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公開番号2020201150
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201217
出願番号2019108652
出願日20190611
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 20060101AFI20201120BHJP(測定;試験)
要約【課題】戻り波を原因とするゴーストの発生を低減する技術を提供する。
【解決手段】回転駆動されるミラーモジュール21は、反射面の回転角度に応じた方向に送信光及び反射光を偏向する一対の偏向ミラー211,212と、ミラー支持体213と、を有する。一対の偏向ミラー211,212は、仕切板によって、投光部10側に位置する部位である投光偏向部20aと受光部側に位置する部位である受光偏向部20bとの2つの部位に仕切られる。一対の偏向ミラー211,212のそれぞれは、投光偏向部20aにおける回転軸を挟む両側の側面のうち反射面が投光部10に向いている状態で光学窓200に近い方の側面、及び、受光偏向部20bにおける回転軸を挟む両側の側面のうち反射面が受光部に向いている状態で光学窓200から遠い方の側面、のうち少なくとも一方に、光を透過しにくくなる遮蔽部214a,214bを備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
送信波を出力するように構成された送信部(10)と、
前記送信波が照射された物体からの反射波を検出するように構成された受信部(30)と、
反射面の回転角度に応じた方向に前記送信波及び前記反射波を偏向する一対の偏向ミラー(211,212)と、前記一対の偏向ミラーの間に挟まれて前記一対の偏向ミラーを支持するミラー支持体(213)と、を有し、モータ(24)の駆動に従って回転するように構成されたミラーモジュール(21)と、
前記一対の偏向ミラーを前記送信部側に位置する部位である送信偏向部(20a)と前記受信部側に位置する部位である受信偏向部(20b)との2つの部位に仕切るように設置される板状の部材であって、前記ミラーモジュールと一体的に回転するように構成された仕切板(22,23)と、
前記送信部、前記受信部、前記ミラーモジュール及び前記仕切板を収容する筐体(100)と、
前記筐体の開口部に設けられ、前記送信波及び前記反射波を透過可能な透過窓(200)と、
を備え、
前記一対の偏向ミラーのそれぞれは、前記送信偏向部における回転軸を挟む両側の側面のうち前記反射面が前記送信部に向いている状態で前記透過窓に近い方の側面、及び、前記受信偏向部における前記回転軸を挟む両側の側面のうち前記反射面が前記受信部に向いている状態で前記透過窓から遠い方の側面、のうち少なくとも一方に、前記送信波を透過しにくくなる遮蔽部(214a,214b)を備える、測距装置。
続きを表示(約 200 文字)【請求項2】
請求項1に記載の測距装置であって、
前記一対の偏向ミラーのそれぞれは、前記反射面が前記送信部に向いている状態で前記透過窓側となる前記送信偏向部の前記反射面の端部に、前記送信波を反射しにくくなる低反射部(215)を更に備える、測距装置。
【請求項3】
請求項2に記載の測距装置であって、
前記遮蔽部及び前記低反射部は黒色の被膜である、測距装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、偏向ミラーを備えた測距装置に関する。
続きを表示(約 5,500 文字)【背景技術】
【0002】
送信波を照射し、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検出する測距装置がある。当該測距装置は筐体を有し、筐体の内部から外部に出射される送信波、及び筐体の外部から内部に入射される反射波を通過させる筐体の部位に、送信波及び反射波を透過する透過窓が設けられる。
【0003】
また、当該測距装置には、送信波を偏向走査するために、回転駆動される偏向ミラーが用いられており、送信部から出力された送信波は、偏向ミラーで反射され、透過窓を介して、偏向ミラーの回転角度に応じた方向に出射される。当該送信波の物体からの反射波は、透過窓を通過し、偏向ミラーで反射され、受信部で検出される。
【0004】
特許文献1には、光を偏向走査するライダ装置において、偏向ミラーを送信部側の領域と受信部側の領域とに分離する技術が記載されている。当該ライダ装置では、送信ビーム及び反射ビームの偏向を同じ偏向ミラーを用いて行うため、偏向ミラーの反射面上に設置される分離壁を設けることで、送信部側と受信部側との間の光学短絡を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特表2018−500603号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、以下の課題が見出された。
偏向ミラーで反射された送信波は、透過窓を通過する際に、その一部が透過窓で反射されて戻り波となり、筐体外に出射されずに偏向ミラーへと戻ってくる場合がある。
【0007】
