JPH08313302A - 位置検出装置および車両搭載用レーザレーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で位置検出精度の高い位置検出装置およ
びこのような位置検出装置を用いた車両搭載用レーザレ
ーダを提供することを目的とする。 【構成】 ＬＥＤ５８の発光点がスリット板６０の回動
中心と一致するように配置される。スリット６６の中心
線６６ｃは、スリット板６０の回動中心を通るように形
成される。スリット板６０の後方には、ＰＳＤ６２が配
置される。したがってスリット６６を通過する光束の通
過光束角度αは、スリット板６０の回動角度に拘らず常
に一定となる。このため、常にほぼ同一幅ＷＤの光帯が
ＰＳＤ６２の受光エリア６２ａに形成される。一方、通
過光束角度αが小さいため、光帯の光量重心ＧＬが、ス
リット６６の中心線６６ｃと受光エリア６２ａとの交点
６２ｂに、ほぼ一致する。すなわち、距離ｄｄを測定す
ることにより、複雑な補正回路を設けることなく精度よ
くスリット板６０の回動角度θを求め得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、位置検出装置および
車両搭載用レーザレーダに関し、特に、スリットを用い
た可動部材の位置検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車間距離等を計測するために、
レーザ光を用いた車間距離センサが用いられる。従来の
車間距離センサ２の構成を図９に示す。従来の車間距離
センサ２は、たとえば自動車（図示せず）の前部に搭載
され、発光部４、スキャナ６、角度センサ８、受光部１
０、制御部１２を備えている。

【０００３】図１０に示すように、スキャナ６はモータ
（図示せず）と、モータに連動して回転する可動鏡６ａ
とを備えている。また、角度センサ８は、ＬＥＤ１６、
レンズ１８、可動鏡６ａの裏面に形成されたセンサ反射
鏡６ｂ、ＰＳＤ２０を備えている。

【０００４】発光部４は、レーザ光を発する。スキャナ
６は、発せられたレーザ光を水平方向（Ｘ方向）に往復
走査しつつ、自動車の略前方（Ｙ方向）に投射する。

【０００５】一方、角度センサ８のＬＥＤ１６から発せ
られた光は、レンズ１８により絞りこまれ、センサ反射
鏡６ｂで反射された後、ＰＳＤ２０の受光エリア２０ａ
に受光される。ＰＳＤ２０は、受光エリア２０ａのうち
どの部分に受光したかを検出し、図９に示すように、制
御部１２に出力する。

【０００６】制御部１２は、この出力に基づいて、スキ
ャナ６の回動角度すなわちレーザ光の投射方向の情報を
算出し、モータに指示を与えることにより、スキャナ６
の回動角度を制御する。

【０００７】一方、受光部１０は、投射されたレーザ光
のうち、検知対象物である前方自動車１４により反射さ
れたレーザ光を受ける。制御部１２は、レーザ光の発光
から受光までに要した時間から、前方自動車１４までの
距離を求める。さらに、レーザ光の投射方向の情報に基
づいて、前方自動車１４の方向を求める。このようにし
て、前方自動車１４のＸ−Ｙ平面における位置を知るこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車間距離センサ２には次のような問題点があ
った。従来の車間距離センサ２に用いられている角度セ
ンサ８は、図１０に示すように、ＬＥＤ１６、レンズ１
８、可動鏡６ａの裏面に形成されたセンサ反射鏡６ｂ、
ＰＳＤ２０を備えている。

【０００９】しかし、発光源であるＬＥＤ１６と受光体
であるＰＳＤ２０の他に、光学系要素としてレンズ１８
およびセンサ反射鏡６ｂを用いなければならず、角度セ
ンサ８の製造コスト、ひいては車間距離センサ２の製造
コストを押上げていた。

【００１０】この問題を解決するために、図１１に示す
角度センサ２２（特開平５−６０５７３参照）を用いる
ことも考えられる。この角度センサ２２は、固定的に設
けられたＬＥＤ２４およびＰＳＤ２６と、これらの間に
設けられた遮光円盤２８とを有している。遮光円盤２８
には、らせん状のスリット３０が形成されている。

【００１１】ＬＥＤ２４から発せられた光は遮光円盤２
８により遮られるが、一部はスリット３０を通過し、図
上Ｙ方向に長い、線状の光となってＰＳＤ２６に到達す
る。このように構成することにより、遮光円盤２８のＰ
−Ｐ方向の回転運動を、スリット３０を通過した光の、
Ｘ方向への移動としてとらえることができる。

