JP2023062314A - 収容装置及びセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透過部へのノイズ光の入り込み、透過部への異物の付着等の障害を簡易な構成で抑制する。【解決手段】左側面２２４ａは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第１方向Ｘの負方向の右方に向けて傾いている。右側面２２４ｂは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第１方向Ｘの正方向の左方に向けて傾いている。上面２２４ｃは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第２方向Ｙの負方向の下方に向けて傾いている。下面２２４ｄは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第２方向Ｙの正方向の上方に向けて傾いている。【選択図】図１

Description

本発明は、収容装置及びセンサ装置に関する。

近年、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等のセンサ部を有する様々なセンサ装置が開発されている。センサ部は、ＬＤ（レーザダイオード）等の光源と、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の光検出素子と、を含む光学系を有している。センサ部は、筐体に収容されることがある。この場合、筐体には、センサ部の送信ビーム及び受信ビームを透過させるための透過部が設けられている。

特許文献１には、センサ部を収容する筐体の一例について記載されている。この筐体の透過部には、遮光マスクが設けられている。

特許文献２には、センサ部を収容する筐体の一例について記載されている。この例では、筐体の透過部に付着した雨滴、泥、雪、埃、虫等の異物を吹き飛ばす空気を送るためのエアダクトが設けられている。

特開平８－３２７７３８号公報 特開２００６－１９４６３９号公報

太陽光等のノイズ光が透過部に入り込むことを防ぐため、例えば特許文献１に記載されているように透過部の一部分に遮光マスクを設けることがある。しかしながら、遮光マスクを設けただけでは、雨滴、埃、雪、泥、虫、油等の異物が遮光マスクに付着した場合、異物が遮光マスクを伝って透過部に移動する可能性がある。一方、例えば特許文献２に記載されているように、透過部に付着した異物を空気によって吹き飛ばすことがある。しかしながら、この場合、透過部に付着した異物を空気によって吹き飛ばすための構成が比較的複雑になり得る。

本発明が解決しようとする課題としては、透過部へのノイズ光の入り込み、透過部への異物の付着等の障害を簡易な構成で抑制することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
筐体と、
前記筐体に設けられた透過部と、
前記透過部に連通する開口が設けられた遮蔽体と、
を備え、
前記遮蔽体の少なくとも一部分の幅が前記透過部から離れるにつれて狭くなっている、収容装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記収容装置と、
前記筐体に収容されたセンサ部と、
を備えるセンサ装置である。

実施形態に係るセンサ装置の斜視図である。 実施形態に係るセンサ部の構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、実施形態に係るセンサ装置１０の斜視図である。図２は、実施形態に係るセンサ部１００の構成の一例を示す図である。

図１及び図２において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、当該矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、当該矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。図２において、第２方向Ｙを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第２方向Ｙの正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が第２方向Ｙの負方向であることを示している。

本実施形態において、第１方向Ｘは、センサ装置１０の左右方向に平行な方向である。第１方向Ｘの正方向は、第３方向Ｚの負方向から見て、センサ装置１０の右方から左方に向かう方向である。第１方向Ｘの負方向は、第３方向Ｚの負方向から見て、センサ装置１０の左方から右方に向かう方向である。第２方向Ｙは、センサ装置１０の高さ方向に平行な方向である。第２方向Ｙの正方向は、センサ装置１０の底部から頂部に向かう方向である。第２方向Ｙの負方向は、センサ装置１０の頂部から底部に向かう方向である。第３方向Ｚは、センサ装置１０の前後方向に平行な方向である。第３方向Ｚの正方向は、センサ装置１０の後方から前方に向かう方向である。第３方向Ｚの負方向は、センサ装置１０の前方から後方に向かう方向である。

本実施形態において、第２方向Ｙは、鉛直方向に平行な方向となっている。第２方向Ｙの正方向は、鉛直方向の下方から上方に向かう方向となっている。第２方向Ｙの負方向は、鉛直方向の上方から下方に向かう方向となっている。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚは、鉛直方向に垂直な水平方向に平行な方向となっている。第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚ、鉛直方向及び水平方向の関係は、上述した例に限定されない。例えば、第１方向Ｘ又は第３方向Ｚが鉛直方向に平行な方向となっていてもよい。

