障害物検知装置

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【発明の名称】	障害物検知装置
【発明者】	【氏名】坂上進【氏名】岩崎学
【要約】	【課題】前方走行車両を捕捉するまでビーム状の探査波を走査し、先行車両を捕捉した後は、探査波を先行車両に照射して追従する。【解決手段】探査波発信部２を、レーザ光Ｌを発生する発信素子４と、レーザ光Ｌを探査波Ｔに変える発信用レンズ５と、発信用レンズ５を移動させるレンズ移動機構６と、発信用レンズ５の近傍に設けた反射鏡９からレーザ光Ｌの一部を反射させて位置検出波として受信する位置検出素子１２とから構成する。コントロールユニット２０は、受信素子１８から受信信号の出力があったとき、位置検出素子１２からの信号により探査波Ｔの照射方向を検出する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の進行方向に向けて探査波を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害物で反射したときの反射波を受信する受信手段とからなる障害物検知装置において、前記発信手段を、レーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発生したレーザ光を透過させることによりビーム状の探査波に変えるレンズと、該レンズを移動させることにより前記探査波を進行方向に対して少なくとも左右方向に走査させる走査手段と、前記レンズに同期して移動するように該レンズ近傍に設けられ、前記発信素子から発生するレーザ光の一部を位置検出波として反射させる反射鏡と、該反射鏡で反射した位置検出波を受信することにより位置検出信号を出力する位置検出素子とから構成したことを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】前記位置検出素子は、前記位置検出波を受信したとき個別に複数の位置検出信号を出力する複数個の光電変換素子として構成してなる請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】車両の進行方向に向けて探査波を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害物で反射したときの反射波を受信する受信手段とからなる障害物検知装置において、前記発信手段を、レーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発生したレーザ光を透過させることによりビーム状の探査波に変えるレンズと、該レンズを移動させることにより前記探査波を進行方向に対して少なくとも左右方向に走査させる走査手段と、前記レンズに同期して移動するように該レンズ近傍に設けられ、前記発信素子から発生するレーザ光の一部を位置検出波として反射させる反射鏡とから構成し、前記受信手段を、障害物で反射した反射波を受信することにより受信信号を出力すると共に、前記発信手段の反射鏡で反射した位置検出波を受信することにより位置検出信号を出力する受信素子として構成したことを特徴とする障害物検知装置。
【請求項４】前記受信素子は、前記位置検出波を受信したとき個別に複数の位置検出信号を出力する複数個の光電変換素子として構成してなる請求項３記載の障害物検知装置。
【請求項５】前記走査手段は、前記レンズと反射鏡とを保持するレンズ保持器と、該レンズ保持器を移動するアクチュエータとから構成してなる請求項１，２，３または４記載の障害物検知装置。
【請求項６】前記反射鏡は、凹面鏡によって構成してなる請求項１，２，３，４または５記載の障害物検知装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のオートスピードコントロール、オートストップコントロール等に用いて好適な障害物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両には、高速道路のようにほぼ一定の速度で巡航するときに使用するオートスピードコントロール（ＡＳＣＤ）を備えたものがある。このオートスピードコントロールには、設定された所定速度で巡航させる速度制御方式のオートスピードコントロールと、先行車両との車間距離を一定に保つ速度で巡航させ、先行車両が消失した場合には設定された所定速度で巡航させるようにした車間距離制御方式のオートスピードコントロールとの２種類がある。
