JPH11326498A - 車両用光レーダ装置 - Google Patents

車両用光レーダ装置

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JPH11326498A
JPH11326498A JP10127314A JP12731498A JPH11326498A JP H11326498 A JPH11326498 A JP H11326498A JP 10127314 A JP10127314 A JP 10127314A JP 12731498 A JP12731498 A JP 12731498A JP H11326498 A JPH11326498 A JP H11326498A
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JP
Japan
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light
vehicle
light beam
prism
optical radar
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JP10127314A
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Koji Katayama
紘二 片山
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自車に対して先行車が比較的近い位置に来た
ときでも、車両用ビーム光照射装置から前方に照射した
ビーム光が、先行車の反射板や車体から外れることがな
く先行車に当たり、十分な反射光を得る。 【解決手段】 発光素子11からのビーム光を、回転す
る複数の反射面を持つ回転ミラー15を使用して、左右
にビーム光を走査させると共に、発光素子11から回転
ミラー15に至る送光ビームの光路内に、回転ミラー1
5の各反射面に対応させてビーム光を所定方向に屈曲さ
せる回転プリズム16を設けることにより、回転ミラー
15からの出射ビーム光を上下にも所定角走査すること
ができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、主として発光源
からビーム光を照射し、対象物による反射光を受光して
対象物までの距離を検出する車両用光レーダ装置の内部
に設置されたビーム光を走査するための車両用ビーム光
照射装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の車両用ビーム光照射装置では、前
方に照射するビーム角は小さな出力で遠い距離まで検出
できるように、また、遠方で上方にある道路標識、看板
等を検知しないようにするため、一般に上下角は小さく
設定されて、また、左右には所定角走査して自車前方を
監視するようになっている。また、車両用光レーダ装置
の地上からの搭載高さも車種により異なるが、例えば、
図9に示すように自車の車両用光レーダ装置から通常二
点鎖線の範囲を照射しているビーム光は、自車と先行車
Cのように比較的車間距離が大きい場合には、先行車C
の反射板21に自車からのビーム光が当たり、十分な反
射光が自車の光レーダ装置に帰ってきて、自車と先行車
Cまで車間距離を得ることができるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用ビーム光
照射装置では、例えば図9に示すように比較的地上に近
い低い位置に搭載されビーム光が照射されている場合、
自車の車両用ビーム光照射装置から通常二点鎖線の範囲
を照射しているビーム光は、先行車Cのように比較的車
間距離が大きい場合には、先行車Cの反射板21に自車
からのビーム光が当たり、十分な反射光が自車の光レー
ダ装置に帰ってきて、自車と先行車Cまで車間距離を得
ることができる。しかしながら、自車と先行車Dのよう
に車間距離が小さくなってきた場合には、通常の二点鎖
線範囲を照射しているビーム光の上限が先行車Dの反射
板22より下回り、先行車Dの反射板22より下を照射
する。したがって、自車からのビーム光は先行車Dの車
体から外れ、先行車Dの下に潜り込み、車体や反射板2
2に当たらず、十分な反射光が自車の光レーダ装置に帰
ってこなくなり、先行車Dを検出できない問題がある。
【0004】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、自車に対して先行車が比較的近
い位置に来たときでも、車両用ビーム光照射装置から前
方に照射したビーム光が、先行車の反射板や車体から外
れることがなく先行車に当たり、十分な反射光が得ら
れ、先行車を確実に検知でき、構造が簡単で、小型、低
価格の、性能の安定した車両用ビーム光照射装置を得る
ようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る車両用光レーダ装置は、ビーム光照射装置が発光する
ビーム光を対象物に当て、対象物からの反射光を受光信
号に変えることにより対象物までの距離を検出するもの
であって、ビーム光を発光させる発光素子と、この発光
素子からのビーム光を反射させて前方に照射させる複数
の反射面を持つ回転ミラーと、反射面に対応して設けら
れ、ビーム光を透過し所定の角度屈曲させる回転プリズ
ムとから構成されるビーム光照射装置を設けたものであ
る。
【0006】この発明の請求項2に係る車両用光レーダ
装置は、ビーム光を発光させる発光素子と、発光素子か
らの入射ビーム光に対し所定の傾きを持つ入射面及び複
数の反射面を有する回転プリズムとから構成されるビー
ム光照射装置を設けたものである。
【0007】この発明の請求項3に係る車両用光レーダ
装置は、ビーム光を発光させる発光素子と、複数の反射
面及びこの反射面からの出射ビーム光に対し所定の傾き
を持つ出射面を有する回転プリズムとから構成されるビ
ーム光照射装置を設けたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
一実施形態を図について説明する。図1はこの発明の実
施の形態1による車両用光レーダ装置を示す平面断面
図、図2は図1におけるA−A線断面図、図3は同じく
B−B線断面図である。図において、1は車両用光レー
ダ装置を構成する筺体、2は筺体1に設けられ、照射ビ
ーム光を透過する送光窓、3は筺体1に設けられ、反射
光を透過する受光窓、4はビーム光照射装置を構成する
送光基板、5は車両用光レーダ装置のビーム光照射装
置、6は前方の対象物に当たり反射してきた反射光を集
光する受光レンズ、7は受光レンズ6で集光された反射
光を受光信号に変える受光素子、8は受光素子7の受信
信号を処理する受光基板、9は制御用電子素子を組み付
けしたメイン基板、10は送光基板4に固着され、照射
ビーム光を発する送光ASSY、11は送光ASSY1
0を構成し、レーザビームを発する発光素子、12は発
光素子11からのレーザビームを所定のビーム広がり角
に調節する送光レンズ、13は送光レンズ12を保持す
るホルダ、14は送光レンズ12およびホルダ13を所
定位置に保持している筺体、15は車両用光レーダ装置
のビーム光照射装置5を構成し、送光ASSY10から
のビーム光を反射して前方に照射し、送光ビームを左右
方向に走査するための複数の反射面を持つ回転ミラー、
16は回転ミラー15の各反射面に対応して設けられ、
送光ASSY10からのビーム光を透過し、所定の角度
ビーム光を屈曲する光透過材からなるビーム光屈曲手段
として設けられているプリズム、17は回転ミラー15
およびプリズム16を所定の速さで回転させるモータ、
18は回転ミラー15およびプリズム16が固着されて
いる、モータ17の出力軸である。
【0009】次に動作について説明する。送光基板4に
固着され、照射ビーム光を発する送光ASSY10の発
光源である発光素子11は、送光信号に基づきビーム光
を発光する。発光されたビーム光の光束は送光レンズ1
2により所定範囲となるように絞られてプリズム16に
入射する。プリズム16に入射したビーム光は所定の角
度屈曲されて回転ミラー15に至り、回転ミラー15に
反射され向きを変えて送光窓2から、たとえば、細線実
線の方向に、かつ車両の前方に照射される。車両の前方
に照射され対象物に当たり反射されたビーム光は、再び
細線実線の方向から車両側に戻ってくる。この反射光は
受光窓3を経て受光レンズ6に入り、受光レンズ6で集
光され受光素子7に至る。したがって、受光素子7は受
光レンズ6で集光された反射光を受けて受信信号を得
る。この過程における送・受信信号の関係に基づいて自
車両と前方の対象物までの距離を演算する。
【0010】また、回転ミラー15はモータ17により
回転されており、送光ASSY10から発光されたビー
ム光は、送光レンズ12、プリズム16を経て回転ミラ
ー15に至った時、回転ミラー15に反射され向きを変
えて送光窓2から車両の前方に照射される。このときビ
ーム光は回転ミラー15の回転による角度変化で、図
4,図5に示すように破線から二点鎖線の間の方向に走
査しながら照射される。このときの回転ミラー15の回
転角と受光素子7の受信信号との関係に基づいて自車両
に対する前方の対象物の方向が得られ、このようにし
て、自車両に対する前方の対象物までの距離、および対
象物の方向を知ることができる。
【0011】また、ビーム光屈曲手段として設けられて
いるプリズム16のビーム光の屈曲の度合いは、回転ミ
ラー15の各々の反射面に対しそれぞれに設定されてお
り、回転ミラー15に入射するビーム光はプリズム16
のビーム光の屈曲により、たとえば図2、図5に示すよ
