JP7192552B2

JP7192552B2 - 測距装置

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Publication number: JP7192552B2
Application number: JP2019023590A
Authority: JP
Inventors: 真裕山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2039-02-13
Also published as: US20210373133A1; WO2020166604A1; JP2020134167A

Description

本開示は測距装置に関する。

従来、物体までの距離を測定することができる測距装置が知られている。測距装置は放射光を放射する。放射光は物体で反射し、反射光が生じる。測距装置は反射光を受信する。測距装置は、放射光を放射した時刻と、反射光を受信した時刻との時間差に基づき、物体までの距離を測定する。

測距装置の筐体は光学窓を備える。放射光及び反射光は光学窓を透過する。特許文献１に記載の測距装置は、光学窓を加熱するヒータ部を備える。ヒータ部を用いて光学窓を加熱することにより、光学窓から雪や氷を除去することができる。

特表２０１５－５０６４５９号公報

放射光がヒータ部で反射し、筐体の内部で迷光が生じることがある。測距装置が迷光を受信すると、測距性能が低下してしまう。本開示の１つの局面は、迷光に起因する測距性能の低下を抑制できる測距装置を提供することにある。

本開示の１つの局面は、物体との距離を測定するように構成された測距装置（１）であって、放射光（２１）を放射するように構成された放射部（５）と、前記放射光が前記物体で反射して生じた反射光（２３）を受信するように構成された受信部（７）と、前記放射部及び前記受信部を収容する筐体（２５）と、前記筐体に設けられ、前記放射光が透過するように構成された放射窓（４５）と、前記筐体に設けられ、前記受信部に向かう前記反射光が透過するように構成された受信窓（４７）と、前記放射窓を加熱するように構成された放射窓用ヒータ線（９）と、前記放射窓用ヒータ線を覆い、前記放射窓用ヒータ線よりも前記放射光及び前記反射光を反射し難い放射窓用被覆層（５５）と、を備える測距装置である。

本開示の１つの局面である測距装置は、迷光に起因する測距性能の低下を抑制できる。

測距装置１の構成を表すブロック図である。制御部３の機能的構成を表すブロック図である。筐体２５の構成を表す斜視図である。内側から見た第１部３９の構成を表す斜視図である。図４におけるＶ－Ｖ断面での断面図である。図４におけるＶＩ－ＶＩ断面での断面図である。図４におけるＶＩI－ＶＩI断面での断面図である。

本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
１．測距装置１の構成
測距装置１の構成を、図１～図７に基づき説明する。測距装置１は、測距装置１と物体との距離を測定する機能を有する。測距装置１は、例えば、ライダ装置である。測距装置１は、例えば、車両に搭載される。測距装置１が車両に搭載された場合、測距装置１は、車両の周囲に存在する物体と車両との距離を測定することができる。

図１に示すように、測距装置１は、制御部３、放射部５、受信部７、放射窓用ヒータ線９、及び受信窓用ヒータ線１１を備える。
制御部３は、ＣＰＵ１３と、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ１５とする）と、を有するマイクロコンピュータを備える。

制御部３の各機能は、ＣＰＵ１３が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ１５が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部３は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。

制御部３は、図２に示すように、測距ユニット１７と、ヒータ制御ユニット１９と、を備える。図１に示すように、制御部３は外部の電源１２から電力の供給を受ける。制御部３は、第１電源線２０を介して、放射窓用ヒータ線９に電力を供給する。制御部３は、第２電源線２２を介して、受信窓用ヒータ線１１に電力を供給する。

放射部５は放射光２１を放射する。放射光２１はレーザ光である。放射光２１は赤外光である。受信部７は反射光２３を受信し、反射光２３を電気信号に変換する。反射光２３は、放射光２１が物体で反射して生じた光である。

放射窓用ヒータ線９は後述する放射窓４５を加熱する。受信窓用ヒータ線１１は後述する受信窓４７を加熱する。放射窓用ヒータ線９が放射窓４５を加熱することにより、放射窓４５から雪や氷を除去することができる。受信窓用ヒータ線１１が受信窓４７を加熱することにより、受信窓４７から雪や氷を除去することができる。

測距装置１は、図３に示す筐体２５を備える。放射部５、受信部７、放射窓用ヒータ線９、及び受信窓用ヒータ線１１は筐体２５に収容されている。制御部３は、例えば、筐体２５の外に位置する。筐体２５は、直方体の形状を有する。筐体２５は、前面２７、背面２９、底面３１、天面３３、第１側面３５、及び第２側面３７を備える。放射部５は、筐体２５の内部の空間のうち、天面３３の側に収容されている。受信部７は、筐体２５の内部の空間のうち、底面３１の側に収容されている。

