JPH10132934A - 車両用光レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、組立性の向上が図られ、車載時
のデザイン上の制約を解消でき、十分な距離測定性能が
得られる車両用光レーダ装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 発光素子１５がパルスモータ１９の中空
軸３１の一端側に配置されている。そして、送光ミラー
３０ａおよび受光ミラー３０ｂを一体に成形されたミラ
ー組立体３０が中空軸３１の他端に固着されている。さ
らに受光素子２４が反射ミラー３０ｂの集光位置に配設
されている。発光素子１５から出射された送光ビーム
は、送光レンズ１６および中空軸３１の中空部３１ａを
通って送光ミラー３０ａに導かれケース１２外に送光さ
れる。対象物で反射された送光ビームは受光ミラー３０
ｂで反射集光され、受光素子２４に受光される。

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、発光源からビー
ム光を照射し、対象物からの反射光を受光して該対象物
までの距離を検出する車両用光レーダ装置に関し、特に
発光源からのビーム光を走査させて広い範囲で対象物を
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】図５は例えば特開平３−１７５３９０号
公報に記載された従来の車両用光レーダ装置を示す断面
図である。図において、レーザダイオード１、フォトダ
イオード２、光アイソレータ３、凹面鏡４およびパルス
モータ５がケース７内の仕切り板８，９，１０により区
画された各スペースにそれぞれ収容されている。そし
て、凹面鏡４は、レーザダイオード１が配置された位置
を焦点位置とするように配置され、パルスモータ５の回
転軸に装着されて、レーザダイオード１の光軸を中心軸
として回転できるようになっている。また、光アイソレ
ータ３は、レーザダイオード１と凹面鏡４との間に、レ
ーザダイオード１の光軸に対して所定の角度をもって斜
めに配置され、レーザダイオード１からのビーム光を透
過させて凹面鏡４に導き、かつ、凹面鏡４からの反射光
を反射してフォトダイオード２に導くようになってい
る。さらに、防塵用ガラス板６が凹面鏡４の回転円周方
向で該凹面鏡４を包囲するようにケース７に設けられて
いる。なお、各仕切り板８，９，１０には、対象物の検
出動作が遂行できるように、ビーム光を通過させる貫通
孔が設けられている。

【０００３】つぎに、上記従来の車両用光レーダ装置の
動作について説明する。レーザダイオード１から出射さ
れた送光ビームは、光アイソレータ３を透過し凹面鏡４
に導かれる。そして、凹面鏡４に導かれた送光ビーム
は、パルスモータ５により回転されている凹面鏡４で反
射され、ほぼ平行なビーム光となって、防塵用ガラス板
６を透過してケース７外に照射される。このケース７外
に照射された送光ビームは、凹面鏡４の回転円周方向に
走査され、対象物があれば、該対象物で反射される。そ
して、対象物で反射された送光ビームの反射光は、防塵
用ガラス板６を透過して凹面鏡４に至り、凹面鏡４でレ
ーザダイオード１の方向に反射集光される。この凹面鏡
４で反射集光された反射光は、光アイソレータ３で反射
されてフォトダイオード２に導かれる。そして、演算処
理手段（図示せず）により、レーザダイオード１の発光
信号とフォトダイオード２の受光信号とに基づいて、対
象物までの距離が演算される。さらに、対象物からの反
射光をフォトダイオード２が受光した時のパルスモータ
５の励磁相と基準位置との関係から、対象物の方向が検
知される。

【０００４】図６は従来の車両用光レーダ装置の他の例
を示す断面図である。図において、ポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂等の光透過材からなるケース１２が内
部を外部から隔離するようにカバー１１に装着されてい
る。そして、ホルダ２０がケース１２内を上下に区画す
るようにケース１２内に配設されている。アクチュエー
タとしてのパルスモータ１９はその回転軸１９ａを両側
に延出するように構成され、該回転軸１９ａの両端がケ
ース１２内の区画された上下空間に延出するようにホル
ダ２０に取り付けられている。また、電子回路が組み込
まれた基板１３，１４がパルスモータ１９を挟んでケー
ス１２内に配設されている。この基板１３には、レーザ
ダイオード等の発光素子１５が実装されている。さら
に、発光素子１５から出射された送光ビームを所定の広
がり角に調整する送光レンズ１６がホルダ１７に保持さ
れて実装されている。そして、送光ミラー１８がパルス
モータ１９の回転軸１９ａの一端側（基板１３と相対す
る側）に、該回転軸１９ａの軸心に対して所定の角度を
もって斜めに固着されている。この時、発光素子１５の
光軸と回転軸１９ａの軸心とは、互いに一致している。
一方、基板１４には、受光光を電気信号に変換するフォ
トダイオード等の受光素子２４が実装されている。ま
た、パルスモータ１９の回転軸１９ａの他端側（基板１
４と相対する側）には、ホルダ２１が嵌着固定されてい
る。このホルダ２１には、対象物からの反射光を受光素
子２４に集光する受光レンズ２２が取り付けられ、さら
に受光レンズ２２からの反射光の向きを変えて受光素子
２４に導く受光ミラー２３が取り付けられている。な
お、図中２５は、このように構成された車両用光レーダ
装置が装着された車両表面を示している。