【００１２】このような構成を採用することにより、高
価なレンズやセンサ反射鏡を用いることのない安価な角
度センサ２２を得ることができる。

【００１３】しかし、角度センサ２２には、次のような
問題がある。図１２Ａに示すように、スリット３０がＬ
ＥＤ２４の真下にくるときには、スリット３０を透過し
た光は、幅Ｗ１の光帯となってＰＳＤ２６に到達する。
したがって、十分な光量がＰＳＤ２６に与えられる。

【００１４】しかしながら、図１２Ｂに示すように、ス
リット３０がＬＥＤ２４の真下から外れた位置にくると
きには、スリット３０を透過した光は、幅Ｗ２の光帯と
なってＰＳＤ２６に到達する。したがって、十分な光量
がＰＳＤ２６に与えられないため、ＰＳＤ２６の位置検
出精度が低下する。位置検出精度の低下を防止するため
には、大出力のＬＥＤ２４を用いなければならず、安価
な角度センサを提供することができない。

【００１５】さらに、図１２Ａの状態と図１２Ｂの状態
とで、受光光量が大きく異なるため、ＰＳＤ２６の出力
電流の線形性が崩れる。このため、ＰＳＤ２６の位置検
出精度が低下する。位置検出精度の低下を防止するため
には、複雑な補正回路が必要となるため、やはり安価な
角度センサを提供することができない。

【００１６】この場合、スリット３０の端部３０ａ、３
０ｂ（図１１Ｂ参照）において、スリット３０の幅を広
くする方法も考えられる（特開平５−６０５７３参
照）。しかし、図１１Ｃに示すように、遮光板２８のＰ
−Ｐ方向の回転変位が小さい場合には、遮光板２８のＰ
−Ｐ方向への回転変位と、スリット３０を透過してＰＳ
Ｄ２６に到達する光帯の重心位置のＸ方向への移動距離
との間の線形性が大きく崩れる。したがって、位置の検
出精度が極度に低下する。

【００１７】この発明は、従来のこのような角度センサ
等位置検出装置の問題点を解消し、安価で位置検出精度
の高い位置検出装置およびこのような位置検出装置を用
いた車両搭載用レーザレーダを提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

【００１９】

【課題を解決するために案出した技術思想】安価で位置
検出精度の高い位置検出装置およびこのような位置検出
装置を用いた車両搭載用レーザレーダを提供するため
に、光源を、透光路の内壁のうち基準となる基準内壁に
ほぼ平行な光線を、固定部材に対する可動部材の位置に
拘らず常に供給する位置に設けることとした。

【００２０】すなわち、請求項１の位置検出装置は、光
源、光源からの光の一部を透過させる透光路を有する遮
光体、透光路を透過した光を受ける受光エリアを有する
とともに、受光エリアにおける受光位置を検出する受光
位置検出手段、受光位置検出手段の出力に基づいて可動
部材の位置情報を生成する位置情報生成手段、を備える
とともに、前記受光位置検出手段を、固定部材、また
は、可動部材もしくは可動部材に連動する部材の一方に
設け、前記遮光体を、固定部材、または、可動部材もし
くは可動部材に連動する部材の他方に設け、前記光源
を、透光路の内壁のうち基準となる基準内壁にほぼ平行
な光線を、固定部材に対する可動部材の位置に拘らず常
に供給する位置に設けたこと、を特徴とする。

【００２１】請求項２の位置検出装置は、請求項１の位
置検出装置において、光源を、遮光体に対して固定的に
設けたこと、を特徴とする。

【００２２】請求項３の位置検出装置は、請求項１の位
置検出装置において、遮光体を設けた部材と受光位置検
出手段を設けた部材とが、相対的に回動するよう構成
し、光源を、受光位置検出手段に対して固定的に設ける
とともに、該回動する部材のほぼ回動中心に配置したこ
と、を特徴とする。

【００２３】請求項４の位置検出装置は、請求項１から
請求項３のいずれかの請求項に記載された位置検出装置
において、可動部材を、光走査用の可動光学部材とし、
該可動光学部材または可動光学部材に連動する部材に遮
光体を設け、固定部材に受光位置検出手段を設けたこ
と、を特徴とする。

【００２４】請求項５の車両搭載用レーザレーダは、請
求項４の位置検出装置を用いたことを特徴とする。

【００２５】

【用語の定義】課題を解決するために案出した技術思想
を表現する請求項での用語の概念を、次のとおり定義す
るとともに、その用語と実施例との関係を説明する。

【００２６】「透光路」：遮光体に設けられ、光源から
の光の一部を透過させる光の通路をいう。したがって、
遮光体の一部に設けられた、細長状の穴、多角形状の
穴、丸穴、切欠きのほか、光の通路が透光性の部材によ
り形成されたものも含む。実施例では、第３図のスリッ
ト６６が該当する。

