JP7191291B2 - レーダリフレクタ及び情報記録装置 - Google Patents

Description

本開示は、レーダリフレクタ及び情報記録装置に関する。

ミリ波レーダなどのレーダは、例えば、車両に搭載され、電磁波の反射により物体を探知することができる。車両に搭載されたレーダは、例えば、前方車両を探知するのに役立つ。

特開２００９－１３３６８２号公報

車両のように電磁波の反射の大きい物体は、反射電力が強いため、検知し易いのに対して、二輪車・自転車又は歩行者のように、反射が弱い物体は、反射電力が弱くなるため、検知が困難である。反射電力が弱くなる物体であっても、反射電力を上げることができれば、検知が容易となる。

レーダが受信できる反射電力を大きくするには、検知物体において、入射方向に電磁波を反射させるのが理想的である。ここで、特許文献１は、ミリ波レーダ用リフレクタを開示している。リフレクタは、効率的に電磁波を反射することができる。

しかし、特許文献１に記載のようなリフレクタは、電磁波が正反射するため、入射方向に電磁波を反射できるとは限らない。また、コーナリフレクタのように再帰性を有するリフレクタは、入射方向に電磁波を反射させることができるが、入射方向に電磁波を反射できる入射角には制限がある。このため、コーナリフレクタを用いても、入射角によっては入射方向に電磁波を十分に反射できないことがある。

したがって、入射方向への反射を容易に得ることが望まれる。

本開示のある側面は、レーダリフレクタである。開示のレーダリフレクタは、物体検知のための電磁波が正面方向から入射すると前記正面方向へ反射する電磁波反射体と、前記正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、前記正面方向から前記電磁波反射体へ入射させる構造を有するレンズと、を備える。

本開示の他の側面は、情報記録装置である。開示の情報記録装置は、複数のレーダリフレクタの配置によって、情報を示す。

本開示によれば、入射方向への反射を容易に得ることができる。

図１は、レーダリフレクタの側面図である。 図２は、レーダリフレクタの分解斜視図である。 図３は、正反射の説明図である。 図４は、他の例に係るレーダリフレクタの断面図である。 図５は、他の例に係るレーダリフレクタの断面図である。 図６は、他の例に係るレーダリフレクタの分解斜視図である。 図７は、他の例に係るレーダリフレクタの側面図である。 図８は、レーダリフレクタが取り付けられた服の背面図である。 図９は、図８のＡ－Ａ線断面図である。 図１０は、レーダリフレクタが取り付けられたガードレールの斜視図である。 図１１は、レーダリフレクタが取り付けられた三角停止表示板の平面図である。 図１２は、情報記録装置の平面図である。 図１３は、レーダリフレクタの配置パターンと情報との対応テーブル図である。

［本開示の実施形態の説明］

（１）実施形態に係るレーダリフレクタは、物体検知のための電磁波が正面方向から入射すると前記正面方向へ反射する電磁波反射体と、前記正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、前記正面方向から前記電磁波反射体へ入射させる構造を有するレンズと、を備える。レーダリフレクタがレンズを備えることで、電磁波を電磁波反射体の正面方向から入射させることができる。この結果、レンズの入射方向への反射を容易に得ることができる。ここで、正面方向は、入射方向と反射方向とが一致する方向をいう。非正面方向は、その非正面方向が入射方向であるときに、入射方向と同一方向の反射が十分に得られない方向である。なお、レーダは、電波レーダであってもよいし、レーザレーダであってもよい。

（２）前記電磁波反射体は、正反射性を有する反射体であってもよい。正反射性を有する反射体に非正面方向から入射すると、入射方向と反射方向とが異なる。しかし、レンズによって、正面方向からの入射に変換されるため、入射方向と反射方向を同一にすることができる。

（３）前記電磁波反射体は、平面形状であってもよい。この場合、コーナリフレクタのように反射体が立体的形状を持つ必要がなく、コンパクト化が容易となる。平面形状は、例えば、平板状又は平面シート状である。平面形状は、円形状の平面であってもよいし、矩形状の平面であってもよいし、その他の形状の平面であってもよい。

（４）前記電磁波反射体は、再帰性を有する反射体であってもよい。この場合、再帰性が得られる角度範囲に制限があっても、レンズにより、再帰性が得られる角度範囲を拡張することができる。

（５）前記構造は、異なる誘電率を有する構造にすることができる。異なる誘電率を有する構造により、正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、正面方向から電磁波反射体へ入射させることができる。

