JPS61170684A - 車両用測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、電磁波を使用して先行車等の反射体までの
距離を測定する装置に関する。

［発明の技術的背景および問題点］ 近年、車両を一定の設定車速で走行させる定速走行装置
の車両への装備に伴ない、先行車への追突防止、運転操
縦性向上等を目的として、レーダ装置を車載し自車両と
先行車との距離を検出してその検出結果に応じて車速制
御することで、自車両を先行車に追従走行させる車両走
行制御装置が提案されている（例えば特開昭５５−８６
０００号）。

このような車両用レーダ装置は例えば半導体レーザ素子
を使用し、この半導体レーザ素子からのレーザ光を車両
の前方に向けて送出し、先行車に当って反射されてくる
反射光を受光することによリレーザ光の送出から受光ま
での伝播遅延時間に基づいて先行車までの距離を求める
ものが考えられる（特開昭５９−９２３７２）。

ところで、半導体レーザ素子には比較的大きな電力を供
給する必要があるが、容量の決まっている車載バッテリ
から給電が行なわれる車両にレーダ装置を搭載する場合
には電力消費を極力抑えることが必要である。しかしな
がら、従来の装置においては反射体までの距離の遠近に
かかわらず半導体レーザ素子に比較的大きな一定の電力
を供給するようになっているので、電力消費を低減する
ことができないという問題がある。

［発明の目的ｌ この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、適確な測距機能を損なうことなく、電力
消費の低減を確実にした車両用測距装置を提供すること
にある。

［発明の概要１ 上記目的を達成するため、電磁波の送波からこの送波し
た電磁波の反射体による反射波の受波までの伝播遅延時
間に基づいて当該反射体までの距離を測定する装置にお
いて、この発明は、前記測定した距離に応じて送波する
電磁波の強噴を制御する電磁波強度制御手段を有するこ
とを要旨とする。

〔発明の実施例］ 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すものである。

同図において、トリガ回路１は所定周期のトリガパルス
を発生し、このトリガパルスは送光回路３および距離検
出回路５に供給されている。送光回路３は半導体レーザ
素子を有しており、前記トリガパルスＳ（が供給された
場合このトリがパルスを適当に増幅して半導体レーザ素
子を駆動し、該半導体レニザ素子からパルス状の赤外線
レーザ光を例えば車両前方に向けて発射するように構成
されている。また、この送光回路３がら発射されたレー
ザ光は先行車または車両前方に存在する物体で反射され
、この反則光が受光回路７で受光される。この受光回路
７は例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等で
構成されており、受光した反射光を電気信号に変換して
距離検出回路５に供給している。この距離検出回路５は
前記トリガ回路１からのトリガパルスが供給された時点
、すなわち送光回路３からレーザ光を発射した時点と受
光回路７から電気信号を供給された時点、すなわち受光
回路７で反射光を受光した時点との時間差である光の伝
播遅延時間を譚出し、更にこの伝播遅延時間から先行車
または物体等の反射体までの距離を算出している。

このように算出された距離情報は距離信号ｓ１として図
示しない他の制御装置に供給されて例えば車速を制御し
たり、または距離が近すぎるような場合には警報を発し
たりするために使用されるとともに、出力強度決定回路
９に供給されている。

この出力強度決定回路９は距離検出回路５から供給され
る距離信＠Ｓ１に従って送光回路３から出力されるレー
ザ光の強度を制御する制御信号Ｓ２を送光回路３に出力
し、例えば距離が遠い場合には光強度を大きく、また距
離が近い場合には光強度を小さくするように制御してい
る。

第２図はこのようなレーザ光の強度を強弱の２段階に制
御する出力強度決定回路９としてコンパレータ１１を使
用した場合の一例である。

前記距離検出回路５から供給される距離信号Ｓ１はコン
パレータ１１の一方の入力に供給され、他方の入力に供
給されている基準電圧と比較されている。距離信号Ｓ１
が基準電圧以下の場合、すなわち反射体までの距離が所
定距離以下の場合にはコンパレータ１１は低レベルの制
御信号Ｓ２を出力し、距離信号Ｓ１が基準電圧より大き
い場合、１なわち反射体までの距離が所定距離より大き
い場合には高レベルの制御信号Ｓ２を出力する。

第３図は送光回路３の一例を示す回路図であり、この送
光回路３は前記出力強度決定回路９またはコンパレータ
１１から出力される制御信号Ｓ２を入力としてその高レ
ベルまたは低レベル状態に応じてレーザ光の強度を強弱
変化するように制御しているものである。

