CN110740909A - 电磁波利用系统 - Google Patents

Abstract

电磁波利用系统包括电磁波装置(100、201)和加热器(11、21)；电磁波装置进行电磁波的发送和接收中的至少一者；加热器对电磁波装置所利用的电磁波所通过的通过部(1、203)进行加热；加热器具备有电流流动便发热的发热体(111)和保持发热体的保持部(112)；发热体和保持部对电磁波装置所利用的电磁波透明；由此，能够在不妨碍电磁波通过的情况下将通过部加热。

Description

电磁波利用系统

相关申请的相互参照

本申请以2017年6月13日申请的日本发明申请2017-116049号、2018年2月14日申请的日本发明申请2018-023783号、以及2018年4月5日申请的日本发明申请2018-073015号为基础，并将上述公开内容作为参照引入本申请。

技术领域

本发明涉及利用电磁波的电磁波利用系统。

背景技术

目前，在专利文献1中记载有拍摄车辆的后方视野的车载摄像机。在该现有技术中，车载摄像机靠近后窗并设置在车厢内的天花板上，经由后窗对外部进行拍摄。

在该现有技术中，车载摄像机被设置为使得后窗除雾器的加热丝不进入拍摄范围内。除雾器是通过由加热丝加热后窗从而消除后窗上的雾的装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本公报、特开平2-300715号

根据该现有技术，车载摄像机被设置为使得后窗除雾器的加热丝不进入拍摄范围内，因此车载摄像机的视野不会被除雾器的加热丝妨碍。

但是，在该现有技术中，由于拍摄范围内不存在除雾器的加热丝，因此无法很好地消除拍摄范围内的雾。因此，在后窗起雾的情况下有时无法良好地确保车载摄像机的视野的可见度。

该可能性不仅发生在拍摄可见光的车载摄像机中，也同样地发生在收发激光的车用激光装置等利用电磁波的各种电磁波利用系统中。

发明内容

本发明的目的在于，鉴于上述问题而提供能够在不妨碍电磁波通过的情况下对电磁波所通过的通过部进行加热的电磁波利用系统。

本发明的一实施方式涉及的电磁波利用系统包括电磁波装置和加热器。电磁波装置进行电磁波的发送和接收中的至少一者。加热器对电磁波装置所利用的电磁波所通过的通过部进行加热。加热器具备有电流流动便发热的发热体和保持发热体的保持部。发热体和保持部对电磁波装置所利用的电磁波是透明的。

由此，能够在不妨碍电磁波通过的情况下对通过部进行加热。

附图说明

图1是搭载有第一实施方式中的车用拍摄装置的车辆的剖视图。

图2是表示图1的车用拍摄装置的局部放大剖视图。

图3是加热器的俯视图。

图4是表示第一实施方式中的车用拍摄装置的控制装置所执行的控制处理的流程图。

图5是表示第二实施方式中的激光装置的剖视图。

图6是图5的VI向视图。

具体实施方式

以下，根据附图对实施方式进行说明。在以下的各实施方式中，对于彼此相同或等同的部分，在图中标注相同的符号。

(第一实施方式)

以下，根据附图对本实施方式的车用拍摄装置进行说明。图中，上下前后的箭头表示车辆的上下前后方向。车用拍摄装置是利用作为电磁波的一种的可见光的电磁波利用系统。

如图1所示，摄像单元10安装于车辆的前挡风玻璃1的处于车厢内侧的面上。摄像单元10安装于车辆的前挡风玻璃1的上部且左右方向的大致中央部处。摄像单元10位于未图示的后视镜的附近。

如图2所示，摄像单元10包括摄像机100和壳体101。摄像机100经由车窗(本例中为前挡风玻璃1)而拍摄车辆前方的外部。摄像机100是拍摄作为电磁波的一种的可见光的电磁波装置。前挡风玻璃1是摄像机100所拍摄的可见光通过的通过部。

摄像机100拍摄的图像数据被输入图像处理装置20。图像处理装置20处理摄像机100的图像数据，从而检测车辆前方的物体。图像处理装置20的检测结果被输出至碰撞安全控制装置26。碰撞安全控制装置26根据图像处理装置20的检测结果控制车辆的制动等，从而防止车辆的碰撞。

摄像机100被收容在壳体101中。壳体101是构成摄像单元10的外壳的部件。壳体101可以与前挡风玻璃1紧密接触，也可以与前挡风玻璃1之间设置有规定的间隙。

前挡风玻璃1上设置有加热器11。加热器11通过发热而对前挡风玻璃1进行加热，从而起到消除前挡风玻璃1的车厢内侧的面上的雾或者使前挡风玻璃1的车厢外侧的面上的雪或霜融化的作用。