【０００５】つぎに、上記従来の車両用光レーダ装置の
動作について説明する。車両用レーダ装置が動作してい
る時には、パルスモータ１９が駆動されて、送光ミラー
１８と受光レンズ２２とが同期して回転されている。発
光素子１５から出射された送光ビームは、送光レンズ１
６により所定の広がり角に調整されて送光ミラー１８に
導かれる。そして、送光ミラー１８に導かれた送光ビー
ムは、パルスモータ１９により回転されている送光ミラ
ー１８で反射され、ケース１２外に照射される。このケ
ース１２外に照射された送光ビームは、送光ミラー１８
の回転円周方向に走査され、対象物があれば、該対象物
で反射される。そして、対象物で反射された送光ビーム
の反射光は、ケース１２を透過して受光レンズ２２に至
り、受光レンズ２２で集光される。そして、受光レンズ
２２で集光された反射光は、受光ミラー２３で反射され
て受光素子２４に導かれる。そして、演算処理手段（図
示せず）により、発光素子１５の発光信号と受光素子２
４の受光信号とに基づいて、対象物までの距離が演算さ
れる。さらに、対象物からの反射光を受光素子２４が受
光した時のパルスモータ１９の励磁相と基準位置との関
係から、対象物の方向が検知される。この時、送受光の
ビーム光が車両と干渉しないようにする必要があり、車
両用レーダ装置は車両表面２５から飛び出して車両に装
着されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５に示された従来の
車両用光レーダ装置は以上のように、レーザダイオード
１から出射された送光ビームおよび対象物からの送光ビ
ームの反射光が、同一の光アイソレータ３、凹面鏡４お
よび防塵用ガラス板６で透過あるいは反射されながら、
外部に照射され、あるいはフォトダイオード２に受光さ
れている。この送光ビームが外部に照射される過程にお
いて、送光ビームはその極一部が光アイソレータ３、凹
面鏡４および防塵用ガラス板６で反射あるいは散乱され
る。そして、光アイソレータ３、凹面鏡４および防塵用
ガラス板６で反射あるいは散乱されたこの僅かな送光ビ
ームも、対象物からの反射光とともにフォトダイオード
２に受光されてしまう。この僅かな送光ビームは、対象
物からの反射光に対して大きな比率を占めることにな
り、Ｓ／Ｎ比が大幅に低下し、十分な距離測定性能が得
られなくなるという課題があった。一方、図６に示され
た従来の車両用光レーダ装置は以上のように、パルスモ
ータ１９の一端側に発光素子１５、送光レンズ１６およ
び送光ミラー１８からなる送光光学系を配置し、他端側
に受光レンズ２２、受光ミラー２３および受光素子２４
からなる受光光学系を配置する構造を採っている。そこ
で、ケース１２において、送光ビームの送光領域と反射
光の受光領域とがパルスモータ１９の回転軸１９ａの軸
心方向にパルスモータ１９を挟んで位置しており、また
装置を車両に搭載する際に、送受光のビーム光が車両と
干渉しないようにする必要があることから、車両表面２
５からの装置の飛び出し量が大きくなり、デザイン上問
題があるという課題があった。また、送光ミラー１８お
よび受光ミラー２３がパルスモータ１９の回転軸１９ａ
の各端部に別々に組み込まれているので、送光ビームの
送光方向と反射光の受光方向とを精度よく一致させるよ
うに送光ミラー１８と受光ミラー２３とを組み込むこと
が困難であり、さらには発光素子１５および送光レンズ
１６を保持するホルダ１７からなる発光源の構成部材に
よる送光ビームの光軸と送光ミラー１８を駆動する回転
軸１９ａの軸心とを一致させることが困難であり、部品
の加工精度が高精度となるとともに、組立性が低下して
しまうという課題もあった。なお、送光ビームの送光方
向と反射光の受光方向とが大きくずれると、反射光の受
光ができなくなり、また送光ビームの光軸と回転軸１９
ａの軸心とが一致していない場合には、送光ビームが回
転円周方向に走査される際に、回転軸１９ａの軸方向に
変位しつつ走査されることになり、十分な距離測定性能
が得られなくなる。

【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、組立性の向上が図られ、車載時
のデザイン上の制約が解消され、かつ、十分な距離測定
性能が得られる車両用光レーダ装置を得ることを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る車
両用光レーダ装置は、送光ビームを出射する発光源と、
対象物によって反射される送光ビームの反射光を受光す
る受光素子と、送光ビームを反射して対象物に照射する
送光ミラーと、対象物からの送光ビームの反射光を反射
して受光素子に集光させる受光ミラーと、送光ミラーお
よび受光ミラーを同期して回転駆動させるアクチュエー
タとを有し、発光源の送光信号と受光素子の受光信号と
から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、発光源がアクチュエータの回転駆動軸の一端面
側に配置され、受光素子がアクチュエータの回転駆動軸
の他端面側に配置され、かつ、送光ミラーおよび受光ミ
ラーがアクチュエータの回転駆動軸の同一端面側に配置
されているものである。

【０００９】また、この第２の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第１の発明において、送光ミラーおよび
受光ミラーがアクチュエータの回転駆動軸の他端面側に
配置され、かつ、アクチュエータの回転駆動軸が円筒状
の中空軸で構成され、発光源から出射された送光ビーム
を中空軸の中空部を通して送光ミラーに導くようにした
ものである。

【００１０】また、この第３の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第２の発明において、導光体が中空軸の
中空部に配設され、かつ、その端面が凸面に形成され、
発光源から出射された送光ビームを導光体を通して所定
の広がり角に調整して送光ミラーに導くようにしたもの
である。

