JPH08160123A - 反射型光電センサの設置構造およびカバー取り付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザーレーダ等を設置する際に、そのケー
ス前面に存在する透明な板部材に小さな汚れが付着して
も、その汚れに起因する誤動作が発生しないようにする
こと 【構成】 投光窓２から外部に広がる投光エリアＡ１と
受光窓３から外部に広がる受光エリアＡ２とが重なるエ
リアＡ３を検知エリアとしたときに、前記ケース１の正
面と前記の透明カバー１０の外面との間隔ｘを前記ケー
ス１の正面から検知エリアＡ３までの最小距離ｄより小
さく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光光学系と受光光学
系とを同じケースに一体的に内蔵し、ケース正面の投光
窓から検知光線を発し、検知対象物で反射してケース正
面の受光窓に入射する光を受光する反射型光電センサに
関し、特に、このセンサを応用機器その他に設置する構
造に関するとともに、このセンサに取り付けるカバー取
り付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型光電センサは、発光素子からの光
をケース正面の投光窓から外部に向けて所定の指向角で
照射する投光光学系と、外部からケース正面の受光窓に
向けて所定の指向角の範囲で入射する光を集束して受光
素子に導く受光光学系とを同じケースに一体的に内蔵し
た基本構造となっている。

【０００３】前記投光窓から外部に広がる投光エリアと
前記受光窓から外部に広がる受光エリアとが重なる前方
のエリアが検知エリアで、この検知エリア内に対象物が
存在すると、その対象物からの反射光が前記受光素子で
検出される。この種の反射型光電センサはさまざまな分
野で応用されている。

【０００４】一例をあげると上記反射型光電センサは、
例えば、ある敷地内への侵入者監視センサとして使用す
ることができる。すなわち、監視領域に対して前記投光
窓及び受光窓が向くようにして反射型光電センサを配置
し、発光素子からの光を投光窓を介して監視領域に向け
て出射する。すると、上記検知エリア内に侵入者がいる
と、前記出射した光が侵入者に照射され、そこで反射さ
れた光を受光素子で受光することができる。これによ
り、検知エリア内に侵入者が存在することを検知でき
る。

【０００５】また、自動車その他の乗り物の前面所定位
置等に装着し、上記と同様の原理に従い前方の障害物を
検知したり、或いは発光素子から出射した時から受光素
子でその反射光を受光するまでの時間に基づいて先行車
との車間距離を測定するレーザレーダにも使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した侵
入者の検知を行う場合、反射型光電センサの設置位置と
して、雨露からのセンサの保護や、盗難等を防止するた
め室内に設置し、窓ガラスの内側から外部に向けて光を
出射するようにしている。この場合、窓ガラス（光学的
に透明な板部材）を通してセンサの投光・受光が行われ
る。

【０００７】またデザイン面や機器保護の面などで、光
電センサの基本的なケースの外側にカバーを装着する場
合がある。投光窓および受光窓があるケース正面には板
部材を装着することがある。この場合も、透明カバーを
通してセンサの投光・受光が行われる。

【０００８】前記のように反射型光電センサのケース正
面になんらかの光学的に透明な板部材（窓ガラス，透明
カバーなど）が存在する設置構造またはカバー構造の場
合、従来においては、板部材（窓ガラス，透明カバーな
ど）に汚れが付着すると、その汚れによる反射でセンサ
が誤動作することがあった。板部材に大きな汚れが付い
てセンサの投光・受光機能が阻害されてしまうことは問
題外である。しかし、板部材に付いた小さな汚れや傷の
部分で検知光線が反射して受光されることに起因する誤
動作は、なんとかしてなくす必要がある。

【０００９】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、ケース前面に存在する板部材に小さな汚れが付着し
ても、その汚れに起因する誤動作が発生しないようにす
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る反射型光電センサの設置構造で
は、発光素子からの光をケース正面の投光窓から外部に
向けて所定の角度範囲で照射する投光光学系と、外部か
らケース正面の受光窓に向けて所定の角度範囲で入射す
る光を集束して受光素子に導く受光光学系とを同じケー
スに一体的に内蔵した反射型光電センサについて、所定
の光学的に透明な板部材の内側に前記ケース正面を前記
板部材に向けて設置する構造であって、前記投光窓から
外部に広がる投光エリアと前記受光窓から外部に広がる
受光エリアとが重なるエリアを検知エリアとした際に、
前記ケース正面と前記板部材との間隔を前記ケース正面
から前記検知エリアまでの最小距離より小さく設定し
た。

【００１１】好ましくは前記反射型光電センサがレーザ
ーレーダとし、そのレーザーレーダを車両用のランプハ
ウジング内の所定位置に内蔵する。そしてそのランプハ
ウジングの前面に設置されるカバーが前記板部材とみな
し、前記カバーとレーザーレーダの位置関係が上記に示
す条件を満たすようにすることである。

