JP2021011242A - 車載光学センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】個別のワイパ機構を備えることなくアウタカバーへの付着物を拭き取ることが可能な車載光学センサユニットを提供する。【手段】車載光学センサユニット１０は、車両ウインドウ２の近傍に配置された車載光学センサユニット１０であって、車両外部の環境を検出する少なくとも１の光学センサ本体１８と、光学センサ本体１８の前面を覆うアウタカバー１４と前記アウタカバー１４の表面１４ａをワイピングするワイパ６６およびワイパを回転駆動する駆動部６８とを含むワイパ機構６とを備え、アウタカバー１４の表面１４ａは、車両ウインドウ２の表面２ａと面一に形成され、ワイパ機構６は、車両ウインドウ用のウインドウワイパ機構により構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、車載光学センサユニットに係り、より詳細には、付着物拭き取り機構を備える車載光学センサユニットに関する。

近年、自動運転可能な車両の開発が試みられており、車両にＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ・Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ・ａｎｄ・ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ・Ｉｍａｇｉｎｇ・Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ・ａｎｄ・Ｒａｎｇｉｎｇ）やカメラ等の光学センサが搭載される傾向がある。自動運転を実現するにあたっては、光学センサのレンズ面や、レンズ面を覆うアウタカバーに付着する水滴や泥等の付着物を除去し、光学センサの感度を良好に保つ必要がある。

特許文献１には、アウタカバーの表面をワイピングワイパと、ワイパを回転駆動するモータとを含むワイパ機構を備える車載光学センサユニットが開示されている（図１６，図３７等参照）。

特開２０１１−２４４１７号公報

しかしながら、光学センサユニットに個別のワイパ機構を備えるとそれだけ構成が複雑になり、コストが大となるという問題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、個別のワイパ機構を備えることなくアウタカバーへの付着物を拭き取ることが可能な車載光学センサユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる車載光学センサユニットは、車両ウインドウの近傍に配置された車載光学センサユニットであって、車両外部の環境を検出する少なくとも１の光学センサ本体と、前記光学センサ本体の前面を覆うアウタカバーと、前記アウタカバーの表面をワイピングするワイパと、該ワイパを回転駆動する駆動部とを含むワイパ機構とを備え、前記アウタカバーの表面は、前記車両ウインドウの表面と面一に形成され、前記ワイパ機構は、前記車両ウインドウ用のウインドウワイパ機構により構成されている。

なお、本明細書において、用語「面一」は、２つの面の間に段差がない状態であることを意味する。また、この２つの面は、平面であってもよく、あるいは、曲面であってもよい。また、この２つの面は必ずしも連続している必要はなく、不連続でもよい。さらに、「段差がない状態」とは、厳密に段差がない状態のみを指すのではなく、同一のワイパ機構を用いて、拭き取り面を形成することが可能な程度の誤差を含んでいてもよい。

上記態様において、前記筐体および前記アウタカバーにより画成される室内に、灯具ユニットを備えることも好ましい。

また、上記態様において、前記光学センサ本体を収容する筐体をさらに備え、前記筐体は、車両ボデーの車室から離隔された空間に取付けられていることを特徴とすることも好ましい。

また、上記態様において、前記車両ウインドウと、前記アウタカバーとは、上下に離隔して配置され、前記車両ウインドウと、前記アウタカバーとの間に、前記ワイパの回転軸が設けられていることも好ましい。

また、上記態様において、前記車両ウインドウと、前記アウタカバーとは、上下に離隔して配置され、前記車両ウインドウに対して、前記アウタカバーの反対側に、前記ワイパ機構の回転軸が設けられていることも好ましい。

上記態様において、前記光学センサは、前記アウタカバーの汚れを検出するセンサを含み、前記ワイパ機構の動作は、前記光学センサの検出結果に基づいて制御されることも好ましい。

上記構成によれば、光学センサ本体がアウタカバーの汚れを検出するセンサを含む場合、光学センサ本体により、ワイピングの必要性を知ることができる、従って、前記光学センサの検出結果に基づいてワイパ機構の動作を制御することで、アウタカバーの清掃を必要なタイミングで的確に行うことができる。

上記態様において、前記光学センサは、対象物にパルスレーザ光を照射して、その散乱光を測定することにより対象物までの距離および対象物の性状を検出するＬｉＤＡＲを含み、前記ワイパ機構の動作は、前記光学センサ本体のパルスレーザ光のパルスと連携していることも好ましい。

ＬｉＤＡＲの場合、出射されたパルスレーザ光が、ワイパに当たると遮断されて、遮断された部分の対象物の検出ができない場合がある。ＬｉＤＡＲのパルスタイミングと、ワイパの動作を連携させることにより、パルスレーザ光がワイパに遮断されることなく、確実に外部環境の検出を行うことができる。

前記車両ウインドウおよび前記アウタカバーは、それぞれ、ウォッシャ機構を備え、
前記ワイパ機構は、前記ウォッシャ機構の動作に連携して、動作するように制御されることも好ましい。

