(57)【要約】【課題】  気密構造を実現するための精度を緩和できる距離検出装置を提供する。【解決手段】  ケース１を構成する第１、第２ケース部１ａ、１ｂのうち、第１ケース部１ａを非透過型、第２ケース部１ｂを透過型となる材料で構成する。そして、第２ケース部１ｂ側からレーザ光を照射することで、第１ケース部１ａおよび第２ケース部１ｂとを全周レーザ溶接によって接合する。このレーザ溶接により、ケース１内の気密性を確保することが可能となる。【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、探査用電磁波を出射する電磁波出射部（２）と、
前記ケースに形成され、前記電磁波出射部からの前記探査用電磁波を通過させる電磁波通過面を有する投射窓部（１ｄ）と、
前記ケース内に配置され、前記探査用電磁波の反射波を受け取る電磁波受取部（６）と、
前記ケースに形成され、前記電磁波受取部が受け取る前記反射波を通過させる入射窓部（１ｅ）とを備え、
前記電磁波出射部が出射した前記探査用電磁波を前記投射窓部を通じて前記ケースの外部に向けて出射したのち、前記ケースの外部で反射してきた前記探査用電磁波を前記電磁波受取部で受け取り、それに基づいて前記探査用電磁波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、
前記ケースは、前記出射窓部および前記入射窓部が形成され、一面が開口した箱型の第１ケース部（１ａ）と、前記第１ケース部における前記一面に組みつけられる第２ケース部（１ｂ）とを有して構成され、前記第１ケース部における開口入口部分と前記第２ケースにおける外縁部分とが全周溶接されていることを特徴とする距離検出装置。
【請求項２】
前記第１ケース部には、前記第２ケース部の外縁部と一致するフランジ部（１ｆ）が備えられており、このフランジ部において、該第１ケース部と前記第２ケース部とが溶接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】
前記第１ケース部と前記第２ケース部のうちの一方はレーザ光を透過する透過型の材料で構成され、他方はレーザ光を透過しないもしくは透過し難い非透過型の材料で構成されており、前記第１ケース部および前記第２ケース部がレーザ溶接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、光波等の電磁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、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適用されることから、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。
【０００５】
図４は、この距離検出装置の斜視図を示したものであり、図５は、図４におけるＢ−Ｂ部の断面図を示したものである。
【０００６】
図４に示されるように、距離検出装置のケースＪ１は、例えば略直方体形状を成しており、第１ケース部（フロントケース）Ｊ２と第２ケース部（リアケース）Ｊ３の２つが組み合わさって構成されている。そして、図５に示されるように、第１ケース部Ｊ２と第２ケース部Ｊ３との接合箇所にＯリングＪ４を配置すると共に、図４に示されるように、第１、第２ケース部Ｊ２、Ｊ３の４隅を固定ネジＪ５によって締め付けることで、Ｏリング圧縮による気密構造を構成し、ケースＪ１内の気密性を確保している。
【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】
【０００７】
しなしながら、Ｏリング圧縮による気密構造では、ＯリングＪ４の適正圧縮率確保のために、ＯリングＪ４の寸法精度、シール部の面精度およびそれらを固定保持するための寸法精度を確保する必要がある。このため、気密構造を実現するために、様々な精度が要求されるという問題があり、コスト高の要因にもなる。
【０００８】
また、ＯリングＪ４を精巧に組み付けなければならないことから、組み付け時の工程が煩雑で、かつ工数拡大にもつながるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、気密構造を実現するための精度を緩和できる距離検出装置を提供することを目的とする。また、組み付け時の工程の煩雑化、工数拡大を抑制できる距離検出装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、探査用電磁波を出射する電磁波出射部（２）と、ケースに形成され、電磁波出射部からの探査用電磁波を通過させる電磁波通過面を有する投射窓部（１ｄ）と、ケース内に配置され、探査用電磁波の反射波を受け取る電磁波受取部（６）と、ケースに形成され、電磁波受取部が受け取る反射波を通過させる入射窓部（１ｅ）とを備え、電磁波出射部が出射した探査用電磁波を投射窓部を通じてケースの外部に向けて出射したのち、ケースの外部で反射してきた探査用電磁波を電磁波受取部で受け取り、それに基づいて探査用電磁波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、ケースは、出射窓部および入射窓部が形成され、一面が開口した箱型の第１ケース部（１ａ）と、第１ケース部における一面に組みつけられる第２ケース部（１ｂ）とを有して構成され、第１ケース部における開口入口部分と第２ケースにおける外縁部分とが全周溶接されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、第１ケース部と第２ケース部とを全周溶接によって接合している。このため、この溶接箇所によって気密性を確保することが可能となる。したがって、従来のようにＯリングを使用することなくシール性の確保を行うことができるため、Ｏリングの適正圧縮率確保のために必要とされた、Ｏリングの寸法精度、シール部の面精度およびそれらを固定保持するための寸法精度確保の必要がなくなる。このため、気密構造を実現するための精度を緩和することが可能となる。
