KR19980032243A - 차량용 광 레이더 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차량용 레이더 장치는 조립성의 향상을 도모하고, 차체 탑재시의 디자인상의 제한을 해소할 수 있으며, 충분한 거리 측정 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 차량용 광 레이더 장치로서는 발광 소자(15)가 펄스 모터(19)의 중공축(31)중 일단측에 배치되어 있다. 그리고, 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)를 일체로 성형한 미러 조립체(30)가 중공축(31)의 타단에 고착되어 있다. 더욱이, 수광 소자(24)가 수광 미러(30b)의 집광 위치에 배치되어 있다. 발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임은 광전달 렌즈(16)및 중공축(31)의 중공부(31a)를 통하여 광전달 미러(30a)에 도달하여 케이스(12) 외부로 광전달된다. 대상물에서 반사된 광전달 비임은 수광 미러(30b)에서 반사 집광으로 되고 수광 소자(24)에 수광된다.

Description

차량용 광 레이더 장치
본 발명은 발광원으로 부터 비임 광을 조사하여 대상물로 부터의 반사광을 수광하여 이 대상물까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 관한 것이며, 특히 발광원으로 부터의 비임 광을 조사시켜서 넓은 범위로 대상물을 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 관한 것이다.
도 5는 예를 들면 일본 특개평 3-175390호 공보에 기재된 종래의 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도이다.
도 5에 있어서, 레이저 다이오드(1), 포토 다이오드(2), 광 아이솔레이터(3), 오목면 거울(4) 및 펄스 모터(5)가 케이스(7)내의 격벽 판(8, 9, 10)에 의해 구획된 각 스페이스에 각각 수용되어 있다.
그리고, 오목면 거울(4)은 레이저 다이오드(1)가 배치된 위치를 초점 위치로 하도록 배치되고, 펄스 모터(5)의 회전축에 장착되며, 레이저 다이오드(1)의 광축을 중심축으로 하여 회전하도록 되어 있다. 또한, 광 아이솔레이터(3)는 레이저 다이오드(1)와 오목면 거울(4)사이에서 레이저 다이오드(1)의 광축에 대해서 소정 각도로 경사지게 배치되고, 레이저 다이오드(1)로 부터의 비임 광을 투과시켜서 오목면 거울(4)에 도달하며, 또한 오목면 거울(4)로 부터의 반사광을 반사하여 포토 다이오드(2)에 도달하도록 되어 있다. 더욱이, 방진용 글래스 판(6)이 오목면 거울(4)의 회전 원주 방향으로 이 오목면 거울(4)을 에워싸도록 케이스(7)에 설치되어 있다.
또한, 각 격벽 판(8, 9, 10)에는 대상물의 검출 동작이 수행될 수 있도록 비임 광을 통과시키는 관통 구멍이 설치되어 있다.
다음에, 상기 종래의 차량용 광 레이더 장치의 동작에 대해서 설명한다.
레이저 다이오드(1)로 부터 출사된 광전달 비임은 광 아이솔레이터(3)를 투과하여 오목면 거울(4)에 도달한다. 그리고, 오목면 거울(4)에 도달한 광전달 비임은 펄스 모터(5)에 의해 회전되고 있는 오목면 거울(4)에 반사되고, 거의 평행한 비임 광으로 되며, 방진용 글래스 판(6)을 투과하여 케이스(7)외부로 조사된다. 이 케이스(7)외부에 조사된 광전달 비임은 오목면 거울(4)의 회전 원주 방향으로 주사되고, 대상물이 있으면 이 대상물에서 반사된다. 그리고, 대상물에서 반사된 광전달 비임의 반사광은 방진용 글래스 판(6)을 투과하여 오목면 거울(4)에 도달하고, 오목면 거울(4)에서 레이저 다이오드(1)의 방향으로 반사 집광된다. 이 오목면 거울(4)에서 반사 집광된 반사광은 광 아이솔레이터(3)에서 반사되어 포토 다이오드(2)에 도달된다.
그리고, 연산 처리 수단(도시 생략)에 의해 레이저 다이오드(1)의 발광 신호와 포토 다이오드(2)의 수광 신호에 의거하여 대상물까지의 거리가 연산된다. 더욱이, 대상물로 부터의 반사광을 포토 다이오드(2)가 수광한때의 펄스 모터(5)의 여자상과 기준 위치와의 관계로부터 대상물의 방향이 검지된다.
도 6은 종래의 차량용 광 레이더 장치의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6에 있어서, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지 등의 광투과재로 이루어진 케이스(12)가 내부를 외부로 부터 격리시키도록 케이스(12)내에 배치되어 있다. 액츄에이터로서의 펄스 모터(19)는 그 회전축(19a)을 양측으로 연장하도록 구성하고, 이 회전축(19a)의 양단이 케이스(12)의 구획된 상하 공간으로 연장하도록 홀더(20)로 부착되어 있다. 또한, 전자 회로가 끼워진 기판(13, 14)이 펄스 모터(19)를 끼워서 케이스(12)내에 설치되어 있다.
이 기판(13)에는 레이저 다이오드 등의 발광 소자(15)가 장착되어 있다. 더욱이, 발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임을 소정 확산 각도로 조정하는 광전달 렌즈(16)가 홀더(17)에 유지되어 장착되어 있다. 그리고, 광전달 미러(18)가 펄스 모터(19)의 회전축(19a)의 일단부측(기판(13)과 대향하는 측)에서 이 회전축(19a)의 축중심에 대해서 소정 각도를 가지고 경사지게 고착되어 있다. 이 때에, 발광 소자(15)의 광축과 회전축(19a)의 축중심과는 서로 일치하고 있다.
