CN110297227B - 近红外传感器盖件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种近红外传感器盖件，其用于近红外传感器，近红外传感器包括发射近红外辐射的发射单元和接收由物体反射的近红外辐射的接收单元。近红外传感器盖件包括盖件主体部和加热线，盖件主体部的厚度方向设置为与近红外辐射的发射和接收方向一致并且覆盖发射单元和接收单元，加热线设置在盖件主体部上以在通电时产生热量。加热线包括彼此平行延伸的多个直线部和连接相邻的直线部的端部的多个连接部。相邻的直线部之间的间隔在3mm至10mm的范围内，并且加热线的直径在0.01mm至0.2mm的范围内。

Description

近红外传感器盖件

技术领域

本发明涉及一种近红外传感器盖件，该近红外传感器盖件覆盖近红外传感器的近红外发射单元和近红外接收单元。

背景技术

近红外雷达装置可以设置在车辆中，以便使用近红外辐射检测相对于物体(包括前方车辆，行人等)的距离或相对速度。近红外传感器构成近红外雷达装置的一部分，近红外传感器包括近红外发射单元和近红外接收单元。发射单元和接收单元被近红外传感器盖件覆盖，近红外辐射穿透该传感器盖件。

在近红外传感器中，近红外辐射从发射单元穿过近红外传感器盖件发射到车辆外部。到达车辆外部的物体并由该物体反射的近红外辐射穿过近红外传感器盖件并由接收单元接收。通过近红外辐射的发射和接收来检测距离或相对速度。

在近红外雷达装置中，当雪附着到近红外传感器盖件时，由于近红外辐射的发射被阻碍，因此检测会暂时停止。但是，即使在大雪漫延近红外雷达装置的期间，也期望执行检测。

因此，考虑在近红外传感器盖件上设置加热线，使得雪被通电的加热线产生的热所融化(例如，参见JP-A-2005-268015)。

但是，如JP-A-2005-268015中所述，因为加热线由金属形成，所以当加热线连接到近红外传感器盖件时，近红外辐射会照射到加热线并被反射。从穿透过近红外传感器盖件的近红外辐射中减少了反射的红外辐射的量，这可能影响近红外传感器的检测功能。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供了一种近红外传感器盖件，其能够在具有融雪功能的同时提高近红外辐射的透明度。

根据本发明的实施例，提供了一种用于近红外传感器的近红外传感器盖件，该近红外传感器包括近红外发射单元和接收单元，发送单元构造为将近红外辐射发射到车辆外部，接收单元构造为接收到达车辆外部的物体并由该物体反射的近红外辐射。近红外传感器盖件包括：板状的盖件主体部，其厚度方向设置为与近红外辐射的发射和接收方向一致，并且盖件主体部覆盖发射单元和接收单元；以及加热线，其沿厚度方向设置在盖件主体部的一侧并且构造为在通电时产生热量，其中，加热线包括多个彼此平行延伸的直线部和连接相邻的直线部的端部的多个连接部，并且其中，相邻的直线部之间的间隔在3mm至10mm的范围内，加热线的直径在0.01mm至0.2mm的范围内。

根据上述构造，近红外辐射从近红外传感器的发射单元穿过近红外传感器盖件发射到车辆外部。到达车辆外部的物体并由该物体反射的近红外辐射穿过近红外传感器盖件并由接收单元接收。

加热线在通电时会产生热量。因此，即使雪附着在近红外传感器盖件上，雪也会被通电时由加热线产生的热量所融化。

在此，沿厚度方向设置在盖件主体部一侧的加热线阻碍近红外辐射穿过近红外传感器盖件。照射到加热线的近红外辐射会被反射。随着反射的近红外辐射的量(反射量)增加，穿过近红外传感器盖件的近红外辐射的量减少，使得近红外传感器的检测功能降低。

在加热线包括多个直线部和多个连接部的情况下(如上述构造)，由加热线反射的近红外辐射的量(反射量)受相邻的直线部的间隔(间距)和加热线的直径的影响很大。随着间隔增大并且直径减小，由加热线引起的近红外辐射的反射量减小，并且穿过近红外传感器盖件的近红外辐射增加。同时，加热线产生的热量减少，融雪功能降低。

