JPH06308239A - 車両用光レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化を図ることができるとともに、発光源
からのビーム光の広がり角を応答よく可変制御できる車
両用光レーダ装置を提供する。 【構成】 発光源４からのビーム光Ｂ１を所望の広がり
角ａで前方に放射する発光用光学系６の移動用アクチュ
エータ７が、発光源４近傍のビーム光Ｂ１周りに磁気回
路を形成する磁石２１と、発光用光学系６を支持しつ
つ、前記磁気回路内を発光用光学系６の光軸Ｌの方向に
電磁力の作用で移動するコイル装置２５とを有してい
る。コイル装置２５への通電により電磁力の作用によっ
て発光用光学系６をその光軸Ｌの方向の所定位置に迅速
に移動できるため、この車両用光レーダ装置では発光源
からのビーム光Ｂ１の広がり角を応答よく可変制御でき
る。また、装置も小型となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビーム光の照射によ
り前方の対象物体と車両間の距離を検出する車両用光レ
ーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用光レーダ装置では、発光源からの
パルス状のビーム光を発光用光学系を介して前方に放射
し、このビーム光の対象物体（例えば前方走行車）から
の反射ビーム光を受光用光学系を介して受光素子側に受
光することにより、車両と対象物体間の距離を検出して
いる。そして、このような車両用光レーダ装置ではその
検知範囲をできるだけ広げて、前方の対象物体を充分に
検知することが要求されるが、この検知方法の１つとし
て実開昭５９ー１１７９８０号公報で示されるように、
発光源からのビーム光の広がり角を可変制御する方法が
ある。

【０００３】この発光源からのビーム光の広がり角を可
変制御するものの具体例として発光用光学系をアクチュ
エータによって移動させるものがある（実開平３ー９５
９８０号公報）。この場合、このアクチュエータは、駆
動源であるモータと、モータの回転力を減速し、一端部
側に設けられた送りネジを回転させるギヤユニットと、
前記ギヤユニットの送りネジに螺合するメネジとから構
成されている。そして、このアクチュエータはモータを
介してギヤユニットの送りネジを回転させ、この送りネ
ジの回転によりメネジが取り付けられた発光用光学系を
その光軸方向に移動させて、発光源と発光用光学系間の
距離を変えることにより、発光用光学系を通過した発光
源からのビーム光の広がり角を制御している。

【０００４】すなわち、遠くの対象物体までの距離を検
出する場合は、発光用光学系を介して発光源からのビー
ム光を絞って強くし、近くの対象物体までの距離を検出
する場合は、発光用光学系を介して発光源からのビーム
光を広い角度で拡散させ、できるだけ広範囲の対象物体
を検知できるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用光レーダ装置では、アクチュエータがモー
タ、ギヤユニット等から構成されているため、これが大
型化し、装置の大型化を招いてしまうという課題があっ
た。このため、この車両用光レーダ装置の車両への塔載
性が悪くなってしまうという不都合が生じる。また、こ
のアクチュエータでは、ギヤや送りネジ等を介して発光
用光学系を移動させているため、この発光用光学系を前
後に迅速に移動させることができず、発光源からのビー
ム光の広がり角を迅速に応答よく可変制御できないとい
う課題があった。このため、車両の高速走行時等におけ
る車間距離等が充分に確保されないという不都合が生じ
る。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、その小型化を図ることができる
とともに、発光源からのビーム光の広がり角を迅速に応
答よく可変制御できる車両用光レーダ装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、発光源からのビーム光を、アクチュエータによりそ
の光軸方向に移動される発光用光学系を介して所望の広
がり角で前方に放射し、このビーム光の対象物体による
反射ビーム光を受光することにより、この対象物体まで
の距離を検出する車両用光レーダ装置において、アクチ
ュエータが、発光源近傍のビーム光周りに磁気回路を形
成する磁石と、発光用光学系を支持しつつ、磁気回路内
をこの発光用光学系の光軸方向に電磁力の作用で移動す
るコイル装置とを有して構成されていることである。

【０００８】この発明の第２の発明は、発光源からのビ
ーム光を、アクチュエータによりその光軸方向に移動さ
れる発光用光学系を介して所望の広がり角で前方に放射
し、このビーム光の対象物体による反射ビーム光を受光
することにより、この対象物体までの距離を検出する車
両用光レーダ装置において、アクチュエータが、発光源
近傍のビーム光周りに磁気回路を形成する磁石と、発光
用光学系を支持しつつ、磁気回路内をこの発光用光学系
の光軸方向の発光源に近ずく向きに電磁力の作用で移動
するコイル装置と、このコイル装置を発光用光学系の光
軸方向の発光源から遠ざかる向きに付勢し、このコイル
装置への通電停止時にこの発光用光学系をこの発光源か
ら最も離間した位置に位置決めする弾性手段とを有して
構成されていることことである。

