レーダ装置
【課題】機械走査方式のレーダ装置における受光素子の数を低減して、装置のコストダウン、小型化を図ることが可能な機械走査方式のレーダ装置を提供する。
【解決手段】アンテナをモータで往復動させて走査する機械走査方式のレーダ装置であって、アンテナの反転、振り角をスリット板８と発光素子と受光素子を備えるエンコーダ７で検出する機械走査方式のレーダ装置において、エンコーダ７には、発光素子と、受光素子２８を設け、スリット板８に設けるスリット４は、スリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで、パターンを非対称とした。パターンを非対称とするには、スリット板８の左端と右端でスリット数を変える、スリットの幅を左右で変える、等がある。
【解決手段】アンテナをモータで往復動させて走査する機械走査方式のレーダ装置であって、アンテナの反転、振り角をスリット板８と発光素子と受光素子を備えるエンコーダ７で検出する機械走査方式のレーダ装置において、エンコーダ７には、発光素子と、受光素子２８を設け、スリット板８に設けるスリット４は、スリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで、パターンを非対称とした。パターンを非対称とするには、スリット板８の左端と右端でスリット数を変える、スリットの幅を左右で変える、等がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関し、特に、レーダ装置の中心軸に対して、アンテナ面が機械的に左右方向にスイングさせられて走査を行う機械走査方式のレーダ装置において、簡単な構成でレーダ装置のアンテナの走査角度を検出することができる機械走査方式のレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路を走行する前後の車両の衝突事故を未然に防止するために、車間距離警報システムが実用段階にあり、このシステムに使用される車間距離計測装置として車載用のレーダ装置が開発されている。このようなレーダ装置の１つとしてミリ波を使用したミリ波レーダ装置がある。ミリ波レーダ装置は、車両の前方にミリ波を所定の角度範囲で発射し、ターゲットに当たって反射して返ってきたミリ波を受信することによってターゲットとの距離、相対速度、角度（相対横位置）を求め、制御ＥＣＵにターゲットの位置を伝えるシステムである。
【０００３】
ミリ波レーダ装置においてターゲットとの角度を検出する方式には、大きく分けて機械走査方式と電子走査方式とがある。また、制御ＥＣＵにおいては、ミリ波レーダ装置から得たターゲット情報からブレーキ制御、アクセル制御、シートベルト制御、ドライバーへの警告などを行い、前方車両との車間を制御するアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）や、緊急ブレーキング時にシートベルトをモータによって巻き取って乗員の初期拘束性を高めるプリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ）などのシステムを構築している。
【０００４】
本願出願人は、機械走査方式のミリ波レーダ装置を車両に取り付ける際のアンテナの電波の送信軸の、車両軸との軸合わせとして、レーダ装置の電波の照射角度を計測して、これが車両軸と平行になるように調整する方法を特許文献１において提案している。
【０００５】
図１（ａ）は、このようなレーダ装置１０の車両（自動車）５０への取り付け位置の一例を示すものである。この例のレーダ装置１０は、車両５０のバンパ５１の背後に搭載されている。レーダ装置はこの他にも、フロントグリル５２の背後に設置される場合もある。図１（ｂ）は（ａ）のレーダ装置１０の外観を示すものである。レーダ装置１０は、シャーシ１とカバー２とから構成されている。一般に、シャーシ１は金属製であり、カバー２は樹脂製である。シャーシ１とカバー２は風雨が侵入しないように接続部１１で密封され、接続部１１の周囲に設けられた取付片１２にネジやボルトが挿通されて自動車に取り付けられる。
【０００６】
図２（ａ）は、図１（ｂ）に示したレーダ装置１０からカバー２を取り外した状態を示すものであり、機械走査方式の構成を示している。この図から分かるように、シャーシ１の内部には電波の送信、及び受信を行うアンテナ３が設けられている。シャーシ１のカバー２との接続部１１には溝部１３が形成されており、この溝部１３にカバー２の開口端２３が挿入されてカバー２がシャーシ１に取り付けられる。そして、この溝部１３とカバー２との間を、図示しないシール材でシールすることにより、溝部１３に嵌め込まれたカバー２によりシャーシ１が密封されることになる。
【０００７】
そして、機械走査方式のレーダ装置１０には、アンテナ３を左右に振るための駆動機構が内蔵されていると共に、左右に振られたアンテナ３の振り角（アンテナ位置）を検出するためのエンコーダ７とスリット板８が設けられている。図２（ｂ）は（ａ）のシャーシ１を側面から見たものである。シャーシ１の中には、詳細な機構は図示及び説明を省略するが、アンテナ３を（ｃ）のように左右にスイングさせることができるアンテナ３の駆動機構３０が設けられている。４はスリット板８に設けられているスリットである。この駆動機構３０により、アンテナ３は（ｃ）に実線で示す位置から破線で示す位置の間でスイングすることができる。なお、図２（ａ）〜（ｃ）に示す取付片１２に取り付けられている符号６で示す部材は、弾性体で形成されたグロメットである。
【０００８】
図３（ａ）は、図２（ａ）から（ｃ）に示したスリット板８の詳細な構成を示すものである。スリット板８にはアンテナ３にスリット板８を取り付けるための３つの取付孔８１と、複数のスリット４が設けられている。これら複数のスリット４は、同じ形状をしていると共に、スリット板８がアンテナ３に取り付けられた時のアンテナ３のスイング中心Ｙに対して放射状に等間隔で並んでいる。この図に示す一点鎖線Ｔがスリット４の中心部のスイング軌跡であり、後述するエンコーダの受光素子はこのスイング軌跡Ｔの上に配置されている。
【０００９】
図３（ｂ）は、説明を簡単にするために、図２に示したスリット板８に設けられた複数個のスリット４の数を減らすと共に、スリット４の配置を直線状にし、スリット板８の往復動作も直線としたモデル図である。このモデル図ではスリット板８は矢印で示すように左右に往復直線運動するものとし、スリット４は同じ大きさのものがこのスリット板８の上に等間隔に並んでいるものとする。そして、エンコーダ７は、図３（ｃ）に拡大して示すように、発光部７Ａと受光部７Ｂとから構成され、発光部７Ａと受光部７Ｂはこのスリット板８を挟むように設けられている。また、エンコーダ７は図示しない基板の上に実装されており、この基板にはエンコーダ７からの信号とアンテナからの信号を処理してターゲット位置情報を演算する演算装置がある。演算装置については後述する。
【００１０】
スリット板８の一方の側にあるエンコーダ７の発光部７Ａは、１個の発光素子１７を備えており、スリット板８の他方の側にある受光部７Ｂは、２個の受光素子２７を備えている。発光素子１７は、スリット板８に向けて光を照射する。２個の受光素子２７は、スリット板８に開けられたスリット４を通して入力される発光素子１７からの光が同時に入射されるように、スリット４の幅の範囲に並んで配置されている。エンコーダ７の発光部７Ａと受光部７Ｂの間をスリット板８が通過することにより、発光部７Ａから受光部７Ｂへの光が通過、遮断を繰り返す。演算装置は２チャンネルあるエンコーダ７の出力のエッジを検出し、エンコーダ７の出力パターンからアンテナの反転位置、アンテナの走査方向を検出する。