【００１２】
例えば、請求項２に示されるように、第１ケース部に、第２ケース部の外縁部と一致するフランジ部（１ｆ）を備えておき、このフランジ部において、該第１ケース部と第２ケース部とが溶接されるようにすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、第１ケース部と第２ケース部のうちの一方はレーザ光を透過する透過型の材料で構成され、他方はレーザ光を透過しないもしくは透過し難い非透過型の材料で構成されており、第１ケース部および第２ケース部がレーザ溶接されていることを特徴としている。
【００１４】
このように、第１ケース部と第２ケース部のうちいずれか一方を透過型の材料、他方を非透過型の材料で構成すれば、透過型の材料で構成された方からレーザ光を照射することで、第１ケース部および第２ケース部をレーザ溶接することができる。
【００１５】
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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１７】
（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斜視図および断面図を図１、図２に示す。以下、これらの図に基づいて距離検出装置の構造について説明する。
【００１８】
図１、図２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２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。
【００１９】
距離検出装置は、図１に示されるように、略直方体形状で構成されたケース１内に各種部品が収容されて構成されている。
【００２０】
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。
【００２１】
第１ケース部１ａは、基本的にハウジング部となる樹脂部１ｃによってその外形が構成されているが、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、左右に並べられて、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１ｄと入射窓部１ｅとが備えられた構成となっている。
【００２２】
第１ケース部１ａにおける樹脂部１ｃは、レーザ光が透過しないもしくは透過し難い非透過型の材料、例えば、ガラス含有率４０％程度の黒色のＰＰＳ樹脂で形成されている。この樹脂部１ｃのうち、開口部の入口にはフランジ部１ｆが形成されている。このフランジ部１ｆにて第２ケース部１ｂとの接合が行われるようになっている。
【００２３】
第２ケース部１ｂは、プレート状の部材によって構成されており、第１ケース部１ｂにおけるフランジ部１ｆの外形と一致する形状とされている。この第２ケース部材１ｂは、レーザ光が透過する透過型の材料、例えば、ガラスを含有しない黒色のＰＰＳ樹脂で形成されている。そして、この第２ケース部１ｂの外縁部と第１ケース部１ａにおけるフランジ部１ｆとがレーザ溶接によって接合されている。
【００２４】
また、この第２ケース部１ｂには、ケース１から部分的に突出した樹脂製のコネクタ１ｈが配置されており、第２ケース部１ｂに設けられた穴部を介して、ケース１内外の電気的接続が行えるようになっている。
【００２５】
そして、これら第１、第２ケース部１ｂによって構成されるケース１内には、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。なお、図２の断面では示されていないが、発光部２よりも紙面奥側において、ケース１内には、第１ケース部１ａに形成された入射窓部１ｅに対向するように、その内側にフレネルレンズおよび受光素子を有する受光部６も配置されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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り、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）が行えるようになっている。
【００２８】
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、第１ケース部１ａの底面側において、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。
【００２９】
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１ｄ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、図示しない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、反射光の照射角が変わり、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。
【００３０】
なお、受光部６に備えられる受光素子は、例えばフォトダイオードで構成されるもので、発光部２が発したレーザ光が反射ミラー３およびポリゴンミラー４を介して投射窓部１ｄから車両前方に照射されたのち、そのレーザ光が前方の先行車両などで反射した場合に、入射窓部１ｅを通じて入射されるその反射光をフレネルレンズで集光したのち、受け取るようになっている。そして、この受光部６によってレーザ光を受け取ったことが制御部に伝えられるようになっている。