【００１１】また、この第４の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第１の発明において、送光ミラーおよび
受光ミラーがアクチュエータの回転駆動軸の一端面側に
配置され、アクチュエータの回転駆動軸が円筒状の中空
軸で構成され、かつ、導光体が中空軸の中空部に配設さ
れ、対象物からの送光ビームの反射光を導光体を通して
受光素子に導くようにしたものである。

【００１２】また、この第５の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、送光ビームを出射する発光源と、対象物によ
って反射される送光ビームの反射光を受光する受光素子
と、送光ビームを反射して対象物に照射する送光ミラー
と、対象物からの送光ビームの反射光を反射して受光素
子に集光させる受光ミラーと、送光ミラーおよび受光ミ
ラーを同期して回転駆動させる円筒状の中空軸と、アク
チュエータと、アクチュエータの回転トルクを中空軸に
伝達する動力伝達手段とを有し、発光源の送光信号と受
光素子の受光信号とから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、発光源が中空軸の一端面側
に配置され、受光素子が中空軸の他端面側に配置され、
かつ、送光ミラーおよび受光ミラーが中空軸の同一端面
側に配置されているものである。

【００１３】また、この第６の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第５の発明において、送光ミラーおよび
受光ミラーが中空軸の他端面側に配置され、発光源から
出射された送光ビームを中空軸の中空部を通して送光ミ
ラーに導くようにしたものである。

【００１４】また、この第７の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第６の発明において、導光体が中空軸の
中空部に配設され、かつ、その端面が凸面に形成され、
発光源から出射された送光ビームを導光体を通して所定
の広がり角に調整して送光ミラーに導くようにしたもの
である。

【００１５】また、この第８の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第５の発明において、送光ミラーおよび
受光ミラーが中空軸の一端面側に配置され、かつ、導光
体が中空軸の中空部に配設され、対象物からの送光ビー
ムの反射光を導光体を通して受光素子に導くようにした
ものである。

【００１６】また、この第９の発明に係る車両用光レー
ダ装置は、上記第２又は第６の発明において、発光源の
構成部材に係合部を設け、かつ、中空軸の保持部材に被
係合部を設け、係合部を被係合部に係合させて、発光源
から出射される送光ビームの光軸と中空軸の軸心とを一
致させるようにしたものである。

【００１７】また、この第１０の発明に係る車両用光レ
ーダ装置は、上記第１乃至第９の発明のいずれかの発明
において、送光ミラーと受光ミラーとが一体に成形され
ているものである。

【００１８】また、この第１１の発明に係る車両用光レ
ーダ装置は、上記第１０発明において、送光ミラーと受
光ミラーとの中間部が遊嵌されて該中間部で送光ミラー
側と受光ミラー側とに区画する遮蔽板を設け、かつ、中
間部周りで遮蔽板の厚み方向で該遮蔽板と重なり合う鍔
部を中間部に設け、遮蔽板と鍔部とで送光ミラー側から
受光ミラー側への光の漏れを防止するようにしたもので
ある。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る車
両用光レーダ装置を示す断面図であり、図において図６
に示した従来の車両用光レーダ装置と同一または相当部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。図におい
て、ホルダ１７は有底円筒状に成形され、その上部外周
部が係合部としての嵌合部１７ａを構成し、底部に発光
素子１５を外径基準で位置決めする貫通孔１７ｂが設け
られている。このホルダ１７は、基板１３に実装された
発光素子１５を貫通孔１７ｂ内に挿入するようにして基
板１３に取り付けられる。そして、送光レンズ１６がホ
ルダ１７内に内径基準に保持されている。ここで、発光
源は、発光素子１５、送光レンズ１６およびホルダ１７
から構成され、発光素子１５の光軸が、送光レンズ１６
の中心を通り、かつ、嵌合部１７ａの中心軸と一致する
ようになっている。また、アクチュエータとしてのパル
スモータ１９は、中空部３１ａを有する回転駆動軸とし
ての中空軸３１がベアリング３２を介して保持部材とし
てのハウジング３３およびカバー３４に回転自在に装着
され、永久磁石３７が中空軸３１の外周に固着され、さ
らにコイル３５およびコイル３５の磁極を構成するステ
ータ３６が永久磁石３７の周りに配設されて構成されて
いる。このカバー３４には、ホルダ１７の嵌合部１７ａ
に嵌合される被係合部としての筒状の嵌合部３４ａが中
空軸３１と同心状に形成されている。

【００２０】また、ミラー組立体３０は、送光ビームを
所定の方向に反射する送光ミラー３０ａ、対象物からの
送光ビームの反射光を受光素子２４に反射集光する受光
ミラー３０ｂ、送光ミラー３０ａと受光ミラー３０ｂと
の中間部にこれらと一体に設けられた円形断面の胴部３
０ｃおよびこの胴部３０ｃの受光ミラー３０ｂ側に胴部
３０ｃの全周にわたって径方向に延設された鍔部３０ｄ
とから構成されている。また、送光ミラー３０ａには、
ハウジング３３から突出する中空軸３１の先端に嵌合さ
れる嵌合穴３０ｅが設けられている。なお、このミラー
組立体３０は例えば樹脂材を所望の形状に成形した後、
所定の部位にアルミコーティング等の反射コーティング
を施して送光ミラー３０ａおよび受光ミラー３０ｂを構
成している。ここで、送光ミラー３０ａは中空軸３１の
軸心に対して４５°の角度をもつ平面鏡に形成され、受
光ミラー３０ｂは凹面鏡に形成されている。さらに、ベ
ース２０および遮蔽板３８がケース１２内に互いに平行
に配設されて、ケース１２内がパルスモータ１９を収容
する第１の空間１２ａ、送光ミラー３０ａを収容する第
２の空間１２ｂおよび受光ミラー３０ｂを収容する第３
の空間１２ｃに区画されている。