【００１１】
図４（ａ）は、図３（ｃ）に示した構成のエンコーダ７において、スリット板８が図３（ｃ）に示す状態から左方に移動した時の状態を示すものである。状態Ａは、図３（ｃ）に示す状態と同じ状態であり、発光素子１７からの光がスリット４を通じて２つの受光素子２７に入っている。ここで、左側の受光素子２７の出力をＣＨＡ，右側の受光素子２７の出力をＣＨＢとすると、状態Ａの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、図４（ｂ）に示すように共に”Ｈ”になる。
【００１２】
状態Ｂは、状態Ａからスリット板８が左方に移動し、発光素子１７からの光がスリット４を通じて一方の受光素子２７（ＣＨＡ）には入っているが、他方の受光素子２７（ＣＨＢ）には入っていない状態である。状態Ｂの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、図４（ｂ）に示すように、出力ＣＨＡが”Ｈ”のままであるが、出力ＣＨＢは”Ｌ”となる。状態Ｃは、状態Ｂからスリット板８が左方に移動し、発光素子１７からの光がスリット板８に遮断されて２つの受光素子２７の何れにも入っていない状態である。状態Ｃの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、共に”Ｌ”である。
【００１３】
状態Ｄは、状態Ｃからスリット板８が左方に移動し、発光素子１７からの光がスリット板８に遮断されて一方の受光素子２７（ＣＨＡ）には入っていないが、他方の受光素子２７（ＣＨＢ）にはスリット４を通じて入っている状態である。状態Ｄの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、出力ＣＨＡが”Ｌ”のままであるが、出力ＣＨＢは”Ｈ”となる。この後、受光素子２７の出力は、状態Ａの出力から状態Ｄの出力を繰り返す。
【００１４】
図５（ａ）は、スリット板８の左方への移動が状態Ｃで止まり、この後に右方に折り返す状態を示すものである。このときは、状態Ａから状態Ｃに進んだ後、スリット板８が逆方向に移動するので、状態Ｃの次は状態Ｂに戻り、以後は状態Ａ、状態Ｄ、状態Ｃ、状態Ｂが繰り返される。図５（ｂ）は時間に対するアンテナの振り角の変化を示すものであり、図５（ｃ）はこの時の受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢの変化の一例を示すものである。
【００１５】
例えば、スリット板８に設けられたスリット４が図３（ｂ）に示されるようなパターンであった場合、エンコーダ７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢの”Ｈ”と”Ｌ”の変化は図５（ｂ）、（ｃ）に示すようになり、出力ＣＨＡ，ＣＨＢが共に”Ｈ”になる組み合わせが２回続いたところがスリット板８の反転位置となる。そして、反転位置で検出したエッジが出力ＣＨＢであれば、スリット板８が左から右へ反転したと判定でき、反転位置で検出したエッジが出力ＣＨＡであれば、スリット板８が右から左へ反転したと判定できる。
【００１６】
図６はレーダ装置１０の演算装置とその周辺３０の構成を示すものであり、マイクロプロセッサ２０を備えている。アンテナ３の背面側にはミリ波ユニット５が設けられている。アンテナ３とミリ波ユニット５は、マイクロプロセッサ２０からの駆動パルスが入力されるモータドライバ３１によってモータ３２が駆動されると、走査動作を行う。また、アンテナ３とミリ波ユニット５の近傍には、前述のエンコーダ７が設けられており、エンコーダ７からのパルスはマイクロプロセッサ２０に入力される。更にミリ波ユニット５から出力されるＩＦ信号は、ミキサ、アンプ、フィルタを内蔵する処理回路９に入力され、この処理回路９においてターゲット信号（ビート信号）が生成されてマイクロプロセッサ２０に入力される。
【００１７】
マイクロコンピュータ２０は、エンコーダ９からのパルスと、処理回路９からのターゲット信号を処理してターゲット位置情報を演算する。また、２チャンネルあるエンコーダ７の出力のエッジを検出し、エンコーダ７の出力パターンからアンテナの反転位置、アンテナの走査方向を検出する。
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−２５５０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、一般に、図３（ｂ）に示したスリット板８には、アンテナ３の振り角より広い角度範囲でスリット４が設けられており、アンテナの軌跡に対してエンコーダ７の出力波形は図５（ｂ）に示したように、スリット板８とアンテナの位置関係のずれやバラツキ、スリット幅のバラツキ等により、スリット板８の反転位置におけるエンコーダ７の出力波形ＣＨＡ、ＣＨＢの論理、パルス幅にはあらゆるパターンが想定される。従来技術では、エンコーダ７の受光素子２７を２個設け、２つの出力波形ＣＨＡ、ＣＨＢを処理することにより、スリット板８の反転位置の検出及び走査方向を検出していた。従って、どうしてもエンコーダ７には受光素子２７が２個必要であり、数を減らすことができなかった。
【００２０】
そこで、本発明は、前記従来の機械走査方式のレーダ装置における受光素子の数を減らすことにより、演算装置の演算負荷を低減することができるレーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成する本発明のレーダ装置は、アンテナをモータで往復動させて走査し、アンテナの反転、振り角を、スリット板と発光素子と受光素子を備えるエンコーダで検出する機械走査方式のレーダ装置において、エンコーダには、対向する位置に発光素子と受光素子の１組のみを設け、スリット板に設けるスリットは、スリット板の中心に対して左方向と右方向とで、パターンを非対称としたことを特徴としている。
【００２２】
パターンを非対称とする方法としては、（１）スリットのパターンを、スリット板の中心に対して左端部に設けるスリット数と、右端部に設けるスリット数を変える、（２）スリットの幅を、スリット板の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板の中心に対して左方向と右方向とで変える、（３）スリットの幅を、スリット板の中心に対して離れる程狭くすると共に、狭くする割合をスリット板の中心に対して左方向と右方向とで変える、等がある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーダ装置に設けるスリット板のスリットのパターンをスリット板の中心に対して左右方向で変更することにより、エンコーダの受光素子の数を減らすことができ、レーダ装置の小型化、及びコストダウンを図ることができるという効果がある。また、演算装置の演算負荷を低減することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図７（ａ）は本発明の第１の実施例のスリット板８の構成を示すものである。第１の実施例のスリット板８に対しては、二点鎖線で示す位置にあるエンコーダ７には、１個の受光素子２８しか設けておらず、エンコーダ７からの出力は１チャンネルである。