センサ装置１０は、図２に示すセンサ部１００と、図１に示す収容装置２０と、を備えている。図２に示すように、センサ部１００は、光源１１０、可動反射部１２０、光検出部１３０及びビームスプリッタ１４０を有している。図１に示すように、センサ部１００は、視野Ｆを有している。視野Ｆの第３方向Ｚに垂直な断面積は、第３方向Ｚの正方向の前方に向かうにつれて大きくなっている。図１に示すように、収容装置２０は、筐体２００、透過部２１０及び遮蔽体２２０を有している。筐体２００は、本体部２０２及び突出部２０４を有している。本体部２０２は、センサ部１００を収容している。遮蔽体２２０は、近位端２２２ａ、遠位端２２２ｂ、左側面２２４ａ、右側面２２４ｂ、上面２２４ｃ及び下面２２４ｄを含んでいる。

図２を用いて、センサ部１００について説明する。図２に示す例において、センサ部１００は、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）である。

光源１１０は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）である。図２において光源１１０から伸びる実線矢印で示されるように、光源１１０は、所定の繰り返し周期で送信ビームＴＢを出射する。送信ビームＴＢは、光源１１０から出射されて、ビームスプリッタ１４０を透過して可動反射部１２０によって反射されている。

本実施形態において、可動反射部１２０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーである。具体的には、可動反射部１２０は、互いに直交する所定の第１回転軸及び所定の第２回転軸の周りに揺動可能になっている。可動反射部１２０が第１回転軸の周りに揺動することで、可動反射部１２０によって反射される送信ビームＴＢの出射方向を第１方向Ｘに変化させることができる。また、可動反射部１２０が第２回転軸の周りに揺動することで、可動反射部１２０によって反射される送信ビームＴＢの出射方向を第２方向Ｙに変化させることができる。これによって、視野Ｆの走査が可能になる。

透過部２１０を透過して筐体２００の外部に向けて照射された送信ビームＴＢは、筐体２００の外部に存在する不図示の物体に照射される。図２において光検出部１３０に向けて伸びる破線矢印で示されるように、当該物体に照射された送信ビームＴＢの反射光又は散乱光は、受信ビームＲＢとして、可動反射部１２０によって反射され、ビームスプリッタ１４０によって反射され、光検出部１３０に達する。光検出部１３０は、例えば、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）である。光検出部１３０は、受信ビームＲＢを検出している。

図２に示す例において、送信ビームＴＢの光軸と、受信ビームＲＢの光軸と、は実質的に一致している。したがって、送信ビームＴＢ及び受信ビームＲＢの双方とも視野Ｆを通過している。

図１を用いて、収容装置２０について説明する。

本実施形態において、本体部２０２は、第１方向Ｘの正方向側の左側面と、第１方向Ｘの負方向側の右側面と、第２方向Ｙの正方向側の頂面と、第２方向Ｙの負方向側の底面と、第３方向Ｚの正方向側の前面と、第３方向Ｚの負方向側の後面と、を有する実質的に直方体形状となっている。ただし、本体部２０２の形状は、本実施形態に係る形状に限定されない。

突出部２０４は、本体部２０２の第３方向Ｚの正方向側の前面に設けられている。突出部２０４は、本体部２０２の前方に向けて突出している。本実施形態において、第３方向Ｚの正方向から見て、突出部２０４の第１方向Ｘの中心は、本体部２０２の第１方向Ｘの中心に対して、第１方向Ｘの正方向側に位置している。なお、突出部２０４が設けられる位置は、本実施形態に係る位置に限定されない。

透過部２１０は、突出部２０４の第３方向Ｚの正方向側の前面に設けられている。本実施形態において、第３方向Ｚの正方向から見て、透過部２１０は、実質的に長方形形状となっている。なお、透過部２１０の形状は、本実施形態に係る形状に限定されない。透過部２１０の第３方向Ｚの正方向側の前面は、第３方向Ｚの正方向かつ第２方向Ｙの負方向の前方斜め下に向けられている。したがって、第３方向Ｚの正方向かつ第２方向Ｙの正方向の前方斜め上から太陽光等のノイズ光が透過部２１０に入り込みにくくすることができる。また、透過部２１０の第３方向Ｚの正方向側の前面に異物が留まりにくくすることができる。なお、透過部２１０の配置は、本実施形態に係る配置に限定されない。例えば、透過部２１０の第３方向Ｚの正方向側の前面は、第３方向Ｚの正方向の前方に向けられていてもよい。

視野Ｆを通過する送信ビームＴＢ及び受信ビームＲＢは、透過部２１０を透過している。図１に示す投影領域ＰＡは、視野Ｆの透過部２１０に投影される部分である。透過部２１０の第３方向Ｚの正方向の前面に垂直な方向から見て、透過部２１０の面積は、投影領域ＰＡの面積より大きくなっている。したがって、例えば、センサ装置１０の仕様の変更によって視野Ｆの第１方向Ｘの幅及び視野Ｆの第２方向Ｙの幅の少なくとも一方をさらに広くする必要が生じたとしても、透過部２１０を、より大きな面積を有する透過部２１０に交換する必要がない。