就此而言，在如上述构造中，通过将相邻的直线部之间的间隔设定为3mm至10mm并将加热线的直径设定为0.01mm至0.2mm，可以确保必要的融雪功能。此外，由加热线反射的近红外辐射的量(反射量)限制在允许值。然后，近红外传感器正确执行检测功能所必需的量的近红外辐射穿透近红外传感器盖件。

在近红外传感器盖件中，发射单元可以构造为通过沿扫描路径扫描光束来发射近红外辐射。扫描路径可以包括彼此平行延伸的多个主路径，以及连接相邻的主路径的端部的多个子路径。加热线的直线部可以设置为沿扫描路径的主路径延伸。

根据上述构造，通过沿着扫描路径的主路径延伸加热线的直线部，近红外辐射不太可能碰到加热线，从而由加热线反射的近红外辐射的量(反射量)容易限制在允许值。

在近红外传感器盖件中，加热线的直线部可以设置为平行于扫描路径的主路径。

根据这种构造，通过将加热线的直线部设置为平行于扫描路径的主路径，近红外辐射不太可能碰到加热线。

根据上述的近红外传感器盖件，能够在具有融雪功能的同时提高近红外辐射的透明度。

附图说明

图1A是根据实施例的包括近红外传感器盖件的近红外传感器的侧面剖视图，图1B和图1C是图1A的局部放大的侧面剖视图。

图2是应用根据实施例的近红外传感器盖件的车辆的透视图。

图3是示出根据实施例的光束的扫描路径的前视图，其中省略了扫描路径的一部分。

图4是示出根据实施例的加热线的一部分的前视图，其中省略了加热线的一部分。

图5是示出根据实施例的加热线的一部分与光束之间的关系的前视图。

图6A是根据比较例的包括近红外传感器盖件的近红外传感器的侧面剖视图，图6B和图6C是图6A的局部放大的侧面剖视图。

图7是示出根据变型的包括近红外传感器盖件的近红外传感器的侧面剖视图。

图8是示出根据变型的连同近红外传感器的近红外传感器盖件的侧面剖视图，该近红外传感器盖件与近红外传感器分开设置。

具体实施方式

在下文中，参考图1A至图6C描述近红外传感器盖件的实施例。

在以下描述中，车辆的前进方向被描述为前方，后退方向被描述为后方。上下方向表示车辆的上下方向，并且作为车辆宽度方向的左右方向与车辆在向前移动期间的左右方向一致。

如图1和图2所示，近红外传感器11在平面图中附接到车辆10的四个角(右前部、左前部、右后部和左后部)。图2仅示出了附接到车辆10的左前部的近红外传感器11。四个角中的近红外传感器11具有相同的构造。因此，接下来仅描述附接到车辆10的左前部的近红外传感器11，并且省略其他三个近红外传感器11的描述。

近红外传感器11是构成近红外雷达装置的一部分的构件，近红外传感器11通过向车辆10的前方发射近红外辐射IR1并接收到达车辆外部的物体并由该物体反射的近红外辐射IR2，检测相对于物体(包括前方车辆、行人等)的距离或相对速度。检测结果用于减少碰撞损伤的控制、禁止错误启动的控制等。

红外辐射是一种电磁波，其波长比可见光的波长(0.36μm至0.83μm)更长。在红外辐射中，近红外辐射IR1、IR2具有最短的波长(0.83μm至3μm)。

毫米波雷达装置具有与近红外雷达装置类似的功能。毫米波雷达装置在规定的角度范围内朝车辆10的前方照射毫米波，并且从发射波和接收波的时间差、接收波的强度等，检测相对于在车辆10前方行驶的前方车辆的车间距或相对速度。

近红外雷达装置中的近红外传感器11照射近红外辐射IR1的角度范围比毫米波雷达装置的角度范围更宽。此外，近红外传感器11所检测的物品的距离比毫米波雷达装置的所检测的物品的距离更近。