上記態様に係る車載光学センサユニットによれば、車載光学ユニットを車両ウインドウ近傍に配置し、車載光学センサユニットのアウタカバーの表面と車両ウインドウの表面とを面一に形成したので、車両ウインドウ用のワイパ機構を用いて、センサユニットのアウタカバーの表面を拭き取り可能となる。車両ウインドウ用のウインドウワイパ機構は、法規により備えることが定められており、必ず備えられている。従って、任意付加的な構成である、センサユニット用のワイパ機構を個別に備えることなく、アウタカバー表面から水滴等の付着物を除去することが可能になる。このため、車載光学センサユニットの構成が単純になる。また、車載光学センサユニット、ひいては車両のコストを低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図であり、ワイパが基準位置にある状態を示す。 同形態にかかる車載光学センサユニットの、主要部の拡大正面図である。 （Ａ）は同車載光学センサユニットの主要部の、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は同車載光学センサユニットの主要部の、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図である。 （Ａ）は同車載光学センサユニットのワイパ機構の動作状態を示す正面図であり、（Ｂ）は、左から見た側面図である。 同形態の変形例に係る車載光学センサユニットの機能ブロック図である。 同形態の別の変形例に係る、ワイパ機構の制御を説明する図である。 （Ａ）は、同形態の更に別の変形例にかかる、車載光学センサユニットの主要部の拡大正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿う断面図である。 （Ａ）は、同変形例に係る車載光学センサユニットの、制御ブロック図であり、（Ｂ）は、同車載光学センサユニットにおける、ウォッシャ機構とワイパ機構の動作のタイミング図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図である。 （Ａ）は本発明の第６の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 本発明の第７の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の正面図である。 （Ａ）は本発明の第８の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の背面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は本発明の第９の実施の形態に係る車載光学センサユニットを搭載した車両の背面図であり、（Ｂ）はその側面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される全ての特徴およびその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

実施の形態の説明において、同等の機能を有する構成要素、部材には、同一の名称を付し、同一の構成を有する構成要素、部材には同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略する。また、図面において、矢印Ｕｐ−Ｌｏは車両の運転席から見た場合の上下方向を、矢印Ｆｒ−Ｒｅは同前後方向を、矢印Ｌｅ−Ｒｉは同左右方向を示す。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車載光学センサユニット（以下、「センサユニット」ともいう。）１０を搭載した車両の正面図であり、図２は、センサユニット１０の主要部の拡大正面図、図３（Ａ）は、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線に沿う断面図、図３（Ｂ）は、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図である。

センサユニット１０は、フロントウインドウ２の近傍に、車両前方左右に配置される一対のセンサユニットとして構成されている。該一対のセンサユニットは、左右同様に構成されているため、以下、詳細な構成については左側のセンサユニットについてのみ説明し、重複する説明を省略する。

本実施の形態にかかるセンサユニット１０は、後述するように、灯具ユニットを備え、車両用前照灯（車両用灯具）２０と一体に構成されている。

センサユニット１０は、前方に開口部を有する筐体１２と、筐体１２の開口を閉塞する透光性のアウタカバー１４とを備え、筐体１２とアウタカバー１４と室１６を画成している。また、センサユニット１０は、車両ボデー４の、車室から離隔された空間に取付けられている。

室１６内には、アウタカバー１４を介して車両１前方の外部環境を検出する光学センサ本体１８と、アウタカバー１４を介して車両１の前方を照明する灯具ユニット２２と、光学センサ本体１８を、灯具ユニット２２の発光から遮蔽するための遮光壁２４と、灯具ユニット２２と、光学センサ本体１８以外の部材を外部から目隠しするためのエクステンションリフレクタ２６が設置されている。

光学センサ本体１８は、車両外部の環境を検出するセンサであり、例えばカメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ等の少なくとも１つである。あるいは、これらの組み合わせ、または他のセンサとの組み合わせであってもよい。光学センサ本体１８は、車両１の周辺環境（他車、歩行者、道路形状、交通標識、障害物等）を含む外部の情報を取得し、該情報を図示しない車両制御部に出力するように構成されている。光学センサ本体１８により取得されたデータは、車両の制御に用いられる。

カメラは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ・Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ・ＭＯＳ）の撮像素子とレンズとを含むカメラである。カメラは、可視光を検出するカメラであってもよく、赤外線を検出するカメラであってもよい。

レーダは、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ又はレーザレーダ等である。

ＬｉＤＡＲは、その前方または周囲に紫外線、可視光線または近赤外線のパルスレーザ光を走査し、その出射光と、対応する戻り光（散乱光）とに基づいて、物体までの距離、物体の形状、物体の材質、物体の色などの情報を取得する。

灯具ユニット２２は、図３（Ｂ）に示すように、例えば、ＬＥＤ光源２８、リフレクタ３２、投影レンズ３４およびヒートシンク３６を備える、前照灯用の灯具ユニットであり、所定の配光パターンで前方を照射するように構成されている。