【００２５】
本発明では、スリット板８に設けるスリット４は、スリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで、配置パターンを非対称としており、第１の実施例ではスリット板８の中心Ｃに対して左端部と右端部のみでスリット４の大きさ（幅）を変えたり、無くしたりしている。即ち、第１の実施例では、左端部に設けるスリット４は幅を拡大し、右端部に設けるスリット４は埋めて無くしており、具体的には、左端部では２つのスリット４を繋げて１つの大きなスリットとし、右端部では２つのスリット４を埋めて光遮断部を作り、スリットの数を０としている。
【００２６】
第１の実施例のスリット板８は、その全長に対して、符号Ｄで示す部分がエンコーダ７の受光素子２８の前を通過する部分であり、符号Ａ，Ｂで示す部分がスリット板８の反転位置である。そして、第１の実施例では、反転位置Ａではスリット４の幅を広くして、エンコーダ７の受光素子２８の前をこの広くしたスリット４が通過するようにしてあり、反転位置Ｂではスリット４を無くして、エンコーダ７の受光素子２８の前をこのスリット４を無くした部分が通過するようにしてある。
【００２７】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すスリット板８がスイングした時に、エンコーダ７から出力される出力信号を示すものである。図６に示したマイクロプロセッサ２０は、エンコーダ７から出力されるパルス信号の立ち上がり、立ち下がりエッジを検出し、各エッジ間の時間を検出しておく。エンコーダ７の前に反転位置Ａが来た場合について説明すると、この場合は、反転位置Ａの前では各エッジ間の時間ｔｎー３，ｔｎ−２，ｔｎ−１が略一定であるのに対して、反転位置Ａではスリット板８の移動が一旦停止し、反転位置Ａにおけるスリット４の幅が他のスリット４の幅より広いために、反転位置Ａにおけるエッジ間の時間ｔｎが長くなっている。
【００２８】
従って、第１の実施例では、パルス幅が長くなったことによって反転位置を検出することができる。そして、反転位置Ａでは、スリット４の幅が他のスリット４の幅より広いために、長時間に渡って”Ｈ”レベルが維持されるので。これによって反転位置Ａを特定することができる。逆に、反転位置Ｂでは、パルス幅が長くなったことによって反転位置を検出し、反転位置Ｂにはスリット４がないので、長時間に渡って”Ｌ”レベルが維持されることによって反転位置Ｂを特定することができる。
【００２９】
このように、第１の実施例では、スリット板４の両端部のスリットを、一方では幅を広くし、他方ではスリットを埋めて無くしているので、スリット板８の反転位置におけるエンコーダ７の出力パルス幅が大きくなると共に、出力論理が必ず反転するため、スリット板８の反転位置と動作方向を、１つの受光素子２８のみで検出することができる。この結果、機械走査方式のレーダ装置に比較的安価な１チャンネル出力のエンコーダを使用することができ、製品コストを下げることができる。また、一般的に２チャンネルのエンコーダに比べて１チャンネルの方がサイズが小さいため、製品を小型化できる。
【００３０】
図７（ｃ）は、第１の実施例の変形例のスリット板８の構成を示すものである。図７（ａ）に示したスリット板８では、左端部において２つのスリット４を繋げて１つの大きなスリットとし、右端部では２つのスリット４を埋めて光遮断部を作ってスリットの数を０とした。一方、この変形例ではスリット板８の左端部に位置する１つのスリット４の幅を端部側に広げて大きなスリット４とし、右端部では１つのスリット４を埋めて光遮断部を作っている。このように、第１の実施例では、スリット板８の中心Ｃに対して左端部と右端部のみでスリット４の幅を広げるか、スリット４を埋めているが、スリット４の広げ方とスリットの埋め方にはこの他にも種々の実施例が可能である。
【００３１】
図８（ａ）は、本発明の第２の実施例のスリット板８の構成とエンコーダ７を示すものである。第２の実施例では、スリット板８に設けるスリット４の幅を、スリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えている。
【００３２】
例えば、図８（ａ）に示す実施例では、スリット板８が左右に振れていない状態の時にエンコーダ７の前に位置するスリット４の幅を「１」とした場合に、スリット板８の中心に対して右側のスリット４の幅を、「１．１」、「１．３」、「１．５」、「１．７」のように定め、スリット板８の中心に対して左側のスリット４の幅を、「１．２」、「１．４」、「１．６」、「１．８」のように定めてある。スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅についても同様に、その幅を、スリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合を、スリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えている。
【００３３】
なお、スリット板８に設けるスリット４の幅を、スリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えておけば、スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅については一定であっても構わない。
【００３４】
図８（ｂ）は、スリット板８に設けるスリット４の幅、及びスリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅を、共にスリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えた場合の、エンコーダ７の出力波形を示すものである。図８（ａ）に示すスリット板８が、例えば、矢印Ｒで示す右方向に振れた場合、エンコーダ７からの出力波形のパルス幅（各エッジ間の時間）はｔｎ−４，ｔｎ−３，ｔｎ−２，ｔｎ−１，ｔｎ，ｔｎ＋１，ｔｎ＋２，ｔｎ＋３，ｔｎ＋４のように変化する。
【００３５】
ここで、パルス幅がｔｎ−４から次第に大きくなっていき、パルス幅ｔｎが最大であったとすると、パルス幅ｔｎが最大となった位置がスリット板８の反転位置であると判断できる。また、左右で異なるパルス幅の増大率を予め図６に示したマイクロプロセッサ２０に記憶させておけば、パルス幅の大きさによって、スリット板８の動作方向を判別することができる。パルス幅の変化は、ハイレベル”Ｈ”のパルス幅だけでも判断できるので、スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅については一定であっても構わないのである。
【００３６】
図８（ｃ）は、本発明の第３の実施例のスリット板８の構成とエンコーダ７を示すものである。第３の実施例では、スリット板８に設けるスリット４の幅を、スリット板８の中心に対して離れる程狭くすると共に、狭くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えている。また、第３の実施例では、スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅については一定としている。
【００３７】
