(57)【要約】【課題】筐体の赤外領域の波長の光を反射する際の反射性能の低下を抑制することができる赤外線センサを提供すること。【解決手段】赤外領域の波長の光を発光する発光素子２と、赤外領域の波長の光を受光する受光素子３と、発光素子２が配置される発光側筒状部４１と、受光素子３が配置される受光側筒状部４２とを有する筐体４と、発光素子２が発光した光を筐体外部に透過する樹脂製の発光側レンズ５と、筐体外部の測定対象物Ｓにより反射された発光素子２が発光した光を受光側筒状部４２に透過する樹脂製の受光側レンズ６と、を備える。筐体４は、発光側筒状部４１および受光側筒状部４２を形成し、かつ赤外領域の波長の光を反射する金属製の金属本体部４３と、赤外領域の波長の光を透過し、かつ金属本体部４３の表面を被覆する樹脂製の被覆部４４と、発光素子２が発生した熱を筐体外部に放熱する放熱部４５と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外領域の波長の光を発光する発光素子と、
前記赤外領域の波長の光を受光する受光素子と、
前記発光素子が底部に配置される発光側筒状部と、前記受光素子が底部に配置される受光側筒状部とを有する筐体と、
前記発光側筒状部の先端部に配置され、かつ前記発光素子が発光した光を筐体外部に透過する樹脂製の発光側レンズと、
前記受光側筒状部の先端部に配置され、かつ前記筐体外部の測定対象物により反射された前記発光素子が発光した光を前記受光側筒状部に透過する樹脂製の受光側レンズと、
前記筐体は、
少なくとも前記発光側筒状部および前記受光側筒状部を形成し、かつ前記赤外領域の波長の光を反射する金属製の金属本体部と、
前記赤外領域の波長の光を透過し、かつ前記金属本体部の表面を被覆する樹脂製の被覆部と、
前記発光素子が発生した熱を前記筐体外部に放熱する放熱部と、
を有する、
ことを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線センサにおいて、
前記金属本体部は、銅または銅合金により形成されている、
赤外線センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の赤外線センサにおいて、
前記発光側レンズおよび前記受光側レンズは、前記被覆部と同一樹脂製であり、前記被覆部と一体に形成されている、
赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるセンサとして、赤外領域の波長の光を利用した赤外線センサが提案されている。赤外線センサにおいては、赤外領域の波長の光を発光する発光素子と、測定対象物により反射された発光素子が発光した光を受光する受光素子と有する。赤外線センサは、発光素子が発光する際に熱を発生するため、放熱性を考慮し、筐体が金属製のものがある。ここで、ＬＥＤなどの発光素子は、発光した際の熱量が大きいため、発光素子を収容する筐体が放熱部を有するとともに、発光素子が発光した光を反射する反射部を有するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７９０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、赤外線センサにおいては、赤外領域の波長の光を反射する金属を筐体として用いることとなるが、筐体が外部に露出した状態であると、経年劣化として酸化が進むこととなる。酸化が進むと筐体の反射部としての性能、すなわち反射性能が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みて、筐体の赤外領域の波長の光を反射する際の反射性能の低下を抑制することができる赤外線センサ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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る赤外線センサは、赤外領域の波長の光を発光する発光素子と、前記赤外領域の波長の光を受光する受光素子と、前記発光素子が底部に配置される発光側筒状部と、前記受光素子が底部に配置される受光側筒状部とを有する筐体と、前記発光側筒状部の先端部に配置され、かつ前記発光素子が発光した光を筐体外部に透過する樹脂製の発光側レンズと、前記受光側筒状部の先端部に配置され、かつ前記筐体外部の測定対象物により反射された前記発光素子が発光した光を前記受光側筒状部に透過する樹脂製の受光側レンズと、前記筐体は、少なくとも前記発光側筒状部および前記受光側筒状部を形成し、かつ前記赤外領域の波長の光を反射する金属製の金属本体部と、前記赤外領域の波長の光を透過し、かつ前記金属本体部の表面を被覆する樹脂製の被覆部と、前記発光素子が発生した熱を前記筐体外部に放熱する放熱部と、を有する、ことを特徴とする。
