JP4932336B2 - スキャナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学素子を動かす光学系駆動装置が適用された車載用レーダ装置に用いられる投光用スキャナ装置に関わり、特に車載用測距装置等に設けられるレーザ光をスキャンするスキャナ装置に関するものである。

近年、走行中の車両の前方をスキャンして障害物の存在をドライバに警告する光線スキャン方式の車載レーダ装置が実用化されている。光線スキャン方式の場合、スキャンする光線の方向を高い精度で制御する必要がある。例えば、下記特許文献１には、光線の方向を決定する可動鏡の方向の検出装置部分にレンズや反射鏡といった複雑な光路を用いず、安価で方向検出精度の高い位置検出装置を実現するために、ＬＥＤ光源、スリット（透光路を有する遮光体）、光学位置検出素子（ＰＳＤ）を用いて受光光量の光量重心と光帯の面積重心が一致するような位置検出手段が開示されている。
特開平８−３１３３０２号公報

しかしながら、車載のような温度変化が激しい状況で使用する場合、高い精度を保つためには、温度変化による装置への影響を無視することができない。上記特許文献１では、温度変化による特性変化が大きいＬＥＤ光量を用いているにも関わらず、温度変化よるＬＥＤの特性変化、及びそれによる位置検出精度への影響と補償方法については記載されていない。

したがって本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化よるＬＥＤ光量の変化及びそれによる位置検出精度への影響を補償し、更に温度変化に伴うアクチュエータの電磁力の変化を補正する車載用レーダ装置に用いられる投光用のスキャナ装置を提供することである。

すなわち請求項１に記載の発明は、光線を所定の範囲に渡り走査し、当該走査光の反射光を受光して障害物を検知する車載用レーダ装置で用いられる投光用スキャナ装置であって、電流により上記光線を発生する第１の光源と、上記第１の光源が発生した光線の方向を変えるための光学素子と、電流により発光する第２の光源と、その第２の光源の光を所定の形状にする光学要素と、その光学要素を通過する光の位置を検出する光位置検出素子により構成され、上記光学素子の位置を検出する光学素子位置検出手段と、位置を指示する信号に基づいて、電磁力により上記光学素子を移動させる光学素子駆動手段と、上記光学素子位置検出手段が設置された環境の温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段で上記第２の光源の温度を検出し、その検出された温度に基づいて、上記第２の光源に供給する電流を制御する電流制御手段と、上記温度検出手段により検出した温度に応じて上記電磁力が変化する現象を補正する補正手段と、を具備することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記光学素子駆動手段は、上記光学素子を上記光学素子の光軸と垂直な２次元方向に移動することが可能であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１若しくは２に記載の発明に於いて、上記光学素子位置検出手段は、上記光学要素を上記光学素子と共に移動するように配置し、上記光位置検出素子を固定して配置したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１若しくは２に記載の発明に於いて、上記光学素子位置検出手段は、上記光位置検出素子を上記光学素子と共に移動するように配置し、上記光学要素を固定して配置したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記電流制御手段は、所定時間毎に上記第２の光源に供給する電流を制御することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記電流制御手段は、上記第２の光源の動作可能な温度範囲に於いて、上記第２の光源に供給する電流が所定範囲に収まるように制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記電流制御手段は、上記第２の光源をパルス幅変調駆動方式で制御することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記電流制御手段は、上記第２の光源の光度を所定の範囲に収めるように、上記第２の光源に供給する電流を制御することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の発明に於いて、上記光学素子はレンズであることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の発明に於いて、上記光学要素はスリット若しくは絞りであることを特徴とする。

本発明によれば、温度変化よるＬＥＤ光量の変化及びそれによる位置検出精度への影響を補償し、更に温度変化に伴うアクチュエータの電磁力の変化を補正する車載用レーダに用いられる投光用のスキャナ装置を提供することができる。

そして、本発明によれば、ＬＥＤ光源の光量変化によるＳ／Ｎの悪化を改善することができ、温度によるＬＥＤ光源の順方向許容順余裕を確保できる。また、ＬＥＤ光源の温度変化によるダイナミックレンジの縮小を改善できる。更には、光学素子駆動手段（以下、アクチュエータと表記する）のループゲインの温度特性を補正することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