（６）前記構造は、異なる孔密度により異なる誘電率を有する構造にすることができる。異なる孔密度を有する構造により、正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、正面方向から電磁波反射体へ入射させることができる。

（７）前記構造は、異なる厚みを有する構造にすることができる。異なる厚みを有する構造により、正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、正面方向から電磁波反射体へ入射させることができる。

（８）前記レンズを視覚的に遮蔽する遮蔽体を更に備えることができる。この場合、レンズを外観上目立たなくさせることができる。

（９）レーダリフレクタは、ミリ波レーダ用であるのが好ましい。この場合、ミリ波レーダが検知しにくい物体の検知を容易にすることができる。

（１０）実施形態に係る情報記録装置は、複数のレーダリフレクタの配置によって、情報を示す。この場合、前記レーダリフレクタとしては、上記の（１）から（９）のいずれか１項に記載のレーダリフレクタを採用することができる。情報は、配置パターンによって符号化されているのが好ましい。情報記録装置に記録される情報は、例えば、時間の情報である。時間の情報は、例えば、歩行者天国又は工事の時間帯を示すことができる。

［本開示の実施形態の詳細］

図１は実施形態に係るレーダリフレクタ１０を示している。実施形態に係るレーダリフレクタ１０は、ミリ波レーダ用である。ミリ波レーダは、例えば、車載ミリ波レーダである。ミリ波レーダは、ミリ波の電波を送信し、物体からの反射波を受信することで物体を検知する。

実施形態に係るレーダリフレクタ１０は、例えば、二輪車・自転車又は歩行者に取り付けられる。二輪車・自転車又は歩行者は、小型又は非金属であるため、電波の反射が弱い。このため、ミリ波レーダでは、二輪車・自転車又は歩行者の検知が困難なことがある。しかし、レーダリフレクタ１０が取り付けられていることで、電波の反射が強くなり、二輪車・自転車又は歩行者であっても検知が容易となる。

図１及び図２に示すように、レーダリフレクタ１０は、電磁波反射体２０とレンズ３０とを備えている。以下では、電磁波反射体２０を単に反射体２０という。図１に示す反射体２０は、金属平板である。反射体２０は、平面形状の反射面２１を備える。レンズ３０は、反射体２０の反射面２１側に設けられている。実施形態に係るレンズ３０は、電波（ミリ波）を屈折させる電波レンズ（ミリ波レンズ）であり、誘電体により構成されている。

金属平板により構成された反射体２０は、主に正反射性を有する。なお、反射体２０は、正反射性と共に拡散反射性を有していてもよい。図３に示すように、正反射性を有する反射体２０は、反射面２１に垂直な正面方向以外の方向（非正面方向）から電磁波が入射したときに、主に、入射方向とは異なる方向へ電磁波を反射させる。このとき、入射波５１が正面方向に対してなす入射角θ１と、反射波５２が正面方向に対してなす反射角θ２とは等しい。

レーダから、正反射性を有する反射体２０に電波を照射しても、電波の入射方向が非正面方向であると、電波は、主に、入射方向とは異なる方向へ反射する。したがって、レーダによって受信される反射電力は弱くなる。レーダによって受信される反射電力を強くするには、入射方向が非正面方向であっても、入射方向へ電波を反射させることが望まれる。

図１に示すように、レンズ３０は、非正面方向からの入射波４１を、屈折させて、正面方向の入射波４５にする。正面方向の入射波４５は、反射体２０によって効率よく反射され、正面方向への反射波４６になる。レンズ３０は、正面方向の反射波４６を、屈折させて、入射方向と同一の方向の反射波４２にする。したがって、レーダによって受信される反射電力が強くなる。

レンズ３０は、非正面方向となる広い範囲において、入射方向と反射方向とを同一にするよう構成されている。図１に示すレンズ３０は、入射側に凸状の球面を有し、反射体２０側が平坦である。レンズ３０は、誘電率の異なる複数の誘電体層３１，３２，３３，３４，３５が正面方向に積層された積層構造を有する。複数の誘電体層３１，３２，３３，３４，３５は、段階的に異なる誘電率に設定されている。レンズ３０は、異なる誘電率を有する構造を備えることで、非正面方向から入射した電波を正面方向に屈折させることができる。

図４は、レンズ３０の他の例を示している。図４に示すレンズ３０は、入射側が平坦であり、反射体２０側に凹状の球面を有する。したがって、図４に示すレンズ３０は、レンズ中心Ｃが最も薄く、中心Ｃから径方向外側ほど厚くなっている。レンズ３０は、異なる厚みを有する構造を備えることで、非正面方向から入射した電波を正面方向に屈折させることができる。なお、図４に示すレンズ３０では、均一の誘電率の誘電体によって構成されている。