同図に示す送先回路３は、出力強度決定回路９（例えば
コンパレータ１１）からの制御信号Ｓ２が一方の入力に
供給され、他方の入力に前記トリガ回路１のトリガパル
スＳ［が供給されているＡＮＤ回路１３を有し、このＡ
ＮＤ回路１３の出力はスイッチング用トランジスタ１５
のベースに接続されている。このトランジスタ１５のコ
レクタは他のスイッチング用トランジスタ１７．１９の
コレクタに共通に接続されている。両トランジスタ１７
．１９のベースには前記トリガパルスＳｔが供給されて
いる。互いに接続されたトランジスタ１５．１７．１９
のコレクタにはレーザダイオード２１のカソードおよび
このレーザダイオード２１に並行に逆方向に接続された
ダイオード２３のアノードが接続されている。ダイオー
ド２３はレーザダイオード２１に逆方向の高い電圧が印
加されるのを防止しているものである。レーザダイオー
ド２１のアノードは抵抗３１を介して車載バッテリ等で
構成される直流電源３３に接続されている。また、直列
に接続されたレーザダイオード２１とトランジスタ１５
、レーザダイオード２１とトランジスタ１７、レーザダ
イオード２１とトランジスタ１９にはそれぞれ並行にコ
ンデンサ２５．２７．２９が接続されている。各トラン
ジスタ１５，１７．１９のエミッタはダイオード３５゜
３７．３９を介してアースに接続されている。

以上のように構成された送光回路３において、ＡＮＤ回
路１３およびトランジスタ１７．１９にそれぞれ制御信
号Ｓ２およびトリガパルスＳ【が供給されていない場合
には、トランジスタ１５゜１７．１９はすべてオフの状
態にある。そして、コンデンサ２５，２７．２９に直流
電源３３からの電圧が抵抗３１を介して印加され、すべ
てのコンデンサには直流電源３３の電圧が充電されてい
る。このような状態において、前記出力強度決定回路９
またはコンパレータ１１から高レベルの制御信号Ｓ２が
ＡＮＤ回路１３の一方の入力に供給されている場合に、
前記トリが回路１からトリがパルスＳｔがＡＮＤ回路１
３の他方の入力およびトランジスタ１７．１９のベース
に供給されると、トランジスタ１５がＡＮＤ回路１３の
出力信号でオンになると同時に、トランジスタ１７．１
９もトリがパルス３ｔでオンになる。この結果、コンデ
ンサ２５．２７．２９に充電されていた電圧はレーザダ
イオード２１を介し、またそれぞれ対応するトランジス
タ１５，１７．１９を介して放電するため、レーザダイ
オード２１には３つのコンデンサ２５．２７．２９から
の放電電流が同時に流れ、レーザダイオード２１から出
力されるレーザ光の強度は強くなっている。

また一方、出力強度決定回路９またはコンパレータ１１
から低レベルの制御信号Ｓ２がＡＮＤ回路１３の一方の
入力供給されている場合には、トリガ回路１からのトリ
がパルスＳｔがＡＮＤ）回路１３の他方の入力およびト
ランジスタ１７．１９のベースに供給されたとしても、
ＡＮＤ回路１３は低レベルの制御信号Ｓ２によりその出
力が低レベルに押えられているので、トランジスタ１５
はオンすることができず、トランジスタ１７．１９のみ
がオンする。この結果２つのコンデンサ２７゜２９に充
電されていた電圧のみがレーザダイオード２１を介し、
またトランジスタ１７．１９を介して放電するだけであ
るので、レーずダイオード２１から出力されるレーザ光
の強度は上述した３つのコンデンサ２５．２７．２９か
らの放電電流による場合に比較して弱くなっている。

以上説明したように、反射体までの距離が近い場合には
レーザダイオード２１からのレーザ光の強度が弱く、遠
い場合には強くなるように制御され、これによって消費
される電力を低減することができるとともに、遠い場合
にはレーザ光の強度を強くすることにより遠く離れた距
離にある反射体も明確に検出することができるのである
。

なお、上記実施例においてはレーザ光の強度を強弱の２
段階に切替制御しているのみであるが、同様の方法でこ
れを３段階に制御することは容易なことである。また、
並列に駆動されるスイッチング用トランジスタおよびコ
ンデンサの数を４対以上にしてより細く制御することも
可能である。

第４図は送先回路３の他の例を示す回路図である。

同図に示す送光回路は第３図に示す回路と同じコンデン
サ２５，２７．２９を有し、このコンデンサ２５．２７
．２９に充電される電圧が距離に応じて変化してレーザ
ダイオード２１から出力されるレーザ光の強度を連続的
に可変制御しているものである。

