CN109856613A - 激光雷达罩 - Google Patents

Abstract

一种用作车辆的外装部件的激光雷达罩，其能够抑制激光雷达单元的测量光的衰减并且提高外观设计的自由度。一种激光雷达罩(1)，其覆盖车辆所搭载的激光雷达单元并且能透射激光雷达单元的测量光；其中，从测量光的透射方向观察到的第一区域是具有可见光反射层的可见光反射区域(R1)，该可见光反射区域(R1)至少反射来自外部的一部分可见光且透射测量光；与第一区域不同的第二区域是测量光的透射率比可见光反射区域更高的高透射率区域(R2)。

Description

激光雷达罩

技术领域

本发明涉及一种激光雷达罩。

背景技术

近年来，由于安全意识等的提高，不断推进向车辆搭载用于检测车辆周围障碍物等的激光雷达单元。该激光雷达单元通过发射红外线等肉眼看不到的测量光并接收其反射光，从而获得表示达到障碍物等物体的距离以及物体的形状的数据。在将这样的激光雷达单元搭载于车辆的情况下，为了对激光雷达单元进行保护等，有时在激光雷达单元的前方设置激光雷达罩。例如，专利文献1中公开了通过冷镜层而具备金属光泽的激光雷达罩。另外，专利文献2中公开了通过锗(Ge)层而具备金属光泽的激光雷达罩。另外，还已知有能够透射红外线的黑色激光雷达罩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-198617号公报

专利文献2：日本特开2010-243436号公报

发明内容

发明所要解决的课题

当激光雷达单元的测量光透射冷镜层或锗(Ge)层时，一部分被吸收而衰减。为了能够检测更远的障碍物等，优选地，不设置冷镜层或锗(Ge)层，仅通过测量光的透射率高的材料来形成激光雷达单元。但是，在仅利用对于可见光和测量光透明的材料来形成激光雷达罩的情况下，从外部能够明显看到激光雷达单元，从而不适合非常重视外观设计性的车辆的外装部件。另外，即使在仅利用对测量光的透射率高的黑色树脂材料来形成激光雷达罩的情况下，激光雷达罩的色彩受到限制，因此不适合车辆的外装部件。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，在用作车辆的外装部件的激光雷达罩中，不仅能够抑制激光雷达单元的测量光的衰减，而且能够提高外观设计的自由度。

用于解决课题的手段

作为用于解决上述课题(技术问题)的手段，本发明采用下面的技术方案。

第一发明采用如下技术方案：一种激光雷达罩，其覆盖车辆所搭载的激光雷达单元并且能透射上述激光雷达单元的测量光，其中，从所述测量光的透射方向观察到的第一区域是具有可见光反射层的可见光反射区域，所述可见光反射层至少反射来自外部的可见光的一部分且透射所述测量光，与所述第一区域不同的第二区域是所述测量光的透射率比所述可见光反射区域更高的高透射率区域。

第二发明采用如下技术方案：在上述第一发明中，所述可见光反射区域配置于从所述测量光的透射方向观察到的整个区域的上部。

第三发明采用如下技术方案：在上述第一或第二发明中，具备：基部层，上述测量光能够通过所述基部层，所述基部层以使背面朝向所述激光雷达单元侧的方式进行配置；上述可见光反射层，其在所述可见光反射区域且配置于所述基部层的表面侧；保护层，其在所述可见光反射区域和所述高透射率区域且配置于最表层侧的同时，能够透射所述测量光和所述可见光。

第四发明采用如下技术方案：在上述第三发明中，具备：厚度调节层，其在上述高透射率区域且配置于所述基部层的表面侧的同时，至少透射所述测量光。

第五发明采用如下技术方案：在上述第一至第四发明中的任一发明中，上述可见光反射层是由电介质多层膜构成的冷镜层。

第六发明采用如下技术方案：在上述第一至第四发明中的任一发明中，上述可见光反射层由具有多个层叠的金属薄膜的层叠金属薄膜构成。

第七发明采用如下技术方案：在上述第一至第六发明中的任一发明中，上述可见光反射层仅选择性透射所述测量光中所含的波长分量的一部分。

发明效果

在本发明中，从测量光的透射方向观察激光雷达罩时的整个区域的第一区域形成为：具有可见光反射层的可见光反射区域，该可见光反射层至少反射来自外部的可见光的一部分并且透射测量光。这样的可见光反射区域由于至少反射可见光的一部分，因此形成为从外部看起来具有金属色调等有色的区域。另一方面，在本发明中，与上述可见光反射区域不同的第二区域形成为：测量光的透射率比可见光反射区域更高的高透射率区域。即，本发明的激光雷达罩具有光学特性不同两个区域：虽测量光的透射率相对较低但有色且设计性优异的区域(可见光反射区域)，以及虽设计的自由度相对较低但测量光的透射率高的区域(高透射率区域)。因此，能够根据激光雷达罩的设置状态来选择下述等布局：例如，在外面的人容易看到的区域配置可见光反射区域，并在外面的人不容易看到的区域配置高透射率区域。因此，基于本发明，在用作车辆的外装部件的激光雷达罩中，不仅能够抑制激光雷达单元的测量光的衰减，而且能够提高外观设计的自由度。