初めに、本発明の車載用レーダに用いられる投光用スキャナ装置に搭載される発光ダイオードについて説明する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）光源は、温度特性を有する素子であり、例えば、図３に示されるように、温度が上昇すると相対光度は低下する。また、光学位置検出素子（ＰＳＤ）は、光量変化により受光位置の検出精度の悪化がないように、差信号／和信号にて算出される。

しかしながら、ＰＳＤが受光した光量に応じて光電流が出力されることを考えると、光量が低下すると全光電流も減少し、ノイズ成分に対する信号成分が減少することになるので、Ｓ／Ｎが劣化する。その結果、検出精度が劣化する。また、ＰＳＤの暗電流は、温度上昇に伴い増加する。この暗電流より、温度が上昇すると信号成分に対するノイズ成分が増加し、Ｓ／Ｎが劣化する。その結果、検出精度が悪化する。とりわけ、車載用レーダ装置のような高温状況下での信頼性が必要な装置では、高温時の光量変化は、上述した理由により大きな問題となる。

一般に、温度が上昇すると、ＬＥＤに流すことができる許容順電流が減少する。ＬＥＤの使用温度範囲のうち、最大温度にて許容順電流を超えずに、なるべく適切な光量となるようにＬＥＤの電流値を設定した場合、図４に示されるように、その温度以下の範囲では低減定格に余裕があるにもかかわらず適切な光量を設定していないことになる。逆に、常温にて適切な光量となるようにＬＥＤの電流値を設定した場合には、温度が上昇したときに、その電流値では許容順電流値を超えてＬＥＤの破損を招く危険性がある。

温度が上昇すると、アクチュエータコイルの抵抗率が上がる。これにより、アクチュエータのループゲインが低下し、振動等の外乱に対する抑圧力（ループゲイン）が低下してしまう。

一方、温度が低下すると、相対光度は上昇する。ＰＳＤより発生した光電流は、その後段のプリアンプによって電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換される。したがって、光量が最大の時でも、プリアンプのＤレンジ内に収まる必要がある。これは、ＬＥＤの光量が低温時にプリアンプのダイナミックレンジ（Ｄレンジ）に収まるようにすると、通常使用する温度及びそれ以上の環境温度では光量が低い状態で動作することになる。すなわち、Ｄレンジを有効に確保できないことを意味する。

そのため、本発明では、温度に応じてＬＥＤに流れる電流及びループゲイン定数を登録したテーブルを用意し、そのテーブルに従ってＬＥＤに流れる電流を、温度により適切に切り替えるようにする。これにより、温度が上昇し相対光度が低下する場合に対しては、ＬＥＤの電流を大きくして光量低下を補正し、Ｓ／Ｎ劣化を防ぐことができる。また、温度が上昇し、一定温度を超えると、ＬＥＤに流すことができる順電流の許容順電流が減少する（図４参照）。この場合、ＬＥＤの電流を切り替えることにより、許容順電流を超えない値に設定することが可能となる。

一方、温度が低下し相対光度が上昇する場合に対しては、光量上昇を補正するようにＬＥＤの電流を小さい値に切り替えて光量上昇を補正する。これにより、各温度にてＤレンジ範囲を広くすることができる。また、温度変化に応じて、アクチュエータのゲイン設定を変えることにより、ループゲインを一定にし、性能を保つことができる。

次に、本発明の一実施形態を用いた車載用レーダ装置について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に於ける投光用スキャナ装置を含む車載用レーダ装置の全体構成を示すブロック図である。

図１に於いて、メインコントローラ（ＥＣＵ）１１は、このレーダ装置の全体の制御動作を司るものであり、対象物検出手段としての機能を有している。このＥＣＵ１１には、スキャナ装置のコントロール部１２と、第１の光源であるレーザダイオード（ＬＤ）１３と、受光部検出回路１４と、温度センサ１５とが接続されている。

電流制御手段、補正手段の機能を有する上記コントロール部１２は、ＥＣＵ１１からの指令によって、位置検出のための各部を制御するようになっている。すなわち、コントロール部１２には、位置検出系を構成するＬＥＤ制御部２０と、駆動部２１と、位置検出回路２２が接続されている。

上記ＬＥＤ駆動部２０は、コントロール部１２からの指令によって第２の光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）２５の点灯制御を行うためのものである。また、上記駆動部２１は、後述するレンズ群３０及びスリット部材２６を図示矢印Ａ方向に移動させるためのドライバ（レンズ駆動手段）である。更に、位置検出回路２２は、光学位置検出素子（ＰＳＤ）２７で受光された光の位置を検出して、電流を電圧に変換するものである。尚、上記ＬＥＤ２５、スリット２６ａ、ＰＳＤ２７は、レンズ位置検出手段を構成している。