【００２１】ここで、ミラー組立体３０は、胴部３０ｃ
が遮蔽板３８の貫通孔３８ａに遊嵌され、送光ミラー３
０ａが第２の空間１２ｂ内に位置し、かつ、受光ミラー
３０ｂが第３の空間１２ｃ内に位置するように、配置さ
れている。そして、鍔部３０ｄが胴部３０ｃの外周部で
遮蔽板３８と中空軸３１の軸心方向で互いに重なり合っ
ている。さらに、第３の空間１２ｃ内には、基板１４に
実装された受光素子２４が受光ミラー３０ｃの焦点位置
に配設されている。また、パルスモータ１９が、ハウジ
ング３３をベース２０の貫通孔に圧入されて、中空軸３
１が第２の空間１２ｂ内に突出するようにベース２０に
固着されている。そして、第２の空間１２ｂ内に突出す
る中空軸３１の先端にミラー組立体３０の嵌合穴３０ｅ
が圧入され、ミラー組立体３０が中空軸３１に位置決め
されて固着されている。さらに、カバー３４に設けられ
た嵌合部３４ａがホルダ１７の嵌合部１７ａに嵌め込ま
れ、中空軸３１と基板１３に実装された発光素子１５と
の位置決めが行われている。

【００２２】このように構成された車両用光レーダ装置
は、発光素子１５の光軸と中空軸３１の軸心とが一致さ
れ、受光素子２４が発光素子１５の光軸の延長線上に配
置され、送光ミラー３０ａと受光ミラー３０ｂとがパル
スモータ１９の中空軸３１により同期して回転駆動され
るようになっている。そして、この車両用光レーダ装置
は、第２および第３の空間１２ｂ，１２ｃが車両表面２
５から飛び出すように車両に装着されている。

【００２３】つぎに、この実施の形態１の動作について
説明する。車両用レーダ装置が動作している時には、パ
ルスモータ１９が駆動され、中空軸３１が回転される。
そして、中空軸３１に固着されているミラー組立体３０
が回転される。即ち、送光ミラー３０ａと受光ミラー３
０ｂとが同期して中空軸３１の軸心を回転中心として回
転される。発光素子１５から出射された送光ビームは、
送光レンズ１６により所定の広がり角に調整され、中空
軸３１の中空部３１ａを通って送光ミラー３０ａに導か
れる。そして、送光ミラー３０ａに導かれた送光ビーム
は、送光ミラー３０ａで反射され、ケース１２外に照射
される。このケース１２外に照射された送光ビームは、
送光ミラー３０ａの回転円周方向に走査され、対象物が
あれば、該対象物で反射される。そして、対象物で反射
された送光ビームの反射光は、ケース１２を透過して第
３の空間１２ｃ内の受光ミラー３０ｂに至り、受光ミラ
ー３０ｂで反射集光されて受光素子２４に導かれる。そ
して、演算処理手段（図示せず）により、発光素子１５
の発光信号と受光素子２４の受光信号とに基づいて、対
象物までの距離が演算される。さらに、対象物からの反
射光を受光素子２４が受光した時のパルスモータ１９の
励磁相と基準位置との関係から、対象物の方向が検知さ
れる。

【００２４】このように、この実施の形態１によれば、
発光素子１５、送光レンズ１６およびホルダ１７からな
る発光源がパルスモータ１９の中空軸３１の一端面側に
配置され、受光素子２４が中空軸３１の他端面側に配置
され、かつ、送光ミラー３０ａおよび受光ミラー３０ｂ
が中空軸３１の他端面側に配置されている。そこで、車
両用光レーダ装置は、中空軸３１の他端面側のみを車両
表面２５から飛び出して車両に搭載すればよく、車両表
面２５からの飛び出し量を小さくすることができ、車載
時のデザイン上の制約を解消することができる。また、
送光ミラー３０ａと受光ミラー３０ｂとをミラー組立体
３０として一体に成形しているので、送光ビームの走査
領域と対象物からの反射光の受光領域とを中空軸３１の
軸心方向、即ち車両表面２５からの飛び出し方向で近接
させることができ、その分車両表面２５からの装置の飛
び出し量を小さくすることができる。また、送光ミラー
３０ａと受光ミラー３０ｂとの相対位置が高精度に確保
でき、送光ビームの送光方向と反射光の受光方向とが高
精度に一致され、精度よく距離測定を行うことができ
る。また、ミラー組立体３０を中空軸３１の先端に固着
するだけで、送光ミラー３０ａと受光ミラー３０ｂとを
同期して回転駆動できるようになり、組立性を向上させ
ることができる。