【００２７】「基準内壁」：透光路を形成する内壁のう
ち、受光位置検出手段に対する遮光体の移動方向に対し
てなす角度が、９０゜または９０゜に最も近い角度であ
る内壁をいう。したがって、受光位置検出手段に対する
遮光体の移動方向に直交する内壁のほか、該移動方向に
対し直角以外の角度で交差する内壁も含む。内壁が曲面
である場合は、内壁のうち、該移動方向に対し直交する
部分をいう。実施例では、第１図の基準内壁６６ａが該
当する。

【００２８】「可動光学部材」：光走査用の光源から発
せられた光ビームを偏向させるために、それ自体回転ま
たは平行移動する部材をいう。実施例では、第３図の可
動鏡５２が該当する。

【００２９】

【作用】請求項１の位置検出装置および請求項５の車両
搭載用レーザレーダは、光源からの光の一部を透過させ
る透光路を有する遮光体を備えるとともに、光源を、透
光路の内壁のうち基準となる基準内壁にほぼ平行な光線
を、固定部材に対する可動部材の位置に拘らず常に供給
する位置に設けたことを特徴とする。

【００３０】したがって、遮光体の透光路は、可動部材
の位置に拘らず、常に同一角度の光束を透過させること
ができる。このため、常にほぼ同一幅の光帯が受光位置
検出手段の受光エリアに形成される。この結果、受光エ
リアに形成された光帯の面積重心の位置と、可動部材の
位置との関係が、ほぼ線形性を有することとなる。その
ため、複雑な補正回路を設けることなく、受光位置検出
手段による可動部材の位置の検出精度を向上させること
ができる。

【００３１】請求項２の位置検出装置は、請求項１の位
置検出装置において、光源を遮光体に対して固定的に設
けたことを特徴とする。

【００３２】したがって、受光位置検出手段の受光エリ
アに受光される光量が、常に一定となる。また、受光エ
リアに形成される光帯上における受光光量の重心位置
が、常に一定となる。このため、受光位置検出手段の出
力と、可動部材の位置との関係が、ほぼ線形性を有する
こととなる。この結果、受光位置検出手段による可動部
材の位置の検出精度を、さらに向上させることができ
る。

【００３３】請求項３の位置検出装置は、請求項１の位
置検出装置において、光源を、受光位置検出手段に対し
て固定的に設けるとともに、該回動する部材のほぼ回動
中心に配置したことを特徴とする。

【００３４】したがって、ともに電気配線を要する、光
源と受光位置検出手段とを一体的に設けることができ
る。このため、光源と受光位置検出手段相互間で、配線
により両者の動きが妨げられることはない。また、相対
動による配線切断等が生じない。

【００３５】請求項４の位置検出装置は、請求項１から
請求項３のいずれかの請求項に記載された位置検出装置
において、可動光学部材または可動光学部材に連動する
部材に遮光体を設け、固定部材に受光位置検出手段を設
けたことを特徴とする。

【００３６】したがって、固定部材に、比較的重い受光
位置検出手段を設けるとともに、早い動きが必要な光走
査用の可動光学部材に、比較的軽い遮光体を設けてい
る。このため、可動光学部材の動きが妨げられることが
ない。

【００３７】

【実施例】図２に、この発明の一実施例による、車両搭
載用レーザレーダである車間距離センサ３２の全体構成
を示す。この車間距離センサ３２は自動車（図示せず）
の前部に搭載され、大略、発光部３４、受光部３６、発
光受光制御回路３８を有している。

【００３８】発光部３４は、レーザ光を発生するレーザ
ダイオード４２、レーザダイオード４２を駆動するＬＤ
駆動回路４０、レーザ光を走査するスキャナ４４、スキ
ャナ４４による走査位置を検出する位置検出装置である
角度センサ４６を有している。

【００３９】受光部３６は、前方自動車１４により反射
されたレーザ光を受け、これを電気信号に変換するフォ
トダイオード４８、フォトダイオード４８により変換さ
れた電気信号を後処理のために調整する受光回路５０を
有している。

【００４０】発光受光制御回路３８は、発光部３４およ
び受光部３６を制御するとともに、発光部３４、受光部
３６から得た情報に基づき、車間距離センサ３２から前
方自動車１４までの距離および方向を算出する。

