灯装置的制作方法

文档序号:33701625发布日期:2023-03-31 19:40阅读:62来源:国知局
1.本发明涉及一种灯装置,特别是涉及内置有雷达装置的用于车辆的灯装置。
背景技术
::2.为了进行驾驶辅助以及自动驾驶,除了使用加速度传感器、gps传感器以外,还使用相机、lidar(lightdetectionandranging)、毫米波传感器等各种传感器。3.特别是毫米波雷达不受夜间或逆光等环境、浓雾、降雨以及降雪等恶劣天气的影响,因而能维持较高的耐环境性能。另外,上述毫米波雷达能够直接检测到距对象物的距离、方向、相对于对象物的相对速度。因此,其具有即使是近距离的对象物,也能够高速且高精度地进行检测的特征。4.在专利文献1中公开了一种车辆用灯具,在该车辆用灯具的灯室内搭载有毫米波雷达,在前面罩和毫米波雷达之间设置供毫米波透过的导光部件。5.在专利文献2中公开了一种车辆用灯具,其搭载有光源单元和毫米波雷达,具备显现于车身外观的树脂盖,在树脂盖的一部分设置不透明的外观部,利用外观部遮蔽毫米波雷达。6.另外,在专利文献3中公开了一种设置有分隔件的车载照明装置,该分隔件以分隔灯具单元与雷达单元之间的空间的方式配设,并遮蔽灯具单元与雷达单元之间的辐射热和电磁波的传递。7.现有技术文献8.专利文献9.专利文献1:日本专利第4842161号公报10.专利文献2:日本专利第5130192号公报11.专利文献3:日本特开2020-51974号公报技术实现要素:12.发明要解决的课题13.然而,在雷达波受到配置于雷达单元前面部的部件、例如前面罩或延伸件等反射,并因该反射波及多重反射波而产生伪影(实际上不存在的障碍物)时,雷达装置的检测功能降低。14.本发明鉴于上述问题而完成,其目的在于提供一种能够有效地抑制雷达波的反射及多重反射且具有噪声小、动态范围大等高精度的雷达功能的灯装置。15.另外,本发明的目的还在于提供一种能够有效地抑制由构成车身的部分反射并返回至灯具内部的反射雷达波引起的多重反射的具有高精度的雷达功能的灯装置。16.用于解决课题的手段17.本发明的一实施方式的灯装置具有:18.作为将所述灯装置安装到车辆上的安装部的外壳;19.灯单元;20.雷达单元,其具有发送雷达波并接收来自对象物的反射波的天线;21.透光罩,其以覆盖所述外壳的前面侧的方式安装且供所述雷达波透过,以将所述灯单元及所述雷达单元收容在内部;和22.电波吸收部,其设置于所述外壳的与所述透光罩相向的面或者所述外壳的与所述透光罩相反一侧的面。23.本发明的其他实施方式的灯装置具有:24.作为将所述灯装置安装到车辆上的安装部的外壳;25.灯单元;26.雷达单元,其具有发送雷达波并接收来自对象物的反射波的天线;和27.透光罩,其以覆盖所述外壳的前面侧的方式安装且供所述雷达波透过,以将所述灯单元及所述雷达单元收容在内部,28.所述外壳中包含吸收所述雷达波的电波吸收材料。29.附图的简单说明30.图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的灯装置的内部结构的一例的图。31.图2a是示意性地表示雷达单元15的结构及配置的图。32.图2b是表示设置于雷达单元15的毫米波传感器模块30的构成的一例的框图。33.图3是表示毫米波传感器模块30所执行的对象物识别的步骤的流程图。34.图4是表示脉冲雷达方式下的发送波tx与反射波rx的时间差(δt)的关系的时序图。35.图5是表示毫米波传感器模块30进行的对象物识别的原理的曲线图。36.图6是说明第一实施方式的灯装置10中的来自车身构成部分的反射的图。37.图7a是示意性地表示本发明的第二实施方式的灯装置40的内部结构的一例的图。38.图7b是说明本发明的第二实施方式的电波吸收体20的配置以及大小的图。