【０００７】
また、上記赤外線センサにおいて、前記金属本体部は、銅または銅合金により形成されている、ものである。
【０００８】
また、上記赤外線センサにおいて、前記発光側レンズおよび前記受光側レンズは、前記被覆部と同一樹脂製であり、前記被覆部と一体に形成されている、ものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る赤外線センサにおいては、赤外領域の波長の光を透過する樹脂製の被覆部が、赤外領域の波長の光を反射する金属製の金属本体部の表面を被覆するので、筐体の赤外領域の波長の光を反射する際の反射性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る赤外線センサを示す図である。
【図２】図２は、変形例に係る赤外線センサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る赤外線センサの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００１２】
〔実施形態〕
実施形態に係る赤外線センサについて説明する。図１は、実施形態に係る赤外線センサを示す図である。ここで、図１のＸ方向は、本実施形態における赤外線センサの幅方向である。Ｚ方向は、本実施形態における赤外線センサの上下方向であり、幅方向と直交する方向である。Ｚ１方向は上方向であり、Ｚ２方向は下方向である。
【００１３】
本実施形態に係る赤外線センサ１は、例えば、車両に搭載されるものであり、車両の前後左右方向に位置する車両、人、構造物などの測定対象物Ｓまでの距離を検出する検出センサである。赤外線センサ１は、赤外領域の波長の光（以下、単に「赤外線」とも称する）を測定対象物Ｓに向けて照射し、測定対象物Ｓにおいて反射した赤外領域の波長の光である反射光を受光することで、車両と測定対象物Ｓとの相対距離に基づいた出力値を車両に搭載された車両ＥＣＵに出力する。車両ＥＣＵは、入力された出力値に基づいて、車両の走行制御や、運転者に対する注意喚起制御などを行うものである。
【００１４】
赤外線センサ１は、図１に示すように、赤外線により、測定対象物Ｓまでの距離を検出するものであり、発光素子２と、受光素子３と、筐体４と、発光側レンズ５と、受光側レンズ６とを備える。ここで、赤外領域の波長の光とは、可視領域とは異なり、人間の目では視認することができない波長の光であり、例えば、７５０ｎｍ以上の波長の光であり、本実施形態では、７５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の近赤外線の波長の光である。
【００１５】
発光素子２は、赤外領域の波長の光を発光するものであり、測定対象物Ｓに対して赤外領域の波長の光Ｌ１を照射するものである。発光素子２は、例えば、波長９００ｎｍを中心とする光を発光するＬＥＤであり、車両ＥＣＵと電気的に接続されており、タイミングや光量などが発光制御される。
【００１６】
受光素子３は、赤外領域の波長の光Ｌ１を受光するものであり、測定対象物Ｓにおいて反射した発光素子２が照射した赤外領域の波長の光Ｌ１の反射光Ｌ２を受光するものである。受光素子３は、車両ＥＣＵと電気的に接続されており、反射光Ｌ２に基づいた出力値（電圧値）が車両ＥＣＵに出力される。
【００１７】
筐体４は、発光素子２および受光素子３を収容するものであり、発光側筒状部４１と、受光側筒状部４２と、金属本体部４３と、被覆部４４と、放熱部４５とを有する。
【００１８】
発光側筒状部４１は、発光側空間部４ａに発光素子２が収容されるものである。本実施形態における発光側筒状部４１は、円筒状の本体部４１ａの下方向側に底部４１ｂが形成され、上方向側に開口部４１ｃが形成されている。発光側筒状部４１は、底部４１ｂに発光素子２が配置され、発光素子２が発光した赤外領域の波長の光Ｌ１を発光側レンズ５に集光するものである。