한편, 기판(14)에는 수광 광을 전기 신호로 변환하는 포트 다이오드 등의 수광 소자(24)가 장착되어 있다. 또한, 펄스 모터(19)의 회전축(19a)의 다른 단부측(기판(14)과 대향하는 측)에는 홀더(21)가 끼워장착 고정되어 있다. 이 홀더(21)에는 대상물로부터 반사광을 수광 소자(24)에 집광하는 수광 렌즈(22)가 부착되고, 이 수광 소자(22)로 부터 방사 광의 방향을 변환하여 수광 소자(24)에 도달하는 수광 미러(23)가 부착되어 있다.
또한, 도 6중에 참조 부호 25는 이와 같이 구성된 차량용 광 레이더 장치가 장착된 차량 표면을 도시하고 있다.
즉, 상기 종래의 차량용 광 레이더 장치에 대해서 설명한다.
차량용 레이더 장치가 동작하고 있을 때에는 펄스 모터(19)가 구동되고, 광 전달 미러(18)와 수광 렌즈(22)가 동기하여 회전되고 있다.
발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임은 광전달 렌즈(16)에 의해 소정 확산 각도로 조정된 광전달 미러(18)에 도달한다. 그리고, 광전달 미러(18)에 도달된 광전달 비임은 펄스 모터(19)에 의해 회전되고 있는 광전달 미러(18)에 반사되고, 광전달 미러(18)의 회전 원주 방향으로 조사되며, 대상물이 있으면 이 대상물에서 반사된다.
그리고, 대상물에서 반사된 광전달 비임의 반사광은 케이스(12)를 투과하여 수광 렌즈(22)에 도달하여 수광 렌즈(22)에서 집광된다. 그리고, 수광 렌즈(22)에 집광된 반사광은 수광 미러(23)에서 반사되어 수광 소자(24)에 도달한다.
그리고, 연산 처리 수단(도시 생략)에 의해 발광 소자(15)의 발광 신호와 수광 소자(24)의 수광 신호에 의거하여 대상물까지의 거리가 연산된다. 더욱이, 대상물까지의 반사광을 수광 소자(24)가 수광한때의 펄스 모터(19)의 여자상과 기준 위치와의 관계로 부터 대상물의 방향이 검지된다.
이때, 송수광 비임이 차량과 간섭하지 않도록 할 필요가 있고, 차량용 레이더 장치는 차량 표면(25)으로 부터 돌출하여 차량에 장착되어 있다.
도 5에 도시된 종래의 차량용 광 레이더 장치는 이상과 같이 레이저 다이오드(1)로 부터 출사된 광전달 비임 및 대상물로 부터의 광전달 비임의 반사광이 동일 광 아이솔레이터(3), 오목면 거울(4) 및 방진용 글래스 판(6)에서 투과 또는 반사되면서 외부에 조사되거나 또는 포트 다이오드(2)에 수광되고 있다. 이 광전달 비임이 외부에 조사되는 과정에 있어서 광전달 비임은 그 일부가 광 아이솔레이터(3), 오목면 거울(4) 및 방진용 글래스(6)에서 반사 또는 산란된다. 그리고, 광 아이솔레이터(3), 오목면 거울(4) 및 방진용 글래스 판(6)에서 반사 또는 산란된 이러한 광 비임도 대상물까지의 반사광과 함께 포토 다이오드(2)에 수광되고 만다. 이러한 광전달 비임은 대상물까지의 반사광에 대해서 큰 비율을 점하는 것에 의해 S/N비가 대폭 저하하고, 충분한 거리 측정성능이 얻어지지 않는 문제점이 있다.
한편, 도 6에 도시된 종래의 차량용 광 레이더 장치는 이상과 같이 펄스 모터(19)의 일단부측에 발광 소자(15), 광전달 렌즈(16) 및 광전달 미러(18)로 이루어지는 광전달 광학계를 배치하고, 다른 단부측에 수광 렌즈(22), 수광 미러(23) 및 수광 소자(24)로 이루어지는 수광 광학계를 배치하는 구조를 채용하고 있다. 그래서, 케이스(12)에 있어서, 광전달 비임의 광전달 영역과 반사광의 수광 영역이 펄스 모터(19)의 회전축(19a)의 축심 방향으로 펄스 모터(19)를 끼워서 위치하고 있고, 또한 장치를 차량에 탑재할 때에, 송수광의 비임 광이 차량과 간섭하지 않도록 할 필요가 있기 때문에 차량 표면(25)으로 부터 장치의 돌출량이 크게되며 디자인상의 문제가 있다고 하는 문제가 있다.
또한, 광전달 미러(18)와 수광 미러(23)가 펄스 모터(19)의 회전축(19a)의 각 단부에 각각 끼워져 있으므로 광전달 비임의 광전달 방향과 반사광의 수광 방향을 정밀도 좋게 일치시키도록 광전달 미러(18)와 수광 미러(23)를 끼워 넣기가 곤란하고, 더욱이 발광 소자(15) 및 광전달 렌즈(16)를 유지하는 홀더(17)로 구성되는 발광원의 구성 부재에 의한 광전달 비임의 광축과 광전달 미러(18)를 구동하는 회전축(19a)의 축중심을 일치시키는 것이 곤란하며, 부품의 가공 정밀도가 고정밀도로 됨과 동시에, 조립성이 저하하고 만다는 문제도 있었다.