39.图8是示意性地表示本发明的第三实施方式的灯装置50的内部结构的一例的图。40.图9是示意性地表示本发明的第四实施方式的灯装置60的内部结构的一例的图。具体实施方式41.以下,对本发明优选的实施方式进行说明,也可以对这些实施方式进行适当改变或组合后再应用。另外,在以下说明以及附图中,对实质上相同或等同的部分标注相同的附图标记进行说明。42.[第一实施方式][0043]图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的灯装置10的内部结构的一例的图。灯装置10搭载于汽车等车辆。灯装置10例如是前照灯,但也可以用作尾灯等的灯装置。[0044]需要说明的是,以下,以汽车为例作为车辆的例子进行说明,但是本发明并不限定于汽车。即,在本说明书中,车辆是指例如船、飞机等乘坐物(vehicle)以及有人以及无人的运输机构。[0045]图1示意性地示出从上方观察是处于搭载在车辆左前方的状态下的灯装置10(左前照灯)在该情况下的水平面(或与路面平行的面)的截面。[0046]在灯装置10中,由基体(外壳)11和安装于基体11的前面侧或前方侧的透光罩(前面罩)12构成灯箱体(壳体)13。[0047]即,透光罩12以覆盖基体11的前面侧的方式安装于基体11,将基体11安装于车身侧,由此将灯装置10搭载于车身(未图示)。另外,透光罩12包括具有使红色、黄色等白色以外的光透过的具有透光性的透光罩。[0048]基体11由塑料(树脂)形成。例如,前照灯的基体由pp(聚丙烯)形成,尾灯的基体由asa(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡胶)形成,但基体11并不限定于这些材料。另外,也可以部分地使用金属等。[0049]另外,透光罩12例如由聚碳酸酯(pc)、丙烯酸(pmma)等透光性树脂形成。[0050]在灯箱体13内,内置有作为灯单元(光源部)的前照灯单元14、作为雷达装置的毫米波雷达单元(以下,简称为雷达单元)15、发光单元16以及延伸部19。另外,基体11配置在雷达单元15的除收发面(后述的天线面15s)以外的面、例如从雷达单元15观察时的后方侧。[0051]在本实施方式中,在基体11上设置有作为吸收雷达波的电波吸收部的电波吸收体20。更具体而言,电波吸收体20配置在能够吸收下述反射雷达波的位置上:被配置在灯装置10内的雷达单元前面的部件、特别是透光罩12反射而射向车辆构成部分的反射雷达波、以及被该车辆构成部分反射而射向灯装置10内的反射雷达波。即,该反射雷达波在往复中被电波吸收体20吸收。需要说明的是,在图1中,电波吸收体20配置在基体11的内侧、即朝向透光罩12的一侧,但是也可以将电波吸收体20配置在外侧、即基体11的与透光罩12相反的一侧。[0052]该车辆构成部分是对雷达波进行反射的部分,例如特别是由发动机、底盘、散热器等金属构成的车辆部分。[0053]需要说明的是,在本说明书中,灯装置10不限于前照灯光源,而是指具有能实现朝向尾灯、背光灯等外部发出光的目的、功能的发光装置。[0054]前照灯单元14具有led(lightemittingdiode)等光源和用于对来自该光源的光进行配光及照射的透镜或反射器(reflector)。前照灯单元14设置成沿光轴ax1配置,并设置成向前方(图中,front)方向照射近光(会车用光束)以及远光(行驶用光束)的照射光lb。[0055]雷达单元15在其前表面具备设置有收发毫米波的收发天线15x的收发面15s。在本说明书中,也将雷达单元(雷达装置)15的收发面(雷达单元15的前方的面)称为天线面15s。[0056]雷达单元15从收发天线15x发送毫米波,并接收由对象物反射的反射波。