DE102017223340A1

DE102017223340A1 - Objekterfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017223340A1
Application number: DE102017223340.0A
Authority: DE
Inventors: Naoki Otani; Daisuke Itao; Motomu Yokota; Hoshibumi Ichiyanagi
Original assignee: Omron Automotive Electronics Co Ltd
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2018-06-21
Also published as: JP6679472B2; JP2018100880A; US20180172808A1; CN108205125A

Abstract

Eine Objekterfassungsvorrichtung weist Folgendes auf: einen Lichtsender; einen Lichtempfänger; einen drehenden Scanner, der einen Spiegel hat und Licht von dem Lichtsender von dem Spiegel durch Drehen des Spiegels reflektiert, um das reflektierte Licht über einen vorbestimmten Bereich zu scannen, und um Licht, das von einem Ziel reflektiert wird, von dem Spiegel zu reflektieren, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen; einen Objektdetektor, der basierend auf einem Lichtempfangssignal erfasst, ob es ein Ziel gibt; einen Lichtführer, der Licht von dem Lichtsender zu dem Lichtempfänger führt, und einen Versagensdetektor, der basierend auf einem Lichtemissionszustand des Lichtsenders und einem Lichtempfangszustand des Lichtempfängers erfasst, ob es ein Versagen gibt. Der Lichtführer empfängt Licht, das von dem Lichtsender gesendet und von dem Spiegel reflektiert wird, und reflektiert das Licht von dem Spiegel, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen.

Description

QUERVERWEIS ZU EINER VERWANDTEN ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-246601 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 20. Dezember 2016, deren gesamter Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wird.
GEBIET
Die Offenbarung betrifft eine Objekterfassungsvorrichtung, die ein Ziel durch Projizieren und Empfangen von Licht erfasst, und insbesondere Selbstdiagnose eines Versagens in einem optischen System.
STAND DER TECHNIK
Eine Objekterfassungsvorrichtung, wie ein Laserradar für Fahrzeugmontage, projiziert Licht von einem Lichtsender über einen vorbestimmten Bereich und erfasst basierend auf einem Resultat reflektierten Lichts des projizierten Lichts, das von einem Lichtempfänger empfangen wird, ob es ein Ziel gibt (zum Beispiel JP 2002-31685 A , JP 2010-204015 A , JP H10-31064 A , JP 2014-145744 A und WO 2016/012579 A ). Außerdem gibt es auch eine Objekterfassungsvorrichtung, die einen Abstand von der Objekterfassungsvorrichtung zu einem Ziel basierend auf einer Zeitspanne erfasst, von wenn ein Lichtsender Licht sendet, bis ein Lichtempfänger Licht, das von dem Ziel reflektiert wird, empfängt (zum Beispiel JP 2012-93256 A und JP H09-318736 A ).
Für den Lichtsender werden Licht emittierende Elemente, wie Laserdioden, verwendet. Für den Lichtempfänger werden Licht empfangende Elemente, wie Fotodioden, verwendet. In JP 2002-31685 A , JP 2010-204015 A , JP 2014-145744 A und WO 2016/012579 A , wird ein drehender Scanner vorgesehen, um Licht über einen weiten Bereich zu projizieren/von ihm zu empfangen und die Objekterfassungsvorrichtung zu miniaturisieren.
Licht, das von dem Lichtsender projiziert wird, durchquert daher die optischen Bauteile eines Lichtprojektionssystems, wie durch eine Lichtprojektionslinse und einen Spiegel, und wird dann von einem drehbaren Spiegel, der in dem rotierenden Scanner enthalten ist, reflektiert, und ein Ziel wird mit dem reflektierten Licht bestrahlt. In diesem Zeitpunkt wird durch die Drehung des Spiegels des rotierenden Scanners das Licht von dem Lichtsender von dem Spiegel abgelenkt und über einen vorbestimmten Bereich, in dem ein Ziel zu erfassen ist, gescannt. Dann wird das von dem Ziel reflektierte Licht von dem Spiegel des drehenden Scanners reflektiert. Das reflektierte Licht durchquert optische Bauteile eines Lichtempfangssystems, wie einen Spiegel und eine Lichtempfangslinse, und wird dann von dem Lichtempfänger empfangen. Auch in diesem Zeitpunkt wird durch Drehen des Spiegels des drehenden Scanners das Licht, das von dem Ziel, das in dem vorbestimmten Bereich gegenwärtig ist, reflektiert wird, von dem Spiegel abgelenkt und zu den optischen Bauteilen des Lichtempfangssystems und des Lichtempfängers geführt. Zu bemerken ist, dass in JP 2002-31685 A das von dem Ziel reflektierte Licht von dem Lichtempfänger empfangen wird, ohne den drehenden Scanner zu durchqueren.
Falls ein optisches System ein Versagen aufweist, ist es nicht möglich, präzis zu erfassen, ob es ein Ziel gibt, oder einen Abstand von der optischen Erfassungsvorrichtung zu dem Ziel zu erfassen. Angesichts dessen wird eine Funktion zur Selbstdiagnose eines Versagens in dem optischen System in der Objekterfassungsvorrichtung vorgeschlagen.
In JP 2002-31685 A , JP H09-318736 A und JP H10-31064 A , führt ein Lichtführer, der in der Objekterfassungsvorrichtung vorgesehen ist, Licht von dem Lichtsender zu dem Lichtempfänger. Insbesondere wird in JP 2002-31685 A ein Abschnitt des Lichts, das von dem Lichtsender gesendet und von dem Spiegel des drehenden Scanners reflektiert wird, von einer durchsichtigen Fensterplatte durch einen optischen Pfad zur Selbstdiagnose, der innerhalb eines Gehäuses bereitgestellt ist, reflektiert, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen. In JP H09-318736 A wird ein Abschnitt des Lichts, das von dem Lichtsender gesendet wird, zu einem Lichtempfänger zur Selbstdiagnose geführt. In JP H10-31064 A wird Licht, das von dem Lichtsender gesendet wird und sich außerhalb eines Scanwinkelbereichs fortbewegt, von einer inneren Oberfläche einer durchscheinenden Fensterplatte, die an der Vorderseite der Objekterfassungsvorrichtung installiert ist, reflektiert, um das reflektierte Licht zu einem Lichtempfänger zur Zielerfassung oder zu einem Lichtempfänger zur Selbstdiagnose zu führen. In JP 2002-31685 A , JP H09-318736 A und JP H10-31064 A , erfasst bei Selbstdiagnose ein Versagensdetektor basierend auf einem elektrischen Signal, das von dem Lichtempfänger ausgegeben wird, ob ein Versagen des Lichtsenders oder des Lichtempfängers besteht.
