特開 2024-64670 センサユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024064670

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】センサユニット

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/03 20060101AFI20240507BHJP

   H01Q 13/02 20060101ALI20240507BHJP

   H01Q 17/00 20060101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

G01S7/03 240

H01Q13/02

H01Q17/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022173429

(22)【出願日】2022-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】久保山 治

【テーマコード（参考）】

5J020

5J045

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J020EA09

5J045AA05

5J045DA01

5J045NA07

5J070AB17

5J070AB24

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC11

5J070AD02

5J070AF03

5J070AK07

(57)【要約】

【課題】本開示は、簡易な構成でレーダの測定範囲を制限して、レーダの誤検知を抑制できるセンサユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】センサユニット２０は、レーダ波を送信する送信アンテナと、対象物からの反射波を受信する受信アンテナを有するレーダユニット２１と、レーダユニット２１を支持するブラケット２２と、レーダユニット２１のレーダ測定範囲を制限するホーン２３と、を備える。ホーン２３は、ブラケット２２に取り付け可能な構造を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーダ波を送信する送信アンテナと、対象物からの反射波を受信する受信アンテナを有するレーダユニットと、
前記レーダユニットを支持するブラケットと、
前記レーダユニットのレーダ測定範囲を制限するホーンと、
を備え、
前記ホーンは、前記ブラケットに取り付け可能な構造を有する、センサユニット。

【請求項2】

前記ホーンは、前記レーダユニット側に位置する基部と、前記基部と反対側に位置する頂部を有し、前記頂部の開口面は、前記レーダ測定範囲内に位置する、請求項１に記載のセンサユニット。

【請求項3】

前記ホーンの外周面または内周面の少なくとも一部に、電波吸収体が設けられている、請求項１に記載のセンサユニット。

【請求項4】

前記ブラケットは、移動体に取り付け可能である、請求項１から３の何れか一項に記載のセンサユニット。

【請求項5】

前記ブラケットは、
前記レーダユニットを移動体に固定可能な固定部と、
前記移動体を基準として前記レーダユニットのレーダ波の送信方向を調節可能な送信方向調整機構と、
を備える、請求項４に記載のセンサユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自車両周辺の物体を広範囲に検出できる車両用レーダが普及している。例えば、特許文献１には、レーダと、レーダの送受信波を反射する反射鏡が搭載されたランプユニットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１５４１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、例えば、レーダをランプユニットの内部ではなく、ランプユニットの周辺やフロントバンパーなどに配置する場合、ランプユニットの周辺に位置する部材やフロントバンパーの凹凸部がレーダの送受信波に干渉してしまい、レーダユニットの誤検知が生じる恐れがあるという課題があった。
また、ランプユニットの周辺に位置する部材やフロントバンパーの凹凸部がレーダの送受信波に干渉することを防止するため、例えば、レーダユニットにレーダの測定範囲を制限するホーンを設けることが考えられる。しかしながら、ホーンをレーダユニットに直接取り付けるのは容易ではなく、取り付けるための部品や工数が必要となるという課題があった。

【0005】

本開示は、簡易な構成でレーダの測定範囲を制限して、レーダユニットの誤検知を抑制できるセンサユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係るセンサユニットは、
レーダ波を送信する送信アンテナと、対象物からの反射波を受信する受信アンテナを有するレーダユニットと、
前記レーダユニットを支持するブラケットと、
前記レーダユニットのレーダ測定範囲を制限するホーンと、
を備え、
前記ホーンは、前記ブラケットに取り付け可能な構造を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、簡易な構成でレーダの反射波の受信面を制限して、レーダの誤検知を抑制できるセンサユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】センサユニットを搭載した車両のフロント部を示す斜視図である。

【図2】本開示の第１実施形態に係るセンサユニットの組み立て構成図である。

【図3】本開示の第１実施形態に係るレーダユニットの視野（ＦＯＶ：Field Of View）とホーンとの位置関係を示す模式図である。

【図4】本開示の第１実施形態に係るセンサユニットの取り付け構造の上視断面図である。

【図5】本開示の第２実施形態に係るセンサユニットの組み立て構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、センサユニット２０を搭載した車両１００のフロント部を示す斜視図である。車両１００のフロント部の左右には、自車両前方を照射するための一対のランプユニット１０が設けられている。また、ランプユニット１０の周辺（図１の例示ではランプユニット１０の下方）には、レーダユニット２１を含むセンサユニット２０が設けられている。

