传感器模块的制作方法

本实用新型涉及一种搭载于车辆的传感器模块。

背景技术：

为了实现车辆的驾驶辅助技术，有必要将用于检测该车辆的外部信息的传感器搭载于车身。作为这样的传感器的例子，可列举为lidar(lightdetectionandranging)传感器、摄像机。专利文献1公开了在灯室内配置有激光雷达和摄像机的车灯装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-076352号公报

技术实现要素：

实用新型所要解决的问题

搭载于车辆的传感器的数量呈增加趋势。因而，传感器的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力也呈增加趋势。

本实用新型的目的是减轻搭载于车辆的多个传感器的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。

用于解决问题的方法

用于实现上述目的的一个方式是一种传感器模块，搭载于车辆，其中，上述传感器模块具备：划分出容纳室的壳体；

相对于上述壳体可从外部拆卸的支承体；

由上述支承体支承的第一传感器单元；以及

由上述支承体支承的第二传感器单元，

通过将上述支承体装配于上述壳体，该支承体划分出上述容纳室的一部分，同时使上述第一传感器单元以及上述第二传感器单元配置于上述容纳室内。

根据这样的构成，能够仅通过将支承体相对于壳体从外部拆卸来进行对多个传感器的维修保养作业、更换作业。因而，能够减轻搭载于车辆的多个传感器的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。

上述传感器模块可如下构成。

从上述支承体的装配方向观察时，上述第一传感器单元整体以及上述第二传感器单元整体位于上述支承体的外边缘的内侧。

根据这样的构成，在使第一传感器单元以及第二传感器单元通过形成于壳体的开口而进行支承体的装配的情况下，能够不需要倾斜支承体等的操作。由于能够以直线动作进行支承体相对于壳体的拆卸，因此能够抑制作业效率的降低。

上述传感器模块可如下构成。

上述支承体以及上述壳体具有对上述支承体装配于上述壳体时的姿态进行限制的形状。

根据这样的构成，能够避免第一传感器单元以及第二传感器单元以错误的姿态配置于容纳室内的情况。另外，由于向壳体装配支承体时，对决定支承体的姿态没有犹豫，因此能够抑制作业效率的降低。

上述传感器模块可如下构成。

上述支承体的装配方向沿着上述第一传感器单元的检测基准方向以及上述第二传感器单元的检测基准方向。

各传感器单元的投影面积在从检测基准方向观察的情况下呈变小趋势。因而，通过使支承体的装配方向沿着各传感器单元的检测基准方向，能够使支承体的尺寸变小。

上述传感器模块可如下构成。

上述第一传感器单元的检测基准位置以及上述第二传感器单元的检测基准位置不在前后方向上偏移。

根据这样的构成，调节支承体的姿态所引起的第一传感器单元的检测基准方向以及第二传感器单元的检测基准方向的一并调整变得容易。

上述传感器模块可如下构成。

上述第一传感器单元的检测基准位置以及上述第二传感器单元的检测基准位置不在上下方向上偏移。

通过上述那样的构成，调节支承体的姿态所引起的第一传感器单元的检测基准方向以及第二传感器单元的检测基准方向的一并调整也变得容易。

上述传感器模块可如下构成。

上述第一传感器单元以及上述第二传感器单元设置为相对于上述支承体可独立地拆卸。

根据这样的构成，由于能够继续利用不需要修理、更换的传感器单元，因此能够经济地运用传感器模块。

上述传感器模块可如下构成。

对连接至上述第一传感器单元的信号线以及连接至上述第二传感器单元的信号线进行汇集的汇集部设置于上述支承体。

在传感器模块具备多个传感器单元的情况下，需要多个信号线的引绕。根据这样的构成，由于多个信号线在支承体中汇集，因此多个信号线的处理变得容易。由此，能够抑制作业效率的降低。