【００２５】また、中空軸３１の中空部３１ａを通して
発光素子１５から出射された送光ビームを送光ミラー３
０ａに導くようにしているので、発光素子１５から送光
ミラー３０ａへの送光ビームの伝達系に特別な光学系を
用いる必要がなく、構成の簡素化が図られ、組立性の向
上および低コスト化が達成される。また、中空軸３１を
支持するカバー３４に設けられた嵌合部３４ａと、ホル
ダ１７に設けられた嵌合部１７ａとを嵌合させて、ミラ
ー組立体３０の送光ミラー３０ａの回転軸心である中空
軸３１の軸心と発光素子１５の光軸とを一致させている
ので、送光ビームを中空軸３１の軸心方向に変位するこ
となく回転円周方向に走査することができる。また、遮
蔽板３８がケース１２内に第２の空間１２ｂと第３の空
間１２ｃとに区画するように配設され、ミラー組立体３
０の胴部３０ｃが遮蔽板３８の貫通孔３８ａに遊嵌さ
れ、かつ、鍔部３０ｄが中空軸３１の軸心方向（遮蔽板
３８の厚み方向）で遮蔽板３８と互いに重なり合うよう
になっている。そこで、第２の空間１２ｂ内で反射ある
いは散乱された送光ビームが、遮蔽板３８および鍔部３
０ｄにより第３の空間１２ｃ側に入射することが阻止さ
れ、受光素子２４に受光されることが防止される。その
結果、Ｓ／Ｎ比の低下が抑えられ、十分な距離測定性能
が得られる。

【００２６】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２に係る車両用光レーダ装置を示す断面図である。こ
の実施の形態２におけるミラー組立体３０では、ハウジ
ング３３から突出する中空軸３１の先端に嵌合される嵌
合穴３０ｅが受光ミラー３０ｂに設けられている。ま
た、ベース２０および遮蔽板３８がケース１２内に互い
に平行に配設されて、ケース１２内がパルスモータ１９
を収容する第１の空間１２ａ、受光ミラー３０ｂを収容
する第３の空間１２ｃおよび送光ミラー３０ａを収容す
る第２の空間１２ｂに区画されている。また、パルスモ
ータ１９が、ハウジング３３をベース２０の貫通孔に圧
入されて、中空軸３１が第３の空間１２ｃ内に突出する
ようにベース２０に固着されている。そして、第３の空
間１２ｃ内に突出する中空軸３１の先端にミラー組立体
３０の嵌合穴３０ｅが圧入され、ミラー組立体３０が中
空軸３１に位置決めされて固着されている。このミラー
組立体３０は、胴部３０ｃが遮蔽板３８の貫通孔３８ａ
に遊嵌され、送光ミラー３０ａが第２の空間１２ｂ内に
位置し、かつ、受光ミラー３０ｂが第３の空間１２ｃ内
に位置するように、配置されている。そして、鍔部３０
ｄが胴部３０ｃの外周部で遮蔽板３８と中空軸３１の軸
心方向で互いに重なり合っている。

【００２７】受光素子２４は、カバー１１に取り付けら
れた基板１３上に、中空軸３１の軸端に近接して、か
つ、中空軸３１の軸心位置に実装されている。また、発
光素子１５は、遮蔽板３８で区画された第２の空間１２
ｂ内に、光軸が中空軸３１の軸心と一致するように基板
１４上に実装されている。さらに、送光レンズ１６は、
発光素子１５の光軸が送光レンズ１６の中心を通るよう
にホルダ１７に取り付けられている。また、ポリカーボ
ネート樹脂やガラス等の光透過材からなる導光体４０が
中空軸３１の中空部３１ａ内に充填されている。

【００２８】つぎに、この実施の形態２の動作について
説明する。車両用レーダ装置が動作している時には、パ
ルスモータ１９が駆動され、中空軸３１が回転される。
そして、中空軸３１に固着されているミラー組立体３０
が回転される。即ち、送光ミラー３０ａと受光ミラー３
０ｂとが同期して中空軸３１の軸心を回転中心として回
転される。発光素子１５から出射された送光ビームは、
送光レンズ１６により所定の広がり角に調整され、送光
ミラー３０ａに導かれる。そして、送光ミラー３０ａに
導かれた送光ビームは、送光ミラー３０ａで反射され、
第２の空間１２ｂを通ってケース１２外に照射される。
このケース１２外に照射された送光ビームは、送光ミラ
ー３０ａの回転円周方向に走査され、対象物があれば、
該対象物で反射される。そして、対象物で反射された送
光ビームの反射光は、ケース１２を透過して第３の空間
１２ｃ内の受光ミラー３０ｂに至り、受光ミラー３０ｂ
で反射集光されて、中空軸３１の中空部３１ａ内に配設
された導光体４０を通り、受光素子２４に導かれる。そ
して、演算処理手段（図示せず）により、発光素子１５
の発光信号と受光素子２４の受光信号とに基づいて、対
象物までの距離が演算される。さらに、対象物からの反
射光を受光素子２４が受光した時のパルスモータ１９の
励磁相と基準位置との関係から、対象物の方向が検知さ
れる。

【００２９】このように、この実施の形態２によれば、
上記実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、受
光ミラー３０ｂで反射された対象物からの反射光が導光
体４０を介して効率よく受光素子２４に受光され、距離
測定性能を向上させることができる。

【００３０】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３に係る車両用光レーダ装置を示す断面図である。図
において、ガラス等の光透過材からなる導光体５０が中
空軸３１の中空部３１ａ内に充填され、該導光体５０の
先端面が凸面５０ａに成形され、発光素子１５が光軸を
中空軸３１の軸心と一致させ、かつ、導光体５０の凸面
５０ａに近接して配置されている。なお、他の構成は、
上記実施の形態１と同様に構成されている。この実施の
形態３では、発光素子１５から出射された送光ビーム
は、導光体５０を通り所定の広がり角に調整されて送光
ミラー３０ａに導かれる。従って、この実施の形態３に
よれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。さ
らに、導光体５０の端面に凸面５０ａを成形してレンズ
効果を持たせているので、送光レンズ１６や送光レンズ
１６の保持部材が不要となり、発光源の構成部品点数が
削減され、その分組立性の向上および低コスト化を図る
ことができる。

