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公開番号2025010640
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2023108420
出願日2023-06-30
発明の名称ミラー揺動装置、および、LiDAR装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G02B 26/10 20060101AFI20250116BHJP(光学)
要約【課題】ミラー揺動装置においてミラー部の揺動の軸心方向の体格を小型化し、軸心方向の体格に対しミラー部の占める割合を大きくする。
【解決手段】ミラー部10は、光を反射する鏡面11を有する。延伸部20は、ミラー部10の裏面12から鏡面11とは反対側に延びる。シャフト30は、延伸部20に固定される。台座40は、ミラー部10に対し鏡面11とは反対側の領域に設けられる。軸受50は、延伸部20に対しシャフト30の軸心方向で台座40に設けられ、台座40に対しシャフト30を回転可能に支持する。ミラー部10は、シャフト30および延伸部20と共にシャフト30の軸心CLまわりに所定の角度範囲で揺動可能である。軸受50の少なくとも一部および台座40の少なくとも一部は、ミラー部10に対し鏡面11とは反対側の領域で、シャフト30の軸心方向においてミラー部10の高さ範囲H1に設けられている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ミラー揺動装置において、
光を反射する鏡面（１１）を有するミラー部（１０）と、
前記ミラー部のうち前記鏡面とは反対側の面（１２）から前記鏡面とは反対側に延びる延伸部（２０）と、
前記延伸部に固定されるシャフト（３０）と、
前記ミラー部に対し前記鏡面とは反対側の領域に設けられる台座（４０）と、
前記延伸部に対し前記シャフトの軸心方向で前記台座に設けられ、前記台座に対し前記シャフトを回転可能に支持する軸受（５０）と、を備え、
前記ミラー部は、前記シャフトおよび前記延伸部と共に前記シャフトの軸心（ＣＬ）まわりに所定の角度範囲で揺動可能であり、
前記軸受の少なくとも一部および前記台座の少なくとも一部は、前記ミラー部に対し前記鏡面とは反対側の領域で、前記シャフトの軸心方向において前記ミラー部の高さ範囲（Ｈ１）に設けられている、ミラー揺動装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記軸受のうち軸心方向の一方側の外縁（５６）および前記台座のうち軸心方向の一方側の外縁（４６）は、前記ミラー部のうち軸心方向の一方側の外縁（１３）に対し、軸心方向において同じ高さまたは他方側に位置し、
前記軸受のうち軸心方向の他方側の外縁（５７）および前記台座のうち軸心方向の他方側の外縁（４７）は、前記ミラー部のうち軸心方向の他方側の外縁（１４）に対し、軸心方向において同じ高さまたは一方側に位置している、請求項１に記載のミラー揺動装置。
【請求項３】
前記ミラー部を、前記シャフトおよび前記延伸部と共に、前記シャフトの軸心を中心として所定の角度範囲で揺動駆動するアクチュエータ（６０）をさらに備え、
前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記ミラー部に対し前記鏡面とは反対側の領域で、前記シャフトの軸心方向において前記ミラー部の高さ範囲に設けられている、請求項１または２に記載のミラー揺動装置。
【請求項４】
前記アクチュエータのうち軸心方向の一方側の外縁（６０１）は、前記ミラー部のうち軸心方向の一方側の外縁に対し、軸心方向において同じ高さまたは他方側に位置し、
前記アクチュエータのうち軸心方向の他方側の外縁（６０２）は、前記ミラー部のうち軸心方向の他方側の外縁に対し、軸心方向において同じ高さまたは一方側に位置している、請求項３に記載のミラー揺動装置。
【請求項５】
前記台座に対する前記ミラー部の角度を検出するセンサ（７０）をさらに備え、
前記センサの少なくとも一部は、前記ミラー部に対し前記鏡面とは反対側の領域で、前記シャフトの軸心方向において前記ミラー部の高さ範囲に設けられている、請求項１または２に記載のミラー揺動装置。
【請求項６】
前記センサのうち軸心方向の一方側の外縁（７５）は、前記ミラー部のうち軸心方向の一方側の外縁に対し、軸心方向において同じ高さまたは他方側に位置し、
前記センサのうち軸心方向の他方側の外縁（７６）は、前記ミラー部のうち軸心方向の他方側の外縁に対し、軸心方向において同じ高さまたは一方側に位置している、請求項５に記載のミラー揺動装置。
【請求項７】
前記ミラー部を前記シャフトおよび前記延伸部と共に前記シャフトの軸心を中心として所定の角度範囲で揺動駆動するアクチュエータと、前記台座に対する前記ミラー部の角度を検出するセンサと、をさらに備え、
前記アクチュエータの少なくとも一部および前記センサの少なくとも一部は、前記ミラー部に対し前記鏡面とは反対側の領域で、前記シャフトの軸心方向において前記ミラー部の高さ範囲に設けられている、請求項１または２に記載のミラー揺動装置。
【請求項８】
前記アクチュエータのうち軸心方向の一方側の外縁および前記センサのうち軸心方向の一方側の外縁は、前記ミラー部のうち軸心方向の一方側の外縁に対し、軸心方向において同じ高さまたは他方側に位置し、
前記アクチュエータのうち軸心方向の他方側の外縁および前記センサのうち軸心方向の他方側の外縁は、前記ミラー部のうち軸心方向の他方側の外縁に対し、軸心方向において同じ高さまたは一方側に位置している、請求項７に記載のミラー揺動装置。
【請求項９】