附图说明

图1A是表示包含本发明一实施方式中的激光雷达罩的概略结构的前视图。

图1B是表示包含本发明一实施方式中的激光雷达罩的概略结构的侧视图。

图2A是表示本发明一实施方式中的激光雷达罩的概略结构的前视图。

图2B是表示本发明一实施方式中的激光雷达罩的概略结构的图，即，沿图2A的A-A线的剖视图。

图3A是对本发明一实施方式中的激光雷达罩的制造方法进行说明的示意图。

图3B是对本发明一实施方式中的激光雷达罩的制造方法进行说明的示意图。

图4是本发明一实施方式中的激光雷达罩的变形例的剖视图。

图5A是对本发明一实施方式中的激光雷达罩的变形例的制造方法进行说明的示意图。

图5B是对本发明一实施方式中的激光雷达罩的变形例的制造方法进行说明的示意图。

图6A是本发明一实施方式中的激光雷达罩的变形例的剖视图。

图6B是本发明一实施方式中的激光雷达罩的变形例的剖视图。

附图标记的说明

1 激光雷达罩

2 基部层

3 冷镜层(可见光反射层)

4 保护层

5 层叠金属薄膜(可见光反射层)

6 厚度调节层

R 激光雷达单元

R1 可见光反射区域(部分区域、第一区域)

R2 高透射率区域(其它区域、第二区域)

R3 边缘区域

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的激光雷达罩的一实施方式进行说明。需要说明的是，在下面的附图中，为使各部件为能够识别的大小，适当改变了各部件的缩小比例。

图1A是表示包含本实施方式的激光雷达罩1的概略结构的前视图。图1B是表示包含本实施方式的激光雷达罩1的概略结构的侧视图。本实施方式的激光雷达罩1是配置为从车辆的外侧方向覆盖车辆所搭载的激光雷达单元R的罩部件。例如，在激光雷达单元R向车辆前方射出测量光的情况下，本实施方式的激光雷达罩1配置于激光雷达单元R的前方；在激光雷达单元R向车辆的右侧方射出测量光的情况下，本实施方式的激光雷达罩1配置于激光雷达单元R的右方；在激光雷达单元R向车辆的左侧方射出测量光的情况下，本实施方式的激光雷达罩1配置于激光雷达单元R的左方；在激光雷达单元R向车辆的后方射出测量光的情况下，本实施方式的激光雷达罩1配置于激光雷达单元R的后方。即，本实施方式的激光雷达罩1的设置状态没有特别限定。

由本实施方式的激光雷达罩1所覆盖的激光雷达单元R，是射出红外线激光等作为测量光的同时基于测量光的反射光来获取距物体的距离以及物体的形状的装置。这样的激光雷达单元R具备：例如，射出部，其具有产生测量光的光源及引导测量光的照射透镜等；受光部，其具有引导射入的反射光的受光透镜及将反射光转换为电信号的受光元件等；以及，运算部，其对从受光部输出的电信号进行信号处理。需要说明的是，对于激光雷达单元R的结构没有特别限定。

如图1A及图1B所示，本实施方式的激光雷达罩1形成为大致矩形的板状，并以背面侧朝向激光雷达单元R侧的状态进行配置。这样的本实施方式的激光雷达罩1由图中未示出的其它部件进行支承，并设置为车辆的外装部件。需要说明的是，本实施方式的激光雷达罩1未必一定采用大致矩形。例如，在以嵌入其它树脂外装部件所形成的开口中的方式进行配置本实施方式的激光雷达罩1的情况下，本实施方式的激光雷达罩1采用与开口形状相组合的形状。例如，在上述开口为圆形的情况下，本实施方式的激光雷达罩1的形状采用圆形状；在上述开口为三角形的情况下，本实施方式的激光雷达罩1的形状采用三角形状。而且，本实施方式的激光雷达罩1的正面和背面未必一定为平面。例如，在本实施方式的激光雷达罩1与其它具有曲面的部件设置为一体的情况下，正面和背面也可以为曲面，以使表面与其它部件的表面形成为一个面。另外，例如，也可以使本实施方式的激光雷达罩1的整体形状为树脂外装部件的形状。