図５は、レンズ３０の他の例を示してる。図５に示すレンズ３０は、誘電体内部に形成された孔３６を備える。図５に示すレンズ３０は、レンズ中心Ｃにおける孔密度が最も高く、中心Ｃから径方向外側ほど孔密度が低くなっている。レンズ３０は、異なる孔密度を有する構造を備えることで、非正面方向から入射した電波を正面方向に屈折させることができる。

図６は、反射体２０の他の例を示している。図６に示す反射体２０は、３面コーナリフレクタである。３面コーナリフレクタは、図６に示すように３枚の三角形板２３からなる三角錐形状であり、電磁波が入射する開口２４を備える。なお、３面コーナリフレクタは、３枚の矩形板から構成されていてもよい。また、コーナリフレクタは、２枚の矩形板から構成された２面コーナリフレクタでもよい。

コーナリフレクタである反射体２０は、開口２４に対して垂直な方向Ａに対して角度をなす方向から入射されても、入射方向と同一の方向に反射することができる。つまり、図６に示す反射体２０は、入射方向と反射方向とが同一になる再帰性を有する。ただし、再帰性が得られる角度範囲には、限界があり、例えば、開口２４に対して垂直な方向Ａに対する角度が非常に大きくなると十分な再帰性が得られず、反射電力が弱くなる。なお、ここでは、再帰性が十分に得られる角度範囲内の方向を正面方向とし、再帰性が十分に得られる角度範囲外の方向を非正面方向とする。つまり、コーナリフレクタは、正面方向から入射すると正面方向へ反射できるが、非正面方向から入射すると、正面方向への反射は得られないか弱くなる。

したがって、レーダから、コーナリフレクタである反射体２０に電波を照射しても、電波の入射方向が非正面方向であると、レーダによって受信される反射電力は弱くなる。レーダによって受信される反射電力を強くするには、再帰性が十分に得られる方向から電波をコーナリフレクタへ入射させることが望まれる。

図７に示すように、レンズ３０は、非正面方向からの入射波４１を、屈折させて、再帰性が得られる角度範囲内の入射波４５にする。入射波４５は、コーナリフレクタである反射体２０によって再帰反射され、入射波４５と同一方向の反射波４６になる。レンズ３０は、反射波４６を、屈折させて、入射波４１と同一の方向の反射波４２にする。したがって、レーダによって受信される反射電力が強くなる。

図８及び図９は、レーダリフレクタ１０の取付例を示している。図８及び図９の例では、レーダリフレクタ１０は、服６０に取り付けられている。一例として、図９に示すように、反射体２０及びレンズ３０は、服６０を構成する表布６１と裏布６２との間に収納される。この場合、表布６１は、レンズ３０を視覚的に遮蔽する遮蔽体として機能する。遮蔽体となる表布６１によって反射体２０及びレンズ３０が覆われることで及び、服６０の外観上、反射体２０及びレンズ３０が目立たなくなり好ましい。

図１０は、レーダリフレクタ１０の他の取付例を示している。図１０の例では、レーダリフレクタ１０は、ガードレール７０に取り付けられている。ガードレール７０に取り付けられていることで、レーダによってガードレール７０を確実に検知することができる。ここで、ガードレールなどの電波が照射されることがある設備には、予期しない反射による誤動作防止のため、電波吸収体が取り付けられることがある。電波吸収体が設けられていると予期しない反射だけでなく、必要な反射も得られなくなる。したがって、ガードレール７０等の設備に、電波吸収体及びレーダリフレクタ１０を設けることで、予期しない反射を防止するとともに、必要な反射を得ることができる。これにより、車両の転落を防止できる。

なお、レーダリフレクタ１０は、歩道と車道との境界に設置される境界ブロックに取り付けられてもよいし、トンネル内壁に取り付けられてもよい。これにより、車両が、境界ブロック又はトンネル内壁へ衝突するのを防止できる。また、レーダリフレクタ１０は、衝突防止が必要とされる店舗又は人の多い場所に設置されてもよい。