上記スリット部材２６は、例えばその略中央部に、ＬＥＤ２５により発光された光を制限するためのスリット２６ａを有している。そして、このスリット２６ａを通過したＬＥＤ２５の光が、ＰＳＤ２７上に到達する。

ＬＤ１３は、ＥＣＵ１１の制御によってレンズ群３０を介してレーザ光を装置外部へ照射する発光素子である。レンズ群３０は、コリメータレンズ３１、３２、投光レンズ３３等の複数のレンズにより構成される。投光レンズ３３は、電磁力によって駆動するアクチュエータ３４によって、スリット部材２６と共に光軸に対して垂直方向（例えば、図示矢印Ａ方向）に移動可能に設けられているもので、駆動部２１を介してコントロール部１２によって制御されている。上記アクチュエータ３４により移動される投光レンズ３３により、透過したＬＤ１３からの光は、該投光レンズ３３によって適切なプロファイル形状と出射ビーム角度を持って図示矢印Ｂ内のある特定の範囲に照射される。

受光素子４１は、集光レンズである受光レンズ４０を介して入射される光を受光（検出）して光電流に変換する受光手段である。この変換された光電流は、受光部検出回路１４にて電圧に変換された後、ＥＣＵ１１に入力される。

また、温度センサ１５は、レンズ位置検出手段を構成するＬＥＤ制御部２０が設置された環境の温度を検出（測定）するための温度検出手段である。

次に、このような構成に於ける車載用レーダ装置の測距原理及びスキャナの動作について説明する。

本発明であるスキャナ装置を用いた車載用レーダ装置が図示されない車両に載置された状態に於いて、ＬＤ１３から発光されたレーザ光（ＬＤ光）は、レンズ群３０内のコリメータレンズ３１、３２を透過する。そして、コリメータレンズ３１、３２を透過したＬＤ光は、アクチュエータ３４によって光軸に対して垂直方向に移動可能な投光レンズ３３によって、適切なプロファイル形状と出射ビーム角度をもって発光する。ここで、本レーダ装置の前方に対象物３８が存在している場合は、投光レンズ３３を透過した投光光線３５は、対象物３８で反射されて反射光線３９となる。

反射光線３９は、受光レンズ４０によって集光される。集光された反射光線３９は、受光素子４１にて検出されて光電流に変換される。この光電流は、受光部検出回路１４にて電圧に変換され、その情報がＥＣＵ１１に入力される。

ここで、ＥＣＵ１１は、発光と受光の時間差により、対象物３８がレーダ装置の前方に存在するか否かを判断し、存在する場合は本装置と対象物３８まで距離を測定する。

ＥＣＵ１１は、コントロール部１２にシリアル通信でコマンドやデータを送受信する。コマンドの内容は、レンズの動作、異常処理、温度情報取得等である。ここで、異常処理とは、アクチュエータ３４に流れる電流が規定値を越えた時、電源投入時の初期処理が正常に終了しない時、アクチュエータ３４が目標制定時間内に制定しない時等に行われる処理であり、コントロール部１２からＥＣＵ１１へその情報が送信される。

コントロール部１２のドライバ駆動出力（図示せず）は、駆動部２１を介してアクチュエータ３４を駆動する。このアクチュエータ３４と連動して投光レンズ３３が図示矢印Ａ方向に移動し、所望の方位（角度Ｂ内）にＬＤ光を照射することができる。

次に、スキャナ装置の位置検出について説明する。

図２は、図１に示される車載用レーダに用いられる投光用スキャナ装置の回路構成を示した図である。

コントロール部１２は、演算処理ＩＣであるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０を中心に構成されている。ＤＳＰ５０内部には、シリアル通信ポート５１、メモリ５２、Ａ／Ｄ変換部５３、Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）ポート５５、ドライバ駆動出力（パルス幅変調（ＰＷＭ；ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）出力）部５６の機能ブロックを有している。また、コントロール部１２内には、タイマ用のクロック部５７を有している。

ＤＳＰ５０は、シリアル通信ポート５１を介してＥＣＵ１１と通信する。ＥＣＵ１１は、ＬＥＤ制御部２０の温度を測定する温度センサ１５に接続されている。そして、この温度センサ１５で得られた温度情報が、ＥＣＵ１１よりＤＳＰ５０へ送信される。