前面２７は、放射光２１及び反射光２３を透過させる樹脂から成る。前面２７は光学窓として機能する。前面２７は、水平断面で見たとき、外側に凸となるように湾曲している。水平断面とは、底面３１及び天面３３に平行な断面である。背面２９、底面３１、天面３３、第１側面３５、及び第２側面３７は、放射光２１及び反射光２３を透過させ難い樹脂から成る。

筐体２５は、第１部３９と、第２部４１とを備える。第１部３９は、前面２７の全てと、底面３１の一部と、天面３３の一部と、第１側面３５の一部と、第２側面３７の一部とを含む。
第１部３９のうち、底面３１の一部と、天面３３の一部と、第１側面３５の一部と、第２側面３７の一部とを構成する部分を枠体４２とする。

第２部４１は、背面２９の全てと、底面３１の一部と、天面３３の一部と、第１側面３５の一部と、第２側面３７の一部とを含む。第１部３９と第２部４１との接合面４３は、底面３１、第１側面３５、天面３３、及び第２側面３７を通っている。

図３、図４に示すように、前面２７は、放射窓４５と、受信窓４７とを備える。放射窓４５は、前面２７のうち、天面３３の側の部分である。受信窓４７は、前面２７のうち、底面３１の側の部分である。

図４に示すように、前面２７の内面に遮蔽板４９が取り付けられている。内面とは、筐体２５の内側の面を意味する。遮蔽板４９は、放射窓４５と受信窓４７との境界に沿って取り付けられている。遮蔽板４９は、前面２７から、背面２９の方向に延びている。遮蔽板４９は、放射光２１及び反射光２３を透過させ難い樹脂から成る。遮蔽板４９は、放射窓４５で反射した放射光２１が受信部７の方向に進むことを抑制する。

図４、図５に示すように、放射窓４５の内面の一部に、第１透明フィルム５１が貼り付けられている。第１透明フィルム５１は、放射光２１及び反射光２３を透過させる樹脂から成る。第１透明フィルム５１の内面に、第１ヒータユニット５３が取り付けられている。第１ヒータユニット５３は、線状の部材である。第１ヒータユニット５３は、放射窓４５の内面に沿って、例えば、矩形を描くように延びている。図５に示すように、第１ヒータユニット５３は、放射窓用ヒータ線９と、放射窓用被覆層５５と、を備える。放射窓用ヒータ線９は放射窓４５を加熱する。放射窓用被覆層５５は放射窓用ヒータ線９を覆っている。放射窓用被覆層５５は、放射窓用ヒータ線９よりも放射光２１及び反射光２３を反射し難い。

放射光２１及び反射光２３に対する放射窓用被覆層５５の反射率（以下では放射窓用被覆層の反射率とする）は、放射光２１及び反射光２３に対する放射窓用ヒータ線９の反射率（以下では放射窓用ヒータ線の反射率とする）よりも低いことが好ましい。放射窓用被覆層の反射率は１．５％以下であることが好ましく、１％以下であることが一層好ましく、０．５％以下であることが特に好ましい。

放射窓用被覆層５５の色は、（ａ）黒、又は、（ｂ）ＲＧＢ色空間においてＲの強度がＧの強度及びＢの強度より強い色であることが好ましい。
放射窓用被覆層５５は、例えば、放射窓用ヒータ線９の外周面に塗料を塗布することで形成される塗膜である。放射窓用被覆層５５は、例えば、蒸着、スパッタリング等の方法で、放射窓用ヒータ線９の外周面に形成された層である。放射窓用被覆層５５は、例えば、放射窓用ヒータ線９の外周面に貼り付けられたフィルムである。

図４、図６に示すように、受信窓４７の内面の一部に、第２透明フィルム５７が貼り付けられている。第２透明フィルム５７は、放射光２１及び反射光２３を透過させる樹脂から成る。第２透明フィルム５７の内面に、第２ヒータユニット５９が取り付けられている。第２ヒータユニット５９は、線状の部材である。第２ヒータユニット５９は、受信窓４７の内面に沿って、例えば、矩形を描くように延びている。図６に示すように、第２ヒータユニット５９は、受信窓用ヒータ線１１と、受信窓用被覆層６１と、を備える。受信窓用ヒータ線１１は受信窓４７を加熱する。受信窓用被覆層６１は受信窓用ヒータ線１１を覆っている。受信窓用被覆層６１は、受信窓用ヒータ線１１よりも放射光２１及び反射光２３を反射し難い。

放射光２１及び反射光２３に対する受信窓用被覆層６１の反射率（以下では受信窓用被覆層の反射率とする）は、放射光２１及び反射光２３に対する受信窓用ヒータ線１１の反射率（以下では受信窓用ヒータ線の反射率とする）よりも低いことが好ましい。受信窓用被覆層の反射率は１．５％以下であることが好ましく、１％以下であることが一層好ましく、０．５％以下であることが特に好ましい。