【0010】

レーダユニット２１は、例えばＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）変調方式のミリ波レーダなどで構成され、レーダ波を送信する送信アンテナと、対象物からの反射波を受信する受信アンテナを有する。レーダユニット２１は、送信アンテナから直線性に優れる電波を送信し、自車両の前方にある対象物からの反射波を受信アンテナで受信して信号処理することで、自車両を基準とした対象物との距離、速度、角度を測定することができる。

【0011】

ところで、ランプユニット１０の周辺には、図１に示したように車両１００の構造材、フロントバンパー３０、ランプユニット１０、あるいは配線４０等の複数の他の部材が配置されている。そのため、レーダユニット２１がレーダ波を送受信するための十分な空間を確保することが困難な場合がある。レーダユニット２１から送信されたレーダ波がこのような他の部材によって反射されると、レーダユニット２１は対象物との距離等を正確に測定することができず、レーダユニットの誤検知が生じる恐れがある。したがって、他の部材からの反射波がレーダユニット２１の測定範囲である視野（ＦＯＶ）に入り込まないように、レーダユニット２１を設ける場所に制約をかける必要があった。
本発明者は、他の部材からの反射波がレーダユニット２１のＦＯＶに入り込むことを防止するため、例えば、レーダユニット２１に測定範囲を制限するホーンを設けることを検討した。しかしながら、ホーンをレーダユニット２１に直接取り付けるのは容易ではなく、取り付けるための部品や工数が必要となった。

【0012】

そこで、本開示のセンサユニット２０は、簡易な構成でレーダユニット２１の測定範囲を制限して、レーダユニット２１の誤検知を抑制できる構成とする。本開示のセンサユニット２０の詳細について、図２～５を用いて説明する。

【0013】

図２は、本開示の第１実施形態に係るセンサユニット２０の組み立て構成図である。図２に示すように、センサユニット２０は、レーダユニット２１と、レーダユニット２１を支持するブラケット２２と、レーダユニット２１の測定範囲を制限するホーン２３と、ホーン２３をブラケット２２に取り付けるための取り付け部材２４を備える。

【0014】

ブラケット２２は、レーダ波を送受信する側（前面側）からレーダユニット２１の少なくとも一部を収容し、支持する構成となっている。図示した例では、ブラケット２２は、角筒状の収容部２２Ａと、突き当て板部２２Ｂと、車両固定部２２Ｃを有している。車両固定部２２Ｃは、収容部２２Ａの左上端部から左方に突き出た左固定片および収容部の右上端部から右方に突き出た右固定片を有している。左固定片および右固定片のそれぞれの下方から車両１００の車体に取り付けねじ２２Ｄでねじ止めすることにより、ブラケット２２は車両１００に固定され得る。

【0015】

レーダユニット２１は、角筒状の収容部２２Ａの内部空間に収容されている。収容部２２Ａの内部空間の背面の少なくとも一部は、突き当て板部２２Ｂにより覆われている。収容部２２Ａに収容されたレーダユニット２１は、取り付け部材２４によってブラケット２２に取り付けられている。取り付け部材２４はブラケット２２に、例えば取り付けねじ２４Ａによりねじ止めされている。レーダユニット２１は、収容部２２Ａの内部空間に収容された状態で、突き当て板部２２Ｂに突き当てられている。レーダユニット２１の奥行寸法Ｌ１は、収容部２２Ａの奥行寸法Ｌ２よりもわずかに大きく設定されている。これにより、取り付け部材２４が突き当て板部２２Ｂとともにレーダユニット２１を挟み込み、収容部２２Ａの内部空間に収容されたレーダユニット２１を強固に支持している。なお、取り付け部材２４には、レーダユニット２１の受信面２１Ａに対応する位置に、貫通する貫通孔が設けられている。

【0016】

ホーン２３は、レーダユニット２１側に位置する基部２３Ａと、基部２３Ａと反対側に位置する頂部２３Ｂを有する。また、ホーン２３は、基部２３Ａと頂部２３Ｂにそれぞれ矩形状の開口を有する中空の略角錐形状である。基部２３Ａの開口面積は、頂部２３Ｂの開口面積よりも小さい。つまり、ホーン２３の内周面は、レーダ波の送信方向に沿って拡径している。また、基部２３Ａの開口と頂部２３Ｂの開口は、レーダユニット２１が車両１００に搭載された状態における左右方向の寸法が上下方向の寸法よりも大きい、偏平な矩形状である。