또한, 광전달 비임의 광전달 방향과 반사광의 수광 방향이 크게된다면 반사광의 수광이 없어지게 되고, 또한 광전달 비임의 광축과 회전축(19a)의 축심이 일치하지 않는 경우에는 광전달 비임이 회전 원주 방향으로 주사될 때에, 회전축(19a)의 축방향으로 변위하여 주사되는 것에 의해 충분한 거리 측정 성능이 얻어지지 않는다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 조립성의 향상이 도모되고, 차량 탑재시의 디자인상의 제약이 해소되며, 또한 충분한 거리 측정 성능이 얻어지는 차량용 광 레이더 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상기 목적의 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 광전달 비임을 출사하는 발광원과, 대상물에 의해 반사되는 상기 광전달 비임의 반사광을 수광하는 수광소자와, 상기 광전달 비임을 반사하여 상기 대상물에 조사하는 광전달 밀러와, 상기 대상물로 부터의 상기 광전달 비임의 반사광을 반사하여 상기 수광소장에 집광시키는 수광 미러와, 상기 광전달 미러 및 수광 미러를 동기하여 회전 구동시키는 액츄에이터를 구비하고, 상기 발광원의 광전달 신호와 수광 소자의 수광 신호로 부터 상기 대상물까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 있어서, 상기 발광원이 상기 액츄에이터의 회전 구동축의 일단면측에 배치되고, 상기 수광소자가 상기 액츄에이터의 회전 구동축의 다른 단면측에 배치되며, 또한 상기 광전달 미러 및 수광 미러가 상기 액츄에이터의 회전 구동축의 동일 단면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광전달 비임을 출사하는 발광원과, 대상물에 의해 반사되는 상기 광전달 비임의 반사광을 수광하는 수광소자와, 상기 광전달 비임을 반사하여 상기 대상물에 조사하는 광전달 밀러와, 상기 대상물로 부터의 상기 광전달 비임의 반사광을 반사하여 상기 수광소장에 집광시키는 수광 미러와, 상기 광전달 미러 및 수광 미러를 동기하여 회전 구동시키는 원통형의 중공축과, 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 회전 토오크를 상기 중공축에 전달하는 동력 전달 수단을 구비하고, 상기 발광원의 광전달 신호와 수광 소자의 수광 신호로 부터 상기 대상물 까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 있어서, 상기 발광원이 상기 중공축의 일단면측에 배치되고, 상기 수광 소자가 상기 중공축의 다른 단면측에 배치되며, 또한 상기 광전달 미러 및 수광 미러가 상기 중공축의 동일 단면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도.
도 5는 종래의 차량용 광 레이더 장치의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 6은 종래의 차량용 광 레이더 장치의 다른 실시예를 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
15 : 발광 소자(발광원)16 : 수광 소자(수광원)
17 : 홀더19 : 펄스 모터
24 : 수광 소자30 : 미러 조립체
31 : 중공축(회전 구동축)33 : 하우징
34 : 커버(지지부재)38 : 도파판
40, 50 : 도광체51 : 중공축
53 : 기어(동력 전달 수단)54 : 피니언(동력 전달 수단)
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예와 관한 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도이고, 이 도면에서 도 6에 도시된 종래의 차량용 광 레이더 장치와 동일 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 1에 있어서, 홀더(17)는 유저 중공 원통형으로 형성되고, 그 상부 외주부가 결합부로서 감합부(17a)를 구성하고, 저부에 발광 소자(15)를 외경 기준에 위치 결정하는 관통 홀(17b)이 설치되어 있다. 이 홀더(17)는 기판(13)에 장착된 발광소자(15)를 관통 홀(17b)내에 삽입하도록 하여 기판(13)에 부착한다. 그리고, 광전달 렌즈(16)가 홀더(17)내에서 내경 기준에 유지되고 있다. 여기서, 발광원은 발광소자(15), 광전달 렌즈(16) 및 홀더(17)로 구성되고, 발광 소자(15)의 광축이 광전달 렌즈(16)의 중심을 통하고 또한, 감합부(17a)의 중심축과 일치하도록 되어 있다.
또한, 액츄에이터로서의 펄스 모터(19)는 중공부(31a)를 갖는 회전 구동축으로서의 중공축(31)이 베어링(32)을 거쳐서 유지 부재로서의 하우징(33) 및 커버(34)에 회전 가능하게 장착되고, 영구 자석(37)이 중공축(31)의 외주에 고착되며, 더욱이 코일(35)의 자극을 구성하는 스테이터(36)가 영구 자석(37) 주위에 배치되어 구성되어 있다. 이 커버(34)에는 홀더(17)의 감합부(17a)에 감합되는 피결합부로서의 원통형 감합부(34a)가 중공축(31)과 동심형상으로 형성되어 있다.