第３の実施例では、エンコーダからのパルス出力波形の図示は省略するが、スリット板８がどちらかの方向に振れた場合、エンコーダ７からの出力波形のパルス幅が次第に小さくなっていき、最小のパルス幅となった後に再び増大する。よって、パルス幅が最小となった位置がスリット板８の反転位置であると判断できる。また、左右で異なるパルス幅の縮小率を予め図６に示したマイクロプロセッサ２０に記憶させておけば、パルス幅の大きさによって、スリット板８の動作方向を判別することができる。第３の実施例では、パルス幅の変化は、ハイレベル”Ｈ”のパルス幅だけで判断する。
【００３８】
図９（ａ）は、本発明の第４の実施例のスリット板の構成とエンコーダを示すものである。第４の実施例は、スリット板８に設けるスリット４のパターンを、スリット板８の中心Ｃに対して左端部と右端部のみで変更したものである。具体的には、スリット板８の左端部に設ける幅の狭いスリットの数と、右端部に設ける幅の狭いスリットの数を変えている。（ａ）に示す例では、スリット板８の左端部には幅の狭いスリット１４を２個設けており、右端部には幅の狭いスリット１４を１個設けている。残りのスリット４の幅は同じである。
【００３９】
図９（ｂ）は、（ａ）に示したスリット板８を挟んで設けられる図示しないエンコーダからの出力波形を示すものである。図８（ａ）に示すスリット板８が、例えば、最初に矢印Ｒで示す右方向に振れた場合、（ｂ）の上側の波形に示すように、エンコーダ７からの出力波形には、スリット板８の反転位置において２個の幅の狭いパルスが現れる。逆に、矢印Ｌで示す左方向に振れた場合、（ｂ）の下側の波形に示すように、エンコーダ７からの出力波形には、スリット板８の反転位置において１個の幅の狭いパルスが現れる。従って、パルス信号の各エッジ間の時間（パルス幅）を計算し、パルス幅が小さくなった時に反転位置と判定し、小さくなったパルス幅の数により、スリット板８の動作方向を判定することができる。
【００４０】
図１０は、図７（ａ）に示したスリット板８を使用した時に、エンコーダ７から出力されるパルスにより、アンテナの振り角を計算する方法を説明するものである。縦軸がアンテナの振り角（ｄｅｇ）、横軸が時間を示しており、符号ＡＴがアンテナの軌跡である。そして、アンテナの軌跡ＡＴが＋方向に変位している時には図７（ａ）のスリット板８が左方向に移動しており、アンテナの軌跡ＡＴが−方向に変位している時には図７（ａ）のスリット板８が右方向に移動していることを示す。
【００４１】
前述のように、エンコーダ７からの出力パルスの幅が大きくなってから後のエッジ検出位置がスリット板８の反転位置、即ちアンテナ反転位置である。この図では、エンコーダ７からの出力パルスの幅が長くハイレベル”Ｈ”を維持した後のエッジＡと、エンコーダ７からの出力パルスの幅が長くローレベル”Ｌ”を維持した後のエッジＢでアンテナ反転判定が行われる。アンテナの正確な反転位置は、例えば、アンテナ反転判定位置Ｂと、この前のエッジの位置Ｂ’の中心として求めることができ、アンテナの振り角０°の位置は、アンテナ反転判定位置Ａとアンテナ反転判定位置Ｂの中心として求めることができる。
【００４２】
また、エンコーダパルスのエッジ−エッジ間の時間と角度の関係は、スリット板８のスリット間隔（パルス幅Ｔｎ）で決まるため、アンテナの振り角０°の位置からの対象エッジまでの時間を計算すれば、アンテナの振り角を算出することができる。
【００４３】
以上本発明の実施例を機械走査方式のレーダ装置について説明したが、本発明のスリット板の構成は、レーダ装置以外にも、コピー機やプリンタ等で使用されているリニアエンコーダにも使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は車両において従来のレーダ装置を搭載する位置の一例を示す斜視図、（ｂ）はレーダ装置の一例の全体構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１（ｂ）に示したレーダ装置が機械走査方式である場合の、カバーと本体の分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の本体を側面から見た側面図、（ｃ）はレーダ装置のアンテナが走査する範囲を示す図である。
【図３】（ａ）は従来の機械走査方式のレーダ装置に使用するスリット板の拡大図、（ｂ）は（ａ）のスリット板とスリット板のスリットを読み取るエンコーダを正面から見たモデル図、（ｃ）は（ｂ）のスリット板とエンコーダを部分的に拡大して示す平面図である。
【図４】（ａ）は従来の機械走査方式のレーダ装置におけるスリット板の動作とエンコーダの位置関係を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）に示されるエンコーダの出力信号をスリット板に対応させて示すテーブルである。
【図５】（ａ）は従来の機械走査方式のレーダ装置におけるスリット板の折り返し動作とエンコーダの位置関係を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）に示されるスリット板の振り角とエンコーダの出力信号を対比させて示す説明図、（ｃ）はエンコーダの出力信号の変化からスリット板の折り返し位置を検出する手順を説明するテーブルである。
【図６】従来の機械走査方式のレーダ装置の内部構成を示すブロック構成図である。
【図７】（ａ）は本発明の第１の実施例のスリット板の構成を示す正面図、（ｂ）は受光素子の出力波形を示す波形図、（ｃ）は本発明の第１の実施例の変形例のスリット板の構成を示す正面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第２の実施例のスリット板の構成とエンコーダを示す正面図、（ｂ）は受光素子の出力波形を示す波形図、（ｃ）は本発明の第３の実施例のスリット板の構成を示す正面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第４の実施例のスリット板の構成とエンコーダを示す正面図、（ｂ）は受光素子の出力波形を示す波形図である。
【図１０】エンコーダからの出力パルスにより、アンテナの振り角を計算する方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ シャーシ
２ カバー
３ アンテナ
４ スリット
５ ミリ波ユニット
７ エンコーダ
７Ａ 発光部
７Ｂ 受光部
８ スリット板
１０ レーダ装置
１４ 幅の狭いスリット
１７ 発光素子
２７，２８ 受光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関し、特に、レーダ装置の中心軸に対して、アンテナ面が機械的に左右方向にスイングさせられて走査を行う機械走査方式のレーダ装置において、簡単な構成でレーダ装置のアンテナの走査角度を検出することができる機械走査方式のレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路を走行する前後の車両の衝突事故を未然に防止するために、車間距離警報システムが実用段階にあり、このシステムに使用される車間距離計測装置として車載用のレーダ装置が開発されている。このようなレーダ装置の１つとしてミリ波を使用したミリ波レーダ装置がある。ミリ波レーダ装置は、車両の前方にミリ波を所定の角度範囲で発射し、ターゲットに当たって反射して返ってきたミリ波を受信することによってターゲットとの距離、相対速度、角度（相対横位置）を求め、制御ＥＣＵにターゲットの位置を伝えるシステムである。