Zu bemerken ist, dass in JP 2010-204015 A und JP 2012-93256 A zum Verbessern der Erfassungspräzision eines Abstands von der Objekterfassungsvorrichtung zu dem Ziel der Lichtführer, der in der Objekterfassungsvorrichtung vorgesehen ist, Licht von dem Lichtsender zu dem Lichtempfänger führt. Insbesondere ist in JP 2010-204015 A eine Lichteinführungseinheit für eine Lichtleitfaser auf einer optischen Achse des Lichts, das sich von dem Lichtsender zu der Seite des Ziels über den Spiegel des drehenden Scanners bewegt, angeordnet, und das Licht wird von der Lichteinführungseinheit gefangen, um das Licht zu dem Lichtempfänger durch die Lichtleitfaser zu führen. Außerdem ist in JP 2012-93256 A ein Referenzreflektor an einem Rand eines Scanbereichs von Licht, das von dem Lichtsender gesendet wird, angeordnet, und das Licht wird von dem Referenzreflektor reflektiert, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen. In JP 2010-204015 A und JP 2012-93256 A wird nach Korrektur usw. ein vollständiger Korrekturwert basierend auf einem elektrischen Signal, das von dem Lichtempfänger ausgegeben wird, berechnet, und der erfasste Abstand von der Objekterfassungsvorrichtung zu dem Ziel wird unter Verwenden des Korrekturwerts korrigiert.
Wenn in der Objekterfassungsvorrichtung, die den drehenden Scanner aufweist, Licht zur Versagensdiagnose projiziert oder empfangen wird, ohne den drehenden Scanner zu durchqueren, falls ein Lichtprojektionspfad und ein Lichtempfangspfad zur Versagensdiagnose in der Objekterfassungsvorrichtung vollständig von einem Lichtprojektionspfad und einem Lichtempfangspfad zur Zielerfassung getrennt vorgesehen ist, kann die Objekterfassungsvorrichtung größer werden. Außerdem, wenn Licht zur Zielerfassung durch den drehenden Scanner projiziert wird, Licht zur Zielerfassung aber ohne Durchqueren des drehenden Scanners empfangen wird, muss auch ein Lichtempfangspfad zur Zielerfassung in der Objekterfassungsvorrichtung vollständig von einem Lichtprojektionspfad zur Zielerfassung vorgesehen werden, und daher kann die Objekterfassungsvorrichtung größer werden. Ferner, wenn ein Lichtsender und ein Lichtempfänger zur Versagensdiagnose getrennt von einem Lichtsender und einem Lichtempfänger zur Zielerfassung vorgesehen sind, müssen auch ein Lichtprojektionspfad und ein Lichtempfangspfad zur Versagensdiagnose in der Objekterfassungsvorrichtung vollständig von einem Lichtprojektionspfad und einem Lichtempfangspfad zur Zielerfassung vorgesehen werden, und darüber hinaus nimmt die Anzahl der Bauteile zu. Die Lichterfassungsvorrichtung kann daher noch größer werden. Außerdem erhöht die Zunahme der Anzahl von Bauteilen des Lichtsenders und des Lichtempfängers die Herstellungskosten der Zielerfassungsvorrichtung.
KURZDARSTELLUNG
Eine Aufgabe der Offenbarung ist das selbstständige Diagnostizieren, ob ein Versagen in einem optischen System in einer Objekterfassungsvorrichtung, die einen drehenden Scanner aufweist, vorhanden ist, und eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung zu verhindern.
Eine Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung weist einen Lichtsender auf, der ein Lichtsendeelement hat; einen Lichtempfänger, der ein Lichtempfangselement hat; einen drehenden Scanner, der einen Spiegel hat und konfiguriert ist, um Licht von dem Lichtsender von dem Spiegel durch Drehen des Spiegels zum Scannen des reflektierten Lichts über einen vorbestimmten Bereich zu reflektieren, und um Licht, das von einem Ziel reflektiert wird, von dem Spiegel zu reflektieren, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen, wobei das Ziel in dem vorbestimmten Bereich gegenwärtig ist; einen Objektdetektor, der konfiguriert ist, um basierend auf einem Lichtempfangssignal, das von dem Lichtempfänger abgegeben wird, zu bestimmen, ob es ein Ziel gibt; einen Lichtführer, der konfiguriert ist, um Licht von dem Lichtsender zu dem Lichtempfänger zu führen, und einen Versagensdetektor, der konfiguriert ist, um basierend auf dem Lichtsendezustand des Lichtsenders und einem Lichtempfangszustand durch den Lichtempfänger des Lichts, das von dem Lichtführer geführt wird, zu erfassen, ob ein Versagen besteht. Der Lichtführer empfängt Licht, das von dem Lichtsender gesendet und von dem Spiegel reflektiert wird, und reflektiert das Licht von dem Spiegel, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen.
Gemäß der oben stehenden Beschreibung wird bei Versagenserfassung Licht von dem Lichtsender in den Lichtführer durch den drehenden Scanner geleitet, und der Lichtführer führt das Licht zu dem Lichtempfänger durch den drehenden Scanner. Außerdem wird bei Zielerfassung Licht von dem Lichtsender über einen Scanbereich zur Zielerfassung durch den drehenden Scanner projiziert, und der Lichtempfänger empfängt durch den drehenden Scanner Licht, das von einem Ziel, das in dem Scanbereich gegenwärtig ist, reflektiert wird. Die Objekterfassungsvorrichtung, die den drehenden Scanner aufweist, kann daher selbst diagnostizieren, ob es ein Versagen in einem optischen System, wie dem Lichtsender, dem Lichtempfänger und dem drehenden Scanner gibt, und kann eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung unterbindet, indem es einem Lichtprojektionspfad und einem Lichtempfangspfad zur Zielerfassung erlaubt wird, einen Lichtprojektionspfad und einen Lichtempfangspfad zur Versagensdiagnose teilweise zu überlappen. Außerdem werden bei der Zielerfassung und Versagensdiagnose des optischen Systems der Lichtsender und der Lichtempfänger gemeinsam verwendet. Daher wird eine Zunahme der Anzahl der Bauteile verhindert, wodurch eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung weiter unterbunden werden kann, und eine Zunahme der Herstellungskosten der Objekterfassungsvorrichtung ebenfalls unterbunden werden kann.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung, kann der Lichtführer das empfangene Licht zu einer unterschiedlichen Position als zu einer Bestrahlungsposition auf dem Spiegel des Lichts von dem Lichtsender leiten.
Außerdem kann der Spiegel bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung eine Vielzahl reflektierender Oberflächen, die jeweils zu unterschiedlichen Ebenen gehören, haben.
Außerdem kann der Lichtführer bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung Licht empfangen, das Teil des Lichts ist, das von dem Lichtsender gesendet und von dem Spiegel reflektiert wird und das sich außerhalb eines Ziel Erfassungsbereichs fortbewegt.
Außerdem kann bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung der Lichtführer außerhalb eines Bereichs, in dem Licht von dem drehenden Scanner gescannt wird, um das Ziel zu erfassen, angeordnet sein.
Ferner kann der Lichtführer bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung auf einer entgegengesetzten Seite des Spiegels von dem Ziel angeordnet sein.
Außerdem kann bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung der Lichtführer Licht auf eine reflektierende Oberfläche des Spiegels, die zu einer entgegengesetzten Seite des Ziels zeigt, projizieren und von ihr empfangen.
Außerdem kann bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung der Lichtführer aus einem Lichtwellenleiter bestehen, der eine Einführungsoberfläche hat, in die Licht geleitet wird, und eine Ausführungsoberfläche, aus der Licht herausgeführt wird.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung, kann eine Objekterfassungsvorrichtung, die einen drehenden Scanner aufweist, selbst diagnostizieren, ob es ein Versagen in einem optischen System gibt, und eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung kann unterbunden werden.