光学センサ本体１８および灯具ユニット２２は、ケーブル（図示せず）により車両制御部（図示せず）に接続され、車両制御部の制御により動作するように構成されている。

アウタカバー１４は、透光性の樹脂で形成されており、光学センサ本体１８の前面を覆っている。図３に示すように、センサユニット１０は、アウタカバー１４の表面１４ａが、車両ボデー４の表面４ａと面一になるように、ボデー４に取り付けられている。ボデー４とアウタカバー１４との間には、がたつき等を防止するための弾性部材４２が介装されている。また、図４（Ｂ）に示すように、アウタカバー１４は、フロントウインドウ２の表面とも面一に形成されている。

また、センサユニット１０は、アウタカバー１４の表面１４ａをワイピングするワイパ機構６を備える。ワイパ機構６は、フロントウインドウ２を清掃するウインドウワイパ機構により構成されている。

ワイパ機構６は、それぞれが１組のワイパアーム６２、および払拭ゴムを備えるワイパブレード６４で構成された左右２本のワイパ６６Ｌ，６６Ｒと、ワイパを駆動するワイパ駆動部６８と、を備える。

ワイパ６６Ｌ，６６Ｒは、フロントウインドウ２の下部に形成されたワイパ取付け凹部７に取付けられている。具体的には、右ワイパ６６Ｒは、取付け凹部7の右端に、左ワイパ６６Ｌは、取付け凹部７の中央部に取り付けられている。取付け凹部７は、図１に示す基準位置Ｐ_Ｌ０,Ｐ_Ｒ０にあるワイパ６６Ｌ，６６Ｒを格納する。また、ワイパ６６Ｌ，６６Ｒは、全体として、フロントウインドウ２に沿うように湾曲している。

ワイパ駆動部６８は、図示しないリンク機構およびワイパモータを備える。ワイパ駆動部６８は、ワイパモータの回転運動をリンク機構で変換して、各ワイパ６６Ｌ，６６Ｒは、図４（Ａ）の両矢印で示すように、リンク機構との接続軸を回転軸６７としてフロントウインドウ２の表面上を回転運動（往復円弧運動）させるように構成されている。

また、左ワイパ６６Ｌのフロントウインドウ側停止位置Ｐ_L１およびセンサユニット側停止位置Ｐ_L２、ならびに右ワイパ６６Ｒのフロントウインドウ２側停止位置Ｐ_Ｒ１およびセンサユニット側停止位置Ｐ_Ｒ２は、それぞれ図４（Ａ）に示すように設定されている。

また、ワイパ６６の長さ、特に、ワイパブレード６４の長さは、往復円弧運動によってワイパブレード６４が通過する領域に、少なくとも光学センサ本体１８の検出領域を含むように設定されている。

フロントウインドウ２の表面２ａと、センサユニット１０のアウタカバー１４の表面１４ａとは、図４（Ｂ）に示すように、面一に構成されている。また、アウタカバー１４の表面１４ａと、ボデー４の表面４ａは、図３に示すように、面一に構成されている。

また、ボデー４の表面４ａは、ワイパ６６が移動する範囲内において、アウタカバー１４の表面１４ａとフロントウインドウ２の表面２aとで形成される面から突出しないように形成されている。

この結果、ワイパブレード６４の払拭ゴムが、アウタカバー１４の少なくとも光学センサ検出領域とフロントウインドウ２の表面２ａ上を通過して、同一のワイパ６６Ｌ，６６Ｒにより、フロントウインドウ２と、センサユニット１０のアウタカバーが払拭（ワイピング）されるように構成されている。

ワイパ機構６を操作するための操作部８は、車室内に設けられている。操作部８は、例えばワイパスイッチである。運転者による操作部８の操作に従って、左右のワイパ６６Ｌ，６６Ｒは、それぞれの停止位置間で、往復円弧運動可能となっている。

また、センサユニット１０では、フロントウインドウ２と、アウタカバー１４とが、上下に離隔して配置され、フロントウインドウ２と、アウタカバー１４との間に、前記ワイパの回転軸６７が設けられている。従って、ワイパ６６の回転角度を制御することにより、必要に応じて、例えば、ウインドウ側停止位Ｐ_Ｌ１，Ｐ_Ｒ１〜センサユニット側停止位置Ｐ_Ｌ２，Ｐ_Ｒ２までの往復と、基準位置Ｐ_０（図１）からセンサユニット側停止位置Ｐ_Ｌ２，Ｐ_Ｒ２それぞれまでの往復とを切り替え可能に構成することもできる。

このように構成すると、例えば、光学センサ本体１８が、カメラであり、カメラで取得した画像が、運転席に設けられたディスプレイで確認可能に構成されている場合において、運転者が、アウタカバー１４のみの拭き取りが必要であると認識した場合に、必要な部分のみを払拭することができるので有利である。

上記の様に、車載光学センサユニット１０のアウタカバー１４の表面１４ａをフロントウインドウ２の表面２ａと面一に形成することにより、フロントウインドウ用のワイパ機構６を用いて、センサユニット１０の表面１４ａを拭き取り可能となる。ここで、フロントウインドウ用のワイパ機構６は、現行法規により、取り付けが義務付けられている。本実施の形態によれば、任意付加的な構成である、光学センサ用のワイパ機構を個別に備えることなく、アウタカバー表面１４ａから水滴等の付着物を除去することが可能になる。このため、車載光学センサユニット、ひいては車両の構成が単純になる。したがって、車載光学センサユニット、ひいては車両のコストを低減することができる。