또한, 미러 조립체(30)는 광전달 비임을 소정 방향으로 반사하는 광전달 미러(30a), 대상물로 부터의 광전달 비임의 반사광을 수광 소자(24)에서 반사 집광하는 수광 미러(30b), 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b) 중간부에 이들과 일체로 설치된 원형 단면의 셀(shell)부(30c) 및 이 셀부(30c)의 수광 미러(30b)측에 셀부(30c)의 전체 외주에 걸쳐서 직경 방향으로 연장 설치된 플랜지부(30d)로 구성되어 있다. 또한, 광전달 미러(30a)에는 하우징(33)으로 부터 돌출하는 중공축(31)의 선단에 감합되는 감합 홀(30e)이 설치되어 있다. 또한, 이 미러 조립체(30)는 예를 들어 수지재를 소정 형상으로 형성한 후에, 소정 부위에 알루미늄 코팅 등의 반사코팅을 실시하여 광전달 미러(30a) 및 수광 미러(30b)를 구성하고 있다. 여기서, 광전달 미러(30a)는 중공축(31)의 축심에 대해서 45°각도를 가지고 평면 거울로 형성되고, 수광 미러(30b)는 오목면 거울로 형성되어 있다.
더욱이, 베이스(30) 및 차단판(38)이 케이스(12)내에 상호 평행하게 설치되고, 케이스(12)내가 펄스 모터(19)를 수용하는 제 1 공간(12a), 광전달 미러(30a)를 수용하는 제 2 공간(12b) 및 수광 미러(30b)를 수용하는 제 3 공간(12c)으로 구획되어 있다.
여기서, 미러 조립체(30)는 셀부(30c)가 차단판(38)의 관통 홀(38a)에 느슨하게 끼워지고, 광전달 미러(30a)가 제 2 공간(12b)내에 위치하고 또한, 수광 미러(30b)가 제 3 공간(12c)내에 위치하도록 배치되어 있다. 그리고, 플랜지부(30d)가 셀부(30c)의 외주부에서 차단판(38)과 중공축(31)의 축심 방향으로 서로 중첩되어 있다. 더욱이, 제 3 공간(12c)내에는 기판(14)에 장착된 수광 소자(24)가 수광 미러(30b)의 초점 위치에 설치되어 있다.
또한, 펄스 모터(19)가 하우징(33)을 베이스(20)의 관통 홀에 압입되고, 중공축(31)이 제 2 공간(12b)내로 돌출하도록 베이스(20)에 고착되어 있다. 그리고, 제 2 공간(12b)내로 돌출하는 중공축(31)의 선단에 미러 조립체(30)의 감합홀(30e)에 압입되고, 미러 조립체(30)가 중공체(31)에 위치 결정되어 고착된다. 더욱이, 커버(34)에 설치된 감합부(34a)가 홀더(17)의 감합부(17a)에 끼워지고, 중공축(31)과 기판(13)에 장착된 발광 소자(15)의 위치 결정이 수행되고 있다.
이와 같이 구성된 차량용 레이 장치는 발광 소자(15)의 광축과 중공축(31)의 축심이 일치되고, 발광소자(15)와 수광 미러(30b)가 펄스 모터(19)의 중공축(31)에 의해 동기하여 회전 구동되도록 되어 있다. 그리고, 이 차량용 광 레이더 장치는 제 2 및 제 3 공간(12b, 12c)이 차량 표면(25)으로 부터 돌출하도록 차량에 장착되어 있다.
다음에, 제 1 실시예의 동작에 대해서 설명한다.
차량용 레이더 장치가 동작하고 있을 시에는 펄스 모터(19)가 구동되고, 중공축(31)이 회전된다. 그리고, 중공축(31)에 고착되고 있는 미러 조립체(30)가 회전된다. 즉, 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)가 동기하여 중공축(31)의 축심을 회전중심으로 하여 회전된다.
발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임은 광전달 렌즈(16)에 의해 소정 확산 각도로 조정되고, 중공축(31)의 중공부(31a)를 통해서 광전달 미러(30a)에 도달된다. 그리고, 광전달 미러(30a)에 도달된 광전달 비임은 광전달 미러(30a)에 반사되고 케이스(12)외에 조사된다. 이 케이스(12)외에 조사된 광전달 비임은 광전달 미러(30a)의 회전 원주 방향으로 주사되고, 대상물이 있으면, 이 대상물에 조사된다.
그리고, 대상물에서 반사된 광전달 비임의 반사광은 케이스(12)를 투과하여 제 3 공간(12c)내의 수광 미러(30b)에 도달하여 수광 미러(30b)에 반사집광되어서 수광 소자(24)에 도달한다.
그리고, 연산 처리 수단(도시생략)에 의해 발광 소자(15)의 발광 신호와 수광 소자(24)의 수광 신호에 의거하여 대상물 까지의 거리가 연산된다. 또한, 대상물 까지의 반사광을 수광 소자(24)가 수광한때의 펄스 모터(19)의 여자상과 기준 위치와의 관계로 부터 대상물의 방향이 검지된다.
이와 같이 제 1 실시예에 의하면 발광 소자(15), 광전달 렌즈(16) 및 홀더(17)로 이루어지는 발광원이 펄스 모터(19)의 중공축(31)의 일단면측에 배치되고, 수광 소자(24)가 중공축(31)의 다른 단면측에 배치되며, 또한 광전달 미러(30a) 및 수광 미러(30b)가 중공축(31)의 다른 단면측만을 차량 표면(25)으로부터 돌출하여 차량에 탑재되면 좋고, 차량 표면(25)으로부터 돌출량을 적게 할 수가 있으며, 차량 탑재시 디자인상의 제약을 해소할 수가 있다.
