(57)【要約】【課題】遮光性に優れた光走査装置を提供することを課題とする。【解決手段】所定の回転軸心周りに回転駆動される反射板と、前記反射板に取り付けられた遮光部材と、を備え、前記反射板は、第１反射面と、前記第１反射面の裏面に相当する第２反射面と、前記第１反射面側に形成され前記回転軸心に交差した方向に延びた第１溝と、前記第２反射面側に形成され前記第１溝の裏側に位置して前記第１溝と平行に延びた第２溝と、を含み、前記遮光部材は、前記第１溝に挿入された第１遮光板と、前記第２溝に挿入された第２遮光板と、を含む、光走査装置。【選択図】図２
2020134831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸心周りに回転駆動される反射板と、
前記反射板に取り付けられた黒色の遮光部材と、を備え、
前記反射板は、
第１反射面と、
前記第１反射面の裏面に相当する第２反射面と、
前記第１反射面側に形成され前記回転軸心に交差した方向に延びた凹状の第１溝と、
前記第２反射面側に形成され前記第１溝の裏側に位置して前記第１溝と平行に延びた凹状の第２溝と、を含み、
前記遮光部材は、
前記第１溝に挿入された第１遮光板と、
前記第２溝に挿入された第２遮光板と、を含む、光走査装置。
【請求項２】
前記反射板は、
前記第１及び第２溝間を前記反射板の厚み方向に貫通した第１孔と、
前記第１及び第２溝間を前記厚み方向に貫通し前記第１孔から前記第１及び第２溝が延びた方向に離れた第２孔と、を含み、
前記第１遮光板は、前記第１孔に挿入される第１挿入部を含み、
前記第２遮光板は、前記第２孔に挿入される第２挿入部を含み、
前記第１挿入部は、前記第１孔に挿入された状態で前記第２遮光板に固定され、
前記第２挿入部は、前記第２孔に挿入された状態で前記第１遮光板に固定されている、請求項１の光走査装置。
【請求項３】
前記第１及び第２遮光板は、それぞれ半円状であり、
前記第１及び第２遮光板全体は、前記回転軸心を中心とした円板状である、請求項１又は２の光走査装置。
【請求項４】
前記第１及び第２遮光板は、形状、大きさ、及び材料が同一である、請求項１乃至３の何れかの光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲の対象物までの距離を計測するためのライダー装置（LiDAR（Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging））が知られており、例えば自動車に搭載することによって、車両周囲の対象物の距離を計測でき、ドライバーへの運転支援や自動運転の技術に利用することができる。このようなライダー装置には、光走査装置が用いられる場合がある。
【０００３】
光走査装置では、発光部から照射されたレーザ光は、回転駆動されるミラーを介して対象物に照射され、対象物で反射したレーザ光は、再び同一のミラーを介して受光部で受光される。このように、同一のミラーに向けて進行するレーザ光（以下、往路光と称する）と、対象物からミラーに向けて進行したレーザ光（以下、復路光と称する）とが干渉して、測定精度に影響を与える可能性がある。そのため、このようなミラーには、ミラー上において、往路光が照射する領域と、復路光が照射する領域とを遮光する遮光部材が設けられる場合がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１８／０１２８９０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
遮光部材による遮光性が不十分であった場合には、ミラー上の復路光が照射される領域に往路光が漏れて、測定精度が低下する可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、遮光性に優れた光走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、所定の回転軸心周りに回転駆動される反射板と、前記反射板に取り付けられた遮光部材と、を備え、前記反射板は、第１反射面と、前記第１反射面の裏面に相当する第２反射面と、前記第１反射面側に形成され前記回転軸心に交差した方向に延びた第１溝と、前記第２反射面側に形成され前記第１溝の裏側に位置して前記第１溝と平行に延びた第２溝と、を含み、前記遮光部材は、前記第１溝に挿入された第１遮光板と、前記第２溝に挿入された第２遮光板と、を含む、光走査装置により達成できる。