【０００９】

【作用】この発明の第１の発明では、コイル装置に電流
を流し、磁気回路内にあるこのコイル装置に電磁力を作
用させることにより、このコイル装置に取り付けられた
発光用光学系をその光軸方向に瞬時に移動させる。この
ため、発光源からのビーム光はこの発光用光学系を介し
て所望の広がり角で前方に放射される。したがって、こ
のビーム光を車両前方の対象物体に確実に照射できると
ともに、この反射ビーム光を確実に受光できて、対象物
体までの距離を確実に検出できる。

【００１０】この発明の第２の発明では、発光用光学系
を取り付けたコイル装置に電流を流さず電磁力を作用さ
せない場合は、このコイル装置を弾性手段により発光源
から最も遠い位置に離間させ、例えばこの発光用光学系
を通過した発光源からのビーム光を小さい広がり角で前
方に照射させるようにする。また、コイル装置に電流を
流した場合は、その電流値に応じて発生する電磁力と弾
性手段とによる弾性力がつり合う位置でコイル装置を発
光源側に位置決めし、発光用光学系を通過した発光源か
らのビーム光を所望の広がり角で前方に照射させるよう
にする。したがって、この第２の発明ではコイル装置へ
の電流値の大きさにより、発光用光学系の位置決めがで
きて、ビーム光の広がり角が決定される。

【００１１】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の第１の発明および第２の発明の一
実施例に係る車両用光レーダ装置の断面図、図２はこの
車両用光レーダ装置のアクチュエータ周りの詳細説明図
である。

【００１２】図において、１は本体ケース、２は本体ケ
ース１のフロント側開口部１ａを覆うようにこの本体ケ
ース１に取り付けられた透過ガラス、３は本体ケース１
のリア側に透過ガラス２と平行に取り付けられたメイン
基板、４はメイン基板３の上部側にスペーサ５を介して
取り付けられ、前方にレーザー光であるビーム光Ｂ１を
パルス状に発する発光源、６は発光源４と透過ガラス２
間に配設され、発光源４からのビーム光Ｂ１を所望の広
がり角ａで前方へ放射する発光用光学系としての発光凸
レンズ、７はこの発光凸レンズ６をその光軸方向に移動
させ、発光凸レンズ６を通過した発光源４からのビーム
光Ｂ１の広がり角ａを制御するボイスコイル形のアクチ
ュエータである。

【００１３】８はターミナル９を介してメイン基板３の
下部側に取り付けられたサブ基板であり、このサブ基板
８はターミナル９を介してメイン基板３と電気的に接続
されている。１０は発光源４と隣り合うようにサブ基板
８に取り付けられ、前方の対象物体（図示せず）に反射
して入射してくる反射ビーム光Ｂ２を受光する受光素
子、１１は透過ガラス２の内面側に取り付けられ、反射
ビーム光Ｂ２を集めてこれを受光素子１０に受光させる
受光用光学系としてのフレネルレンズである。

【００１４】ここで、アクチュエータ７をさらに詳細に
説明すると、２０はスペーサ５の外周面に取り付けら
れ、発光源４およびこの発光源４近傍のビーム光Ｂ１の
外周部を覆うコア、２１はコア２０の外方に、このコア
２０を囲むように設けられた円筒状の磁石であり、この
磁石２１の内面側は例えばＮ極となっており、その外面
側はＳ極となっている。２２はその前端部側で磁石２１
の外周面側を保持し、その後端面がメイン基板３に取り
付けられたヨークである。なお、ヨーク２２およびコア
２０は磁性材料から構成されているとともに、ヨーク２
２の一部はコア２０の後端に接続されていて、磁石２１
→コア２０→ヨーク２２→磁石２１の向きに磁力線Ｍが
通る磁気回路が形成されている。