[0057]接收到的信号由控制装置例如信号处理装置进行信号处理,检测出与对象物之间的距离、速度以及角度。雷达单元15中优选使用例如76-81ghz频带的毫米波、特别是79ghz频带的毫米波,但并不限定于上述频带。[0058]发光单元16具有光源16a和导光体16b,导光体16b由对来自光源16a的光进行导光的至少1个导光部件构成。发光单元16起到作为drl(daytimerunninglights)或转向灯(turnlamp)的作用。光源16a例如具有led、白炽灯等,并将其发出的光供给至导光体16b。[0059]雷达单元15的天线面15s的法线方向ax2配置成相对于前照灯单元14的光轴ax1(或相对于车辆的行进方向)向外侧方向(即,是左前照灯的情况下,该外侧方向则为向左方)倾斜角度θ(在本实施方式中为45°)。[0060]另外,在灯箱体13内设置有延伸部19。延伸部19是为了反射光或导光、或者使得从外部难以视觉辨认到内部的构造物等而设置的外观部件。[0061]需要说明的是,也可以不设置发光单元16和延伸部19。[0062]在本实施方式中,来自雷达单元15的雷达波(发送波tx)直接经由透光罩12向外部照射。[0063]需要说明的是,也可以在雷达单元15的前方设置使得从外部难以视觉辨认到雷达单元15的遮蔽部件。[0064]图2a是示意性地示出雷达单元15的结构及配置的图。雷达单元15具有发送天线(tx天线)15tx和接收天线(rx天线)15rx和毫米波传感器装置(以下,也称为毫米波传感器模块)30。需要说明的是,发送天线15tx以及接收天线15rx能够通过雷达方式构成为共用的收发天线15x。以下,在不对发送天线和接收天线作特别区分的情况下,以收发天线15x为对象进行说明。[0065]图2b是表示设置于雷达单元15的毫米波传感器模块30的构成的一例的框图。[0066]毫米波传感器模块30例如通过脉冲雷达方式或者fmcw(频率调制连续波)方式等来检测物体(对象物)。更具体而言,发电机(合成器方式)31生成发送波。在脉冲雷达方式的情况下,生成重复脉冲波作为发送波,在fmcw方式的情况下,生成调制波作为发送波。[0067]由发电机31生成的发送波(tx波)通过发送部32作为发送波从发送天线15tx发送出。[0068]经物体反射后的反射波(rx波)被接收天线15rx接收。由信号处理部35对发送波及接收到的反射波(接收波)进行信号处理,检测出与该物体的距离、速度以及角度。[0069]信号处理部35具有对象物距离/信号强度计算部35a和信号识别部35b,距离/信号强度计算部35a计算接收波的信号强度(接收信号强度)vr和距作为检测对象物的物体的距离(或延迟时间δt);信号识别部35b根据计算出的信号强度和距离识别来自物体的信号。[0070]信号识别部35b具有表示来自应该正确检测的物体、即对象物的信号强度vr和距离(时间差δt)的对应关系的关系式。[0071]信号识别部35b基于该对应关系和电波吸收体20的电波吸收率或信号强度衰减率,识别来自应该检测的对象物的信号和反射引起的伪影或噪声(noise)(无用反射波)。即,信号识别部35b作为无用信号识别部发挥功能。[0072]更具体而言,例如,信号识别部35b具有无用反射距离/强度计算部,无用反射距离/强度计算部计算出因电波吸收体20的吸收而衰减并到达收发天线15x的无用反射波从雷达波的发送时间点起算的延迟时间(时间差)与该无用反射波的信号强度的关系。[0073]需要说明的是,在fmcw方式的情况下,设置有混频器、ad转换器(模拟数字转换器:adc)等,该混频器混合发送波(调制波)及接收波而生成if(中频)信号。[0074]毫米波传感器装置30以能够检测物体的距离(或者延迟时间)以及雷达波的信号强度并能够识别是否是来自物体(对象物)的信号的方式构成。