【発明の効果】
【０００８】
遮光性に優れた光走査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、光走査装置の概略説明図である。
【図２】図２は、光走査装置の斜視図である。
【図３】図３は、光走査装置の断面図である。
【図４】図４は、反射板に遮光板を取り付ける前の斜視図である。
【図５】図５は、反射板に遮光板を取り付ける前の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、光走査装置１の概略説明図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を示している。光走査装置１は、反射板１０、反射板１０の一方の面及び他方の面にそれぞれ固定される遮光板２０ａおよび遮光板２０ｂからなる遮光板対２０、モータ３０、プリント基板４０を含む。反射板１０の両面は、光を反射する。遮光板対２０は遮光部材の一例である。モータ３０は回転台３１を回転する。プリント基板４０には、モータ３０の制御用の回路が設けられている。モータ３０が駆動することにより回転台３１が回転軸心Ｃ１周りに回転し、回転台３１に固定されている反射板１０も回転軸心Ｃ１周りに回転する。回転軸心Ｃ１は、図１においてはＺ方向に平行であり、反射板１０の厚み内を通過する。
【００１１】
光走査装置１が採用されるライダー装置の概要について説明する。光走査装置１が採用されるライダー装置には、発光部３及び受光部５等が設けられている。発光部３から照射されたレーザ光は、不図示のレンズを介して、遮光板対２０よりもモータ３０側とは反対側の反射板１０の領域で反射して、測定の対象物ＯＢに照射される。対象物ＯＢで反射したレーザ光は、遮光板対２０よりもモータ３０側の反射板１０の領域で反射し、受光部５で受光される。ライダー装置では、発光部３から照射されたレーザ光が受光部５により受光されるまでの時間と、その際の反射板１０の回転角度とに基づいて、対象物までの距離や位置を測定する。尚、本明細書では、発光部３から反射板１０を介して対象物に向かうレーザ光を、往路光と称し、対象物から反射板１０を介して受光部５に向かうレーザ光を、復路光と称する。図１の例では、反射板１０の遮光板対２０よりもモータ３０と反対側の領域に往路光が照射され、反射板１０の遮光板対２０よりもモータ３０側の領域に復路光が照射される例を示したが、これに限定されず、逆であってもよい。
【００１２】
光走査装置１について詳細に説明する。図２は、光走査装置１の斜視図である。図３は、光走査装置１の断面図である。尚、図２及び図３では、モータ３０、回転台３１、及びプリント基板４０は図示を省略してある。
【００１３】
反射板１０は、反射面１１ａと、反射面１１ａとは反対側の反射面１１ｂを有している。反射板１０は、合成樹脂製であって板状の基材と、基材の両面にアルミコートが施されている。反射面１１ａ及び１１ｂは、アルミコートにより形成されている。反射面１１ａは、遮光板２０ａにより領域１１ａ１及び１１ａ２に隔てられる。反射面１１ｂは、遮光板２０ｂにより領域１１ｂ１及び１１ｂ２に隔てられる。図１に示した例では、領域１１ａ１及び１１ｂ１は、往路光が反射する領域であり、領域１１ａ２及び１１ｂ２は、復路光が反射する領域である。尚、図２において示した反射板１０のＹ方向の長さを、反射板１０の幅と称する。
【００１４】
反射板１０には、−Ｚ方向の端部から反射板１０の反射面１１ａ及び１１ｂに対して垂直に延びた脚部１８が一体に形成されている。脚部１８は、不図示の固定部材を介して回転台３１に固定される。
【００１５】
遮光板２０ａ及び２０ｂは、合成樹脂製であり、光の反射を抑制するために黒色である。遮光板２０ａ及び２０ｂは、大きさ、形状、及び材料が同じである同一の部品であるが、説明の便宜上、異なる符号を付している。遮光板２０ａ及び２０ｂは、それぞれ円弧状の外周縁２１ａ及び２１ｂを有している。外周縁２１ａ及び２１ｂ全体で略円状となる。即ち、遮光板２０ａ及び２０ｂは、それぞれ略半円状であり、遮光板２０ａ及び２０ｂ全体で回転軸心Ｃ１に平行であって中心が回転軸心Ｃ１と重なる略円板状である。遮光板２０ａ及び２０ｂ全体での直径は、反射板１０の幅よりも僅かに大きく形成されている。