【０００３】
ミリ波レーダ装置においてターゲットとの角度を検出する方式には、大きく分けて機械走査方式と電子走査方式とがある。また、制御ＥＣＵにおいては、ミリ波レーダ装置から得たターゲット情報からブレーキ制御、アクセル制御、シートベルト制御、ドライバーへの警告などを行い、前方車両との車間を制御するアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）や、緊急ブレーキング時にシートベルトをモータによって巻き取って乗員の初期拘束性を高めるプリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ）などのシステムを構築している。
【０００４】
本願出願人は、機械走査方式のミリ波レーダ装置を車両に取り付ける際のアンテナの電波の送信軸の、車両軸との軸合わせとして、レーダ装置の電波の照射角度を計測して、これが車両軸と平行になるように調整する方法を特許文献１において提案している。
【０００５】
図１（ａ）は、このようなレーダ装置１０の車両（自動車）５０への取り付け位置の一例を示すものである。この例のレーダ装置１０は、車両５０のバンパ５１の背後に搭載されている。レーダ装置はこの他にも、フロントグリル５２の背後に設置される場合もある。図１（ｂ）は（ａ）のレーダ装置１０の外観を示すものである。レーダ装置１０は、シャーシ１とカバー２とから構成されている。一般に、シャーシ１は金属製であり、カバー２は樹脂製である。シャーシ１とカバー２は風雨が侵入しないように接続部１１で密封され、接続部１１の周囲に設けられた取付片１２にネジやボルトが挿通されて自動車に取り付けられる。
【０００６】
図２（ａ）は、図１（ｂ）に示したレーダ装置１０からカバー２を取り外した状態を示すものであり、機械走査方式の構成を示している。この図から分かるように、シャーシ１の内部には電波の送信、及び受信を行うアンテナ３が設けられている。シャーシ１のカバー２との接続部１１には溝部１３が形成されており、この溝部１３にカバー２の開口端２３が挿入されてカバー２がシャーシ１に取り付けられる。そして、この溝部１３とカバー２との間を、図示しないシール材でシールすることにより、溝部１３に嵌め込まれたカバー２によりシャーシ１が密封されることになる。
【０００７】
そして、機械走査方式のレーダ装置１０には、アンテナ３を左右に振るための駆動機構が内蔵されていると共に、左右に振られたアンテナ３の振り角（アンテナ位置）を検出するためのエンコーダ７とスリット板８が設けられている。図２（ｂ）は（ａ）のシャーシ１を側面から見たものである。シャーシ１の中には、詳細な機構は図示及び説明を省略するが、アンテナ３を（ｃ）のように左右にスイングさせることができるアンテナ３の駆動機構３０が設けられている。４はスリット板８に設けられているスリットである。この駆動機構３０により、アンテナ３は（ｃ）に実線で示す位置から破線で示す位置の間でスイングすることができる。なお、図２（ａ）〜（ｃ）に示す取付片１２に取り付けられている符号６で示す部材は、弾性体で形成されたグロメットである。
【０００８】
図３（ａ）は、図２（ａ）から（ｃ）に示したスリット板８の詳細な構成を示すものである。スリット板８にはアンテナ３にスリット板８を取り付けるための３つの取付孔８１と、複数のスリット４が設けられている。これら複数のスリット４は、同じ形状をしていると共に、スリット板８がアンテナ３に取り付けられた時のアンテナ３のスイング中心Ｙに対して放射状に等間隔で並んでいる。この図に示す一点鎖線Ｔがスリット４の中心部のスイング軌跡であり、後述するエンコーダの受光素子はこのスイング軌跡Ｔの上に配置されている。
【０００９】
図３（ｂ）は、説明を簡単にするために、図２に示したスリット板８に設けられた複数個のスリット４の数を減らすと共に、スリット４の配置を直線状にし、スリット板８の往復動作も直線としたモデル図である。このモデル図ではスリット板８は矢印で示すように左右に往復直線運動するものとし、スリット４は同じ大きさのものがこのスリット板８の上に等間隔に並んでいるものとする。そして、エンコーダ７は、図３（ｃ）に拡大して示すように、発光部７Ａと受光部７Ｂとから構成され、発光部７Ａと受光部７Ｂはこのスリット板８を挟むように設けられている。また、エンコーダ７は図示しない基板の上に実装されており、この基板にはエンコーダ７からの信号とアンテナからの信号を処理してターゲット位置情報を演算する演算装置がある。演算装置については後述する。
【００１０】
スリット板８の一方の側にあるエンコーダ７の発光部７Ａは、１個の発光素子１７を備えており、スリット板８の他方の側にある受光部７Ｂは、２個の受光素子２７を備えている。発光素子１７は、スリット板８に向けて光を照射する。２個の受光素子２７は、スリット板８に開けられたスリット４を通して入力される発光素子１７からの光が同時に入射されるように、スリット４の幅の範囲に並んで配置されている。エンコーダ７の発光部７Ａと受光部７Ｂの間をスリット板８が通過することにより、発光部７Ａから受光部７Ｂへの光が通過、遮断を繰り返す。演算装置は２チャンネルあるエンコーダ７の出力のエッジを検出し、エンコーダ７の出力パターンからアンテナの反転位置、アンテナの走査方向を検出する。
【００１１】
図４（ａ）は、図３（ｃ）に示した構成のエンコーダ７において、スリット板８が図３（ｃ）に示す状態から左方に移動した時の状態を示すものである。状態Ａは、図３（ｃ）に示す状態と同じ状態であり、発光素子１７からの光がスリット４を通じて２つの受光素子２７に入っている。ここで、左側の受光素子２７の出力をＣＨＡ，右側の受光素子２７の出力をＣＨＢとすると、状態Ａの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、図４（ｂ）に示すように共に”Ｈ”になる。
【００１２】
状態Ｂは、状態Ａからスリット板８が左方に移動し、発光素子１７からの光がスリット４を通じて一方の受光素子２７（ＣＨＡ）には入っているが、他方の受光素子２７（ＣＨＢ）には入っていない状態である。状態Ｂの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、図４（ｂ）に示すように、出力ＣＨＡが”Ｈ”のままであるが、出力ＣＨＢは”Ｌ”となる。状態Ｃは、状態Ｂからスリット板８が左方に移動し、発光素子１７からの光がスリット板８に遮断されて２つの受光素子２７の何れにも入っていない状態である。状態Ｃの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、共に”Ｌ”である。
【００１３】
状態Ｄは、状態Ｃからスリット板８が左方に移動し、発光素子１７からの光がスリット板８に遮断されて一方の受光素子２７（ＣＨＡ）には入っていないが、他方の受光素子２７（ＣＨＢ）にはスリット４を通じて入っている状態である。状態Ｄの受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢは、出力ＣＨＡが”Ｌ”のままであるが、出力ＣＨＢは”Ｈ”となる。この後、受光素子２７の出力は、状態Ａの出力から状態Ｄの出力を繰り返す。
【００１４】