【０００３】そして、車間距離制御方式のオートスピードコントロールは、先行車両との車間距離が一定距離となる速度で巡航するようにアクセル開度をアクチュエータによって制御し、車間距離が近づいたときにはアクセル開度を閉じ、さらに自動的にブレーキングを行って減速し、車間距離が広がったときにはアクセル開度を開いて加速し、車間距離を常に一定に保つようにしたものである。
【０００４】また、この先行車両との車間距離を測定する方法の一つとして障害物検知装置が用いられ、該障害物検知装置は、車両の進行方向に向けて探査波を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害物となる先行車両で反射したときの反射波を受信する受信手段とから構成され、探査波を発信してから反射波を受信するまでの時間を計測することにより車間距離を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したように、従来技術による探査波を利用して車間距離を測定する方法では、発信手段から発信される探査波は、車両の向きに対して決められた方向でしかも一定の広がりを持たせて発信しているから、道路がカーブや坂道となったときには、先行車両を見失ってしまうことがあり、このカーブや坂道を抜けた後に、再び車間距離を測定する。
【０００６】このため、オートスピードコントロールでは、実際には先行車両が同一路線上を走行しているにも拘らず、該先行車両がカーブや坂道を通過するときには、探査波の探査範囲から逸脱して先行車両を検知できないときがある。この場合、オートスピードコントロールでは、一時的に車間距離制御から速度制御へと切換わり、カーブや坂道を通過後に再び先行車両を検知すると車間距離制御に切換わる。これにより、従来技術のようなオートスピードコントロールを備えた車両では、カーブや坂道を通過する毎に制御が切換わり車両の速度が変化して乗り心地を悪化させるという問題がある。
【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明はカーブや坂道においても先行車両を追従することのできる障害物検知装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明が採用する障害物検知装置は、車両の進行方向に向けて探査波を発信する発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害物で反射したときの反射波を受信する受信手段とから構成している。
【０００９】そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、発信手段を、レーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発生したレーザ光を透過させることによりビーム状の探査波に変えるレンズと、該レンズを移動させることにより前記探査波を進行方向に対して少なくとも左右方向に走査させる走査手段と、前記レンズに同期して移動するように該レンズ近傍に設けられ、前記発信素子から発生するレーザ光の一部を位置検出波として反射させる反射鏡と、該反射鏡で反射した位置検出波を受信することにより位置検出信号を出力する位置検出素子とから構成したことにある。
【００１０】このような構成とすることにより、走査手段によりレンズを移動させれば、ビーム状の探査波は少なくとも左右方向に一定の広がりを持たせて走査される。また、発信手段に設けた位置検出素子は、レンズと共に移動する反射鏡で反射したレーザ光の一部を位置検出波として受信したときに位置検出信号を出力するから、この位置検出信号を処理することにより、レンズの位置を検出し、車両の進行方向に走査される探査波の照射方向を検出することができる。
【００１１】請求項２の発明は、位置検出素子を、位置検出波を受信したとき個別に複数の位置検出信号を出力する複数個の光電変換素子として構成したことにある。
【００１２】このような構成とすることにより、走査手段によるレンズの移動は反射鏡にも連動し、該反射鏡は発信素子から発生したレーザ光の一部を位置検出波として位置検出素子に照射する。そして、位置検出素子を構成する複数個の光電変換素子からは受信した位置検出信号を出力する。これにより、次段の回路では、この位置検出信号を受けて探査波の照射方向を検出する。
