(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光レンズを保持するレンズ筒と、レーザ光を発する光源と、前記光源の配線を接続する回路基板と、前記レンズ筒を保持する保持部及び前記回路基板を固定する外側端面を画定する基部を含むベースとを備えて、レーザ光を投光するレーザ投光ユニットであって、
前記ベースには、前記基部から一方側に突出する円筒状の前記保持部と、前記基部の他方側の外側端面において凹部をなすように形成されて前記光源を収納し位置決めして固定する位置決め固定部と、前記保持部の径方向内側において前記基部から一方側に突出するように前記位置決め固定部の凹部に連続してキャップ状に形成されて前記光源と前記投光レンズとの間において前記光源と対向する側に広がって型成形の際の抜け勾配が付けられたテーパ面及び絞り開口を画定する絞り枠部とが、一体的に型成形され、
前記位置決め固定部は、前記凹部において前記他方側に突出するように形成されて、前記光源を光軸方向において位置決めする拡径部及び前記光源の切欠き部に係合すると共に圧入されて前記光源を光軸回りの周方向において位置決めする縮径部を一体的に有する少なくとも２つのピンを含む、
ことを特徴とするレーザ投光ユニット。
【請求項２】
前記絞り枠部には、前記光源と対向する側の面上でかつ前記絞り開口の周辺領域において、型成形により微小凹凸を画定するシボ加工が施されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ投光ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を投光して測距等を行なうのに適用されるレーザ投光ユニットに関し、特に、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において、自動車のレーダクルーズコントロールを行なう際の車間距離の測定等に適用されるレーザ投光ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の道路走行において、エレクトロニクス及び情報通信技術を活用した道路交通システムを構築し、自動車交通がもたらす諸問題を解決しようとする高度道路交通システム（ＩＴＳ）の開発が進められている。
この高度道路交通システムにおいて、レーダクルーズコントロールを行なう際の車間距離を測定する従来のレーザ投光ユニットとしては、図５に示すものが知られている。すなわち、このレーザ投光ユニットは、ハウジング（ベース）１、ハウジング１内に固定されるレーザダイオード（ＬＤ）２、ハウジング１に固定される回路基板３、ＬＤ２を位置決めするためのスペーサ４、投光レンズ５を保持するレンズ筒６、絞り開口７ａをもつ絞り枠７、絞り枠７を固定するためのスプリング８等により構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成においては、別個に独立して形成された位置決めのためのスペーサ４を挟んだ状態で、ＬＤ２のリード線２ａが回路基板３に半田付けされている。したがって、スペーサ４を取り付けるための作業上の手間を必要とし、又、単体としてのスペーサ４の製造及び管理も必要となる。
また、ＬＤ２がハウジング１に対して位置決めされることにより、レンズ筒６すなわち投光レンズ５との位置決めが行なわれており、さらには、別個に独立して形成された絞り枠７が、コイルスプリング８を介してハウジング１に固定されている。したがって、重複した位置決め作業を必要とし、単体としての絞り枠７及びコイルスプリング８の組み付け作業は勿論のこと、それらの製造及び管理も必要となる。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減及び組み付け工数の削減を図り、構造の簡略化、低コスト化等を行なえるレーザ投光ユニットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ投光ユニットは、投光レンズを保持するレンズ筒と、レーザ光を発する光源と、光源の配線を接続する回路基板と、レンズ筒を保持する保持部及び回路基板を固定する外側端面を画定する基部を含むベースとを備えてレーザ光を投光するレーザ投光ユニットであって、上記ベースには、基部から一方側に突出する円筒状の上記保持部と、基部の他方側の回路基板が固定される外側端面において凹部をなすように形成されて光源を収納し位置決めして固定する位置決め固定部と、保持部の径方向内側において基部から一方側に突出するように位置決め固定部の凹部に連続してキャップ状に形成されて光源と投光レンズとの間において光源と対向する側に広がって型成形の際の抜け勾配が付けられたテーパ面及び絞り開口を画定する絞り枠部とが、一体的に型成形され、位置決め固定部は、凹部において他方側に突出するように形成されて、光源を光軸方向において位置決めする拡径部及び光源の切欠き部に係合すると共に圧入されて光源を光軸回りの周方向において位置決めする縮径部を一体的に有する少なくとも２つのピンを含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、ベースに一体的に形成された位置決め固定部により、光源がベースに対して位置決め固定され、投光レンズとも位置決めされる。また、回路基板がベースに固定されることにより、ベースを介して光源と回路基板とが位置決めされる。これにより、組み付け及び位置決め作業の簡略化が行なえる。さらに、位置決め固定部及び絞り枠部がベースに一体的に形成されているため、従来に比べて部品点数の削減が行なえ、低コスト化が行なえる。
