JP2002365511A - レーザ投光ユニット - Google Patents

レーザ投光ユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザー投光ユニットの構造の簡略化、低コス
ト化を図る。 【解決手段】投光レンズ20を保持するレンズ筒30
と、レンズ筒30を螺合して保持するベース10と、レ
ーザーダイオード40と、その配線40aを接続する回
路基板50とを備えたレーザー投光ユニットにおいて、
ベース10に、レーザーダイオード40を位置決めして
固定するピン16と、絞り開口14aを画定する絞り枠
部14とを一体的に成型する。これにより、組み付け及
び位置決め作業の簡略化が行なえ、従来に比べて部品点
数の削減、低コスト化が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を投光し
て測距等を行なうのに適用されるレーザ投光ユニットに
関し、特に、高度道路交通システム(ITS)におい
て、自動車のレーダクルーズコントロールを行なう際の
車間距離の測定等に適用されるレーザ投光ユニットに関
する。
【0002】
【従来の技術】自動車の道路走行において、エレクトロ
ニクス及び情報通信技術を活用した道路交通システムを
構築し、自動車交通がもたらす諸問題を解決しようとす
る高度道路交通システム(ITS)の開発が進められて
いる。この高度道路交通システムにおいて、レーダクル
ーズコントロールを行なう際の車間距離を測定する従来
のレーザ投光ユニットとしては、図5に示すものが知ら
れている。すなわち、このレーザ投光ユニットは、ハウ
ジング(ベース)1、ハウジング1内に固定されるレー
ザダイオード(LD)2、ハウジング1に固定される回
路基板3、LD2を位置決めするためのスペーサ4、投
光レンズ5を保持するレンズ筒6、絞り開口7aをもつ
絞り枠7、絞り枠7を固定するためのスプリング8等に
より構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、別個に独立して形成された位置決
めのためのスペーサ4を挟んだ状態で、LD2のリード
線2aが回路基板3に半田付けされている。したがっ
て、スペーサ4を取り付けるための作業上の手間を必要
とし、又、単体としてのスペーサ4の製造及び管理も必
要となる。また、LD2がハウジング1に対して位置決
めされることにより、レンズ筒6すなわち投光レンズ5
との位置決めが行なわれており、さらには、別個に独立
して形成された絞り枠7が、コイルスプリング8を介し
てハウジング1に固定されている。したがって、重複し
た位置決め作業を必要とし、単体としての絞り枠7及び
コイルスプリング8の組み付け作業は勿論のこと、それ
らの製造及び管理も必要となる。
【0004】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、部品点数の削減及び
組み付け工数の削減を図り、構造の簡略化、低コスト化
等を行なえるレーザ投光ユニットを提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ投光ユニ
ットは、投光レンズを保持するレンズ筒と、レンズ筒を
保持する保持部をもつベースと、レーザ光を発する光源
と、光源の配線を接続する回路基板とを備えてレーザ光
を投光するレーザ投光ユニットであって、上記ベースに
は、光源を位置決めして固定する位置決め固定部と、光
源と投光レンズとの間において絞り開口を画定する絞り
枠部とが、一体的に形成されている、ことを特徴として
いる。この構成によれば、ベースに一体的に形成された
位置決め固定部により、光源がベースに対して位置決め
固定され、投光レンズとも位置決めされる。また、回路
基板がベースに固定されることにより、ベースを介して
光源と回路基板とが位置決めされる。これにより、組み
付け及び位置決め作業の簡略化が行なえる。さらに、位
置決め固定部及び絞り枠部がベースに一体的に形成され
ているため、従来に比べて部品点数の削減が行なえ、低
コスト化が行なえる。
【0006】上記構成において、ベースは光源を収納す
る凹部を有し、位置決め固定部は、凹部に形成されて、
光源の一部が係合すると共に圧入される少なくとも2つ
のピンを有し、回路基板は上記凹部の外側端面に固定さ
れている、構成を採用することができる。この構成によ
れば、ベースの凹部内に光源が収容されて二つのピンに
より位置決め固定され、この状態で、回路基板が凹部の
外側端面に固定される。これにより、光源と回路基板と
は、ベースを介し所定の間隔に保持されるため、従来の
ようなスペーサが不要になり、部品点数の削減及び低コ
スト化が行なえる。
【0007】上記構成において、絞り枠部には、光源と
対向する側の面上でかつ絞り開口の周辺領域において、
反射防止処理が施されている、構成を採用することがで
きる。この構成によれば、絞り開口の周辺領域に反射防
止処理が施されることで、反射光により乱されることな
く、所定のレーザ光を投光することができる。特に、ベ
ースに絞り枠部を一体的に型成形(モールド)する際
に、絞り開口周辺の抜け勾配を光源側に設けるときに、
より効果的にレーザ光の反射を防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ説明する。図1ないし図4は、