また、レーダリフレクタ１０は、ガードレール７０等のように恒常的に設置された設備だけでなく、一時的に設置される設備に取り付けられてもよい。例えば、図１１に示すように、レーダリフレクタ１０は、三角停止表示板８０に設けられてもよい。レーダリフレクタ１０が三角停止表示板８０に設けられていることで、他の自動車が緊急停止していることを車載レーダによって検知できる。特に、車載レーダが搭載された車両が自動運転車両である場合、三角停止表示板８０のように、人により視認されることを目的とした停止表示器では、車両が停止表示器を認識するのは容易ではない。しかし、三角停止表示板８０のような停止表示器にレーダリフレクタ１０が設けられていることで、車載レーダが、停止表示器を検知するのが容易となる。また、レーダリフレクタ１０は、ロードコーンのように一時的に車両の進入又は通行を規制するために設置される設備に設けられてもよい。この場合、車載レーダは、一時的な規制範囲を検知することができる。

このように、三角停止表示板８０又はロードコーンに取り付けられたリフレクタ１０は、車両にとって、物理的な障壁となるとともに、車載レーダによって検知されるバーチャルな障壁として機能することができる。バーチャルな障壁は、歩道、歩行者天国、工事現場など、車両（特に、無人の自動運転車両）の進入を規制したい特定エリアを形成するために有用である。

図１２は、レーダリフレクタ１０を用いた情報記録装置１００を示している。情報記録装置１００は、レーダからの電波が照射される場所に設置される。情報記録装置１００は、レーダリフレクタ１０の支持体１１０を備える。支持体１１０上には、所定の配置パターンにて複数のレーダリフレクタ１０が取り付けられる。図１３に示すように、文字又は数字等の情報に対応した配置パターンが定義されている。図１３に示す定義に応じた配置パターンを支持体１１０上に形成することで、情報記録装置１００は特定の情報を示すものとなる。例えば、歩行者天国の期間又は工事期間など、一時的に車両の通行が規制される時間帯が記録された情報記録装置１００を、車載レーダからの電波が照射される場所に設置しておくことで、車両は、その時間帯を認識することができる。

［付記］

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ：レーダリフレクタ
２０ ：電磁波反射体
２１ ：反射面
２３ ：三角形板
２４ ：開口
３０ ：レンズ
３１ ：誘電体層
３２ ：誘電体層
３３ ：誘電体層
３４ ：誘電体層
３５ ：誘電体層
３６ ：孔
４１ ：入射波
４２ ：反射波
４５ ：入射波
４６ ：反射波
５１ ：入射波
５２ ：反射波
６０ ：服
６１ ：表布
６２ ：裏布
７０ ：ガードレール
８０ ：三角停止表示板
１００ ：情報記録装置
１１０ ：支持体
Ａ ：垂直方向
Ｃ ：レンズ中心
θ１ ：入射角
θ２ ：反射角

Claims (9)

1. 物体検知のための電磁波が正面方向から入射すると前記正面方向へ反射する電磁波反射体と、
   前記正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、前記正面方向から前記電磁波反射体へ入射させる構造を有するレンズと、を備え、
   前記電磁波反射体は、再帰性を有する反射体である
   レーダリフレクタ。
2. 物体検知のための電磁波が正面方向から入射すると前記正面方向へ反射する電磁波反射体と、
   前記正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、前記正面方向から前記電磁波反射体へ入射させる構造を有するレンズと、を備え、
   前記構造は、異なる誘電率を有する構造である
   レーダリフレクタ。
3. 物体検知のための電磁波が正面方向から入射すると前記正面方向へ反射する電磁波反射体と、
   前記正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、前記正面方向から前記電磁波反射体へ入射させる構造を有するレンズと、を備え、
   前記構造は、異なる孔密度により異なる誘電率を有する構造である
   レーダリフレクタ。
4. 物体検知のための電磁波が正面方向から入射すると前記正面方向へ反射する電磁波反射体と、
   前記正面方向とは異なる非正面方向から入射した電磁波を屈折させて、前記正面方向から前記電磁波反射体へ入射させる構造を有するレンズと、を備え、
   ミリ波レーダ用である
   レーダリフレクタ。
5. 前記電磁波反射体は、正反射性を有する反射体である
   請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のレーダリフレクタ。
6. 前記電磁波反射体は、平面形状である
   請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のレーダリフレクタ。
7. 前記構造は、異なる厚みを有する構造である
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーダリフレクタ。
8. 前記レンズを視覚的に遮蔽する遮蔽体を更に備える
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレーダリフレクタ。
9. 複数のレーダリフレクタの配置によって、情報を示す情報記録装置であって、前記レーダリフレクタは、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレーダリフレクタである
   情報記録装置。

Images