なお、本実施の形態において、取付け凹部７のために、フロントウインドウ２の表面２ａとアウタカバー１４の表面１４aとは、連続して面一になっていない。このような場合であっても、ボデー４の表面４ａは、ワイパ６６が移動する範囲内において、アウタカバー１４の表面１４ａとフロントウインドウ２の表面２aとで形成される面から突出しないように形成し、かつフロントウインドウ２とアウタカバー１４を面一に構成することで、１つのワイパ機構６により、フロントウインドウ２とアウタカバー１４の両方の表面をワイピングすることが可能となっている。

また、本実施の形態によれば、車載光学センサユニット１０の、筐体１２およびアウタカバー１４により画成される室１６内に、灯具ユニット２２を備えることにより、車載光学センサユニット１０は、車両用灯具２０としても機能する。このため、ウインドウワイパ機構によりアウタカバーをワイピングすることにより、同時に、灯具のアウタカバーをワイピングすることができる。従って、灯具に個別のワイパ機構を設けなくても、個別のワイパ機構を設けた場合と同等の効果を得ることができる。

（変形例１）
変形例１に係る車載光学センサユニット１０Ａは、センサユニット１０と概略同一の構成を有する。しかし、操作部８の操作のみに基づいて制御されるのではなく、光学センサ本体１８の検出結果に基づいて制御される点で異なる。

図５は、センサユニット１０Ａの制御ブロック図である。車両１Ａは、センサユニット１０Ａの制御部５を備える。制御部５は、車両１Ａを制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ・Ｃｏｎｔｒｏｌ・Ｕｎｉｔ）により構成されている、ＥＣＵは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、各種車両制御プロググラムが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種車両制御データが一時的に記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）とを備える。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された各種車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されている。

制御部５は、操作部８、ワイパ機構６および光学センサ本体１８と接続されている。

操作部８は、運転者の操作に伴って、ワイパ作動信号を出力する。ワイパ作動信号は、直接的にワイパ駆動部に入力され、ワイパ機構６の駆動を制御する。

ワイパ機構６は、通常モードでは、運転者による操作部８の操作に従って、ＯＮ−ＯＦＦおよび動作速度を切替可能に構成されている。

一方、自動モードでは、光学センサ本体１８Ａの外部環境の検出結果に基づいて、制御部５が、アウタカバー１４に水滴等の付着物が付着しているか否かを判断し、その結果に基づいて、ワイパ機構６のＯＮ−ＯＦＦおよび動作速度を変更可能に構成されている。

本変形例１において、光学センサ本体１８Ａは、アウタカバーの付着物を検出する光学センサである。具体的には、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ等の少なくとも１つであって、例えば、光学センサ本体１８Ａからアウタカバーの位置に相当する距離に連続的に現れるノイズを、アウタカバーの汚れとして検出する。

このように、アウタカバーの汚れを検出するように構成された光学センサ本体を備え、光学センサ本体１８Ａの検出結果に基づいて、ワイパ機構の動作を制御するように構成すると、アウタカバー１４の清掃を必要なタイミングで的確に行うことができるので有利である。

（変形例２）
変形例２に係る車載光学センサユニット１０Ｂは、センサユニット１０Ａと概略同一の構成を有するが、光学センサ本体１８ＢがＬｉＤＡＲを含み、ワイパ機構６Ｂが、光学センサ本体１８Ｂのパルス光出射のタイミングと対応するように制御されている点で異なる。

図６（Ａ）は、センサユニット１０Ｂを備える車両１Ｂにおける、左側アウタカバー１４周辺の拡大図であり、図６（Ｂ）は、センサユニット１０Ｂの光学センサ本体１８Ｂ付近の、図６（Ａ）におけるＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う部分断面図である。光学センサ本体１８Ｂは、パルスレーザ光を所定の間隔で出射しながら、図６（Ｂ）に示すように、走査範囲Ｓを左右に走査している。

図６（Ｃ）は、光学センサ本体１８Ｂ（ＬｉＤＡＲ）のパルスレーザ光を出射するタイミング（上段）と、アウタカバー上のある点（例えば、図６（Ａ）の位置Ｑ）における、パルスレーザ光がアウタカバー１４を照射するタイミング（中段）と、同じ位置（位置Ｑ）をワイパ６６Ｌが通過するタイミング（下段）とを示すタイミング図である。

図６（Ｃ）に示すように、ワイパ６６Ｌ（ワイパ機構６Ｂ）は、図示しない制御部５Ｂによって、光学センサ本体１８Ｂのパルスレーザ光のパルスと、タイミングを連携して、ワイパ６６Ｌが、光学センサ本体１８Ｂのパルスレーザ光を遮断することがないように制御されている。

ワイパ機構６Ｂを駆動することにより、アウタカバーの水滴等が払拭されるが、一方で、ワイパ６６Ｌにより、パルスレーザ光が遮断されると、光学センサ本体１８Ｂは、遮断された部分の対象物を検出することができず、正確な外部環境の検出ができなくなる。