图2A是表示本实施方式的激光雷达罩1的概略结构的前视图。图2B是表示本发明一实施方式中的激光雷达罩的概略结构的图，即沿图2A的A-A线的剖视图。如图2A所示，本实施方式的激光雷达罩1具有可见光反射区域R1(部分区域、第一区域)、高透射率区域R2(其它区域、第二区域)及边缘区域R3。

可见光反射区域R1是指，配置于从沿着测量光的透射方向(测量光的射出方向)的方向观察时的激光雷达罩1的整个区域中的上部的区域。该可见光反射区域R1与高透射率区域R2相比配置于上部。通常，激光雷达罩1配置于车辆的外面的人俯视的位置。因此，与高透射率区域R2相比配置于上方的可见光反射区域R1，配置于与高透射率区域R2相比更容易被外部的人看到的位置。该可见光反射区域R1通过后述的冷镜层3而反射来自外部的可见光且透射测量光。例如，在本实施方式的激光雷达罩1中，可见光反射区域R1配置于激光雷达单元R的射出部的前方。

高透射率区域R2是指，配置于从沿着测量光的透射方向(测量光的射出方向)观察时的激光雷达罩1的整个区域中的下部的区域。如上所述，通常，激光雷达罩1配置于车辆的外部的人俯视的位置。因此，配置于与高透射率区域R2(配置于可见光反射区域R1的下方)相比更容易被外部的人看到的位置。该高透射率区域R2未配置冷镜层3，且以高效率透射测量光。例如，在本实施方式的激光雷达罩1中，高透射率区域R2配置于激光雷达单元R的受光部的前方。

边缘区域R3是指，在从沿着测量光的透射方向(测量光的射出方向)观察时的激光雷达罩1的整个区域中的围绕可见光反射区域R1及高透射率区域R2的整周的环形区域。如图1A及图1B所示，本实施方式的激光雷达罩1采用其外缘部相比激光雷达单元R向侧方突出的大小。边缘区域R3是指从该激光雷达单元R向侧方突出的区域。这样的边缘区域R3与可见光反射区域R1相同地配置有冷镜层3，并反射来自外部的可见光。

如图2B所示，本实施方式的激光雷达罩1具备基部层2、冷镜层3(反射层)以及保护层4。基部层2是支承冷镜层3以及保护层4的支承部件，使背面侧朝向激光雷达单元R侧而配置。测量光能够透射该基部层2，该基部层2由例如黑色或透明的丙烯酸树脂材料形成。需要说明的是，基部层2无需为单层，例如，也可以采用包括测量光能够透射的油墨层的多层结构。

冷镜层3由电介质多层膜构成，该电介质多层膜反射来自外部的可见光的同时，透射红外线。如图2B所示，这样的冷镜层3在可见光反射区域R1层叠配置于基部层2的表面。需要说明的是，这样的冷镜层3也可以由透射测量光的其它层为介而固定于基部层2。

另外，在本实施方式的激光雷达罩1中，在高透射率区域R2未设有冷镜层3。因此，在高透射率区域R2，测量光不通过冷镜层3，其通过激光雷达罩1，而不会被冷镜层3吸收。这样的冷镜层3的测量光的透射率低于相对可见光和测量光为透明的保护层4。因此，未设有冷镜层3的高透射率区域R2形成测量光的透射率比可见光反射区域R1高的区域。

需要说明的是，在本实施方式的激光雷达罩1中，冷镜层3不仅设于可见光反射区域R1，还设于边缘区域R3。边缘区域R3是如所述那样从激光雷达单元R向侧方突出的部位，因此无需使测量光能够通过，未必一定设置冷镜层3。其中，通过设置冷镜层3，能够使边缘区域R3和可见光反射区域R1的色调相配合，能够使激光雷达罩1整体的色调趋于一致。

保护层4是覆盖冷镜层3并相对于与基部层2的激光雷达单元R相反的一侧的面而形成的透明层，其固定于基部层2的表面。该保护层4是保护基部层2和冷镜层3的表面的同时透射可见光及测量光的薄层。这样的保护层4通过例如用于防止刮伤的硬涂层处理或氨酯类涂料的透明涂层处理而形成。本实施方式的激光雷达罩1通过这样的保护层4而具有抗划伤性及耐候性。

