JPH0712938A - 車両用レーザーレーダー装置 - Google Patents
車両用レーザーレーダー装置Info
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- JPH0712938A JPH0712938A JP14320393A JP14320393A JPH0712938A JP H0712938 A JPH0712938 A JP H0712938A JP 14320393 A JP14320393 A JP 14320393A JP 14320393 A JP14320393 A JP 14320393A JP H0712938 A JPH0712938 A JP H0712938A
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- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 車両のデザインに影響を与えることなく，か
つ，特別な設置スペースを必要とせずに大面積の採光用
窓を用いて，距離検知および車間距離検知の精度を向上
させる。 【構成】 車両１０１の前面部分に配設され，レーザー
光を出射する送光部１０２と，ウィンドシールド１０３
および体積ホログラム１０４によって形成され，レーザ
ー反射光を所定位置へ導く導光部１０５と，導光部１０
５によって所定位置に導かれたレーザー反射光を抽出す
るための抽出用プリズム１０６と，抽出用プリズム１０
６で抽出したレーザー反射光を受光する受光部１０７と
から構成され，導光部１０５は，レーザー反射光を，ウ
ィンドシールド１０３および体積ホログラムを用いて，
ウィンドシールド内を全反射角で進行するように回折し
て，受光部１０７へ導く。
つ，特別な設置スペースを必要とせずに大面積の採光用
窓を用いて，距離検知および車間距離検知の精度を向上
させる。 【構成】 車両１０１の前面部分に配設され，レーザー
光を出射する送光部１０２と，ウィンドシールド１０３
および体積ホログラム１０４によって形成され，レーザ
ー反射光を所定位置へ導く導光部１０５と，導光部１０
５によって所定位置に導かれたレーザー反射光を抽出す
るための抽出用プリズム１０６と，抽出用プリズム１０
６で抽出したレーザー反射光を受光する受光部１０７と
から構成され，導光部１０５は，レーザー反射光を，ウ
ィンドシールド１０３および体積ホログラムを用いて，
ウィンドシールド内を全反射角で進行するように回折し
て，受光部１０７へ導く。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，車両前方にレーザー光
を出射し，該レーザー光のレーザー反射光を受光して，
前方の障害物までの距離あるいは車間距離を検知する車
両用レーザーレーダー装置に関する。
を出射し，該レーザー光のレーザー反射光を受光して，
前方の障害物までの距離あるいは車間距離を検知する車
両用レーザーレーダー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両用レーザーレーダー装置とし
て，例えば，図１３および図１４に示す装置がある。こ
の車両用レーザーレーダー装置１４０１は，送光部１４
０２から車両前方にレーザー光を出射し，該レーザー光
のレーザー反射光を受光部１４０３で受光して，距離検
知回路１４０４で前方の障害物までの距離あるいは車間
距離を検知するものであり，図示の如く，車両１４０５
の前面（ここでは，バンパー部）に取り付けられてい
る。
て，例えば，図１３および図１４に示す装置がある。こ
の車両用レーザーレーダー装置１４０１は，送光部１４
０２から車両前方にレーザー光を出射し，該レーザー光
のレーザー反射光を受光部１４０３で受光して，距離検
知回路１４０４で前方の障害物までの距離あるいは車間
距離を検知するものであり，図示の如く，車両１４０５
の前面（ここでは，バンパー部）に取り付けられてい
る。
【０００３】図１４は，図１３のレーザーレーダー装置
１４０１の構成を示し，送光部１４０２は，レーザー光
を出力するためのレーザーダイオード駆動部１５０１お
よびレーザーダイオード１５０２と，レーザーダイオー
ド１５０２から出力されたレーザー光を所定の角度に広
げて出射する送光レンズ１５０３および出射用窓１５０
４とを有している。
１４０１の構成を示し，送光部１４０２は，レーザー光
を出力するためのレーザーダイオード駆動部１５０１お
よびレーザーダイオード１５０２と，レーザーダイオー
ド１５０２から出力されたレーザー光を所定の角度に広
げて出射する送光レンズ１５０３および出射用窓１５０
４とを有している。
【０００４】また，受光部１４０３は，レーザー反射光
を取り込むための採光用窓１５０５と，採光用窓１５０
５で取り込まれた光からレーザー反射光を選択的に通過
させるハニカムフィルターおよび赤外フィルター１５０
６と，レーザー反射光を集光するための集光用フレネル
レンズ１５０７と，光（レーザー反射光）を電流（信
号）として取り込むためのＰＩＮフォトダイオード１５
０８と，ＰＩＮフォトダイオード１５０８で光電変換し
た信号を増幅する増幅器１５０９とを有している。
を取り込むための採光用窓１５０５と，採光用窓１５０
５で取り込まれた光からレーザー反射光を選択的に通過
させるハニカムフィルターおよび赤外フィルター１５０
６と，レーザー反射光を集光するための集光用フレネル