[0075]图3是表示毫米波传感器模块30所执行的对象物识别的步骤的流程图。图4是表示脉冲雷达方式下的发送波tx与反射波rx的时间差(δt)的关系的时序图。[0076]另外,图5是表示毫米波传感器模块30进行的对象物识别的原理的曲线图。图6是说明第一实施方式的灯装置10中的来自车身构成部分的反射的图。[0077]参照图3说明对象物识别的步骤。首先,毫米波传感器模块30从发送天线15tx发送出由发电机31生成的发送波tx(步骤s11)。接着,通过接收天线15rx接收经物体反射后的反射波rx(步骤s12)。[0078]接着,信号处理部35计算出反射波rx的强度vr以及发送波tx与反射波rx的时间差(δt)(步骤s13)。该时间差(δt)与距反射了发送波tx的物体的距离等同。[0079]这里,参照图4,经物体反射后的反射波rx以发送波tx(强度vx)的发送时(时刻t=0)起算延迟了时间差(δt)后被接收。[0080]例如,来自位于距雷达单元15相对较远的位置的物体(检测对象物pf)的反射波rx的时间差(δt1)大于来自位于相对较近的位置的物体(检测对象物pn)的反射波rx的时间差(δt2)(δt1>δt2)。[0081]另外,关于反射波rx的信号强度vr,来自位于相对较远的位置的物体(检测对象物pf)的反射波rx的信号强度(v1)小于来自位于相对较近的位置的物体(检测对象物pn)的反射波rx的信号强度(v2)(v1<v2)。[0082]另一方面,如图6所示,在灯装置10的内部,有经作为前方罩的透光罩12、前照灯单元14、延伸部19等装置内构成部件反射或多重反射的反射雷达波(以下,简称为反射波)rw存在。[0083]根据本实施方式的灯装置10,反射波rw当中从灯装置10的内部射向车辆构成部分90的反射波rp以及经车辆构成部分90反射并射向灯装置10的内部的车辆反射波rq被电波吸收体20吸收,其强度大幅减少。[0084]因此,来自车辆构成部分90的反射波(车辆内部反射波)尽管是近距离(δt小)的,但其信号强度比来自灯装置10的外部的应该检测的对象物(近距离对象物pn)的反射波的信号强度小被电波吸收体20吸收的强度量。例如,如图4所示,尽管与近距离对象物pn为相同的时间差(δt2),但信号强度比近距离对象物pn的信号强度小(v3<v2)。[0085]再次参照图3及图5进行说明,信号处理部35具有表示来自应该正确检测的物体、即对象物的信号强度vr与距离(时间差δt)的对应关系的基准函数(vr-δt函数)。信号识别部35b基于该对应关系和电波吸收体20的信号强度衰减率,识别应该检测的对象物和无用反射引起的伪影或噪声(步骤s14)。[0086]更具体而言,例如,以基准函数(vr-δt)减去电波吸收体20的信号强度衰减量而得到的阈值函数(vth-δt)为基准,将该阈值以上的信号作为对象物的检测信号输出(步骤s14)。[0087]另一方面,将小于该阈值的信号(图5的阴影区域内的信号)作为伪影或噪声(无用反射波),从检测对象中将其排除(在步骤s14中为“否(no)”)。[0088]或者,信号处理部35也可以保持阈值函数(vth-δt),直接根据该阈值函数识别应该检测的对象物和因反射引起的伪影或噪声。上述基准函数或阈值函数、或者与这些函数等同的关系式例如也可以以数学式或表格(table)的方式进行保持。[0089]需要说明的是,在上述说明中以脉冲雷达方式为例进行了说明,但在fmcw(频率调制连续波)方式等其他雷达方式中也能够同样适用。[0090]作为电波吸收体20,例如可以使用含有碳片或碳(碳粉末、碳纳米管或碳纤维等)或铁氧体等电波吸收材料的树脂。例如可使用能够使雷达波的透射率成为40%(即,衰减率为60%)左右的碳片作为电波吸收体20。