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公開番号2025064150
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173677
出願日2023-10-05
発明の名称光透過ヒータおよび測距装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01S 7/481 20060101AFI20250410BHJP(測定;試験)
要約【課題】光の射出方向の変更によって生じる干渉縞の強度の増大を抑制する光透過ヒータおよび測距装置を提供する。
【解決手段】測距装置の光透過ヒータは、射出部からの光を透過する基材25と、発熱部30と、を備え、発熱部30は、第1並列方向Dp1に並列している複数の第1線状部31を有し、法線方向に延びているとともに基材25の基面250の中心を通る軸を中心軸(O)とし、射出部は、第1並列方向Dp1の外側の第1線状部31に向かって射出する光の入射角を、中心軸O側の第1線状部31に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、第1線状部31の第1並列方向Dp1における第1線状部31の長さW1は、中心軸Oから第1並列方向Dp1に向かうことに伴って、大きくなっており、法線方向Dnにおける第1線状部31の長さT1は、中心軸Oから第1並列方向Dp1に向かうことに伴って、小さくなっている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
光透過ヒータであって、
光を射出する射出部（６２）からの光を透過する基材（２５）と、
前記基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、
を備え、
前記発熱部は、前記基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、
前記線状部は、前記法線方向および前記線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、
前記法線方向に延びているとともに前記基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、
前記線状部を、前記法線方向および前記線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの前記線状部の断面において、前記射出部からの光の射出方向に延びる光線と、前記法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、
前記射出部は、前記並列方向の外側の前記線状部に向かって射出する光の前記入射角を、前記中心軸側の前記線状部に向かって射出する光の前記入射角よりも大きくして、光を射出し、
前記射出部からの光は、互いに隣り合う前記線状部の間を通過して前記基材を透過し、
前記並列方向における前記線状部の長さ（Ｗ１）は、前記中心軸から前記並列方向に向かうことに伴って、大きくなっており、
前記法線方向における前記線状部の長さ（Ｔ１）は、前記中心軸から前記並列方向に向かうことに伴って、小さくなっている光透過ヒータ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記並列方向における前記線状部の長さをＷとし、
前記法線方向における前記線状部の長さをＴとし、
前記入射角をθとし、
前記線状部を、前記法線方向および前記並列方向と平行な方向に切断したときの前記線状部の断面を前記θの光で投影したとき、前記射出方向および前記線状部が延びている方向と直交する方向における、投影した前記線状部の長さをＬとすると、
前記線状部は、
Ｌ＝Ｔ×ｓｉｎθ＋Ｗ×ｃｏｓθ
が成立するように形成されている請求項１に記載の光透過ヒータ。
【請求項３】
前記並列方向における互いに隣り合う前記線状部同士の間の距離（Ｐ１）は、前記中心軸から前記並列方向に向かうことに伴って、大きくなっている請求項１に記載の光透過ヒータ。
【請求項４】
前記並列方向における互いに隣り合う前記線状部同士の間の距離をＰとし、
前記入射角をθとし、
前記線状部を、前記法線方向および前記並列方向と平行な方向に切断したときにおいて、互いに隣り合う前記線状部を結んだ線であって前記並列方向に延びている線を、前記θの光で投影したとき、前記射出方向および前記線状部が延びている方向と直交する方向における、投影した線の長さをＭとすると、
前記線状部は、
Ｍ＝Ｐ×ｃｏｓθ
が成立するように形成されている請求項３に記載の光透過ヒータ。
【請求項５】
前記光透過ヒータは、電気絶縁性を有するとともに、それぞれの前記線状部を覆っている絶縁部（４１）をさらに備え、
前記絶縁部は、前記並列方向に並列しており、
前記並列方向における前記絶縁部の長さ（Ｗｉ１）は、前記中心軸から前記並列方向に向かうことに伴って、大きくなっており、
前記法線方向における前記絶縁部の長さ（Ｔｉ１）は、前記中心軸から前記並列方向に向かうことに伴って、小さくなっている請求項１に記載の光透過ヒータ。
【請求項６】
前記絶縁部の光の吸収率は、前記線状部の光の吸収率よりも大きくなっている請求項５に記載の光透過ヒータ。
【請求項７】
前記基材は、湾曲している請求項１に記載の光透過ヒータ。
【請求項８】
前記基面は、前記射出部と前記法線方向に対向する請求項７に記載の光透過ヒータ。
【請求項９】
前記射出部からの光の波長をλとし、
前記入射角をθとし、
前記線状部を、前記法線方向および前記並列方向と平行な方向に切断したときの前記線状部の断面を前記θの光で投影したとき、前記射出方向および前記線状部が延びている方向と直交する方向における、投影した前記線状部の長さをＬとすると、
前記線状部は、
Ｌ＜λ
が成立するように形成されている請求項１に記載の光透過ヒータ。
【請求項１０】
前記線状部は、第１線状部であって、
前記発熱部は、前記第１線状部と交差して延びている第２線状部（３２）を複数有し、
前記第２線状部は、前記法線方向および前記第２線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ２）に並列しており、
前記射出部からの光は、互いに隣り合う前記第１線状部同士の間かつ互いに隣り合う前記第２線状部同士の間を通過して前記基材を透過する請求項１に記載の光透過ヒータ。
（【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、光透過ヒータおよび測距装置に関するものである。