【００４１】図３に、スキャナ４４および角度センサ４
６の詳細な構成を示す。スキャナ４４は、光走査用の可
動光学部材である可動鏡５２と、可動鏡５２を回動させ
るためのモータ５４とを備えている。可動鏡５２は、モ
ータ５４の回転軸５６の一端５６ａに固定的に取り付け
られており、モータ５４の回動にともない、Ｚ軸に平行
な回転軸５６回りに回動する。

【００４２】角度センサ４６は、光源であるＬＥＤ５
８、遮光体であるスリット板６０、受光位置検出手段で
あるＰＳＤ６２、位置情報生成手段である角度換算回路
６４を備えている。

【００４３】スリット板６０は、基部６０ａおよび遮光
部６０ｂを備えており、これらがほぼ直交するように形
成されている。基部６０ａは、モータ５４の回転軸５６
の他端５６ｂに固定的に取り付けられている。遮光部６
０ｂのほぼ中央には、透光路であるスリット６６が設け
られている。スリット６６は、細長状に形成され、長手
方向がＺ軸方向に一致している。

【００４４】図１は、角度センサ４６を上方（Ｚ軸正方
向）から見た図である。図１に、さらに詳しく示すよう
に、スリット６６の中心線６６ｃ（スリット６６の内壁
のうち基準となる一対の基準内壁６６ａ（ＺＹ平面に平
行な面）に平行な直線であって、一対の基準内壁６６ａ
から等距離にある直線）が、スリット板６０の回動中心
すなわち、モータ５４の回転軸５６の回動中心５６ｃを
通るように形成されている。

【００４５】ＬＥＤ５８は、発光点がモータ５４の回転
軸５６の回動中心５６ｃと一致するように配置されてい
る。

【００４６】スリット板６０の遮光部６０ｂの後方（Ｙ
軸負方向側）には、ＰＳＤ６２が、遮光部６０ｂと所定
距離を隔てて配置されている。ＰＳＤ６２の受光エリア
６２ａがＸＺ平面と平行になるよう配置されている。ま
た、この実施例においては、ＬＥＤ５８の光軸中心線５
８ｃが、受光エリア６２ａのＸ方向の中心６２ｃを通る
よう、ＰＳＤ６２を配置している。

【００４７】また、ＬＥＤ５８およびＰＳＤ６２は、い
ずれも固定部材６８に対し、固定的に取り付けられてい
る。また、ＰＳＤ６２には、ＰＳＤ６２に入力された受
光信号を処理して、角度信号を生成する角度換算回路６
４が接続されている（図３参照）。

【００４８】つぎに、この車間距離センサ３２の動作を
説明する。図２に示すように、ＬＤ駆動回路４０は、発
光受光制御回路３８でつくられた規則的な断続的発光タ
イミングにしたがってレーザダイオード４２を駆動し、
レーザ光を発生させる。

【００４９】図３に示すように、レーザダイオード４２
で発生したレーザ光は、可動鏡５２の鏡面５２ａにより
反射され、前方（ほぼＹ軸正方向）に照射される。モー
タ５４は、可動鏡５２を、回転軸５６のまわりにＱ方向
またはＲ方向に反復的に往復回動させ、これにより、レ
ーザ光の照射方向をＸ方向に変化させる。したがって、
レーザ光の照射方向は、各発光タイミングごとに異な
る。

【００５０】レーザ光の各発光タイミングごとの照射方
向は可動鏡５２の回動角度に関連しており（図４参
照）、可動鏡５２の回動角度は角度センサ４６により検
出される。すなわち、可動鏡５２は、モータ５４の回転
軸５６を介して、スリット板６０に固定的に取り付けら
れていることから、スリット板６０の回動角度θを求め
ることにより、可動鏡５２の回動角度を知ることができ
る。

【００５１】スリット板６０の回動角度θは、次のよう
にして求められる。図４に示すように、スリット板６０
の回動中心はモータ５４の回転軸５６の回動中心５６ｃ
でもある。この回動中心５６Ｃ上に、ＬＥＤ５８の発光
点が配置されている。また、スリット６６の中心線６６
ｃは、回動中心５６ＣすなわちＬＥＤ５８の発光点を通
る。さらに、ＬＥＤ５８の光軸中心線５８ｃが、ＰＳＤ
６２の受光エリア６２ａのＸ方向の中心６２ｃを通る。

【００５２】したがって、ＬＥＤ５８の発光点からＰＳ
Ｄ６２の受光エリア６２ａまでの距離をＬ、受光エリア
６２ａのＸ方向の中心６２ｃから、スリット６６の中心
線６６ｃと受光エリア６２ａとの交点６２ｂまでの距離
をｄとすれば、スリット板６０の回動角度θは次式で表
される。