偏向ミラーの構成として、例えば、送信波及び反射波を透過する部材をベースとし、反射面には送信波及び反射波を反射する膜を有するが、側面には当該膜を有さない構成が考えられる。このような構成の場合、戻り波が偏向ミラーの側面に入射すると、戻り波は側面から偏向ミラーの内部へと入り込む。
【0008】
特許文献1のように、送信波及び反射波の偏向を同じ偏向ミラーを用いて行う場合、偏向ミラーの送信部側に位置する部位における側面から内部に入り込んだ戻り波は、偏向ミラーの内部を通って受信部側に位置する部位における側面から出ることにより、受信部で検出されてしまう。このように、分離壁によって偏向ミラーを送信部側に位置する部位と受信部側に位置する部位とに分離しても、偏向ミラーの側面から入射される戻り波により、実際には存在しないにもかかわらず検出される物体であるゴーストが発生する場合がある。
【0009】
本開示の一局面は、戻り波を原因とするゴーストの発生を低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の一態様は、測距装置であって、送信部(10)と、受信部(30)と、ミラーモジュール(21)と、仕切板(22,23)と、筐体(100)と、透過窓(200)と、を備える。送信部は、送信波を出力するように構成される。受信部は、送信波が照射された物体からの反射波を検出するように構成される。ミラーモジュールは、反射面の回転角度に応じた方向に送信波及び反射波を偏向する一対の偏向ミラー(211,212)と、一対の偏向ミラーの間に挟まれて一対の偏向ミラーを支持するミラー支持体(213)と、を有し、モータ(24)の駆動に従って回転するように構成される。仕切板は、一対の偏向ミラーを送信部側に位置する部位である送信偏向部(20a)と受信部側に位置する部位である受信偏向部(20b)との2つの部位に仕切るように設置される板状の部材であって、ミラーモジュールと一体的に回転するように構成される。筐体は、送信部、受信部、ミラーモジュール及び仕切板を収容する。透過窓は、筐体の開口部に設けられ、送信波及び反射波を透過可能である。一対の偏向ミラーのそれぞれは、送信偏向部における回転軸を挟む両側の側面のうち反射面が送信部に向いている状態で透過窓に近い方の側面、及び、受信偏向部における回転軸を挟む両側の側面のうち反射面が受信部に向いている状態で透過窓から遠い方の側面、のうち少なくとも一方に、送信波を透過しにくくなる遮蔽部(214a,214b)を備える。
【0011】
このような構成によれば、戻り波を原因とするゴーストの発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
ライダ装置の外観を示す斜視図である。
ライダ装置の分解斜視図である。
ライダ装置の筐体内に収容される光検出モジュールの構成を示す斜視図である。
ミラーモジュールを側面から見た図である。
ミラーモジュールを反射面から見た図である。
戻り光が投光偏向部の反射面に入射した場合の光路を示す模式図である。
戻り光が投光偏向部の側面に入射した場合の光路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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.構成]
図1に示すライダ装置1は、光を出射し、その反射光を受光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。ライダは、LIDARとも表記される。LIDARは、Light Detection and Rangingの略語である。
【0014】
ライダ装置1は、図1に示すように、筐体100と、光学窓200と、を備える。筐体100は、1面が開口された直方体状に形成された樹脂製の箱体である。
以下、筐体100の略長方形を有した開口部の長手方向に沿った方向をX軸方向、開口部の短手方向に沿った方向をY軸方向、X−Y平面に直交する方向をZ軸方向とする。なお、X−Z平面が水平となるようにライダ装置1を車両に設置した状態で筐体100の開口部側から見て、X軸方向における左右及びY軸方向における上下を定義する。また、Z軸方向における前後は、筐体100の開口部側を前、奥行き側を後と定義する。
【0015】
図2に示すように、筐体100の内部には、光検出モジュール2が収容される。光検出モジュール2は、投光部10と、スキャン部20と、受光部30と、を備える。
以下、光検出モジュール2の構成について詳細に説明する。
【0016】
[2.スキャン部]
図3に示すように、スキャン部20は、ミラーモジュール21と、一対の仕切板22,23と、モータ24と、を備える。ミラーモジュール21はモータ24上に立設され、ミラーモジュール21及びミラーモジュール21に固定される一対の仕切板22,23は、図4及び図5において一点鎖線で示す回転軸を中心として、モータ24の駆動に従って回転運動をする。
【0017】
ミラーモジュール21は、一対の偏向ミラー211,212と、ミラー支持体213と、を備える。
一対の偏向ミラー211,212は、いずれも、光を反射する反射面を有する平板状の部材である。
【0018】