또한, 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)를 미러 조립체(30)로서 일체로 형성하고 있으므로, 광전달 비임의 주사 영역과 대상물로 부터의 반사광의 수광 영역을 중공축(31)의 축심 방향, 즉 차량 표면(25)으로부터 돌출량을 적게 할 수 있다. 또한, 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)의 상대 위치가 고정밀도로 확보되고, 광전달 비임의 광전달 방향과 반사광의 수광 방향이 고정밀도로 일치되며, 정밀도 좋은 거리측정을 행할 수가 있다. 또한, 미러 조립체(30)를 중공축(31)의 선단에 고착하는 만으로 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)를 동기하여 회전 구동하도록 되고 조립성을 향상시킬 수가 있다.
또한, 중공축(31)의 중공부(31a)를 통해서 발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임을 광전달 미러(30a)에 도달하도록 하고 있으므로 발광 소자(15)로부터 광전달 미러(30a)로의 광전달 비임의 전달계에 특별한 광학계를 사용할 필요가 없고, 구성의 간략화가 도모되며, 조립성의 향상 및 비용의 저렴화가 달성된다.
또한, 중공축(31)을 지지하는 커버(34)에 설치된 감합부(34a)와, 홀더(17)에 설치된 감합부(17a)를 감합시키고, 미러 조립체(30)의 광전달 미러(30a)의 회전 축심에 있는 중공축(31)의 축심과 발광 소자(15)의 광축을 일치시키므로써, 광전달비임을 중공축(31)의 축심 방향으로 변위하는 일없이 회전 원주 방향으로 주사할 수가 있다.
또한, 차단판(38)이 케이스(12)내에서 제 2 공간(12b)과 제 3 공간(12c)으로 구획되도록 설치되고, 미러 조립체(30)의 셀부(30c)가 차단판(38)의 관통 홀(38a)에 느슨하게 끼워지며, 또한 플랜지부(30d)가 중공축(31)의 축심 방향(차단판(38)의 두께방향)으로 차단판(38)과 서로 중합되도록 되어 있다. 여기서, 제 2 공간(12b)내에서 반사 또는 산란된 광전달 비임이 차단판(38) 및 플랜지부(30d)에 의해 제 3 공간(12c)측으로 입사하는 것이 방지되고, 수광 소자(24)에 수광되는일 방지된다. 그 결과, S/N비의 저하가 억제되고, 충분한 거리 측정 성능이 얻어진다.
제 2 실시예
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도이다.
제 2 실시예에 있어서 미러 조립체(30)에서는 하우징(33)으로 부터 돌출하는 중공축(31)의 선단에 감합되는 감합 홀(30e)이 수광 미러(30b)에 설치되어 있다. 또한, 베이스 및 차단판(38)이 케이스(12)내에서 서로 평행하게 배치되고, 케이스(12)내가 펄스 모터(19)를 수용하는 제 1 공간(12a), 수광 미러(30b)를 수용하는 제 3 공간(12c) 및 광전달 미러(30a)를 수용하는 제 2 공간(12b)으로 구획되어 있다.
또한, 펄스 모터(19)가 하우징(33)을 베이스(30)의 관통 구멍에 압입되고, 중공축(31)이 제 3 공간(12c)내로 돌출하도록 베이스(20)에 고착되어 있다. 그리고, 제 3 공간(12c)내로 돌출하는 중공축(31)의 선단에 미러 조립체(30)의 감합 홀(30e)이 압입되고, 미러 조립체(30)가 중공체(31)에 위치 결정되어서 고착되고 있다. 이 미러 조립체(30)는 셀부(30c)가 차단판(38)의 관통 홀(38a)에 느슨하게 끼워지고, 광전달 미러(30a)가 제 2 공간(12b)내로 위치하며, 또한 수광 미러(30b)가 제 3 공간(12c)내에 위치하도록 배치되어 있다. 그리고, 플랜지부(30d)가 셀부(30c)의 외주부에서 차단판(38)과 중공축(31)의 축심 방향으로 서로 중첩되어 있다.
수광 소자(24)는 커버(11)에 부착된 기판(13)상에 중공축(31)의 축단에 근접하고, 또한 중공축(31)의 축심 위치에 장착되어 있다. 또한, 발광 소자(15)는 차단판(38)으로 구획된 제 2 공간(12b)내에 광축이 중공축(31)의 축심과 일치하도록 기판(14)상에 장착되어 있다. 더욱이, 광전달 렌즈(16)는 발광 소자(15)의 광축이 광전달 렌즈(16)의 중심을 통하도록 홀더(17)에 부착되어 있다.
또한, 폴리카보네이트 수지나 글래스 등의 광투과재로 이루어지는 도광체(40)가 중공축(31)의 중공부(31a)내에 충진되어 있다.
즉, 제 2 실시예의 동작에 대해서 설명한다.
차량용 레이더 장치가 동작하고 있을 때에는 펄스 모터(19)가 구동되고, 중공축(31)이 회전된다. 그리고, 중공축(31)에 고착되어 있는 미러 조립체(30)가 회전된다. 즉, 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)가 동기하여 중공축(31)의 축심을 회전 중심으로 하여 회전된다.