【００５３】 θ＝ＡＲＣＴＡＮ（ｄ／Ｌ）・・・・・・・・・・・・（式１） θが小さい場合には、（式１）は、 θ＝ｄ／Ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式２） と表すことができる。ここで、ＡＲＣＴＡＮ（ｘ）は、
ｘの逆正接を表す。

【００５４】距離Ｌは既知であるから、距離ｄを求める
ことにより、式１に基づいてスリット板６０の回動角度
θを求めることができる。距離ｄは、以下のようにして
求める。

【００５５】上述のように、スリット板６０の回動中心
にＬＥＤ５８の発光点が配置されているため、図１Ａ、
Ｂに示すように、スリット６６を通過する光束の通過光
束角度αは、スリット板６０の回動位置に拘らず、常に
一定となる。

【００５６】このため、スリット板６０の回動位置に拘
らず、常にほぼ同一幅ＷＤの光帯（Ｚ軸方向に長手寸法
を有する帯状の光）がＰＳＤ６２の受光エリア６２ａに
形成される。通過光束角度αが小さいため、光帯の面積
重心ＧＳは、スリット６６の中心線６６ｃと受光エリア
６２ａとの交点６２ｂに、ほぼ一致する。

【００５７】また、ＬＥＤ５８が発する光の強度は、図
１Ａ、Ｂに示すＬＥＤ５８の光軸中心線５８ｃ上で最大
となり、光軸中心線５８ｃから離れるにしたがって小さ
くなるが、通過光束角度αが小さいため、光帯上におけ
る受光光量の分布は、ほぼ均一となる。このため、光帯
上における受光光量の重心として定義される光量重心Ｇ
Ｌと、光帯の面積重心ＧＳとが、ほぼ一致する。したが
って、光帯の光量重心ＧＬが、スリット６６の中心線６
６ｃと受光エリア６２ａとの交点６２ｂに、ほぼ一致す
る。

【００５８】すなわち、受光エリア６２ａのＸ方向の中
心６２ｃと、受光エリア６２ａに形成される光帯の光量
重心ＧＬとの距離ｄｄと、スリット６６の中心線６６ｃ
と受光エリア６２ａとの交点６２ｂまでの距離ｄとは、
ほぼ一致する。

【００５９】一方、ＰＳＤ６２の出力電流Ｉｄ、Ｉｅの
比は、距離ｄｄに依存する。したがって、ＰＳＤ６２の
出力電流Ｉｄ、Ｉｅの比を求めることにより、距離ｄｄ
すなわち距離ｄを求めることができる。

【００６０】図４に示すように、角度換算回路６４（図
３参照）は、ＰＳＤ６２の出力端子６２ｄ、６２ｅに流
れる出力電流Ｉｄ、Ｉｅの比を測定することにより距離
ｄを知り、距離ｄと既知の距離Ｌとにより、スリット板
６０（すなわち可動鏡５２）の回動角度θを求める。

【００６１】このように、この実施例によれば、ＰＳＤ
６２の出力電流Ｉｄ、Ｉｅの比を測定することにより可
動鏡５２の回動角度を測定することができるから、角度
センサ４６に複雑な補正回路を設けることなく、検出精
度を向上させることができる。

【００６２】なお、スリット板６０の回動角度θが小さ
い場合には、ＰＳＤ６２の受光エリア６２ａに受光され
る光量が、スリット板６０の回動角度θにかかわらず、
ほぼ一定となる。

【００６３】一方、ＰＳＤ６２の受光エリア６２ａに受
光される光量が一定の場合、ＰＳＤ６２の出力電流Ｉｄ
およびＩｅは、距離ｄｄに依存する。したがって、ＰＳ
Ｄ６２の出力電流ＩｄまたはＩｅ自体を求めれば、距離
ｄｄすなわち距離ｄを求めることができる。すなわち、
θが大きい場合のように出力電流Ｉｄ、Ｉｅの比を測定
する必要はない。このため、角度センサ４６に除算回路
を設ける必要がない。

【００６４】また、スリット板６０の回動角度θが小さ
い場合には、式１に替えて式２を用いることができる。
したがって、角度換算回路６４（図３参照）に複雑な演
算回路を設ける必要はない。

【００６５】このため、角度換算回路６４は、ＰＳＤ６
２の出力端子６２ｄ、６２ｅに流れる出力電流Ｉｄまた
はＩｅ自体を測定することにより距離ｄを知り、距離ｄ
と既知の距離Ｌとの比から、スリット板６０（すなわち
可動鏡５２）の回動角度θを求めることができる。