Figurenliste

1 ist eine elektrische Konfigurationsskizze einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines äußeren Aussehens der Objekterfassungsvorrichtung der 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer inneren Struktur der Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
4 ist eine perspektivische Ansicht der inneren Struktur der 3, aus einer anderen Richtung betrachtet;
5 ist eine Draufsicht der inneren Struktur der 3;
6 ist eine Draufsicht, die die innere Struktur der 3 und einen Lichtscanbereich zeigt;
7 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung und einen Lichtscanbereich zeigt;
8 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung und einen Lichtscanbereich zeigt, und
9 ist eine Draufsicht, die eine innere Struktur einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Offenbarung und einen Lichtscanbereich zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben oder entsprechende Abschnitte mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei Ausführungsformen der Offenbarung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein besseres Verstehen der Erfindung zu vermitteln. Es ist jedoch für den Durchschnittsfachmann klar, dass die Erfindung ohne diese speziellen Details umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wurden gut bekannte Merkmale nicht ausführlich beschrieben, um ein Verschleiern der Erfindung zu vermeiden.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 eine elektrische Konfiguration einer Objekterfassungsvorrichtung 100 in einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben.
1 ist eine elektrische Konfigurationsskizze der Objekterfassungsvorrichtung 100. Die Objekterfassungsvorrichtung ist ein Laserradar für Fahrzeugmontage. Eine Steuervorrichtung 1 besteht aus einer CPU usw. und steuert den Betrieb jeder Einheit der Objekterfassungsvorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 1 weist einen Objektdetektor 1a und einen Versagensdetektor 1b auf.
Ein Laserdioden (LD)-Modul 2 ist eingebaut. Das LD-Modul 2 weist eine Vielzahl von Laserdioden (LDs) auf, die Lichtquellen sind (1 zeigt der Einfachheit halber nur einen LD-Block). Jede LD ist ein Licht emittierendes Element, das einen optischen Hochleistungsimpuls sendet. Das LD-Modul 2 ist ein Beispiel eines „Lichtsenders“ bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
Die Steuervorrichtung 1 steuert den Betrieb jeder LD in dem LD-Modul 2. Die Steuervorrichtung 1 erlaubt es insbesondere zum Beispiel jeder LD, Licht zu senden, um das Licht auf ein Ziel, wie eine Person oder ein Objekt, zu projizieren. Ein Ladestromkreis 3 ist mit dem LD-Modul 2 verbunden. Die Steuervorrichtung 1 erlaubt es jeder LD, das Lichtsenden zu stoppen, um die LD durch den Ladestromkreis 3 aufzuladen.
Ein Motor 4c ist eine Antriebsquelle für einen drehenden Scanner 4 (3 usw.), der weiter unten beschrieben wird. Eine Motorantriebsschaltung 5 treibt den Motor 4c. Ein Codierer 6 erfasst einen Drehungszustand (einen Winkel, eine Anzahl von Umdrehungen usw.) des Motors 4c. Die Steuervorrichtung 1 erlaubt es der Motorantriebsschaltung 5, den Motor 4c zu drehen, um den Betrieb des drehenden Scanners 4 zu steuern. Außerdem erfasst die Steuervorrichtung 1 einen Betriebszustand (die Betriebsmenge, eine Betriebsposition usw.) des drehenden Scanners 4 basierend auf einer Ausgabe von dem Codierer 6.
Ein Fotodioden (PD)-Modul ist eingebaut. Das PD-Modul 7 weist PDs auf, die Licht empfangende Elemente sind, einen Transimpedanzverstärker (Transimpendance Amplifier - TIA), einen Multiplexer (MUX) und einen Verstärker mit variablem Verstärkungsfaktor (Variable Gain Amplifier - VGA) (wobei ausführliche Schaltungen nicht gezeigt sind). Das PD-Modul 7 ist ein Beispiel eines „Lichtempfängers“ bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
Eine Vielzahl von PDs ist in dem PD-Modul 7 bereitgestellt (1 zeigt der Einfachheit halber einen PD-Block). Der MUX gibt ein Ausgangssignal von dem TIA zu dem VGA ein. Eine Boost-Schaltung 9 liefert eine angehobene Spannung, die für den Betrieb der Fotodioden erforderlich ist, zu jeder PD in dem PD-Modul 7. Ein Analog-Digital-Wandler (Analog-to-Digital Converter - ADC) 8 wandelt ein von dem PD-Modul 7 ausgegebenes analoges Signal in ein digitales Signal um.
Die Steuervorrichtung 1 steuert den Betrieb jeder Einheit des PD-Moduls 7. Insbesondere erlaubt es die Steuervorrichtung 1 zum Beispiel den LDs in dem LD-Modul 2, Licht zu senden, durch das die PDs in dem PD-Modul 7 Licht, das von einem Ziel reflektiert wird, empfangen. Dann erlaubt es die Steuervorrichtung 1 dem TIA und dem VGA in dem PD-Modul 7, Lichtverarbeitung auf einem Lichtempfangssignal auszuführen, das von den PDs gemäß einem Lichtempfangszustand des empfangenen Lichts ausgegeben wird. Außerdem erlaubt es die Steuervorrichtung 1 dem ADC 8, das analoge Lichtempfangssignal, das von dem PD-Modul 7 ausgegeben wird, in ein digitales Lichtempfangssignal umzuwandeln. Basierend auf dem umgewandelten digitalen Lichtempfangssignal, erfasst der Objektdetektor 1a in der Steuervorrichtung 1, wo sich ein Ziel befindet. Außerdem berechnet der Objektdetektor 1a eine Zeitspanne von wenn die LDs Licht senden, bis die PDs Licht, das von dem Ziel reflektiert wird, empfangen, und erfasst einen Abstand von der Objekterfassungsvorrichtung 100 zu dem Ziel basierend auf der Zeitspanne.
Ein Speicher 10 besteht aus einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher. In dem Speicher 10 sind zum Beispiel Informationen zum Steuern jeder Einheit der Objekterfassungsvorrichtung 100 durch die Steuervorrichtung 1 und Informationen zum Erfassen eines Ziels gespeichert. Eine Schnittstelle 11 besteht aus einer Kommunikationsschaltung zum Kommunizieren mit einer elektronischen Steuereinheit (Electronic Control Unit - ECU), die auf ein Fahrzeug montiert ist. Die Steuervorrichtung 1 erlaubt es der Schnittstelle 11, Informationen über ein Ziel oder diverse Typen von Steuerinformationen zu/von der ECU zu übertragen/empfangen.
Nun werden der Aufbau und die Funktionsweise der Objekterfassungsvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 beschrieben.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines äußeren Aussehens der Objekterfassungsvorrichtung 100. Zu bemerken ist, dass die äußere Ansicht der 2 und die Konfigurationsskizze der 1 für alle der folgenden Ausführungsformen gelten.
Die 3 bis 6 sind Skizzen, die eine innere Struktur der Objekterfassungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigen. Insbesondere sind die 3 und 4 perspektivischen Ansichten einer inneren Struktur der Objekterfassungsvorrichtung 100. 3 zeigt einen Zustand der inneren Struktur der Objekterfassungsvorrichtung 100 von der Seite des Ziels betrachtet. 4 zeigt einen Zustand der inneren Struktur der Objekterfassungsvorrichtung 100 von der Seite, die dem Ziel entgegengesetzt ist, betrachtet. 5 ist eine Draufsicht der inneren Struktur der Objekterfassungsvorrichtung 100. 6 ist eine Draufsicht, die die innere Struktur der Objekterfassungsvorrichtung 100 und einen Lichtscanbereich A zeigt.