近红外传感器11的外壳的后半部分由壳体12构成，前半部分由盖件构成。近红外传感器11固定到车辆10的车身。

壳体12包括管状的周壁部13和位于周壁部13的后端部的底壁部17，并且壳体12具有前侧敞开的有底管状形状。如图1C所示，突出的内环形部14从周壁部13的前端处的内周向前突出。突出的外环形部15从周壁部13的前端处的外周向前突出。突出的中间环形部16从周壁部13的前端部向前突出，同时与突出的内环形部14和突出的外环形部15分隔开。突出的内环形部14、突出的中间环形部16和突出的外环形部15的突出高度h1彼此相等，使得前端表面14a、16a、15a在前后方向上的同一平面内。突出高度h1优选为0.7mm或更大。这是为了确保与内环形台阶部35、中间环形凹槽34和外环形台阶部36的接触(紧密接触)区域(将在下文描述)。

如上所述构造的壳体12由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成，PBT是几乎不传输光(包括近红外辐射IR1、IR2)的树脂材料。发射近红外辐射IR1的发射单元18附接到底壁部17的前表面的中间部分的上方(在上下方向)。接收近红外辐射IR2的接收单元19附接在中间部分的下方。

发射单元18通过沿着图3中的扫描路径21扫描光束22(参见图5中的双点划线)来发射近红外辐射IR1。扫描路径21包括在车辆宽度方向上延伸并且在上下方向上彼此平行间隔的多个主路径23，以及连接相邻的主路径23的端部的多个子路径24。

如图1A所示，近红外传感器11的盖件由近红外传感器盖件31构成。近红外传感器盖件31包括管状的周壁部32和位于周壁部32的前端部的板状盖件主体部37。

如图1C所示，中间环形凹槽34是外周壁部32的后端部，并且中间环形凹槽34从同一后端部的后端表面33向前方凹陷，中间环形凹槽34形成在周壁部32的内外方向上的中间部分中。从周壁部32的后端部的后端表面33向前延伸的内环形台阶部35形成在同一后端部的内周的拐角处，同时朝内周与中间环形凹槽34分隔开。从周壁部32的后端部的后端表面33向前延伸的外环形台阶部36形成在同一后端部的外周的拐角处，同时朝外周与中间环形凹槽34分隔开。

中间的环形突起16进入中间环形凹槽34并与其紧密接触。突出的内环形部14与内环形台阶部35接合并与其紧密接触。突出的外环形部15与外环形台阶部36接合并与其紧密接触。

如图1A所示，盖件主体部37具有用于封闭周壁部13的前端开口的最小尺寸。盖件主体部37位于底壁部17的前方，并且从前方覆盖发射单元18和接收单元19。

盖件主体部37的厚度方向与车辆10的前后方向大致一致。近红外辐射IR1、IR2沿盖件主体部37的厚度方向穿透。

如图1B所示，在车辆宽度方向上延伸的槽38形成在盖件主体部37的后表面37b的上下方向上的大致中间部分中。槽38在车辆宽度方向上与盖件主体部37的大致整个宽度交错。在槽38的前方的盖件主体部37的一部分的厚度t2等于或小于没有槽38的盖件主体部37的一部分的厚度t1的1/2。在本实施例中，厚度t1是2mm，而厚度t2是1mm。

盖件主体部37和周壁部32由作为透明树脂材料的聚碳酸酯(PC)形成，并且还可以由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和环烯烃聚合物(COP)的透明树脂材料形成。

如图1A和图1B所示，由PC(聚碳酸酯)形成的隔板41的前端部压配合到槽38中。隔板41与壳体12以及盖件主体部37分离。

加热器单元42沿厚度方向设置在盖件主体部37的后侧。加热器单元42包括树脂片43和树脂片43上的加热线44。树脂片43可以由例如透明树脂材料(如PC(聚碳酸酯))形成。加热线44可以通过例如印刷镍铬合金线、碳加热体、银膏等形成。

如图4和图5所示，加热线44包括多个直线部45和多个连接部46。多个直线部45在上下方向上彼此平行地延伸。多个连接部46连接相邻的直线部45的端部。相邻的直线部45之间的间隔p1的范围为3mm至10mm。在本实施例中，间隔p1是6.7mm。加热线44的直径d1的范围为0.01mm至0.2mm。在本实施例中，直径d1为0.08mm。

