專利名稱：具有操作監(jiān)視功能的物體探測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種安裝在汽車上的物體探測裝置，其通過使用光波來探測例如前方汽車等物體或距上述物體的距離。
背景技術：
安裝在汽車上的傳統(tǒng)物體探測裝置，使用激光來探測例如前方汽車等物體或距上述物體的距離。該物體探測裝置間歇地驅(qū)動激光二極管朝向汽車前方區(qū)域發(fā)射激光，并由光傳感器來探測從前方障礙處反射回來的光線。該物體探測裝置基于光線發(fā)射時間和光線接收時間之間的時間差，來測量距前方障礙的距離。
具體而言，如專利文獻JP 2002-031685A中所公開，探測裝置包括發(fā)射激光用的光線發(fā)射單元、多面鏡和接收反射光線用的光線接收單元。該多面鏡的形狀為截頭六角棱柱體，且可以旋轉(zhuǎn)以用作掃掠鏡。根據(jù)這種結構，多面鏡反射從光線發(fā)射單元中發(fā)射的激光，且將其射向汽車的前方區(qū)域。
隨著多面鏡進行旋轉(zhuǎn)，來自光線發(fā)射單元的激光被射向多面鏡的每個側(cè)面，從而在多面鏡上的激光反射角被進行調(diào)節(jié)以由激光來掃掠汽車前方區(qū)域的預定范圍。該接收單元包括菲涅耳透鏡和光線接收元件，其中該光線接收元件接收從前方物體處反射的激光并測量距該物體的距離。
該探測裝置要求具有光線發(fā)射和光線接收監(jiān)視功能，以檢查是否確切地進行激光線發(fā)射以及是否確切地接收到了由前方物體反射的激光。
為了實現(xiàn)這個功能，該探測裝置設置有位于殼體內(nèi)的透明面板，以形成自監(jiān)視光線路徑。具體而言，當多面鏡的每個側(cè)面都指向指定的方向(該指定方向不同于用于掃掠預定范圍的方向)時，驅(qū)動激光線發(fā)射單元，以發(fā)射激光。該激光由透明面板反射，且反射光被接收單元所接收。盡管發(fā)射單元發(fā)射了激光，但如果接收單元不產(chǎn)生電信號，則也可以確定該探測裝置沒有正常地工作。
在上述的結構中，接收單元并排地布置在橫向或水平方向上。即，接收單元安置在垂直于多面鏡旋轉(zhuǎn)軸線的平面上，以面向多面鏡；也就是，安置在對多面鏡所反射的激光進行角度調(diào)節(jié)的方向上。從而，由多面鏡反射并導向透明面板的激光，被透明面板所反射并導向接收單元。然而，如果接收單元是在垂直方向上而不是在水平方向上并排地排列，則不可能實現(xiàn)這種結構。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種物體探測裝置，即使光線接收單元和多面鏡側(cè)向地安置在除了橫向之外的其他方向上，該物體探測裝置也具有光線發(fā)射和接收監(jiān)的視功能。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種物體探測裝置，其具有全部安置在殼體中的光線發(fā)射單元、反射鏡、掃掠鏡和光線接收單元。該物體探測裝置還包括位置調(diào)節(jié)裝置，用于將反射鏡調(diào)節(jié)至第一位置以朝向掃掠鏡反射光線，或?qū)⒎瓷溏R調(diào)節(jié)至第二位置以不朝向掃掠鏡反射光線；以及光線引導部件，用于將經(jīng)過反射鏡的光線引導至接收單元。
優(yōu)選地，所述光線引導部件具有一端，相對于反射鏡而言，所述一端被布置成和發(fā)射單元相反。所述光線接收單元被安置在沿掃掠鏡的旋轉(zhuǎn)軸線方向從掃掠鏡位移的位置上。


在以下參考附圖進行的詳細描述中，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的物體探測裝置的側(cè)向剖視圖；以及圖2是圖1中所示物體探測裝置的示意性側(cè)視圖。
具體實施例方式
首先參考圖1，物體探測裝置包括矩形體形狀的殼體1和容置在殼體1當中的各個組成部分。該物體探測裝置安裝在汽車上，用作激光雷達。該物體探測裝置這樣安置，即向汽車的前方(圖1中的向右方向)發(fā)射激光，以在自動巡航控制條件下探測距前方物體(例如前方汽車等，未示)的距離。
殼體1包括第一殼體1a和第二殼體1b。第一殼體1a是盒體形狀，且在其中一側(cè)(圖1中的左側(cè))上開口。第一殼體1a在其中容置了各個組成部分。第一殼體1a具有由PPS樹脂制成的樹脂壁部分，并形成一個箱體。第一殼體1a具有布置在前側(cè)樹脂部分的靠下部分處的光線發(fā)射窗口1c和靠上部分處的光線接收窗口1d。光線發(fā)射窗口1c和光線接收窗口1d包括玻璃或丙烯酸樹脂制成的透光面板。