図５（ａ）は、スリット板８の左方への移動が状態Ｃで止まり、この後に右方に折り返す状態を示すものである。このときは、状態Ａから状態Ｃに進んだ後、スリット板８が逆方向に移動するので、状態Ｃの次は状態Ｂに戻り、以後は状態Ａ、状態Ｄ、状態Ｃ、状態Ｂが繰り返される。図５（ｂ）は時間に対するアンテナの振り角の変化を示すものであり、図５（ｃ）はこの時の受光素子２７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢの変化の一例を示すものである。
【００１５】
例えば、スリット板８に設けられたスリット４が図３（ｂ）に示されるようなパターンであった場合、エンコーダ７の出力ＣＨＡ，ＣＨＢの”Ｈ”と”Ｌ”の変化は図５（ｂ）、（ｃ）に示すようになり、出力ＣＨＡ，ＣＨＢが共に”Ｈ”になる組み合わせが２回続いたところがスリット板８の反転位置となる。そして、反転位置で検出したエッジが出力ＣＨＢであれば、スリット板８が左から右へ反転したと判定でき、反転位置で検出したエッジが出力ＣＨＡであれば、スリット板８が右から左へ反転したと判定できる。
【００１６】
図６はレーダ装置１０の演算装置とその周辺３０の構成を示すものであり、マイクロプロセッサ２０を備えている。アンテナ３の背面側にはミリ波ユニット５が設けられている。アンテナ３とミリ波ユニット５は、マイクロプロセッサ２０からの駆動パルスが入力されるモータドライバ３１によってモータ３２が駆動されると、走査動作を行う。また、アンテナ３とミリ波ユニット５の近傍には、前述のエンコーダ７が設けられており、エンコーダ７からのパルスはマイクロプロセッサ２０に入力される。更にミリ波ユニット５から出力されるＩＦ信号は、ミキサ、アンプ、フィルタを内蔵する処理回路９に入力され、この処理回路９においてターゲット信号（ビート信号）が生成されてマイクロプロセッサ２０に入力される。
【００１７】
マイクロコンピュータ２０は、エンコーダ９からのパルスと、処理回路９からのターゲット信号を処理してターゲット位置情報を演算する。また、２チャンネルあるエンコーダ７の出力のエッジを検出し、エンコーダ７の出力パターンからアンテナの反転位置、アンテナの走査方向を検出する。
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−２５５０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、一般に、図３（ｂ）に示したスリット板８には、アンテナ３の振り角より広い角度範囲でスリット４が設けられており、アンテナの軌跡に対してエンコーダ７の出力波形は図５（ｂ）に示したように、スリット板８とアンテナの位置関係のずれやバラツキ、スリット幅のバラツキ等により、スリット板８の反転位置におけるエンコーダ７の出力波形ＣＨＡ、ＣＨＢの論理、パルス幅にはあらゆるパターンが想定される。従来技術では、エンコーダ７の受光素子２７を２個設け、２つの出力波形ＣＨＡ、ＣＨＢを処理することにより、スリット板８の反転位置の検出及び走査方向を検出していた。従って、どうしてもエンコーダ７には受光素子２７が２個必要であり、数を減らすことができなかった。
【００２０】
そこで、本発明は、前記従来の機械走査方式のレーダ装置における受光素子の数を減らすことにより、演算装置の演算負荷を低減することができるレーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成する本発明のレーダ装置は、アンテナをモータで往復動させて走査し、アンテナの反転、振り角を、スリット板と発光素子と受光素子を備えるエンコーダで検出する機械走査方式のレーダ装置において、エンコーダには、対向する位置に発光素子と受光素子の１組のみを設け、スリット板に設けるスリットは、スリット板の中心に対して左方向と右方向とで、パターンを非対称としたことを特徴としている。
【００２２】
パターンを非対称とする方法としては、（１）スリットのパターンを、スリット板の中心に対して左端部に設けるスリット数と、右端部に設けるスリット数を変える、（２）スリットの幅を、スリット板の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板の中心に対して左方向と右方向とで変える、（３）スリットの幅を、スリット板の中心に対して離れる程狭くすると共に、狭くする割合をスリット板の中心に対して左方向と右方向とで変える、等がある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーダ装置に設けるスリット板のスリットのパターンをスリット板の中心に対して左右方向で変更することにより、エンコーダの受光素子の数を減らすことができ、レーダ装置の小型化、及びコストダウンを図ることができるという効果がある。また、演算装置の演算負荷を低減することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図７（ａ）は本発明の第１の実施例のスリット板８の構成を示すものである。第１の実施例のスリット板８に対しては、二点鎖線で示す位置にあるエンコーダ７には、１個の受光素子２８しか設けておらず、エンコーダ７からの出力は１チャンネルである。
【００２５】
本発明では、スリット板８に設けるスリット４は、スリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで、配置パターンを非対称としており、第１の実施例ではスリット板８の中心Ｃに対して左端部と右端部のみでスリット４の大きさ（幅）を変えたり、無くしたりしている。即ち、第１の実施例では、左端部に設けるスリット４は幅を拡大し、右端部に設けるスリット４は埋めて無くしており、具体的には、左端部では２つのスリット４を繋げて１つの大きなスリットとし、右端部では２つのスリット４を埋めて光遮断部を作り、スリットの数を０としている。
【００２６】
第１の実施例のスリット板８は、その全長に対して、符号Ｄで示す部分がエンコーダ７の受光素子２８の前を通過する部分であり、符号Ａ，Ｂで示す部分がスリット板８の反転位置である。そして、第１の実施例では、反転位置Ａではスリット４の幅を広くして、エンコーダ７の受光素子２８の前をこの広くしたスリット４が通過するようにしてあり、反転位置Ｂではスリット４を無くして、エンコーダ７の受光素子２８の前をこのスリット４を無くした部分が通過するようにしてある。
【００２７】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すスリット板８がスイングした時に、エンコーダ７から出力される出力信号を示すものである。図６に示したマイクロプロセッサ２０は、エンコーダ７から出力されるパルス信号の立ち上がり、立ち下がりエッジを検出し、各エッジ間の時間を検出しておく。エンコーダ７の前に反転位置Ａが来た場合について説明すると、この場合は、反転位置Ａの前では各エッジ間の時間ｔｎー３，ｔｎ−２，ｔｎ−１が略一定であるのに対して、反転位置Ａではスリット板８の移動が一旦停止し、反転位置Ａにおけるスリット４の幅が他のスリット４の幅より広いために、反転位置Ａにおけるエッジ間の時間ｔｎが長くなっている。
【００２８】
従って、第１の実施例では、パルス幅が長くなったことによって反転位置を検出することができる。そして、反転位置Ａでは、スリット４の幅が他のスリット４の幅より広いために、長時間に渡って”Ｈ”レベルが維持されるので。これによって反転位置Ａを特定することができる。逆に、反転位置Ｂでは、パルス幅が長くなったことによって反転位置を検出し、反転位置Ｂにはスリット４がないので、長時間に渡って”Ｌ”レベルが維持されることによって反転位置Ｂを特定することができる。