【００１２】上記目的を達成するための本発明に係る反
射型光電センサのカバー取り付け構造では、発光素子か
らの光をケース正面の投光窓から外部に向けて所定の角
度範囲で照射する投光光学系と、外部からケース正面の
受光窓に向けて所定の角度範囲で入射する光を集束して
受光素子に導く受光光学系とを同じケースに一体的に内
蔵した反射型光電センサに対し、前記ケース正面を覆う
ように透明カバーを前記ケース自体に着脱可能に取り付
ける構造であって、前記投光窓から外部に広がる投光エ
リアと前記受光窓から外部に広がる受光エリアとが重な
るエリアを検知エリアとしたときに、前記ケース正面と
前記透明カバーとの間隔を前記ケース正面から前記検知
エリアまでの最小距離より小さく設定した。

【００１３】

【作用】ケース正面と光学的に透明な板部材または透明
カバーとの間隔を前記ケース正面から前記検知エリアま
での最小距離より小さく設定することで、前記板部材が
前記検知エリアの手前の非検知エリアに存在することに
なる。したがって、この板部材や透明カバーの投光エリ
ア内の位置に汚れが付着し、その汚れで検知光線が反射
しても、その汚れが受光エリア外なので、その反射光は
前記受光素子に受光される有効光線とはならない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る反射型光電センサの設置
構造およびカバー取り付け構造の好適な実施例を添付図
面を参照にして詳述する。図１は本実施例で用いられる
反射型光電センサの具体的な一例を示している。同図に
示すように、ほぼ直方体のケース１に投光光学系と受光
光学系が内蔵されており、ケース１の正面に投光窓２と
受光窓３が配設されている。

【００１５】投光光学系は、半導体レーザー４およびコ
リメートレンズ５などを一体化したモジュールとミラー
６を備え、レーザービームをケース正面の投光窓２の指
向角θで前方に照射する。より具体的には、半導体レー
ザー４から出射されるレーザー光の出射方向を所定角度
θ範囲内で振ることにより所定の角度範囲内にレーザー
光が順次出射されるようにしている。

【００１６】受光光学系は、受光窓３からケース内に入
射する光をレンズ７，８で集光して受光素子であるフォ
トダイオード９に導くもので、有効寸法φの受光窓３に
対して入射角ωの範囲の入射光がフォトダイオード９に
受光される。なお図１において、ａは投光窓２における
出射ビームの幅を示し、Ｌは投光窓２と受光窓３の中心
間距離を示している。

【００１７】前記のような反射型光電センサを、別の目
的・用途のためにすでに設置される光学的に透明な板部
材に対して対向配置する本発明に係る設置構造の一実施
例について説明する。図２に示すように、投光窓２から
外部に広がる投光エリアＡ１と受光窓３から外部に広が
る受光エリアＡ２とが重なるエリアＡ３を検知エリアと
したときに、前記ケース１の正面と前記板部材１０の外
面との間隔ｘを前記ケース１の正面から検知エリアＡ３
までの最小距離ｄより小さく設定する。

【００１８】こうすれば、板部材１０に汚れが付着し、
その汚れが投光エリアＡ１に含まれ、投光窓２からの検
知光線が前記汚れで反射しても、前記汚れは受光エリア
Ａ２には含まれていないので、前記汚れからの反射光が
ケース１内の前記フォトダイオード９に受光されること
はない。したがって汚れによる誤動作は起きない。

【００１９】上記反射型光電センサの具体例としては、
例えば自動車に実装されるレーザーレーダがある。すな
わち、レーザーレーダは自動車の前側にバンパーの近傍
所定位置（ナンバープレートの付近）にケース１が向き
出しの状態で設置され、先行車との車間距離を測定した
り、前方の障害物を検知するもので、そのセンサ出力に
応じて運転者に対して警報を発したり、自動的に制動を
かけて速度を落とすような制御が行われる。

【００２０】係るレーザーレーダに適用する場合には、
例えば上記板部材１０は、自動車のフロントガラスとす
ることができる。すなわち、従来であれば自動車の前面
外側にレーザーレーダを配置したが、本例では車室内に
配置するが、この時レーザーレーダのケース１の正面と
フロントガラスとの間隔ｘを上記所定の条件になるよう
におく。

【００２１】また、図３に示すようにレーザーレーダ１
１を自動車のランプハウジング１２内に組み込むことを
考え、係る場合にも適用できる。すなわち、ランプハウ
ジング１２の前面には光学的に透明なレンズ機能を備え
たカバー（レンズ板）１３が存在する。このカバー１３
が上記透明な板部材となるように、レーザーレーダ１１
の正面とカバー１３との間隔ｘが上記所定の条件になる
ようにランプハウジング１２内に固定する。

【００２２】係る構成にすると、ランプハウジング１２
の内側に図１のヘッド全体が据え付けられ、ケース正面
の投光窓２と受光窓３からの投光・受光はランプハウジ
ング１２のカバー１３を通して行うことになる。そし
て、レーザーレーダ１１はランプハウジング１２と一体
化されるので、車体への取り付けが容易であるととも
に、外部から見えないので見た目も良い。

