(57)【要約】【課題】  投射窓部に水滴が付着しても、それによって距離検出範囲が変化することを防止し、誤検出を防止できる距離検出装置を提供する。【解決手段】  投射窓部１ｃの表面に親水層を施す。これにより、投射窓部１ｃに水滴が付着したとしても、その水滴によってレーザ光があまり散乱しないようにすることができる。このため、ドライ状態とウェット状態とで距離検出範囲に差が無いものとすることができる。したがって、距離検出装置が、先行車両が実際よりも幅広なものとして検出されたりしてしまう等の誤検出を行ってしまうことを防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１、１ａ、１ｂ）と、
前記ケース内に配置され、探査光を照射する発光部（２）と、
前記ケースに形成され、前記発光部からの前記探査光を通過させる光通過面を有する透光性材料で構成された投射窓部（１ｃ）と、
前記ケース内に配置され、前記探査光の反射光を受け取る受光部（６）と、
前記ケースに形成され、前記受光部が受け取る前記反射光を通過させる光通過面を有する透光性材料で構成された入射窓部（１ｄ）とを備え、
前記発光部が照射した前記探査光を前記投射窓部を通じて前記ケースの外部に向けて照射したのち、前記ケースの外部で反射してきた前記探査光を前記受光部で受け取り、それに基づいて前記探査光が反射させられた障害物までの距離を検出する距離検出装置であって、
前記投射窓部のうち、前記ケースの外部に晒される表面には親水層（１ｃｃ）が形成されていることを特徴とする距離検出装置。
【請求項２】
前記親水層は、酸化ケイ素によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の距離検出装置。
【請求項３】
前記投射窓部は、ガラス基材（１ｃａ）と、このガラス基材の表面に形成された光触媒層（１ｃｂ）とを有して構成され、前記親水層は、前記光触媒層の表面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の距離検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載され、光波によって先行車等との距離を測定する距離検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に搭載される距離検出装置として、例えばレーザ光によって先行車等の障害物との距離を測定するもの（レーザレーダ）が知られている。この距離検出装置は、レーザダイオードを断続的に発光させて車両の前方に照射し、前方の障害物からの反射光をフォトセンサで検出し、発光時刻と受光時刻との時間差に基づいて、障害物までの距離を測定する。
【０００３】
具体的には、距離検出装置は、レーザ光を照射する発光部と、そのレーザ光を反射する六角錐台形状状の回転可能なスキャンミラーとなるポリゴンミラーと、反射してきたレーザ光を受け取る受光部とを備えた構成となっている。このような構成により、発光部が照射したレーザ光をポリゴンミラーにて反射させて車両前方に導く。このとき、ポリゴンミラーを回転させることで、ポリゴンミラーの各側面に発光部からのレーザ光が当たるようにすることで、ポリゴンミラーでのレーザ光の反射角度を調整し、車両前方の所定範囲にレーザ光がスキャンされるようにする。そして、車両前方の障害物で反射したレーザ光を受光部で受け取ることで距離の測定を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この距離検出装置では、本装置が車両という過酷な環境下に晒されるものに用いられることから、埃などの異物や水分による結露などから上述したスキャニング機構や光学部品、電子回路を守るために、密閉されたケース内に各部品を収容している。このため、発光部からのレーザ光をケース外に投射するための投射窓部と反射してきたレーザ光を受け取る入射窓部とをケースに備え、これらを透光部材によって構成している。
【特許文献１】特開２００２−０３１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の距離検出装置では、投射窓部が撥水性の高い材質、例えばガラスによって構成されている。このため、水滴が付着すると、図５（ａ）に示されるように、その水滴が投射窓部の表面から大きく盛り上がった丸みを帯びた状態となる。このような状態において、距離検出が行われると、図５（ｂ）に示されるように、付着した水滴が高い集光性能を有するレンズとして働いてしまい、それによりポリゴンミラーで反射されたレーザ光が大きく散乱させられてしまう。
【０００６】
このように、投射窓部に水滴が付着しているウェット状態の距離検出範囲を調べてみると、図６のように、水滴が付着していないドライ状態に比べ、ウェット状態の距離検出範囲が幅広になってしまう。このように距離検出範囲が幅広になってしまうと、例えば前方に存在する障害物が実際よりも幅広なものとして検出されてしまう等、距離検出装置が誤検出してしまうという問題を発生させる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、投射窓部に水滴が付着しても、それによって距離検出範囲が変化することを防止し、誤検出を防止できる距離検出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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ケース（１、１ａ、１ｂ）と、ケース内に配置され、探査光を照射する発光部（２）と、ケースに形成され、発光部からの探査光を通過させる光通過面を有する透光性材料で構成された投射窓部（１ｃ）と、ケース内に配置され、探査光の反射光を受け取る受光部（６）と、ケースに形成され、受光部が受け取る反射光を通過させる光通過面を有する透光性材料で構成された入射窓部（１ｄ）とを備え、発光部が照射した探査光を投射窓部を通じてケースの外部に向けて照射したのち、ケースの外部で反射してきた探査光を受光部で受け取り、それに基づいて探査光が反射させられた障害物までの距離を検出する距離検出装置であって、投射窓部のうち、ケースの外部に晒される表面には親水層（１ｃｃ）が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