【0017】

ホーン２３は、基部２３Ａを介して取り付け部材２４に固定されている。ホーン２３は、一定の強度を有する樹脂等から形成される。
図３は、ホーン２３とレーダユニット２１を側方から見たときの、レーダユニット２１の視野（ＦＯＶ：Field Of View）とホーン２３との位置関係を示す模式図である。図３に示すように、ホーン２３がレーダユニット２１の前方に位置し、ホーン２３の頂部２３Ｂの開口面が、レーダユニット２１のレーダ測定範囲であるＦＯＶ内に位置するように構成されている。

【0018】

より具体的に説明する。図３に示したように、レーダユニット２１の反射波の受信面２１Ａの法線方向を軸線Ａｘで示したとき、ホーン２３の内周面の軸線Ａｘに対してなす角度をθ１、レーダユニット２１の視野角をθ２×２と定義する。このとき、ホーン２３は、角度θ１がレーダユニット２１の視野角の半分の角度θ２よりも小さく設定されている。
また、ホーン２３の基部２３Ａは、レーダユニット２１のＦＯＶの外側で取り付け部材２４に固定されている。このような構成により、ホーン２３の内周面は、レーダユニット２１から前方に離れた位置でＦＯＶを横切っている。

【0019】

これにより、簡易な構成でホーン２３をセンサユニット２０に取り付けることができる。また、ホーン２３によってＦＯＶを横切ることで、ＦＯＶの一部を遮断し、レーダの測定範囲を制限する。これにより、車両１００の構造材、フロントバンパー３０、ランプユニット１０、あるいは配線４０等の他の部材の反射波がＦＯＶに入り込むことを防止し、レーダユニット２１の誤検知を抑制できる。さらに、ホーン２３は一定の強度を有する樹脂等から形成されるため、他の部材がレーダユニット２１のＦＯＶに入り込むことを物理的に防止し、さらに効果的にレーダユニット２１の誤検知を抑制できる。

【0020】

また、ホーン２３の外周面または内周面の少なくとも一部に電波吸収体２５が貼付されていてもよい。図２、３に示す例示では、ホーン２３の外周面全体に電波吸収体２５が貼付されている。これにより、ホーン２３によるレーダ波の不要な反射を防止し、レーダユニット２１の誤検知を抑制できる。

【0021】

図４は、本開示の第一実施形態に係るセンサユニット２０の取り付け構造の上視断面図である。図４の（Ａ）は、レーダユニット２１のレーダ波の送信方向を調整する前の状態を示し、図４の（Ｂ）は、レーダユニット２１のレーダ波の送信方向を調整した後の状態を示す。
ブラケット２２は、例えば車両１００等の移動体に取り付け可能な構成である。具体的には、ブラケット２２は、レーダユニット２１を車両１００などの移動体に固定可能な固定部２６と、移動体を基準としてレーダユニット２１のレーダ波の送信方向を調節可能な送信方向調整機構２７と、をさらに備える。固定部２６は、例えば車両１００のフレームや車両部品に取り付けられる。送信方向調整機構２７は、例えば、支持軸２８と、アジャスタスクリュー２９から構成される。支持軸２８の先端は、ボールジョイント２８Ａを介してブラケット２２と接続されている。アジャスタスクリュー２９はそれぞれ、支持部２９Ａと、ブラケット２２に固定されたナット部２９Ｂを有する。アジャスタスクリュー２９の先端には、ドライバー等の治具によって回転可能なねじ溝が設けられている。アジャスタスクリュー２９の後端は、固定部２６を貫通して固定部２６よりも後方に延びている。

【0022】

ドライバー等の治具によって、アジャスタスクリュー２９を回転させると、アジャスタスクリュー２９上をナット部２９Ｂが移動する。すると、支持軸２８の先端のボールジョイント２８Ａ周りにブラケット２２が回動する。これにより、レーダユニット２１を傾斜させてレーダ波の送信方向を調節することができる。

【0023】

図４の例示では、水平方向にブラケット２２が回動する構成を示したが、送信方向調整機構２７は、図４に示した支持軸２８とアジャスタスクリュー２９に加えて、支持軸２８の上下方向に位置する他のアジャスタスクリュー２９（不図示）からも構成される。他のアジャスタスクリュー２９を回転させると、上下方向にブラケット２２が回動する。

【0024】

このような構成により、送信方向調整機構２７は、レーダユニット２１のレーダ波の送信方向を上下左右方向に調節できる。これにより、簡易な構成で、ブラケット２２を移動体に取り付けて、レーダ波の送信方向を調節することができる。