このため、前記出力強度決定回路９から供給される制御
信号として距離信号Ｓ１に対応する距離に応じた制御電
圧を有する制御信号Ｓ３が充電用電源４１に供給される
ようになっており、制御信号Ｓ３の電圧値に応じて充電
用電源４１の出力電圧が変化し、この変化する出力電圧
がコンデンサ２５．２７．２９に充電されるようになっ
ている。

また、トランジスタ１５はＡＮＤ回路１３を介して駆動
されるのでなく、他のトランジスタ１７゜１９と同じよ
うにトリがパルスＳｔにより駆動されるようになってい
る。

充電用電源４１は第５図にその一例の回路が示されてい
る。

同図に示す充電用電源４１は、トランジスタ４２、トラ
ンス４３．抵抗４５．コンデンサ４７からなる通常のブ
ロッキング発振器４９と、ブロッキング発振器４９の出
力電圧を全波整流する全ブリッジダイオード５１．平滑
回路を構成する抵抗５３、コンデンサ５５からなる整流
回路５７．整流回路５７の直流出力電圧を制御信号Ｓ３
に応じて可変制御し、制御された出力電圧ＶＯを第４図
に示す送光回路抵抗３１を介してコンデンサ２５゜＼　
２７．２９Ｃ□１６□イＥ、［１１５９，！：ヵ、６゜
されている。

安定化回路５９は整流回路５７の出力に抵抗６１を介し
て直列に接続されたトランジスタ６３を有し、このトラ
ンジスタ６３のエミッタから出力電圧ＶＯが出力されて
いる。トランジスタ６３のベースはダイオード６５を介
してトランジスタ６７のコレクタに接続され、トランジ
スタ６゛７の［ミッタはツェナーダイオード６９を介し
てアースされている。また、ツェナーダイオード６９に
は並列にコンデンサ７１が接続されている。トランジス
タ６７のベースとトランジスタ６３のエミッタとの間に
は抵抗７３が接続されている。また、トランジスタ６７
のベースは抵抗７５を介してトランジスタ７７のコレク
タに接続され、このトランジスタ７７のエミッタはアー
スされている。トランジスタ７７のベースは抵抗８１を
介してアースされるとともに、抵抗７９を介して距離に
応じて電圧の変化する制御信号Ｓ３が印加されている。

トランジスタ６３のベースと整流回路５７の出力との間
には抵抗８３が接続されている。

このように構成された充電用電源４１において、ブロッ
キング発振器４９の出力電圧を整流した整流回路５７の
直流出力電圧は常に一定であるが、制御信号Ｓ３がトラ
ンジスタ７７のベースに印加されると、この制御信号Ｓ
３の電圧レベルに応じてトランジスタ７７のベース電流
が変化し、これによってそのコレクタ電流も変化する。

このコレクタ電流の変化は抵抗７３を介しＣ流れていた
トランジスタ６７のベース電流を変化し、更にそのコレ
クタ電流を変化される。そして、このトランジスタ６７
のコレクタ電流の変化によりトランジスタ６３のベース
電流を変化してそのコレクタ電流を変化する。この結果
、トランジスタ６３のエミッタから出力される出力電圧
■０を制御信号Ｓ３に応じて可変制御しているのである
。

第５図に示す充電用電源４１の出力電圧ｖＯが制御信号
Ｓ３に応じて変化すると、第４図のコンデンサ２５．２
７．２９に充電される電圧も変化するため、レーザダイ
オード２１にコンデンサ２５．２７．２９から流れる放
電電流も可変制御され、結果としてレーザダイオード２
１から出力されるレーザ光の強度は制御信号Ｓ３、すな
わち距離に応じて遠い場合には強く、近い場合には弱く
可変制御されるのである。

第６図はこの発明の他の実施例を示しているものである
。

同図に示す実施例においては、トリガ回路１゜送光回路
３、距離検出回路５、受光回路７は第１図に示す実施例
のものと同じであり、第１図に示す出力強度決定回路９
の代りに出力強度制御回路８５が設けられているもので
ある。

この実施例は、例えば検出した反射体までの距離情報の
精度を向上させるために、検出動作を多数回繰返して検
出した多数の距離データの平均値を算出し、この平均値
から反射体までの距離を決定するような方式の場合にお
いて、反射体を検出した場合にその反射体までの平均距
離を篩用づる前に最初に検出した距離によってレーザ光
の強度をまず制御し、レーザ光の強度制御の遅れを防止
しようとしているものである゛。