レンズ１５０７と，光（レーザー反射光）を電流（信
号）として取り込むためのＰＩＮフォトダイオード１５
０８と，ＰＩＮフォトダイオード１５０８で光電変換し
た信号を増幅する増幅器１５０９とを有している。
【０００５】なお，図中の１５１０は距離検知回路１４
０４で求めた距離を表示する距離表示装置，１５１１は
車速センサ，１５１２は車速と距離とに基づいて警告等
の処理を行なうための信号処理回路を示す。
０４で求めた距離を表示する距離表示装置，１５１１は
車速センサ，１５１２は車速と距離とに基づいて警告等
の処理を行なうための信号処理回路を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の車両用レーザーレーダー装置によれば，受光部にお
いてレーザー反射光を採光するための採光用窓が必要で
あり，検知精度を高めるためには，この採光用窓を大き
くすることが望ましいものの，車両デザイン上の制約に
より，大面積の採光用窓を設けることができないため，
距離検知および車間距離検知の精度向上に制限を受ける
という問題点があった。
来の車両用レーザーレーダー装置によれば，受光部にお
いてレーザー反射光を採光するための採光用窓が必要で
あり，検知精度を高めるためには，この採光用窓を大き
くすることが望ましいものの，車両デザイン上の制約に
より，大面積の採光用窓を設けることができないため，
距離検知および車間距離検知の精度向上に制限を受ける
という問題点があった。
【０００７】また，上記従来の車両用レーザーレーダー
装置によれば，採光用窓のサイズと同一サイズのハニカ
ムフィルターと赤外フィルターおよび集光用フレネルレ
ンズが必要であるため，車両デザインの制約内で，採光
用窓の面積を大きくする場合においても，採光用窓の面
積に比例して受光部が大型化し，特別な設置スペースが
必要になるという問題点があった。
装置によれば，採光用窓のサイズと同一サイズのハニカ
ムフィルターと赤外フィルターおよび集光用フレネルレ
ンズが必要であるため，車両デザインの制約内で，採光
用窓の面積を大きくする場合においても，採光用窓の面
積に比例して受光部が大型化し，特別な設置スペースが
必要になるという問題点があった。
【０００８】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て，車両のデザインに影響を与えることなく，かつ，特
別な設置スペースを必要とせずに大面積の採光用窓を用
いて，距離検知および車間距離検知の精度を向上させる
ことを目的とする。
て，車両のデザインに影響を与えることなく，かつ，特
別な設置スペースを必要とせずに大面積の採光用窓を用
いて，距離検知および車間距離検知の精度を向上させる
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために，車両前方にレーザー光を出射し，該レー
ザー光のレーザー反射光を受光して，前方の障害物まで
の距離あるいは車間距離を検知する車両用レーザーレー
ダー装置において，ウィンドシールド表面あるいは内部
に配設され，ウィンドシールドに入射したレーザー反射
光がウィンドシールド内を全反射角で進行するように回
折する体積ホログラムを備え，ウィンドシールドおよび
体積ホログラムを用いてレーザー反射光を採光する車両
用レーザーレーダー装置を提供するものである。
成するために，車両前方にレーザー光を出射し，該レー
ザー光のレーザー反射光を受光して，前方の障害物まで
の距離あるいは車間距離を検知する車両用レーザーレー
ダー装置において，ウィンドシールド表面あるいは内部
に配設され，ウィンドシールドに入射したレーザー反射
光がウィンドシールド内を全反射角で進行するように回
折する体積ホログラムを備え，ウィンドシールドおよび
体積ホログラムを用いてレーザー反射光を採光する車両
用レーザーレーダー装置を提供するものである。
【００１０】
【作用】本発明の車両用レーザーレーダー装置は，レー
ザー光のレーザー反射光を，ウィンドシールド表面ある
いは内部に配設された体積ホログラムおよびウィンドシ
ールドを用いて，ウィンドシールド内を全反射角で進行
するように回折して，受光部へ導く。
ザー光のレーザー反射光を，ウィンドシールド表面ある
いは内部に配設された体積ホログラムおよびウィンドシ
ールドを用いて，ウィンドシールド内を全反射角で進行
するように回折して，受光部へ導く。
【００１１】
【実施例】以下，本発明の車両用レーザーレーダー装置
について，〔実施例１〕，〔実施例２〕，〔実施例
３〕，〔実施例４〕，〔実施例５〕の順に図面を参照し
て詳細に説明する。
について，〔実施例１〕，〔実施例２〕，〔実施例
３〕，〔実施例４〕，〔実施例５〕の順に図面を参照し
て詳細に説明する。
【００１２】〔実施例１〕図１は，実施例１の車両用レ
ーザーレーダー装置の構成を示し，車両１０１の前面部
分に配設され，レーザー光を出射する送光部１０２と，
ウィンドシールド１０３および体積ホログラム１０４に
よって形成され，レーザー反射光を所定位置へ導く導光
部１０５と，導光部１０５によって所定位置に導かれた
レーザー反射光を抽出するための抽出用プリズム１０６
と，抽出用プリズム１０６で抽出したレーザー反射光を
受光する受光部１０７とから構成される。
ーザーレーダー装置の構成を示し，車両１０１の前面部
分に配設され，レーザー光を出射する送光部１０２と，
ウィンドシールド１０３および体積ホログラム１０４に
