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公開番号2021143920
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210924
出願番号2020042304
出願日20200311
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 20060101AFI20210827BHJP(測定;試験)
要約【課題】迷光に起因する測距精度の低下が抑制された測距装置を提供する。
【解決手段】フレキシブル基板5は、ヒータ部5aと、配線部5bと、を有する。ヒータ部5aは、ヒータ線が形成され、透過窓41に固定される。配線部5bは、ヒータ線への配線が形成され、筐体における透過窓41が設けられた側を前方とした場合の、筐体の後方に向かって伸びる。固定部材8は、配線部5bを筐体内で固定する。遮光部材は、固定部材8から検出部に向かう迷光を遮るように構成される。
【選択図】図17
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、
あらかじめ設定された走査方向に沿って走査された放射光を照射する照射部(12)と、走査範囲から到来する前記物体からの反射光を検出する検出部(13)と、を有する検出モジュール(10)と、
前記検出モジュールを収納する筐体(2)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、前記放射光及び前記反射光が透過する透過窓(41)と、
前記透過窓を加熱するヒータ線が形成されたフレキシブル基板(5)と、
を備え、
前記フレキシブル基板は、前記ヒータ線が形成され、前記透過窓に固定されるヒータ部(5a)と、前記ヒータ線への配線が形成され、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伸びる配線部(5b)と、を有し、
前記配線部を前記筐体内で固定する固定部材(8)と、
前記固定部材から前記検出部に向かう迷光を遮るように構成された遮光部材(9)と、を更に備える、測距装置。
続きを表示(約 390 文字)【請求項2】
前記遮光部材は、前記配線部を前記筐体の後方に向かってガイドするように構成されたガイド面(912a)を有する、請求項1に記載の測距装置。
【請求項3】
前記ヒータ線が、前記放射光が透過する領域を加熱する照射側ヒータ線(511)と、前記検出部が検出する前記反射光が透過する領域を加熱する検出側ヒータ線(512)と、を有し、
前記フレキシブル基板は、前記ヒータ部において、前記照射側ヒータ線が形成された照射側ヒータ部(5c)と、前記検出側ヒータ線が形成された検出側ヒータ部(5d)とに分割されており、
前記配線部は、前記照射側ヒータ部から延在する部分(5f)と、前記検出側ヒータ部から延在する部分(5g)と、が合体した合体部(5h)を有し、
前記固定部材が前記合体部に設けられている、請求項1又は請求項2に記載の測距装置。

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 5,100 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、放射光を前方に向けて照射し、照射した放射光の物体からの反射光を検出して、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、放射光を照射する照射部及び反射光を検出する検出部が収納されている。筐体の前方には、放射光及び反射光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】
本発明者らは、透過窓にヒータが設けられた測距装置の構成として、ヒータ線が形成されたフレキシブル基板を透過窓に貼り付ける構成を検討した。この場合において、ヒータ線を筐体の後方側の外部にある電源に電気的に接続するため、フレキシブル基板においてヒータ線への配線が形成された部分(以下、配線部という)を、筐体の後方に設けられた引出孔から筐体の外部へ引き出す構成が考えられる。このような構成の場合、フレキシブル基板においてヒータ線が形成された部分(以下、ヒータ部という)を透過窓に貼り付けた状態で配線部を引出孔に挿入しようとすると、引出孔への配線部の挿入時に配線部が引っ張られてヒータ部にも力が加わり、ヒータ部が透過窓から部分的に剥離してしまう可能性がある。
【0007】
このような事態を避けるため、配線部を筐体の内面に粘着テープで貼り付けるなど、配線部を固定するための固定部材を設け筐体内で配線部を固定することが考えられる。
一方、放射光又は反射光が光学窓等で反射し、筐体の内部で迷光が生じることがある。本発明者らの検討の結果、配線部を固定するための固定部材において迷光が反射し検出部で検出されてしまい、測距精度が低下する場合があることが判明した。
【0008】
本開示の一局面は、迷光に起因する測距精度の低下が抑制された測距装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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(10)と、筐体(2)と、透過窓(41)と、フレキシブル基板(5)と、を備える。検出モジュールは、あらかじめ設定された走査方向に沿って走査された放射光を照射する照射部(12)と、走査範囲から到来する物体からの反射光を検出する検出部(13)と、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、放射光及び反射光が透過する。フレキシブル基板は、透過窓を加熱するヒータ線が形成される。また、フレキシブル基板は、ヒータ部(5a)と、配線部(5b)と、を有する。ヒータ部は、ヒータ線が形成され、透過窓に固定される。配線部は、ヒータ線への配線が形成され、筐体における透過窓が設けられた側を前方とした場合の、筐体の後方に向かって伸びる。測距装置は、固定部材(8)と、遮光部材(9)と、を更に備える。固定部材は、配線部を筐体内で固定する。遮光部材は、固定部材から検出部に向かう迷光を遮るように構成される。
【0010】
このような構成によれば、迷光に起因する測距精度の低下が抑制された測距装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
測距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。
カバーの内部における遮光部材の位置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。
フレキシブル基板を示す図である。
フレキシブル基板の裏面を示す図である。
筐体本体の正面図である。
遮光部材をガイド面側から示した斜視図である。
遮光部材を、ガイド面と反対側において上方から示した斜視図である。
遮光部材を、ガイド面と反対側において下方から示した斜視図である。
遮光部材の正面図である。
遮光部材の右側面図である。
遮光部材の上面図である。
遮光部材の左側面図である。
遮光部材の底面図である。