【００３１】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４に係る車両用光レーダ装置を示す断面図である。図
において、パルスモータ１９が第１の空間１２ａ内に配
設されている。そして、パルスモータ１９のハウジング
３３には、被係合部としての嵌合部３３ａが設けられ、
この嵌合部３３ａに発光源を構成部品であるホルダ１７
の嵌合部１７ａが嵌合されている。また、円筒状の中空
軸５１がベアリング５２を介してベース２０およびハウ
ジング３３に回転自在に取り付けられている。この時、
ハウジング３３を介して発光源と中空軸５１とが位置決
めされ、中空軸５１の軸心と発光素子１５の光軸とが一
致するようになっている。さらに、ミラー組立体３０の
嵌合穴３０ｅがベース２０から突出する中空軸５１の先
端に嵌合されて、ミラー組立体３０が中空軸５１に位置
決めされて固着されている。中空軸５１にはギア５３が
一体に成形され、このギア５３がパルスモータ１９の出
力軸５４の先端に固着されているピニオン５５にかみあ
わされている。ここで、ギア５３およびピニオン５５が
動力伝達手段を構成している。なお、他の構成は上記実
施の形態１と同様に構成されている。

【００３２】つぎに、この実施の形態４の動作について
説明する。車両用レーダ装置が動作している時には、パ
ルスモータ１９が駆動され、パルスモータ１９の回転ト
ルクが出力軸５４、ピニオン５５およびギア５３を介し
て中空軸５１に伝達され、中空軸５１が回転される。そ
して、中空軸５１に固着されているミラー組立体３０が
回転される。即ち、送光ミラー３０ａと受光ミラー３０
ｂとが同期して中空軸５１の軸心を回転中心として回転
される。そこで、発光素子１５から出射された送光ビー
ムは、送光レンズ１６により所定の広がり角に調整さ
れ、中空軸５１の中空部５１ａを通って送光ミラー３０
ａに導かれる。そして、送光ミラー３０ａに導かれた送
光ビームは、送光ミラー３０ａで反射され、第２の空間
１２ｂを通ってケース１２外に照射される。このケース
１２外に照射された送光ビームは、送光ミラー３０ａの
回転円周方向に走査され、対象物があれば、該対象物で
反射される。そして、対象物で反射された送光ビームの
反射光は、ケース１２を透過して第３の空間１２ｃ内の
受光ミラー３０ｂに至り、受光ミラー３０ｂで反射集光
されて受光素子２４に導かれる。そして、演算処理手段
（図示せず）により、発光素子１５の発光信号と受光素
子２４の受光信号とに基づいて、対象物までの距離が演
算される。さらに、対象物からの反射光を受光素子２４
が受光した時のパルスモータ１９の励磁相と基準位置と
の関係から、対象物の方向が検知される。

【００３３】このように、この実施の形態４によれば、
駆動源であるパルスモータ１９をミラー組立体３０を回
転駆動する中空軸５１と別体で構成しているので、上記
実施の形態１に比べて、第１の空間１２ａの容積が大き
くなってしまう点を除いて、上記実施の形態１と同様の
効果が得られる。

【００３４】なお、上記実施の形態４では、上記実施の
形態１の車両用光レーダ装置において、駆動源であるパ
ルスモータ１９をミラー組立体３０を回転駆動する中空
軸５１と別体で構成するものとしているが、実施の形態
１に限らず、他の実施の形態に適用してもよい。また、
上記各実施の形態では、ケース１２として光透過材で構
成するものとしているが、ケース１２として可視光カッ
ト材を用いれば、距離測定時における可視光による外乱
を抑えることができ、測定精度を高めることができる。
さらに、発光素子１５から出射される送光ビームを選択
的に透過させるレーザ光透過材を用いれば、測定時にお
ける外乱を確実に抑えることができ、測定精度を一層高
めることができる。また、上記各実施の形態では、所望
の形状に成形された樹脂成型品に反射コーティングを施
して、送光ミラーおよび受光ミラーを一体に構成するも
のとしているが、所望の形状に成形された樹脂成型品に
平板の反射鏡および凹面鏡を組みつけて送光ミラーおよ
び受光ミラーを一体に構成してもよい。あるいは、送光
ミラーおよび受光ミラーを別体で成形した後、両者を固
着してもよい。

【００３５】

【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。

【００３６】この第１の発明によれば、送光ビームを出
射する発光源と、対象物によって反射される送光ビーム
の反射光を受光する受光素子と、送光ビームを反射して
対象物に照射する送光ミラーと、対象物からの送光ビー
ムの反射光を反射して受光素子に集光させる受光ミラー
と、送光ミラーおよび受光ミラーを同期して回転駆動さ
せるアクチュエータとを有し、発光源の送光信号と受光
素子の受光信号とから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、発光源がアクチュエータの回
転駆動軸の一端面側に配置され、受光素子がアクチュエ
ータの回転駆動軸の他端面側に配置され、かつ、送光ミ
ラーおよび受光ミラーがアクチュエータの回転駆動軸の
同一端面側に配置されているので、車載時の車両表面か
らの飛び出し量を小さくでき、デザイン上の制約を解消
できる車両用光レーダ装置が得られる。