발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임은 광전달 렌즈(16)에 의해 소정 확산 각도로 조정되어 광전달 미러(30a)에 도달한다. 그리고, 광전달 미러(30a)에 도달한 광전달 비임은 광전달 미러(30a)에서 반사되고, 제 2 공간(12b)을 통하여 케이스(12)외부에 조사된다. 이 케이스(12) 외주에 조사된 광전달 비임은 광전달 미러(30a)의 회전 원주 방향으로 주사되고, 대상물이 있으면 이 대상물에 반사된다.
그리고, 대상물에서 반사된 광전달 비임의 반사광은 케이스(12)를 투과하여 제 3 공간(12c)내의 수광 미러(30b)에 도달하여 수광 미러(30b)에서 반사 집광으로 되고, 중공축(31)의 중공부(31a)내에 배치돈 도광체(40)를 통하여 수광 소자(24)에 도달한다.
그리고, 연산 처리 수단(도시생략)에 의해 발광 소자(15)의 발광 신호와 수광 소자(24)의 수광 신호에 의거하여 대상물까지의 거리가 연산된다. 또한, 대상물 까지의 반사광을 수광 소자(24)가 수광한때에 펄스 모터(19)의 여자상과 기준 위치와의 관계로 부터 대상물의 방향이 검지된다.
이와 같이 제 2 실시예에 의하면, 상기 제 1 실시예와 동일한 효과가 얻어짐과 동시에, 수광 미러(30b)에서 반사된 대상물까지의 반사광이 도광체(40)를 거쳐서 효율 좋게 수광 소자(24)에 수광되고 거리측정 성능을 향상시킬 수가 있다.
제 3 실시예
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도이다.
도 3에 있어서, 글래스 등의 광투과재로 구성된 도광체(50)가 중공축(31)의 중공부(31a)내에 충진되고, 이 도광체(50)의 선단면이 볼록면(50a)에 형성되고, 발광 소자(15)가 광축을 중공축(31)의 축심과 일치시키고 또한, 도광체(50)의 볼록면(50a)에 근접하여 배치되어 있다.
또한, 다른 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하게 구성되어 있다.
제 3 실시예에서는 발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임은 도광체(50)를 통하여 소정 확산 각도로 조정되어 광전달 미러(30a)에 도달된다.
따라서, 제 3 실시예에 의하면, 상기 제 1 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 도광체(50)의 단면에 볼록면(50a)을 형성하여 렌즈 효과를 가지므로 광전달 렌즈(16)나 광전달 렌즈(16)의 유지 부재가 불필요하게 되고, 발광원의 구성 부품 갯수가 감소되며, 그 조립성의 향상 및 비용 저감화를 도모할 수가 있다.
제 4 실시예
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 관한 차량용 광 레이더 장치를 도시한 단면도이다.
도 4에 있어서, 펄스 모터(19)가 제 1 공간(12a)내에 배치되어 있다. 그리고, 펄스 모터(19)의 하우징(33)에는 피결합부로서 감합부(33a)가 설치되고, 이 감합부(33a)에 발광원을 구성 부품에 있는 홀더(17)의 감합부(17a)가 감함되고 있다. 또한, 원통형상의 중공부(51)가 베어링(52)을 거쳐서 베이스(20) 및 하우징(33)에 회전 가능하게 부착되어 있다. 이때, 하우징(33)을 거쳐서 발광원과 중공축(51)이 위치 결정되고, 중공축(51)의 축심과 발광 소자(15)의 광축이 일치하도록 되어 있다. 더욱이, 미러 조립체(30)의 감합 홀(30e)이 베이스(20)로부터 돌출하는 중공축(51)의 선단에 감합되고, 미러 조립체(30)가 중공축(51)에 위치 결정되어 고착된다.
중공축(51)에는 기어(53)가 일체로 형성되고, 이 기어(53)가 펄스 모터(19)의 출력축(54)의 선단에 고착되어 있는 피니언(55)에 결합되어 있다. 여기서, 기어(53) 및 피니언(55)이 동력 전단 수단을 구성한다.
또한, 다른 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하게 구성되어 있다.
즉, 제 4 실시예의 동작에 대해서 설명한다.
차량용 레이더 장치가 작동하고 있을 때에는 펄스 모터(19)가 구동되고, 펄스 모터(19)의 회전 토오크가 출력축(54), 피니언(55) 및 기어(53)를 거쳐서 중공축(51)에 전달되어 중공축(51)이 회전된다. 그리고, 중공축(51)에 고착되어 있는 미러 조립체(30)가 회전된다. 즉, 광전달 미러(30a)와 수광 미러(30b)가 동기하여 중공축(51)의 축심을 회전 중심으로 하여 회전된다.
여기서, 발광 소자(15)로 부터 출사된 광전달 비임은 광전달 렌즈(16)에 의해 소정 확산 각도로 조정되고, 중공축(51)의 중공부(51a)를 통하여 광전달 미러(30a)에 도달된다. 여기서, 광전달 미러(30a)에 도달된 광전달 비임은 광전달 미러(30a)에서 반사되어 제 2 공간(12b)을 통해서 케이스(12) 외부에 조사된다. 이 케이스(12) 외부에 조사된 광전달 비임은 광전달 미러(30a)의 회전 원주 방향으로 주사되고, 대상물이 있으면 이 대상물에서 반사된다.
그리고, 대상물에서 반사된 광전달 비임의 반사광은 케이스(12)를 투과하여 제 3 공간(12c)내의 수광 미러(30b)에 도달하여 수광 미러(30b)에서 반사 집광되어 수광 소자(24)에 도달한다.