しかし、上記のように、ワイパ６６（６６Ｌ，６６Ｒ）が、アウタカバー１４上を通るタイミングを、ＬｉＤＡＲである光学センサ本体のパルスレーザ光のパルスの出射タイミングと連携させるように構成すれば、パルスレーザ光がワイパ６６（６６Ｌ，６６Ｒ）によって遮断されるのを防止することができ、外部環境の検出における誤差を低減することができる。

あるいは、変形例２の別の形態として、光学センサユニットを、アウタカバー上のＬｉＤＡＲの検出範囲における、ワイパの通過を判定可能に構成し、ワイパの通過の判定結果に基づいて、すなわち、ワイパの動作に連携して、ワイパ通過中にＬｉＤＡＲの検出機能を解除（パルスレーザ光の発光および受光の停止）するように構成してもよい。

（変形例３）
変形例３に係る車載光学センサユニット１０Ｃは、センサユニット１０と概略同一の構成を有するが、光学センサ本体１８の前方においてアウタカバーの表面に洗浄流体を噴射するウォッシャ機構７０をさらに備える点で異なる。

図７（Ａ）は、変形例３に係るセンサユニット１０Ｃの、主要部の拡大正面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿う断面図である。

ウォッシャ機構７０は、シリンダ７２、ロッド７３、ノズル７４、ノズルカバー７５および機構箱７６を備え、ノズル７４が出没するポップアップ型に構成されている。シリンダ７２は、ブラケット７７によって筐体１２の底壁７８に固定されている。また、ロッド７３は、シリンダ７２に図７（Ｂ）に両矢印で示すように、前後方向へ進退自在に支持されている。

ノズル７４およびノズルカバー７５はロッド７３の前端に設けられ、ロッド７３の進退に伴ってノズル７４が、アウタカバー１４Ｃの前方に突出する噴射位置（図７（Ｂ）参照）と、アウタカバー表面１４Ｃａの延長面内に含まれる休止位置とに配置される。

機構箱７６には、ロッド７３を駆動するアクチュエータ、洗浄流体を圧送するポンプ、洗浄流体を加温する電熱ヒータ（いずれも図示略）などが収められている。そして、ノズル７４が噴射位置に配置された状態でポンプが駆動されたときに、ノズル７４は、洗浄流体をアウタカバー１４Ｃの光学センサ本体１８の検出領域に向けて噴射するように構成されている。

図８（Ａ）に示すように、ウォッシャ機構７０は、制御部５Ｃに接続されており、制御部５Ｃにより制御される。ウォッシャ機構７０のノズル７４は、通常、ノズルカバー７５がアウタカバー表面１４Ｃａの延長面内に含まれるようになる、休止位置に位置している。ウォッシャ機構７０が駆動されると、ノズル７４は噴射位置に移動し、洗浄流体Ｆをアウタカバー１４の光学センサ本体１８の検出領域に向けて噴射する。そして噴射を終えると、ノズル７４は速やかに後退して再度休止位置に位置する。

図８（Ｂ）は、ワイパ機構６とウォッシャ機構７０のタイミング図である。ウォッシャ機構７０は、ワイパ機構６の駆動と連携して駆動し、図８（Ｂ）に示すように、ワイパ機構６の駆動が開始されるのに先立って、ウォッシャ機構７０が駆動し、ワイパ機構６がアウタカバー上を移動している間は、ウォッシャ機構７０が駆動を停止して、ワイパ６６のアウタカバー上の移動を妨げないようになっている。

このように、車載光学センサユニットが、ウォッシャ機構を備え、ウォッシャ機構をワイパ機構と連携して駆動するように構成したので、センサユニット１０Ｃのアウタカバー１４の清掃を的確に行うことができ、光学センサ本体の感度を良好に保つことができる。

次に、本発明の他の実施の形態について、説明する。以下の説明する図において、実線で示すワイパは、ワイパ停止時の基準位置におけるワイパを示し、破線で示すワイパは、ワイパの往復円弧運動の折返し位置である停止位置におけるワイパを示す。

［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る車載光学センサユニット１１０を搭載した車両１０１の正面図である。センサユニット１１０は、第１の実施の形態にかかるセンサユニット１０と概略同様の構成を有する。しかし、センサユニット１０が、光学センサ本体１８と灯具ユニット２２の両方を備え、車両用前照灯と一体に構成されているのに対して、センサユニット１１０は、光学センサ本体１８と、灯具ユニット２２がそれぞれ、別体の筐体およびアウタカバーを備え、センサユニット１１０が、前照灯１２０と別体に構成されている点で異なる。

しかし、光学センサ本体１８側アウタカバー１１４と、灯具ユニット２２側アウタカバー１２４は、いずれもその表面がフロントウインドウ２の表面と面一になるように構成されている。このようにすれば、センサユニットが、第１の実施の形態のように灯具ユニットと一体に構成されていない場合でも、ワイパ６６Ｒ、６６Ｌにより、フロントウインドウ２とセンサユニット１１０のアウタカバー１１４を拭き取ることが可能となり、センサユニット１１０専用のワイパ機構を設ける必要がない。