Wie in 2 gezeigt, ist ein Gehäuse 12 der Objekterfassungsvorrichtung 100 von der Vorderseite betrachtet eine rechteckige Box. Eine Öffnung 12a des Gehäuses 12 wird von einer durchscheinenden Abdeckung 13 abgedeckt. Die durchscheinende Abdeckung 13 ist mit einer Kuppelform mit einer vorbestimmten Stärke gebildet.
Ein Innenraum, der von dem Gehäuse 12 und der durchscheinenden Abdeckung 13 eingeschlossen wird, nimmt ein optisches System wie das, das in den 3 bis 6 gezeigt ist, ein elektrisches System, das in 1 gezeigt ist usw. auf. Die durchscheinende Abdeckung 13 der 2 erlaubt es Licht, die Innenseite und Außenseite des Gehäuses 12 zu durchqueren.
Die Objekterfassungsvorrichtung 100 ist zum Beispiel an der Vorderseite, an dem Heck oder auf der linken und rechten Seite eines Fahrzeugs derart installiert, dass die durchscheinende Abdeckung 13 in die Richtungen vorwärts, rückwärts, nach links und nach rechts des Fahrzeugs zeigt. In diesem Zeitpunkt wie in 2 gezeigt, wird die Objekterfassungsvorrichtung 100 auf dem Fahrzeug derart installiert, dass eine Richtung der kurzen Seite des Gehäuses 12 in eine Aufwärts-Abwärts-Richtung Z ausgerichtet ist.
Das optische System der Objekterfassungsvorrichtung 100 zum Erfassen eines Ziels weist, wie in 3 usw. gezeigt, die LDs in dem LD-Modul 2, eine Lichtprojektionslinse 14, den drehenden Scanner 4, eine Lichtempfangslinse 16, einen reflektierenden Spiegel 17 und die PDs in dem PD-Modul 7 auf.
Von den oben beschriebenen Bauteilen, bilden die LDs in dem LD-Modul 2, die Lichtprojektionslinse 14 und der drehende Scanner 4 ein optisches Lichtprojektionssystem. Außerdem bilden der drehende Scanner 4, die Lichtempfangslinse 16, der reflektierende Spiegel 17 und die PDs in dem PD-Modul 7 ein optisches Lichtempfangssystem.
Das LD-Modul 2 besteht aus einer dünnen rechteckigen Parallelepipedform. Wie in 3 usw. gezeigt, ist das LD-Modul 2 auf einem Rand einer Montageoberfläche 21a eines ersten Substrats 21 montiert. Das LD-Modul 2 ist an einem zentralen Abschnitt der Objekterfassungsvorrichtung 100 angeordnet. Das erste Substrat 21 ist innerhalb des Gehäuses 12 derart befestigt, dass die Montageoberfläche 21a zu der Seite des Ziels zeigt.
Jede LD, die in dem LD-Modul 2 enthalten ist, zeigt zu der Mittenseite der Objekterfassungsvorrichtung 100 und in eine Richtung X parallel zu der Montageoberfläche 21a des ersten Substrats 21. Jede LD projiziert daher Licht in der Hauptsache in die Richtung X parallel zu der Montageoberfläche 21a. Licht, das von jeder LD in dem LD-Modul 2 gesendet wird, wird von dem ersten Substrat 21 nicht blockiert.
Die Lichtprojektionslinse 14 ist auf der Seite der Lichtemissionsrichtung des LD-Moduls 2 angeordnet. Die Lichtprojektionslinse 14 passt die Ausbreitung des Lichts, das von jeder LD in dem LD-Modul 2 gesendet wird, an. Die Lichtprojektionslinse 14 ist innerhalb des Gehäuses 12 befestigt.
Das PD-Modul 7 ist in einer rechteckigen Stangenform gebildet. Das PD-Modul 7 ist auf eine Montageoberfläche 22a eines zweiten Substrats 22 derart montiert, dass seine lange Seite zu der Aufwärts-Abwärts-Richtung Z parallel ist. Das zweite Substrat 22 ist innerhalb des Gehäuses 12 derart befestigt, dass die Montageoberfläche 22a zu der Seite des Ziels zeigt. Außerdem ist das zweite Substrat 22 auf der Seite, die zu dem ersten Substrat 21 von einem Ziel entgegengesetzt ist, angeordnet. Zu bemerken ist, dass 4 das zweite Substrat 22 nicht zeigt.
Jede PD, die in dem PD-Modul 7 enthalten ist, zeigt zu der Seite des Ziels und in eine Richtung Y senkrecht zu der Montageoberfläche 22a des zweiten Substrats 22 (3 usw.). Jede PD empfängt daher Licht, das in der Hauptsache in einer Richtung senkrecht zu der Montageoberfläche 22a kommt (eine Richtung gegen die Y-Richtung in 3 C usw.).
Das zweite Substrat 22 ist ausgebildet, um größer zu sein als das erste Substrat 21. Auf dem ersten Substrat 21 ist ein Teil des Ladestromkreises 3, der in 1 gezeigt ist, zusätzlich zu dem LD-Modul 2 montiert. Auf dem zweiten Substrat 22 sind zum Beispiel der ADC 8, die Boost-Schaltung 9, der andere Teil des Ladestromkreises 3, die Motorantriebsschaltung 5, die Steuervorrichtung 1, der Speicher 10 und die Schnittstelle 11, die in 1 gezeigt sind, zusätzlich zu dem PD-Modul 7 montiert. Das erste Substrat 21 und das zweite Substrat 22 sind elektrisch miteinander durch Steckverbinder und flexible Leiterplatten (Flexible Printed Circuits - FPCs), die nicht gezeigt sind, verbunden.
Die Lichtprojektionslinse 14, der drehende Scanner, die Lichtempfangslinse 16 und der reflektierende Spiegel 17 sind weiter auf der Seite des Ziels als das zweite Substrat 22 angeordnet.
Der drehende Scanner 4 wird auch ein drehender Spiegel oder ein optischer Ablenker genannt, und weist einen Spiegel 4a, einen Motor 4c usw. auf. Der Spiegel 4a besteht aus einem doppelseitigen Spiegel, der in einer Plattenform ausgestaltet ist. Beide Plattenoberflächen 4b des Spiegels 4a sind nämlich reflektierende Oberflächen. Die reflektierenden Oberflächen 4b gehören jeweils zu unterschiedlichen Ebenen.
Der Motor 4c ist auf den drittes Substrat 23 montiert. Das dritte Substrat 23 ist innerhalb des Gehäuses 12 derart befestigt, dass eine Drehwelle (nicht gezeigt) des Motors 4c zu der Z-Richtung parallel ist.
Eine Substratoberfläche des dritten Substrats 23 ist zu den Substratoberflächen des ersten Substrats 21 und des zweiten Substrats 22 senkrecht. Das dritte Substrat 23 und das zweite Substrat 22 sind elektrisch miteinander durch Steckverbinder und FPCs, die nicht gezeigt sind, verbunden.