【００１９】
受光側筒状部４２は、受光側空間部４ｂに受光素子３が収容されるものであり、幅方向において、発光側筒状部４１と隣接して形成されている。本実施形態における受光側筒状部４２は、円筒状の本体部４２ａの下方向側に底部４２ｂが形成され、上方向側に開口部４２ｃが形成されている。受光側筒状部４２は、底部４２ｂに受光素子３が配置され、受光側レンズ６から受光側筒状部４２に入射した反射光Ｌ２を受光素子３に集光するものである。
【００２０】
金属本体部４３は、少なくとも発光側筒状部４１および受光側筒状部４２を形成するものである。本実施形態における金属本体部４３は、２つの金属本体部４３Ａ，４３Ｂにより構成され、金属本体部４３Ａが発光側筒状部４１を形成し、金属本体部４３Ｂが受光側筒状部４２を形成する。金属本体部４３は、赤外領域の波長の光を反射する金属製であり、例えば、銅製または銅合金製であり、赤外領域の波長の光の反射率が高く、赤外領域よりも波長として小さい可視光領域の波長の光の反射率が低い材料で構成されている。
【００２１】
被覆部４４は、金属本体部４３の表面を被覆するものである。本実施形態における被覆部４４は、発光側筒状部４１を形成する金属本体部４３Ａおよび受光側筒状部４２を形成する金属本体部４３Ｂの表面全部を被覆するものである。つまり、金属本体部４３は、表面のうち、外部に露出する部分がなく、金属本体部４３が大気と接触することを抑制する。ここで、被覆部４４は、発光側空間部４ａおよび受光側空間部４ｂをそれぞれ構成する各本体部４１ａ，４２ａの内周面に被覆されている。被覆部４４は、樹脂製であり、赤外領域の波長の光、例えば、７５０ｎｍ以上の波長の光を透過する合成樹脂である。被覆部４４は、赤外領域の波長の光を透過するものであれば、金属本体部４３から外部に熱を放熱するために熱伝導率の高い合成樹脂であってもよい。なお、筐体４は、被覆部４４により、発光側筒状部４１および受光側筒状部４２が一体に形成されている。被覆部４４は、インサート成形により、金属本体部４３と一体に形成されている。
【００２２】
放熱部４５は、発光素子２が発生した熱を筐体４の外部に放熱するものであり、ヒートシンクである。本実施形態における放熱部４５は、金属本体部４３Ａにより構成されており、複数のフィンが底部４１ｂから下方向側に突出して形成されていることで構成されている。放熱部４５は、金属本体部４３Ａで構成されているため被覆部４４により表面が被覆されている。
【００２３】
発光側レンズ５は、発光素子２が発光した光Ｌ１を筐体４の外部に透過するものである。発光側レンズ５は、発光側筒状部４１の先端部、すなわち本体部４１ａの上方向側端部に配置され、開口部４１ｃを覆って形成されている。発光側レンズ５は、凸レンズであり、赤外領域の波長の光Ｌ１を測定対象物Ｓに向かって集光させるものである。発光側レンズ５は、樹脂製であり、赤外領域の波長の光、例えば、７５０ｎｍ以上の波長の光を透過する合成樹脂である。本実施形態における発光側レンズ５は、被覆部４４と同一樹脂製、すなわち同一の合成樹脂であり、被覆部４４のうち、発光側筒状部４１の本体部４１ａの内周面を被覆する部分と一体に形成されている。
【００２４】
受光側レンズ６は、筐体４の外部の測定対象物Ｓにより反射された発光素子２が発光した光、すなわち反射光Ｌ２を受光側筒状部４２に透過するものである。受光側レンズ６は、受光側筒状部４２の先端部、すなわち本体部４２ａの上方向側端部に配置され、開口部４２ｃを覆って形成されている。受光側レンズ６は、凸レンズであり、反射光Ｌ２を受光素子３に向かって集光させるものである。受光側レンズ６は、樹脂製であり、赤外領域の波長の光、例えば、７５０ｎｍ以上の波長の光を透過する合成樹脂である。本実施形態における受光側レンズ６は、被覆部４４と同一樹脂製、すなわち同一の合成樹脂であり、被覆部４４のうち、受光側筒状部４２の本体部４２ａの内周面を被覆する部分と一体に形成されている。
【００２５】