遮蔽体２２０は、突出部２０４の第３方向Ｚの正方向側の前面に設けられている。本実施形態において、遮蔽体２２０は、実質的にテーパ筒形状となっている。

近位端２２２ａは、突出部２０４の第３方向Ｚの正方向側の前面に取り付けられている。本実施形態において、第３方向Ｚの正方向から見て、近位端２２２ａの第３方向Ｚに垂直な方向の周りの外縁は、突出部２０４の第３方向Ｚの正方向側の前面の第３方向Ｚに垂直な方向の周りの外縁と実質的に一致している。なお、近位端２２２ａの形状は、本実施形態に係る形状に限定されない。

遠位端２２２ｂは、近位端２２２ａに対して透過部２１０の第３方向Ｚの正方向の遠位側に位置している。遠位端２２２ｂには、開口２２２が設けられている。開口２２２は、透過部２１０の第３方向Ｚの正方向側の前面に連通している。したがって、送信ビームＴＢ及び受信ビームＲＢは、開口２２２を通じて、第３方向Ｚの正方向から見て遮蔽体２２０によって囲まれた領域を通過することができる。

本実施形態では、遮蔽体２２０の第１方向Ｘの幅及び遮蔽体２２０の第２方向Ｙの幅が透過部２１０から第３方向Ｚの正方向の前方に向けて離れるにつれて狭まっている。具体的には、左側面２２４ａは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第１方向Ｘの負方向の右方に向けて傾いている。右側面２２４ｂは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第１方向Ｘの正方向の左方に向けて傾いている。上面２２４ｃは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第２方向Ｙの負方向の下方に向けて傾いている。下面２２４ｄは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて第２方向Ｙの正方向の上方に向けて傾いている。

本実施形態によれば、遮蔽体２２０の第１方向Ｘの幅及び遮蔽体２２０の第２方向Ｙの幅が近位端２２２ａから遠位端２２２ｂにかけて一定である場合と比較して、太陽光等のノイズ光や、雨滴、埃、雪、泥、虫、油等の異物が開口２２２の内部に入り込みにくくすることができる。したがって、本実施形態によれば、遮蔽体２２０の第１方向Ｘの幅及び遮蔽体２２０の第２方向Ｙの幅が近位端２２２ａから遠位端２２２ｂにかけて一定である場合と比較して、透過部２１０へのノイズ光の入り込み及び透過部２１０への異物の付着を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、透過部２１０に付着した異物を空気によって吹き飛ばすエアダクト等の構成を設ける必要がない。したがって、本実施形態によれば、エアダクト等の構成が設けられる場合と比較して、センサ装置１０の構成を簡易にすることができる。なお、本実施形態と異なる他の例において、センサ装置１０は、透過部２１０に付着した異物を空気によって吹き飛ばすエアダクト等の構成を備えていてもよい。

上述したように、本実施形態においては、上面２２４ｃの少なくとも一部分が透過部２１０から第３方向Ｚの正方向の前方に向けて離れるにつれて第２方向Ｙの負方向の下方に向けて傾いている。したがって、上面２２４ｃに異物が付着しても、異物が遠位端２２２ｂに向けて移動しやすくなっている。このため、異物が上面２２４ｃ上に滞留しにくくすることができる。

本実施形態においては、開口２２２の第２方向Ｙの正方向の上端が、開口２２２の第２方向Ｙの負方向の下端より、透過部２１０の第３方向Ｚの正方向の遠位側に位置している。したがって、開口２２２の上端の第３方向Ｚの位置と開口２２２の下端の第３方向Ｚの位置とが第３方向Ｚに揃っている場合と比較して、第３方向Ｚの正方向かつ第２方向Ｙの正方向の前方斜め上から太陽光等のノイズ光が開口２２２に入り込みにくくすることができる。また、開口２２２の上端の第３方向Ｚの位置と開口２２２の下端の第３方向Ｚの位置とが第３方向Ｚに揃っている場合と比較して、上面２２４ｃを伝って開口２２２の第３方向Ｚの正方向の前方の空間に異物が落下しても、異物が開口２２２の内部に入りにくくすることができる。なお、開口２２２の形状は、本実施形態に係る形状に限定されない。例えば、開口２２２の上端の第３方向Ｚの位置は、開口２２２の下端の第３方向Ｚの位置と第３方向Ｚに揃っていてもよい。