Der Spiegel 4a ist mit einem Ende (in den 3 und 4 ein oberes Ende) der Drehwelle des Motors 4c verbunden. Der Spiegel 4a dreht gemeinsam mit der Drehwelle des Motors 4c.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, sind die Lichtempfangslinse 16 und der reflektierende Spiegel 17 über dem ersten Substrat 21 angeordnet. Die Lichtempfangslinse 16 besteht aus einer Kondensorlinse. Die Lichtempfangslinse 16 ist innerhalb des Gehäuses 12 derart befestigt, dass eine Lichteingangsoberfläche (konvexe Oberfläche) zu dem drehenden Scanner 4 zeigt.
Der reflektierende Spiegel 17 ist auf der entgegengesetzten Seite der Lichtempfangslinse 16 von dem drehenden Sensor 4 angeordnet. Der reflektierende Spiegel 17 ist innerhalb des Gehäuses 12 derart befestigt, dass er mit einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Lichtempfangslinse 16 und die Lichtempfangsabschnitte der PDs in dem PD-Modul geneigt ist.
Wie von einem Pfeil in strichgepunkteter Linie in 3 gezeigt, wird die Ausbreitung des Lichts, das von den LDs in dem LD-Modul 2 gesendet wird, von der Lichtprojektionslinse 14 angepasst und trifft dann auf die untere Hälfte einer der reflektierenden Oberflächen 4b des Spiegels 4a des drehenden Scanners. In diesem Zeitpunkt dreht der Motor 4c, und der Winkel (die Ausrichtung) des Spiegels 4a ändert sich, wodurch die eine oder andere reflektierende Oberfläche 4b zu der Seite des Ziels zeigt. Dadurch, nachdem Licht von den LDs die Lichtprojektionslinse 14 durchquert hat, wird das Licht von der unteren Hälfte der reflektierenden Oberfläche 4b reflektiert, und das reflektierte Licht durchquert die durchscheinende Abdeckung 13 (2) und wird über einen vorbestimmten Bereich außen gescannt. Der drehende Scanner 4 lenkt daher das Licht von den LDs in dem LD-Modul 2 zu der Seite des Ziels des ersten Substrats 21 ab.
Zu bemerken ist, dass ein schraffierter Bereich A der 6 ein Scanbereich des Lichts ist, das für die Zielerfassung von der Zielerfassungsvorrichtung 100 projiziert wird (von oben betrachtet) (6 zeigt einen Abschnitt des Lichtscanbereichs A zur Zielerfassung nahe der Objekterfassungsvorrichtung 100). Ein Abschnitt des Lichtscanbereichs A außerhalb des Gehäuses 12 und der durchscheinenden Abdeckung 13 ist ein Erfassungsbereich für ein Ziel Q durch die Objekterfassungsvorrichtung 100.
Nachdem das projizierte Licht die durchscheinende Abdeckung 13 wie oben beschrieben durchquert hat, wird es von dem Ziel Q, wie einer Person oder einem Objekt, reflektiert. Das reflektierte Licht durchquert die durchscheinende Abdeckung 13 und dann, wie von einem Pfeil in gestrichelter doppelt gepunkteter Linie in 3 angegeben, trifft das reflektierte Licht auf eine obere Hälfte einer der reflektierenden Oberflächen 4b des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4 auf. Die Bestrahlungsposition auf der reflektierenden Oberfläche 4b des Spiegels 4a des reflektierten Lichts von dem Ziel Q unterscheidet sich daher von der Bestrahlungsposition auf der reflektierenden Oberfläche 4b des Spiegels 4a des Lichts von den LDs in dem LD-Modul 2. In diesem Zeitpunkt dreht der Motor 4c, und der Winkel (die Ausrichtung) der reflektierenden Oberflächen 4b des Spiegels 4a ändert sich, wodurch die eine oder andere reflektierende Oberfläche 4b zu der Seite des Ziels zeigt. Nachdem das Licht, das von dem Ziel reflektiert wurde, die durchscheinende Abdeckung 13 durchquert hat, wird es daher von der oberen Hälfte der reflektierenden Oberfläche 4b reflektiert und tritt in die Lichtempfangslinse 16 ein. Der drehende Scanner 4 lenkt daher das Licht, das von dem Ziel Q reflektiert wird, zu der Seite der Lichtempfangslinse 16 ab.
Nachdem das reflektierte Licht in die Lichtempfangslinse 16 über den drehenden Scanner 4 eingetreten ist, wird es von der Lichtempfangslinse 16 gesammelt und dann von dem reflektierenden Spiegel 17 reflektiert und von den PDs in dem PD-Modul 7 empfangen. Der reflektierende Spiegel 17 reflektiert daher das reflektierte Licht, das von dem drehenden Scanner 4 abgelenkt wird, zu der Seite des PD-Moduls 7. Außerdem reflektiert der drehende Scanner 4 das Licht, das von dem Ziel Q reflektiert wird, von dem Spiegel 4a, um das reflektierte Licht zu den PDs in dem PD-Modul 7 durch die Lichtempfangslinse 16 und den reflektierenden Spiegel 17 zu führen.
Ein Lichtempfangssignal, das von den PDs gemäß einem Lichtempfangszustand des oben beschriebenen reflektierten Lichts ausgegeben wird, wird von dem PD-Modul 7 und dem ADC 8 einer Signalverarbeitung unterzogen. Dann erfasst der Objektdetektor 1a in der Steuervorrichtung 1 basierend auf dem verarbeiteten Lichtempfangssignal, ob es ein Ziel Q gibt, und berechnet einen Abstand von der Objekterfassungsvorrichtung 100 zu dem Ziel Q.
Wie in den 3 bis 6 gezeigt, wird auch ein Lichtwellenleiter 15 innerhalb des Gehäuses 12 der Objekterfassungsvorrichtung 100 bereitgestellt.
Der Lichtwellenleiter 15 besteht aus einem Material mit Lichtführungseigenschaften. Der Lichtwellenleiter 15 ist ein Element, das Licht zur Diagnose eines Versagens in dem optischen System führt. Der Lichtwellenleiter 15 führt das Licht, das von den LDs in dem LD-Modul 2 gesendet wird, zu den PDs in dem PD-Modul 7. Der Lichtwellenleiter 15 ist ein Beispiel eines „Lichtführers“ bei einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
Wie in den 3, 5 usw. gezeigt, ist der Lichtwellenleiter 15 auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4 von dem LD-Modul 2, dem PD-Modul 7, der Lichtprojektionslinse 14, der Lichtempfangslinse 16 und des reflektierenden Spiegel 17 angeordnet. Außerdem, wie in den 5, 6 usw. gezeigt, ist der Lichtwellenleiter 15 auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a von dem Ziel angeordnet. Außerdem ist der Lichtwellenleiter 15 außerhalb des Lichtscanbereichs A zur Zielerfassung angeordnet.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, hat der Lichtwellenleiter 15 eine Einführungsoberfläche 15a, in die Licht geleitet wird, und eine Ausführungsoberfläche 15b, aus der das Licht heraus geleitet wird. Der Lichtwellenleiter 15 ist innerhalb des Gehäuses 12 derart befestigt, dass die Einführungsoberfläche 15a und die Ausführungsoberfläche 15b zu der Seite des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4 und in eine Richtung parallel zu dem ersten und zweiten Substrat 21 und 22 (eine Richtung gegen die X-Richtung in den 3 und 4) zeigt. Die Einführungsoberfläche 15a und die Ausführungsoberfläche 15b sind Seite an Seite in die Aufwärts-Abwärts-Richtung Z platziert. Die Ausführungsoberfläche 15b ist in einer höheren Position als die Einführungsoberfläche 15a angeordnet.