【００１６】
図４は、反射板１０に遮光板２０ａ及び２０ｂを取り付ける前の斜視図である。図５は、反射板１０に遮光板２０ａ及び２０ｂを取り付ける前の上面図である。図３及び図４に示すように、反射板１０の反射面１１ａ及び１１ｂには、それぞれ凹状の溝１２ａ及び１２ｂが形成されている。溝１２ａ及び１２ｂは、回転軸心Ｃ１に垂直な方向、即ちＹ方向に延びている。溝１２ａ及び１２ｂは、互いに反対側に形成されている。遮光板２０ａ及び２０ｂは、それぞれ略直線状に延びた直状縁２２ａ及び２２ｂを有している。直状縁２２ａ及び２２ｂがそれぞれ溝１２ａ及び１２ｂに挿入されて、遮光板２０ａ及び２０ｂは反射板１０に取り付けられている。
【００１７】
反射板１０には、溝１２ａ及び１２ｂを、Ｘ方向、即ち反射板１０の厚み方向に貫通するように孔１３ａ、１４ｂ、１４ａ、及び１３ｂが＋Ｙ方向に所定の間隔を空けて順に形成されている。尚、これらの孔は、大きさ及び形状が共に同じであるが、説明の便宜上異なる符号を付している。
【００１８】
遮光板２０ａには、直状縁２２ａから直状縁２２ａに対して略垂直な方向、即ち−Ｘ方向に挿入部２３ａ及び２４ａが延びている。挿入部２３ａ及び２４ａは、互いに略平行であって、Ｙ方向に所定の間隔を空けて形成されている。また、遮光板２０ａの上面には、直状縁２２ａから＋Ｘ方向に延びたガイド溝２５ａ及び２６ａが形成されている。ガイド溝２５ａ及び２６ａは、Ｙ方向に所定の間隔を空けて形成されている。ガイド溝２６ａは、挿入部２３ａ及び２４ｂの間に位置し、挿入部２４ａは、ガイド溝２５ａ及び２６ａの間に位置している。遮光板２０ｂの挿入部２３ｂ及び２４ｂやガイド溝２５ｂ及び２６ｂについても、同様である。
【００１９】
遮光板２０ａには、ガイド溝２５ａ及び２６ａをそれぞれ包囲する包囲リブ２７ａ及び２８ａが形成されている。包囲リブ２７ａ及び２８ａは、遮光板２０ａのガイド溝２５ａ及び２６ａが設けられた面から＋Ｚ方向に所定の突出量で突出している。直状縁２２ａから延びたガイド溝２５ａ及び２６ａは、それぞれ包囲リブ２７ａ及び２８ａを切り欠くように＋Ｘ方向に延びて形成されているため、包囲リブ２７ａ及び２８ａはそれぞれＵ字状に形成されている。また、遮光板２０ａには、直状縁２２ａに沿って延びた直線状の直状リブ２９ａが形成されている。直状リブ２９ａも同様に、ガイド溝２５ａ及び２６ａが直状リブ２９ａを切り欠くように形成されているため、直状リブ２９ａは直状縁２２ａに沿ってガイド溝２５ａ及び２６ａを避けるように断続的に形成される。直状リブ２９ａは、包囲リブ２７ａ及び２８ａに連続しており、包囲リブ２７ａ及び２８ａと突出量が同じである。従って、包囲リブ２７ａ及び２８ａや直状リブ２９ａでは、他の部位よりもＺ方向の厚みが増している。遮光板２０ｂの包囲リブ２７ｂ及び２８ｂや直状リブ２９ｂも同様である。
【００２０】
遮光板２０ａの挿入部２３ａ及び２４ａは、それぞれ孔１３ａ及び１４ａに挿入された状態で、遮光板２０ｂのガイド溝２５ｂ及び２６ｂに沿ってスライドするように挿入される。同様に、遮光板２０ｂの挿入部２３ｂ及び２４ｂは、それぞれ孔１３ｂ及び１４ｂに挿入された状態で、遮光板２０ａのガイド溝２５ａ及び２６ａに沿ってスライドするように挿入される。このため、遮光板２０ａ及び２０ｂの反射板１０への組付作業性が向上している。
【００２１】
また、ガイド溝２５ａ及び２６ａには、それぞれ窪み部２５ａ１及び２６ａ１が形成されており、同様に、ガイド溝２５ｂ及び２６ｂにも、それぞれ窪み部２５ｂ１及び２６ｂ１が形成されている。また、図４及び図５には示されていないが、挿入部２３ａ、２４ａ、２３ｂ、及び２４ｂの、それぞれの下面には、窪み部２５ｂ１、２６ｂ１、２５ａ１、及び２６ａ１に係合する突起が設けられている。これらの窪み部と突起とがそれぞれ係合することにより、遮光板２０ａの挿入部２３ａ及び２４ａが遮光板２０ｂに固定され、遮光板２０ｂの挿入部２３ｂ及び２４ｂが遮光板２０ａに固定されている。
【００２２】
このように、反射板１０を介して遮光板２０ａ及び２０ｂの一部分同士が固定されているため、反射板１０に対して遮光板２０ａ及び２０ｂが安定した状態で取り付けられ、反射板１０が高速で回転しても遮光板２０ａ及び２０ｂが反射板１０から脱落することが防止される。
【００２３】