【００２９】
このように、第１の実施例では、スリット板４の両端部のスリットを、一方では幅を広くし、他方ではスリットを埋めて無くしているので、スリット板８の反転位置におけるエンコーダ７の出力パルス幅が大きくなると共に、出力論理が必ず反転するため、スリット板８の反転位置と動作方向を、１つの受光素子２８のみで検出することができる。この結果、機械走査方式のレーダ装置に比較的安価な１チャンネル出力のエンコーダを使用することができ、製品コストを下げることができる。また、一般的に２チャンネルのエンコーダに比べて１チャンネルの方がサイズが小さいため、製品を小型化できる。
【００３０】
図７（ｃ）は、第１の実施例の変形例のスリット板８の構成を示すものである。図７（ａ）に示したスリット板８では、左端部において２つのスリット４を繋げて１つの大きなスリットとし、右端部では２つのスリット４を埋めて光遮断部を作ってスリットの数を０とした。一方、この変形例ではスリット板８の左端部に位置する１つのスリット４の幅を端部側に広げて大きなスリット４とし、右端部では１つのスリット４を埋めて光遮断部を作っている。このように、第１の実施例では、スリット板８の中心Ｃに対して左端部と右端部のみでスリット４の幅を広げるか、スリット４を埋めているが、スリット４の広げ方とスリットの埋め方にはこの他にも種々の実施例が可能である。
【００３１】
図８（ａ）は、本発明の第２の実施例のスリット板８の構成とエンコーダ７を示すものである。第２の実施例では、スリット板８に設けるスリット４の幅を、スリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えている。
【００３２】
例えば、図８（ａ）に示す実施例では、スリット板８が左右に振れていない状態の時にエンコーダ７の前に位置するスリット４の幅を「１」とした場合に、スリット板８の中心に対して右側のスリット４の幅を、「１．１」、「１．３」、「１．５」、「１．７」のように定め、スリット板８の中心に対して左側のスリット４の幅を、「１．２」、「１．４」、「１．６」、「１．８」のように定めてある。スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅についても同様に、その幅を、スリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合を、スリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えている。
【００３３】
なお、スリット板８に設けるスリット４の幅を、スリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えておけば、スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅については一定であっても構わない。
【００３４】
図８（ｂ）は、スリット板８に設けるスリット４の幅、及びスリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅を、共にスリット板８の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えた場合の、エンコーダ７の出力波形を示すものである。図８（ａ）に示すスリット板８が、例えば、矢印Ｒで示す右方向に振れた場合、エンコーダ７からの出力波形のパルス幅（各エッジ間の時間）はｔｎ−４，ｔｎ−３，ｔｎ−２，ｔｎ−１，ｔｎ，ｔｎ＋１，ｔｎ＋２，ｔｎ＋３，ｔｎ＋４のように変化する。
【００３５】
ここで、パルス幅がｔｎ−４から次第に大きくなっていき、パルス幅ｔｎが最大であったとすると、パルス幅ｔｎが最大となった位置がスリット板８の反転位置であると判断できる。また、左右で異なるパルス幅の増大率を予め図６に示したマイクロプロセッサ２０に記憶させておけば、パルス幅の大きさによって、スリット板８の動作方向を判別することができる。パルス幅の変化は、ハイレベル”Ｈ”のパルス幅だけでも判断できるので、スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅については一定であっても構わないのである。
【００３６】
図８（ｃ）は、本発明の第３の実施例のスリット板８の構成とエンコーダ７を示すものである。第３の実施例では、スリット板８に設けるスリット４の幅を、スリット板８の中心に対して離れる程狭くすると共に、狭くする割合をスリット板８の中心Ｃに対して左方向と右方向とで変えている。また、第３の実施例では、スリット４とスリット４の間の光の遮断部分の幅については一定としている。
【００３７】
第３の実施例では、エンコーダからのパルス出力波形の図示は省略するが、スリット板８がどちらかの方向に振れた場合、エンコーダ７からの出力波形のパルス幅が次第に小さくなっていき、最小のパルス幅となった後に再び増大する。よって、パルス幅が最小となった位置がスリット板８の反転位置であると判断できる。また、左右で異なるパルス幅の縮小率を予め図６に示したマイクロプロセッサ２０に記憶させておけば、パルス幅の大きさによって、スリット板８の動作方向を判別することができる。第３の実施例では、パルス幅の変化は、ハイレベル”Ｈ”のパルス幅だけで判断する。
【００３８】
図９（ａ）は、本発明の第４の実施例のスリット板の構成とエンコーダを示すものである。第４の実施例は、スリット板８に設けるスリット４のパターンを、スリット板８の中心Ｃに対して左端部と右端部のみで変更したものである。具体的には、スリット板８の左端部に設ける幅の狭いスリットの数と、右端部に設ける幅の狭いスリットの数を変えている。（ａ）に示す例では、スリット板８の左端部には幅の狭いスリット１４を２個設けており、右端部には幅の狭いスリット１４を１個設けている。残りのスリット４の幅は同じである。
【００３９】
図９（ｂ）は、（ａ）に示したスリット板８を挟んで設けられる図示しないエンコーダからの出力波形を示すものである。図８（ａ）に示すスリット板８が、例えば、最初に矢印Ｒで示す右方向に振れた場合、（ｂ）の上側の波形に示すように、エンコーダ７からの出力波形には、スリット板８の反転位置において２個の幅の狭いパルスが現れる。逆に、矢印Ｌで示す左方向に振れた場合、（ｂ）の下側の波形に示すように、エンコーダ７からの出力波形には、スリット板８の反転位置において１個の幅の狭いパルスが現れる。従って、パルス信号の各エッジ間の時間（パルス幅）を計算し、パルス幅が小さくなった時に反転位置と判定し、小さくなったパルス幅の数により、スリット板８の動作方向を判定することができる。
【００４０】
図１０は、図７（ａ）に示したスリット板８を使用した時に、エンコーダ７から出力されるパルスにより、アンテナの振り角を計算する方法を説明するものである。縦軸がアンテナの振り角（ｄｅｇ）、横軸が時間を示しており、符号ＡＴがアンテナの軌跡である。そして、アンテナの軌跡ＡＴが＋方向に変位している時には図７（ａ）のスリット板８が左方向に移動しており、アンテナの軌跡ＡＴが−方向に変位している時には図７（ａ）のスリット板８が右方向に移動していることを示す。
【００４１】