【００２３】また、このようにレーザーレーダに限るこ
となく、所定の監視領域内への侵入者を検知するために
反射型光電センサを窓ガラスの付近に配置する場合にも
適用できる。すなわち、この場合に板部材１０は窓ガラ
スとなり、窓ガラスとセンサとの距離ｘを上記した所定
の条件になるようにおくことにも適用できるなど、種々
の分野に適用できる。

【００２４】次に、図１に示した内部構成の反射型光電
センサに対して、デザイン面や機器保護の面で、図４に
示すように透明カバー１５をケース１の前面側に例えば
スナップフィット構造で着脱可能に取り付ける場合を想
定する。この場合も本発明では、図解していないが、前
記ケース１の正面と前記の透明カバー１５の外面との間
隔ｘを前記ケース１の正面から検知エリアＡ３までの最
小距離ｄより小さく設定する（図２参照）。

【００２５】こうすれば図２の場合と同様に、透明カバ
ー１５に汚れが付着し、その汚れが投光エリアＡ１に含
まれ、投光窓２からの検知光線が前記汚れで反射して
も、前記汚れは受光エリアＡ２には含まれていないの
で、前記汚れからの反射光がケース１内の前記フォトダ
イオード９に受光されることはない。したがって汚れに
よる誤動作は起きない。なお、透明カバー１５を着脱可
能に取り付ける構成としては、上記したスナップフィッ
トに限らず、ネジ止めその他種々のものを適用できる。

【００２６】なお、本発明で言う「光学的に透明な板部
材」や「透明カバー」の「透明」とは、必ずしも１００
％光を透過するものに限ることなく、一般に「半透明」
等と称されるものも含み、さらに、反射型光電センサか
ら出射した光が対象物で反射して戻ってきた光を受光で
きるものであればその透過率の具体的な数値に限定され
ず、本発明で言う透明に含まれる広い概念である。さら
に「車両」とは上記した実施例で示した自動車はもちろ
んのこと、電車，自動二輪車その他ランプが実装される
各種のものを含む。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明を適用し、前記ケー
ス正面と前記板部材または透明カバーとの間隔を前記ケ
ース正面から前記検知エリアまでの最小距離より小さく
設定することで、前記板部材，透明カバーが前記検知エ
リアの手前の非検知エリアに存在することになる。した
がって、この板部材，透明カバーにおいて前記投光エリ
ア内の位置に汚れが付着し、その汚れで検知光線が反射
しても、その汚れが前記受光エリア外なので、その反射
光は前記受光素子に受光される有効光線とはならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象である反射型光電センサの一例を
示す概略構成図である。

【図２】本発明を適用した同上センサの設置構造の説明
図である。

【図３】レーザーレーダに適用した例を示す図である。

【図４】本発明を適用した同上センサのカバー構造の説
明図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ 投光窓 ３ 受光窓 ４ 半導体レーザー ５ コリメートレンズ ６ ミラー ７ レンズ ８ レンズ ９ フォトダイオード １０ 板部材 １５ 透明カバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子からの光をケース正面の投光窓
   から外部に向けて所定の角度範囲で照射する投光光学系
   と、外部からケース正面の受光窓に向けて所定の角度範
   囲で入射する光を集束して受光素子に導く受光光学系と
   を同じケースに一体的に内蔵した反射型光電センサにつ
   いて、所定の光学的に透明な板部材の内側に前記ケース
   正面を前記板部材に向けて設置する構造であって、 前記投光窓から外部に広がる投光エリアと前記受光窓か
   ら外部に広がる受光エリアとが重なるエリアを検知エリ
   アとした際に、前記ケース正面と前記板部材との間隔を
   前記ケース正面から前記検知エリアまでの最小距離より
   小さく設定したことを特徴とする反射型光電センサの設
   置構造。
2. 【請求項２】 前記反射型光電センサがレーザーレーダ
   であって、 そのレーザーレーダを車両用のランプハウジング内の所
   定位置に内蔵するとともに、そのランプハウジングの前
   面に設置されるカバーを前記板部材とみなし、前記カバ
   ーとレーザーレーダの位置関係が請求項１に示す条件を
   満たすようにしたことを特徴とする反射型光電センサの
   設置構造。
3. 【請求項３】 発光素子からの光をケース正面の投光窓
   から外部に向けて所定の角度範囲で照射する投光光学系
   と、外部からケース正面の受光窓に向けて所定の角度範
   囲で入射する光を集束して受光素子に導く受光光学系と
   を同じケースに一体的に内蔵した反射型光電センサに対
   し、前記ケース正面を覆うように透明カバーを前記ケー
   ス自体に着脱可能に取り付ける構造であって、 前記投光窓から外部に広がる投光エリアと前記受光窓か
   ら外部に広がる受光エリアとが重なるエリアを検知エリ
   アとしたときに、前記ケース正面と前記透明カバーとの
   間隔を前記ケース正面から前記検知エリアまでの最小距
   離より小さく設定したことを特徴とする反射型光電セン
   サのカバー取り付け構造。