受信窓用被覆層６１の色は、（ａ）黒、又は、（ｂ）ＲＧＢ色空間においてＲの強度がＧの強度及びＢの強度より強い色であることが好ましい。
受信窓用被覆層６１は、例えば、受信窓用ヒータ線１１の外周面に塗料を塗布することで形成される塗膜である。受信窓用被覆層６１は、例えば、蒸着、スパッタリング等の方法で、受信窓用ヒータ線１１の外周面に形成された層である。受信窓用被覆層６１は、例えば、受信窓用ヒータ線１１の外周面に貼り付けられたフィルムである。

図４に示すように、測距装置１は、電源線６３を備える。電源線６３は、例えば、フレキシブル基板である。電源線６３は、前面２７と枠体４２との境界付近で、放射窓用ヒータ線９及び受信窓用ヒータ線１１と接続している。

電源線６３は、放射窓用ヒータ線９及び受信窓用ヒータ線１１から、筐体２５の内部を通り、背面２９の方向に延びている。さらに、電源線６３は、背面２９に設けられた取り出し孔から筐体２５の外に引き出され、制御部３に接続している。

図７に示すように、電源線６３は、本体部６５と、第１電源線２０と、第２電源線２２と、電源線用被覆層６７と、を備える。本体部６５は、樹脂から成る長尺の帯状部材である。第１電源線２０及び第２電源線２２は、本体部６５に埋め込まれ、本体部６５の長手方向に沿って延びている。第１電源線２０は、制御部３と放射窓用ヒータ線９とを接続している。第２電源線２２は、制御部３と受信窓用ヒータ線１１とを接続している。

電源線用被覆層６７は、本体部６５、第１電源線２０、及び第２電源線２２を覆っている。電源線用被覆層６７は、第１電源線２０及び第２電源線２２よりも放射光２１及び反射光２３を反射し難い。

放射光２１及び反射光２３に対する電源線用被覆層６７の反射率（以下では電源線用被覆層の反射率とする）は、放射光２１及び反射光２３に対する第１電源線２０及び第２電源線２２の反射率（以下では電源線の反射率とする）よりも低いことが好ましい。電源線用被覆層の反射率は１．５％以下であることが好ましく、１％以下であることが一層好ましく、０．５％以下であることが特に好ましい。

電源線用被覆層６７の色は、（ａ）黒、又は、（ｂ）ＲＧＢ色空間においてＲの強度がＧの強度及びＢの強度より強い色であることが好ましい。
電源線用被覆層６７は、例えば、本体部６５の外周面に塗料を塗布することで形成される塗膜である。電源線用被覆層６７は、例えば、蒸着、スパッタリング等の方法で、本体部６５の外周面に形成された層である。電源線用被覆層６７は、例えば、本体部６５の外周面に貼り付けられたフィルムである。

２．測距装置１が実行する処理
測距ユニット１７は、放射部５を用いて、放射光２１を放射する。放射光２１は、放射窓４５を透過し、測距装置１の外に進む。放射光２１の一部が物体で反射して反射光２３が生じる。反射光２３の一部は、受信窓４７を透過し、筐体２５の中に進む。受信部７は、反射光２３を受信し、反射光２３を電気信号に変換する。受信部７は、電気信号を測距ユニット１７に出力する。測距ユニット１７は、電気信号に基づき、物体までの距離を測定する。ヒータ制御ユニット１９は、放射窓用ヒータ線９、及び受信窓用ヒータ線１１の通電量を制御する。

３．測距装置１が奏する効果
（１Ａ）測距装置１は、放射窓用被覆層５５を備える。放射窓用被覆層５５は放射窓用ヒータ線９を覆う。放射窓用被覆層５５は、放射窓用ヒータ線９よりも放射光２１及び反射光２３を反射し難い。よって、測距装置１は、放射光２１や反射光２３が放射窓用ヒータ線９で反射することを抑制できる。そのため、測距装置１は、筐体２５の内部で迷光が生じることを抑制できる。その結果、測距装置１は、迷光に起因する測距性能の低下を抑制できる。

（１Ｂ）放射窓用被覆層の反射率を１．５％以下とすることができる。この場合、測距装置１は、放射光２１や反射光２３が放射窓用ヒータ線９で反射することを一層抑制できる。
（１Ｃ）放射窓用被覆層５５の色を、（ａ）黒、又は、（ｂ）ＲＧＢ色空間においてＲの強度がＧの強度及びＢの強度より強い色とすることができる。この場合、測距装置１は、放射光２１や反射光２３が放射窓用ヒータ線９で反射することを一層抑制できる。