［第３の実施の形態］
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る、車載光学センサユニット２１０を搭載した車両２０１の正面図である。実践で示すセンサユニット２１０は、左ワイパ２６６Ｌを除き、センサユニット１０と同一の構成を有する。具体的には、ワイパ機構６の左ワイパ６６Ｌが、フロントウインドウ２の下端に設けられた取付け凹部７の中央付近に取り付けられるのに対して、左ワイパ１６６Ｌは取付け凹部７の左端部に回転軸６７が来るように取り付けられている。左ワイパ１６６Ｌは右ワイパ６６Ｒとは逆方向に運動して、フロントウインドウ２の左側端部のフロントウインドウ２側停止位置Ｐ_Ｌ１と、アウタカバー１４の左側端部の左センサユニット側停止位置Ｐ_Ｌ２との間を往復円弧運動するように構成されている。

センサユニット２１０も、センサユニット１０と同様に、そのアウタカバー１４の表面１４ａと、フロントウインドウ２の表面２ａとは面一に構成されている。このように、左右のワイパの取り付け位置を、取付け凹部７の両端に設けても、ワイパ２６６Ｌ，６６Ｒにより、フロントウインドウ２とセンサユニット２１０のアウタカバー１４をワイピングすることが可能となっている。

[第４の実施の形態]
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る、車載光学センサユニット３１０を搭載した車両３０１の正面図である。センサユニット３１０は、ワイパ３６６（３６６Ｌ，３６６Ｒ）を除き、センサユニット１０と同一の構成を有する。具体的には、センサユニット１０では、ワイパ６６（６６Ｒ、６６Ｌ）は、フロントウインドウ２の下部に設けられた取付け凹部７に、基準位置でワイパ６６が路面と略平行となるように取り付けられている。一方、センサユニット３１０では、左ワイパ２６６Ｌは、フロントウインドウの左下端の、右ワイパ２６６Ｒは、フロントウインドウの右下端の、ボデー４上に、基準位置Ｐ_Ｌ０，Ｐ_Ｒ０でそれぞれワイパがフロントピラー３に沿うように取り付けられている。

そして、図１１の両矢印で示すように、左ワイパ３６６Ｌは、回転軸２６７を中心として、基準位置Ｐ_Ｌ０と、アウタカバー１４の左側端部のセンサユニット側停止位置Ｐ_Ｌ２との間を往復円弧運動するように構成されている。右ワイパ３６６Ｒについても同様である。このようにして、ウインドウワイパとして構成された、ワイパ３６６Ｌ，３６６Ｒにより、フロントウインドウ２とセンサユニット２１０のアウタカバー１４の両方をワイピング可能に構成されている。

[第５の実施の形態]
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る、車載光学センサユニット４１０を搭載した車両４０１の正面図である。センサユニット４１０は、ワイパ機構４０６を除き、センサユニット１０と同一の構成を有する。具体的には、センサユニット１０は、フロントウインドウ２の下部に設けられた一対の車両用前照灯（車両用灯具）２０と一体に構成されている。

一方、センサユニット４１０は、フロントウインドウ２の上部中央に、ワイパ６６と略同一の構成を有する１つのワイパ４６６を備える。ワイパ４６６は、基準位置Ｐ_０においては、左ピラーに概略沿うように配置されている。そして、右光学センサ側停止位置Ｐ_１と、左光学センサ側停止位置Ｐ_２との間を、回転軸６７周りに往復円弧運動可能に構成されている。また、センサユニット４１０も、センサユニット１０と同様に、そのアウタカバー１４の表面と、フロントウインドウ２の表面とは面一に構成されている。このようにして、ワイパブレード６４は、フロントウインドウ２とアウタカバー１４の両方をワイピング可能に構成されている。

［第６の実施の形態］
図１３（Ａ）は、本発明の第６の実施の形態に係る、車載光学センサユニット５１０を搭載した車両５０１の正面図であり、図１３（Ｂ）はその側面図である。車両５０１は、その前部が、前方へ突出する半球状の形状を有する。センサユニット５１０は、フロントウインドウ２の下部中央に、ワイパ６６と略同一の構成を有する１つのワイパ５６６を備える。

ワイパ５６６は、基準位置Ｐ０において、フロントウインドウ２下部の左側に、路面と略平行となるように配置されている。右光学センサ側停止位置Ｐ_１と、左光学センサ側停止位置Ｐ_２との間を、回転軸６７周りに往復円弧運動可能に構成されている。また、センサユニット５１０も、センサユニット１０と同様に、そのアウタカバー１４の表面と、フロントウインドウ２の表面とは面一に構成されている。このようにして、ワイパブレード６４は、フロントウインドウ２とアウタカバー１４の両方をワイピング可能に構成されている。

なお、本実施の形態において、車両前面の形状は、必ずしも半球状でなくてもよく、例えば、回転軸６７を中心とする半楕円球状等、回転軸６７を中心軸として少なくとも右光学センサ側停止位置Ｐ_１と、左光学センサ側停止位置Ｐ_２との間を回転した、回転体の形状であればよい。