よって形成され，レーザー反射光を所定位置へ導く導光
部１０５と，導光部１０５によって所定位置に導かれた
レーザー反射光を抽出するための抽出用プリズム１０６
と，抽出用プリズム１０６で抽出したレーザー反射光を
受光する受光部１０７とから構成される。
【００１３】ここで，ウィンドシールド１０３は，車外
側および車内側ガラス１０３ａをＰＶＢ中間層１０３ｂ
で接合して形成されており，このウィンドシールド１０
３の製造時に透過型の体積ホログラム１０４がガラス間
に挿入される。
側および車内側ガラス１０３ａをＰＶＢ中間層１０３ｂ
で接合して形成されており，このウィンドシールド１０
３の製造時に透過型の体積ホログラム１０４がガラス間
に挿入される。
【００１４】また，抽出用プリズム１０６は，ウィンド
シールド１０３の下端部（すなわち，導光部１０５の所
定位置）に光学用接着剤によって取り付けられている。
シールド１０３の下端部（すなわち，導光部１０５の所
定位置）に光学用接着剤によって取り付けられている。
【００１５】また，抽出用プリズム１０６の抽出面に平
行に配置さている受光部１０７は，図示の如く，ハニカ
ムフィルターを有しておらず，採光窓１０７ａと，レー
ザー反射光を集光するための集光用フレネルレンズ１０
７ｂと，光（レーザー反射光）を電流（信号）として取
り込むためのＰＩＮフォトダイオード１０７ｃと，増幅
器（図示せず）とから構成される。
行に配置さている受光部１０７は，図示の如く，ハニカ
ムフィルターを有しておらず，採光窓１０７ａと，レー
ザー反射光を集光するための集光用フレネルレンズ１０
７ｂと，光（レーザー反射光）を電流（信号）として取
り込むためのＰＩＮフォトダイオード１０７ｃと，増幅
器（図示せず）とから構成される。
【００１６】なお，１０８は車両ダッシュパネル，ＲＬ
ｏは送光部１０２から出射されたレーザー光，ＲＬａお
よびＲＬｂはレーザー光ＲＬｏの反射光（レーザー反射
光）を示す。
ｏは送光部１０２から出射されたレーザー光，ＲＬａお
よびＲＬｂはレーザー光ＲＬｏの反射光（レーザー反射
光）を示す。
【００１７】図２は，受光部１０７の固定方法を示す。
実施例１においては，導光部１０５および抽出用プリズ
ム１０６を介して導かれたレーザー反射光を受光部１０
７で受光し，距離検知および車間距離検知の精度を向上
させるために，受光部１０７と抽出用プリズム１０６と
の位置関係が変化しないように，受光部１０７を，同図
（ａ）に示すように，抽出用プリズム１０６のＯＱ面と
受光部１０７の採光窓１０７ａの面との間に光学用接着
剤を塗布し，固定している。また，他の方法として，例
えば，同図（ｂ）に示すように，抽出用プリズム１０６
と受光部１０７とをブランケット２０１を用いて固定し
ても良い。
実施例１においては，導光部１０５および抽出用プリズ
ム１０６を介して導かれたレーザー反射光を受光部１０
７で受光し，距離検知および車間距離検知の精度を向上
させるために，受光部１０７と抽出用プリズム１０６と
の位置関係が変化しないように，受光部１０７を，同図
（ａ）に示すように，抽出用プリズム１０６のＯＱ面と
受光部１０７の採光窓１０７ａの面との間に光学用接着
剤を塗布し，固定している。また，他の方法として，例
えば，同図（ｂ）に示すように，抽出用プリズム１０６
と受光部１０７とをブランケット２０１を用いて固定し
ても良い。
【００１８】次に，図１，図３および図４を参照して，
後述する動作の説明に使用する符号を以下のように定義
する。
後述する動作の説明に使用する符号を以下のように定義
する。
【００１９】θi1 ：レーザー反射光ＲＬａが大気中
からガラス１０３ａへ入射する際の入射角（図１参照） θ’i1 ：レーザー反射光ＲＬａがガラス１０３ａから
体積ホログラム１０４のＡ点への入射する際の入射角
（図１参照） θi2 ：レーザー反射光ＲＬｂが大気中からガラス１
０３ａへ入射する際の入射角（図１参照） θ’i2 ：レーザー反射光ＲＬｂがガラス１０３ａから
体積ホログラム１０４のＢ点への入射する際の入射角
（図１参照） θr ：体積ホログラム１０４の回折角＝導光部１０
５の反射角（図１参照） ｔ ：ウィンドシールド１０３の厚さ（図３参照） ＰＱ面 ：抽出面（図１，図３参照） θk ：抽出用プリズム１０６の傾斜角（図１，図３
参照） Ｌ ：ウィンドシールド１０３内に設けた体積ホロ
グラム１０４の長さ＝ウィンドシールド１０３の長さ
（図４参照） θt ：ウィンドシールド１０３の傾斜角（図４参
照） Ｏ’Ｑ’面：鉛直方向へのウィンドシールド１０３の投
影面（図４参照） Ｃair ：大気中の光速 ＣGlass ：ガラス中の光速 以上の構成において，その動作を説明する。透過型の体
積ホログラム１０４は，レーザーレーダー波長を選択的
に回折するホログラムであるため，外来光による色付き
は無く，ドライバーの視覚を妨げない。従って，ウィン
ドシールド１０３の全域に設けることが可能であるた
め，実施例１では，体積ホログラム１０４の長さＬ＝ウ
ィンドシールド１０３の長さＬの関係としている。
からガラス１０３ａへ入射する際の入射角（図１参照） θ’i1 ：レーザー反射光ＲＬａがガラス１０３ａから
体積ホログラム１０４のＡ点への入射する際の入射角
（図１参照） θi2 ：レーザー反射光ＲＬｂが大気中からガラス１
０３ａへ入射する際の入射角（図１参照） θ’i2 ：レーザー反射光ＲＬｂがガラス１０３ａから
体積ホログラム１０４のＢ点への入射する際の入射角