또한, 연산 처리 수단(도시 생략)에 의해 발광 소자(15)의 발광 신호와 수광 소자(24)의 수광 신호에 의거하여 대상물까지의 거리가 연산된다. 더욱이, 대상물까지의 반사광을 수광 소자(24)가 수광한때의 펄스 모터(19)의 여자상과 기준 위치와의 관계로부터 대상물의 방향이 검지된다.
이와 같이 제 4 실시예에 의하면 구동원에 있는 펄스 모터(19)를 미러 조립체(30)를 회전 구동하는 중공축(51)과 별체로 구성하고 있으므로 상기 제 1 실시예에 비해서 제 1 공간(12a)의 용적이 크게된다는 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 상기 제 4 실시예에서는 상기 제 1 실시예의 차량용 광 레이더 장치에 있어서 구동원에 있는 펄스 모터(19)를 미러 조립체(30)를 회전 구동하는 중공축(51)과 별체로 구성하는 것이지만, 제 1 실시예에 한하지 않으면 다른 실시예에 적용해도 좋다.
또한, 상기 각 실시예에서는 케이스(12)로서 광투과부재로 구성하는 것이지만, 케이스(12)로서 가시광 커트재를 이용하면 거리측정시에 있어서 가시광에 의한 외란을 억제할 수 있고, 측정 정밀도를 높게 할 수가 있다. 더욱이, 발광 소자(15)로부터 출사되는 광전달 비임을 선택적으로 투과시키는 레이저 광투과재를 이용하면 측정시에 있어서 외란을 확실히 억제할 수가 있고, 측정 정밀도를 한층 높일 수 있다.
또한, 상기 각 실시예에서는 소정 형상으로 형성된 수지 성형품에 반사 코팅을 실시하여 광전달 미러 및 수광 미러를 일체로 구성하는 것이지만, 소정 형상으로 형성된 수지 성형품에 평판의 반사 거울 및 오목면 거울을 조합시켜서 광전달 미러 및 수광 미러를 일체로 구성하여도 좋다. 또는 광전달 미러 및 수광 미러를 별체로 형성한 후에 양자를 고착하여도 좋다.
본 발명은 이상과 같이 구성되어 있으므로, 하기에 기재되는 바와 같은 효과가 얻어진다.
본 발명에 의하면, 광전달 비임을 출사하는 발광원과, 대상물에 의해 반사되는 광전달 비임의 반사광을 수광하는 수광 소자와, 광전달 비임을 반사하여 대상물에 조사하는 광전달 미러와, 대상물로 부터의 광전달 비임의 반사광을 반사하여 수광 소자에 수광시키는 수광 미러와, 광전달 미러 및 수광 미러를 동기하여 회전 구동시키는 액츄에이터를 갖고, 발광원의 광전달 신호와 수광 소자의 수광 신호로 부터 대상물까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 있어서, 발광원이 액츄에이터의 회전 구동축의 일단면측에 배치되고, 발광 소자가 액추에이터의 회전 구동축의 타단면측에 배치되며 또한, 광전달 미러와 수광 미러가 액츄에이터의 회전 구동축의 동일 단면측에 배치되어 있으므로, 차량에 탑재시 차량 표면으로 부터의 돌출량을 작게 할 수 있고, 디자인상의 제약을 해소할 수 있는 차량용 광 레이더 장치가 얻어진다.
또한, 광전달 미러 및 수광 미러가 액츄에이터의 회전 구동축의 다른 단면측에 배치되고, 또한 액츄에이터의 회전 구동축이 원통형상의 중공축으로 구성되며, 발광원으로부터 출사된 광전달 비임을 중공축의 중공부를 통해서 광전달 미러에 도달하도록 하고 있으므로, 광학계의 구성이 간략화되고, 조립성의 향상 및 비용저감을 도모할 수 있다.
또한, 도광체가 중공축의 중공부에 배치되고, 또한 그 단면이 볼록면에 형성되고, 발광원으로부터 출사된 광전달 비임을 도광체를 통해서 소정 확산 각도로 조정하여 광전달 미러에 도달하도록 하였으므로 발광원의 구성 부품 갯수를 감소시키며, 그 부분 조립성의 향상 및 비용 저감이 도모된다.
또한, 광전달 미러 및 수광 미러가 액츄에이터의 회전 구동축의 일단면측에 배치되고, 액추에이터의 회전 구동축이 원통형상의 중공축으로 구성되며, 또한 도광체가 중공축의 중공부에 설치되고, 대상물로부터 광전달 비임의 반사광을 도광체를 통해서 수광 소자에 도달하도록 했으므로, 반사광이 효율 좋게 수광 소자에 수광되어 거리 측정 성능을 향상시킬 수가 있습니다.
또한, 본 발명에 의하면, 광전달 비임을 출사하는 발광원과, 대상물에 의해 반사되는 상기 광전달 비임의 반사광을 수광하는 수광소자와, 상기 전달 비임을 반사하여 상기 대상물에 조사하는 광전달 밀러와, 상기 대상물로부터의 상기 광 전달 비임의 반사광을 반사하여 상기 수광소장에 집광시키는 수광 미러와, 상기 광 전달 미러 및 수광 미러를 동기하여 회전 구동시키는 원통형의 중공축과, 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 회전 토오크를 상기 중공축에 전달하는 동력 전달 수단을 구비하고, 상기 발광원의 광전달 신호와 수광 소자의 수광 신호로부터 상기 대상물까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 있어서, 상기 발광원이 상기 중공축의 일단면측에 배치되고, 상기 수광 소자가 상기 중공축의 다른 단면측에 배치되며, 또한 상기 광전달 미러 및 수광 미러가 상기 중공축의 동일 단면측에 배치되어 있으므로, 차량에 탑재할시의 차량 표면으로부터의 돌출량을 작게 할 수 있고, 디자인상의 제약을 해소할 수 있는 차량용 광 레이더 장치가 얻어진다.