ミラー支持体213は、円板部213aと、被設置部213bと、を備える。円板部213aは、円形かつ板状の部位であり、その円の中心がモータ24の回転軸に固定される。被設置部213bは、両面に一対の偏向ミラー211,212が設置される板状の部位であり、円板部213aの円形面上に立設される。被設置部213bにおける一対の偏向ミラー211,212の設置面の形状は、一対の偏向ミラー211,212の形状に対応する。
【0019】
なお、一対の偏向ミラー211,212は、長手方向の幅が異なる二つの長方形を一体化した形状を有する。具体的には、第1の長方形と、第1の長方形よりも長手方向の幅が長い第2の長方形とを、それぞれの長方形の短手方向に沿った中心軸を合わせて、その中心軸に沿って並べて一体化した形状を有する。以下、一対の偏向ミラー211,212において、第1の長方形に相当する部位を幅狭部、第2の長方形に相当する部位を幅広部という。
【0020】
被設置部213bを介して一体化された一対の偏向ミラー211,212は、幅広部を下にして、一体化された状態での中心軸の位置が円板部213aの円の中心と一致するようにして円板部213aに立設される。これにより、ミラーモジュール21は、モータ24の回転軸を中心とする回転運動をする。
【0021】
一対の仕切板22,23は、一対の偏向ミラー211,212の幅広部の長手方向の幅と同じ直径を有する円形かつ板状の部材を、半円状の2つの部位に分割したものである。一対の仕切板22,23は、一対の偏向ミラー211,212の幅狭部を両側から挟み込んだ状態、かつ、一対の偏向ミラー211,212の幅広部と幅狭部との段差部分に当接した状態で、ミラーモジュール21に固定される。
【0022】
以下、一対の偏向ミラー211,212のうち、一対の仕切板22,23よりも上側の部位、すなわち、幅狭部側の部位を投光偏向部20a、一対の仕切板22,23よりも下側の部位、すなわち、幅広部側の部位を受光偏向部20bという。
【0023】
[3.偏向ミラー]
偏向ミラー211,212は、光を透過する部材で構成されたミラー基板をベースとし、反射面に光を反射する物質を蒸着することにより反射膜が形成されたものである。偏向ミラー211,212の反射面は反射膜を有するため光を反射するが、側面は反射膜を有さないため光が透過する。
【0024】
[3−1.遮蔽部]
図4において斜線部分で示すように、偏向ミラー211,212の一部の側面には、光を透過しにくい部分である遮蔽部214a,214bが形成される。遮蔽部214a,214bは、例えば、ミラー基板の表面に黒色のインクを印刷することで構成される。
【0025】
遮蔽部214a,214bが形成される位置について図6及び図7を用いて説明する。図6及び図7は、筐体100の内部において光検出モジュール2が収容される空間をY軸方向における上側から見た模式図である。なお、図6及び図7では、当該空間のうちY軸方向における上側の空間に位置する投光部10及び投光偏向部20aが図示されており、下側の空間に位置する受光部30及び受光偏向部20bは図示されない。図6及び図7では、偏向ミラー211の反射面が投光部10及び受光部30が位置する方向に向いている状態である。
【0026】
遮蔽部214aは、偏向ミラー211,212のそれぞれにおいて、投光偏向部20aにおける回転軸を挟む両側の側面のうち反射面が投光部10に向いている状態で光学窓200に近い方の側面に形成される。図6及び図7において、偏向ミラー211,212のそれぞれにおける遮蔽部214aは、投光偏向部20aの側面における斜線部分で示される。
【0027】
遮蔽部214bは、偏向ミラー211,212のそれぞれにおいて、受光偏向部20bにおける回転軸を挟む両側の側面のうち反射面が受光部30に向いている状態で光学窓200から遠い方の側面に形成される。図6及び図7では図示されないが、偏向ミラー211,212のそれぞれにおける遮蔽部214bは、遮蔽部214aがある側面と反対側の受光偏向部20bの側面に位置する。
【0028】
[3−2.低反射部]
図5において斜線部分で示すように、偏向ミラー211,212の反射面の一部には、光を反射しにくい部分である低反射部215が形成される。低反射部215は、例えば、遮蔽部214a,214bと同一の黒色のインクを反射膜上に印刷することで構成される。
【0029】
低反射部215が形成される位置について図6及び図7を用いて説明する。低反射部215は、偏向ミラー211,212のそれぞれにおいて、反射面が投光部10に向いている状態で光学窓200側となる投光偏向部20aにおける反射面の端部に形成される。図6及び図7において、偏向ミラー211,212のそれぞれにおける低反射部215は、投光偏向部20aの反射面における斜線部分で示される。すなわち、低反射部215は、投光偏向部20aにおいて遮蔽部214aがある側面と同じ側の端部に位置する。遮蔽部214a,214b及び低反射部215が同一の黒色のインクを用いて形成される場合、遮蔽部214a及び低反射部215は連続的に形成される。
【0030】
[4.投光部]
図3に示すように、投光部10は、一対の発光モジュール11,12を備える。投光部10は、投光折返ミラー15を備えてもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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