【００１５】２３はその前端部に発光凸レンズ６を保持
し、コア２０の外周面上を前後に移動して、この発光凸
レンズ６をその光軸Ｌの方向に移動させる磁性材料から
なる薄肉円筒状のボビン、２４はボビン２３の外周面上
に巻回されたコイル、２５はボビン２３とコイル２４と
で構成されるコイル装置、２６はコイル２４への電源供
給用のフレキシブルなリード線、２７は磁石２１とボビ
ン２３間に配設され、ボビン２３を前方に付勢するコイ
ル状の加圧バネ２７、２８はヨーク２２の外周面に取り
付けられ、その下部の溝部２８ａにボビン２３の一部を
係合させてボビン２３の回転を防止するとともに、ボビ
ン２３に取り付けられた発光凸レンズ６の発光源４から
の最大離間位置を定めるホルダである。

【００１６】なお、発光凸レンズ６は図１の実線の位置
にある場合には、その位置が、発光源４からの距離がこ
の発光源４の焦点距離と略等しい最大離間位置イにあ
り、鎖線の位置にある場合には、発光源に最も近接した
最大近接位置ロにある。

【００１７】つぎに、この車両用光レーダ装置の動作に
ついて説明する。発光源４からパルス状に放出されたビ
ーム光Ｂ１は発光凸レンズ６、透過ガラス２を通った
後、この発光凸レンズ６により所望の広がり角ａで車両
の前方に放射される。そして、この放射されたビーム光
Ｂ１が前方の対象物体に照射されると、その反射ビーム
光Ｂ２がこの車両用光レーダ装置の透過ガラス２、フレ
ネルレンズ１１を通って、受光素子１０側に受光され
る。そして、ビーム光Ｂ１が放射されて、その反射ビー
ム光Ｂ２が受光されるまでの時間と光速との関係で、車
両と前方の対象物体との距離が検出され、車両の運転者
は対象物体までの距離を認識する。

【００１８】この場合、遠くの対象物体を検知し、この
対象物体までの距離を検出するには、発光凸レンズ６を
通過したビーム光Ｂ１の広がり角ａを小さくして強く
し、このビーム光Ｂ１を対象物体まで充分に到達させる
必要がある。また、近くの対象物体を検知し、この対象
物体までの距離を検出するには、発光凸レンズ６を通過
したビーム光Ｂ１の広がり角ａを大きくして、広い範囲
で対象物体を検知する必要がある。このため、対象物体
の位置に応じて発光凸レンズ６は、アクチュエータ７に
よって最大離間位置イと最大近接位置ロ間を移動され、
この発光凸レンズ６通過後の広がり角ａが制御されてい
る。

【００１９】つぎに、このアクチュエータ７の動作を説
明する。アクチュエータ７のコイル２４に、図２で示さ
れるような向き（すなわち、コイル２４の上部側には紙
面の上方から下方に向かって電流が流れており、コイル
２４の下部側には紙面の下方から上方に向かって電流が
流れているような向き）に所定量の電流が流されると、
コイル２４には磁石２１により、その磁力線Ｍがこの磁
石２１の内面側からコイル２４の中心側に向かう磁気回
路が形成されているため、フレミング左手の法則に従っ
て発生する電磁力によりコイル装置２５は加圧バネ２７
の弾性力に反して、後方の発光源４側に移動される。そ
して、電磁力と加圧バネ２７の弾性力のつり合う位置で
コイル装置２５は停止され、このコイル装置２５の位置
に従って発光凸レンズ６は位置決めされる。また、コイ
ル２４に流される電流が停止されると、電磁力はなくな
るため、コイル装置２５は加圧バネ２７の弾性力によっ
て前方へ移動され、発光凸レンズ６は最大離間位置イに
位置決めされる。

【００２０】すなわち、発光凸レンズ６を最大近接位置
ロに位置決めする場合に必要なコイル２４の最大電流値
を定めておくと、コイル２４に作用する電磁力はコイル
２４に流される電流値に比例するため、コイル２４の電
流値を０からこの最大電流値まで変化させることによ
り、発光凸レンズ６を最大離間位置イと最大近接位置ロ
間の任意の位置に迅速に位置決めできることとなり、ビ
ーム光Ｂ１の広がり角ａはコイル２４に流す電流値によ
って瞬時に定められることとなる。

【００２１】以上のように、発光凸レンズ６を加圧バネ
２７による弾性力とコイル２４に発生する電磁力により
迅速に移動させるようにしているため、発光凸レンズ６
の応答性がよくなり、この車両用光レーダ装置による車
両前方の対象物体の検知ミスは無くなり、車両の運転者
は安心して車両の運転ができることとなる。また、この
車両用光レーダ装置のアクチュエータ７は基本的に磁石
２１とコイル装置２５と加圧バネ２７があればよく、モ
ータやギヤといった駆動源や動力伝達手段が不要なた
め、装置が小型となり、このため、この車両用光レーダ
装置も小型となって車両への塔載性が向上する。