【0025】

図５は、本開示の第２実施形態に係るセンサユニット２０の組み立て構成図である。図５に示すように、ブラケット２２は、レーダを送受信する側と反対側（背面側）からレーダユニット２１の少なくとも一部を収容し、支持する構成となっている。また、ホーン２３の基部２３Ａが接着剤等によってブラケット２２に固定されている。図示した例では、ブラケット２２は、角筒状の収容部２２Ａと、車両固定部２２Ｃを有している。車両固定部２２Ｃは、収容部２２Ａの左上端部から左方に突き出た左固定片および収容部の右上端部から右方に突き出た右固定片を有している。左固定片および右固定片のそれぞれの下方から車両１００の車体に取り付けねじ２２Ｄでねじ止めすることにより、ブラケット２２は車両１００に固定され得る。
ブラケット２２は、レーダ波を送受信する側（前面側）からレーダユニット２１の少なくとも一部を収容し、支持する構成となっている。

【0026】

レーダユニット２１は、角筒状の収容部２２Ａの内部空間に収容されている。収容部２２Ａに収容されたレーダユニット２１は、取り付け部材２４によってブラケット２２に取り付けられている。取り付け部材２４はブラケット２２に、例えば取り付けねじ２４Ａによりねじ止めされている。レーダユニット２１は、収容部２２Ａの内部空間に収容された状態で、収容部２２Ａの前面に突き当てられている。レーダユニット２１の奥行寸法Ｌ１は、収容部２２Ａの奥行寸法Ｌ２よりもわずかに大きく設定されている。これにより、取り付け部材２４が収容部２２Ａの前面とともにレーダユニット２１を挟み込み、収容部２２Ａの内部空間に収容されたレーダユニット２１を強固に支持している。なお、収容部２２Ａの前面には、レーダユニット２１の受信面２１Ａに対応する位置に、貫通する貫通孔が設けられている。

【0027】

ホーン２３は、レーダユニット２１側に位置する基部２３Ａと、基部２３Ａと反対側に位置する頂部２３Ｂを有する。また、ホーン２３は、基部２３Ａと頂部２３Ｂにそれぞれ矩形状の開口を有する中空の略角錐形状である。基部２３Ａの開口面積は、頂部２３Ｂの開口面積よりも小さい。つまり、ホーン２３の内周面は、レーダ波の送信方向に沿って拡径している。また、基部２３Ａの開口と頂部２３Ｂの開口は、レーダユニット２１が車両１００に搭載された状態における左右方向の寸法が上下方向の寸法よりも大きい、偏平な矩形状である。

【0028】

これにより、図１に示す第１実施形態と同様に、簡易な構成でホーン２３をセンサユニット２０に取り付けることができる。また、ホーン２３によってレーダユニット２１の測定範囲を制限することで、車両１００の構造材、フロントバンパー３０、ランプユニット１０、あるいは配線４０等の他の部材からの反射波がレーダユニット２１のＦＯＶに入り込むことを防止し、レーダユニット２１の誤検知を抑制できる。さらに、ホーン２３は一定の強度を有する樹脂等から形成されるため、他の部材がレーダユニット２１のＦＯＶに入り込むことを物理的に防止し、レーダユニット２１の誤検知を抑制できる。

【0029】

また、図１に示す第１実施形態と同様に、ホーン２３の外周面または内周面の少なくとも一部に電波吸収体２５が貼付されていてもよい。図５に示す例示では、ホーン２３の外周面全体に電波吸収体２５が貼付されている。これにより、ホーン２３によるレーダ波の不要な反射を防止し、レーダユニット２１の誤検知を抑制できる。また、本実施形態においても第１実施形態と同様に、送信方向調整機構２７を有していてもよい。

【0030】

以上、本開示の実施形態について説明をしたが、本開示の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本開示の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

【0031】

本開示のセンサユニット２０はランプユニット１０の周辺に配置されているが、これに限られない。例えば、センサユニット２０はフロントバンパー３０の内側に配置されてもよい。

【符号の説明】

【0032】

１０ ランプユニット
２０ センサユニット
２１ レーダユニット
２２ ブラケット
２２Ａ 収容部
２３ ホーン
２３Ａ 基部
２３Ｂ 頂部
２４ 取り付け部材
２５ 電波吸収体
２６ 固定部
２７ 送信方向調整機構
２８ 支持軸
２８Ａ ボールジョイント
２９ アジャスタスクリュー
２９Ａ 支持部
２９Ｂ ナット部
３０ フロントバンパー
１００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】