（１Ｄ）測距装置１は、受信窓用被覆層６１を備える。受信窓用被覆層６１は受信窓用ヒータ線１１を覆う。受信窓用被覆層６１は、受信窓用ヒータ線１１よりも放射光２１及び反射光２３を反射し難い。よって、測距装置１は、放射光２１や反射光２３が受信窓用ヒータ線１１で反射することを抑制できる。そのため、測距装置１は、筐体２５の内部で迷光が生じることを一層抑制できる。その結果、測距装置１は、迷光に起因する測距性能の低下を一層抑制できる。

（１Ｅ）測距装置１は、電源線用被覆層６７を備える。電源線用被覆層６７は第１電源線２０及び第２電源線２２を覆う。電源線用被覆層６７は、第１電源線２０及び第２電源線２２よりも放射光２１及び反射光２３を反射し難い。よって、測距装置１は、放射光２１や反射光２３が第１電源線２０及び第２電源線２２で反射することを抑制できる。そのため、測距装置１は、筐体２５の内部で迷光が生じることを一層抑制できる。その結果、測距装置１は、迷光に起因する測距性能の低下を一層抑制できる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）測距装置１は、ライダ装置以外の測距装置であってもよい。放射光は、赤外光以外の波長の光であってもよい。
（２）測距装置１は、受信窓用被覆層６１及び電源線用被覆層６７の一方又は両方を備えていなくてもよい。

（３）放射窓用被覆層５５は、例えば、放射窓用ヒータ線９の外周面のうち、全面ではなく一部を覆っていてもよい。一部として、例えば、背面２９に対向する部分が挙げられる。
受信窓用被覆層６１は、例えば、受信窓用ヒータ線１１の外周面のうち、全面ではなく一部を覆っていてもよい。一部として、例えば、背面２９に対向する部分が挙げられる。

電源線用被覆層６７は、例えば、本体部６５の外周面のうち、全面ではなく一部を覆っていてもよい。一部として、例えば、反対側の枠体４２に対向する部分が挙げられる。
（４）遮蔽板４９は、第２部４１に対し固定されていてもよい。

（５）本開示に記載の制御部３及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部３及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部３及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。制御部３に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

（６）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

（７）上述した測距装置１の他、当該測距装置１を構成要素とするシステム、制御部３としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、測距方法、測距装置の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…測距装置、５…放射部、７…受信部、９…放射窓用ヒータ線、１１…受信窓用ヒータ線、２０…第１電源線、２１…放射光、２２…第２電源線、２３…反射光、２５…筐体、２７…前面、４５…放射窓、４７…受信窓、５３…第１ヒータユニット、５５…放射窓用被覆層、５７…第２透明フィルム、５９…第２ヒータユニット、６１…受信窓用被覆層、６３…電源線、６５…本体部、６７…電源線用被覆層

Claims

物体との距離を測定するように構成された測距装置（１）であって、
放射光（２１）を放射するように構成された放射部（５）と、
前記放射光が前記物体で反射して生じた反射光（２３）を受信するように構成された受信部（７）と、
前記放射部及び前記受信部を収容する筐体（２５）と、
前記筐体に設けられ、前記放射光が透過するように構成された放射窓（４５）と、
前記筐体に設けられ、前記受信部に向かう前記反射光が透過するように構成された受信窓（４７）と、
前記放射窓を加熱するように構成された放射窓用ヒータ線（９）と、
前記放射窓用ヒータ線を覆い、前記放射窓用ヒータ線よりも前記放射光及び前記反射光を反射し難い放射窓用被覆層（５５）と、
前記筐体の内面のうち、前記放射窓と前記受信窓との境界の部分に取り付けられた遮蔽板（４９）と、
を備える測距装置。
請求項１に記載の測距装置であって、
前記放射光及び前記反射光に対する前記放射窓用被覆層の反射率は１．５％以下である測距装置。
請求項１又は２に記載の測距装置であって、
前記放射窓用被覆層の色は、（ａ）黒、又は、（ｂ）ＲＧＢ色空間においてＲの強度がＧの強度及びＢの強度より強い色である測距装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の測距装置であって、
前記受信窓を加熱するように構成された受信窓用ヒータ線（１１）と、
前記受信窓用ヒータ線を覆い、前記受信窓用ヒータ線よりも前記放射光及び前記反射光を反射し難い受信窓用被覆層（６１）と、
をさらに備える測距装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の測距装置であって、
前記放射窓用ヒータ線に接続し、前記筐体の内部を通る電源線（２０）と、
前記電源線を覆い、前記電源線よりも前記放射光及び前記反射光を反射し難い電源線用被覆層（６７）と、
をさらに備える測距装置。