［第７の実施の形態］
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係る、車載光学センサユニット６１０を搭載した車両６０１の正面図である。センサユニット６１０は、ワイパ機構６０６を除き、センサユニット１０と同様の構成を有する。

具体的には、ワイパ機構６０６は、ワイパ６６と同様の構成を有する２本のワイパ６６６Ｌ，６６６Ｒを備える。左ワイパ６６６Ｌは、基準位置Ｐ_Ｌ０で、フロントウインドウ２の左下端部に、路面と略平行になるように取り付けられている。左ワイパ６６６Ｌは、取り付け位置の回転軸６６７Ｌを中心として、フロントウインドウ２側停止位置Ｐ_Ｌ１とセンサユニット側停止位置Ｐ_Ｌ２との間で往復円弧運動可能に構成されて、該往復円弧運動において、ワイパブレード６４が、フロントウインドウ２の右下部および、アウタカバー１４上を移動するように構成されている。

また、右ワイパ６６６Ｒは、基準位置Ｐ_Ｒ０で、フロントウインドウ２の、右上端部に、路面と略平行になるように取り付けられている。右ワイパ６６６Ｒは、取り付け位置の回転軸６６７Ｒを中心として、基準位置Ｐ_Ｒ０と、共通するフロントウインドウ側およびセンサユニット側停止位置Ｐ_Ｒ１との間で、往復円弧運動可能に構成されて、該往復円弧運動において、ワイパブレード６４が、フロントウインドウ２の左上部および、右センサユニット６１０のアウタカバー１４上を移動するように構成されている。

また、センサユニット６１０も、センサユニット１０と同様に、そのアウタカバー１４と、フロントウインドウ２の表面とは面一に構成されている。このようにして、ワイパ機構６０６のワイパブレード６４は、フロントウインドウ２とアウタカバー１４の両方をワイピング可能に構成されている。

［第８の実施の形態］
図１５（Ａ）は、本発明の第８の実施の形態に係る、車載光学センサユニット７１０を搭載した車両７０１の背面図であり、１５（Ｂ）はその左から見た側面図である。センサユニット１０が、筐体１２とアウタカバー１４とで画成される室内に、前照灯用の灯具ユニット２２と光学センサ本体１８とを備え、車両前照灯２０と一体に構成されているのに対して、センサユニット７１０は、筐体とアウタカバー１４とで画成される室内に、ブレーキランプ、バックランプ等として機能する灯具ユニットと、光学センサ本体１８とを備える、リアコンビネーションランプ８０と一体に構成されている。

車両７０１のリアウインドウ９は、なめらかに湾曲する面一のガラスで構成されている。リアウインドウ９の下方には、左右１対のリアコンビネーションランプ８０が、配置されている。リアコンビネーションランプ８０のアウタカバー１４の表面１４ａと、リアウインドウ９の表面９ａとは、面一に構成されている。

リアコンビネーションランプ８０の下方には、車幅の中央に、ワイパ６６と略同一の構成を有するワイパ７６６が、基準位置Ｐ_０で、路面と略平行になるように、取り付けられている。ワイパ７６６は、回転軸６７を中心として、基準位置Ｐ_０と、左センサユニット側停止位置Ｐ_１との間で、両矢印で示すように、往復円弧運動可能に構成されて、該往復円弧運動において、ワイパブレード６４が、アウタカバー１４の表面１４ａおよびリアウインドウ９の表面の両方をワイピング可能に構成されている。

［第９の実施の形態］
図１６（Ａ）は、本発明の第９の実施の形態に係る、車載光学センサユニット８１０を搭載した車両８０１の背面図であり、図１６（Ｂ）は、その左から見た側面図である。センサユニット８１０は、センサユニット７１０と同様に、筐体とアウタカバー１４とで画成される室内に、ブレーキランプ、バックランプ等として機能する灯具ユニットと、光学センサ本体１８とを備える、左右一対のリアコンビネーションランプ８８０と一体に構成されている。

車両７０１において、リアコンビネーションランプ８０が、リアウインドウの下部に配置されているのに対して、リアコンビネーションランプ８８０は、リアウインドウ９の両側部に配置された、リアピラーに配置されている。

リアウインドウ９の下方には、車幅の中央に、ワイパ６６と略同一の構成を有するワイパ８６６が、基準位置Ｐ_０で、路面と平行な直線からやや上向きに傾いた状態で取り付けられている。

リアウインドウ９は、なめらかに湾曲する面一のガラスで構成されている。ワイパ８６６は、リアウインドウ９に沿うように湾曲しており、リアコンビネーションランプ８８０のアウタカバー１４の表面１４ａと、リアウインドウ９の表面９ａとは、面一に構成されている。

リアウインドウ９の下方には、車幅の中央に、ワイパ６６と略同一の構成を有するワイパ８６６が、基準位置Ｐ_０で、路面と平行な直線からやや上向きに傾いた状態で取り付けられている。ワイパ８６６は、回転軸６７を中心として、右センサ側停止位置Ｐ_１と、左センサ側停止位置Ｐ_２との間で、両矢印で示すように、往復円弧運動可能に構成されている。そして、該往復円弧運動において、ワイパブレード６４が、アウタカバー１４の表面ａおよびリアウインドウ９の表面の両方をワイピング可能に構成されている。