【００１３】また、請求項３の発明が採用する構成の特徴は、発信手段を、レーザ光を発生する発信素子と、該発信素子から発生したレーザ光を透過させることによりビーム状の探査波に変えるレンズと、該レンズを移動させることにより前記探査波を進行方向に対して少なくとも左右方向に走査させる走査手段と、前記レンズに同期して移動するように該レンズ近傍に設けられ、発信素子から発生するレーザ光の一部を位置検出波として反射させる反射鏡とから構成し、受信手段を、障害物で反射した反射波を受信することにより受信信号を出力すると共に、前記発信手段の反射鏡で反射した位置検出波を受信することにより位置検出信号を出力する受信素子として構成したことにある。
【００１４】このような構成とすることにより、走査手段によりレンズを移動させれば、ビーム状の探査波は少なくとも左右方向に一定の広がりを持たせて走査される。また、受信手段に設けた受信素子は、発信手段の反射鏡で反射したレーザ光の一部を位置検出波として受信するときと、障害物からの反射波を受信するときとでタイミングをずらして信号を読取ることにより、受信素子は受信信号と位置検出信号とを交互に出力できる。
【００１５】ここで、受信素子で位置検出波を受信しているときには、該受信素子は、レンズと共に移動する反射鏡で反射した位置検出波を受信して位置検出信号を出力するから、この位置検出信号を処理することによりレンズの位置を検出し、車両の進行方向に走査される探査波の照射方向を検出することができる。
【００１６】請求項４の発明は、受信素子を、位置検出波を受信したとき個別に複数の位置検出信号を出力する複数個の光電変換素子として構成したことにある。
【００１７】このような構成とすることにより、走査手段によるレンズの移動は反射鏡にも連動し、該反射鏡は発信素子から発生したレーザ光の一部を位置検出波として受信素子に照射する。そして、受信素子を構成する複数個の光電変換素子からは受信した位置検出信号を出力する。これにより、次段の回路では、この位置検出信号を受けて探査波の照射方向を検出する。
【００１８】請求項５の発明は、走査手段を、レンズと反射鏡とを保持するレンズ保持器と、該レンズ保持器を移動するアクチュエータとから構成したことにある。
【００１９】このような構成とすることにより、アクチュエータによりレンズ保持器を左右に移動させれば、レンズと反射鏡とは同期して左右に移動される。そして、レンズは、発信素子から発生するレーザ光をビーム状の探査波に変えて左右に走査する。
【００２０】請求項６に発明は、反射鏡を凹面鏡によって構成したから、反射鏡と受信素子との間に設ける収束レンズをなくすことができ、部品点数を削減できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を図１ないし図１３に従って詳細に説明するに、図１ないし図１０は、本発明に係る障害物検知装置の第１の実施の形態を示している。
【００２２】１は自車Ａの前側に装備された障害物検知装置としての先行車両検知装置で、該先行車両検知装置１は後述する探査波発信部２、反射波受信部１６およびコントロールユニット２０から大略構成されている。なお、便宜上、先行車両検知装置１が装着された車両を自車Ａとし、該自車Ａの前を走行する車両を先行車両Ｂとする。
【００２３】２は発信手段としての探査波発信部を示し、該探査波発信部２は、コントロールユニット２０からの指令により探査波信号（例えば、０．１～１．０ＭＨz ）を発生する発信回路３の出力側に接続されている。そして、該探査波発信部２は、発信回路３から出力される探査波信号を受けてレーザ光Ｌを発生するレーザダイオードからなる発信素子４と、該発信素子４から発生するレーザ光Ｌを透過させることにより拡散するのを規制してビーム状の探査波Ｔに変える発信用レンズ５と、該発信用レンズ５を移動させる後述のレンズ移動機構６と、位置検出素子１２とから構成されている。なお、発信素子４は、図３に示すように、後述するフォーカスアクチュエータ１４の移動台１４Ｂに固着されている。
【００２４】６は探査波Ｔを例えば左右方向と上下方向に移動させる走査手段としてのレンズ移動機構で、該レンズ移動機構６は、発信用レンズ５と後述する反射鏡９を保持するレンズ保持器７と、該レンズ保持器７を例えば左右方向、上下方向に移動させるレンズ移動アクチュエータ８とから構成されている。また、レンズ移動アクチュエータ８は、永久磁石の磁界に対して電磁コイルの磁界を調整することにより、レンズ保持器７を移動させる電磁式アクチュエータを構成している。
