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公開番号2020153924
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200924
出願番号2019055030
出願日20190322
発明の名称測距装置
出願人株式会社デンソー
代理人名古屋国際特許業務法人
主分類G01S 7/481 20060101AFI20200828BHJP(測定;試験)
要約【課題】ヒータが設けられた測距装置において、透過窓の空きスペースを有効活用した測距装置を提供する。
【解決手段】ヒータ9は、透過窓81の内面又は外面において、送信波及び検出部が検出する反射波の少なくとも一方が透過する透過領域84を覆うように配置される。透過窓81の内面又は外面における、ヒータ9が配置された領域以外の領域に、回路部品101が配置されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
物体との距離を測定する測距装置(1)であって、
予め設定された走査方向に沿って走査された送信波を照射する照射部(10)、及び走査範囲から到来する前記物体からの反射波を検出する検出部(20)を有する検出モジュール(2)と、
前記検出モジュールを収納する筐体(6)と、
前記筐体の一部であって、前記検出モジュールに対向して配置され、前記送信波及び前記反射波が透過する透過窓(81)と、
前記透過窓を加熱するヒータ(9)と、
前記測距装置に用いられる回路部品(101)と、
を備え、
前記ヒータは、前記透過窓の内面又は外面において、前記送信波及び前記検出部が検出する前記反射波の少なくとも一方が透過する透過領域(84)を覆うように配置され、
前記透過窓の内面又は外面における、前記ヒータが配置された領域以外の領域に、前記回路部品が配置されている、測距装置。
続きを表示(約 950 文字)【請求項2】
前記照射部の設置空間と前記検出部の設置空間とを仕切る仕切板(30,83)を更に備え、
前記透過窓の内面における、前記検出部の設置空間に面する領域に、前記回路部品が配置されている、請求項1に記載の測距装置。
【請求項3】
前記ヒータを構成するヒータ線のパターン(102)と、前記回路部品への配線パターン(105)とが形成されたフィルム基板(100)を更に備え、
前記フィルム基板が、前記透過窓に設けられている、請求項1又は請求項2に記載の測距装置。
【請求項4】
前記フィルム基板が、前記透過窓の内面に設けられ、
前記ヒータ線への配線パターン(104)と、前記回路部品への配線パターンとが形成されている、前記フィルム基板の一部が、前記透過窓の内面の端部で折り曲げられて、前記筐体における前記透過窓が設けられた側を前方とした場合の、前記筐体の後方に向かって延び、
前記回路部品は、前記透過窓の内面において、前記フィルム基板の一部が折り曲げられている前記端部寄りに配置されている、請求項3に記載の測距装置。
【請求項5】
前記透過窓は、前記筐体の外部に向けて凸となる曲面状に形成されており、
前記透過窓の前記走査方向における中央領域の曲率半径は、前記走査方向における端部側の領域の曲率半径よりも小さく、
前記回路部品は、前記透過窓の前記走査方向における前記中央領域に形成されている、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の測距装置。
【請求項6】
前記回路部品が、前記測距装置に付属する付属機器の制御に用いられる回路の少なくとも一部を構成する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の測距装置。
【請求項7】
前記付属機器が、前記ヒータである、請求項6に記載の測距装置。
【請求項8】
前記回路部品が、前記透過窓の温度を検出する温度センサである、請求項7に記載の測距装置。
【請求項9】
前記回路部品が、前記物体との距離の測定に用いられる回路の少なくとも一部を構成する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の測距装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、測距装置に関する。
続きを表示(約 4,300 文字)【背景技術】
【0002】
車両に搭載され、車両の前方にある物体との距離を測定する測距装置として、送信波を前方に向けて照射し、照射した送信波の物体からの反射波を検出して、その物体までの距離を測定する測距装置がある。
【0003】