ＤＳＰ５０は、汎用Ｉ／Ｏ端子であるＧＰＩＯ端子５５を有するもので、そのうちの３端子にＰ６４（以下、（Ｐ）６４と記す）、ｂ１６５₁ （以下、（ｂ１）６５₁ と記す）、ｂ２６５₂ （以下、（ｂ２）６５₂ と記す）が割り当てられている。

端子（Ｐ）６４には、ロジック素子のアンド回路（ＡＮＤ）７１₁ 、７１₂ が接続されていると共に、トランジスタ（Ｔｒ）７３、抵抗（Ｒ１）７６を介してＬＥＤ２５が接続されている。この端子（Ｐ）６４のＨ／Ｌの切り替えにより、トランジスタ７３がオン／オフされる。

抵抗７６は、ＬＥＤ２５の電流制限抵抗である。トランジスタ７３がオンのとき、抵抗７６の抵抗値に反比例した電流Ｉ１が流れ、ＬＥＤ２５が点灯する。これにより、ＬＥＤ２５のオン／オフを切り替えることができ、点灯／消灯、若しくはパルス点灯する。

また、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ は、それぞれ上記アンド回路（ＡＮＤ）７１₁ 、７１₂ に接続されている。端子（Ｐ）６４がハイ“Ｈ”の状態、且つ端子（ｂ１）６５₁ が“Ｈ”のときに、アンド回路７１₁ の出力が“Ｈ”になる。このとき、トランジスタ７４がオンされて、電流制限抵抗（Ｒ２）７７に反比例した電流Ｉ２が流れる。端子（ｂ２）６５₂ も同様にして、トランジスタ７５と共に、電流制限抵抗（Ｒ３）７８に流れる電流Ｉ３を制御することができる。これにより、ＬＥＤ２５には、電流制限抵抗（Ｒ１）７６、（Ｒ２）７７、（Ｒ３）７８に反比例した電流を組み合わせ、重畳させて流すことができる。こうして、ＬＥＤ２５が発光する。

発光したＬＥＤ光は、スリット２６ａを介し、位置検出素子であるＰＳＤ２７に到達する。スリット部材２６は、アクチュエータ３４と連動して動作する機構となっている。そして、このスリット部材に形成されたスリット２６ａの位置により、ＰＳＤ２７の一部に光が受光される。このＰＳＤ２７では、該ＰＳＤ２７の両端の端子から、その受光面の位置に依存した比率に応じて、光電流が出力される。光電流は、電流電圧変換アンプであるＡｍｐ８１及び８２によって電圧に変換される。

その後、Ａｍｐ８１及び８２の出力は、和信号回路８３及び差信号回路８４に入力される。そして、和信号回路８３により和信号が出力されると共に、差信号回路８４により差信号が出力される。上記和信号及び差信号は、それぞれＤＳＰ５０のＡ／Ｄ変換部５３内のＡ／Ｄ端子６２及び６１に入力されて、Ａ／Ｄ変換される。

上記Ａ／Ｄ変換部５３で変換され、ＤＳＰ５０にて演算処理された結果は、ドライバ駆動出力（ＰＷＭ出力）部５６のＰＷＭ１端子６８、ＰＷＭ２端子６９から出力される。ＰＷＭ１端子６８、ＰＷＭ２端子６９の出力は、ＰＷＭモータドライバ９１を介して、アクチュエータ３４に伝達される。これにより、位置情報に合致した位置にスリット２６ａを移動させるよう制御される。

次に、上述した制限抵抗（Ｒ１）７６、（Ｒ２）７７、（Ｒ３）７８の設定方法について説明する。

図３は、ＬＥＤ２５の温度に対する相対光度変化を示したグラフである。図３に於いて、２５℃のときの光度を１とした場合、温度が低下するとＬＥＤ２５の光量は増加し、温度が上昇するとＬＥＤ２５の光量は減少する特性を有していることがわかる。

図４は、ＬＥＤ２５の温度に対する順電流低減定格特性を示したグラフである。図４に於いて、温度が上昇すると順電流低減定格電流は減少することがわかる。

図５は、温度に対する端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の切り替え表を示した図である。

図５に於いて、温度に対する順電流定格は、図４のグラフを数値化したものであり、相対光度は図３のグラフを数値化したものである。また、光度レンジは、２５℃の場合の相対光度１に対して、温度変化により相対光度が増減した場合に、何倍すれば相対光度が１になるかを表した数値である。例えば、１００℃の時の相対光度は０．５であるので、相対光度を１にするためには２倍の光量が必要となる。よって、光度レンジは２となる。