続きを表示（約 4,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、車両に設けられて外部の情報を取得するためのセンサと、センサの前側に設けられたカバー部材と、を備えるセンサ装置が知られている。また、カバー部材は、所定の隙間を有して配置され通電によってヒータとして機能する複数の線状部を有した導電膜を備える。さらに、隙間は、センサの光等の電磁波の射出方向に沿った投影範囲において、センサが外部からの情報を取得可能な大きさとされている。また、センサの光の射出方向に沿った投影範囲における導電膜の隙間は、投影範囲外における導電膜の隙間よりも大きく設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１４３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたセンサ装置では、センサの光の射出方向が変更されると、線状部のうちセンサの光が当たりやすい線状部が生じる。また、センサの光が線状部に当たりやすい場合、センサの光は、回折しやすく、干渉が生じやすい。干渉が生じやすいと、互いに光を強め合う干渉が生じやすい。互いに光を強め合う干渉が生じやすいと、干渉縞の強度が増大する。したがって、干渉によって発生する干渉縞の強度は、センサの光が線状部に当たりやすい場合に増大する。よって、センサの光の射出方向が変更されると、干渉縞の強度が増大する。さらに、干渉縞の強度は、センサによって取得される情報に対してノイズとなる。このため、特許文献１に記載されたセンサ装置では、センサの光の射出方向が変更されると、センサの検出精度が低下する。
【０００５】
本開示は、光の射出方向の変更によって生じる干渉縞の強度の増大を抑制する光透過ヒータおよび測距装置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】
請求項１に記載の発明は、光透過ヒータであって、光を射出する射出部（６２）からの光を透過する基材（２５）と、基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、を備え、発熱部は、基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、線状部は、法線方向および線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、法線方向に延びているとともに基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、線状部を、法線方向および線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの線状部の断面において、射出部からの光の射出方向に延びる光線と、法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、射出部は、並列方向の外側の線状部に向かって射出する光の入射角を、中心軸側の線状部に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、射出部からの光は、互いに隣り合う線状部の間を通過して基材を透過し、並列方向における線状部の長さ（Ｗ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、大きくなっており、法線方向における線状部の長さ（Ｔ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、小さくなっている光透過ヒータである。
また、請求項１７に記載の発明は、測距装置であって、光を射出する射出部（６２）と、射出部からの光を透過する基材（２５）と、基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、を有する光透過ヒータ（２０）と、射出部からの光、および、射出部からの光が光透過ヒータを通過して対象物にて反射した光の情報に基づいて、測距装置から対象物までの距離および測距装置に対する対象物の速度を測定する測定部（６６）と、を備え、発熱部は、基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、線状部は、法線方向および線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、法線方向に延びているとともに基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、線状部を、法線方向および線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの線状部の断面において、射出部からの光の射出方向に延びる光線と、法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、射出部は、並列方向の外側の線状部に向かって射出する光の入射角を、中心軸側の線状部に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、射出部からの光は、互いに隣り合う線状部の間を通過して基材を透過し、並列方向における線状部の長さ（Ｗ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、大きくなっており、法線方向における線状部の長さ（Ｔ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、小さくなっている測距装置である。
【０００７】
これにより、中心軸から並列方向に向かうことに伴う、射出部からの光で線状部を投影したときの投影長さの変化が小さくなる。このため、光の射出方向が変更されても、線状部のうち射出部からの光が当たる範囲の増大が抑制されることから、射出部からの光が線状部に当たりにくくなる。したがって、線状部にて回折が生じにくくなるため、互いに光を強め合う干渉が生じにくい。よって、光の射出方向の変更によって生じる干渉縞の強度の増大が抑制される。
【０００８】
請求項１４に記載の発明は、光透過ヒータであって、光を射出する射出部（６２）からの光を透過する基材（２５）と、基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、を備え、発熱部は、基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、線状部は、法線方向および線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、法線方向に延びているとともに基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、線状部を、法線方向および線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの線状部の断面において、射出部からの光の射出方向に延びる光線と、法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、射出部は、並列方向の外側の線状部に向かって射出する光の入射角を、中心軸側の線状部に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、射出部からの光は、互いに隣り合う線状部の間を通過して基材を透過し、並列方向における互いに隣り合う線状部同士の間の距離（Ｐ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、大きくなっている光透過ヒータである。
