(57)【要約】【課題】本発明は、外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる測距装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の測距装置１０は、被測定物２０に光を出射する発光部３１と、被測定物２０で反射された前記光を受光する受光部３２ａ、３２ｂと、外光を遮光する遮光部２２とを有し、遮光部２２は、発光部３１から被測定物２０まで、被測定物２０から受光部３２ａまで、及び被測定物２０から受光部３２ｂまでの光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃを外光から遮光することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に出射光を出射する発光部と、
前記被測定物で反射された反射光を受光する受光部と、
外光を遮光する遮光部とを有し、
前記遮光部は、前記発光部から前記被測定物、及び前記被測定物から前記受光部までの光路を外光から遮光することを特徴とする測距装置。
【請求項２】
収納及び展開可能な被測定物と、
前記被測定物のうち前記遮光部に収納された収納部分に出射光を出射する発光部と、
前記収納部分で反射された反射光を受光する受光部とを有し、
前記発光部から前記収納部分まで、及び前記収納部分から前記受光部までの光路を外光から遮光する遮光部が設けられており、
前記発光部と前記収納部分との距離に基づいて、前記被測定物のうち前記遮光部により遮光されていない外方へ展開された展開部分の長さを検出することを特徴とする測距装置。
【請求項３】
前記収納部分は、前記被測定物が巻き取られてロール状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記光路は、前記遮光部及び前記被測定物で形成される空間の内部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項５】
前記遮光部の内面において反射防止機能が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測距装置に関し、特に、発光部から被測定物に向けて光を出射して、その反射光を受光して距離を測定する光学式の測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、被測定物との距離を測定する測距装置として、発光部から被測定物に向けて光を出射して、発光部と被測定物との距離を測定する光学式の測距装置が知られている。このような光学式の測距装置は、車両のサンルーフ又はサンルーフシェイドの開閉を検出するために用いられている。
【０００３】
特許文献１には、車両のサンルーフの開閉を検出するための測距装置が開示されている。図９は、特許文献１に記載されている従来例の測距装置１１０について車両内から見た斜視図を示す。図９に示すように、車両の天井１５０には、スライドして開閉可能なサンルーフ１５１が設けられている。従来例の測距装置１１０において、赤外線の発光部１３１が車両の天井１５０に設けられており、赤外線を受光する受光部１３２がサンルーフ１５１に設けられている。発光部１３１と受光部１３２とは対向して配置されており、サンルーフ１５１の開閉とともに受光部１３２が移動するため、発光部１３１と受光部１３２との距離が変化する。そして、受光部１３２で受光する赤外線の強度に基づいて、サンルーフ１５１の開閉状態を検出することができる。
【０００４】
また、図９に示すようなサンルーフ１５１をスライドさせる構造の場合、サンルーフ１５１とほぼ同等の収納面積が必要であるため、開口率を大きくすることができないという問題が生じる。これを解決するために、外光を取り込むための天窓を車両の天井に設けるとともに、布地やフィルムを用いたサンルーフシェイドを天窓部分に設ける方法が知られている。図１０には、ロール式のサンルーフシェイド２５１を示す。これによれば、外光を遮光する場合には、サンルーフシェイド２５１の収納部分２５１ａから引き出した展開部分２５１ｂにより天窓２５２を覆って遮光することができる。そして、外光を取り入れる場合には収納部分２５１ａをロール状に巻き取ってサンルーフシェイド２５１を収納することができる。よって、収納部分２５１ａを小さくして、天窓２５２の面積を大きくすることができる。
【０００５】