必要電流値は、相対光度から算出される光度１になるために必要な電流値である。例えば、２５℃の場合に、光度１になるために必要な電流値は２２ｍＡであるので、１００℃の場合に必要な電流値は、
２２ｍＡ＊光度レンジ＝２２ｍＡ＊２＝４４ｍＡ
となる。尚、この電流値２２ｍＡは、各々の製品に於いて、基準となる温度、ＬＥＤ２５とＰＳＤ２７との位置関係によって最適化された値である。

図６は、上記端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の真理値表と重み付けの対応を示した図である。尚、端子（Ｐ）６４が０（“Ｌ”）の場合は、ＬＥＤ２５が消灯している状態であるので、ここでは図示を省略している。

この場合、２４系列等でラインナップされている抵抗系列を加味して、順電流許容順電流を超えないように、光度が１若しくはなるべく１になるような組み合わせを探すようにする。その結果が、図５の狙いのレンジに示されている。尚、このときに切り替える温度も設定する。光度計算値は、相対光度と狙いのレンジとの積である。

また、設計電流値は、狙いのレンジのときのＬＥＤの電流値であり、上記と同時に順電流許容順を超えないように求められる。つまり、ＬＥＤ２５の動作可能な温度範囲に於いて、該ＬＥＤ２５に供給される電流が所定範囲に収まるように電流値が制御される。必要な光量は、製品各々の機械的な位置関係によって決定される。いま、２５℃のときの最適な光量を得られる抵抗値が求められれば、その状態が相対光度１とされ、算出された抵抗比率で端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の重み付けされた抵抗（Ｒ１）７６、（Ｒ２）７７、（Ｒ３）７８が算出されるようにすればよい。

ところで、アクチュエータ３４は、温度により抵抗率が変化する。それによって、図７のグラフに示されるように、温度が変化すると、上述したループゲインが変化する。したがって、このループゲインに対する補正（電磁力が変化する現象を補正）を行うため、ＤＳＰ５０内部に補正係数を持たせて、所定の切り替え温度にて計数を乗算するようにする。

すなわち、図７に於いて、補正する前のループゲインは、図中黒三角印で表されるように、温度に対して著しく変化している。そして、図中黒丸印をＬＥＤ２５の光量切り替えポイントとし、図中×印で表される補正値を、上記切り替えポイント毎に補正前のループゲインに掛ける。すると、補正後のループゲインの変化は、黒菱形印で表されるように、略１ｄＢの範囲内となる。

図８及び図９は、上述したＬＥＤ２５及びアクチュエータ３４の温度切り替えについてまとめたもので、図８はＬＥＤ光量とループゲインの補正パラメータ数値との対応を示した図、図９はＬＥＤの光度とループゲインの補正パラメータとの特性を示したグラフである。

次に、図１０のフローチャートを参照して、温度切り替えのタイミングについて説明する。

図１０は、本実施形態に於けるスキャナ装置の温度切り替え動作を説明するためのフローチャートである。

本シーケンスが開始されると、先ず、ステップＳ１にて、５分毎、１０分毎等の一定時間待機され、続くステップＳ２にて上記一定時間毎に、ＥＣＵ１１により温度情報が取り込まれる。ＥＣＵ１１では、温度センサ１５で測定された温度により、例えば、図８に示されような“極低温”、“低温”、“常温”、“高温”、“極高温”のような５つのカテゴリに温度が分類される。そして、ステップＳ３に於いて、切り替え温度が切り替えられている場合（分類されたカテゴリと温度取得前のカテゴリが異なれば）は、ステップＳ４に移行して、新しい温度情報（分類されたカテゴリ情報）がＤＳＰ５０に発信される。一方、ステップＳ３に於いて、カテゴリが同じ（切り替え温度が切り替えられていない）場合は、上記ステップＳ１へ移行して、一定時間待機する動作に戻る。

尚、上記ステップＳ３に於ける比較は、カテゴリとしてではなく温度それ自体を情報として扱ってもよい。また、処理時間に余裕があれば、毎回温度情報がＤＳＰ５０に発信されることで、動作が確実にされるようにしてもよい。