本発明に係るレーザ投光ユニットの一実施形態を示すも
のであり、図1は側断面図、図2は回路基板を組み付け
ていない状態での背面図、図3は図1中のA−A部にお
ける断面図、図4はベースの背面図である。この実施形
態に係るレーザ投光ユニットは、図1に示すように、ベ
ース(ハウジング)10と、投光レンズ20と、投光レ
ンズ20を保持するレンズ筒30と、レーザ光を発する
光源としてのレーザダイオード(以下、単にLDと称
す)40と、LD40の配線40aを接続する回路基板5
0等を、その基本構成として備えている。
【0009】ベース10は、図1及び図2に示すよう
に、略矩形形状をなす基部11と、基部11の略中央領
域から垂直方向に伸長する保持部としての円筒部12
と、円筒部12の軸線近傍に中心をもつ略円柱状の凹部
13と、凹部13と円筒部12との境界領域に位置する
絞り枠部14等により形成されている。すなわち、ベー
ス10は、基部11、円筒部12、凹部13、及び絞り
枠部14を備えるように、樹脂材料により一体的に型成
形(モールド)されたものである。
【0010】凹部13においては、図1、図2、図4に
示すように、略90°の間隔で配置された4個の保持リ
ブ15が形成されており、又、図2、図3、図4に示す
ように、略180°離れて対向する位置に配置された2
つのピン16が形成されている。保持リブ15は、LD
40のフランジ部41に沿う円弧をなす段差部15aを
有し、段差部15aにフランジ部41が当接されて、L
D40をその光軸方向に位置決めするようになってい
る。
【0011】ピン16は、縮径部16aと拡径部16b
からなる段付ピンである。拡径部16bは段差部15a
と同じ高さに形成されて、段差部15aと同様にLD4
0をその光軸方向に位置決めするようになっている。縮
径部16aは、フランジ部41に形成された一部として
の切欠き部41aに係合して入り込むように形成されて
おり、2つのピン16の縮径部16aに、それぞれの切
欠き部41aが係合するようにLD40が押し込まれる
と、フランジ部41が2個のピン16により挟み込まれ
て固定される。すなわち、2つのピン16の縮径部16
a間に、LD40が圧入されて固定されるようになって
いる。
【0012】上記構成において、2つのピン16及び4
つの保持リブ15により、ベース10に対して、LD4
0をその光軸方向及び円周(角度)方向において位置決
め固定する位置決め固定部が構成されている。尚、2つ
のピン16は、縮径部16a及び拡径部16bにより形
成されるため、2つのピン16だけでも位置決め固定部
として機能する。
【0013】絞り枠部14は、キャップ状に形成されて
おり、その底部分に略矩形形状の絞り開口14aが形成
されている。絞り開口14aは、LD40が配置される
側に広がったテーパ面をもつように、型成形の際の抜け
勾配が付けられている。そして、LD40と対向する側
の面上でかつ絞り開口14aの周辺領域には、図4に示
すように、シボ加工により施された反射防止処理として
の梨地処理面14bが形成されている。このシボ加工
は、成形型に微小凹凸を形成することにより、成型され
た表面に微小凹凸が一体的に形成されるものである。こ
のように、反射防止処理としてシボ加工を施すことによ
り、方向性をもった反射を防止することができ、反射光
に乱されることなく所望のレーザ光を投光することがで
きる。
【0014】回路基板50は、図1に示すように、LD
40が凹部13内に位置決め固定された後において、凹
部13の外側端面11aに当接されて固定されるように
なっている。したがって、LD40及び回路基板50
は、それぞれベース10を介して所定の間隔に位置決め
されて保持される。
【0015】レンズ筒30は、図1に示すように、レン
ズ筒本体31と、投光レンズ20を押えて保持するレン
ズ押え32とにより形成されている。レンズ筒本体31
の外周面には雄ネジ31aが形成されており、雄ネジ3
1aがベース10の円筒部12の内周面に形成された雌
ネジ12aに螺合されることにより、レンズ筒30がベ
ース10に対して保持され、又、その螺合代を調整する
ことにより、レンズ筒30が光軸方向に出没して、投光
レンズ20とLD40との距離を調整できるようになっ
ている。尚、螺合代が調整されたレンズ筒30は、固定
ナット33により確実に固定されて、その位置ずれが防
止されるようになっている。
【0016】次に、レーザ投光ユニットの製造(組み付
け)方法について説明する。先ず、成型されたベース1
0が用意され、その凹部13に対してLD40が位置決
め固定される。すなわち、図1及び図2に示すように、
フランジ部41が保持リブ15の段差部15aに当接し
かつ2個のピン16(縮径部16a)が対応するそれぞ
れの切欠き部41aに入り込むように、LD40が押し
付けられて、2つのピン16間に圧入される。これによ
り、LD40は、ベース10に対して、光軸方向及び周
方向において位置決め(光軸方向へのずれ及び回り止め
が)されて固定される。
【0017】続いて、図1及び図3に示すように、回路
基板50が、LD40の配線40aが貫通孔50aを挿
通するようにして、ベース10の外側端面11aに密接
した状態で固定される。これにより、回路基板50は、
光軸方向においてLD40と所定の間隔に保持されるこ
とになる。その後、配線40aが回路基板40上に形成
された配線に半田付けされる。