在制造本实施方式的激光雷达罩1的情况下，首先，如图3A所示，形成冷镜层3。冷镜层3通过利用例如真空成型进行赋形而形成。如上述所形成的冷镜层3被设置为与可见光反射区域R1及边缘区域R3相组合的形状。接着，如图3B所示，形成基部层2。在此，将冷镜层3收纳于模具的内部，通过利用注射成型而形成基部层2的嵌件成型来形成与冷镜层3一体化而成的基部层2。最后，如上所述，通过硬涂层处理或透明涂层处理来形成保护层4。

在这样的本实施方式的激光雷达罩1中，从激光雷达单元R的射出部所射出的测量光通过可见光反射区域R1。此时，与高透射率区域R2相比，测量光略微被激光雷达罩1吸收。其中，与被障碍物等反射后的反射光相比，刚刚从激光雷达单元R的射出部所射出的测量光的光量极大。因此，即使刚刚射出的测量光的一部分被激光雷达罩1吸收，对激光雷达单元R的可测量范围的影响也较小。

另一方面，在本实施方式的激光雷达罩1中，由障碍物等进行反射后的测量光通过高透射率区域R2。与刚刚从射出部射出的测量光相比，被反射并到达激光雷达单元R的受光部的测量光的光量极小。其中，与可见光反射区域R1相比，高透射率区域R2高效率地使测量光通过，因此，反射至障碍物等的测量光到达激光雷达单元R而几乎不被激光雷达罩1吸收。

在如上所述本实施方式的激光雷达罩1中，从测量光的透射方向观察激光雷达罩1时的整个区域的第一区域形成为可见光反射区域R1，该可见光反射区域R1具有反射来自外部的可见光且透射测量光的冷镜层3。这样的可见光反射区域R1反射来自外部的可见光，因此，其形成为从外部看起来具有金属色调的有色(彩色)的区域。另一方面，在本实施方式的激光雷达罩1中，与可见光反射区域R1不同的区域(其它区域、第二区域)形成为测量光的透射率比可见光反射区域R1高的高透射率区域R2。

即，本实施方式的激光雷达罩1具有光学特性不同的两个区域，即，虽然测量光的透射率相对较低，但有色且设计性优异的区域(可见光反射区域R1)、以及虽然设计的自由度相对较低，但测量光的透射率高的区域(高透射率区域R2)。因此，能够根据激光雷达罩1的设置状态来选择如下等布局：例如，在外面的人容易看到的区域配置可见光反射区域R1，并在外面的人不容易看到的区域配置高透射率区域R2。例如，在本实施方式中，采用如下布局：将可见光反射区域R1配置于激光雷达罩1的上部，将高透射率区域R2配置于激光雷达罩1的下部，即激光雷达单元R的受光部的前方。

因此，本实施方式的激光雷达罩1是用作车辆的外装部件的激光雷达罩，不仅能够抑制激光雷达单元R的测量光的衰减，而且能够提高外观设计的自由度。

另外，在本实施方式的激光雷达罩1中，可见光反射区域R1配置于从测量光的透射方向观察激光雷达罩1时的整个区域的上部。通常，激光雷达罩1配置于车辆的外面的人俯视的位置，因此，通过将可见光反射区域R1配置于外面的人容易看到的激光雷达罩1的上部，能够使激光雷达罩1整体看起来呈现金属色调。同样地，通过将高透射率区域R2配置于下部，不容易看到高透射率区域R2，能够使激光雷达罩1整体看起来呈现金属色调。

另外，在本实施方式的激光雷达罩1中，具备：有色基部层2，测量光能够通过该基部层，且该基部层以背面朝向激光雷达单元R侧的方式进行设置；冷镜层3，其在可见光反射区域R1且配置于基部层2的表面侧；保护层4，其在可见光反射区域R1和高透射率区域R2且配置于最表层侧的同时，能够透射测量光和可见光。基于这样的本实施方式的激光雷达罩1，由于冷镜层和基部层2由保护层4进行覆盖，因此耐候性优异，适合搭载于车辆。

另外，在本实施方式的激光雷达罩1中，作为可见光反射层，具备冷镜层3。因此，能够使可见光反射区域R1看起来呈现金属色调。

上面，参考添加附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但显而易见，本发明不限定于上述实施方式。在上述实施方式中所示的各构成部件的各种形状及组合等仅作为示例而已，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够基于设计要求等进行各种改变。