（図１参照） θr ：体積ホログラム１０４の回折角＝導光部１０
５の反射角（図１参照） ｔ ：ウィンドシールド１０３の厚さ（図３参照） ＰＱ面 ：抽出面（図１，図３参照） θk ：抽出用プリズム１０６の傾斜角（図１，図３
参照） Ｌ ：ウィンドシールド１０３内に設けた体積ホロ
グラム１０４の長さ＝ウィンドシールド１０３の長さ
（図４参照） θt ：ウィンドシールド１０３の傾斜角（図４参
照） Ｏ’Ｑ’面：鉛直方向へのウィンドシールド１０３の投
影面（図４参照） Ｃair ：大気中の光速 ＣGlass ：ガラス中の光速 以上の構成において，その動作を説明する。透過型の体
積ホログラム１０４は，レーザーレーダー波長を選択的
に回折するホログラムであるため，外来光による色付き
は無く，ドライバーの視覚を妨げない。従って，ウィン
ドシールド１０３の全域に設けることが可能であるた
め，実施例１では，体積ホログラム１０４の長さＬ＝ウ
ィンドシールド１０３の長さＬの関係としている。
【００２０】ウィンドシールド１０３には，前車からの
レーザー反射光ＲＬａ，ＲＬｂを始め，あらゆる角度か
ら様々な波長の光が入射する。体積ホログラム１０４に
入射した光束のうち，体積ホログラム１０４の回折条件
にあった波長成分のみが回折角θr で回折される。ここ
で，体積ホログラム１０４の回折条件は，波長＝レーザ
ー反射光の波長であり，かつ，入射角θi がθt 〜θt
＋３°の範囲である。回折角θr がガラス−大気界面の
臨海角度以上の場合，体積ホログラム１０４で回折され
た光は，ガラス−大気界面で全反射され，ウィンドシー
ルド１０３自体が導光板としての役割を持つようにな
り，導光部１０５として機能する。
レーザー反射光ＲＬａ，ＲＬｂを始め，あらゆる角度か
ら様々な波長の光が入射する。体積ホログラム１０４に
入射した光束のうち，体積ホログラム１０４の回折条件
にあった波長成分のみが回折角θr で回折される。ここ
で，体積ホログラム１０４の回折条件は，波長＝レーザ
ー反射光の波長であり，かつ，入射角θi がθt 〜θt
＋３°の範囲である。回折角θr がガラス−大気界面の
臨海角度以上の場合，体積ホログラム１０４で回折され
た光は，ガラス−大気界面で全反射され，ウィンドシー
ルド１０３自体が導光板としての役割を持つようにな
り，導光部１０５として機能する。
【００２１】ガラス−大気界面の臨海角は，図５（ａ）
に示すように，ガラスの屈折率ｎ（ｎ＝１．５２）の場
合，臨海角θc が以下の式で求められる。
に示すように，ガラスの屈折率ｎ（ｎ＝１．５２）の場
合，臨海角θc が以下の式で求められる。
【００２２】ｓｉｎ-1（ｓｉｎθc ×ｎ）＝９０° θc ＝４１．８° 従って，あらかじめ回折角θr が臨海角θc より大きく
なるように，θr ≧４１．８°として体積ホログラム１
０４を作製すれば良い。
なるように，θr ≧４１．８°として体積ホログラム１
０４を作製すれば良い。
【００２３】導光部１０５によってウィンドシールド１
０３の下端に設けられた抽出用プリズム１０６まで反射
伝導されたレーザー反射光（ＲＬａおよびＲＬｂ）は，
抽出用プリズム１０６によりＯＱ面からウィンドシール
ド１０３外に取り出される。ここで，抽出用プリズム１
０６のサイズはフロントガラス（ウィンドシールド）の
厚さｔと，ホログラム回折角θr によって規定され，次
式によって求めることができる。
０３の下端に設けられた抽出用プリズム１０６まで反射
伝導されたレーザー反射光（ＲＬａおよびＲＬｂ）は，
抽出用プリズム１０６によりＯＱ面からウィンドシール
ド１０３外に取り出される。ここで，抽出用プリズム１
０６のサイズはフロントガラス（ウィンドシールド）の
厚さｔと，ホログラム回折角θr によって規定され，次
式によって求めることができる。
【００２４】 ＰＱ長 ＝ ２ × ｔ × ｔａｎ（θr ） θk ＝ ９０ − θr ＯＱ長 ＝ ＰＱ長 × ｓｉｎ（θk ） 抽出用プリズム１０６のＯＱ面に受光部１０７を平行に
配置すれば，Ｏ’Ｑ’面に入射したレーザー反射光（Ｒ
ＬａおよびＲＬｂ）をＯＱ面で受光可能となる。ここ
で，Ｏ’Ｑ’長とＯＱ長との関係は， Ｏ’Ｑ’長 ＝ Ｌ × ｓｉｎ（θt ） ≫ ＯＱ長 となっている。
配置すれば，Ｏ’Ｑ’面に入射したレーザー反射光（Ｒ
ＬａおよびＲＬｂ）をＯＱ面で受光可能となる。ここ
で，Ｏ’Ｑ’長とＯＱ長との関係は， Ｏ’Ｑ’長 ＝ Ｌ × ｓｉｎ（θt ） ≫ ＯＱ長 となっている。
【００２５】また，体積ホログラム１０４は，フィルタ
ー効果を有しており，露光時に設定された波長のみを通
過させるので，従来例で必要としていたハニカムフィル
ター（図１４の１５０６）が不要となり，受光部１０７
の小型化を図ることができる。
ー効果を有しており，露光時に設定された波長のみを通
過させるので，従来例で必要としていたハニカムフィル
ター（図１４の１５０６）が不要となり，受光部１０７
の小型化を図ることができる。
【００２６】受光部１０７では，このようにして採光さ
れたレーザー反射光を，ＰＩＮフォトダイオード１０７
ｃで受光信号として取り込み，増幅器で増幅し，図示し
ない距離検知回路において，距離を検知する。
れたレーザー反射光を，ＰＩＮフォトダイオード１０７
ｃで受光信号として取り込み，増幅器で増幅し，図示し
ない距離検知回路において，距離を検知する。
【００２７】一方，ＰＩＮフォトダイオード１０７ｃで