ＤＳＰ５０では、情報が受信されると、次にステップＳ５にて、予めメモリ５２に登録されていたＬＥＤ２５の切り替えテーブル、つまり温度カテゴリによる端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の組み合わせとアクチュエータ３４のゲイン切り替えテーブルが参照される。そして、ステップＳ６にて、端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ からは、組み合わせに一致したＨ／Ｌの信号が出力される。次いで、ステップＳ７にて、ＬＥＤ制御用のトランジスタ７３〜７５が制御されて、所定の電流値が出力される。また、ステップＳ８では、アクチュエータ３４のゲイン係数が、上記切り替えテーブルに合わせて切り替えられる。

このように、本実施形態によれば、温度変化よるＬＥＤの特性変化に応じて電流値を補正するようにして、それによる位置検出精度への影響を抑えることができる。

尚、上述した実施形態では、一定時間毎に温度情報を取得するとしていたが、これに限られるものではなく、例えば、車両のイグニッションキーと連動させ、発車直後は情報取得頻度を上げるようにしてもよい。また、速度計と連動させて、停止状態ではその頻度を上げてもよいし、速度変化に伴ってその頻度を変えるようにしてもよい。或いは、周知のカーナビゲーションシステムと連動させ、地理情報によってその頻度を変えるようにしてもよい。更には、距離計、時計、ブレーキ、アクセル、ワイパー、ウインカー等の動作をトリガにして、温度取得を実施するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の３ＢｉｔでＬＥＤ制御部２０の回路を構成したが、より詳細な光量の切り替えが必要な場合は、Ｂｉｔ数を替えて回路を構成してもよい。例えば、図１１に示されるように、端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ 、…、端子（ｂｎ）６５_n と、アンド回路７１₁ 、７１₂ 、…、７１_n のように、ｎＢｉｔで回路を構成してもよい。

更に、端子（Ｐ）６４にて統括的にオン／オフ可能な構成としたが、図１２に示されるように、アンド回路７１₁ 、７１₂ を除去して、各々の端子にてオン／オフ制御するような構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、ＬＥＤ２５の電流オン／オフ用トランジスタ７３〜７５を用いていたが、アンド回路の電流ドライブ能力が十分な場合は、図１３に示されるように、トランジスタを除去してもよい。或いは、アンド回路ではなく、別の論理回路を用いてもよい。

そして、上述した実施形態では、位置検出素子にＰＳＤ２７を用いていたが、これに限られるものではなく、分割フォトダイオード、若しくはフォトダイオードを複数個配列する等の位置検出素子を利用してもよい。

また、Ａ／Ｄ変換部５３内のＡ／Ｄ端子６２及び６１に入力した和信号が、温度変化による重み付けを考慮しても一定光量以下の場合は、ＬＥＤ２５の劣化と判定して、ＥＣＵ１１にその情報を返すようにしてもよい。

上記実施形態では、ＰＷＭモータドライバ９１を利用してアクチュエータ３４を駆動していたが、例えばリニアモータドライバを利用してアクチュエータを駆動するようにしてもよい。

尚、上述した実施形態では、温度情報をカテゴリに分類していた。しかしながら、温度センサ１５の温度測定場所とＬＥＤ制御部２０で温度差がある場合は、その温度差に基づくテーブルを用意して補正するようにしてもよい。このようにすれば、唯一の温度センサにて、複数の場所の温度を管理することが可能となる。また、温度情報をＥＣＵ１１より受信していたが、図１４に示されるように、ＤＳＰ５０に温度センサ１５を接続して温度情報を得てもよい。この場合、ＥＣＵ１１には、温度センサ１５の他に、ＤＳＰ５０と、他の対象９１及び９２が接続されている。尚、ｘ₁ 〜ｘ₃ は、予め定められた補正温度を表している。

更に、上述した実施形態では、位置検出素子（ＰＳＤ）２７を１つ用いて１次元を例に挙げたが、これに限られるものではなく、１つ以上の位置検出素子を設けてｎ次元にしてもよい。このとき、ＬＥＤ２５のオン／オフタイミングが同じならば、端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ に並列に回路を増設すればよい。構造上、１つのＬＥＤでよい場合は、スリット２６ａより後段を並列に増設してもよい。