或者,可以使用透射率为20%(即,衰减率为80%)左右的含碳pc作为电波吸收体20,其中,聚碳酸酯(pc)的透射率为20%左右。进一步地,更优选使用雷达波的透射率为10%以下(即,衰减率为90%以上)的碳片或含碳pc作为电波吸收体20。[0091]在透光罩12的厚度不是相对于雷达波的频率为最佳化的情况下,会产生大的反射波(例如,-5db左右)。从透光罩12反射的雷达波作为反射波向基体11方向反射回。为了能够充分吸收该反射回来的反射波,电波吸收体20优选具有作为前面罩的透光罩12的反射衰减率(电波反射率)的2倍以上的衰减率。在该情况下,经透光罩12反射后的雷达波被车辆构成部反射,返回到雷达单元15的反射波的强度减少到约1/10以下,因此能够得到足够高的噪声识别精度。[0092]需要说明的是,不限于上述例示的电波吸收体作为电波吸收体20,也可使用介电性电波吸收材料、磁性电波吸收材料、导电性电波吸收材料等各种材料、或者是这些材料的组合。[0093]另外,如果能够充分吸收由电波吸收体20反射的雷达波,并能够以足够的精度检测到应该检测的对象物,有时不需要执行基于阈值函数(vth-δt)的无用信号的识别处理(步骤s14)。[0094]根据本实施方式的灯装置,经透光罩(前面罩)12等灯装置内的构成部反射的雷达波被发动机等车辆构成部分反射,能够有效地抑制该反射波向灯装置内返回的无用反射雷达波(及其多重反射波)引起的伪影或噪声。另外,通过将基体11配置在雷达单元15的除了天线面15s以外的面上,并在该基体11上配置电波吸收体20,能够高效地吸收来自配置于雷达单元15的前面部的部件的无用反射雷达波(及其多重反射波)。[0095]因此,能够提供具有噪声小、动态范围大等高精度的雷达功能的灯装置。另外,信号和噪声的识别变得容易,能够实现高速且高精度的雷达功能。[0096]另外,特别是在用于进行车辆斜前方或斜后方的对象物检测的横向车流警示系统(crosstrafficalert)中所使用的横向车流警示雷达中,为了探测位于较近距离的位置的对象物,会难以识别因来自车辆构成部分的反射而引起的伪影或噪声(无用反射波)。根据本发明,特别是能够高精度地进行对位于较近距离的位置的对象物进行检测时的对象物检测信号和无用反射波的识别。[0097][第二实施方式][0098]图7a是示意性地表示本发明的第二实施方式的灯装置40的内部结构的一例的图,图7b是说明电波吸收体20的配置及大小的图。[0099]在本实施方式中,电波吸收体20也可以设置在基体11上的一部分位置上。在将电波吸收体20(电波吸收部)安装到车辆上时,电波吸收体20被设置成配置在雷达单元15与车辆构成部分90之间、即分隔雷达单元15与车辆构成部分90的基体11上的一部分位置上。[0100]更具体而言,电波吸收体20设置在下述位置上且具有下述大小:至少能够让经透光罩12反射的反射波在被车辆构成部分90反射后而朝向灯装置10的内部的反射波rq产生衰减。[0101]换言之,电波吸收体20设置在基体11的与透光罩(前面罩)12相向的面上的至少一部分区域上。即,电波吸收体20设置在灯装置40的后方的面上的至少一部分区域上。需要说明的是,电波吸收体20也可以设置在灯装置40的内部一侧或外部一侧上。[0102]图7b是用于说明电波吸收体20的配置的示意性的局部放大图。如图7b所示,电波吸收体20(电波吸收部)优选被设置成具有下述位置和大小的区域pr:在沿着雷达单元15的收发天线15x的发送面和/或接收面(天线面15s)的法线方向ax2将雷达单元15投影到基体11上时在基体11上形成区域r1,而区域pr比该区域r1大且包含该投影区域r1。