次に、本実施形態における赤外線センサ１の動作について説明する。まず、赤外線センサ１は、車両ＥＣＵの制御により、赤外線を測定対象物Ｓに対して照射する。ここでは、発光素子２は、車両ＥＣＵにより発光制御が行われることで、赤外領域の波長の光Ｌ１を発光する。赤外領域の波長の光Ｌ１は、発光側レンズ５に直接入射するものと、発光側筒状部４１に向かうものとがある。赤外領域の波長の光Ｌ１のうち、発光側筒状部４１に向かうものは、本体部４１ａを被覆する被覆部４４を透過し、本体部４１ａにおいて反射することで、発光側レンズ５に入射する。発光側レンズ５に入射した発光素子２が発光した赤外領域の波長の光Ｌ１は、測定対象物Ｓに照射される。発光素子２が測定対象物Ｓに向けて照射した赤外領域の波長の光Ｌ１は、一部が測定対象物Ｓにおいて反射することで反射光Ｌ２（測定対象物Ｓにより反射された発光素子２が発光した光）となる。反射光Ｌ２の一部は、受光側レンズ６に入射する。受光側レンズ６に入射した反射光Ｌ２は、受光素子３に直接入射するものと、受光側筒状部４２に向かうものとがある。反射光Ｌ２のうち、受光側筒状部４２に向かうものは本体部４２ａを被覆する被覆部４４を透過し、本体部４２ａにおいて反射することで、受光素子３に入射する。受光素子３は、入射された反射光Ｌ２に基づいた出力値を車両ＥＣＵに出力する。なお、車両ＥＣＵは、発光素子２が発光してから、受光素子３が受光するまでの時間（遅延時間）に基づいて、赤外線センサ１が搭載されている車両から測定対象物Ｓまでの相対距離を算出する。
【００２６】
以上により、本実施形態に係る赤外線センサ１では、発光側筒状部４１および受光側筒状部４２を形成し、かつ赤外領域の波長の光Ｌ１，Ｌ２を反射する金属製の金属本体部４３の表面が、赤外領域の波長の光Ｌ１，Ｌ２を透過する樹脂製の被覆部４４により被覆されている。金属本体部４３は、表面が被覆部４４により被覆されていることで、大気と接触することが抑制されるため、金属本体部４３の酸化が抑制される。従って、金属本体部４３の酸化による反射率の低下が抑制されることとなり、筐体４の反射性能の低下を抑制することができる。また、発光素子２が発光した赤外領域の波長の光Ｌ１は、被覆部４４を透過し、金属本体部４３において反射され、発光側レンズ５を介して測定対象物Ｓに照射されることとなり、発光素子２が発光した赤外領域の波長の光Ｌ１を効率よく測定対象物Ｓに照射することができる。一方、受光側レンズ６を介して受光側筒状部４２に入射された測定対象物Ｓからの反射光Ｌ２は、被覆部４４を透過し、金属本体部４３において反射されるので、反射光Ｌ２を効率よく受光素子３に入射することができる。赤外線センサ１は、経年劣化による影響を抑制しつつ、赤外領域の波長の光Ｌ１，Ｌ２を測定対象物Ｓに効率よく照射することができるとともに、測定対象物Ｓにおいて反射した赤外領域の波長の光である反射光Ｌ２を効率よく受光することができるので、測定対象物Ｓに対する検出精度を向上することができる。つまり、赤外線センサ１は、放熱部材の機能を有する筐体４において、赤外領域の波長の光Ｌ１，Ｌ２を反射する反射部材としての機能を持たせるとともに、反射部材としての機能を効率よく向上させることができる。
【００２７】
また、筐体４は、発光素子２が発生した熱が被覆部４４を介して金属本体部４３に伝熱し、大部分が放熱部４５から放熱される。金属本体部４３は、被覆部４４と比較して熱伝導率がよいので、発光素子２が発生した熱が発光素子２の近傍に留まることを抑制することができる。赤外線センサ１は、放熱性能と、赤外領域の波長の光を反射する際の反射性能との両立を図ることができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る赤外線センサ１では、金属本体部４３が銅製また銅合金製であり、赤外領域の波長の光Ｌ１，Ｌ２の反射率が高く、赤外領域よりも波長として小さい可視光領域の波長の光の反射率が低い材料で構成されている。赤外線センサ１は、受光側レンズ６を介して、受光側筒状部４２に入射した反射光Ｌ２が筐体４により吸収されることが抑制されるので、発光素子２から測定対象物Ｓに向けて照射される赤外領域の波長の光Ｌ１が減少することを抑制することができるとともに、受光素子３に受光される測定対象物Ｓからの反射光Ｌ２が減少することを抑制することができる。また、赤外線センサ１は、外部からの可視光領域の波長の光Ｌ３のうち、受光側筒状部４２に向かうものは、本体部４２ａを被覆する被覆部４４を透過するが、本体部４２ａにおいて反射することが抑制される。