直线部45优选设置为沿着扫描路径21的主路径23(参见图3)延伸。在本实施例中，直线部45布置为在车辆宽度方向上延伸(即，与主路径23平行)。

如图1A至图1C所示，防水层47形成在盖件主体部37的前表面和周壁部32的外周表面上。防水层47由有机涂膜、硅树脂膜等制成。

近红外传感器盖件31中的近红外线IR1、IR2的透光率为60％以上，表面反射率为30％以下。接下来将会描述如上所述构造的本实施例的操作效果。

如图1A所示，近红外辐射IR1在从近红外传感器11的发射单元18发射之后穿透近红外传感器盖件31的盖件主体部37。

此时，隔板41限制从发射单元18发射的近红外辐射IR1照射到低于槽38的盖件主体部37的一部分。此外，盖件主体部37的一部分位于隔板41的前方。近红外辐射IR1可以穿透盖件主体部37的一部分并散射。但是，在本实施例中，盖件主体部37的在槽38前方的部分的厚度t2很小，并且厚度t2等于或小于没有槽38的部分的厚度t1的1/2。因此，近红外辐射IR1可以穿透盖件主体37的一部分而不会散射。

穿透盖件主体部37的近红外辐射IR1到达物体(包括前方车辆、行人等)并被该物体反射。反射的近红外辐射IR2再次穿透盖件主体部37并被接收单元19接收。通过近红外传感器11发射和接收近红外辐射IR1、IR2来检测相对于前方车辆、行人等的距离或相对速度。

同时，加热线44在通电时产生热量。因此，加热线44通电以在降雪期间产生热量。于是，抑制了雪附着到近红外传感器盖件31。即使雪附着在近红外传感器盖件31上，雪也会被加热的加热线44产生的热量融化。

在此，沿厚度方向设置在盖件主体部37的后侧的加热线44阻碍近红外辐射IR1、IR2穿透近红外传感器盖件31。照射到加热线44的近红外辐射IR1，IR2被加热线44反射。随着反射的近红外辐射IR、IR2的量(反射量)增加，穿透近红外传感器盖件31的近红外辐射IR1、IR2的量减少，并且近红外传感器11的检测功能降低。

在加热线44包括多个直线部45和多个连接部46的本实施例中，由加热线44反射的近红外辐射IR1、IR2的量(反射量)受到相邻的直线部45的间隔(间距)p1和加热线44的直径d1的极大影响。随着间隔p1增加以及直径d1减小，由加热线44导致的近红外辐射IR1、IR2的反射量减小，并且穿透近红外传感器盖件31的近红外辐射IR1、IR2增加。同时，加热线44产生的热量减少，融雪功能降低。

在这方面，如在本实施例中，通过将相邻的直线部45之间的间隔p1设定为满足3mm至10mm的值(6.7mm)，并将加热线44的直径d1设定为满足0.01mm至0.2mm的值(0.08mm)，可以确保必要的融雪功能。此外，由加热线44反射的近红外辐射IR1、IR2的量(反射量)可以被限制在允许值。然后，近红外传感器11正确执行检测功能所必需的量的近红外辐射IR1、IR2可以穿透近红外传感器盖件31。

盖件主体部37的前表面和周壁部32的外周表面上的防水层47排斥附着在近红外传感器盖件31的前表面上的水，使得近红外传感器盖件31不容易被弄湿。因此，利用防水层47，能够在融雪期间抑制盖件主体部37的前表面上的水膜。

下面将描述壳体12的周壁部13的前端部和近红外传感器盖件31的周壁部32的后端部具有上述形状的原因，以及隔板41安装在槽38上的原因。

如上所述，近红外传感器11需要气密性，其后半部分由壳体12构成，前半部分由近红外传感器盖件31构成。因此，如图6A至图6C中的比较例所示，考虑使用其中设置有隔板41的插入模具来模制壳体12，并且使用壳体12和隔板41作为插入件来模制(插入模制)近红外传感器盖件31。在比较例中，与本实施例共通的部件由与本实施例中相同的附图标记表示。图6A至图6C中省略了防水层47。