[0103]或者,电波吸收体20优选设置成至少具有下述位置和大小(电波吸收体20的区域pr):在沿着该法线方向ax2将收发天线15x投影到基体11上时在基体11上形成投影区域r2,而区域pr包含该投影区域r2。[0104]根据第二实施方式的灯装置40,能够避免来自发动机等车辆部分的反射雷达波入射到收发天线15x而产生噪声或者对来自收发天线15x的发送波造成影响。另外,能够避免入射到雷达单元15的来自车辆部分的反射雷达波在雷达单元15内多重反射而阻碍雷达单元15的雷达功能的情况。[0105]根据本实施方式的灯装置,能够有效地抑制因经透光罩等反射后的雷达波被车辆构成部分反射并返回到灯装置内部的反射雷达波及其多重反射波引起的伪影或噪声。[0106]因此,能够提供具有噪声小、动态范围大等高精度的雷达功能的灯装置。另外,更容易识别信号和噪声,能够实现高速且高精度的雷达功能。[0107][第三实施方式][0108]图8是示意性地表示本发明的第三实施方式的灯装置50的内部结构的一例的图。[0109]本实施方式的灯装置50的基体11a代替第一实施方式的灯装置10的基体11。基体11a由含有碳等电波吸收材料的含电波吸收材树脂构成。[0110]更具体而言,基体11a例如由在聚碳酸酯(pc)中含有碳的含碳树脂构成。作为基体11a,例如优选使用雷达波的透射率为40%以下的含碳树脂,进一步优选使用透射率为10%以下的含碳树脂。[0111]需要说明的是,并不限于基体11a整体由含电波吸收材树脂构成的情况。也可以使基体11a的树脂中含有电波吸收材料而在基体11a中设置具有区域pr的含电波吸收材区域(电波吸收部)。如上所述,在沿着天线面15s的法线方向ax2将雷达单元15或收发天线15x投影到基体11上时在基体11上形成区域r1,而上述区域pr具有至少包含上述区域r1的位置及大小。[0112]根据本实施方式的灯装置50,能够使电波吸收部以简单的构造与基体11形成一体,能够提供具有下述雷达功能的灯装置,该雷达功能具有与上述的实施方式同样的优点。[0113][第四实施方式][0114]图9是示意性地表示本发明的第四实施方式的灯装置60的内部结构的一例的图。[0115]在本实施方式中,在雷达单元15的前方且在其与透光罩(前方罩)12之间设置有遮蔽部件(延伸部)18。[0116]为了实现难以从外部视觉辨认到雷达单元15,遮蔽构件18以覆盖雷达单元15前面的方式而设置。另外,遮蔽部件18设置成覆盖雷达单元15的收发天线15x的整个收发面(天线面)15s。[0117]另外,电波吸收体20(电波吸收部)设置成具有下述位置及大小的区域pr(参照图7b):在沿着雷达单元15的天线面15s的法线方向ax2将雷达单元15投影到基体11上时形成区域r1,而上述区域pr具有包含区域r1的位置及大小。[0118]因此,能够高效地抑制经遮蔽构件18反射的反射波被车辆构成部分反射并返回到灯装置内部而产生伪影或噪声的情况。另外,本实施方式也具有与上述实施方式同样的优点。因此,能够提供具有噪声小、动态范围大的高速且高精度的雷达功能的灯装置。[0119]符号说明[0120]10,40,50,60:灯装置[0121]11:基体[0122]12:透光罩[0123]14:灯单元[0124]15:雷达单元[0125]15s:天线面[0126]15x:收发天线[0127]16:发光单元[0128]16a:光源[0129]16b:导光体[0130]18:遮蔽构件[0131]19:延伸部[0132]20:电波吸收部[0133]30:毫米波传感器模块[0134]31:发电机[0135]35:信号处理部[0136]35a:距离/信号强度计算部[0137]35b:信号识别部。当前第1页12当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1