【００２２】なお、コイル２４に逆向きに電流を流せ
ば、コイル装置２５は発光源４から遠ざかる向きに移動
し、コイル２４へ流す電流を停止すれば、コイル装置２
５は移動を停止するため、コイル２４への電流の向きを
変更可能とすることにより、加圧バネ２６がなくとも、
発光凸レンズ６を最大離間位置イと最大近接位置ロ間の
必要位置に位置決めできる。したがって、この場合で
も、発光凸レンズ６を通過したビーム光Ｂ１を所望の広
がり角ａで前方に放射でき、上記と同様な効果を得るこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２４】この発明の第１の発明によれば、発光源か
らのビーム光を、アクチュエータによりその光軸方向に
移動される発光用光学系を介して所望の広がり角で前方
に放射し、このビーム光の対象物体による反射ビーム光
を受光することにより、この対象物体までの距離を検出
する車両用光レーダ装置において、アクチュエータが、
発光源近傍のビーム光周りに磁気回路を形成する磁石
と、発光用光学系を支持しつつ、磁気回路内をこの発光
用光学系の光軸方向に電磁力の作用で移動するコイル装
置とを有して構成されているので、装置の小型化を図る
ことができるとともに、発光源からのビーム光の広がり
角を迅速に応答よく可変制御することができる。

【００２５】この発明の第２の発明によれば、発光源か
らのビーム光を、アクチュエータによりその光軸方向に
移動される発光用光学系を介して所望の広がり角で前方
に放射し、このビーム光の対象物体による反射ビーム光
を受光することにより、この対象物体までの距離を検出
する車両用光レーダ装置において、アクチュエータが、
発光源近傍のビーム光周りに磁気回路を形成する磁石
と、発光用光学系を支持しつつ、磁気回路内をこの発光
用光学系の光軸方向の発光源に近ずく向きに電磁力の作
用で移動するコイル装置と、このコイル装置を発光用光
学系の光軸方向の発光源から遠ざかる向きに付勢し、こ
のコイル装置への通電停止時にこの発光用光学系をこの
発光源から最も離間した位置に位置決めする弾性手段と
を有して構成されているので、装置の小型化を図ること
ができるとともに、発光源からのビーム光の広がり角を
迅速に応答よく可変制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る車両用光レーダ装置
の断面図である。

【図２】この車両用光レーダ装置のコイル装置周りの詳
細断面図である。

【符号の説明】

４ 発光源 ７ アクチュエータ ２１ 磁石 ２５ コイル装置 ２６ 加圧バネ（弾性手段） ａ 広がり角 Ｂ１ ビーム光 Ｂ２ 反射ビーム光 Ｌ 光軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光源からのビーム光を、アクチュエー
   タによりその光軸方向に移動される発光用光学系を介し
   て所望の広がり角で前方に放射し、このビーム光の対象
   物体による反射ビーム光を受光することにより、この対
   象物体までの距離を検出する車両用光レーダ装置におい
   て、 前記アクチュエータが、前記発光源近傍の前記ビーム光
   周りに磁気回路を形成する磁石と、前記発光用光学系を
   支持しつつ、前記磁気回路内をこの発光用光学系の光軸
   方向に電磁力の作用で移動するコイル装置とを有して構
   成されていることを特徴とする車両用光レーダ装置。
2. 【請求項２】 発光源からのビーム光を、アクチュエー
   タによりその光軸方向に移動される発光用光学系を介し
   て所望の広がり角で前方に放射し、このビーム光の対象
   物体による反射ビーム光を受光することにより、この対
   象物体までの距離を検出する車両用光レーダ装置におい
   て、 前記アクチュエータが、前記発光源近傍の前記ビーム光
   周りに磁気回路を形成する磁石と、前記発光用光学系を
   支持しつつ、前記磁気回路内をこの発光用光学系の光軸
   方向の前記発光源に近ずく向きに電磁力の作用で移動す
   るコイル装置と、このコイル装置を前記発光用光学系の
   光軸方向の前記発光源から遠ざかる向きに付勢し、この
   コイル装置への通電停止時にこの発光用光学系をこの発
   光源から最も離間した位置に位置決めする弾性手段とを
   有して構成されていることを特徴とする車両用光レーダ
   装置。