遮光部材の本体部と走査範囲との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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に示す測距装置1は、放射光を照射し、放射光が照射された物体からの反射光を検出することにより、物体との距離を測定するライダ装置である。ライダはLIDARとも表記される。LIDARは、Light Detection and Rangingの略語である。測距装置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。
【0013】
測距装置1は、図1に示すように、筐体2を備える。筐体2は、直方体状に形成された樹脂製の箱体である。
筐体2は、筐体本体3とカバー4とを備える。カバー4の前方には、カバー4の一部として、放射光及び反射光が透過する透過窓41が設けられている。ここでいう前方とは、筐体2における、放射光の照射先の方向を指す。
【0014】
以下、測距装置1を車両に設置した状態において、透過窓41を前方正面から見た場合の左右方向をX軸方向、透過窓41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2の前後方向ともいう。
【0015】
筐体2の内部には、図2及び図3に示す検出モジュール10が収納される。検出モジュール10は、複数の部品で構成されるフレーム11を介して上記筐体本体3に組みつけられる。また、筐体2の内部において、検出モジュール10と筐体2の右側の面との隙間には、図4に示すように、遮光部材9が収納される。遮光部材9も筐体本体3に組みつけられる。
【0016】
以下、検出モジュール10の構成、カバー4の構成、透過窓41に設けられたフレキシブル基板5の構成、及び遮光部材9の構成について詳細に説明する。
[2.検出モジュールの構成]
検出モジュール10は、図2及び図3に示すように、照射部12と、検出部13と、照射部12と検出部13との間に設けられた中間板15と、モータ16とを有する。なお、図3では、検出モジュール10の構成を見やすくするため、フレーム11の多くの部品等が省略されている。
【0017】
以下、検出モジュール10の構成について詳細に説明する。
[2−1.照射部]
照射部12は、筐体2内部の上方の空間に収納され、あらかじめ設定された走査方向に沿って走査された放射光を照射するように構成されている。
【0018】
照射部12は、図2に示すように、一対の光源121,122と、照射ミラー123とを備える。また、照射部12は、一対の照射側レンズ124,125と、照射側折返ミラー126とを備えてもよい。
【0019】
光源121,122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123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123は、後述するモータ16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。
【0020】
照射側レンズ124は、光源121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125は、光源122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126は、光の進行方向を変化させるミラーである。
【0021】
光源121は、光源121から出力され照射側レンズ124を透過した光が、そのまま照射ミラー123に入射されるように配置されている。
光源122及び照射側折返ミラー126は、光源122から出力され照射側レンズ125を透過した光が、照射側折返ミラー126にて略90°進行方向が曲げられ、照射ミラー123に入射するように配置されている。
【0022】
ここでは、光源121は、右方に向けて光を出力するように筐体2の左方に配置され、光源122は、前方に向けて光を出力するように筐体2の後方に配置されている。また、照射側折返ミラー126は、光源121から照射ミラー123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。
【0023】
照射部12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121から出力された光は、照射側レンズ124を介して照射ミラー123に入射される。また、光源122から出力された光は、照射側レンズ125を透過後、照射側折返ミラー126で進行方向が略90°曲げられて照射ミラー123に入射される。照射ミラー123に入射された光は、透過窓41を介して、照射ミラー123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123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。
【0024】
[2−2.検出部]
検出部13は、筐体2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光を検出するように構成されている。
【0025】
検出部13は、図3に示すように、受光素子131と、検出ミラー132とを備える。検出部13は、検出側レンズ133と、検出側折返ミラー134とを備えてもよい。
受光素子131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。
【0026】
検出ミラー132は、照射ミラー123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132は、照射ミラー123と同様に、後述するモータ16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。
【0027】
検出側レンズ133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134は、光の進行方向を変化させるミラーである。
受光素子131は、検出側折返ミラー134の下部に配置されている。
【0028】
検出側折返ミラー134は、検出ミラー132から、検出側レンズ133を介して入射する光が受光素子131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。
【0029】
検出側レンズ133は、検出ミラー132と検出側折返ミラー134との間に配置されている。検出側レンズ133は、受光素子131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。
【0030】
検出部13は、以下のように動作して物体からの反射光を検出する。検出ミラー132の回転角度に応じた所定方向、すなわち、照射ミラー123からの光の出射方向に位置する物体からの反射光が、筐体2の透過窓41を透過し、検出ミラー132に入射する。反射光は、検出ミラー132で反射され、検出側レンズ133及び検出側折返ミラー134を介して受光素子131で検出される。
(【0031】以降は省略されています)

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