【００６６】すなわち、スリット板６０の回動角度θが
小さい場合には、より簡易な構成で、検出精度を向上さ
せることができる。

【００６７】つぎに、図２に示すように、発光受光制御
回路３８は、角度センサ４６の検出出力に基づいて、モ
ータ５４に回動制御信号を与える。このようにして、可
動鏡５２の回動角度すなわちレーザ光の照射方向がフィ
ードバック制御される。

【００６８】照射されたレーザ光は、前方自動車１４が
ある場合には、前方自動車１４により反射されてフォト
ダイオード４８に戻ってくる。戻ってきたレーザ光はフ
ォトダイオード４８により電気信号に変換される。この
変換された電気信号を受光電気信号という。

【００６９】受光回路５０は、受光電気信号を増幅する
とともに、増幅された受光電気信号が所定のしきい値以
上の場合は、発光受光制御回路３８にその増幅された受
光電気信号を送る。

【００７０】発光受光制御回路３８は、発光タイミング
および増幅された受光電気信号を受け取った時刻に基づ
き、発光から受光までに要した時間を算出し、この時間
に基づいて車間距離センサ３２から前方自動車１４まで
の距離を算出する。さらに、発光受光制御回路３８は、
角度センサ４６から送られるレーザ光の照射方向の情報
に基づき、前方自動車１４の方向を算出する。このよう
にして、車間距離および前方自動車１４の方向を知るこ
とができる。

【００７１】つぎに、図５に、この発明の他の実施例に
よる車間距離センサ７２の構成を示す。この車間距離セ
ンサ７２は、角度センサ７４を構成する部材のうちＬＥ
Ｄ５８がスリット板６０に固定的に取り付けられている
点で、図３に示すように、ＬＥＤ５８がスリット板６０
に対し相対的に回動するよう構成されている角度センサ
４６を有する車間距離センサ３２と異なる。

【００７２】このように構成すると、図６に示すよう
に、ＰＳＤ６２の受光エリア６２ａに受光される光量
が、スリット板６０の回動角度θの大小にかかわらず常
に一定となる。

【００７３】したがって、ＰＳＤ６２の出力電流Ｉｄま
たはＩｅ自体を求めれば、距離ｄｄすなわち距離ｄを求
めることができる。このため、スリット板６０の回動角
度θが大きい場合であっても、角度センサ７４に除算回
路を設けることなく、検出精度を向上させることができ
る。

【００７４】なお、図６に示すように、この車間距離セ
ンサ７２においては、ＬＥＤ５８をスリット板６０に固
定する際、光軸中心線７６ｃとスリット６６の中心線６
６ｃとを一致させるよう配置しているが、光軸中心線７
６ｃとスリット６６の中心線６６ｃとは、必ずしも一致
させる必要はない。ただし、これらを一致させることに
より、より大光量の光帯が受光エリア６２ａに形成され
る等の理由から、角度センサ７４の検出精度をより向上
させることができる。

【００７５】また、ＬＥＤ５８をスリット板６０に固定
する際、ＬＥＤ５８の発光点がスリット板６０の回動中
心に一致するよう配置したが、ＬＥＤ５８の発光点は、
スリット板６０の回動中心に一致させなくてもよい。

【００７６】つぎに、図７に、この発明のさらに他の実
施例による角度センサ８２の構成を示す。角度センサ８
２は、図３に示す車間距離センサ３２において角度セン
サ４６の替りに用いられる。角度センサ８２は、スリッ
ト板８４の遮光部８４ｂが、回転軸５６に直交する平面
である点で、スリット板６０の遮光部６０ｂが、回転軸
５６に平行な平面である角度センサ４６（図３参照）と
異なる。

【００７７】したがって、角度センサ８２においては、
角度センサ４６と異なり、スリット８６が回転軸５６に
直交する方向に形成されている。また、ＰＳＤ６２の受
光エリア６２ａは、スリット板８４の遮光部８４ｂに平
行に配置されている。このように形成することにより、
スリット板８４のＺ軸方向の寸法が制限される場合であ
っても、車間距離センサに、本発明を適用することがで
きる。

【００７８】なお、上述の各実施例においては、車間距
離センサに角度センサを用いる場合を例に説明したが、
この発明による角度センサは、たとえば、自動車の操柁
ハンドルの柁角検出などに用いることもできる。