加热器11是透明薄膜状的部件。加热器11贴附在前挡风玻璃1的处于车厢内侧的面上。加热器11也可以埋入前挡风玻璃1的内部。

如图3所示，加热器11具备碳纳米管111和结合件(binder)112。碳纳米管111是有电流流动便发热的发热体。在图3中，为了便于图示而以虚线状直线表示碳纳米管111。

碳纳米管111(也称为“CNT”)是呈中空圆筒结构的碳晶体。碳纳米管111的直径为0.7nm～70nm，约为头发的数万分之一。碳纳米管111是长度为数十μm以下的管形状的物质。

结合件112是保持碳纳米管111的保持部。结合件112的材质是透明的树脂。

例如，加热器11是在结合件112内分散有碳纳米管111的薄膜。加热器11也可以具有多条线段状的发热线，其中，该发热线使用了利用碳纳米管111形成的线材。利用碳纳米管111形成的线材的直径为数μm左右。

碳纳米管111是细到用肉眼无法识别的部件。利用碳纳米管111形成的线材也是细到用肉眼无法识别的部件。因此，加热器11以肉眼看起来是透明的。碳纳米管111能够吸收光并防止光的散射。

加热器11具有一对电极113a、113b。电极113a、113b与碳纳米管111连接。

通过从车辆的蓄电池12对电极113a、113b外加直流电压，使得电流在碳纳米管111中流动从而碳纳米管111进行发热。电极113a、113b沿着加热器11的边缘部形成为细长形状。

通电部13将从蓄电池12向电极113a、113b的直流电压的外加和切断进行切换。通电部13具有继电器或开关。通电部13的动作由加热器控制装置14控制。

加热器11被配置为与摄像机100的视野v1的整个范围重叠。在图3中，为了易于理解而用双点划线表示摄像机100的视野v1。加热器11被配置为所到的范围比摄像机100的视野v1大一圈。

加热器11的电极113a、113b被配置在摄像机100的视野v1之外。由此，避免了摄像机100的视野v1被加热器11妨碍。

加热器控制装置14由包含CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)以及RAM(随机存取存储器)等的周知微型计算机及其外围电路构成，并根据存储于其ROM内的控制程序进行各种运算、处理，从而控制与输出侧连接的各种设备的动作。

在加热器控制装置14的输入侧连接有窗表面湿度传感器15。窗表面湿度传感器15由窗附近湿度传感器、窗附近空气温度传感器以及窗表面温度传感器构成。

窗附近湿度传感器检测车厢内的前挡风玻璃1附近的车厢内空气的相对湿度。以下，将该相对湿度称为“窗附近相对湿度”。窗附近空气温度传感器检测前挡风玻璃1附近的车厢内空气的温度。窗表面温度传感器检测前挡风玻璃1的表面温度。

通电部13、加热器控制装置14以及窗表面湿度传感器15是控制加热器11的动作的加热器控制部。

加热器控制装置14执行图4的流程图所示的控制处理。图4的流程图示出了加热器控制装置14所执行的控制程序的子程序。

首先，在步骤S100中，根据窗表面湿度传感器15的检测值，计算前挡风玻璃1的车厢内侧表面的相对湿度RHW。以下，将相对湿度RHW称为“窗表面相对湿度RHW”。

窗表面相对湿度RHW是表示前挡风玻璃1起雾的可能性的指标。具体而言，窗表面相对湿度RHW的值越大，意味着前挡风玻璃1起雾的可能性越高。

在步骤S110中，判断窗表面相对湿度RHW是否大于等于阈值α。当在步骤S110中判断为窗表面相对湿度RHW大于等于阈值α时，进入步骤S120，使加热器11发热。具体而言，加热器控制装置14从车辆的蓄电池12对加热器11的电极113a、113b外加直流电压。

由此，能够在前挡风玻璃1起雾的可能性高时，利用加热器11对前挡风玻璃1进行加热而防止前挡风玻璃1起雾，或者，能够在前挡风玻璃1起雾时，利用加热器11对前挡风玻璃1进行加热而消除前挡风玻璃1上的雾。

另一方面，当在步骤S110中判断为窗表面相对湿度RHW非大于等于阈值α时，进入步骤S130，使加热器11停止发热。具体而言，加热器控制装置14将向加热器11的电极113a、113b的直流电压的外加切断。

在本实施方式中，加热前挡风玻璃1的加热器11被配置在前挡风玻璃1中与摄像机100的视野v1相对应的位置处。加热器11具有碳纳米管111和结合件112。碳纳米管111是用肉眼无法识别的部件。结合件112由透明的材质形成。