【0018】続いて、投光レンズ20を保持したレンズ
筒30がベース10の円筒部12に螺合されて所望の位
置に調整され、その後、固定ナット33が締め付けられ
て、組み付けが完了する。
【0019】このように、ベース10を基準として、L
D40、投光レンズ20、及び回路基板50等が組み付
けられるため、相互の位置決めがより高精度に行なわれ
る。また、絞り枠部14及び位置決め固定部15,16
がベース10に一体的に成型(モールド)されているた
め、それらの組み付け作業が不要であり、組み付け作業
が全体として簡略化される。
【0020】上記実施形態においては、位置決め固定部
として、4個の保持リブ15及び2個のピン16を採用
したが、これに限定されるものではなく、保持リブ15
の個数を少なくしかつピン16の個数を多くした構成を
採用してもよく、又、ピン16だけを採用して位置決め
固定部を形成してもよい。また、上記実施形態において
は、反射防止処理としてシボ加工(梨地処理)を採用し
たが、これに限定されるものではなく、光を吸収するフ
ィルムを貼付してもよく、あるいは、同様の効果を奏す
る塗装を施してもよい。
【0021】さらに、上記実施形態においては、組み付
け手順として、LD40及び回路基板50を組み付けた
後に、レンズ筒30を組み付け固定する手順を示した
が、これに限定されるものではなく、レンズ筒30を予
めベース10に組み付け、その後、LD40及び回路基
板50を組み付け、最後に、レンズ筒30の螺合位置を
調整して、投光レンズ20とLD40との位置決めを行
なってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のレーザ投光
ユニットによれば、ベースに対して、光源を位置決めし
て固定する位置決め固定部と、光源と投光レンズとの間
において絞り開口を画定する絞り枠部とが一体的に形成
されているため、組み付け及び位置決め作業の簡略化が
行なえ、従来に比べて部品点数の削減、低コスト化を行
なうことができる。また、ベースに凹部を設け、この凹
部に位置決め固定部としての2つのピンを形成し、か
つ、凹部の外側端面に回路基板を固定するようにしたこ
とにより、光源と回路基板とは、ベースを介して所定の
間隔に保持されるため、従来のようなスペーサが不要に
なり、組み付け作業の簡略化、部品点数の削減及び低コ
スト化を行なうことができる。さらに、絞り枠部の絞り
開口の周辺領域に反射防止処理を施すことにより、反射
光による影響を防止でき、所望のレーザ光を投光するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザ投光ユニットの一実施形態
を示す側断面図である。
【図2】本発明に係るレーザ投光ユニットの一実施形態
を示し、回路基板を組み付けていない状態での背面図で
ある。
【図3】図1中のA−A部における断面図である。
【図4】LD及び回路基板を組み付けていない状態での
ベースの背面図である。
【図5】従来のレーザ投光ユニットを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
10 ベース 11 基部 11a 外側端面 12 円筒部(保持部) 13 凹部 14 絞り枠部 14a 絞り開口 14b 梨地処理面(反射防止処理) 15 保持リブ 15a 段差部(位置決め固定部) 16 ピン(位置決め固定部) 16a 縮径部 16b 拡径部 20 投光レンズ 30 レンズ筒 31 レンズ筒本体 32 レンズ押え 33 固定ナット 40 レーザダイード(LD、光源) 41 フランジ部 41a 切欠き部(一部) 40a 配線 50 回路基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 9/02 G03B 9/02 Z Fターム(参考) 2H042 AA03 AA08 AA09 AA13 AA21 2H044 AA05 AG01 AJ04 AJ06 2H080 DD00 DD04 DD07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投光レンズを保持するレンズ筒と、前記
    レンズ筒を保持する保持部をもつベースと、レーザ光を
    発する光源と、前記光源の配線を接続する回路基板とを
    備えて、レーザ光を投光するレーザ投光ユニットであっ
    て、 前記ベースには、前記光源を位置決めして固定する位置
    決め固定部と、前記光源と前記投光レンズとの間におい
    て絞り開口を画定する絞り枠部とが、一体的に形成され
    ている、ことを特徴とするレーザ投光ユニット。
  2. 【請求項2】 前記ベースは、前記光源を収納する凹部
    を有し、 前記位置決め固定部は、前記凹部に形成されて、前記光
    源の一部が係合すると共に圧入される少なくとも2つの
    ピンを有し、 前記回路基板は、前記凹部の外側端面に固定されてい
    る、ことを特徴とする請求項1記載のレーザ投光ユニッ
    ト。
  3. 【請求項3】 前記絞り枠部には、前記光源と対向する
    側の面上でかつ前記絞り開口の周辺領域において、反射
    防止処理が施されている、ことを特徴とする請求項1又
    は2に記載のレーザ投光ユニット。
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