さらに、請求項１８に記載の発明は、測距装置であって、光を射出する射出部（６２）と、射出部からの光を透過する基材（２５）と、基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、を有する光透過ヒータ（２０）と、射出部からの光、および、射出部からの光が光透過ヒータを通過して対象物にて反射した光の情報に基づいて、測距装置から対象物までの距離および測距装置に対する対象物の速度を測定する測定部（６６）と、を備え、発熱部は、基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、線状部は、法線方向および線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、法線方向に延びているとともに基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、線状部を、法線方向および線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの線状部の断面において、射出部からの光の射出方向に延びる光線と、法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、射出部は、並列方向の外側の線状部に向かって射出する光の入射角を、中心軸側の線状部に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、射出部からの光は、互いに隣り合う線状部の間を通過して基材を透過し、並列方向における互いに隣り合う線状部同士の間の距離（Ｐ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、大きくなっている測距装置である。
【０００９】
これにより、中心軸から並列方向に向かうことに伴う、射出部からの光で互いに隣り合う線状部同士の間を投影したときの投影長さの変化が小さくなる。このため、光の射出方向が変更されても、互いに隣り合う線状部同士の間を光が通過する範囲の減少が抑制されることから、互いに隣り合う線状部同士の間を光が通過しやすい。したがって、線状部に光が当たりにくくなる。このことから、線状部にて回折が生じにくくなるため、互いに光を強め合う干渉が生じにくい。よって、光の射出方向の変更によって生じる干渉縞の強度の増大が抑制される。
【００１０】
請求項１５に記載の発明は、光透過ヒータであって、光を射出する射出部（６２）からの光を透過する基材（２５）と、基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、電気絶縁性を有する絶縁部（４１）と、を備え、発熱部は、基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、線状部は、法線方向および線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、法線方向に延びているとともに基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、線状部を、法線方向および線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの線状部の断面において、射出部からの光の射出方向に延びる光線と、法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、射出部は、並列方向の外側の線状部に向かって射出する光の入射角を、中心軸側の線状部に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、射出部からの光は、互いに隣り合う線状部の間を通過して基材を透過し、絶縁部は、それぞれの線状部を覆っているとともに、並列方向に並んでおり、並列方向における絶縁部の長さ（Ｗｉ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、大きくなっており、法線方向における絶縁部の長さ（Ｔｉ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、小さくなっている光透過ヒータである。
また、請求項１９に記載の発明は、測距装置であって、光を射出する射出部（６２）と、射出部からの光を透過する基材（２５）と、基材の面である基面（２５０）に接続されているとともに、電流が流れることにより発熱する発熱部（３０）と、電気絶縁性を有する絶縁部（４１）と、を有する光透過ヒータ（２０）と、射出部からの光、および、射出部からの光が光透過ヒータを通過して対象物にて反射した光の情報に基づいて、測距装置から対象物までの距離および測距装置に対する対象物の速度を測定する測定部（６６）と、を備え、発熱部は、基面の法線方向（Ｄｎ）と直交する方向に延びている線状部（３１）を複数有し、線状部は、法線方向および線状部が延びている方向と交差する方向（Ｄｐ１）に並列しており、法線方向に延びているとともに基面の中心を通る軸を中心軸（Ｏ）とし、線状部を、法線方向および線状部の並列方向（Ｄｐ１）と平行な方向に切断したときの線状部の断面において、射出部からの光の射出方向に延びる光線と、法線方向に延びている直線とでなす角度を入射角とすると、射出部は、並列方向の外側の線状部に向かって射出する光の入射角を、中心軸側の線状部に向かって射出する光の入射角よりも大きくして、光を射出し、射出部からの光は、互いに隣り合う線状部の間を通過して基材を透過し、絶縁部は、それぞれの線状部を覆っているとともに、並列方向に並んでおり、並列方向における絶縁部の長さ（Ｗｉ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、大きくなっており、法線方向における絶縁部の長さ（Ｔｉ１）は、中心軸から並列方向に向かうことに伴って、小さくなっている測距装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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