【００２５】ここで、レンズ保持器７は、その上側には、レーザ光Ｌを透過させることにより探査波Ｔに変える発信用レンズ５が設けられ、下側には反射鏡９が設けられている。また、レンズ移動機構６を動作させ、レンズ移動アクチュエータ８によって、レンズ保持器７を矢示ａ方向の左右に移動させることにより、図２に示すように、ビーム状の探査波Ｔは、例えば長さ１００ｍで左右方向に４０ｍの走査角θをもって走査する。また、矢示ｂ方向の上下に移動させることにより、探査波Ｔは上下することもできる。
【００２６】９はレンズ保持器７に取付けられた反射鏡で、該反射鏡９は、発信素子４から発生するレーザ光Ｌの一部を位置検出波Ｓとして反射するもので、反射鏡９は発信用レンズ５と同期して移動しているから、位置検出波Ｓによって発信用レンズ５の位置を検出することができる。
【００２７】次に、前記探査波発信部２の具体的な構成を、図３ないし図５に基づいて説明する。
【００２８】１０は発信素子４、発信用レンズ５、レンズ移動機構６等を格納する箱状のケーシングで、該ケーシング１０は、底板１０Ａと、奥側に位置した奥板１０Ｂと、前側に位置した前板１０Ｃと、側面に位置した側板１０Ｄ，１０Ｄと、天井板１０Ｅとからなり、該前板１０Ｃには円形状の開口部１０Ｃ1 が穿設され、該開口部１０Ｃ1 にはガラス材からなる発信窓１１が配設されている。
【００２９】また、ケーシング１０の底板１０Ａには、開口部１０Ｃ1 側に向けて発信素子４を有するフォーカスアクチュエータ１４、レンズ移動機構６のレンズ移動アクチュエータ８、発信窓１１が順に配設され、前記レンズ移動アクチュエータ８上にはレンズ保持器７が左右方向に移動可能に支持されている。
【００３０】また、前記発信用レンズ５と反射鏡９とはレンズ保持器７に保持され、該レンズ保持器７はレンズ移動機構６によって移動制御されている。このため、該レンズ移動機構６によってレンズ保持器７を移動させた場合には、発信用レンズ５からの探査波Ｔは、図５に示すように、走査角θの範囲を走査する。一方、反射鏡９から反射して得られた位置検出波Ｓは、図４に示すように、後述する位置検出素子１２に向けて照射される。
【００３１】１２はフォーカスアクチュエータ１４の移動台１４Ｂに位置し、発信素子４の下側に設けられた位置検出素子を示し、該位置検出素子１２は、図６に示す如く、９個の光電変換素子からなるＰＩＮ型のフォトダイオード１２ａ～１２ｉを３×３の正方形状に配列することにより構成されている。また、該位置検出素子１２に位置検出波Ｓが照射されることにより、位置検出波Ｓが照射されたフォトダイオード１２ａ～１２ｉは各位置検出波を受信したときに位置検出信号を出力する。
【００３２】ここで、フォトダイオード１２ａ～１２ｉは３×３の正方形状に配列されている。従って、フォトダイオード１２ａ～１２ｉは、位置検出波Ｓが照射される位置により、フォトダイオードが１個のみで検出されるエリアが９個、２個で検出されるエリアが１２個、４個で検出されるエリアが４個ある。この場合、９個のフォトダイオード１２ａ～１２ｉであっても、２５種類のエリアに分けて照射方向を検出することができる（表１参照）。
【００３３】
【表１】

【００３４】ここで、例えば位置検出信号がフォトダイオード１２ｅのみから出力されている場合には、位置検出波Ｓが照射されるエリアは「１」となる。また、位置検出信号がフォトダイオード１２ａ，１２ｄから出力されている場合には、位置検出波Ｓ′が照射されているエリアは「１３」となる。さらに、位置検出信号がフォトダイオード１２ｅ，１２ｆ，１２ｈ，１２ｉから出力されている場合には、位置検出波Ｓ″が照射されているエリアは「７」となる。このように、フォトダイオード１２ａ～１２ｉからのそれぞれの位置検出信号によって照射方向を２５種類のエリアに分けて検出することが可能となる。
【００３５】また、レンズ移動アクチュエータ８によってレンズ保持器７を移動させた場合には、位置検出波Ｓの照射方向は探査波Ｔの照射方向と同一方向を向くから、位置検出波Ｓの照射方向を位置検出素子１２で検出することにより、探査波発信部２から発信する探査波Ｔの照射方向を検出することができる。
【００３６】１３は位置検出素子１２の後段に接続された信号処理回路で、該信号処理回路１３は位置検出素子１２から個別に出力される位置検出信号を増幅、波形成形してコントロールユニット２０に出力するものである。