赤外線センサ１は、外部からの可視光領域の波長の光Ｌ３が受光素子３に入射されることを抑制することができるので、可視光領域の波長の光Ｌ３のうち、赤外領域に近い波長の光が受光素子３に入射されることによる影響を抑制することができる。赤外線センサ１は、測定対象物Ｓに対する検出精度を向上することができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る赤外線センサ１では、発光側レンズ５および受光側レンズ６が被覆部４４と一体に形成されている。赤外線センサ１は、発光側レンズ５および受光側レンズ６と筐体４とが別体で、発光側レンズ５および受光側レンズ６を発光側筒状部４１および受光側筒状部４２に取り付ける際に、熱加工などで取り付けることによる精度の低下を抑制することができる。また、赤外線センサ１は、発光素子２と発光側レンズ５との相対位置、および受光素子３と受光側レンズ６との相対位置を予め設定された相対位置関係を容易に実現することができる。また、赤外線センサ１は、発光素子２と発光側レンズ５との相対位置、および受光素子３と受光側レンズ６との相対位置を自由に設定することができる。また、赤外線センサ１は、発光側レンズ５および受光側レンズ６が被覆部４４と一体に形成されていることで、部品点数を削減することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態における赤外線センサ１は、放熱部４５が被覆部４４により被覆されているがこれに限定されるものではなく、金属本体部４３のうち、放熱部４５を構成する部分の表面に酸化を抑制する金属メッキ処理を行ってもよい。
【００３１】
また、上記実施形態における赤外線センサ１は、被覆部４４を可視光領域の波長の光Ｌ３を吸収する合成樹脂により構成してもよい。この場合は、赤外線センサ１は、外部からの可視光領域の波長の光Ｌ３のうち、受光側筒状部４２に向かうものは、被覆部４４により吸収されるため、本体部４２ａにおいて反射することがさらに抑制される。赤外線センサ１は、可視光領域の波長の光Ｌ３のうち、赤外領域に近い波長の光が受光素子３に入射されることによる影響をさらに抑制することができ、測定対象物Ｓに対する検出精度をさらに向上することができる。
【００３２】
また、上記実施形態における赤外線センサ１は、発光側筒状部４１を形成する金属本体部４３Ａおよび受光側筒状部４２を形成する金属本体部４３Ｂが被覆部４４により一体に形成されているが、これに限定されるものではない。赤外線センサ１は、例えば、固定部材により、金属本体部４３Ａおよび金属本体部４３Ｂを一体に固定してもよい。また、赤外線センサ１は、例えば、１つの金属本体部４３により、発光側筒状部４１および受光側筒状部４２を形成してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態における赤外線センサ１は、金属本体部４３が銅製または銅合金製であるが、これに限定されるものではない。赤外線センサ１は、発光素子２が発光する赤外領域の波長の光Ｌ１に対応した金属により金属本体部４３を構成すればよく、例えば、金または金合金であってもよい。
【００３４】
なお、上記実施形態における赤外線センサ１は、放熱部４５を金属本体部４３より形成したがこれに限定されるものではない。図２は、変形例に係る赤外線センサを示す図である。変形例に係る赤外線センサ１は、図２に示すように、放熱部４５が被覆部４４により構成されていてもよい。この場合、被覆部４４は、熱伝導率が高い合成樹脂であることが好ましい。
【００３５】
また、上記実施形態における赤外線センサ１は、発光側レンズ５および受光側レンズ６と被覆部４４とが一体に形成されているが、これに限定されるものではなく、図２に示すように、発光側レンズ５および受光側レンズ６と被覆部４４とあｇ別体に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  赤外線センサ
２  発光素子
３  受光素子
４  筐体
４１  発光側筒状部
４２  受光側筒状部
４３，４３Ａ，４３Ｂ  金属本体部
４４  被覆部
４５  放熱部
５  発光側レンズ
６  受光側レンズ
【図１】
2018194414.tif 000003
【図２】
2018194414.tif 000004