測距装置は一般的に、筐体を有し、筐体の内部には、送信波を照射する照射部及び反射波を検出する検出部が収納されている。筐体の前方には、送信波及び反射波が透過する透過窓が設けられている。
【0004】
しかし、この透過窓に、雪、雨水等が付着すると、測距装置の測定精度が低下する場合がある。
そこで、特許文献1には、透過窓に付着する雪、雨水等を除去するため、透過窓を加熱するヒータを透過窓に設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特表2015−506459号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示の一局面は、ヒータが設けられた測距装置において、透過窓の空きスペースを有効活用した測距装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様は、物体との距離を測定する測距装置(1)であって、検出モジュール(2)と、筐体(6)と、透過窓(81)と、ヒータ(9)と、回路部品(101)と、を備える。検出モジュールは、予め設定された走査方向に沿って走査された送信波を照射する照射部(10)、及び走査範囲から到来する物体からの反射波を検出する検出部(20)を有する。筐体は、検出モジュールを収納する。透過窓は、筐体の一部であって、検出モジュールに対向して配置され、送信波及び反射波が透過する。ヒータは、透過窓を加熱する。回路部品は、測距装置に用いられる。ヒータは、透過窓の内面又は外面において、送信波及び検出部が検出する反射波の少なくとも一方が透過する透過領域(84)を覆うように配置される。透過窓の内面又は外面における、ヒータが配置された領域以外の領域に、回路部品が配置されている。
【0008】
このよう構成によれば、ヒータが設けられた測距装置において、透過窓の空きスペースを有効活用できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
ライダ装置の外観を示す斜視図である。
検出モジュールの構成を示す斜視図である。
筐体の内部の構成を前方正面から示した模式図である。
カバーの構成を示す斜視図である。
カバーの内面の構成を示す図である。
フィルム基板を示す図である。
ライダ装置が備える清掃機器を示す図である。
他の実施形態におけるカバーの内面の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.全体構成]
図1に示すライダ装置1は、送信波として光を照射し、照射した光の反射波を検出することによって物体との距離を測定する測距装置である。ライダはLIDARとも表記される。LIDARは、Light Detection and Rangingの略語である。ライダ装置1は、車両に搭載して使用され、車両の前方に存在する様々な物体の検出に用いられる。
【0011】
ライダ装置1は、図1に示すように、筐体6を備える。筐体6は、直方体状に形成された樹脂製の箱体である。
筐体6は、筐体本体7とカバー8とを備える。カバー8の前方には、カバー8の一部として、送信波及び反射波が透過する透過窓81が設けられている。ここでいう前方とは、筐体6における、送信波の照射先の方向を指す。
【0012】
以下、ライダ装置1を車両等に設置した場合において、透過窓81を前方正面から見た場合の左右方向をX軸方向、透過窓81を前方正面から見た場合の上下方向をY軸方向、X−Y平面に直交する方向をZ軸方向とする。Z軸方向は、筐体6の前後方向ともいう。
【0013】
筐体6の内部には、図2に示す検出モジュール2が収納される。検出モジュール2は、複数の部品で構成されるフレーム50を介して上述の筐体本体7に組みつけられる。
以下、検出モジュール2の構成、及びカバー8の構成、特にカバー8の内面の構成について詳細に説明する。
【0014】
[2.検出モジュールの構成]
検出モジュール2は、図2及び図3に示すように、照射部10と、検出部20と、照射部10と検出部20との間に設けられた中間板30と、モータ40とを有する。なお、図3では、検出モジュール2の構成を見やすくするため、フレーム50の多くの部品が省略されている。
【0015】
以下、検出モジュール2の構成について詳細に説明する。
[2−1.照射部]
照射部10は、筐体6内部の上方の空間に収納され、予め設定された走査方向に沿って走査された光を照射するように構成されている。
【0016】
照射部10は、図2に示すように、一対の光源11,12と、照射ミラー13とを備える。また、照射部10は、一対の照射側レンズ14,15と、照射側折返ミラー16とを備えてもよい。