うに、破線、細線実線、二点鎖線のように所定角度屈曲
され前方に照射することができる。したがって、図9に
示されるような先行車Dのように、自車との車間距離が
近づいて一つのビーム光の上下の測距範囲内から外れた
位置に有る場合にも、第二、第三の測距範囲にビーム光
を切り替えて走査することができ、確実に先行車Dの反
射板に自車からのレーダ光を照射することができる。し
たがって、十分な反射光が自車の光レーダ装置に帰って
きて、自車と先行車Dまでの車間距離を得ることができ
る。
【0012】以上のようにして、送光ビームの光路内に
設けられた所定の方向に光を曲げるビーム光屈曲手段を
介してビーム光を上下方向に、かつ、モータ17により
回転する回転ミラー15あるいはプリズム16を介して
ビーム光を左右方向に走査して前方を照射する事がで
き、自車に対して先行車が比較的近い位置に来たときで
も、車両用ビーム光照射装置5から前方に照射したビー
ム光が先行車の反射板や車体から外れることがなく先行
車に当たり、十分な反射光が得られ、先行車を確実に検
知できる。また、モータ17で回転ミラー15やプリズ
ム16を回転させる簡単な構造で、小型、低価格の性能
の安定した車両用ビーム光照射装置を得ることができ
る。
【0013】実施の形態2.図6はこの発明の実施の形
態2による車両用ビーム光照射装置を示す平面図、図7
は同じく断面側面図、図8は同じく一部断面側面図であ
る。図において、19は発光源からの送光ビームを左右
方向に走査する複数の反射面を持ち、ビーム光の透過材
からなる多角形の回転プリズム、19aは入射ビーム光
に対し所定の角度の傾きを持ち、ビーム光を屈曲させて
入射させるプリズム19の入射面、19bはプリズム1
9の反射面、19cはプリズム19の出射面である。
【0014】次に動作について説明する。発光されたビ
ーム光の光束は送光レンズ12により所定範囲となるよ
うに絞られてプリズム19に入射する。このプリズム1
9へ入射するビーム光はビーム光屈曲手段として設けら
れている入射面19aの傾きにより、所定の角度屈曲さ
れてプリズム19の反射面19bに至る。さらに、ビー
ム光は、プリズム19の反射面19bで反射され、向き
を変えて送光窓2から、たとえば、細線実線の方向に、
かつ車両の前方に照射される。車両の前方に照射され対
象物に当たり反射されたビーム光は再び細線実線の方向
から車両側に戻ってきて、実施の形態1の場合と同様に
して受信信号を得る。この過程における送・受信信号の
関係に基づいて自車両と前方の対象物までの距離を演算
する。
【0015】また、プリズム19はモータ17により回
転されており、送光ASSY10から発光されたビーム
光は、送光レンズ12、入射面19aを経てプリズム1
9の反射面19bで反射され、向きを変えて送光窓2か
ら車両の前方に照射される。この時ビーム光はプリズム
19の回転による角度変化で、破線から二点鎖線の間の
方向に走査しながら照射される。このときのプリズム1
9の回転角と受光素子7の受信信号との関係に基づいて
自車両に対する前方の対象物の方向が得られ、このよう
にして、自車両に対する前方の対象物までの距離、およ
び対象物の方向を知ることができる。
【0016】また、ビーム光屈曲手段としてのプリズム
19の入射面19aの傾きはプリズム19の反射面19
bの各々に対し、それぞれに設定されており、プリズム
19に入射したビーム光は屈曲により、たとえば図8に
示すように、破線、細線実線、二点鎖線のように所定角
度屈曲して前方に照射することができ、実施の形態1の
場合と同様の効果を奏する。
【0017】また、上記説明では、ビーム光の向きを変
えるビーム光屈曲手段として、プリズム19の入射面1
9aの傾きを変えてビーム光を屈曲するようにしたが、
プリズム19の出射面19cの傾きを変えて、ビーム光
を屈曲させても同様の効果を奏する。
【0018】以上のように、発光源からのビーム光を左
右に走査する手段として、回転する多面の反射面19b
を内周側に持つ回転プリズム19を使用し、上記回転プ
リズム19の入射面19aあるいは出射面19cを入射
光あるいは出射光に対して角度をもたせたことで、上記
回転プリズム19に入射あるいは出射時にビーム光は所
定角度屈曲されて、回転プリズム19からの出射ビーム
光は左右に走査されると共に上下にも所定角走査するこ
とができ、自車に対して先行車が比較的近い位置に来た
ときでも、車両用光レーダ装置から前方に照射したビー
ム光が、先行車の反射板や車体から外れることがなく先
行車に当たり、十分な反射光が得られ、先行車を確実に
検知できる。また、モータ17でプリズム19を回転さ
せる簡単な構造で、小型、低価格の性能の安定した車両
用ビーム光照射装置を得ることができる。
【0019】
【発明の効果】この発明の請求項1に係る車両用光レー