第二殼體1b由樹脂制成，且安裝成關閉第一殼體1a的開口。在殼體1中，設置電氣接插件(未示)，其中該電氣接插件部分地從殼體1中延伸出來。該電氣接插件將設置在殼體1內(nèi)外側(cè)的電氣部件(未示)相連接。
殼體1在下部分中容置光線發(fā)射單元2、反射鏡3、多面鏡4和電路板5。電路板5包括電氣控制電路，其中該電氣控制電路連接到光線發(fā)射單元2、光線接收單元6和測量距前方物體距離的類似裝置上。光線接收單元6安置在殼體1的上部分中以面對光線接收窗口1d，且包括菲涅耳透鏡6a和光線接收元件6b。
光線發(fā)射單元2可包括激光二極管，從而以脈沖的形式發(fā)射激光。光線發(fā)射單元2由設置在電路板5中的控制電路來驅(qū)動，且朝向反射鏡3發(fā)射激光。
反射鏡3反射從光線發(fā)射單元2發(fā)射的激光，且將其射向多面鏡4。固定到殼體1內(nèi)壁上的位置調(diào)節(jié)裝置7可擺動地將反射鏡3支承到殼體上。例如，位置調(diào)節(jié)裝置7以及反射鏡3可以由電機(未示)來驅(qū)動，并由電路板5的電路控制以調(diào)節(jié)朝向多面鏡4的側(cè)面4a的反射方向。反射鏡3可擺動到使得反射面3a變成與從光線發(fā)射單元2發(fā)射的激光相平行的程度。
反射鏡3被這樣安置，以使得當反射鏡3擺動成與激光平行時，至少一部分激光經(jīng)過反射鏡3，且到達反射鏡3的后側(cè)(圖1中的右側(cè))。優(yōu)選地，反射鏡3這樣安置，使得其具有的擺動軸線偏離來自光線發(fā)射單元2的激光路徑，以使得當反射鏡3水平地保持時，來自光線發(fā)射單元2的較大數(shù)量的激光經(jīng)過反射鏡3。
多面鏡4的形狀是截頭六角棱錐體，且由殼體1進行支承。多面鏡4可繞六角棱錐體的軸線進行旋轉(zhuǎn)。該多面鏡4也由電路板5的控制電路所控制的電機(未示)驅(qū)動。多面鏡4的外周具有鏡面4a，其中每個鏡面4a用作掃掠反射鏡。
具體而言，多面鏡4反射了從光線發(fā)射單元2中發(fā)射且被反射鏡3所反射的激光，并將該激光通過光線發(fā)射窗口1c射向汽車前方區(qū)域。隨著多面鏡4的旋轉(zhuǎn)，多面鏡4的側(cè)面4a的角度發(fā)生變化。結果使得，來自光線發(fā)射窗口1c的激光投射角發(fā)生變化，以掃掠汽車的預定前方區(qū)域。
菲涅耳透鏡6a安置在光線接收元件6b的前方。菲涅耳透鏡6a會聚了從前方物體反射并通過光線接收窗口1d接收到的激光。光線接收元件6b接收到會聚的光線，且產(chǎn)生隨著接收光線強度而變化的輸出電壓或輸出電流。該輸出電壓或電流施加到電路板5的控制電路上。
光線接收單元6安置在多面鏡4的上方，即沿多面鏡4的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的方向上位移。從而，由多面鏡4反射的激光不射向光線接收單元6。
光線引導部件8設置在殼體1中，使得該光線引導部件8的一端指向反射鏡3的后側(cè)，且其另一端指向光線接收元件6b。該光線引導部件8固定到光線發(fā)射窗口1c和光線接收窗口1d之間的壁上。
光線引導部件8可以由丙烯酸樹脂或光纖制成，以使得由光線引導部件8的周向表面來反復地反射從上述一端入射的光線，且將該光線朝向上述另一端傳播。從而，光線引導部件8將經(jīng)過反射鏡3之后而進入的激光導向光線接收元件6b。
上述構造的物體探測裝置按如下方式進行操作，假定該物體探測裝置安裝在汽車上，且打開了自動巡航控制系統(tǒng)的開關。以下的操作主要由電路板5的控制電路進行控制。
首先，在距離探測時，由電機將反射鏡3驅(qū)動到預定的第一角位置(物體探測位置)A，如圖2中實線所表示，以使得反射鏡3朝向多面鏡4反射激光。光線發(fā)射單元2以預定的間隔發(fā)射激光。激光被反射鏡3和多面鏡4所反射，以通過光線發(fā)射窗口1c射向汽車的前方區(qū)域，圖2中的實線所表示。當激光被例如前方汽車等物體所反射時，反射光通過光線接收窗口1d進入光線接收單元6內(nèi)，如圖2所示。
在光線接收單元6中，菲涅耳透鏡6a會聚反射光，并且該反射光由光線接收元件6b進行接收。菲涅耳透鏡6a響應于接收到的會聚光而產(chǎn)生輸出信號?；谠撦敵鲂盘?，通過激光傳播速度V以及光線發(fā)射單元2的激光發(fā)射和光線接收單元6的激光接收之間的時間差T，控制電路計算出距前方物體的距離LL＝V×T/2。