据此，由于摄像机100的视野v1内存在加热器11，因此能够很好地消除视野v1的雾。进而，由于加热器11的碳纳米管111是用肉眼无法识别的部件，并且加热器11的结合件112由透明材质形成，因此能够使加热器11透明。因此，能够避免加热器11妨碍摄像机100的视野v1。

在本实施方式中，加热器11的发热体由碳纳米管111形成。据此，由于碳纳米管111能够吸收光并防止光的散射，因此能够提高加热器11的透明性。

在本实施方式中，通电部13、加热器控制装置14以及窗表面湿度传感器15判断前挡风玻璃1起雾的可能性，并在前挡风玻璃1起雾的可能性变高时，使电流在加热器11中流动。由此，能够使加热器11有效地运转。

通电部13、加热器控制装置14以及窗表面湿度传感器15也可以判断前挡风玻璃1是否正起雾，并在判断为前挡风玻璃1正起雾时，使电流在加热器11中流动。由此，能够使加热器11有效地运转。

在本实施方式中，加热器11的电极113a、113b是用肉眼能够识别的部件，并被配置在视野v1的外部。据此，能够避免肉眼能够识别的电极113a、113b妨碍摄像机100的视野v1。

(第二实施方式)

在上述实施方式中，对具备加热器11的车用拍摄装置进行了说明，而在本实施方式中将根据图5和图6对具备加热器21的车用激光装置24进行说明。

车用激光装置24是根据从以脉冲状照射激光至激光被物体反射回来为止的时间，对对象物的距离、方向、属性等进行测量的装置，例如作为车辆自动驾驶用传感器而使用。

车用激光装置24具有激光收发器201、壳体202以及盖203。激光收发器201是通过照射激光并且接收被物体反射回来的激光，从而检测物体或测量至物体的距离的设备。

例如，车用激光装置24被安装在车辆的未图示的保险杠上，朝向车辆的前方照射激光，并且接收从车辆的前方返回来的激光。车用激光装置24所照射的激光例如是具有近红外线的波长的激光。

激光收发器201的动作由自动驾驶控制装置22控制。激光收发器201的检测结果和测量结果被输入自动驾驶控制装置22。自动驾驶控制装置22根据激光收发器201的检测结果和测量结果进行车辆的自动驾驶。

激光收发器201被收容在由壳体202和盖203密闭的空间中。壳体202和盖203是收容激光收发器201并且保护激光收发器201的部件。壳体202被配置在激光收发器201发送或接收的激光不通过的区域中。盖203被配置在激光收发器201发送或接收的激光通过的区域中。盖203由树脂形成。

加热器21是与上述第一实施方式的加热器11相同的透明薄膜状的部件，具有碳纳米管和结合件。加热器21的碳纳米管和结合件对于激光收发器201所发送或接收的激光是透明的。

加热器21对于激光收发器201所发送或接收的激光的透明度为80％以上。因此，能够避免加热器21妨碍盖203中的激光的通过。优选加热器21对于激光收发器201所发送或接收的激光的透明度为95％左右。

加热器21通过粘接而贴附在盖203的内侧的面上。加热器21也可以贴附在盖203的外侧的面上。加热器21也可以镶嵌成形于盖203上。

加热器21具有追随盖203表面的弯曲形状的柔性。加热器21被设置在盖203中激光收发器201发送或接收的激光所通过的区域的一部分或整个区域上。

盖203和加热器21对于激光收发器201所发送或接收的激光是透明的。换言之，盖203和加热器21透射激光收发器201所发送或接收的激光。

通过从车辆的未图示的蓄电池向加热器21的未图示的电极外加直流电压，使电流在加热器21的未图示的碳纳米管中流动而使碳纳米管发热。加热器21的电极沿着加热器21的边缘部形成为细长形状。

由于壳体202和盖203形成密闭空间，因此存在由于密闭空间内外的温差而在盖203的内侧产生雾的情况。在冬季期间，有时在盖203的外侧附着有雪。

在本实施方式中，由于加热器21对盖203进行加热，因此能够很好地消除盖203内侧的雾，或者能够很好地融化盖203外侧的雪。

而且，由于加热器21对于激光收发器201所利用的激光是透明的，因此能够避免通过盖203的激光被加热器21妨碍的情况。

由于盖203由树脂形成，因此，与盖203由玻璃形成时相比，能够将盖203中激光的吸收量抑制于较低程度。

(其他实施方式)

可以适当组合上述实施方式。例如，可以如以下那样对上述实施方式进行各种变形。

(1)在上述第一实施方式中，加热器11被配置为所到的范围比前挡风玻璃1中摄像机100的视野v1大一圈，但加热器11也可以配置在整个前挡风玻璃1上。由此，能够很好地防止前挡风玻璃1起雾。由于加热器11是透明的，因此能够抑制加热器11妨碍驾乘人员的视野的情况。