また、ベースの凹部内に光源が収容されて二つのピンにより位置決め固定され、この状態で、回路基板が基部の外側端面に固定される。これにより、光源と回路基板とは、ベースを介し所定の間隔に保持されるため、従来のようなスペーサが不要になり、部品点数の削減及び低コスト化が行なえる。
【０００７】
上記構成において、絞り枠部には、光源と対向する側の面上でかつ絞り開口の周辺領域において、型成形により微小凹凸を画定するシボ加工が施されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、絞り開口の周辺領域に反射防止機能をなすシボ加工が施されることで、反射光により乱されることなく、所定のレーザ光を投光することができる。特に、ベースに絞り枠部を一体的に型成形（モールド）する際に、絞り開口周辺の抜け勾配を光源側に設けるときに、より効果的にレーザ光の反射を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図４は、本発明に係るレーザ投光ユニットの一実施形態を示すものであり、図１は側断面図、図２は回路基板を組み付けていない状態での背面図、図３は図１中のＡ−Ａ部における断面図、図４はベースの背面図である。
この実施形態に係るレーザ投光ユニットは、図１に示すように、ベース（ハウジング）１０と、投光レンズ２０と、投光レンズ２０を保持するレンズ筒３０と、レーザ光を発する光源としてのレーザダイオード（以下、単にＬＤと称す）４０と、LD４０の配線４０ａを接続する回路基板５０等を、その基本構成として備えている。
【０００９】
ベース１０は、図１及び図２に示すように、略矩形形状をなす基部１１と、基部１１の略中央領域から垂直方向に伸長する保持部としての円筒部１２と、円筒部１２の軸線近傍に中心をもつ略円柱状の凹部１３と、凹部１３と円筒部１２との境界領域に位置する絞り枠部１４等により形成されている。すなわち、ベース１０は、基部１１、円筒部１２、凹部１３、及び絞り枠部１４を備えるように、樹脂材料により一体的に型成形（モールド）されたものである。
【００１０】
凹部１３においては、図１、図２、図４に示すように、略９０°の間隔で配置された４個の保持リブ１５が形成されており、又、図２、図３、図４に示すように、略１８０°離れて対向する位置に配置された２つのピン１６が形成されている。保持リブ１５は、ＬＤ４０のフランジ部４１に沿う円弧をなす段差部１５ａを有し、段差部１５ａにフランジ部４１が当接されて、ＬＤ４０をその光軸方向に位置決めするようになっている。
【００１１】
ピン１６は、縮径部１６ａと拡径部１６ｂからなる段付ピンである。拡径部１６ｂは段差部１５ａと同じ高さに形成されて、段差部１５ａと同様にＬＤ４０をその光軸方向に位置決めするようになっている。
縮径部１６ａは、フランジ部４１に形成された一部としての切欠き部４１ａに係合して入り込むように形成されており、２つのピン１６の縮径部１６ａに、それぞれの切欠き部４１ａが係合するようにＬＤ４０が押し込まれると、フランジ部４１が２個のピン１６により挟み込まれて固定される。すなわち、２つのピン１６の縮径部１６ａ間に、ＬＤ４０が圧入されて固定されるようになっている。
【００１２】
上記構成において、２つのピン１６及び４つの保持リブ１５により、ベース１０に対して、ＬＤ４０をその光軸方向及び円周（角度）方向において位置決め固定する位置決め固定部が構成されている。尚、２つのピン１６は、縮径部１６ａ及び拡径部１６ｂにより形成されるため、２つのピン１６だけでも位置決め固定部として機能する。
【００１３】
絞り枠部１４は、キャップ状に形成されており、その底部分に略矩形形状の絞り開口１４ａが形成されている。絞り開口１４ａは、ＬＤ４０が配置される側に広がったテーパ面をもつように、型成形の際の抜け勾配が付けられている。そして、ＬＤ４０と対向する側の面上でかつ絞り開口１４ａの周辺領域には、図４に示すように、シボ加工により施された反射防止処理としての梨地処理面１４ｂが形成されている。
このシボ加工は、成形型に微小凹凸を形成することにより、成型された表面に微小凹凸が一体的に形成されるものである。
このように、反射防止処理としてシボ加工を施すことにより、方向性をもった反射を防止することができ、反射光に乱されることなく所望のレーザ光を投光することができる。
【００１４】
回路基板５０は、図１に示すように、ＬＤ４０が凹部１３内に位置決め固定された後において、凹部１３の外側端面１１ａに当接されて固定されるようになっている。したがって、ＬＤ４０及び回路基板５０は、それぞれベース１０を介して所定の間隔に位置決めされて保持される。
【００１５】
レンズ筒３０は、図１に示すように、レンズ筒本体３１と、投光レンズ２０を押えて保持するレンズ押え３２とにより形成されている。レンズ筒本体３１の外周面には雄ネジ３１ａが形成されており、雄ネジ３１ａがベース１０の円筒部１２の内周面に形成された雌ネジ１２ａに螺合されることにより、レンズ筒３０がベース１０に対して保持され、又、その螺合代を調整することにより、レンズ筒３０が光軸方向に出没して、投光レンズ２０とＬＤ４０との距離を調整できるようになっている。尚、螺合代が調整されたレンズ筒３０は、固定ナット３３により確実に固定されて、その位置ずれが防止されるようになっている。
【００１６】