また、図１０に示すように、サンルーフシェイド２５１の開閉を検出する測距装置２１０が設けられている。測距装置２１０において、車両の天井２５０に発光部２３１及び受光部２３２が設けられており、発光部２３１から出射された赤外光がサンルーフシェイド２５１の展開部分２５１ｂの端部で反射されて、この反射光を受光部２３２が受光する。受光部２３２における受光強度に基づいてサンルーフシェイド２５１の開閉位置を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平３−６４８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１０に示すような測距装置２１０においては、サンルーフシェイド２５１の展開部分２５１ｂの端部での反射光によって発光部２３１と展開部分２５１ｂの端部との距離を測定している。そのため、発光部２３１と展開部分２５１ｂの端部までの光路２４０ａ、及び展開部分２５１ｂの端部から受光部２３２までの光路２４０ｂは、天窓２５２から入射する外光を横切るように設けられている。また、発光部２３１、受光部２３２、及び展開部分２５１ｂの端部は天窓２５２の近傍に設けられている。したがって、従来の測距装置２１０においては、外光の影響を受けやすく誤検出してしまうという課題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決して、外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる測距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】
【０００９】
本発明の測距装置は、被測定物に出射光を出射する発光部と、前記被測定物で反射された反射光を受光する受光部と、外光を遮光する遮光部とを有し、前記遮光部は、前記発光部から前記被測定物、及び前記被測定物から前記受光部までの光路を外光から遮光することを特徴とする。これによれば、遮光部を設けることにより外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる。
【００１０】
本発明の測距装置は、収納及び展開可能な被測定物と、前記被測定物のうち前記遮光部に収納された収納部分に出射光を出射する発光部と、前記収納部分で反射された反射光を受光する受光部とを有し、前記発光部から前記収納部分まで、及び前記収納部分から前記受光部までの光路を外光から遮光する遮光部が設けられており、前記発光部と前記収納部分との距離に基づいて、前記被測定物のうち前記遮光部により遮光されていない外方へ展開された展開部分の長さを検出することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、発光部と収納部分との距離を測定して被測定物の展開部分の長さを検出するため、直接展開部分の位置を測定する必要がない。よって、発光部から収納部分まで、及び収納部分から受光部までの光路について、外光を横切らずに設けることができ展開部分の長さを検出できる。また、発光部から収納部分までの距離を測定することから、発光部と収納部分との光路は、従来例の測距装置における発光部と展開部分との光路より短く設けることができる。したがって、発光部から収納部分まで、及び収納部分から受光部までの光路を遮光するように遮光部を設けることが容易であり、外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる。
【００１２】
前記収納部分は、前記被測定物が巻き取られてロール状に形成されていることが好適である。これによれば、発光部と被測定物の収納部分との距離に基づいて、容易に展開部分の長さを算出することができる。
【００１３】
前記光路は、前記遮光部及び前記被測定物で形成される空間の内部に設けられていることが好ましい。これによれば、効果的に外光によるノイズを抑制して誤検出を確実に防止することができる。
【００１４】
前記遮光部の内面において反射防止機能が備えられていることを特徴とする。これによれば、発光部から出射された光及び被測定物で反射された光が遮光部で反射することを抑制できるため、遮光部での反射光によるノイズを抑制し、誤検出を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の測距装置によれば、遮光部を設けることにより外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における測距装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）図１のＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向から見たときの断面図を示し、被測定物の展開状態を説明する断面図である。（ｂ）被測定物を収納した収納状態を説明する断面図である。
【図３】実施形態の測距装置の測距方法を説明する断面図である。
【図４】実施形態の測距装置における測距センサを示す断面図である。
【図５】発光部と収納部分との距離と、２つの受光部で受光する光の強度比との関係を示すグラフである。
【図６】発光部と収納部分との距離と、受光部で受光する光の強度との関係を示すグラフである。
【図７】実施形態の測距装置の変形例を示す断面図である。
【図８】本実施形態の測距装置を車両のサンルーフシェイド装置に適用したときの断面図である。
【図９】従来例の測距装置を示す斜視図である。
【図１０】別の従来例の測距装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態における測距装置について、図面を参照して説明をする。