【００３７】また、この第２の発明によれば、上記第１
の発明において、送光ミラーおよび受光ミラーがアクチ
ュエータの回転駆動軸の他端面側に配置され、かつ、ア
クチュエータの回転駆動軸が円筒状の中空軸で構成さ
れ、発光源から出射された送光ビームを中空軸の中空部
を通して送光ミラーに導くようにしたので、光学系の構
成が簡素化され、組立性の向上および低コスト化が図ら
れる。

【００３８】また、この第３の発明によれば、上記第２
の発明において、導光体が中空軸の中空部に配設され、
かつ、その端面が凸面に形成され、発光源から出射され
た送光ビームを導光体を通して所定の広がり角に調整し
て送光ミラーに導くようにしたので、発光源の構成部品
点数が削減でき、その分組立性の向上および低コスト化
が図られる。

【００３９】また、この第４の発明によれば、上記第１
の発明において、送光ミラーおよび受光ミラーがアクチ
ュエータの回転駆動軸の一端面側に配置され、アクチュ
エータの回転駆動軸が円筒状の中空軸で構成され、か
つ、導光体が中空軸の中空部に配設され、対象物からの
送光ビームの反射光を導光体を通して受光素子に導くよ
うにしたので、反射光が効率よく受光素子に受光され、
距離測定性能を向上させることができる。

【００４０】また、この第５の発明によれば、送光ビー
ムを出射する発光源と、対象物によって反射される送光
ビームの反射光を受光する受光素子と、送光ビームを反
射して対象物に照射する送光ミラーと、対象物からの送
光ビームの反射光を反射して受光素子に集光させる受光
ミラーと、送光ミラーおよび受光ミラーを同期して回転
駆動させる円筒状の中空軸と、アクチュエータと、アク
チュエータの回転トルクを中空軸に伝達する動力伝達手
段とを有し、発光源の送光信号と受光素子の受光信号と
から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、発光源が中空軸の一端面側に配置され、受光素
子が中空軸の他端面側に配置され、かつ、送光ミラーお
よび受光ミラーが中空軸の同一端面側に配置されている
ので、車載時の車両表面からの飛び出し量を小さくで
き、デザイン上の制約を解消できる車両用光レーダ装置
が得られる。

【００４１】また、この第６の発明によれば、上記第５
の発明において、送光ミラーおよび受光ミラーが中空軸
の他端面側に配置され、発光源から出射された送光ビー
ムを中空軸の中空部を通して送光ミラーに導くようにし
たので、光学系の構成が簡素化され、組立性の向上およ
び低コスト化が図られる。

【００４２】また、この第７の発明によれば、上記第６
の発明において、導光体が中空軸の中空部に配設され、
かつ、その端面が凸面に形成され、発光源から出射され
た送光ビームを導光体を通して所定の広がり角に調整し
て送光ミラーに導くようにしたので、発光源の構成部品
点数が削減でき、その分組立性の向上および低コスト化
が図られる。

【００４３】また、この第８の発明によれば、上記第５
の発明において、送光ミラーおよび受光ミラーが中空軸
の一端面側に配置され、かつ、導光体が中空軸の中空部
に配設され、対象物からの送光ビームの反射光を導光体
を通して受光素子に導くようにしたので、反射光が効率
よく受光素子に受光され、距離測定性能を向上させるこ
とができる。

【００４４】また、この第９の発明によれば、上記第２
又は第６の発明において、発光源の構成部材に係合部を
設け、かつ、中空軸の保持部材に被係合部を設け、係合
部を被係合部に係合させて、発光源から出射される送光
ビームの光軸と中空軸の軸心とを一致させるようにした
ので、組立性を向上させることができるとともに、送光
ビームを中空軸の軸心方向に変位させることなく回転円
周方向に走査でき、安定して距離測定を行うことができ
る。

【００４５】また、この第１０の発明によれば、上記第
１乃至第９の発明のいずれかの発明において、送光ミラ
ーと受光ミラーとが一体に成形されているので、組立性
を向上させることができるとともに、送光ミラーと受光
ミラーとの相対的な位置関係が高精度に確保され、送光
ビームの送光方向と反射光の受光方向とが高精度に一致
でき、精度よく距離測定を行うことができる。また、送
光ビームの走査領域を反射光の受光領域とを接近でき、
その分車両表面からの飛び出し量を小さくすることがで
きる。

【００４６】また、この第１１の発明によれば、上記第
１０発明において、送光ミラーと受光ミラーとの中間部
が遊嵌されて該中間部で送光ミラー側と受光ミラー側と
に区画する遮蔽板を設け、かつ、中間部周りで遮蔽板の
厚み方向で該遮蔽板と重なり合う鍔部を中間部に設け、
遮蔽板と鍔部とで送光ミラー側から受光ミラー側への光
の漏れを防止するようにしたので、Ｓ／Ｎ比の低下が抑
えられ、距離測定性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用光レー
ダ装置を示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る車両用光レー
ダ装置を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る車両用光レー
ダ装置を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態４に係る車両用光レー
ダ装置を示す断面図である。