【００３７】１４はケーシング１０の底板１０Ａ上に位置して奥板１０Ｂ側に配設されたフォーカスアクチュエータで、該フォーカスアクチュエータ１４は、底板１０Ａに固着された固定台１４Ａと、該固定台１４Ａ上に位置して矢示ｃ方向に前後させる移動台１４Ｂとから構成されている。また、移動台１４Ｂ上には、発信素子４、位置検出素子１２が設けられている。また、該フォーカスアクチュエータ１４は、移動台１４Ｂを矢示ｃ方向に前後させることにより、発信素子４を発信用レンズ５に対して近接、離間させ、探査波Ｔのビーム幅を調整する。なお、フォーカスアクチュエータ１４は、レンズ移動機構６のレンズ移動アクチュエータ８と同様に電磁アクチュエータで構成しても、ボールねじ等を用いた機械的なアクチュエータでもよい。
【００３８】１５は反射鏡９と位置検出素子１２との間に位置してフォーカスアクチュエータ１４の固定台１４Ａ上に配設された収束レンズで、該収束レンズ１５は、反射鏡９で反射した位置検出波Ｓをビームに変えて、位置検出素子１２に照射するものである。
【００３９】１６は受信手段としての反射波受信部で、該反射波受信部１６は、前記探査波発信部２から発信した探査波Ｔが先行車両Ｂで反射したときの反射波Ｒを受信用レンズ１７を通して受信する１個の受信素子１８を備え、該受信素子１８の出力側には、該受信素子１８からの信号の補正を行ってコントロールユニット２０に受信信号を出力する受信回路１９が接続されている。なお、前記受信用レンズ１７の焦点距離は、反射波Ｒが受信素子１８の表面上で焦点が合うように設定されている。
【００４０】２０はコントロールユニットで、該コントロールユニット２０はマイクロコンピュータ等により構成され、入力側には信号処理回路１３と反射波受信部１６が接続され、出力側にはレンズ移動機構６、ブザー，ランプ等の報知器２１等が接続されている。なお、前記報知器２１では、自車Ａと先行車両Ｂとの車間距離または相対速度の演算結果を表示すると共に、危険警告等を行う。
【００４１】また、前記コントロールユニット２０には記憶装置２０Ａが設けられ、該記憶装置２０Ａ内には、図８に示すような先行車両検知プログラム等が格納されている。
【００４２】さらに、前記コントロールユニット２０には、探査波発信部２から出力される位置検出素子１２からの位置検出信号と反射波受信部１６から出力される受信信号とによって先行車両Ｂの位置を検出する位置検出機能と、この位置検出機能により、自車Ａと先行車両Ｂとの間の車間距離を演算する車間距離演算機能と、該車間距離演算機能において車間距離が近づきすぎたときに報知器２１を作動させる報知器作動機能と、反射波受信部１６からの反射波Ｒを受けた後にレンズ移動機構６によって発信用レンズ５を移動調整して探査波Ｔの照射方向を調整して先行車両Ｂを追従する追従機能とを有している。
【００４３】本実施の形態による先行車両検知装置１は、上述した如く構成されるが、次に図８による先行車両検知プログラムと、探査波Ｔの照射方向を示した図９と図１０に基づいてその動作を説明する。なお、自車Ａと先行車両Ｂの中央の矢印はその車両の進行方向を示している。
【００４４】まず、ステップ１では、レンズ移動機構６により発信用レンズ５を移動させると、図２に示す如く、該発信用レンズ５から前方に向けて照射される探査波Ｔを走査角θの範囲で走査する。このとき、レンズ保持器７に保持された反射鏡９からは位置検出波Ｓが位置検出素子１２に向けて照射される。
【００４５】ステップ２では、常に位置検出素子１２から位置検出信号を読込む。例えば、読込まれた位置検出信号がフォトダイオード１２ａ，１２ｄから出力されている場合には、走査される探査波Ｔはエリア「１３」の範囲に照射されていることが分かる。
【００４６】次に、ステップ３では、反射波受信部１６から受信信号の出力が有るか否かを判定し、「ＮＯ」と判定した場合には、走査される探査波Ｔによって反射してくる反射波Ｒは存在せず、自車Ａの進行方向には先行車両Ｂは存在していないから、ステップ１に移り、該ステップ１以降の処理を繰り返す。
【００４７】一方、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定した場合には、走査された探査波Ｔによって反射する反射波Ｒが受信素子１８に照射されているから、ステップ４に移る。そして、このステップ４では、先行車両Ｂが進行方向に存在しているとして、ステップ２で読込んだ位置検出信号から図７中のエリアを読出し、記憶装置２０Ａに記憶する。この特定されたエリアは、探査波Ｔが先行車両Ｂを捕捉した位置、即ち先行車両Ｂの存在する位置を示している。