開口２２２の面積は、視野Ｆの開口２２２に投影される部分の面積の例えば１００％以上１２０％以下にしてもよい。開口２２２の面積が当該範囲の下限以上である場合、視野Ｆが遠位端２２２ｂによって遮られなくすることができる。開口２２２の面積が当該範囲の上限以下である場合、開口２２２の面積が当該上限より大きい場合と比較して、ノイズ光や異物が開口２２２の内部に入り込みにくくすることができる。

遮蔽体２２０は、筐体２００に対して着脱自在になっていてもよい。例えば、近位端２２２ａは、突出部２０４の第３方向Ｚの正方向側の前面に着脱自在に係合可能な係合部を有していてもよい。例えば、開口２２２の面積が互いに異なっていて遠位端２２２ｂと近位端２２２ａとの間の第３方向Ｚの長さが互いに異なる複数の遮蔽体２２０を予め用意してもよい。遠位端２２２ｂと近位端２２２ａとの間の遮蔽体２２０の第３方向Ｚの長さが長くなるほど、開口２２２の面積は、視野Ｆの開口２２２に投影される部分の面積に応じて大きくさせる必要がある。したがって、遮蔽体２２０によって遮蔽するノイズ光や異物の種類に応じて適当な遮蔽体２２０を使用することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

例えば、筐体２００は、突出部２０４を有していなくてもよい。この場合、透過部２１０は、例えば、本体部２０２の第３方向Ｚの正方向側の前面に設けることができる。また、遮蔽体２２０は、例えば、本体部２０２の第３方向Ｚの正方向側の前面に設けることができる。

また、左側面２２４ａ、右側面２２４ｂ、上面２２４ｃ及び下面２２４ｄの１つのみが近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて開口２２２の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心に向けて傾いていてもよい。すなわち、左側面２２４ａ、右側面２２４ｂ、上面２２４ｃ及び下面２２４ｄの少なくとも１つが近位端２２２ａから遠位端２２２ｂに向かうにつれて開口２２２の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの中心に向けて傾いている場合、遮蔽体２２０の少なくとも一部分の幅が、透過部２１０から第３方向Ｚの正方向の前方に向けて離れるにつれて狭くすることができる。

また、遮蔽体２２０は、下面２２４ｄを有していなくてもよい。例えば、遮蔽体２２０が下面２２４ｄを有しない場合であっても、第３方向Ｚの正方向かつ第２方向Ｙの正方向の前方斜め上からの太陽光等のノイズ光は、上面２２４ｃによって遮蔽することができる。

また、実施形態では、上面２２４ｃが近位端２２２ａから遠位端２２２ｂにかけての全域に亘って第３方向Ｚに対して傾いている。しかしながら、上面２２４ｃは、近位端２２２ａから遠位端２２２ｂにかけての一部分のみで第３方向Ｚに対して傾いていてもよい。左側面２２４ａ、右側面２２４ｂ及び下面２２４ｄについても同様である。

１０ センサ装置
２０ 収容装置
１００ センサ部
１１０ 光源
１２０ 可動反射部
１３０ 光検出部
１４０ ビームスプリッタ
２００ 筐体
２０２ 本体部
２０４ 突出部
２１０ 透過部
２２０ 遮蔽体
２２２ 開口
２２２ａ 近位端
２２２ｂ 遠位端
２２４ａ 左側面
２２４ｂ 右側面
２２４ｃ 上面
２２４ｄ 下面
Ｆ 視野
ＰＡ 投影領域
ＲＢ 受信ビーム
ＴＢ 送信ビーム
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

Claims (7)

1. 筐体と、
   前記筐体に設けられた透過部と、
   前記透過部に連通する開口が設けられた遮蔽体と、
   を備え、
   前記遮蔽体の少なくとも一部分の幅が前記透過部から離れるにつれて狭くなっている、収容装置。
2. 請求項１に記載の収容装置において、
   前記遮蔽体の上面の少なくとも一部分が前記透過部から離れるにつれて下方に向けて傾いている、収容装置。
3. 請求項１又は２に記載の収容装置において、
   前記開口の上端が前記開口の下端よりも前記透過部の遠位側に位置している、収容装置。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の収容装置と、
   前記筐体に収容されたセンサ部と、
   を備えるセンサ装置。
5. 請求項４に記載のセンサ装置において、
   前記開口の面積が、前記センサ部の視野の前記開口に投影される部分の面積の１００％以上１２０％以下となっている、センサ装置。
6. 請求項４又は５に記載のセンサ装置において、
   前記透過部の面積が、前記センサ部の視野の前記透過部に投影される部分の面積より大きくなっている、センサ装置。
7. 請求項４～６のいずれか一項に記載のセンサ装置において、
   前記センサ部の送信ビームの光軸と、前記センサ部の受信ビームの光軸と、が実質的に一致している、センサ装置。

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