受光信号として取り込んだレーザー反射光には，図５
（ｂ）に示すように，体積ホログラム１０４の上部側
（Ｂ点）に入射したレーザー反射光ＲＬｂと，下部側
（Ａ点）に入射したレーザー反射光ＲＬａとでは，光路
差（センシングタイムの遅れ）が存在するため，レーザ
ー反射光に基づいて距離を検知する場合に，この光路差
を検討する必要がある。
受光信号として取り込んだレーザー反射光には，図５
（ｂ）に示すように，体積ホログラム１０４の上部側
（Ｂ点）に入射したレーザー反射光ＲＬｂと，下部側
（Ａ点）に入射したレーザー反射光ＲＬａとでは，光路
差（センシングタイムの遅れ）が存在するため，レーザ
ー反射光に基づいて距離を検知する場合に，この光路差
を検討する必要がある。
【００２８】Ａ点とＢ点に入射した光のセンシングタイ
ムの遅れｘは，数１によって求められる。
ムの遅れｘは，数１によって求められる。
【００２９】
【数１】
【００３０】通常の車両において，Ｌ＝７００〜８００
ｍｍ，θt ＝３０〜３５°，ｔ＝５ｍｍである。例え
ば，ここで，Ｌ＝８００ｍｍ，θt ＝３０，ｔ＝５ｍ
ｍ，θr＝４２°でシステムが構成されているとする
と，センシングタイムの遅れｘは，
ｍｍ，θt ＝３０〜３５°，ｔ＝５ｍｍである。例え
ば，ここで，Ｌ＝８００ｍｍ，θt ＝３０，ｔ＝５ｍ
ｍ，θr＝４２°でシステムが構成されているとする
と，センシングタイムの遅れｘは，
【００３１】
【数２】
【００３２】５〔ｎｓｅｃ〕のセンシングタイムの遅れ
を大気中の光路差に換算すると， ５×１０-9×３×１０8 ＝１．５ｍ となる。従って，適当なパルス幅の出射パルスおよびサ
ンプリング間隔を設定すれば，前車との距離を，測定バ
ラツキ±１．５／２〔ｍ〕の範囲で測定可能となる。
を大気中の光路差に換算すると， ５×１０-9×３×１０8 ＝１．５ｍ となる。従って，適当なパルス幅の出射パルスおよびサ
ンプリング間隔を設定すれば，前車との距離を，測定バ
ラツキ±１．５／２〔ｍ〕の範囲で測定可能となる。
【００３３】具体的には，例えば，図６に示すように，
サンプリングタイムのパルス間隔を５〔ｎｓｅｃ〕と
し，パルス幅５〔ｎｓｅｃ〕以下として測定を行なう
と，前車との距離（Ｔ×Ｃ〔ｍ〕：Ｔはレーザー光の出
射からレーザー反射光の受光までの時間，Ｃは光速）
が，（Ｔ’×Ｃ）＜（Ｔ×Ｃ）＜（Ｔ”×Ｃ）の範囲と
なる。すなわち，測定バラツキ±１．５／２〔ｍ〕の範
囲で測定可能となる。
サンプリングタイムのパルス間隔を５〔ｎｓｅｃ〕と
し，パルス幅５〔ｎｓｅｃ〕以下として測定を行なう
と，前車との距離（Ｔ×Ｃ〔ｍ〕：Ｔはレーザー光の出
射からレーザー反射光の受光までの時間，Ｃは光速）
が，（Ｔ’×Ｃ）＜（Ｔ×Ｃ）＜（Ｔ”×Ｃ）の範囲と
なる。すなわち，測定バラツキ±１．５／２〔ｍ〕の範
囲で測定可能となる。
【００３４】さらに，図７に示すように，波形成形処理
を施した場合には，パルス幅およびサンプリング間隔を
従来タイプのままで，センシング距離の延長および測定
精度の向上を図ることができる。レーザー反射光の受光
パルス形は，予測可能であるため，サンプリングされる
１個あるいは２個のパルス強度比より，Ｔ1 とＴ2 の算
出が可能となり，正確な距離測定が可能となる。図７に
おいて，各符号は表１の内容を示す。
を施した場合には，パルス幅およびサンプリング間隔を
従来タイプのままで，センシング距離の延長および測定
精度の向上を図ることができる。レーザー反射光の受光
パルス形は，予測可能であるため，サンプリングされる
１個あるいは２個のパルス強度比より，Ｔ1 とＴ2 の算
出が可能となり，正確な距離測定が可能となる。図７に
おいて，各符号は表１の内容を示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】ただし，ノイズレベルが存在するため，従
来型では，ノイズレベル０．５×Ｉより，小さいパルス
強度の受光パルスは，ノイズに埋もれてしまう。
来型では，ノイズレベル０．５×Ｉより，小さいパルス
強度の受光パルスは，ノイズに埋もれてしまう。
【００３７】従って，レーザー光の出射からレーザー反
射光の受光までの時間がＴ2 の距離，換言すれば，（Ｔ
2 ×Ｃ）／２〔ｍ〕の距離の測定は行なえない。これに
比較して，実施例１のホログラム採光型では，レーザー
反射光のパルス強度が積算され，大きくなるので，Ｔ2
の時間でも，ノイズレベルより大きくなり，（Ｔ2 ×
Ｃ）／２〔ｍ〕の距離の測定が行なえる。
射光の受光までの時間がＴ2 の距離，換言すれば，（Ｔ
2 ×Ｃ）／２〔ｍ〕の距離の測定は行なえない。これに
比較して，実施例１のホログラム採光型では，レーザー
反射光のパルス強度が積算され，大きくなるので，Ｔ2
の時間でも，ノイズレベルより大きくなり，（Ｔ2 ×
Ｃ）／２〔ｍ〕の距離の測定が行なえる。
【００３８】ただし，レーザー光（出射光）パルスのパ
ルス幅ＴP より，センシングタイムの遅れｘが十分に小
さいことが必要とされる。このように波長成形処理を施
せば，ＴP ＝１３０〜１５０ｎｓｅｃ，サンプリングタ
イム６０〜７０ｎｓｅｃで１ｍ程度の測定精度を得るこ
とができる。このとき，ＴP ≫ｘ（ｘ＝５ｎｓｅｃ）と
する。
ルス幅ＴP より，センシングタイムの遅れｘが十分に小
さいことが必要とされる。このように波長成形処理を施
せば，ＴP ＝１３０〜１５０ｎｓｅｃ，サンプリングタ
イム６０〜７０ｎｓｅｃで１ｍ程度の測定精度を得るこ
とができる。このとき，ＴP ≫ｘ（ｘ＝５ｎｓｅｃ）と