(2)在上述第一实施方式中，摄像单元10和加热器11配置在前挡风玻璃1上，但摄像单元10和加热器11也可以配置在例如后挡风玻璃等、前挡风玻璃1之外的窗上。

(3)在上述第一实施方式中，加热器11配置在前挡风玻璃1上，但加热器11也可以配置在车辆的大灯罩等保护照明装置(即，照射可见光的装置)的罩上。照明装置的罩的材质是玻璃或树脂等。

(4)在上述第一实施方式中，作为加热器11的发热体而使用了碳纳米管111，但是，作为加热器11的发热体，也可以使用金属颗粒、碳颗粒、金属氧化物颗粒等用肉眼无法识别的部件。即，只要使用对于摄像机100所拍摄的光透明的各种部件即可。

(5)在上述第一实施方式中，为了防止车辆的碰撞而利用摄像机100的图像数据，但并不限定于此，也可以在防止车道偏离或测量车辆间距等各种用途中利用摄像机100的图像数据。

(6)上述第一实施方式的摄像机100是拍摄可见光的摄像机，但也可以是拍摄红外光或紫外光的摄像机。

(7)上述第二实施方式的车用激光装置24朝向车辆的前方发送或接收激光，但也可以形成为使激光收发器201一边在水平面内旋转一边发送或接收激光。该情况下，只要以使加热器21与激光收发器201一起旋转、或使加热器21以360度包围激光收发器201的方式设置加热器21即可。

(8)在上述第二实施方式中，加热器21被用于车用激光装置24，但也可以将加热器21用于车用电波装置中。车用电波装置是根据从照射电波至电波被物体反射回来为止的时间，对对象物的距离、方向、属性等进行测量的装置，例如作为车辆自动驾驶用传感器而使用。

该情况下，能够通过由加热器21除去车用电波装置的盖上的雾而防止由于雾产生的水分对电波造成影响。

(9)在上述第二实施方式中，加热器21的发热体是碳纳米管，但加热器21的发热体也可以是氧化铟锡或银网等。即，只要使用对于激光收发器201所利用的激光透明的各种部件即可。

(10)在上述实施方式中，作为电磁波利用系统的具体例，示出了车用拍摄装置和车用激光装置，但电磁波利用系统也可以是固定式的拍摄装置或固定式的激光装置等。

Claims (9)

1.一种电磁波利用系统，其特征在于，包括：

电磁波装置(100、201)，该电磁波装置进行电磁波的发送和接收中的至少一者；和

加热器(11、21)，该加热器对所述电磁波装置所利用的所述电磁波所通过的通过部(1、203)进行加热，

所述加热器具备有电流流动便发热的发热体(111)和保持所述发热体的保持部(112)，

所述发热体和所述保持部对所述电磁波装置所利用的所述电磁波透明。

2.如权利要求1所述的电磁波利用系统，其特征在于，所述发热体由碳纳米管形成。

3.如权利要求2所述的电磁波利用系统，其特征在于，所述通过部由树脂形成。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电磁波利用系统，其特征在于，

所述电磁波装置(201)是经由所述通过部照射激光并且接收被物体反射回来的所述激光的装置，

所述电磁波是所述电磁波装置所利用的所述激光，

所述通过部是保护所述电磁波装置的盖(203)。

5.如权利要求1至3中任一项所述的电磁波利用系统，其特征在于，

所述电磁波装置是经由所述通过部而拍摄车辆的外部的摄像机(100)，

所述通过部是所述车辆的窗(1)，

所述加热器被配置在所述窗中与所述摄像机的视野(v1)相对应的位置处。

6.如权利要求5所述的电磁波利用系统，其特征在于，

具备加热器控制部(13、14、15)，该加热器控制部判断所述窗起雾的可能性，并在所述窗起雾的可能性变高时使电流在所述加热器中流动。

7.如权利要求5所述的电磁波利用系统，其特征在于，

具备加热器控制部(13、14、15)，该加热器控制部判断所述窗是否正起雾，并在判断为所述窗正起雾时使电流在所述加热器中流动。

8.如权利要求5至7中任一项所述的电磁波利用系统，其特征在于，

所述加热器具有与所述发热体连接的一对电极(113a、113b)，

所述电极配置在所述视野(v1)的外部。

9.如权利要求1至3中任一项所述的电磁波利用系统，其特征在于，

所述电磁波装置是经由所述通过部而照射可见光的装置，

所述电磁波是所述电磁波装置所照射的所述可见光，

所述通过部是保护所述电磁波装置的盖。

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