また、１次元のＰＳＤでなく、図１５乃至図１７に示されるような、２次元ＰＳＤのような２次元位置検出素子を用いてもよい。

図１５は、ｘ方向及びｙ方向それぞれに２つのＬＥＤを設けた２次元位置検出素子の構成例を示した図である。図１５（ａ）に於いて、ｘ方向用のＬＥＤ２５₁ と、ＰＳＤ２５₂ と、スリット２６ａ₁ が形成されたスリット部材２６₁ が用意されている。同様に、図１５（ｂ）に於いて、ｙ方向用のＬＥＤ２５₂ と、ＰＳＤ２７₂ と、スリット２６ａ₂ が形成されたスリット部材２６₂ が用意されている。

図１６は、ＬＥＤを１つとして、スリット部材とＰＳＤを、それぞれ２つ設けた例を示している。

図１７は、ＬＥＤ２５₁ 及び２５₂ と、電流制限抵抗７６₁ 、７７₁ 、７８₁ 及び７６₂ 、７７₂ 、７８₂ と、ＬＥＤの電流オン／オフ用トランジスタ７３₁ 、７４₁ 、７５₁ 及び７３₂ 、７４₂ 、７５₂ を、それぞれ２系統設けた例を示している。

上述した実施形態では、電流制限抵抗（Ｒ１）７６、（Ｒ２）７７、（Ｒ３）７８は、規定の算出方法より算出された抵抗値であるが、図１８に示されるように、半固定抵抗９３、９４、９５に替えて、製品毎に調整できるようにしてもよい。そして、上述した実施形態に於いて、調整値は、調整時に直接書き込んでもよいし、外部メモリ等と接続できるようにして、別途持たせるようにしてもよい。或いは、バーコードシール等にして、シリアル番号と一緒に管理するようにしてもよい。また、仕向け地、用途別に設定されたスキャナパターン、初期設定等、補正する前のデータと一緒に必要時に書き込めるようにしてもよい。

尚、上述した実施形態では、スリット部材２６がアクチュエータ３４に連動するように構成されていたが、これに限られるものではない。

例えば、図１９に示されるように、ＬＥＤ２５及びスリット部材２６がアクチュエータ３４に連動して、図示矢印Ｃ方向に一体的に移動可能な構成にしてもよい。このようにすることによって、均一な光量を受光することができる。

或いは、図２０に示されるように、ＰＳＤ２７がアクチュエータ３４に連動して、図示矢印Ｄ方向に移動可能な構成にしてもよい。

更に、上述した実施形態では位置検出回路２２内に和信号回路８３を設けていたが、ＬＥＤ２５の温度切り替えにより適切な光量が見込める場合や、要求精度を満たせる場合は、図２１に示されるように、位置検出回路２２から和信号回路８３を除去した構成にしてもよい。

また、位置検出回路２２内に設けていた和信号回路８３、差信号回路８４に代えて、図２２に示されるように、ＤＳＰ５０′内に和信号回路９７及び差信号回路９８の機能を持たせて、ＤＳＰ５０内部で演算するようにしてもよい。

尚、上述した実施形態では、ＬＥＤ２５の光量調整を、Ｉ／Ｏポート５５とアンド回路７１₁ 、７１₂ にて実現していたが、図２３に示されるように、トランジスタ７３にＰＷＭ端子７０を接続してパルス幅変調（ＰＷＭ）出力にて実施してもよい。この場合、調整は、無限階調にすることができる。

更に、上述した実施形態では、ＤＳＰ５０は演算処理を行い、ＥＣＵ１１との通信を持つようになっていたが、１つのマイクロコンピュータ（ＥＣＵ）１１若しくはＤＳＰ５０にて処理をするような機構にしてもよいし、或いは分担する機能を入れ替えてもよい。