【００１８】
図１は、本実施形態の測距装置１０を示す斜視図である。また、図２（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向から見たときの断面図であり、被測定物２０の展開状態を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）の被測定物２０を収納したときの収納状態を説明する断面図である。
【００１９】
本実施形態の測距装置１０において、被測定物２０はシート状に形成されており、布や樹脂フィルム等の柔軟な材料が用いられる。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、被測定物２０は収納及び展開可能に形成されており、図２（ａ）に示す展開状態では、被測定物２０は広い面積を覆うように引き出されている。被測定物２０のうち展開された部分を展開部分２０ｂとする。また、図２（ｂ）に示す収納状態においては、被測定物２０は巻き取り軸２１にロール状に巻き取られて小さい領域内に収納される。本明細書において、被測定物２０のうち収納された部分を収納部分２０ａとする。このような測距装置１０は、例えば車両用のサンルーフシェイド装置に用いられる。
【００２０】
図１及び図２に示すように、被測定物２０の収納部分２０ａを覆うように遮光部２２が設けられており、遮光部２２の内部において被測定物２０の収納部分２０ａと対向する位置に測距センサ３０が設けられている。本実施形態において、遮光部２２は、樹脂や金属等の光を透過しない材料により形成されたケースである。
【００２１】
図３は、本実施形態の測距装置１０の測距方法を説明するための断面図である。また、図４には測距センサ３０の断面図を示す。図４に示すように、本実施形態の測距センサ３０は、基板３３の上において互いに間隔を設けて設置された発光部３１、受光部３２ａ、受光部３２ｂを有して構成されている。そして、基板３３、発光部３１、受光部３２ａ、及び受光部３２ｂは封止樹脂３５により樹脂モールドされている。また、樹脂モールドされた基板３３はケース３４内に配置されており、ケース３４には、発光部３１、受光部３２ａ、及び受光部３２ｂと対向する位置に開口部が設けられている。発光部３１には赤外線発光ダイオードを用い、ピーク波長９４０ｎｍの赤外線を出射することができる。また、受光部３２ａ、受光部３２ｂにはフォトダイオードが用いられており、受光部３２ａ、及び受光部３２ｂで受光した光の強度を検出することができる。
【００２２】
図３に示すように、被測定物２０の収納部分２０ａの上方において、遮光部２２の内面に測距センサ３０が設けられている。発光部３１は収納部分２０ａに出射光を出射して、出射光のうち収納部分２０ａで反射された反射光を受光部３２ａ、及び受光部３２ｂが受光する。２つの受光部３２ａ、受光部３２ｂは所定の間隔を設けて配置されており、２つの受光部３２ａ及び受光部３２ｂで受光する光の強度比に基づいて、発光部３１と収納部分２０ａとの距離を検出することができる。すなわち、被測定物２０の赤外光に対する反射率が求められていれば、距離と光の強度比との関係はあらかじめ求められることができ、光の強度比と距離との関係、及び測定した光の強度比に基づいて距離を検出できる。
【００２３】
図５は、本実施形態の測距装置１０について、発光部３１と収納部分２０ａとの距離と、受光部３２ａ及び受光部３２ｂで受光する光の強度比との関係を示すグラフである。受光部３２ａで受光する光の強度をＤ１、受光部３２ｂで受光する光の強度をＤ２としたときに、反射光強度比はＤ２／Ｄ１（％）で算出している。また、収納部分２０ａの光の反射率は５０％とした。図５に示すように発光部３１と収納部分２０ａとの距離が大きくなるに従って反射光強度比が大きくなる傾向を示している。発光部３１と収納部分２０ａの距離が１ｃｍ〜８ｃｍの範囲において、反射光強度比が０〜約９０％まで変化している。この反射光強度比に基づいて発光部３１と収納部分２０ａとの距離を求めることができる。
【００２４】
また、本実施形態では受光部２０を２つ設けているが、受光部２０が１つの場合であっても、反射光の強度に基づいて発光部３１と収納部分２０ａとの距離を検出することができる。図６は、発光部３１と収納部分２０ａとの距離と、受光部３２ａで受光する光の強度との関係を示すグラフである。図６に示すように発光部３１と収納部分２０ａとの距離が大きくなるに従って反射光強度が小さくなる傾向を示している。特に発光部３１と収納部分２０ａとの距離が１ｃｍ〜６ｃｍの範囲において、反射光強度が大きく変化しており、図５に示した測距方法に比べて、発光部３１と収納部分２０ａとの距離が小さい範囲において有効である。このように、受光部２０が１つの場合であっても、反射光強度に基づいて発光部３１と収納部分２０ａとの距離が求められる。
【００２５】
被測定物２０として、赤外光を反射する材料を用いることが好ましい。例えば、被測定物２０には、シート状に形成されたアルミニウム等の金属材料や、シート状の金属材料を布や樹脂フィルムに貼り合わせたものを用いることができる。あるいは、酸化チタン等の白色系の酸化物や、酸化チタンを含む複合酸化物等を用いて、樹脂に混ぜ合わせて形成した樹脂フィルムを用いることができる。