通過連接器，計算出的距離被輸出到連接在殼體1外側(cè)的各種裝置(例如發(fā)動機控制ECU和剎車控制ECU)上。結果使得，各個ECU可控制發(fā)動機和/或剎車，以維持在巡航控制操作過程中與預定距離處的物體之間的距離。
在光線發(fā)射和接收監(jiān)視操作時，由電機將反射鏡3驅(qū)動到預定的第二位置(監(jiān)視位置)B，如圖2中點劃線所表示。在該第二位置B時，反射鏡3被保持成大致平行于來自光線發(fā)射單元2的激光傳播路徑。
從而，來自光線發(fā)射單元2的一部分激光經(jīng)過反射鏡3，且到達光線引導部件8的下端。光線在光線引導部件8中傳播至光線引導部件8的上端，且到達光線接收單元6。如圖2所示，光線傳播路徑由點劃線所示。
光線接收單元6產(chǎn)生對應于從光線引導部件8中接收到激光的輸出信號，并傳遞給控制電路，該控制電路響應性地將該輸出信號與預定的臨界值相比較，從而確定光線發(fā)射和接收是否正常進行?？刂齐娐返谋容^結果通過連接器施加到外部設備例如計量ECU上。當比較結果指示光線發(fā)射和接收不正常時，該計量ECU可以驅(qū)動設置在汽車儀表板內(nèi)的警告燈。
如上所述，在監(jiān)視的時候，來自光線發(fā)射單元2的激光通過光線引導部件8被導向光線接收單元6，而沒有導向汽車前方區(qū)域。因此，即使當光線接收單元6沿垂直方向相對于多面鏡4位移時，也有可能監(jiān)視物體探測裝置的光線發(fā)射和接收操作。
上述實施例可以這樣修改，即所述物體探測裝置(殼體1)可以水平安置，只要光線接收單元6在多面鏡4的旋轉(zhuǎn)軸線方向上相對于多面鏡4位移就可以。光線發(fā)射單元2、反射鏡3、多面鏡4和光線接收單元6之間的位置關系可以進一步改變，只要通過調(diào)節(jié)反射鏡3的角位置可以轉(zhuǎn)變來自光線發(fā)射單元2的激光方向就可以。
本發(fā)明不限于所公開的實施例和改型；在不偏離本發(fā)明的主旨的情況下，可以以其他的方式進行實施。
權利要求
1.一種用于探測物體的物體探測裝置，其包括殼體(1)，其具有光線發(fā)射窗口(1c)和光線接收窗口(1d)；安置在殼體中的光線發(fā)射單元(2)，用于發(fā)射光線；安置在殼體中的掃掠鏡(4)，用于將從發(fā)射單元中發(fā)射的光線通過光線發(fā)射窗口朝向殼體外側(cè)進行反射，從而掃掠殼體的預定外部區(qū)域；安置在殼體中的光線反射鏡(3)，用于將從發(fā)射單元中發(fā)射的光線朝向掃掠鏡反射；以及安置在殼體中的光線接收單元(6)，用于接收由預定外部區(qū)域中的物體所反射并穿過光線接收窗口進入的光線；其特征在于，還包括安置在殼體中的位置調(diào)節(jié)裝置(7)，用于將反射鏡調(diào)節(jié)至第一位置(A)以朝向掃掠鏡反射光線，或?qū)⒎瓷溏R調(diào)節(jié)至第二位置(B)以不朝向掃掠鏡反射光線；以及安置在殼體中的光線引導部件(8)，用于在反射鏡被調(diào)節(jié)至第二位置時將經(jīng)過反射鏡的光線引導至光線接收單元。
2.如權利要求1所述的物體探測裝置，其特征在于在第二位置時，所述反射鏡(3)平行于發(fā)射單元的光線發(fā)射方向。
3.如權利要求1或2所述的物體探測裝置，其特征在于所述光線引導部件(8)具有一端，相對于反射鏡而言，所述一端被布置成和發(fā)射單元相反。
4.如權利要求1-3中任一所述的物體探測裝置，其特征在于所述光線接收單元(6)被安置在沿掃掠鏡的轉(zhuǎn)動軸線方向從掃掠鏡位移的位置上。
全文摘要
一種汽車用的物體探測裝置，包括全部安置在殼體(1)中的光線發(fā)射單元(2)、反射鏡(3)、多面鏡(4)和光線接收單元(6)。該物體探測裝置還包括位置調(diào)節(jié)裝置(7)，用于將反射鏡調(diào)節(jié)至第一位置以朝向掃掠鏡反射光線，或?qū)⒎瓷溏R調(diào)節(jié)至第二位置以不朝向掃掠鏡反射光線；以及光線引導部件(8)，用于將經(jīng)過反射鏡的光線引導至接收單元。所述光線引導部件具有一端，相對于反射鏡而言，所述一端被布置成和發(fā)射單元相反。
文檔編號G01S17/93GK1657867SQ20051000678
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權日2004年2月16日
發(fā)明者川口哲正 申請人:株式會社電裝