する。
【００３９】前述したように実施例１によれば，ウィン
ドシールド１０３を導光部１０５として使用するため，
車両前面に特別に採光用窓を設けることなく，換言すれ
ば，車両デザインの制約を受けることなく，大面積の採
光用窓を確保することができる。また，採光用の体積ホ
ログラム１０４のフィルター効果によってハニカムフィ
ルターおよび赤外フィルターが不要となり，受光部の小
型化を図ることができる。
ドシールド１０３を導光部１０５として使用するため，
車両前面に特別に採光用窓を設けることなく，換言すれ
ば，車両デザインの制約を受けることなく，大面積の採
光用窓を確保することができる。また，採光用の体積ホ
ログラム１０４のフィルター効果によってハニカムフィ
ルターおよび赤外フィルターが不要となり，受光部の小
型化を図ることができる。
【００４０】さらに，ウィンドシールド１０３を採光用
窓として使用しており，雨天時等には，付着した水滴を
ワイパーにより定期的に除去することができ，採光用窓
に付着した水滴による散乱作用の影響を受けないため，
受光能力が向上する。
窓として使用しており，雨天時等には，付着した水滴を
ワイパーにより定期的に除去することができ，採光用窓
に付着した水滴による散乱作用の影響を受けないため，
受光能力が向上する。
【００４１】〔実施例２〕図８は，実施例２の車両用レ
ーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１の透過型の
体積ホログラム１０４に代えて，反射型の体積ホログラ
ム８０１を用いたものである。その他の構成は実施例１
と同様につき，図示および説明を省略する。このような
構成とすることにより，実施例１と同様の効果を得るこ
とができる。
ーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１の透過型の
体積ホログラム１０４に代えて，反射型の体積ホログラ
ム８０１を用いたものである。その他の構成は実施例１
と同様につき，図示および説明を省略する。このような
構成とすることにより，実施例１と同様の効果を得るこ
とができる。
【００４２】〔実施例３〕図９は，実施例３の車両用レ
ーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１の抽出用プ
リズム１０６のＯＱ面に，抽出用プリズム１０６からの
光をＰＩＮフォトダイオードに集光するように露光され
た透過型ホログラム９０１を設けることにより，受光部
１０７の集光用フレネルレンズを廃したものである。な
お，９０２は増幅器を示す。その他の構成は実施例１と
同様につき，図示および説明を省略する。このような構
成とすることにより，実施例１と同様の効果を得ること
ができるだけでなく，幅が厚く，重量もかさむ集光用フ
レネルレンズの変わりに透過型ホログラム９０１を設け
たので受光部１０７の小型化を図ることができる。
ーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１の抽出用プ
リズム１０６のＯＱ面に，抽出用プリズム１０６からの
光をＰＩＮフォトダイオードに集光するように露光され
た透過型ホログラム９０１を設けることにより，受光部
１０７の集光用フレネルレンズを廃したものである。な
お，９０２は増幅器を示す。その他の構成は実施例１と
同様につき，図示および説明を省略する。このような構
成とすることにより，実施例１と同様の効果を得ること
ができるだけでなく，幅が厚く，重量もかさむ集光用フ
レネルレンズの変わりに透過型ホログラム９０１を設け
たので受光部１０７の小型化を図ることができる。
【００４３】〔実施例４〕図１０は，実施例４の車両用
レーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１のウィン
ドシールド１０３の下端部ＰＱ面にレーザーレーダー信
号波長（レーザー光の波長）を選択的に回折する抽出用
透過型体積ホログラム１００１を設け，導光部１０５
（ウィンドシールド１０３および体積ホログラム１０
４）内を伝導する信号光を大気側に回折することによ
り，抽出用プリズムおよび受光部１０７の集光用フレネ
ルレンズを廃したものである。なお，１００２は増幅器
を示す。その他の構成は実施例１と同様につき，図示お
よび説明を省略する。このような構成とすることによ
り，実施例１と同様の効果を得ることができるだけでな
く，抽出用プリズムおよび集光用フレネルレンズが抽出
用透過型体積ホログラム１００１で置き換えられるた
め，構成の簡略化を図ることができる。
レーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１のウィン
ドシールド１０３の下端部ＰＱ面にレーザーレーダー信
号波長（レーザー光の波長）を選択的に回折する抽出用
透過型体積ホログラム１００１を設け，導光部１０５
（ウィンドシールド１０３および体積ホログラム１０
４）内を伝導する信号光を大気側に回折することによ
り，抽出用プリズムおよび受光部１０７の集光用フレネ
ルレンズを廃したものである。なお，１００２は増幅器
を示す。その他の構成は実施例１と同様につき，図示お
よび説明を省略する。このような構成とすることによ
り，実施例１と同様の効果を得ることができるだけでな
く，抽出用プリズムおよび集光用フレネルレンズが抽出
用透過型体積ホログラム１００１で置き換えられるた