Wie von einem Pfeil in strichgepunkteter Linie in 4 gezeigt, wird die Ausbreitung des Lichts, das von den LDs in dem LD-Modul 2 gesendet wird, von der Lichtprojektionslinse 14 angepasst und trifft dann auf die untere Hälfte einer der reflektierenden Oberflächen 4b des Spiegels 4a des drehenden Scanners. In diesem Zeitpunkt dreht der Motor 4c, und der Winkel des Spiegels 4a ändert sich, wodurch die eine oder andere reflektierende Oberfläche 4b zu der entgegengesetzten Seite eines Ziels zeigt. Dadurch, nachdem Licht von den LDs die Lichtprojektionslinse 14 durchquert hat, wird das Licht von der unteren Hälfte der reflektierenden Oberfläche 4b reflektiert, und das reflektierte Licht tritt in die Einführungsoberfläche 15a des Lichtwellenleiters 15 ein. Der Lichtführer 15 empfängt daher das Licht von einer reflektierenden Oberfläche 4b auf der entgegengesetzten Seite des Ziels. Anders ausgedrückt empfängt der Lichtwellenleiter 15 Licht, das Teil des Lichts ist, das von den LDs gesendet und von dem Spiegel 4a reflektiert wird, und das sich außerhalb des Zielerfassungsbereichs (des Scanbereichs A der 6) fortbewegt.
Dann bewegt sich Licht, das in die Einführungsoberfläche 15a geleitet wurde, innerhalb des Lichtwellenleiters 15 fort, und, wie durch einen Pfeil in gestrichelter doppelt gepunkteter Linie in 4 angegeben, wird das Licht von der Ausführungsseite 15b des Lichtwellenleiters 15 heraus geleitet und trifft auf eine obere Hälfte der einen oder anderen reflektierenden Oberfläche 4b des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4. Der Lichtwellenleiter 15 leitet daher das Licht zu einer unterschiedlichen Position als zu einer Bestrahlungsposition auf der reflektierenden Oberfläche 4b des Spiegels 4a des Lichts von den LDs. In diesem Zeitpunkt dreht der Motor 4c, und der Winkel des Spiegels 4a ändert sich, wodurch die eine oder andere reflektierende Oberfläche 4b zu der entgegengesetzten Seite des Ziels zeigt. Dadurch wird Licht, das aus dem Lichtwellenleiter 15 austritt, von der oberen Hälfte der reflektierenden Oberfläche 4b reflektiert und tritt in die Lichtempfangslinse 16 ein. Der Lichtwellenleiter 15 projiziert daher das Licht auf eine reflektierende Oberfläche 4b des Spiegels 4a, die zu der entgegengesetzten Seite des Ziels zeigt.
Das Licht, das in die Lichtempfangslinse 16 von dem Lichtwellenleiter 15 über den drehenden Scanner 4 eingetreten ist, wird von der Lichtempfangslinse 16 gesammelt und dann von dem reflektierenden Spiegel 17 reflektiert und wird von den PDs in dem PD-Modul 7 empfangen. Wie oben beschrieben, empfängt der Lichtwellenleiter 15 Licht, das von den LDs gesendet und von dem Spiegel 4a reflektiert wird, und reflektiert das Licht von dem Spiegel 4a, um das reflektierte Licht zu den PDs zu führen.
Ein Lichtempfangssignal, das von den PDs gemäß einem Lichtempfangszustand des Lichts, das von dem Lichtwellenleiter 15 geführt wird, wird von dem PD-Modul 7 und dem ADC 8 einer Signalverarbeitung unterzogen. Dann erfasst der Versagensdetektor 1b in der Steuervorrichtung 1 basierend auf dem verarbeiteten Lichtempfangssignal und dem Lichtsendezustand der LDs, ob in dem optischen System, wie dem LD-Modul 2, dem PD-Modul 7 und dem drehenden Scanner 4, ein Versagen besteht. Wenn ein Lichtempfangssignal trotz der Tatsache, dass die LDs Licht senden, nicht normal ausgegeben wird, bestimmt der Versagensdetektor 1b, dass das optische System ein Versagen aufweist.
Der Lichtprojektions- und Lichtempfangspfad zur Objekterfassung, die in Figur gezeigt sind, überlappen teilweise den Lichtprojektions- und Lichtempfangspfad zur Versagenserfassung, der in 4 gezeigt ist. Insbesondere stimmen die optischen Pfade von den LDs zu dem drehenden Scanner 4 zur Objekterfassung und zur Versagenserfassung im Wesentlichen miteinander überein, und die optischen Pfade von dem drehenden Scanner 4 zu den PDs zur Objekterfassung und zur Versagenserfassung stimmen ebenfalls im Wesentlichen miteinander überein. Außerdem haben der Lichtprojektions- und Empfangspfad zur Objekterfassung und der Lichtprojektions- und Empfangspfad zur Versagenserfassung gemeinsam, dass die Pfade an den LDs beginnen und die PDs über die Lichtprojektionslinse 14, den drehenden Scanner 4, die Lichtempfangslinse 16 und den reflektierenden Spiegel 17 erreichen.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wird bei Erfassen eines Versagens in dem optischen System Licht von den LDs in dem LD-Modul 2 in den Lichtwellenleiter 15 durch den drehenden Scanner 4 geleitet, und der Lichtwellenleiter 15 führt das Licht zu den PDs in dem PD-Modul 7 durch den drehenden Scanner 4. Außerdem wird bei Zielerfassung Licht von den LDs über einen Scanbereich A zur Zielerfassung durch den drehenden Scanner 4 projiziert, und die PDs empfangen das Licht, das von dem Ziel Q, das in dem Scanbereich A gegenwärtig ist, reflektiert wird, durch den drehenden Scanner 4. Die Objekterfassungsvorrichtung 100, die den drehenden Scanner 4 aufweist, kann daher selbst diagnostizieren, ob ein Versagen in dem optischen System besteht, und eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung 100 kann unterbunden werden, indem es einem Lichtprojektionspfad und einem Lichtempfangspfad zur Zielerfassung erlaubt wird, einen Lichtprojektionspfad und einen Lichtempfangspfad zur Versagensdiagnose teilweise zu überlappen. Außerdem werden bei der Zielerfassung und der Versagensdiagnose des optischen Systems die LDs in dem LD-Modul 2 und die PDs in dem PD-Modul 7 gemeinsam verwendet. Daher wird eine Zunahme der Anzahl der Bauteile verhindert, wodurch eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung 100 weiter unterbunden werden kann, und eine Zunahme der Herstellungskosten der Objekterfassungsvorrichtung 100 ebenfalls unterbunden werden kann.