また、遮光板２０ａ及び２０ｂはそれぞれ溝１２ａ及び１２ｂに深く挿入された状態で反射板１０に取り付けられている。このため、領域１１ａ１及び１１ａ２の一方から他方に光が漏れることが抑制され、同様に領域１１ｂ１及び１１ｂ２の一方から他方に光が漏れることが抑制され、遮光性が確保されている。このため、測定精度の低下が抑制される。
【００２４】
上述したように、遮光板２０ａ及び２０ｂは同一の部材であるため、種類の異なる部品を用意する必要はなく、これによっても製造コストの増大が抑制されている。また、反射板１０の基材は、上述したように合成樹脂製であるため、例えばガラスを基材とする鏡と比較して、軽量化が図られている。更に、遮光板２０ａ及び２０ｂも合成樹脂製であるため、これによっても軽量化が図られている。
【００２５】
尚、遮光板２０ａ及び２０ｂは、反射板１０を介して互いに一部分が係合することにより反射板１０に取り付けられているが、例えば、反射板１０に取り付けられた状態で遮光板２０ａ及び２０ｂの一部同士を接着剤により固定してもよいし、熱溶着により固定してもよい。
【００２６】
熱溶着箇所として例えば、挿入部２３ａ、２４ａ、２３ｂ、及び２４ｂの先端と、それぞれが挿入されるガイド溝２５ａ、２６ａ、２５ｂ、及び２６ｂの挿入部の先端が篏合する付近を一緒に熱溶着しても良い。このようにすることで遮光板２０ａ及び２０ｂ同士を強固に固定することができる。尚、複数ある溶着箇所を遮光板対２０のＺ方向の一面側だけに限定することで、溶着作業を短時間で済ませることができる。また、上述したように、包囲リブ２７ａ、２８ａ、２７ｂ、及び２８ｂではＺ方向の厚みが増しているため剛性が向上しており、熱溶着による遮光板対２０の歪みを抑えることができる。この結果、遮光板対２０の歪みを起因として反射板１０への不要な応力が増大して変形することを抑制できる。また、遮光板対２０の歪みを最小限に抑えることができるため遮光板対２０の面精度などを確保できる。更に、モータ３０が回転させる回転台３１に固定されている反射板１０や遮光板対２０などを一体として回転体のモーメントが均整化し、且つ回転に伴う周辺気体の流動も安定するため、モータ３０の回転速度のムラなどを防ぐことができる。更には、遮光板対２０を構成する遮光板２０ａ及び２０ｂが高い剛性で強固に固定されることにより、回転時におけるフラッターなどの異常振動を抑制する効果も併せ持つ。
【００２７】
また、上述したように、直状リブ２９ａ及び２９ｂではＺ方向の厚みが増しているため剛性が向上しており、更に直状縁２２ａ及び２２ｂの面積が確保されている。このため、反射板１０の溝１２ａ及び１２ｂのそれぞれと直状縁２２ａ及び２２ｂとの当接面積を確保することができ、反射板１０に対して遮光板対２０を安定して固定することができる。
【００２８】
例えば遮光板対２０に、包囲リブ２７ａ、２８ａ、２７ｂ、及び２８ｂや直状リブ２９ａ及び２９ｂを設けずに、遮光板対２０全体の厚みがこれらリブと略同じ厚みとなるように設計することにより、遮光板対２０の剛性を向上させることもできる。しかしながらこの場合、遮光板対２０の重量が増して、反射板１０に対して不要な押圧力が発生し、反射板１０が変形する可能性がある。また、遮光板対２０の重量が増すことにより、モータ３０の消費電力も増大する可能性もある。本実施例の構成によれば、このような問題の発生も抑制できる。
【００２９】
本実施例では挿入部２３ａ及び２４ａ、挿入部２３ｂ及び２４ｂを遮光板対２０の一方の面側のみに設けたが、例えば挿入部２３ａ及び２３ｂと挿入部２４ａ及び２４ｂを異なる面に設けても良い。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  光走査装置
１０  反射板
１１ａ、１１ｂ  反射面
１２ａ、１２ｂ  溝
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ  孔
２３ａ、２４ａ、２３ｂ、２４ｂ  挿入部
２７ａ、２８ａ、２７ｂ、２８ｂ  包囲リブ
２９ａ、２９ｂ  直状リブ
２０  遮光板対（遮光部材）
２０ａ、２０ｂ  遮光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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