【図５】 従来の車両用光レーダ装置の一例を示す断面
図である。

【図６】 従来の車両用光レーダ装置の他の例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１５ 発光素子（発光源）、１６ 送光レンズ（発光
源）、１７ ホルダ（発光源）、１７ａ 嵌合部（係合
部）、１９ パルスモータ（アクチュエータ）、２４
受光素子、３０ ミラー組立体、３０ａ 送光ミラー、
３０ｂ 受光ミラー、３０ｃ 胴部（中間部）、３０ｄ
鍔部、３１ 中空軸（回転駆動軸）、３１ａ 中空
部、３３ ハウジング（保持部材）、３３ａ 嵌合部
（係合部）、３４ カバー（保持部材）、３４ａ 嵌合
部（被係合部）、３８ 遮蔽板、３８ａ貫通孔、４０、
５０ 導光体、５０ａ 凸面、５１ 中空軸、５１ａ
中空部、５３ ギア（動力伝達手段）、５４ ピニオン
（動力伝達手段）。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送光ビームを出射する発光源と、対象物
   によって反射される前記送光ビームの反射光を受光する
   受光素子と、前記送光ビームを反射して前記対象物に照
   射する送光ミラーと、前記対象物からの前記送光ビーム
   の反射光を反射して前記受光素子に集光させる受光ミラ
   ーと、前記送光ミラーおよび前記受光ミラーを同期して
   回転駆動させるアクチュエータとを有し、前記発光源の
   送光信号と前記受光素子の受光信号とから前記対象物ま
   での距離を検出する車両用光レーダ装置において、 前記発光源が前記アクチュエータの回転駆動軸の一端面
   側に配置され、前記受光素子が前記アクチュエータの回
   転駆動軸の他端面側に配置され、かつ、前記送光ミラー
   および前記受光ミラーが前記アクチュエータの回転駆動
   軸の同一端面側に配置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】 送光ミラーおよび受光ミラーがアクチュ
   エータの回転駆動軸の他端面側に配置され、かつ、前記
   アクチュエータの回転駆動軸が円筒状の中空軸で構成さ
   れ、発光源から出射された送光ビームを前記中空軸の中
   空部を通して前記送光ミラーに導くようにしたことを特
   徴とする請求項１記載の車両用光レーダ装置。
3. 【請求項３】 導光体が中空軸の中空部に配設され、か
   つ、その端面が凸面に形成され、発光源から出射された
   送光ビームを前記導光体を通して所定の広がり角に調整
   して送光ミラーに導くようにしたことを特徴とする請求
   項２記載の車両用光レーダ装置。
4. 【請求項４】 送光ミラーおよび受光ミラーがアクチュ
   エータの回転駆動軸の一端面側に配置され、前記アクチ
   ュエータの回転駆動軸が円筒状の中空軸で構成され、か
   つ、導光体が前記中空軸の中空部に配設され、対象物か
   らの送光ビームの反射光を前記導光体を通して受光素子
   に導くようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両
   用光レーダ装置。
5. 【請求項５】 送光ビームを出射する発光源と、対象物
   によって反射される前記送光ビームの反射光を受光する
   受光素子と、前記送光ビームを反射して前記対象物に照
   射する送光ミラーと、前記対象物からの前記送光ビーム
   の反射光を反射して前記受光素子に集光させる受光ミラ
   ーと、前記送光ミラーおよび前記受光ミラーを同期して
   回転駆動させる円筒状の中空軸と、アクチュエータと、
   前記アクチュエータの回転トルクを前記中空軸に伝達す
   る動力伝達手段とを有し、前記発光源の送光信号と前記
   受光素子の受光信号とから前記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、 前記発光源が前記中空軸の一端面側に配置され、前記受
   光素子が前記中空軸の他端面側に配置され、かつ、前記
   送光ミラーおよび前記受光ミラーが前記中空軸の同一端
   面側に配置されていることを特徴とする車両用光レーダ
   装置。
6. 【請求項６】 送光ミラーおよび受光ミラーが中空軸の
   他端面側に配置され、発光源から出射された送光ビーム
   を前記中空軸の中空部を通して前記送光ミラーに導くよ
   うにしたことを特徴とする請求項５記載の車両用光レー
   ダ装置。
7. 【請求項７】 導光体が中空軸の中空部に配設され、か
   つ、その端面が凸面に形成され、発光源から出射された
   送光ビームを前記導光体を通して所定の広がり角に調整
   して送光ミラーに導くようにしたことを特徴とする請求
   項６記載の車両用光レーダ装置。
8. 【請求項８】 送光ミラーおよび受光ミラーが中空軸の
   一端面側に配置され、かつ、導光体が前記中空軸の中空
   部に配設され、対象物からの送光ビームの反射光を前記
   導光体を通して受光素子に導くようにしたことを特徴と
   する請求項５記載の車両用光レーダ装置。
9. 【請求項９】 発光源の構成部材に係合部を設け、か
   つ、中空軸の保持部材に被係合部を設け、前記係合部を
   前記被係合部に係合させて、前記発光源から出射される
   送光ビームの光軸と前記中空軸の軸心とを一致させるよ
   うにしたことを特徴とする請求項２又は請求項６記載の
   車両用光レーダ装置。
10. 【請求項１０】 送光ミラーと受光ミラーとが一体に成
    形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の
    いずれかに記載の車両用光レーダ装置。
11. 【請求項１１】 送光ミラーと受光ミラーとの中間部が
    遊嵌されて該中間部で送光ミラー側と受光ミラー側とに
    区画する遮蔽板を設け、かつ、前記中間部周りで前記遮
    蔽板の厚み方向で該遮蔽板と重なり合う鍔部を前記中間
    部に設け、前記遮蔽板と前記鍔部とで前記送光ミラー側
    から前記受光ミラー側への光の漏れを防止するようにし
    たことを特徴とする請求項１０記載の車両用光レーダ装
    置。