JPWO2020017491A1 - センサシステム - Google Patents

Abstract

ＬｉＤＡＲセンサユニット（１１）は、検出光（Ｌ１）を用いて車両の外部の情報を検出する。調光ミラー（１２）は、ＬｉＤＡＲセンサユニット（１１）の検出面（１１ａ）を覆うように配置されている。

Description

本開示は、車両に搭載されるセンサシステムに関する。

車両の運転支援のために、当該車両の外部の情報を検出するためのセンサを車体に搭載する必要がある。そのようなセンサの例としては、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサやミリ波センサが挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。

日本国特許出願公開２０１０−１８５７６９号公報

車両の外部の情報を効率的に取得可能なセンサユニットの配置場所として、車体の四隅（左前隅、右前隅、左後隅、および右後隅）が検討されている。これらは、車両の外部に照明光を供給するランプ装置が搭載されている場所でもある。

しかしながら、上記のようなセンサユニットは、比較的大きな寸法を有しており、かつランプ装置とは大きく異なる外観を呈していることが一般的である。したがって、ランプ装置内あるいはランプ装置の近傍に当該センサユニットを配置しようとした場合、レイアウトに係る制約が大きくなる。例えば、外観上の違和感を抑制するためにエクステンションなどの加飾部材を設けると、センサユニットの検出可能領域が当該加飾部材と干渉してしまう場合がある。すなわち、所望の検出可能領域を確保しつつ外観上の違和感を抑制しうるセンサユニットのレイアウト決定に困難が伴う。

したがって、車両に搭載されるセンサユニットのレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できるようにすることが求められている。

上記の要求に応えるための一態様は、車両に搭載されるセンサシステムであって、
光を用いて前記車両の外部の情報を検出するセンサユニットと、
前記センサユニットの検出面を覆うように配置された第一調光ミラーと、
を備えている。

調光ミラーが透明状態にされると、センサユニットが情報の検出に用いる検出光の通過が許容される。他方、調光ミラーが反射状態にされると、検出光だけでなく外光も調光ミラーを通過できない。外光は少なくとも可視光を含む。これにより、少なくともセンサユニットの検出面が外方から視認できなくなる。

したがって、車両の外部の情報を効率的に検出可能な位置にセンサユニットを配置しても、情報の検出が不要な場合には調光ミラーを反射状態にすることによって、少なくとも検出面を外方から不可視にできる。換言すると、調光ミラーを従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるセンサユニットのレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。

上記のセンサシステムは、以下のように構成されうる。
前記第一調光ミラーの透明度を制御するプロセッサを備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの作動時において、前記第一調光ミラーを透明状態にする。

このような構成によれば、センサユニットによる情報の検出を確実に遂行可能にするとともに、センサユニットを外方から視認できない状態が解除される期間を必要最低限にできる。

上記のセンサシステムは、以下のように構成されうる。
前記車両の外部に可視光を照射するランプユニットと、
前記第一調光ミラーの少なくとも一部と前記ランプユニットを覆うように配置された第二調光ミラーと、
前記第一調光ミラーの透明度と前記第二調光ミラーの透明度を制御するプロセッサと、
を備えており、
前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの非作動時において、前記第一調光ミラーを反射状態とし、前記第二調光ミラーを半透明状態とする。

ランプユニットは、車両の四隅部に配置されることが一般的である。四隅部は、車両の外部の情報を検出するに際しての障害物が少ない箇所でもある。車両の外部の情報を効率的に検出可能であるそのような位置にセンサユニットを配置しても、情報の検出が不要な場合には第一調光ミラーを反射状態にすることによって、少なくとも検出面を外方から不可視にできる。換言すると、第一調光ミラーを従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出に係る光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるセンサユニットのレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。

加えて、特にランプユニットの点灯時において、センサユニットを不可視にしている第一調光ミラーが、第二調光ミラーの内方に視認される。すなわち、奥行き感のある見栄えを提供できる。

上記のセンサシステムは、以下のように構成されうる。
前記センサユニットは、ＬｉＤＡＲセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも一つを含んでいる。