なお、実施の形態１において、説明した通り、車両用ウインドウの表面と、アウタカバーの表面が面一にするにあたり、車両ウインドウの表面と、アウタカバーの表面は必ずしも連続している必要はなく、ワイパブレードの通過領域における、ボデー表面、車両用ウインドウ表面、およびアウタカバー表面が、車両用ウインドウ表面およびアウタカバーの表面により形成される面一の面から突出していなければよく、不連続であってもよい。また、この２つの面は、平面であってもよく、あるいは、曲面であってもよい。また、この２つの面が面一である状態は、完全な面一であることを要求せず、同一のワイパを用いて、拭き取り面を形成することが可能な程度の誤差（段差）を含んでいてもよい。

また、上記実施の形態１〜７にかかる、フロントウインドウ近傍に配置される車載光学センサユニットにおける、車載光学センサユニットとワイパとの配置は、リアウインドウ近傍に配置される車載光学センサユニット適用することができる。また、実施の形態８，９にかかる、リアウインドウ近傍に配置される車載光学センサユニットにおける、車載光学センサユニットと、ワイパとの配置は、フロントウインドウ近傍に配置される車載光学センサユニットに適用することができる。

また、上記実施の形態１，３〜９は、車載光学センサユニットを、その筐体とアウタカバーとで画成される室内に、灯具ユニットを備え、車両用灯具と一体に構成された例について述べたが、実施の形態２に示すとおり、必ずしも車両用灯具と灯具と一体に構成する必要はないことはいうまでもない。、

また、上記実施の形態１〜９において、センサユニットの筐体は、いずれも車両ボデーの車室内に曝露しないように、すなわち車室から離隔された空間に、取り付けられている。センサユニットの筐体の配置は、車両ウインドウの近傍にあればよく、必ずしも車室外にあることを必要としないが、車室から離隔された空間に配置することで車室の広さを保持することができるので有利である。

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

２ フロントウインドウ（車両ウインドウ）
２ａ 表面
６，６Ｂ，４０６， ワイパ機構
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０ 車載光学センサユニット
１２ 筐体
１４，１４Ｃ，１１４ アウタカバー
１４ａ，１４Ｃａ アウタカバー表面
１６ 室
１８，１８Ａ，１８Ｂ 光学センサ本体
２２ 灯具ユニット
６６（６６Ｌ，６６Ｒ），１６６（１６６Ｌ），２６６（２６６Ｌ，２６６Ｒ），３６６（３６６Ｌ，３６６Ｒ），４６６，５６６，６６６（６６６Ｌ，６６６Ｒ），７６６，８６６ ワイパ
６７，２６７ 回転軸
６８ ワイパ駆動部
７０ ウォッシャ機構

Claims (8)

1. 車両ウインドウの近傍に配置された車載光学センサユニットであって、
   車両外部の環境を検出する少なくとも１の光学センサ本体と
   前記光学センサ本体の前面を覆うアウタカバーと
   前記アウタカバーの表面をワイピングするワイパと、該ワイパを回転駆動する駆動部とを含むワイパ機構とを備え、
   前記アウタカバーの表面は、前記車両ウインドウの表面と面一に形成され、
   前記ワイパ機構は、前記車両ウインドウ用のウインドウワイパ機構により構成されていることを特徴とする、車載光学センサユニット。
2. 前記光学センサ本体を収容する筐体をさらに備え、
   前記筐体および前記アウタカバーにより画成される室内に、灯具ユニットを備えることを特徴とする、請求項１に記載の車載光学センサユニット。
3. 前記筐体は、車両ボデーの車室から離隔された空間に取付けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車載光学センサユニット。
4. 前記車両ウインドウと、前記アウタカバーとは、上下に離隔して配置され、前記車両ウインドウと、前記アウタカバーとの間に、前記ワイパの回転軸が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の車載光学センサユニット。
5. 前記車両ウインドウと、前記アウタカバーとは、上下に離隔して配置され、前記車両ウインドウに対して、前記アウタカバーの反対側に、前記ワイパ機構の回転軸が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の車載光学センサユニット。
6. 前記光学センサ本体は、前記アウタカバーの汚れを検出するセンサを含み、
   前記ワイパ機構の動作は、前記光学センサ本体の検出結果に基づいて制御されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の車載光学センサユニット。
7. 前記光学センサ本体は、対象物にパルスレーザ光を照射して、その散乱光を測定することにより対象物までの距離および対象物の性状を検出するＬｉｄａｒを含み、
   前記ワイパ機構の動作は、前記光学センサ本体のパルスレーザ光のパルスと連携していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車載光学センサユニット。
8. 前記車両ウインドウおよび前記アウタカバーは、それぞれ、ウォッシャ機構を備え、
   前記ワイパ機構は、前記ウォッシャ機構の動作に連携して、動作するように制御されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の車載光学センサユニット。