【００４８】さらに、ステップ５では、探査波Ｔを先行車両Ｂに向けて発信保持するために、ステップ４の処理で記憶装置２０Ａに記憶されたエリアに基づき、前記レンズ移動機構６によって発信用レンズ５を左右方向と上下方向に移動調整し、常に反射波Ｒが受信素子１８に当たるように制御する。
【００４９】ステップ６では、この反射波Ｒが受信素子１８で受信しているか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定した場合には、自車Ａの進行方向に先行車両Ｂが存在しているから、ステップ５以降の処理を繰返す。一方、ステップ６で「ＮＯ」と判定した場合には、自車Ａの進行方向に存在した先行車両Ｂが逸脱したから、ステップ１に戻って探査波Ｔを移動させて走査を行う。
【００５０】このように、本実施の形態による先行車両検知装置１では、探査波発信部２内に複数個のフォトダイオード１２ａ～１２ｉからなる位置検出素子１２を設け、該位置検出素子１２には、反射鏡９によって発信素子４から発生するレーザ光Ｌの一部をビーム状の位置検出波Ｓとして照射するようにしている。また、発信用レンズ５と反射鏡９とはレンズ保持器７によって保持され、探査波Ｔと位置検出波Ｓとはレンズ移動機構６によって同期して動くようになっている。
【００５１】従って、位置検出素子１２で反射鏡９からの位置検出波を受信し、該位置検出素子１２から出力される位置検出信号によって、探査波Ｔの照射方向を、図７に示すような、エリア毎に検出することができる。
【００５２】また、本実施の形態では、先行車両Ｂが存在していないときには、探査波発信部２から出力される探査波Ｔを所定の走査角θの範囲で走査を続行し、図９に示すように、先行車両Ｂが捕捉された後は、探査波Ｔは該先行車両Ｂを追従する構成となっている。この場合、図１０のように、先行車両Ｂがカーブを走行中であっても探査波Ｔは先行車両Ｂの走行状態に応じて追従でき、常に先行車両Ｂを捕捉した状態を続行することができる。
【００５３】さらに、レンズ移動機構６は探査波Ｔを左右方向（矢示ａ方向）のみでなく、上下方向（矢示ｂ方向）にも調整できるようにしたから、先行車両Ｂの捕捉後であっては、該車両Ｂが坂道を通過するときでも、探査波Ｔの照射方向を上下方向に変位させて追従させることも可能である。
【００５４】かくして、本実施の形態による先行車両検知装置１をオートスピードコントロールに用いた場合には、探査波Ｔの発信から反射波Ｒの受信までの時間から自車Ａと先行車両Ｂとの車間距離を計測し、この車間距離が予め設定された一定の車間距離となるように速度を制御して巡航することができる。
【００５５】このとき、先行車両検知装置１では、一度先行車両Ｂを捕捉したら、該先行車両Ｂが自車Ａの走行路線上から離脱しない限り探査波Ｔによって常に追従することができる。この結果、本実施の形態では、従来技術のように、車間距離制御から速度制御へとオートスピードコントロールが頻繁に切換わることなく、オートスピードコントロール中の自車Ａの速度変化を安定させ、乗り心地を向上させることができる。
【００５６】また、探査波発信部２から発信される探査波Ｔは、発信用レンズ５によってビーム状に絞込まれているから、発信素子４の出力電力を従来技術の発信素子の出力電力の約１０％となる０．３～０．５Ｗ程度ですみ、消費電力を少なくしてバッテリの消耗を低減することができる。しかも、出力電力の小さい発信素子４は安価であるため、大幅なコスト低減を図ることができる。
【００５７】さらに、本実施の形態では、探査波発信部２に位置検出素子１２を設けたから、反射波受信部１６の受信素子１８は１個のみですみ、受信素子１８をアレイ状に配置した素子を用いることなく、コスト低減をさらに図ることができる。
【００５８】一方、反射鏡９と位置検出素子１２をなくし、受信素子１８にアレイ状のものを用いる先行車両検知装置にあっては、受信素子１８が反射波Ｒからの反射位置に対して探査波Ｔの照射方向を検出するようにしている。この場合、探査波Ｔの発信から反射波Ｒの受信は、探査波発信部２、先行車両Ｂ、反射波受信部１６の長い行路となり、外部からのノイズの影響により探査波Ｔの正確な照射方向の検出が不可能となる。
【００５９】しかし、本実施の形態による先行車両検知装置１では、発信素子４から発生するレーザ光の一部を、反射鏡９によって位置検出波Ｓとして位置検出素子１２に照射するようにしたから、探査波Ｔの照射方向を正確に検出できる。