例如，在上述实施方式中，对作为至少反射来自外部的可见光的一部分且透射测量光的可见光反射层而具备冷镜层3的构成方案进行了说明。

但是，本发明不限定于此。例如，如图4所示，也可以采用具备透射测量光的层叠金属薄膜5来代替冷镜层3的构成方案。层叠金属薄膜5具有多个层叠的金属薄膜，反射部分或全部可见光。在使用反射全部可见光的层叠金属薄膜5的情况下，采用镜面状(金属色调)的可见光反射区域R1。另一方面，在使用仅反射部分可见光的层叠金属薄膜5的情况下，也可以例如使可见光反射区域R1为单色等其它色调。

在制造具备如上的图4所示的层叠金属薄膜5的激光雷达罩1的情况下，例如，如图5A所示，首先，通过注射成型形成基部层2；接着，如图5B所示，通过例如蒸镀在基部层2上形成层叠金属薄膜5；最后，以覆盖层叠金属薄膜5的方式，针对基部层2形成保护层4。另外，也可以首先通过注射成型等形成由透明聚碳酸酯树脂或丙烯酸树脂构成的保护层4，并在保护层4的背面侧形成层叠金属薄膜5，最后设置包括能够透射测量光的油墨层的多层结构的基部层2。

另外，在上述实施方式中，高透射率区域R2采用仅层叠有基部层2和保护层4而成的结构。但是，本发明不限定于此。例如，在上述层叠金属薄膜5相对于测量光的透射率比上述第一实施方式中的冷镜层3高的情况下，如图6A所示，也可以在上述第一实施方式的激光雷达罩1的高透射率区域R2设置层叠金属薄膜5。在这样的情况下，即使在高透射率区域R2也会反射至少部分可见光，但是，在作为高透射率区域R2的测量光的透射率比可见光反射区域R1高的构成这一点，与上述第一实施方式的激光雷达罩1相同。

需要说明的是，在图6A所示的结构中，也可以使层叠金属薄膜5具有作为带通滤波器的功能、即选择性地仅使测量光中所含的波长分量的一部分透射。通过采用这样的构成，能够仅使测量光中所含的特定波长分量射入激光雷达单元R的射入部，且能够提高激光雷达单元R的测量精度。

另外，例如，如图6B所示，也可以在高透射率区域R2设置相对可见光及测量光是透明的厚度调节层6来代替图6A的层叠金属薄膜5。该厚度调节层6设于基部层2的表面，具有与冷镜层3相同或大致相同的厚度尺寸。通过具备这样的厚度调节层6，能够使冷镜层3及厚度调节层6的表面对齐为同一面。因此，例如，能够抑制保护层4的表面上产生沿着冷镜层3的表面的凹凸。

另外，本发明不限定于可见光反射区域R1、高透射率区域R2是单个的构成方案。本发明也可以采用具备多个可见光反射区域R1、多个高透射率区域R2的构成方案。

另外，在本发明中，作为可见光反射层，也可以形成具有多个间隙的海岛结构的金属薄膜层。作为这样的金属薄膜层，其可以通过利用真空蒸镀或溅射法来将例如铟(In)或铝(Al)成膜于基部层2而形成。

Claims (7)

1.一种激光雷达罩，其覆盖车辆所搭载的激光雷达单元并且能透射所述激光雷达单元的测量光，其特征在于，

从所述测量光的透射方向观察到的第一区域是具有可见光反射层的可见光反射区域，所述可见光反射层至少反射来自外部的可见光的一部分且透射所述测量光；

与所述第一区域不同的第二区域是，所述测量光的透射率比所述可见光反射区域更高的高透射率区域。

2.如权利要求1所述的激光雷达罩，其特征在于，所述可见光反射区域配置于从所述测量光的透射方向观察到的整个区域的上部。

3.如权利要求1所述的激光雷达罩，其特征在于，其具备：

基部层，所述测量光能够通过所述基部层，所述基部层以使背面朝向所述激光雷达单元侧的方式进行配置；

所述可见光反射层，其在所述可见光反射区域且配置于所述基部层的表面侧；以及

保护层，其在所述可见光反射区域和所述高透射率区域且配置于最表层侧的同时，能够透射所述测量光和所述可见光。

4.如权利要求3所述的激光雷达罩，其特征在于，其具备：

厚度调节层，其在所述高透射率区域且配置于所述基部层的表面侧的同时，至少透射所述测量光。

5.如权利要求1至4中任一项所述的激光雷达罩，其特征在于，所述可见光反射层是由电介质多层膜构成的冷镜层。

6.如权利要求1至4中任一项所述的激光雷达罩，其特征在于，所述可见光反射层由具有多个层叠的金属薄膜的层叠金属薄膜构成。

7.如权利要求1至4中任一项所述的激光雷达罩，其特征在于，所述可见光反射层仅选择性透射所述测量光中所含的波长分量的一部分。