【００７９】つぎに、図８に、この発明のさらに他の実
施例による平行位置センサ９２の構成を示す。平行位置
センサ８２は、上述の各実施例による角度センサと異な
り、スリット板９４の平行移動量を検出するために用い
られる。

【００８０】図８に示すように、スリット板９４は、Ｘ
Ｙ平面に平行に設けられ、Ｘ軸方向に往復移動する。ス
リット９６は、スリット板９４に設けられており、Ｙ軸
に平行な方向に長手寸法を有する。スリット板９４の上
方（Ｚ軸正方向側）には、ＬＥＤ５８が配置されてお
り、ＬＥＤ５８は、スリット板９４に固定的に取り付け
られている。

【００８１】また、ＬＥＤ５８の発光点は、ＺＹ平面に
平行な平面であってスリット９６の中心線９６ｃを含む
平面上に位置するよう構成されている。ＰＳＤ６２は、
スリット板９４の下方に設けられ、固定部材６８に対し
固定的に取り付けられている。ＰＳＤ６２の受光エリア
６２ａは、スリット板９４に平行になるよう構成されて
いる。

【００８２】このように構成することにより、スリット
板９４のＸ方向への移動量を検出することができる。す
なわち、本発明を、平行移動する部材の位置検出を行な
うための位置検出装置に適用することができる。

【００８３】なお、上述の各実施例においては、ＰＳＤ
６２を固定部材６８に固定的に取り付け、スリット板を
可動部材または可動部材に連動する部材に取り付けるよ
う構成したが、逆に、スリット板を固定部材６８に固定
的に取り付け、ＰＳＤ６２を可動部材または可動部材に
連動する部材に取り付けるよう構成することもできる。

【００８４】また、光源として点光源であるＬＥＤ５８
を用いたが、他の点光源を用いてもよい。さらに、光源
としては点光源の他に、線光源や面光源を用いることも
できる。線光源を用いる場合は、線光源の長手方向がス
リットの長手方向に平行になるよう配置する他、線光源
の長手方向がスリットの長手方向と所定の角度（例えば
９０゜）を持つように配置することもできる。

【００８５】また、受光位置検出手段としてＰＳＤ６２
を用いたが、受光位置検出手段としてフォトダイオード
を複数個配列させたフォトダイオードアレイ等を用いる
こともできる。

【００８６】また、遮光体に設ける透光路としてスリッ
ト（スリット板に設けられた細長状の穴（図３、５、８
参照）または細長状の切欠き（図７参照））を用いた
が、透光路としては、スリット以外に、長手方向と短手
方向の寸法の比がほぼ同一の角穴、丸穴等を用いること
ができる。さらに、透光路としては、スリットや穴に相
当する部分すなわち光を透過させる部分を透明材料によ
り形成したものも含まれる。

【００８７】なお、上述の実施例においては図２に示す
ように、車間距離センサ３２等を、ハードウェアロジッ
クにより構成したが、ハードウェアロジックにより構成
した部分の一部または全体をＣＰＵを用いて構成しても
よい。

【００８８】

【発明の効果】請求項１の位置検出装置および請求項５
の車両搭載用レーザレーダは、光源からの光の一部を透
過させる透光路を有する遮光体を備えるとともに、光源
を、透光路の内壁のうち基準となる基準内壁にほぼ平行
な光線を、固定部材に対する可動部材の位置に拘らず常
に供給する位置に設けたことを特徴とする。

【００８９】したがって、遮光体の透光路は、可動部材
の位置に拘らず、常に同一角度の光束を透過させること
ができる。このため、常にほぼ同一幅の光帯が受光位置
検出手段の受光エリアに形成される。この結果、受光エ
リアに形成された光帯の面積重心の位置と、可動部材の
位置との関係が、ほぼ線形性を有することとなる。その
ため、複雑な補正回路を設けることなく、受光位置検出
手段による可動部材の位置の検出精度を向上させること
ができる。すなわち、安価で位置検出精度の高い位置検
出装置およびこのような位置検出装置を用いた車両搭載
用レーザレーダを得ることができる。

【００９０】請求項２の位置検出装置は、請求項１の位
置検出装置において、光源を遮光体に対して固定的に設
けたことを特徴とする。

【００９１】したがって、受光位置検出手段の受光エリ
アに受光される光量が、常に一定となる。また、受光エ
リアに形成される光帯上における受光光量の重心位置
が、常に一定となる。このため、受光位置検出手段の出
力と、可動部材の位置との関係が、ほぼ線形性を有する
こととなる。この結果、受光位置検出手段による可動部
材の位置の検出精度を、さらに向上させることができ
る。すなわち、安価で、さらに位置検出精度の高い位置
検出装置を得ることができる。