【００６０】次に、第２の実施の形態を、図１１に基づいて説明するに、本実施の形態の特徴は、反射鏡９に代えて凹面鏡３１を用いたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と反射鏡９以外はかわるところがないので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】このように、第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様に、探査波Ｔの照射方向を正確に検出することができる。さらに、第２の実施の形態では、反射鏡９に代えて凹面鏡３１を用いることにより、位置検出波Ｓをビーム状にして位置検出素子１２に照射している。これにより、第１の実施の形態で、反射鏡９と位置検出素子１２との間に介在させた収束レンズ１５を省略でき、部品点数を削減することができる。
【００６２】次に、図１２と図１３は本発明に係る障害物検知装置の第３の実施の形態を示すに、本実施の形態の特徴は、受信手段の発信素子を、障害物で反射した反射波を受信することにより受信信号を出力すると共に、反射鏡で反射された位置検出波を受信することにより位置検出信号を出力する素子としたことにある。なお、本実施の形態では前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６３】４１は本実施の形態による先行車両検知装置で、該先行車両検知装置４１は、探査波発信部２、後述する反射波受信部４３およびコントロールユニット２０から大略構成されている。
【００６４】４２は探査波発信部２内のレンズ保持器７に取付けられた反射鏡で、該反射鏡４２は、発信素子４から発生するレーザ光Ｌの一部を位置検出波Ｓとして受信素子４５に反射するため、レンズ保持器７に角度を以て取付けられている。また、該反射鏡４２は凹面鏡によって形成されているから、位置検出波はビーム状に収束でき、反射鏡４２と受信素子４５との間には収束レンズは不要となる。
【００６５】４３は受信手段としての反射波受信部で、該反射波受信部４３は、前記探査波発信部２から発信した探査波Ｔが先行車両Ｂで反射したときの反射波Ｒを受信用レンズ４４を通して受信する複数個のフォトダイオードからなる受信素子４５とからなり、該受信素子４５の出力側には、該受信素子４５からの信号の補正を行ってコントロールユニット２０に受信信号または位置検出信号を出力する受信回路４６が接続されている。なお、前記受信用レンズ４４の焦点距離は、反射波Ｒが受信素子４５の表面上で焦点が合うように設定されている。
【００６６】ここで、受信素子４５は、第１の実施の形態で述べた位置検出素子１２と同様に、９個のＰＩＮ型のフォトダイオードから構成することにより２５種類のエリアに分けて検出できる。
【００６７】ここで、探査波発信部２から発信される探査波Ｔは、所定時間ｔ0 （例えば約４μ秒）毎に出力される。また、受信素子４５で受信される位置検出波Ｓは、発信素子４、反射鏡９、受信素子４５の行路をとっているから、その距離は一定となり、探査波信号の発生から位置検出波の受信までの時間ｔ1 （例えば約０．４μ秒）は一定となる。
【００６８】一方、受信素子４５で受信される反射波Ｒは、発信素子４、先行車両Ｂ、受信素子４５の行路をとっているから、その距離は不変となり、探査波信号の発生から反射波の受信までの時間は先行車両Ｂの有無、車間距離によって異なっているが、例えば先行車両Ｂまでの車間距離が約１５０ｍのときには、探査波信号の発生から受信信号の受信までの時間ｔ2 は例えば約１μ秒となり、しかもこの時間ｔ2 は位置検出波Ｓを受信するまでの時間ｔ1 よりも長くなる。
【００６９】ここで、コントロールユニット２０では、１個目の受信素子４５から出力される信号を位置検出信号とし、２個目の信号を受信信号として読込むように処理することにより、受信素子４５から出力される信号を、位置検出信号と受信信号とに区別して検出することができる。
【００７０】このように構成される第３の実施の形態においても、受信素子４５から出力される位置検出波に基づいて、探査波の照射方向を検出することができ、前述した第１の実施の形態と同様に、探査波Ｔの照射方向を検出することができる。