め，構成の簡略化を図ることができる。
【００４４】〔実施例５〕図１１は，実施例５の車両用
レーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１のウィン
ドシールド１０３の下端部ＰＱ面の対向面にレーザーレ
ーダー信号波長（レーザー光の波長）を選択的に回折す
る抽出用透過型体積ホログラム１１０１を設け，抽出用
プリズムおよび受光部１０７の集光用フレネルレンズを
廃したものである。なお，１１０２は増幅器を示す。そ
の他の構成は実施例１と同様につき，図示および説明を
省略する。このような構成とすることにより，実施例４
と同様の効果を得ることができる。
レーザーレーダー装置の構成を示し，実施例１のウィン
ドシールド１０３の下端部ＰＱ面の対向面にレーザーレ
ーダー信号波長（レーザー光の波長）を選択的に回折す
る抽出用透過型体積ホログラム１１０１を設け，抽出用
プリズムおよび受光部１０７の集光用フレネルレンズを
廃したものである。なお，１１０２は増幅器を示す。そ
の他の構成は実施例１と同様につき，図示および説明を
省略する。このような構成とすることにより，実施例４
と同様の効果を得ることができる。
【００４５】なお，図１２は，本発明に関連する車両用
レーザーレーダー装置の構成を示し，ヘッドランプカバ
ー１３０１に体積ホログラム１３０２を設けて，車両用
レーザーレーダー装置の採光用ライトガイドの働きを持
たせたものである。図において，１３０３はレーザーレ
ーダー信号波長（レーザー光の波長）を選択的に回折す
る抽出用透過型体積ホログラム，１３０４は光（レーザ
ー反射光）を電流（信号）として取り込むためのＰＩＮ
フォトダイオード，１３０５は増幅器，１３０６はヘッ
ドランプを示す。このような構成とすることにより，実
施例１と同様の効果を得ることができる。
レーザーレーダー装置の構成を示し，ヘッドランプカバ
ー１３０１に体積ホログラム１３０２を設けて，車両用
レーザーレーダー装置の採光用ライトガイドの働きを持
たせたものである。図において，１３０３はレーザーレ
ーダー信号波長（レーザー光の波長）を選択的に回折す
る抽出用透過型体積ホログラム，１３０４は光（レーザ
ー反射光）を電流（信号）として取り込むためのＰＩＮ
フォトダイオード，１３０５は増幅器，１３０６はヘッ
ドランプを示す。このような構成とすることにより，実
施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
レーザー光のレーザー反射光を，ウィンドシールド表面
あるいは内部に配設された体積ホログラムおよびウィン
ドシールドを用いて，ウィンドシールド内を全反射角で
進行するように回折して，受光部へ導くため，車両のデ
ザインに影響を与えることなく，かつ，特別な設置スペ
ースを必要とせずに大面積の採光用窓を用いて，距離検
知および車間距離検知の精度を向上させることができ
る。
レーザー光のレーザー反射光を，ウィンドシールド表面
あるいは内部に配設された体積ホログラムおよびウィン
ドシールドを用いて，ウィンドシールド内を全反射角で
進行するように回折して，受光部へ導くため，車両のデ
ザインに影響を与えることなく，かつ，特別な設置スペ
ースを必要とせずに大面積の採光用窓を用いて，距離検
知および車間距離検知の精度を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の構成図である。
【図２】受光部の固定方法を示す説明図である。
【図３】実施例１で使用する用語を定義するための説明
図である。
図である。
【図４】実施例１で使用する用語を定義するための説明
図である。
図である。
【図５】同図（ａ）はガラス−大気界面の臨海角を示す
説明図，同図（ｂ）は光路差を示す説明図である。
説明図，同図（ｂ）は光路差を示す説明図である。
【図６】適当なパルス幅の出射パルスおよびサンプリン
グタイムの設定例を示す説明図である。
グタイムの設定例を示す説明図である。
【図７】波形成形処理を施した例を示す説明図である。
【図８】実施例２の構成図である。
【図９】実施例３の構成図である。
【図１０】実施例４の構成図である。
【図１１】実施例５の構成図である。
【図１２】本発明に関連する車両用レーザーレーダー装
置の構成を示す説明図である。
置の構成を示す説明図である。
【図１３】従来の車両用レーザーレーダー装置の構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１４】従来の車両用レーザーレーダー装置の構成図
である。
である。
１０１ 車両 １０２ 送光部 １０３ ウィンドシールド １０４ 体積ホログラム １０５ 導光部 １０６ 抽出用プリズム １０７ 受光部 ８０１ 体積ホログラム ９０１ 透過型ホログラム １００１ 抽出用透過型体積ホログラム １１０１ 抽出用透過型体積ホログラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ 7531−3Ｈ
Claims (1)
- 【請求項１】 車両前方にレーザー光を出射し，該レー
ザー光のレーザー反射光を受光して，前方の障害物まで
の距離あるいは車間距離を検知する車両用レーザーレー
ダー装置において，ウィンドシールド表面あるいは内部
に配設され，ウィンドシールドに入射したレーザー反射
光がウィンドシールド内を全反射角で進行するように回
折する体積ホログラムを備え，前記ウィンドシールドお
よび体積ホログラムを用いてレーザー反射光を採光する
ことを特徴とする車両用レーザーレーダー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14320393A JPH0712938A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 車両用レーザーレーダー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14320393A JPH0712938A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 車両用レーザーレーダー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712938A true JPH0712938A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15333281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14320393A Pending JPH0712938A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 車両用レーザーレーダー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712938A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020157312A1 (de) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Funktionalisierte scheibe für ein fahrzeug |
| WO2021047919A1 (de) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Kamerasystem für ein fahrzeug |
| US11885928B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-01-30 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Functionalized waveguide for a detector system |
| US12066664B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-08-20 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Screen comprising a transparent base body |
| US12130461B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-10-29 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Functionalized waveguide for a detector system |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14320393A patent/JPH0712938A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020157312A1 (de) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Funktionalisierte scheibe für ein fahrzeug |
| US11885928B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-01-30 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Functionalized waveguide for a detector system |
| US12066664B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-08-20 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Screen comprising a transparent base body |
| US12130461B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-10-29 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Functionalized waveguide for a detector system |
| WO2021047919A1 (de) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Kamerasystem für ein fahrzeug |
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