Außerdem leitet bei der ersten Ausführungsform der Lichtwellenleiter 15 Licht zu einer unterschiedlichen Position als zu der Bestrahlungsposition auf dem Spiegel 4a des drehenden Scanners 4 von Licht von den LDs, und strahlt das Licht zu der unterschiedlichen Position ab. Der Lichtprojektionsweg und der Lichtempfangsweg zur Versagensdiagnose können daher voneinander auf dem drehenden Scanner 4 getrennt werden. Interferenz wird zwischen dem Licht, das von den LDs gesendet wird und den Lichtwellenleiter 15 durch den drehenden Scanner 4 erreicht, und Licht, das aus dem Lichtwellenleiter 15 kommt und die PDs durch den drehenden Scanner 4 erreicht, unterbunden. Die Erfassungspräzision der Versagensdiagnose kann folglich verbessert werden.
Außerdem hat bei der ersten Ausführungsform der Spiegel 4a des drehenden Scanners 4 die Vielzahl reflektierender Oberflächen 4b, die jeweils zu unterschiedlichen Ebenen gehören. Die Anzahl von Lichtprojektionen und Empfängen pro Zeiteinheit für Licht zur Zielerfassung und Licht zur Versagensdiagnose wird daher erhöht und ist fähig, die Erfassungspräzision der Zielerfassung und der Versagensdiagnose zu verbessern.
Außerdem wird bei der ersten Ausführungsform der Lichtwellenleiter 15 außerhalb des Bereichs A, in dem Licht von dem drehenden Scanner 4 zum Erfassen eines Ziels gescannt wird, angeordnet. Der Lichtwellenleiter 15 empfängt Licht, das Teil des Lichts ist, das von den LDs gesendet und von dem Spiegel 4a des drehenden Scanners 4 reflektiert wird, und das sich außerhalb des Zielerfassungsbereichs fortbewegt. Der Scanbereich des Lichts, das zur Zielerfassung projiziert wird, kann daher daran gehindert werden, schmal zu werden.
Außerdem ist bei der ersten Ausführungsform der Lichtwellenleiter 15 auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4 von einem Ziel angeordnet. Der Lichtwellenleiter 15 projiziert das Licht auf eine reflektierende Oberfläche 4b des Spiegels 4a, die zu der entgegengesetzten Seite des Ziels zeigt. Ein optischer Lichtpfad zur Versagenserfassung wird daher auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a von dem Ziel gebildet, was es ermöglicht, sicherer zu verhindern, dass der Scanbereich des Lichts, das zur Zielerfassung projiziert wird, schmal wird.
Ferner wird bei der ersten Ausführungsform der Lichtwellenleiter 15 als ein Lichtführer zur Versagenerfassung verwendet. Licht, das von den LDs gesendet und von dem Spiegel 4a des drehenden Scanners 4 reflektiert wird, kann daher in den Lichtwellenleiter 15 durch eine Einführungsoberfläche 15 A des Lichtwellenleiters 15 geleitet, durch die Ausführungsoberfläche 15b geleitet, von dem Spiegel 4a des drehenden Scanners 4 reflektiert und sicher zu den PDs geführt werden.
Die Offenbarung kann auch diverse andere Ausführungsformen als die oben beschriebene annehmen. Obwohl die erste Ausführungsform ein Beispiel zeigt, bei dem zum Beispiel der Spiegel 4a des drehenden Scanners 4 aus einem dünnen, plattenähnlichen, doppelseitigen Spiegel, der zwei reflektierende Oberflächen 4b hat, besteht, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt
Als ein anderes Beispiel, wie zum Beispiel bei einer zweiten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, kann ein Spiegel 4a' eines rotierenden Scanners 4 aus einem rechteckigen Parallelepipedspiegel, der vier reflektierende Oberflächen 4b' hat, bestehen. Die reflektierenden Oberflächen 4b' gehören jeweils zu unterschiedlichen Ebenen, die zu der Aufwärts-Abwärts-Richtung Z parallel sind. Außerdem kann ein Spiegel, der eine beliebige andere Form und eine oder mehrere reflektierende Oberflächen hat, als der Spiegel des drehenden Scanners verwendet werden.
Außerdem, obwohl die erste Ausführungsform ein Beispiel zeigt, bei dem der Lichtwellenleiter 15 auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4 von dem LD-Modul 2 usw. und auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a des drehenden Scanners 4 von einem Ziel angeordnet ist, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt.
Als ein anderes Beispiel, wie zum Beispiel bei der zweiten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, kann der Lichtwellenleiter 15 auf der Seite des LD-Moduls 2 von den Spiegel 4a' und auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a' von einem Ziel angeordnet sein. Der Lichtwellenleiter 15 der zweiten Ausführungsform ist spezifisch zwischen der Lichtprojektionslinse 14 und der Lichtempfangslinse 16 und dem zweiten Substrat 22, wie von der Seite des Ziels Q betrachtet, angeordnet.
Außerdem, wie bei einer dritten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, kann der Lichtwellenleiter 15 auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a von dem LD-Modul 2 usw. und auf der Seite des Ziels von dem Spiegel 4a angeordnet sein.
In dem Fall der zweiten und dritten Ausführungsform, ist der Lichtwellenleiter 15 derart installiert, dass die Einführungsoberfläche 15a und die Ausführungsoberfläche 15b des Lichtwellenleiters 15 zu dem Spiegel 4a, 4a' zeigen. Außerdem ist die Ausführungsoberfläche 15b über der Einführungsoberfläche 15a positioniert.
Bei der zweiten und dritten Ausführungsform ist der Lichtwellenleiter 15 außerhalb des Bereichs A, in dem Licht von dem drehenden Scanner 4 zum Erfassen eines Ziels gescannt wird, angeordnet. Der Lichtwellenleiter 15 empfängt Licht, das Teil des Lichts ist, das von den LDs gesendet und von dem Spiegel 4a, 4a' reflektiert wird und sich dann außerhalb des Zielerfassungsbereichs fortbewegt. Der Lichtwellenleiter 15 verschmälert daher den Scanbereich A des Lichts, das zur Zielerfassung projiziert wird, nicht.
Sogar falls der Lichtwellenleiter 15 auf die Art, die in der zweiten und dritten Ausführungsform gezeigt ist, bei Ziel- oder Versagungserfassung angeordnet ist, kann Licht von den LDs zu den PDs über den drehenden Scanner 4 projiziert und empfangen werden. Es kann daher selbst diagnostiziert werden, ob ein Versagen des optischen Systems besteht, und eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung 100 kann unterbunden werden.
Außerdem ist bei der zweiten Ausführungsform der 7 der Lichtwellenleiter 15 auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a' von dem Ziel angeordnet. Der Lichtwellenleiter 15 projiziert Licht auf eine reflektierende Oberfläche 4b' des Spiegels 4a', die zu der entgegengesetzten Seite des Ziels zeigt, und empfängt es von ihr. Ein optischer Pfad des Lichts zur Versagenserfassung wird daher auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a' von dem Ziel gebildet, was es erlaubt, sicherer zu verhindern, dass der Scanbereich A des Lichts, das zur Zielerfassung projiziert wird, zu schmal wird.