本明細書において用いられる「センサユニット」という語は、所望の情報検出機能を備えつつ、それ自身が単体で流通可能な部品の構成単位を意味する。

本明細書において用いられる「センサユニットの検出面」という語は、センサユニットの一部であって、当該センサユニットによる情報の検出に係る光が通過する面を意味する。

本明細書において用いられる「光」という語は、任意の波長を有する電磁波を意味する。例えば、本明細書における「光」という語は、可視光のみならず、紫外光や赤外光、ミリ波やマイクロ波を含む意味で用いられる。

本明細書において用いられる「センサユニットの作動時」という語は、当該センサユニットが車両の外部の情報の検出を実行している期間を意味する。

本明細書において用いられる「センサユニットの非作動時」という語は、当該センサユニットが車両の外部の情報の検出を実行していない期間を意味する。

本明細書において用いられる「ランプユニット」という語は、所望の照明機能を備えつつ、それ自身が単体で流通可能な部品の構成単位を意味する。

第一実施形態に係るセンサシステムの構成を例示している。 第二実施形態に係るセンサシステムの一状態を例示している。 図２のセンサシステムの車両における位置を例示している。 図２のセンサシステムの別状態を例示している。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１は、第一実施形態に係るセンサシステム１０の構成を模式的に例示している。センサシステム１０は、ＬｉＤＡＲセンサユニット１１と調光ミラー１２を備えている。

ＬｉＤＡＲセンサユニット１１は、発光素子と受光素子を備えている。発光素子は、車両の外部へ向けて検出光Ｌ１を出射する。受光素子は、検出光Ｌ１が車両の外部に存在する物体に反射して生じる戻り光Ｌ２を検出する。ＬｉＤＡＲセンサユニット１１は、検出光Ｌ１を掃引して出射方向（すなわち検出方向）を変更する走査機構を必要に応じて備えうる。非可視光としては、例えば波長９０５ｎｍの赤外光が使用されうる。

ＬｉＤＡＲセンサユニット１１を用いることにより、例えば、ある方向へ検出光Ｌ１を出射したタイミングから戻り光Ｌ２を検出するまでの時間に基づいて、戻り光Ｌ２に関連付けられた物体までの距離を取得できる。また、そのような距離データを検出位置と関連付けて蓄積することにより、戻り光Ｌ２に関連付けられた物体の形状に係る情報を取得できる。これに加えてあるいは代えて、検出光Ｌ１と戻り光Ｌ２の波形の相違に基づいて、戻り光Ｌ２に関連付けられた物体の材質などの属性に係る情報を取得できる。

調光ミラー１２は、入射した光の少なくとも大半を通過させる透明状態と入射した光の少なくとも大半を反射する反射状態との間で透過率を変更可能な光学素子である。調光ミラー１２は、ガスクロミック方式で動作してもよいし、エレクトロクロミック方式で動作してもよい。調光ミラー１２は、第一調光ミラーの一例である。

調光ミラー１２は、ＬｉＤＡＲセンサユニット１１の検出面１１ａを覆うように配置されている。検出面１１ａは、検出光Ｌ１と戻り光Ｌ２が通過する面である。したがって、調光ミラー１２が透明状態にされると、破線で示されるように、検出光Ｌ１と戻り光Ｌ２の通過が許容される。

他方、調光ミラー１２が反射状態にされると、検出光Ｌ１だけでなく外光Ｅも調光ミラー１２を通過できない。外光Ｅは少なくとも可視光を含む。これにより、少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット１１の検出面１１ａが外方から視認できなくなる。

したがって、車両の外部の情報を効率的に検出可能な位置にＬｉＤＡＲセンサユニット１１を配置しても、情報の検出が不要な場合には調光ミラー１２を反射状態にすることによって、少なくとも検出面１１ａを外方から不可視にできる。換言すると、調光ミラー１２を従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出に係る光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるＬｉＤＡＲセンサユニット１１のレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。

センサシステム１は、プロセッサ１３を備えうる。プロセッサ１３は、ＬｉＤＡＲセンサユニット１１の動作と調光ミラー１２の透明度を連携的に制御するように構成されている。具体的には、少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット１１の作動時において調光ミラー１２を透明状態にするように構成されている。

このようなプロセッサ１３の機能は、メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよいし、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどの専用蓄積回路によって実現されてもよい。