如图6C所示，突出的内环形部14从壳体12的周壁部13的前端处的内周向前突出。突出的外环形部15从周壁部13的前端处的外周向前突出，同时与突出的内环形部14朝向外周分隔。突出的内环形部14比突出的外环形部15向前突出得更多。

内环形台阶部35用作近红外传感器盖件31的周壁部32并从周壁部32的后端部的后端表面33向前延伸，内环形台阶部35形成在周壁部32的同一后端部的内周的拐角处。从后端表面33向前延伸的外环形台阶部36形成在周壁部32的后端部的外周的拐角处，同时与内环形台阶部34朝向外周分隔。

突出的内环形部14与内环形台阶部35接合并与其紧密接触。突出的外环形部15与外环形台阶部36接合并与其紧密接触。如图6B所示，隔板41的前端表面41a暴露于近红外传感器盖件31的盖件主体部37的前表面37a。

在具有上述构造的图6A至图6C的比较例中，隔板41主要设置在插入模具中。接下来，包括突出的内环形部14和突出的外环形部15的壳体12形成在周壁部13的前端。随后，包括内环形台阶部35和外环形台阶部36的近红外传感器盖件31在周壁部32的后端部处嵌件成型，其中壳体12和隔板41用作插入件。当模制近红外传感器盖件31时，如图6B中的双点划线箭头所示，熔融树脂的热和压力从隔板41上侧和下侧施加到隔板41。隔板41可能会变形，并且前端表面41a可能在热和压力的影响下扭曲。

如图6C所示，当模制近红外传感器盖件31时，熔融树脂的热和压力被施加到壳体12的周壁部13的前端部。周壁部13的前端部在热和压力的作用下熔化。在熔化的影响下，壳体12的周壁部13的前部(即，近红外传感器盖件31的前表面37a)可能会扭曲。此外，周壁部13的熔化部13a会流到盖件主体部37的后表面37b，如图6C中的双点划线所示。因为作为壳体12的材料的PBT几乎不透射近红外辐射IR1、IR2，熔化部13a导致近红外传感器盖件31中的近红外辐射IR1、IR2的透明度减小。

如上所述，当隔板41的前端表面41a或盖件部37的前表面37a扭曲或者当熔化部13a流到盖件主体部37的后表面37b时，近红外传感器11的检测精度可能降低。

相反，在本实施例中，如图1A至图1C所示，槽38在近红外传感器盖件31的模制期间形成。在盖件主体部37中，比槽38高的部分和比槽38低的部分通过槽38的前方的部分连接。上述模制在没有隔板41的情况下进行。因此，与图6A至图6C中的比较例不同，熔融树脂的热和压力不从隔板41的上侧和下侧施加到隔板41。隔板41不会在热和压力的影响下变形。因此，能够抑制隔板41的前表面41a和在槽38前方的盖件主体部37的前表面37a的扭曲。

在盖件主体部37中，比槽38高的部分和比槽38低的部分通过槽38的前方的部分连接。此时，因为从比槽38高的部分流到比槽38低的部分的熔融树脂与从比槽38低的部分流到比槽38高的部分的熔融树脂碰撞，盖主体部37位于槽38前方的一部分可能变形或扭曲。但是，如上所述，本实施例中的槽38的前方的部分的厚度t2等于或小于没有槽38的部分的厚度t1的1/2。因此，可以抑制盖件主体部37的在槽38前方的部分的变形或扭曲。

在模制近红外传感器盖件31之后，将隔板41压配合到槽38中。与图6A至图6C中的比较例相比，本实施例中的突出的内环形部14的前端更为向后退回，并且突出的内环形部14的前端表面14a、突出的中间环形部16的前端表面16a和突出的外环形部15的前端表面15a在前后方向上位于同一平面上。相比于比较例，突出的内环形部14，突出的中间环形部16和突出的外环形部15位于从盖件主体部37的前表面37a更向后的位置。因此，即使当熔融树脂的热和压力施加到壳体12的周壁部13的前端部并且周壁部13的前端部熔化时，在模制近红外传感器盖件31时前表面37a也不太可能扭曲。。此外，周壁部13的熔化部13a不太可能流到盖件主体部37的后表面37b。因此，可以抑制由于位于盖件主体部37的后表面37b上的熔化部13a导致的透明度降低。