前記センサは、前記シャフトと共に回転する回転盤（７１）と、前記台座に対する前記回転盤の位置を検出する検出素子（７２）とを有するロータリエンコーダである、請求項５に記載のミラー揺動装置。
【請求項１０】
軸心方向の一方側から視て反時計まわりに前記ミラー部が揺動する最大角度を第１角度、軸心方向の一方側から視て時計まわりに前記ミラー部が揺動する最大角度を第２角度、前記第１角度と前記第２角度との中央の角度を第３角度と呼ぶとき、
前記台座のうち前記ミラー部側を向く面（４４、４５）は、前記シャフトに近い部位から前記シャフトから遠い部位に向かい、前記第３角度にある状態の前記ミラー部から離れる方向に傾斜し、前記アクチュエータが前記ミラー部を揺動駆動する際に前記台座と前記ミラー部との干渉が防がれている、請求項３に記載のミラー揺動装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ミラー揺動装置、および、それを備えるＬｉＤＡＲ装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ＬｉＤＡＲ装置などを構成する一部品として用いられるミラー揺動装置が知られている。ＬｉＤＡＲは、Light Detection and Ranging、または、Laser Imaging Detection and Ranging の略である。ＬｉＤＡＲは、レーザー光を照射して、その反射光の情報をもとに対象物までの距離や対象物の形などを計測する技術である。
【０００３】
特許文献１に記載のミラー揺動装置は、ミラー部のうち板厚方向の中央部に設けた穴にシャフトを固定し、そのシャフトのうちミラー部から突出した部位に、２つの軸受、アクチュエータおよび回転角センサを備える構成である。詳細には、シャフトのうちミラー部から一方側に突出した部位に、一方側の軸受とアクチュエータが設けられ、シャフトのうちミラー部から他方側に突出した部位に、他方側の軸受と回転角センサが設けられている。なお、特許文献１では、シャフトは軸部と呼ばれ、アクチュエータは駆動ユニットと呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２‐３０９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のミラー揺動装置は、シャフトの軸心が延びる方向（以下、「軸心方向」という）に、アクチュエータ、一方側の軸受、ミラー部、他方側の軸受および回転角センサを直列配置しているので、軸心方向の体格が大型化している。また、ミラー揺動装置の軸心方向の体格に対してミラー部の鏡面の占める割合が小さいものとなっている。
【０００６】
そのため、特許文献１に記載のミラー揺動装置を用いたＬｉＤＡＲ装置は、そのミラー揺動装置の大型化に伴って、ミラー部の揺動の軸心方向の体格が大型化し、さらに、その体格に対してミラー部の鏡面の占める割合が小さいものとなる。そのようなＬｉＤＡＲ装置を例えば車両のルーフに搭載した場合、ＬｉＤＡＲ装置の大きさ分、ルーフトップが車両上方に大きく突出した凸形状となり、車両走行時の空気抵抗が増大し、燃費または電費が悪化するといった問題が生じる。或いは、ルーフから車室内にＬｉＤＡＲ装置が大きく突出し、ドライバーの前方視認性を損なうといった問題が生じる。
【０００７】
上記２つの問題を解決するため、ミラー部の軸心方向の大きさを小さくすることが考えられる。しかし、ミラー部を小さくすると、レーザー光のスポット径が小さくなり、その結果、ＳＮ比の悪化、測距レンジの減少など性能低下の原因となる恐れがある。
【０００８】
本開示は上記点に鑑みて、ミラー揺動装置においてミラー部の揺動の軸心方向の体格を小型化し、且つ、ミラー揺動装置の軸心方向の体格に対してミラー部の占める割合を大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の１つの観点によると、ミラー揺動装置は、
光を反射する鏡面（１１）を有するミラー部（１０）と、
ミラー部のうち鏡面とは反対側の面（１２）から鏡面とは反対側に延びる延伸部（２０）と、
延伸部に固定されるシャフト（３０）と、
ミラー部に対し鏡面とは反対側の領域に設けられる台座（４０）と、
延伸部に対しシャフトの軸心方向で台座に設けられ、台座に対しシャフトを回転可能に支持する軸受（５０）と、を備え、
ミラー部は、シャフトおよび延伸部と共にシャフトの軸心（ＣＬ）まわりに所定の角度範囲で揺動可能であり、
軸受の少なくとも一部および台座の少なくとも一部は、ミラー部に対し鏡面とは反対側の領域で、シャフトの軸心方向においてミラー部の高さ範囲（Ｈ１）に設けられている。
【００１０】
これによれば、ミラー部に対し鏡面とは反対側の領域を活用して軸受および台座を配置することで、ミラー揺動装置においてミラー部の揺動の軸心方向の体格を小型化できる。さらに、ミラー揺動装置の軸心方向の体格に対してミラー部の鏡面の占める割合を大きくできる。そのため、このミラー揺動装置を用いたＬｉＤＡＲ装置は、ミラー部の軸心方向の体格、言い換えれば、ミラー部が揺動する方向に対し垂直方向の体格を小型化できる。したがって、そのＬｉＤＡＲ装置を例えば車両のルーフに搭載した場合、ルーフトップが車両上方に大きく突出した凸形状となることを抑制でき、或いは、ルーフから車室内にＬｉＤＡＲ装置が大きく突出することを抑制できる。また、このミラー揺動装置を用いたＬｉＤＡＲ装置は、ミラー部の鏡面の大型化によりレーザー光のスポット径を大きくでき、その結果、ＳＮ比を向上し、測距レンジを拡大できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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