プロセッサ１３は、車両における任意の位置に配置されうる。プロセッサ１３は、車両における中央制御処理を担うメインＥＣＵの一部として提供されてもよいし、メインＥＣＵとＬｉＤＡＲセンサユニット１１の間に介在するサブＥＣＵの一部として提供されてもよい。

このような構成によれば、ＬｉＤＡＲセンサユニット１１による情報の検出を確実に遂行可能にするとともに、ＬｉＤＡＲセンサユニット１１を外方から視認できない状態が解除される期間を必要最低限にできる。

図２は、第二実施形態に係るセンサシステム２０の構成を模式的に例示している。センサシステム２０は、ＬｉＤＡＲセンサユニット２１、ランプユニット２２、第一調光ミラー２３、第二調光ミラー２４、およびプロセッサ２５を備えている。

少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット１１、ランプユニット２２、第一調光ミラー２３、および第二調光ミラー２４は、図３に例示される車両１００の左前隅部ＬＦに搭載されうる。図３において、矢印Ｆは、車両１００の前方向を示している。矢印Ｂは、車両１００の後方向を示している。矢印Ｌは、車両１００の左方向を示している。矢印Ｒは、車両１００の右方向を示している。ここで用いられる「左」および「右」は、運転席から見た左右の方向を示している。

ＬｉＤＡＲセンサユニット２１は、第一実施形態に係るＬｉＤＡＲセンサユニット１１と実質的に同一の構成と機能を有している。よって、繰り返しとなる説明は省略する。

ランプユニット２２は、車両１００の外方へ可視光を照射する装置である。ランプユニット２２としては、前照灯ユニット、車幅灯ユニット、方向指示灯ユニット、霧灯ユニットなどが例示されうる。

第一調光ミラー２３は、入射した光の少なくとも大半を通過させる透明状態と入射した光の少なくとも大半を反射する反射状態との間で透過率を変更可能な光学素子である。第一調光ミラー２３は、ガスクロミック方式で動作してもよいし、エレクトロクロミック方式で動作してもよい。図２に例示されるように、第一調光ミラー２３は、ＬｉＤＡＲセンサユニット２１の検出面２１ａを覆うように配置されている。検出面２１ａは、検出光Ｌ１と戻り光Ｌ２が通過する面である。

第二調光ミラー２４は、入射した光の少なくとも大半を通過させる透明状態と入射した光の少なくとも大半を反射する反射状態との間で透過率を変更可能な光学素子である。第二調光ミラー２４は、ガスクロミック方式で動作してもよいし、エレクトロクロミック方式で動作してもよい。第二調光ミラー２４は、ランプユニット２２と第一調光ミラー２３の少なくとも一部を覆うように配置されている。

プロセッサ２５は、ＬｉＤＡＲセンサユニット２１の動作、第一調光ミラー２３の透明度、および第二調光ミラー２４の透明度を連携的に制御するように構成されている。

具体的には、プロセッサ２５は、少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット１１の作動時において、第一調光ミラー２３と第二調光ミラー２４を透明状態にするように構成されている。これにより、検出光Ｌ１と戻り光Ｌ２が第一調光ミラー２３と第二調光ミラー２４を通過可能になる。ランプユニット２２から出射された照明光Ｌ３もまた、第一調光ミラー２３と第二調光ミラー２４を通過可能になる。

他方、図４に例示されるように、プロセッサ２５は、少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット１１の非作動時において、第一調光ミラー２３を反射状態とし、第二調光ミラー２４を半透明状態にするように構成されている。「半透明状態」とは、反射状態よりも透明度が高く、透明状態よりも透明度が低い状態を意味する。

第一調光ミラー２３が反射状態にされると、少なくとも可視光を含む外光Ｅが第一調光ミラー２３を通過できない。これにより、少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット２１の検出面２１ａが外方から視認できなくなる。

ランプユニット２２は、車両１００の左前隅部ＬＦに配置されている。当該箇所は、車両１００の外部の情報を検出するに際しての障害物が少ない箇所でもある。車両１００の外部の情報を効率的に検出可能であるそのような位置にＬｉＤＡＲセンサユニット２１を配置しても、情報の検出が不要な場合には第一調光ミラー２３を反射状態にすることによって、少なくとも検出面２１ａを外方から不可視にできる。換言すると、第一調光ミラー２３を従来の加飾部材のように機能させて外観上の違和感を抑制しつつ、情報の検出が必要な場合には検出に係る光を通過させることが可能である。よって、車両に搭載されるＬｉＤＡＲセンサユニット２１のレイアウトに係る制約を緩和しつつ、当該車両の外部の情報を効率的に検出できる。