与近红外传感器盖件31的周壁部32的后端部具有与图6A至图6C中的比较例相同的形状的情况相比，周壁部32的后端部与周壁部13的前端部的接触面积较大。

这是因为突出的中间环形部16与中间环形凹槽34接合。因此，可以增加周壁部32的后端部与周壁部13的前端部之间的接触力。

上述实施例也可以通过以下变型例实现。通常，光束22的辐射强度倾向于在中心处最高并且随着径向远离中心而减小。

因此，近红外辐射IR1碰到的加热线44的一部分优选设置在满足以下条件的位置。如图5所示，该条件是光束22在中心碰到加热线44的相应部分。

通过在满足上述条件的情况下设置加热线44，光束22在具有高辐射强度的部分(中心)处碰到加热线44，从而可以减小加热线44对近红外传感器11的检测功能的影响程度。

加热线44可以单独使用并且设置在盖件部37的后侧，而不是形成在树脂片43上。加热线44可以沿与上述实施例中的厚度方向相反的厚度方向设置在盖件主体部37的前侧。以这种方式，加热线44位于近红外传感器盖件31的最前部。因此，在通电之后由加热线44产生的热容易传递到附着在近红外传感器盖件31的前表面上的雪。因此，附着的雪可以通过加热线44的热量有效地融化。

与上述实施例不同，近红外传感器盖件31可以具有作为装饰车辆10的前部的装饰件的功能。具体而言，如图7所示，近红外传感器盖件31包括管状周壁部32和在周壁部32的前端部处的板状盖件主体部37，这与上述实施例相似。但是，盖件主体部37在其后部包括具有近红外辐射透明度的基部构件51。基部构件51由诸如丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物(AES)树脂的树脂材料形成。

该盖件主体部37的尺寸大于上述实施例中的盖件主体部37的尺寸，更具体地说，大于周壁部13的前端开口。盖件主体部37的周边从周壁部32向外延伸。在这种情况下，加热线44设置在基部构件51的后表面上。

即使在这种变化的情况下，也可以获得与上述实施例中相同的操作效果。近红外传感器盖件31构成上述实施例和图7的变型例中的近红外线传感器11的一部分。但是，如图8所示，近红外传感器盖件31也可以与近红外传感器11分开设置。

也就是说，近红外传感器11包括壳体12和盖件52，在壳体12中组装有发射单元18和接收单元19，盖件52设置在壳体12的前方并覆盖发射单元18和接收单元19。

在图8的变型例中，具有与图7的变型例相同构造的近红外传感器盖件31设置在近红外传感器11的盖件52的前方。在这种情况下，近红外传感器盖件31与近红外传感器11分开地固定到车辆10的车身。

在这种情况下，也获得与上述实施例和图7中的变型例相同的操作效果。

Claims (2)

1.一种用于近红外传感器的近红外传感器盖件，所述近红外传感器包括发射单元和接收单元，所述发射单元构造为将近红外辐射发射到车辆外部，所述接收单元构造为接收到达车辆外部的物体并由该物体反射的近红外辐射，所述近红外传感器盖件包括：

板状的盖件主体部，其厚度方向设置为与近红外辐射的发射和接收方向一致，并且所述盖件主体部覆盖所述发射单元和所述接收单元；以及

加热线，其沿厚度方向设置在所述盖件主体部的一侧并且构造为在通电时产生热量，

其中，所述加热线包括多个彼此平行延伸的直线部和连接相邻的所述直线部的端部的多个连接部，

其中，相邻的所述直线部之间的间隔在3mm至10mm的范围内，所述加热线的直径在0.01mm至0.2mm的范围内，

其中，所述发射单元构造为通过沿扫描路径扫描光束来发射近红外辐射，

其中，所述扫描路径包括彼此平行延伸的多个主路径，以及连接相邻的所述主路径的端部的多个子路径，并且

其中，所述加热线的所述直线部设置为沿所述扫描路径的所述主路径延伸。

2.根据权利要求1所述的近红外传感器盖件，

其中，所述加热线的所述直线部设置为平行于所述扫描路径的所述主路径。