【0017】
光源11,12には、いずれも半導体レーザが用いられている。
照射ミラー13は、光を反射する一対の偏向ミラーが両面に取り付けられた平板状の部材である。照射ミラー13は、後述するモータ40の駆動に従って、Y軸方向に沿う回転軸のまわりを回転運動する。
【0018】
照射側レンズ14は、光源11の発光面に対向して配置されたレンズである。同様に、照射側レンズ15は、光源12の発光面に対向して配置されたレンズである。
照射側折返ミラー16は、光の進行方向を変化させるミラーである。
【0019】
光源11は、光源11から出力され照射側レンズ14を透過した光が、そのまま照射ミラー13に入射されるように配置されている。
光源12及び照射側折返ミラー16は、光源12から出力され照射側レンズ15を透過した光が、照射側折返ミラー16にて略90°進行方向が曲げられ、照射ミラー13に入射するように配置されている。
【0020】
ここでは、光源11は、右方に向けて光を出力するように筐体6の左方に配置され、光源12は、前方に向けて光を出力するように筐体6の後方に配置されている。また、照射側折返ミラー16は、光源11から照射ミラー13に向かう光の経路を遮ることがないように配置されている。
【0021】
照射部10は、以下のように動作して光を照射するように構成されている。光源11から出力された光は、照射側レンズ14を介して照射ミラー13に入射される。また、光源12から出力された光は、照射側レンズ15を透過後、照射側折返ミラー16で進行方向が略90°曲げられて照射ミラー13に入射される。照射ミラー13に入射された光は、透過窓81を介して、照射ミラー13の回転角度に応じた方向に向けて出射される。照射ミラー13を介して光が照射される範囲が走査範囲である。例えば、Z軸に沿った前方向を0度としてX軸方向に沿って広がる±60°の範囲を走査範囲とすることができる。
【0022】
[2−2.検出部]
検出部20は、筐体6内部の下方の空間に収納され、走査範囲から到来する物体からの反射波を検出するように構成されている。
【0023】
検出部20は、図3に示すように、受光素子21と、検出ミラー22とを備える。検出部20は、検出側レンズ23と、検出側折返ミラー24とを備えてもよい。
受光素子21は、複数のAPDを1列に配置したAPDアレイを有する。APDとは、アバランシェフォトダイオードである。
【0024】
検出ミラー22は、照射ミラー13と同様に、光を反射する一対の偏向ミラーが両面に取り付けられた平板状の部材である。また、検出ミラー22は、照射ミラー13と同様に、後述するモータ40の駆動に従って、Y軸方向に沿う回転軸のまわりを回転運動する。
【0025】
検出側レンズ23は、走査範囲から到来する光を絞るレンズである。
検出側折返ミラー24は、光の進行方向を変化させるミラーである。
受光素子21は、検出側折返ミラー24の下部に配置されている。
【0026】
検出側折返ミラー24は、検出ミラー22から、検出側レンズ23を介して入射する光が受光素子21に到達するように、光の経路を下方に略90°屈曲させるように配置されている。
【0027】
検出側レンズ23は、検出ミラー22と検出側折返ミラー24との間に配置されている。検出側レンズ23は、受光素子21に入射する光ビームのビーム径が、APDの素子幅程度となるように絞る。
【0028】
検出部20は、以下のように動作して物体からの反射波を検出する。検出ミラー22の回転角度に応じた所定方向、すなわち、照射ミラー13からの光の出射方向に位置する物体からの反射波が、筐体6の透過窓81を透過し、検出ミラー22に入射する。反射波は、検出ミラー22で反射され、検出側レンズ23及び検出側折返ミラー24を介して受光素子21で検出される。
【0029】
[2−3.中間板及びモータ]
中間板30は、照射ミラー13と検出ミラー22との間に設けられ、水平方向に延びる、円形かつ板状の部材である。中間板30は、後述する遮蔽板83とともに、筐体6の内部を、照射部10の設置空間6aと検出部20の設置空間6bとに仕切る仕切板である。
【0030】
照射ミラー13と検出ミラー22とをまとめてミラーモジュール3と呼ぶ。ミラーモジュール3と中間板30とは一体となって構成されている。
モータ40は、ミラーモジュール3の下部に配置され、ミラーモジュール3及び中間板30をY軸方向に沿う回転軸のまわりに回転運動させる。
(【0031】以降は省略されています)

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