他方、ランプユニット２２から出射された照明光Ｌ３の一部は、半透明状態にある第二調光ミラー２４を通過する。照明光Ｌ３の別の一部は、第二調光ミラー２４によって第一調光ミラー２３に向けて反射され、さらに反射状態にある第一調光ミラー２３による反射に供される。このようにして生じた反射光Ｌ４は、第二調光ミラー２４を通過して車両１００の外方へ向かう。

このような構成によれば、特にランプユニット２２の点灯時において、ＬｉＤＡＲセンサユニット２１を不可視にしている第一調光ミラー２３が、第二調光ミラー２４の内方に視認される。すなわち、奥行き感のある見栄えを提供できる。

上記の各実施形態は、本開示の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の各実施形態に係る構成は、本開示の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

上記の各実施形態において、ＬｉＤＡＲセンサユニットに加えてあるいは代えて、カメラユニットが使用されうる。カメラユニットは、車両の外部の画像情報を取得するための装置である。すなわち、カメラユニットは、車両１００の外部の情報を検出するセンサユニットの一例である。カメラユニットとしては、可視光カメラユニット、赤外線カメラユニット、ＴＯＦ（Time of Flight）カメラユニットが使用されうる。

上記の各実施形態において、ＬｉＤＡＲセンサユニットに加えてあるいは代えて、ミリ波レーダユニットが使用されうる。ミリ波レーダユニットは、ミリ波を発信する構成、および当該ミリ波が車両１００の外部に存在する物体に反射して生じる反射波を受信する構成を備えている。ミリ波の周波数の例としては、２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、７６ＧＨｚ、７９ＧＨｚなどが挙げられる。

ミリ波レーダユニットを用いることにより、例えば、ある方向へミリ波を発信したタイミングから反射波を受信するまでの時間に基づいて、当該反射波に関連付けられた物体までの距離を取得できる。また、そのような距離データを検出位置と関連付けて蓄積することにより、反射波に関連付けられた物体の動きに係る情報を取得できる。すなわち、ミリ波レーダユニットは、車両１００の外部の情報を検出するセンサユニットの一例である。

ＬｉＤＡＲセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも二つは、単一のセンサユニットを構成してもよい。

第二実施形態に係るセンサシステム２０における少なくともＬｉＤＡＲセンサユニット２１、ランプユニット２２、第一調光ミラー２３、および第二調光ミラー２４は、図３に示される車両１００の右前隅部ＲＦ、左後隅部ＬＢ、および右後隅部ＲＢの少なくとも一つにも配置されうる。左後隅部ＬＢと右後隅部ＲＢに配置されるランプユニット２２の例としては、ストップランプユニット、ブレーキランプユニット、方向指示灯ユニット、車幅灯ユニットなどが挙げられる。

本出願の記載の一部を構成するものとして、２０１８年７月１８日に提出された日本国特許出願２０１８−１３４８９７号の内容が援用される。

Claims (4)

1. 車両に搭載されるセンサシステムであって、
   光を用いて前記車両の外部の情報を検出するセンサユニットと、
   前記センサユニットの検出面を覆うように配置された第一調光ミラーと、
   を備えている、
   センサシステム。
2. 前記第一調光ミラーの透明度を制御するプロセッサを備えており、
   前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの作動時において、前記第一調光ミラーを透明状態にする、
   請求項１に記載のセンサシステム。
3. 前記車両の外部に可視光を照射するランプユニットと、
   前記第一調光ミラーの少なくとも一部と前記ランプユニットを覆うように配置された第二調光ミラーと、
   前記第一調光ミラーの透明度と前記第二調光ミラーの透明度を制御するプロセッサと、
   を備えており、
   前記プロセッサは、少なくとも前記センサユニットの非作動時において、前記第一調光ミラーを反射状態とし、前記第二調光ミラーを半透明状態とする、
   請求項１に記載のセンサシステム。
4. 前記センサユニットは、ＬｉＤＡＲセンサユニット、カメラユニット、およびミリ波レーダユニットの少なくとも一つを含んでいる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサシステム。

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