本発明の一実施形態に於けるスキャナ装置を含む車載用レーダ装置の全体構成を示すブロック図である。 図１に示される車載用レーダ装置に用いられる投光用スキャナ装置の回路構成を示した図である。 ＬＥＤ２５の温度に対する相対光度変化を示したグラフである。 ＬＥＤ２５の温度に対する順電流低減定格特性を示したグラフである。 温度に対する端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の切り替え表を示した図である。 端子（Ｐ）６４、端子（ｂ１）６５₁ 、端子（ｂ２）６５₂ の真理値表と重み付けの対応を示した図である。 温度ループゲイン補正について説明する図である。 ＬＥＤ２５及びアクチュエータ３４の温度切り替えについてまとめたもので、ＬＥＤ光量とゲインの補正パラメータ数値を示した図である。 ＬＥＤ２５及びアクチュエータ３４の温度切り替えについてまとめたもので、ＬＥＤ光量とゲインの補正パラメータ特性を示したグラフである。 本実施形態に於けるスキャナ装置の温度切り替え動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤ制御部２０の変形例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤ制御部２０の他の変形例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤ制御部２０の更なる変形例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＤＳＰ５０に温度センサ１５を接続して温度情報を得る例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ｘ方向及びｙ方向それぞれに２つのＬＥＤを設けた２次元位置検出素子の構成例を示したもので、（ａ）はｘ方向のＬＥＤを設けた２次元位置検出素子の構成例を示した図、（ｂ）はｙ方向のＬＥＤを設けた２次元位置検出素子の構成例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤを１つとして、スリット部材とＰＳＤを、それぞれ２つ設けた例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤと、電流制限抵抗と、ＬＥＤの電流オン／オフ用トランジスタを、それぞれ２系統設けた例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、電流制限抵抗を半固定抵抗に代えて構成した例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤ及びスリット部材をアクチュエータに連動して一体的に移動可能な構成にした例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＰＳＤをアクチュエータに連動して移動可能な構成にした例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、位置検出回路２２から和信号回路８３を除去した構成例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、位置検出回路２２内に設けていた和信号回路８３、差信号回路８４に代えて、ＤＳＰ５０′内に和信号回路９７及び差信号回路９８の機能を持たせて構成した例を示した図である。 本発明の一実施形態の変形例の構成を示すもので、ＬＥＤ２５の光量調整を、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力にて構成した例を示した図である。

符号の説明

１１…メインコントローラ（ＥＣＵ）、１２…コントロール部、１３…レーザダイオード（ＬＤ）、１４…受光部検出回路、１５…温度センサ、２０…ＬＥＤ制御部、２１…駆動部、２２…位置検出回路、２５…発光ダイオード（ＬＥＤ）、２６…スリット部材、２６ａ…スリット、２７…光学位置検出素子（ＰＳＤ）、３０…レンズ群、３３…投光レンズ、３４…アクチュエータ、４０…受光レンズ、４１…受光素子、５０…デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、５１…シリアル通信ポート、５２…メモリ、５３…Ａ／Ｄ変換部、５５…Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）ポート、５６…ドライバ駆動出力部（パルス幅変調（ＰＷＭ出力部）。

Claims (10)

1. 光線を所定の範囲に渡り走査し、当該走査光の反射光を受光して障害物を検知する車載用レーダ装置で用いられる投光用スキャナ装置であって、
   電流により上記光線を発生する第１の光源と、
   上記第１の光源が発生した光線の方向を変えるための光学素子と、
   電流により発光する第２の光源と、その第２の光源の光を所定の形状にする光学要素と、その光学要素を通過する光の位置を検出する光位置検出素子により構成され、上記光学素子の位置を検出する光学素子位置検出手段と、
   位置を指示する信号に基づいて、電磁力により上記光学素子を移動させる光学素子駆動手段と、
   上記光学素子位置検出手段が設置された環境の温度を検出する温度検出手段と、
   上記温度検出手段で上記第２の光源の温度を検出し、その検出された温度に基づいて、上記第２の光源に供給する電流を制御する電流制御手段と、
   上記温度検出手段により検出した温度に応じて上記電磁力が変化する現象を補正する補正手段と、
   を具備することを特徴とするスキャナ装置。
2. 上記光学素子駆動手段は、上記光学素子を上記光学素子の光軸と垂直な２次元方向に移動することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
3. 上記光学素子位置検出手段は、上記光学要素を上記光学素子と共に移動するように配置し、上記光位置検出素子を固定して配置したことを特徴とする請求項１若しくは２に記載のスキャナ装置。
4. 上記光学素子位置検出手段は、上記光位置検出素子を上記光学素子と共に移動するように配置し、上記光学要素を固定して配置したことを特徴とする請求項１若しくは２に記載のスキャナ装置。
5. 上記電流制御手段は、所定時間毎に上記第２の光源に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
6. 上記電流制御手段は、上記第２の光源の動作可能な温度範囲に於いて、上記第２の光源に供給する電流が所定範囲に収まるように制御することを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
7. 上記電流制御手段は、上記第２の光源をパルス幅変調駆動方式で制御することを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
8. 上記電流制御手段は、上記第２の光源の光度を所定の範囲に収めるように、上記第２の光源に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
9. 上記光学素子はレンズであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスキャナ装置。
10. 上記光学要素はスリット若しくは絞りであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスキャナ装置。

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