| US8879139B2 (en) | 2012-04-24 | 2014-11-04 | Gentex Corporation | Display mirror assembly |
| US8983135B2 (en) | 2012-06-01 | 2015-03-17 | Gentex Corporation | System and method for controlling vehicle equipment responsive to a multi-stage village detection |
| CN104508595B (zh) | 2012-06-12 | 2017-07-18 | 金泰克斯公司 | 提供多级对准稳定性指示的车辆成像系统 |
| EP2879912B1 (en) | 2012-08-02 | 2021-11-10 | Gentex Corporation | System and method for controlling exterior vehicle lights responsive to detection of a semi-truck |
| DE102013000913B4 (de) * | 2013-01-12 | 2016-03-31 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Suchkopf für einen gelenkten Flugkörper |
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| CN105555611B (zh) | 2013-08-19 | 2017-07-07 | 金泰克斯公司 | 车辆成像系统和用于判别反射物体与另一车辆的灯的方法 |
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| CN105593061B (zh) | 2013-10-01 | 2018-03-27 | 金泰克斯公司 | 用于在快车道上控制外部车灯的系统和方法 |
| EP3068647B1 (en) | 2013-11-15 | 2023-05-10 | Gentex Corporation | Imaging system including dynamic compensation for color attenuation for vehicle windscreens |
| WO2015116915A1 (en) | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Gentex Corporation | Backlighting assembly for display for reducing cross-hatching |
| CN106061794B (zh) | 2014-03-21 | 2019-06-07 | 金泰克斯公司 | 三态显示镜组件 |
| US9834146B2 (en) | 2014-04-01 | 2017-12-05 | Gentex Corporation | Automatic display mirror assembly |
| US9694751B2 (en) | 2014-09-19 | 2017-07-04 | Gentex Corporation | Rearview assembly |
| KR101977686B1 (ko) | 2014-11-07 | 2019-05-13 | 젠텍스 코포레이션 | 풀 디스플레이 미러 액추에이터 |
| KR101977685B1 (ko) | 2014-11-13 | 2019-05-13 | 젠텍스 코포레이션 | 디스플레이를 갖춘 후방 미러 시스템 |
| JP6553186B2 (ja) | 2014-12-03 | 2019-07-31 | ジェンテックス コーポレイション | ディスプレイミラーアセンブリ |
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| US9720278B2 (en) | 2015-01-22 | 2017-08-01 | Gentex Corporation | Low cost optical film stack |
| KR102050326B1 (ko) | 2015-04-20 | 2019-11-29 | 젠텍스 코포레이션 | 어플리케를 갖춘 후면뷰 조립체 |
| WO2016187215A1 (en) | 2015-05-18 | 2016-11-24 | Gentex Corporation | Full display rearview device |
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| EP3368375B1 (en) | 2015-10-30 | 2020-03-04 | Gentex Corporation | Rearview device |
| CN108349435B (zh) | 2015-10-30 | 2021-06-15 | 金泰克斯公司 | 切换板 |
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| USD809984S1 (en) | 2016-12-07 | 2018-02-13 | Gentex Corporation | Rearview assembly |
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| US20180191966A1 (en) | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Gentex Corporation | Full display mirror with on-demand spotter view |
| EP3595931A4 (en) | 2017-03-17 | 2020-01-22 | Gentex Corporation | REVIEW REVERSE CAMERA WITH TWO |
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- 1992-09-09 JP JP24075692A patent/JP3158707B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-09-08 DE DE4330476A patent/DE4330476B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-13 US US08/527,387 patent/US5541724A/en not_active Expired - Fee Related
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| DE4330476A1 (de) | 1994-03-10 |
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