このように、投射窓部の表面に親水層を施すことにより、投射窓部に水滴が付着したとしても、その水滴によってレーザ光があまり散乱しないようにすることができる。このため、ドライ状態とウェット状態とで距離検出範囲に差が無いものとすることができる。したがって、先行車両が実際よりも幅広なものとして検出されたりしてしまう等、距離検出装置が誤検出してしまうことを防止することができる。
【００１０】
例えば、請求項２に示されるように、親水層を酸化ケイ素によって構成することができる。また、請求項３に示されるように、投射窓部をガラス基材（１ｃａ）と光触媒層（１ｃｂ）とを有した構成とし、その光触媒層の表面に親水層を施すことができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用した距離検出装置の断面構造を図１に示す。以下、この図に基づいて距離検出装置の構造について説明する。
【００１３】
図１に示される距離検出装置は、車両に搭載されるもので、例えば、図１における紙面右方向が車両前方を向くように配置され、例えばオートクルーズ時に車両前方の先行車等の障害物と自車両との距離を検出するレーザレーダとして用いられる。
【００１４】
距離検出装置は、略立方体形状で構成された樹脂製のケース１内に各種部品が収容されて構成されている。
【００１５】
ケース１は、第１ケース部１ａと第２ケース部１ｂとによって構成されている。第１ケース部１ａは、一面が開口する箱型を成しており、この第１ケース部１ａによって構成される収容スペース内に、各種部品が収容されるようになっている。第１ケース部１ａは、基本的には同じ材料の樹脂によって構成されているが、第１ケース部１ａのうち車両前方に向けられる面において、上下に並べられて、例えばガラスやアクリル樹脂等の透光性部材によって構成された投射窓部１ｃと入射窓部１ｄが備えられた構成となっている。
【００１６】
図２は、投射窓部１ｃの断面構成を示したものである。この図に示されるように、投射窓部１ｃは、ガラス基材１ｃａに加え、このガラス基材１ｃａの表面に形成された光触媒層１ｃｂおよびこの光触媒層１ｃｂの表面に形成された濡れ性の高い親水層１ｃｃによって構成されている。親水層１ｃｃは、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ2）によって構成される。光触媒層１ｃｂは、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）によって構成される。
【００１７】
そして、このように構成される投射窓部１ｃは、親水層１ｃｃがケース１の外側、つまり外部に晒される側に露出するように配置されている。すなわち、光触媒層１ｃｂによって光触媒活性を図りつつ、外部に晒される表面は親水層１ｃｃが配置されるような構成となっている。
【００１８】
図３は、投射窓部１ｃにおける親水層１ｃｃの表面に水滴を付着させたときの様子を示した図であり、（ａ）は正面からの様子を示した図、（ｂ）は、水滴部分の断面およびそのときのレーザ光の経路を示した図である。
【００１９】
これらの図に示されるように、投射窓部１ｃの表面には親水層１ｃｃが施されているため、雨滴などによる水滴が投射窓部１ｃに付着したとしても、親水層１ｃｃの濡れ性が高く、その水滴は投射窓部１ｃの表面において広がる。このため、図３（ｂ）に示されるように、光の散乱が小さく、あまり集光機能を有するレンズとして働かないようにできる。
【００２０】
第２ケース部１ｂは、例えば樹脂などによって構成され、第１ケース部１ａの開口した面に組みつけられている。
【００２１】
なお、これら第１、第２ケース部１ａ、１ｂによって構成されるケース１の一部、例えば紙面手前側の一面には、図示していないが、ケース１から部分的に突出したコネクタが配置されている。そして、このコネクタを介して、ケース１内外の電気的接続が行えるようになっている。
【００２２】
このように構成されるケース１内に、各種部品が収容されている。具体的には、ケース１における下方位置には、発光部２、反射ミラー３およびポリゴンミラー４が備えられていると共に、距離検出装置を制御するための制御部（図示せず）などが備えられえた回路基板５が備えられている。また、ケース１における上方位置には、入射窓部１ｄと対向するように受光部６も配置されている。
【００２３】
発光部２は、回路基板５に備えられた制御部からの駆動信号に基づいて駆動されるもので、反射ミラー３に向けてレーザ光の照射を行うようになっている。例えば、この発光部２は、レーザダイオードによって構成され、パルス状のレーザ光（探査光）を発生するようになっている。
【００２４】
反射ミラー３は、発光部２が発したレーザ光を反射し、ポリゴンミラー４に向けて照射するためのものである。この反射ミラー３は、ケース１の内壁に固定された支持部７により、ケース１に対して揺動可能に支持されている。そして、回路基板５に備えられた制御部によって駆動される図示しないモータに反射ミラー３が揺動されることで、紙面垂直方向を軸とした反射角度の微調整（例えば、１度程度の調整）が行われるようになっている。
【００２５】