또한, 광전달 미러 및 수광 미러가 중공축의 다른 단면측에 배치되고, 발광원으로부터 출사된 광전달 비임을 중공축의 중공부를 통해서 광전달 미러에 도달하도록 했으므로, 광학계의 구성이 간략화되어 조립성의 향상 및 비용 저감화가 얻어진다.
또한, 도광체가 중공축의 중공부에 배치되고, 또한 그 단면이 볼록면에 형성되며, 발광원으로부터 출사된 광전달 비임을 도광체를 통해서 소정 확산 각도로 조정하여 광전달 미러에 도달하도록 했으므로, 발광원의 구성 부품 갯수가 감소할 수 있고, 그 부분 조립성의 향상 및 비용 저감화가 도모된다.
또한, 광전달 미러 및 수광 미러가 중공축의 일단면측에 배치되며, 또한 도광체가 중공축의 중공부에 배치되고, 대상물로부터의 광전달 비임의 반사광을 도광체를 통해서 수광 소자에 도달하도록 했으므로, 반사광이 효율 좋게 수광 소자에 수광되어 거리측정 성능을 향상시킬 수가 있다.
또한, 발광원의 구성 부재에 결합부를 설치하고, 또한 중공축의 유지 부재에 피결합부를 설치하며, 결합부를 피결합부에 결합시켜서 발광원으로부터 출사되는 광전달 비임의 광축과 중공축의 축심을 일치시키도록 했으므로, 조립성을 향상시킬수가 있음과 동시에, 광전달 비임을 중공축의 축심 방향으로 변위시키는 일없이 회전 원주 방향으로 주사할 수 있어서 안정하게 거리측정을 행할 수가 있다.
또한, 광전달 미러와 수광 미러가 일체로 형성되어 있으므로, 조립성을 향상시킬 수가 있음과 동시에, 광전달 미러와 수광 미러의 상대적인 위치관계가 고정밀도로 확보되고, 광전달 미러의 광전달 방향과 반사광의 수광 방향이 고정밀도로 일치하며, 정밀도 좋게 거리측정을 행할 수가 있다. 또한, 광전달 비임의 주사 영역을 반사광의 수광 영역을 접근시킬 수 있으며, 그 부분의 차량 표면으로부터 돌출량을 적게 할 수가 있다.
또한, 광전달 미러와 수광 미러와의 중간부가 느슨하게 끼워져서 이 중간부에 광전달 미러와 수광 미러로 구획하는 차단판을 설치하고, 또한 중간부 주위에서 차단판의 두께 방향으로 이 차단판과 플랜지부로 광전달 미러측으로 부터 수광 미러측으로의 광의 누설을 방지하도록 하였으므로, S/N비의 저하가 억제되고 거리측정 성능을 향상시킬 수가 있다.

Claims (2)

  1. 광전달 비임을 출사하는 발광원과, 대상물에 의해 반사되는 상기 광전달 비임의 반사광을 수광하는 수광소자와, 상기 광전달 비임을 반사하여 상기 대상물에 조사하는 광전달 밀러와, 상기 대상물로부터의 상기 광전달 비임의 반사광을 반사하여 상기 수광소장에 집광시키는 수광 미러와, 상기 광전달 미러 및 수광 미러를 동기하여 회전 구동시키는 액츄에이터를 구비하고, 상기 발광원의 광전달 신호와 수광 소자의 수광 신호로 부터 상기 대상물 까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 있어서,
    상기 발광원이 상기 액츄에이터의 회전 구동축의 일단면측에 배치되고, 상기 수광 소자가 상기 액츄에이터의 회전 구동축의 다른 단면측에 배치되며, 또한 상기 광전달 미러 및 수광 미러가 상기 액츄에이터의 회전 구동축의 동일 단면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 광 레이더 장치.
  2. 광전달 비임을 출사하는 발광원과, 대상물에 의해 반사되는 상기 광전달 비임의 반사광을 수광하는 수광소자와, 상기 광전달 비임을 반사하여 상기 대상물에 조사하는 광전달 밀러와, 상기 대상물로부터의 상기 광전달 비임의 반사광을 반사하여 상기 수광소장에 집광시키는 수광 미러와, 상기 광전달 미러 및 수광 미러를 동기하여 회전 구동시키는 원통형의 중공축과, 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 회전 토오크를 상기 중공축에 전달하는 동력 전달 수단을 구비하고, 상기 발광원의 광전달 신호와 수광 소자의 수광 신호로부터 상기 대상물까지의 거리를 검출하는 차량용 광 레이더 장치에 있어서,
    상기 발광원이 상기 중공축의 일단면측에 배치되고, 상기 수광 소자가 상기 중공축의 다른 단면측에 배치되며, 또한 상기 광전달 미러 및 수광 미러가 상기 중공축의 동일 단면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 광 레이더 장치.
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