【００２６】
本実施形態においては、巻き取り軸２１と発光部３１とを所定の距離となるように配置することにより、発光部３１と収納部分２０ａとの距離に基づいて収納部分２０ａの合計厚さが得られる。被測定物２０の厚さを求めておけば、収納部分２０ａの合計厚みから収納部分２０ａの巻き取られた長さが得られる。そして、被測定物２０の全体の長さから収納部分２０ａを減じることにより、展開部分２０ｂの長さを求めることができる。よって、発光部３１と収納部分２０ａとの距離に基づいて、被測定物２０のうち遮光部２２により遮光されていない外方へ展開された展開部分２０ｂの長さを検出することができる。なお、本実施形態においては、収納部分２０ａがロール状に巻き取られているため、容易に収納部分２０ａの長さを求めることができる。
【００２７】
以上のように、測距センサ３０により、発光部３１と収納部分２０ａとの距離を測定して被測定物２０のうち展開された展開部分２０ｂの長さを検出するため、直接展開部分２０ｂの位置を測定する必要がない。よって、発光部３１から収納部分２０ａまで、収納部分２０ａから受光部３２ａまで、及び収納部分２０ａから受光部３２ｂまでの光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃについて、外光を横切らずに設けることができ、展開部分２０ｂの長さを検出できる。また、図９及び図１０で示す従来例のように展開部分の位置を直接検出する方法では、外光のノイズの影響を防ぐためには、被測定物全体を遮光部で覆う必要があり、現実的では無かった。本実施形態の測距装置１０によれば、収納部分２０ａは小さい領域内にロール状に収納されており、また、発光部３１から収納部分２０ａまでの距離を測定する。よって、発光部３１と収納部分２０ａとの光路４０ａは、従来例の測距装置２１０における発光部２３１と展開部分２５１ｂとの光路２４０ａより短く設けることができる。したがって、光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃを遮光するように遮光部２２を設けることが容易であり、外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる。
【００２８】
本実施形態においては、発光部３１、受光部３２ａ、受光部３２ｂ及び収納部分２０ａが遮光部２２の内部に配置されている。しかし、この態様に限定されず、発光部３１から収納部分２０ａまで、収納部分２０ａから受光部３２ａまで、及び収納部分２０ａから受光部３２ｂまでの光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃのみが遮光部２２によって外光から遮光されている場合であっても同様の効果を奏する。例えば、測距センサ３０を遮光部２２の外側面に設ける構成や、図３に示す収納部分２０ａの上半分以上を遮光部２２で覆い、遮光部２２と被測定物２０とで形成される空間の内部に光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃが設けられているように遮光部２２を設ける構成であっても、外光を遮蔽して誤検出を防止できる。
【００２９】
また、測距センサ３０が設置される位置は、収納部分２０ａの上方に限定されず、光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃが遮光部２２によって外光から遮光される位置であればよい。
【００３０】
なお。遮光部２２の内面には、発光部３１から出射された出射光及び被測定物２０（収納部分２０ａ）からの反射光が遮光部２２の内面で反射することを防止する反射防止機能を設けることが好ましい。これによれば、遮光部２２の内部において複数回反射した光が受光部３２ａ、受光部３２ｂに受光されて、誤検出が発生することを防止することができる。反射防止機能として、例えば、遮光部２２の内面に反射防止膜をコーティングする方法や、微少の凹凸部を発光部３１から出射された出射光の波長以下のピッチで規則的に配列する方法が知られている。
【００３１】
図７には、本実施形態の測距装置１０の変形例を示す。本実施形態においては、被測定物２０の収納部分２０ａが折り畳まれて収納されており、また、収納部分２０ａの折り畳まれた面に発光部３１が出射可能なように、測距センサ３０が遮光部２２の側面に設けられている。そして、発光部３１から収納部分２０ａまで、収納部分２０ａから受光部３２ａまで、及び収納部分２０ａから受光部３２ｂまでの光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃが遮光部２２によって外光から遮光されている。
【００３２】