次に、レーザ投光ユニットの製造（組み付け）方法について説明する。
先ず、成型されたベース１０が用意され、その凹部１３に対してＬＤ４０が位置決め固定される。すなわち、図１及び図２に示すように、フランジ部４１が保持リブ１５の段差部１５ａに当接しかつ２個のピン１６（縮径部１６ａ）が対応するそれぞれの切欠き部４１ａに入り込むように、ＬＤ４０が押し付けられて、２つのピン１６間に圧入される。これにより、ＬＤ４０は、ベース１０に対して、光軸方向及び周方向において位置決め（光軸方向へのずれ及び回り止めが）されて固定される。
【００１７】
続いて、図１及び図３に示すように、回路基板５０が、ＬＤ４０の配線４０ａが貫通孔５０ａを挿通するようにして、ベース１０の外側端面１１ａに密接した状態で固定される。これにより、回路基板５０は、光軸方向においてＬＤ４０と所定の間隔に保持されることになる。その後、配線４０ａが回路基板４０上に形成された配線に半田付けされる。
【００１８】
続いて、投光レンズ２０を保持したレンズ筒３０がベース１０の円筒部１２に螺合されて所望の位置に調整され、その後、固定ナット３３が締め付けられて、組み付けが完了する。
【００１９】
このように、ベース１０を基準として、ＬＤ４０、投光レンズ２０、及び回路基板５０等が組み付けられるため、相互の位置決めがより高精度に行なわれる。また、絞り枠部１４及び位置決め固定部１５，１６がベース１０に一体的に成型（モールド）されているため、それらの組み付け作業が不要であり、組み付け作業が全体として簡略化される。
【００２０】
上記実施形態においては、位置決め固定部として、４個の保持リブ１５及び２個のピン１６を採用したが、これに限定されるものではなく、保持リブ１５の個数を少なくしかつピン１６の個数を多くした構成を採用してもよく、又、ピン１６だけを採用して位置決め固定部を形成してもよい。
また、上記実施形態においては、反射防止処理としてシボ加工（梨地処理）を採用したが、これに限定されるものではなく、光を吸収するフィルムを貼付してもよく、あるいは、同様の効果を奏する塗装を施してもよい。
【００２１】
さらに、上記実施形態においては、組み付け手順として、ＬＤ４０及び回路基板５０を組み付けた後に、レンズ筒３０を組み付け固定する手順を示したが、これに限定されるものではなく、レンズ筒３０を予めベース１０に組み付け、その後、ＬＤ４０及び回路基板５０を組み付け、最後に、レンズ筒３０の螺合位置を調整して、投光レンズ２０とＬＤ４０との位置決めを行なってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のレーザ投光ユニットによれば、ベースに対して、基部から一方側に突出する円筒状の保持部と、基部の他方側の回路基板が固定される外側端面において凹部をなすように形成されて光源を収納し位置決めして固定する位置決め固定部と、保持部の径方向内側において基部から一方側に突出するように位置決め固定部の凹部に連続してキャップ状に形成されて光源と投光レンズとの間において光源と対向する側に広がって型成形の際の抜け勾配が付けられたテーパ面及び絞り開口を画定する絞り枠部とが一体的に型成形されているため、組み付け及び位置決め作業の簡略化が行なえ、従来に比べて部品点数の削減、低コスト化を行なうことができる。
また、位置決め固定部として、凹部において他方側に突出するように形成されて、光源を光軸方向において位置決めする拡径部及び光源の切欠き部に係合すると共に圧入されて光源を光軸回りの周方向において位置決めする縮径部を一体的に有する少なくとも２つのピンを含むことにより、光源と回路基板とは、ベース（の基部）を介して所定の間隔に保持されるため、従来のようなスペーサが不要になり、組み付け作業の簡略化、部品点数の削減及び低コスト化を行なうことができる。
さらに、絞り枠部の絞り開口の周辺領域に反射防止機能をなすシボ加工を施すことにより、反射光による影響を防止でき、所望のレーザ光を投光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ投光ユニットの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】本発明に係るレーザ投光ユニットの一実施形態を示し、回路基板を組み付けていない状態での背面図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ部における断面図である。
【図４】ＬＤ及び回路基板を組み付けていない状態でのベースの背面図である。
【図５】従来のレーザ投光ユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  ベース
１１  基部
１１ａ  外側端面
１２  円筒部（保持部）
１３  凹部
１４  絞り枠部
１４ａ  絞り開口
１４ｂ  梨地処理面（反射防止処理）
１５  保持リブ
１５ａ  段差部（位置決め固定部）
１６  ピン（位置決め固定部）
１６ａ  縮径部
１６ｂ  拡径部
２０  投光レンズ
３０  レンズ筒
３１  レンズ筒本体
３２  レンズ押え
３３  固定ナット
４０  レーザダイード（ＬＤ、光源）
４１  フランジ部
４１ａ  切欠き部（一部）
４０ａ  配線
５０  回路基板
【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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