Außerdem kann der Lichtwellenleiter 15 bei einer vierten Ausführungsform, die in 9 gezeigt ist, in dem Bereich A, in dem Licht von dem drehenden Scanner 4 zum Erfassen des Ziels Q gescannt wird, angeordnet sein. Insbesondere ist der Lichtwellenleiter 15 der vierten Ausführungsform an einem Rand des Scanbereichs A, der auf der entgegengesetzten Seite des Spiegels 4a von dem LD-Modul 2 usw. liegt, angeordnet. In diesem Fall ist der Lichtwellenleiter 15 auch derart installiert, dass die Einführungsoberfläche 15a und die Ausführungsoberfläche 15b des Lichtwellenleiters 15 zu dem Spiegel 4a zeigen. Außerdem ist die Ausführungsoberfläche 15b über der Einführungsoberfläche 15a positioniert. Der Lichtwellenleiter 15 projiziert das Licht auf eine reflektierende Oberfläche 4b des Spiegels 4a, die zu der Seite des Ziels zeigt, und empfängt es von ihr. Dadurch kann auch bei Ziel- und Versagenserfassung Licht von den LEDs zu den PDs über den drehenden Scanner 4 projiziert und empfangen werden. Es kann daher selbst diagnostiziert werden, ob ein Versagen des optischen Systems besteht, und eine Zunahme der Größe der Objekterfassungsvorrichtung 100 kann unterbunden werden.
Außerdem zeigen veranschaulichende Ausführungsformen ein Beispiel, bei dem der Lichtwellenleiter 15 Licht zu den PDs und den LDs über den drehenden Scanner 4 projiziert und empfängt, und der Versagensdetektor 1b erfasst basierend auf dem Lichtemissionszustand der LDs und dem Lichtempfangszustand der PDs, die an diesem Zeitpunkt erhalten werden, ob ein Versagen des optischen Systems besteht, die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel in einem Fall, in dem der Lichtwellenleiter 15 in einer Position, die in 6 oder 8 gezeigt ist, angeordnet ist, wenn der Spiegel 4a zu dem ersten und zweiten Substrat 21 und 22 parallel ist, kann der Lichtwellenleiter 15 Licht auch von den PDs und den LDs projizieren und/oder von ihnen empfangen, ohne den drehenden Scanner 4 zu durchqueren. Der Versagensdetektor 1b kann daher basierend auf dem Lichtemissionszustand der LDs und dem Lichtempfangszustand der PDs, die erhalten werden, wenn der Lichtwellenleiter 15 Licht zu den PDs und den LDs über den drehenden Scanner 4 projiziert oder von ihnen empfängt, und basierend auf dem Lichtemissionszustand der LDs und dem Lichtempfangszustand der PDs, die erhalten werden, wenn der Lichtwellenleiter 15 Licht zu den PDs und den LDs projiziert und von ihnen empfängt, ohne den drehenden Scanner 4 zu durchqueren, erfassen, ob es ein Versagen in dem optischen System gibt.
Außerdem, obwohl veranschaulichende Ausführungsformen ein Beispiel zeigen, bei dem der Lichtführer aus dem Lichtwellenleiter 15 besteht, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zusätzlich dazu kann ein Element, das fähig ist, Licht zu empfangen und das Licht in eine spezifische Richtung zu projizieren, zum Beispiel ein Spiegel, ein Reflektor oder eine Lichtleitfaser, als der Lichtführer verwendet werden.
Außerdem, obwohl veranschaulichende Ausführungsformen ein Beispiel zeigen, bei dem ein LD-Modul 2, das eine Vielzahl von LDs hat, und ein PD-Modul 7, das eine Vielzahl von PDs hat, vorgesehen sind, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die installierte Anzahl von LD-Modulen und PD-Modulen kann zwei oder mehr betragen. Außerdem kann die Anzahl von LDs und PDs in dem LD-Modul 2 und dem PD-Modul 7 zweckdienlich ausgewählt werden.
Außerdem, obwohl veranschaulichende Ausführungsformen ein Beispiel zeigen, bei dem der Lichtempfangspfad von Licht über dem Lichtprojektionspfad von Licht vorgesehen ist, ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Zusätzlich dazu kann der Lichtempfangsweg von Licht unter dem Lichtprojektionspfad von Licht vorgesehen sein.
Ferner, obwohl veranschaulichende Ausführungsformen ein Beispiel beschreiben, bei dem die Offenbarung an die Objekterfassungsvorrichtung 100 zur Fahrzeugmontage angewandt wird, kann die Offenbarung auch an eine Objekterfassungsvorrichtung für andere Anwendungen angewandt werden.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht der Fachmann, der diese Offenbarung nutzt, dass andere Ausführungsformen erdacht werden können, die nicht von dem Schutzbereich der Erfindung, wie sie hier offenbart ist, abweichen. Der Schutzbereich der Erfindung sollte daher nur durch die anliegenden Ansprüche begrenzt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016246601 [0001]
JP 200231685 A [0003, 0007]
JP 2010204015 A [0003, 0004, 0008]
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WO 2016/012579 A [0003, 0004]
JP 201293256 A [0003]
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Claims

Objekterfassungsvorrichtung, umfassend. einen Lichtsender, der ein Lichtsendeelement hat; einen Lichtempfänger, der ein Lichtempfangselement hat; einen drehenden Scanner, der einen Spiegel hat und konfiguriert ist, um Licht von dem Lichtsender von dem Spiegel durch Drehen des Spiegels zum Scannen des reflektierten Lichts über einen vorbestimmten Bereich zu reflektieren, und um Licht, das von einem Ziel reflektiert wird, von dem Spiegel zu reflektieren, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen, wobei das Ziel in dem vorbestimmten Bereich vorliegt; einen Objektdetektor, der konfiguriert ist, um basierend auf einem Lichtempfangssignal, das von dem Lichtempfänger ausgegeben wird, zu erfassen, ob es ein Ziel gibt; einen Lichtführer, der konfiguriert ist, um Licht von dem Lichtsender zu dem Lichtempfänger zu führen, und einen Versagensdetektor, der konfiguriert ist, um basierend auf einem Lichtsendezustand des Lichtsenders und einem Lichtempfangszustand durch den Lichtempfänger des von dem Lichtführer geführten Lichts zu erfassen, ob es ein Versagen gibt; wobei der Lichtführer Licht empfängt, das von dem Lichtsender gesendet und von dem Spiegel reflektiert wird, und das Licht von dem Spiegel reflektiert, um das reflektierte Licht zu dem Lichtempfänger zu führen.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtführer das empfangene Licht zu einer unterschiedlichen Position als zu einer Bestrahlungsposition auf dem Spiegel des Lichts von dem Lichtsender leitet.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spiegel eine Vielzahl reflektierender Oberflächen, die jeweils zu unterschiedlichen Ebenen gehören, hat.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Licht, das der Lichtführer empfängt, Teil des Lichts ist, das von dem Lichtsender gesendet und von dem Spiegel reflektiert wird, und das sich außerhalb eines Ziel-Erfassungsbereichs fortbewegt.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lichtführer außerhalb eines Bereichs, in dem Licht von dem drehenden Scanner zur Zielerfassung gescannt wird, angeordnet ist.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Lichtführer auf einer entgegengesetzten Seite des Spiegels von dem Ziel angeordnet ist.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Lichtführer Licht auf eine reflektierende Oberfläche des Spiegels, die zu einer entgegengesetzten Seite des Ziels zeigt, projiziert und von ihr empfängt.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Lichtführer aus einem Lichtwellenleiter besteht, der eine Einführungsoberfläche hat, in die Licht geleitet wird, und eine Ausführungsoberfläche, aus der Licht herausgeleitet wird.