第７図はこの出力強度制御回路８５の詳細な回路図であ
り、第８図はその各部の動作を示１波形図である。

この第７図に示づ出力強度制御回路８５はトリが回路１
からのトリガパルスＳ［よりトリガされるモノステーブ
ルマルチバイブレータ８７を有し、このモノステーブル
マルチバイブレータ８７の出力はＡＮＤ回路８９の一方
の入力およびインバータ９１を介して別のＡＮＤ回路９
３の一方の入力に供給されている。ＡＮＤ回路８９およ
び９３のそれぞれの他方の入りは反射体からの反射信号
に相当する受光回路７の出力信号Ｓ「が供給されている
。ＡＮＤ回路８９および９３の出力はそれぞれＳＲフリ
ップ７０ツブ９５のセット人力およびリセット人力Ｒに
接続され、フリップ７０ツブ９５の出力信号はインバー
タ９７を介して反転されて出力信号Ｓ４として例えば第
３図に示すような送光回路のへＮＯ回路１３に入力され
るようになっている。

なお、モノステーブルマルチバイブレータ８７はトリガ
回路１のトリガパルスＳｔにより駆動されて所定の接続
時間を有するパルス信号８８７を出力するが、このパル
ス信号Ｓ８７のパルス幅はレーザ光の強度を弱から強ま
たは強から弱に切り換える境界の距離に相当する時間、
１なわちレーザ光がその距離を伝播する遅延時間に相当
する時間に設定されている。

従って、今、反射体が比較的近くの前記強弱切換距離内
に存在していたとすると、第８図に示すように、トリガ
回路１からのトリガパルスＳｔによりモノステーブルマ
ルチバイブレータ８７がトリガーされて出力されたパル
ス信号Ｓ８７の継続時間内に反射体からの反射信号に相
当する出力信号３ｒが発生する。従って、この出力信号
３ｒはＡＮＤ回路８９を介して出力信号８８９としてフ
リップ７０ツブ９５をセットし、その出力信号Ｓ９５を
高レベルにする。この信号はインバータ９７を介して低
レベルの出力信号Ｓ４として出力される。この結果、例
えばこの低レベルの出力信号Ｓ４が第３図のＡＮＤ回路
１３に供給されると、前述したようにレーザダイオード
２１は弱い強度のレーザ光を出力する。

また、反射体が比較的遠くの前記強弱切換距離外にあっ
たとすると、前記出力信号３ｒはモノステーブルマルチ
バイブレータ８７の出力パルス信号８８７の継続時間内
に発生しないのぐ、出力信号３ｒはＡＮＤ回路９３を介
して出力信号３９３としてフリップ７０ツブ９５をリセ
ットし、その出力信号８９５を低レベルにする。この信
号はインバータ９７を介して高レベルの出力信号Ｓ４と
して出力され、レーザダイオードのレーザ光の強度を強
くする。

なお、上記実施例においては、半導体レーザ素子を使用
した場合についで説明したが、これに限定されるもので
なく、レーダ装置を構成するために使用され得る電磁波
を発生するすべてを含むものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、反射体までの
距離に応じて電磁波の強度が制御されているので、反射
体が近くに存在覆るような場合には強度を弱くすること
により電力消費を低減でき、また反射体が遠くに存在す
るような場合には強度を強くすることにより遠くの反射
体を適確に検出し、その距離を適確に算出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す車両用測距装置のブ
ロック図、第２図は第１図の車両用測距装置に使用され
る出力強度決定回路の一例を示す図、第３図および第４
図はそれぞれ第１図の車両用測距装置に使用される送光
回路の例を示す回路図、第５図は第４図の送光回路に使
用される充電用電源の一例を示す回路図、第６図はこの
発明の他の実施例を示す車両用測距装置のブロック図、
第７図は第６図の車両用測距装置に使用される出力強度
制御回路の一例を示すブロック図、第８図は第７図の出
力強度制御回路の各部の信号波形図である。 １・・・トリガ回路　　　　３・・・送光回路５・・・
距離検出回路　　　７・・・受光回路９・・・出力強度
決定回路　２１・・・レーザダイオード８５・・・出力
強度制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁波の送波からこの送波した電磁波の反射体による反
   射波の受波までの伝播遅延時間に基づいて当該反射体ま
   での距離を測定する装置において、前記測定した距離に
   応じて送波する電磁波の強度を制御する電磁波強度制御
   手段を有することを特徴とする車両用測距装置。