ポリゴンミラー４は、六角錐の先端部分を切り取ったような六角錐台状の形状を成している。このポリゴンミラー４は、ケース１の下面側において、回路基板５上に六角錐軸を中心として回転可能なように支持されており、回路基板５に備えられた制御部によって駆動される図示しないモータによって回転駆動されるようになっている。このポリゴンミラー４は、その側面がすべて反射ミラーとして働くようになっており、スキャンミラーとして機能する。
【００２６】
具体的には、ポリゴンミラー４は、発光部２が発したレーザ光が反射ミラー３で反射されると、そのレーザ光をさらに反射させ、第１ケース部１ａの投射窓部１ｃを通じてその反射光を車両前方に導くようになっている。そして、モータによってポリゴンミラー４が駆動されると、その回転に応じてポリゴンミラー４の側面の角度が変わることから、反射光の投射角が変わり、車両前方における所定の範囲がスキャンされるようになっている。
【００２７】
受光部６は、フレネルレンズ６ａと例えばフォトダイオードによって構成される受光素子６ｂなどによって構成され、フレネルレンズ６ａによってレーザ光を集光し、受光素子６ｂに集光されたレーザ光が照射されるとその受光強度に対応する出力電流もしくは出力電圧を発生するようになっている。この受光部６により、ケース１の上方に照射されたレーザ光を検出できるようになっている。そして、この受光部６の出力電流もしくは出力電圧は、回路基板５に備えられた制御部に入力されるようになっている。
【００２８】
また、受光部６は、ポリゴンミラー４に対して縦置き、すなわちポリゴンミラー４の回転軸方向にずらされて配置されている。
【００２９】
次に、本実施形態のように構成された距離検出装置の作動について説明する。
【００３０】
上記構成の距離検出装置は、例えば車室内に備えられたオートクルーズコントロールのスイッチが投入されると、前方車両との距離の検出を行う。
【００３１】
まず、制御部からの駆動信号に基づいてモータが駆動され、反射ミラー３が所定の角度に調整される。そして、発光部２から所定のタイミングでレーザ光が照射され、そのレーザ光が反射ミラー３およびポリゴンミラー４で反射され、投射窓部１ｃから車両前方に照射される。このレーザ光が自車両の前方に位置する先行車両などによって反射すると、その反射光が入射窓部１ｄを通じてフレネルレンズ６ａで集められ、受光素子６ｂに照射される。
【００３２】
これにより、受光素子６ｂは受けたレーザ光の強度に応じた出力電流もしくは出力電圧を発生させる。これが制御部によって検知され、制御部は、そのレーザ光を照射したタイミングとレーザ光が検出されたタイミングの時間差、つまり入力時間差とレーザ光の速度とから次式より先行車両との距離を検出する。
【００３３】
（数１）
レーザ光の速度×入力時間差／２
このようにして先行車両と自車両との距離が検出されると、その検出結果に応じた出力がコネクタを介してケース１の外部、例えばエンジンＥＣＵやブレーキＥＣＵなどに出力される。これにより、先行車両と自車両との距離が所定距離に維持されるように、エンジン出力もしくは制動力が制御されるようになっている。
【００３４】
このような距離検出を行うに際し、投射窓部１ｄに雨滴などの水滴が付着した場合には、上述したように、投射窓部１ｄの表面に親水層１ｃｃが施されていることから、その水滴があまり集光機能を有するレンズとして働かず、レーザ光が水滴を通過したとしても、レーザ光の散乱が小さくなる。
【００３５】
その結果、本実施形態における距離検出装置を用いたときの距離検出範囲は、図４のようになり、ドライ状態とウェット状態とに差が無いことが判る。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の距離検出装置によれば、投射窓部１ｃの表面に親水層１ｃｃを施すことにより、投射窓部１ｃに水滴が付着したとしても、その水滴によってレーザ光があまり散乱しないようにすることができる。このため、ドライ状態とウェット状態とで距離検出範囲に差が無いものとすることができる。したがって、先行車両が実際よりも幅広なものとして検出されたりしてしまう等、距離検出装置が誤検出してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態における距離検出装置の断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す距離検出装置における投射窓部の断面図である。
【図３】投射窓部における親水層の表面に水滴を付着させたときの様子を示した図であり、（ａ）は正面からの様子を示した図、（ｂ）は、水滴部分の断面およびそのときのレーザ光の経路を示した図である。
【図４】図１に示す距離検出装置を用いたときの距離検出範囲を示した模式図である。
【図５】投射窓部の表面に水滴を付着させたときの様子を示した図であり、（ａ）は正面からの様子を示した図、（ｂ）は、水滴部分の断面およびそのときのレーザ光の経路を示した図である。
【図６】従来の距離検出装置を用いたときの距離検出範囲を示した模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ケース、１ａ…第１ケース部、１ｂ…第２ケース部、１ｃ…投射窓部、
１ｃａ…ガラス基材、１ｃｂ…光触媒層、１ｃｃ…親水層、１ｄ…入射窓部、
２…発光部、３…反射ミラー、４…ポリゴンミラー、５…回路基板、６…受光部、
６ａ…フレネルレンズ、６ｂ…受光素子、７…支持部。
【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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【図６】
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