ダ装置によれば、ビーム光照射装置が発光するビーム光
を対象物に当て、対象物からの反射光を受光信号に変え
ることにより対象物までの距離を検出するものであっ
て、ビーム光を発光させる発光素子と、この発光素子か
らのビーム光を反射させて前方に照射させる複数の反射
面を持つ回転ミラーと、反射面に対応して設けられ、ビ
ーム光を透過し所定の角度屈曲させる回転プリズムとか
ら構成されるビーム光照射装置を設けたので、発光素子
からのビーム光は回転ミラーの各反射面に入射する前に
所定方向に屈曲されることによって、回転ミラーからの
出射ビーム光は左右に走査されると共に上下にも所定角
走査することができ、自車に対して先行車が比較的近い
位置に来たときでも、車両用ビーム光照射装置から前方
に照射したビーム光が先行車の反射板や車体から外れる
ことがなく先行車に当たり、十分な反射光が得られ、先
行車を確実に検知できる。また、モータで回転ミラーや
プリズムを回転させる簡単な構造で、小型、低価格の性
能の安定した車両用ビーム光照射装置を得ることができ
る。
【0020】この発明の請求項2に係る車両用光レーダ
装置によれば、ビーム光を発光させる発光素子と、発光
素子からの入射ビーム光に対し所定の傾きを持つ入射面
及び複数の反射面を有する回転プリズムとから構成され
るビーム光照射装置を設けたので、回転プリズムに入射
時にビーム光は所定角度屈曲されて、回転プリズムから
の出射ビーム光は左右に走査されると共に上下にも所定
角走査することができる。
【0021】この発明の請求項3に係る車両用光レーダ
装置によれば、ビーム光を発光させる発光素子と、複数
の反射面及びこの反射面からの出射ビーム光に対し所定
の傾きを持つ出射面を有する回転プリズムとから構成さ
れるビーム光照射装置を設けたので、回転プリズムから
出射時にビーム光は所定角度屈曲されて、回転プリズム
からの出射ビーム光は左右に走査されると共に上下にも
所定角走査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による車両用光レー
ダ装置を示す平面断面図である。
【図2】 図1におけるA−A線断面図である。
【図3】 図1におけるB−B線断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による車両用ビーム
光照射装置を示す平面図である。
【図5】 この発明の実施の形態1による車両用ビーム
光照射装置を示す一部断面側面図である。
【図6】 この発明の実施の形態2による車両用ビーム
光照射装置を示す平面図である。
【図7】 この発明の実施の形態2による車両用ビーム
光照射装置を示す断面側面図である。
【図8】 この発明の実施の形態2による車両用ビーム
光照射装置を示す一部断面側面図である。
【図9】 従来の車両用光レーダ装置の動作を説明する
ための側面図である。
【符号の説明】
5 ビーム光照射装置、11 発光素子、15 回転ミ
ラー、16,19 回転プリズム、19a 入射面、1
9b 反射面、19c 出射面。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビーム光照射装置が発光するビーム光を
    対象物に当て、対象物からの反射光を受光信号に変える
    ことにより対象物までの距離を検出する車両用光レーダ
    装置において、ビーム光を発光させる発光素子と、この
    発光素子からのビーム光を反射させて前方に照射させる
    複数の反射面を持つ回転ミラーと、上記反射面に対応し
    て設けられ、ビーム光を透過し所定の角度屈曲させる回
    転プリズムとから構成されるビーム光照射装置を有する
    ことを特徴とする車両用光レーダ装置。
  2. 【請求項2】 ビーム光照射装置が発光するビーム光を
    対象物に当て、対象物からの反射光を受光信号に変える
    ことにより対象物までの距離を検出する車両用光レーダ
    装置において、ビーム光を発光させる発光素子と、発光
    素子からの入射ビーム光に対し所定の傾きを持つ入射面
    及び複数の反射面を有する回転プリズムとから構成され
    るビーム光照射装置を有することを特徴とする車両用光
    レーダ装置。
  3. 【請求項3】 ビーム光照射装置が発光するビーム光を
    対象物に当て、対象物からの反射光を受光信号に変える
    ことにより対象物までの距離を検出する車両用光レーダ
    装置において、ビーム光を発光させる発光素子と、複数
    の反射面及びこの反射面からの出射ビーム光に対し所定
    の傾きを持つ出射面を有する回転プリズムとから構成さ
    れるビーム光照射装置を有することを特徴とする車両用
    光レーダ装置。
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