このような態様であっても、発光部３１と収納部分２０ａとの距離に基づいて被測定物２０のうち展開された展開部分２０ｂの長さを検出することができる。よって、直接展開部分２０ｂの長さを計測する必要がないため、外光を横切るように発光部３１から被測定物２０までの光路４０ａを設けることなく展開部分２０ｂの長さを検出できる。また、遮光部２２によって外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる。
【００３３】
このような測距装置１０は、建物の窓に設けられるブラインド装置などに用いることができる。
【００３４】
図８は、本実施形態の測距装置１０を車両用のサンルーフシェイド装置１１に適用したときの断面図である。図８に示すように、車体５０の天井部分に外光を取り込むための天窓５１が設けられており、天窓５１の車内側にサンルーフシェイド装置１１が設けられている。被測定物２０の展開部分２０ｂを引き出すことにより、展開部分２０ｂがスクリーンとなって天窓５１から入射する外光を遮ることができる。また、被測定物２０を収納することにより、天窓５１から外光を取り入れることができる。
【００３５】
車両用のサンルーフシェイド装置１１において、展開部分２０ｂの展開及び収納はモータ駆動によって行われる。操作者がサンルーフシェイドの開閉スイッチを入力すると、被測定物２０が展開し、または、収納される。被測定物２０は柔軟なシート状の材料であり、展開部分２０ｂがたわむことを防止するために、展開部分２０ｂの展開方向にガイド（図示しない）が設けられており、これに沿って展開又は収納される。なお、被測定物２０の展開及び収納は、巻き取り軸２１及び遮光部２２を固定して展開部分２０ｂを開閉する方法であっても、展開部分２０ｂの端部を固定して、巻き取り軸２１及び遮光部２２を移動させて展開部分２０ｂを開閉する方法であってもよい。
【００３６】
サンルーフシェイド装置１１において、展開部分２０ｂの開閉はモーターの回転数から検出することも可能であるが、モーターは回転していてもサンシェードを巻き取るための駆動部のギアが故障し空回りを起こしてしまうことがある。この場合、展開部分２０ｂは開いている状態にも係らず、閉まっているという誤った情報を出力してしまうという問題があった。
【００３７】
本実施形態の測距装置１０を車両用のサンルーフシェイド装置１１に適用して、測距センサ３０により展開部分２０ｂの開閉を検出できるため、駆動部のギアが故障した場合であっても展開部分２０ｂの開閉を確実に検出することができる。そして、測距装置１０の情報に基づいて、モーター駆動に適切な情報を出力し、また、操作者に注意を促すことができる。
【００３８】
また、測距装置１０をサンルーフシェイド装置１１に用いた場合であっても、測距センサ３０の発光部３１と収納部分２０ａとの距離を測定して被測定物２０のうち展開された展開部分２０ｂの長さを検出するため、直接展開部分２０ｂを測定する必要がない。よって、天窓５１から入射する外光を横切るように発光部３１から被測定物２０までの光路４０ａを設けることなく、展開部分２０ｂの長さを検出できる。また、発光部３１から収納部分２０ａまでの距離を測定することから、発光部３１から収納部分２０ａまで、及び収納部分２０ａから受光部３２ａ、受光部３２ｂまでの光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃについて、遮光部２２を設けて、容易に遮光することができる。したがって、外光によるノイズを抑制して誤検出を防止することができる。
【００３９】
なお、図８では説明のために収納部分２０ａ、測距センサ３０、及び遮光部２２を車体５０の天井部に図示しているが、実際には車内のデザイン性を考慮して、車体５０の天井の外板と車内の天板との間に遮光部２２を収容することも可能である。この場合、車体５０の天井の外板及び車内の天板を、遮光部２２として用いて、発光部３１から収納部分２０ａまで、及び収納部分２０ａから受光部３２ａ、受光部３２ｂまでの光路４０ａ、４０ｂ、４０ｃを外光から遮光することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  測距装置
１１  サンルーフシェイド装置
２０  被測定物
２０ａ  収納部分
２０ｂ  展開部分
２１  巻き取り軸
２２  遮光部
３０  測距センサ
３１  発光部
３２  受光部
３２ａ、３２ｂ  受光部
３３  基板
３４  ケース
３５  封止樹脂
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  光路
【図１】
2014048139.tif 000003
【図２】
2014048139.tif 000004
【図３】
2014048139.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014048139.tif 000007
【図６】
2014048139.tif 000008
【図７】
2014048139.tif 000009
【図８】
2014048139.tif 000010
【図９】
2014048139.tif 000011
【図１０】
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