【００３１】
このような構成の距離検出装置は、以下のように形成される。すなわち、まず、第２ケース部１ｂ側に、回路基板５と共に発光部２、反射ミラー３、ポリゴンミラー４および受光部６を固定する。その後、第１ケース部１ａによって、発光部２、反射ミラー３、ポリゴンミラー４、回路基板５および受光部６が覆われるように、第２ケース部１ｂに被せる。これにより、第１ケース部１ａにおけるフランジ部１ｆと第２ケース部１ｂの外縁部とが重なった状態となる。そして、これらを全周をレーザ溶接する。
【００３２】
図３は、そのときの様子を示した断面図であり、図１におけるＡ−Ａ断面に相当する。この図に示されるように、透過型の材料で構成された第２ケース部１ｂ側からレーザ光を照射する。これにより、第２ケース部１ｂを透過して、第１ケース部１ａまでレーザ光が到達する。そして、第１ケース部１ａが非透過型の材料で構成されていることから、第２ケース部１ｂと第１ケース部１ａとの界面によってレーザ光が遮られ、この場所がレーザ光によって加熱されることになる。これにより、第１ケース部１ａおよび第２ケース部１ｂが溶接され、図１、図２に示した距離検出装置が完成する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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１ｄから車両前方に照射されるという図２中の矢印に示される軌跡をたどる。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１ｅ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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
以上説明した本実施形態の距離検出装置によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３９】
すなわち、本実施形態の距離検出装置においては、上述したように、第１ケース部１ａと第２ケース部１ｂとを全周溶接によって接合している。このため、この溶接箇所によって気密性を確保することが可能となる。
【００４０】
このため、従来のようにＯリングを使用することなくシール性の確保を行うことができるため、Ｏリングの適正圧縮率確保のために必要とされた、Ｏリングの寸法精度、シール部の面精度およびそれらを固定保持するための寸法精度確保の必要がなくなる。このため、気密構造を実現するための精度を緩和することが可能となる。
【００４１】
また、Ｏリングではなく、溶接によって第１、第２ケース部１ａ、１ｂを固定するものであるため、Ｏリングを精巧に組み付ける場合のように、組み付け時の工程が煩雑ではなく、かつ工数拡大にもつながらない。したがって、距離検出装置における製造工程の簡略化を図ることも可能となる。
【００４２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、第１ケース部１ａが透過型、第２ケース部１ｂが非透過型となる材料で構成するようにしたが、逆に、第１ケース部１ａが非透過型、第２ケース部１ｂが透過型となる材料で構成することも可能である。この場合、レーザ光を第２ケース部１ｂ側から入射させることで上述したレーザ溶接を行うことになる。
【００４３】
ただし、ガラス材料を含む非透過型の材料の場合、透過型の材料と比べて強度的に優れていることから、第１ケース部１ａおよび第２ケース部１ｂのうち高い強度が要求される側を非透過型の材料で構成するのが好ましい。例えば、第１実施形態のように車両前方を向けられる第１ケース部１ａは、飛び石などによって破損する可能性がある。したがって、第１ケース部１ａを非透過型の材料で構成すれば、破損の可能性を低くすることが可能となる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、距離検出に光波を使用するものを例に挙げて説明したが、ミリ波等の他の探査用電磁波を使うものについても本発明を適用することができる。すなわち、電磁波を電磁波出射部から出射し、それを障害物に反射させると共に、反射した電磁波を電磁波受取部によって受け取ることで、距離の検出を行うようなものであれば、どのようなものに関しても本発明を適用することができる。
【００４５】
また、ここでは、車載用の距離検出装置を例に挙げて説明したが、車載用に限らず、他の用途に用いられる距離検出装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態における距離検出装置の斜視図である。
【図２】図１に示す距離検出装置の断面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】従来の距離検出装置の斜視図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…ケース、１ａ…第１ケース部、１ｂ…第２ケース部、
１ｃ…樹脂部（ハウジング部）、１ｄ…投射窓部、１ｅ…入射窓部、
２…発光部（電磁波出射部）、３…反射ミラー、４…ポリゴンミラー、
５…回路基板、６…受光部（電磁波受取部）、１０…接着剤。
【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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