【００７１】また、本実施の形態では、９個のフォトダイオードから構成される１個の受信素子４５を、第１の実施の形態で述べた位置検出素子１２と受信素子１８とによって兼用することができる。この結果、部品点数を省略でき、第１の実施の形態、第２の実施の形態に比べてコスト低減を図ることができる。
【００７２】なお、各実施の形態では、先行車両検知装置に用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、後退時における障害物確認に用いてもよく、さらにオートスピードコントロールのみでなくオートストップコントロールに用いてもよいことは勿論である。
【００７３】さらに、実施の形態では、前記位置検出素子１２または受信素子４５を９個のフォトダイオードを３×３で配列して構成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フォトダイオードの数を、２×２、２×３、３×２、４×４、…で配列してもより、この場合には、エリアの種類も変更することができる。
【００７４】
【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に係る発明によれば、発信素子から発生したレーザ光をビーム状の探査波に変えるレンズを、走査手段によって少なくとも左右に移動させると共に、レンズ近傍には、発信素子から発生するレーザ光の一部を位置検出波として反射する反射鏡を設け、この位置検出波を受信することにより位置検出信号を出力する位置検出素子を設けている。そして、走査手段によりレンズを移動させたとき、レンズはビーム状の探査波は少なくとも左右方向に一定の広がりを持たせて走査する。また、反射鏡で反射した位置検出波は位置検出素子に照射され、位置検出素子からは位置検出信号が出力され、この位置検出信号を処理することにより、探査波の照射方向を検出する。
【００７５】これにより、受信手段で障害物となる先行車両からの反射波を受信した場合には、このときの探査波の照射方向を位置検出素子から出力される位置検出信号を処理することによって検出し、先行車両の存在位置を検出できる。しかも、先行車両がカーブや坂道を走行中であっても探査波で該先行車両を常に捕捉することができ、正確なオートスピードコントロール等の制御を行うことができる。
【００７６】請求項２の発明では、位置検出素子を、位置検出波を受信したとき位置検出信号を個別に出力する複数個の光電変換素子として構成したから、該各光電変換素子から出力される個々の位置検出信号を次段の回路で処理することにより、反射鏡の位置を検出して探査波の照射方向を検出することができる。
【００７７】請求項３に係る発明によれば、発信手段には探査波の照射方向を検出するために、レンズには発信素子から発生するレーザ光の一部を位置検出波として反射する反射鏡を設け、障害物で探査波が反射して得られた反射波を受信する受信素子で、該反射鏡で反射した位置検出波も受信するようにしたから、走査手段によりレンズを移動させたとき、レンズはビーム状の探査波を少なくとも左右方向に一定の広がりを持たせて走査する。このとき、反射鏡で反射した位置検出波は受信素子で反射波とタイミングをずらして受信され、受信素子から出力される位置検出信号を処理することにより、探査波の照射方向を検出することができる。
【００７８】請求項４の発明では、受信素子を、位置検出波を受信したとき位置検出信号を個別に出力する複数個の光電変換素子として構成したから、該各光電変換素子から出力される個々の位置検出信号を次段の回路で処理することにより、反射鏡の位置を検出して探査波の照射方向を検出することができる。
【００７９】請求項５の発明は、走査手段を、レンズと反射鏡とを保持するレンズ保持器と、該レンズ保持器を移動するアクチュエータとから構成したから、アクチュエータは、レンズ保持器を左右に移動させることにより、レンズと反射鏡とを同期して移動させ、レンズは、発信素子から発生するレーザ光をビーム状の探査波に変えて左右に走査する。
【００８０】請求項６に発明は、反射鏡を凹状に形成したことにより、反射鏡と受信素子との間に設ける収束レンズをなくすことができ、部品点数を削減できる。

【出願人】	【識別番号】０００１６７４０６【氏名又は名称】株式会社ユニシアジェックス
【出願日】	平成９年（１９９７）１１月２８日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】広瀬和彦
【公開番号】	特開平１１－１６０４３６
【公開日】	平成１１年（１９９９）６月１８日
【出願番号】	特願平９－３４４２７３