前述のように、エンコーダ７からの出力パルスの幅が大きくなってから後のエッジ検出位置がスリット板８の反転位置、即ちアンテナ反転位置である。この図では、エンコーダ７からの出力パルスの幅が長くハイレベル”Ｈ”を維持した後のエッジＡと、エンコーダ７からの出力パルスの幅が長くローレベル”Ｌ”を維持した後のエッジＢでアンテナ反転判定が行われる。アンテナの正確な反転位置は、例えば、アンテナ反転判定位置Ｂと、この前のエッジの位置Ｂ’の中心として求めることができ、アンテナの振り角０°の位置は、アンテナ反転判定位置Ａとアンテナ反転判定位置Ｂの中心として求めることができる。
【００４２】
また、エンコーダパルスのエッジ−エッジ間の時間と角度の関係は、スリット板８のスリット間隔（パルス幅Ｔｎ）で決まるため、アンテナの振り角０°の位置からの対象エッジまでの時間を計算すれば、アンテナの振り角を算出することができる。
【００４３】
以上本発明の実施例を機械走査方式のレーダ装置について説明したが、本発明のスリット板の構成は、レーダ装置以外にも、コピー機やプリンタ等で使用されているリニアエンコーダにも使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は車両において従来のレーダ装置を搭載する位置の一例を示す斜視図、（ｂ）はレーダ装置の一例の全体構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１（ｂ）に示したレーダ装置が機械走査方式である場合の、カバーと本体の分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の本体を側面から見た側面図、（ｃ）はレーダ装置のアンテナが走査する範囲を示す図である。
【図３】（ａ）は従来の機械走査方式のレーダ装置に使用するスリット板の拡大図、（ｂ）は（ａ）のスリット板とスリット板のスリットを読み取るエンコーダを正面から見たモデル図、（ｃ）は（ｂ）のスリット板とエンコーダを部分的に拡大して示す平面図である。
【図４】（ａ）は従来の機械走査方式のレーダ装置におけるスリット板の動作とエンコーダの位置関係を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）に示されるエンコーダの出力信号をスリット板に対応させて示すテーブルである。
【図５】（ａ）は従来の機械走査方式のレーダ装置におけるスリット板の折り返し動作とエンコーダの位置関係を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）に示されるスリット板の振り角とエンコーダの出力信号を対比させて示す説明図、（ｃ）はエンコーダの出力信号の変化からスリット板の折り返し位置を検出する手順を説明するテーブルである。
【図６】従来の機械走査方式のレーダ装置の内部構成を示すブロック構成図である。
【図７】（ａ）は本発明の第１の実施例のスリット板の構成を示す正面図、（ｂ）は受光素子の出力波形を示す波形図、（ｃ）は本発明の第１の実施例の変形例のスリット板の構成を示す正面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第２の実施例のスリット板の構成とエンコーダを示す正面図、（ｂ）は受光素子の出力波形を示す波形図、（ｃ）は本発明の第３の実施例のスリット板の構成を示す正面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第４の実施例のスリット板の構成とエンコーダを示す正面図、（ｂ）は受光素子の出力波形を示す波形図である。
【図１０】エンコーダからの出力パルスにより、アンテナの振り角を計算する方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ シャーシ
２ カバー
３ アンテナ
４ スリット
５ ミリ波ユニット
７ エンコーダ
７Ａ 発光部
７Ｂ 受光部
８ スリット板
１０ レーダ装置
１４ 幅の狭いスリット
１７ 発光素子
２７，２８ 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナをモータで往復動させて走査し、アンテナの反転、振り角を、スリット板と発光素子と受光素子を備えるエンコーダで検出するレーダ装置において、
前記エンコーダには、対向する位置に発光素子と受光素子を設け、
前記スリット板に設けるスリットは、前記スリット板の中心に対して左方向と右方向とで、パターンを非対称としたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記スリット板に設けるスリットのパターンを、前記スリット板の中心に対して左端部と右端部のみで変更したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記左端部に設けるスリット数と、前記右端部に設けるスリット数を変えたことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記スリット板に設けるスリットの幅を、前記スリット板の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合を前記スリット板の中心に対して左方向と右方向とで変えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記スリット板に設けるスリットの幅を、前記スリット板の中心に対して離れる程狭くすると共に、狭くする割合を前記スリット板の中心に対して左方向と右方向とで変えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項１】
アンテナをモータで往復動させて走査し、アンテナの反転、振り角を、スリット板と発光素子と受光素子を備えるエンコーダで検出するレーダ装置において、
前記エンコーダには、対向する位置に発光素子と受光素子を設け、
前記スリット板に設けるスリットは、前記スリット板の中心に対して左方向と右方向とで、パターンを非対称としたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記スリット板に設けるスリットのパターンを、前記スリット板の中心に対して左端部と右端部のみで変更したことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記左端部に設けるスリット数と、前記右端部に設けるスリット数を変えたことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記スリット板に設けるスリットの幅を、前記スリット板の中心に対して離れる程広くすると共に、広くする割合を前記スリット板の中心に対して左方向と右方向とで変えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記スリット板に設けるスリットの幅を、前記スリット板の中心に対して離れる程狭くすると共に、狭くする割合を前記スリット板の中心に対して左方向と右方向とで変えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２０４５０５（Ｐ２００９−２０４５０５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４８０３７（Ｐ２００８−４８０３７）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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