【００９２】請求項３の位置検出装置は、請求項１の位
置検出装置において、光源を、受光位置検出手段に対し
て固定的に設けるとともに、該回動する部材のほぼ回動
中心に配置したことを特徴とする。

【００９３】したがって、ともに電気配線を要する、光
源と受光位置検出手段とを一体的に設けることができ
る。このため、光源と受光位置検出手段相互間で、配線
により両者の動きが妨げられることはない。また、相対
動による配線切断等が生じない。すなわち、さらに信頼
性の高い位置検出装置を得ることができる。

【００９４】請求項４の位置検出装置は、請求項１から
請求項３のいずれかの請求項に記載された位置検出装置
において、可動光学部材または可動光学部材に連動する
部材に遮光体を設け、固定部材に受光位置検出手段を設
けたことを特徴とする。

【００９５】したがって、固定部材に、比較的重い受光
位置検出手段を設けるとともに、早い動きが必要な光走
査用の可動光学部材に、比較的軽い遮光体を設けてい
る。このため、可動光学部材の動きが妨げられることが
ない。すなわち、さらに信頼性の高い位置検出装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による車間距離センサを構
成する角度センサを上方から見た図である。

【図２】この発明の一実施例による車間距離センサの全
体構成を示す図面である。

【図３】この発明の一実施例による車間距離センサを構
成するスキャナおよび角度センサの詳細な構成を示す図
面である。

【図４】この発明の一実施例による車間距離センサを構
成するスキャナおよび角度センサの動作状態を示す図面
である。

【図５】この発明の他の実施例による車間距離センサを
構成するスキャナおよび角度センサの詳細な構成を示す
図面である。

【図６】この発明の他の実施例による車間距離センサを
構成する角度センサを上方から見た図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例による車間距離セ
ンサを構成する角度センサの構成を示す図面である。

【図８】この発明のさらに他の実施例による平行位置セ
ンサの構成を示す図面である。

【図９】従来の車間距離センサの全体構成を示す図面で
ある。

【図１０】従来の車間距離センサを構成する角度センサ
の詳細な構成を示す図面である。

【図１１】従来の他の角度センサの構成を示す図面であ
る。

【図１２】従来の他の角度センサの動作を示す図面であ
る。

【符号の説明】

５８・・・・・ＬＥＤ ６０・・・・・スリット板 ６２・・・・・ＰＳＤ ６２ａ・・・・受光エリア ６２ｂ・・・・スリットの中心線と受光エリアとの交点 ６６・・・・・スリット ６６ｃ・・・・スリットの中心線 ｄｄ・・・・・受光エリアのＸ方向の中心と光帯の光量
重心との距離 ＧＬ・・・・・光帯の光量重心 ＷＤ・・・・・光帯の幅 α・・・・・・通過光束角度 θ・・・・・スリット板の回動角度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定部材に対する可動部材の位置を検出す
   る位置検出装置において、 光源、 光源からの光の一部を透過させる透光路を有する遮光
   体、 透光路を透過した光を受ける受光エリアを有するととも
   に、受光エリアにおける受光位置を検出する受光位置検
   出手段、 受光位置検出手段の出力に基づいて可動部材の位置情報
   を生成する位置情報生成手段、 を備えるとともに、 前記受光位置検出手段を、固定部材、または、可動部材
   もしくは可動部材に連動する部材の一方に設け、 前記遮光体を、固定部材、または、可動部材もしくは可
   動部材に連動する部材の他方に設け、 前記光源を、透光路の内壁のうち基準となる基準内壁に
   ほぼ平行な光線を、固定部材に対する可動部材の位置に
   拘らず常に供給する位置に設けたこと、 を特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】請求項１の位置検出装置において、 光源を、遮光体に対して固定的に設けたこと、 を特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】請求項１の位置検出装置において、 遮光体を設けた部材と受光位置検出手段を設けた部材と
   が、相対的に回動するよう構成し、 光源を、受光位置検出手段に対して固定的に設けるとと
   もに、該回動する部材のほぼ回動中心に配置したこと、 を特徴とする位置検出装置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかの請求項
   に記載された位置検出装置において、 可動部材を、光走査用の可動光学部材とし、 該可動光学部材または可動光学部材に連動する部材に遮
   光体を設け、 固定部材に受光位置検出手段を設けたこと、 を特徴とする位置検出装置。
5. 【請求項５】請求項４の位置検出装置を用いたことを特
   徴とする車両搭載用レーザレーダ。