上述传感器模块可如下构成。

对上述第一传感器单元以及上述第二传感器单元中的至少一方的动作进行控制的控制装置由上述支承体支承。

根据这样的构成，能够使控制装置分担一部分通过搭载于车辆的ecu等统一控制装置进行的处理。因而，能够减轻统一控制装置中的处理负荷。

上述传感器模块可如下构成。

上述支承体由含有金属的材料形成。

根据这样的构成，能够高效地释放通过第一传感器单元以及第二传感器单元各自的动作产生的热量。在控制装置由支承体支承的情况下，能够高效地释放通过控制装置的动作产生的热量。

上述传感器模块可如下构成。

具备配置于上述支承体与上述壳体之间的密封构件。

根据这样的构成，即使将划分出容纳室的一部分的支承体设为相对于壳体可从外部拆卸，也能够确保相对于容纳室的防水性、防尘性。

上述传感器模块可如下构成。

上述第一传感器单元以及上述第二传感器单元的至少一方是摄像机单元，

具备包围上述摄像机单元的摄像面的遮光罩。

根据这样的构成，能够抑制干扰光进入摄像面。因而，能够抑制摄像机单元所引起的车辆的外部信息的检测精度的降低。

上述传感器模块可如下构成。

用于调节上述第一传感器单元的检测基准方向的第一调节机构以及用于调节上述第二传感器单元的检测基准方向的第二调节机构由上述支承体支承。

根据这样的构成，能够不受其他的传感器单元的检测基准方向的制约而进行特定的传感器单元的检测基准方向的调节。

上述传感器模块可如下构成。

具备由上述支承体支承的第三传感器模块。

根据这样的构成，增加了可取得的车辆外部的信息，同时能够减轻传感器的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。

用于实现上述目的的一个方式是一种传感器模块，搭载于车辆，其中，上述传感器模块具备：

划分出容纳室的壳体；

相对于上述壳体可从外部拆卸的支承体；

由上述支承体支承的传感器单元；以及

由上述支承体支承的车灯单元，

通过将上述支承体装配于上述壳体，该支承体划分出上述容纳室的一部分，同时使上述传感器单元以及上述车灯单元配置于上述容纳室内。

根据这样的构成，能够仅通过将支承体相对于壳体从外部拆卸来进行传感器单元以及车灯单元的维修保养作业、更换作业。因而，能够减轻在容纳室内配置有传感器单元以及车灯单元的传感器模块的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。

在本说明书中，“传感器单元”是指具备所希望的信息检测功能，同时其自身是能够以单体的方式流通的部件的构成单位。

在本说明书中，“车灯单元”是指具备所希望的照明功能，同时其自身是能够以单体的方式流通的部件的构成单位。

在本说明书中，“驾驶辅助”是指，至少部分地进行驾驶操作(方向盘操作、加速、减速)、行驶环境的监视、以及驾驶操作的支援中的至少一者的控制处理。即，是指包含从碰撞减损制动功能、车道保持辅助功能那样的部分驾驶辅助到完全自动驾驶动作的意思。

附图说明

图1表示一个实施方式所涉及的传感器模块的外观。

图2表示图1的传感器模块的内部构成。

图3表示图1的传感器模块的内部构成。

图4表示图1的传感器模块的其他构成例。

图5表示图1的传感器模块的其他构成例。

图6表示图1的传感器模块的其他构成例。

图7表示图6的传感器模块在车辆中的位置。

符号说明

1传感器模块

11壳体

11b开口

13容纳室

14摄像机单元

14d摄像机单元的检测基准方向

14p摄像机单元的检测基准位置

41信号线

42遮光罩

43摄像面

15lidar传感器单元

15dlidar传感器单元的检测基准方向

15plidar传感器单元的检测基准位置

51信号线

16支承体

16a支承体的外边缘

61汇集部

62密封构件

17控制装置

81第一调节机构

82第二调节机构

19毫米波传感器单元

20车灯单元

100车辆

a支承体的装配方向

b后方

d下方

f前方

l左方

r右方

u上方

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的例子详细地进行说明。在以下的说明所使用的各附图中，为了将各构件设为可识别的大小，适当变更了比例尺。

在附图中，箭头f表示图示构造的前方。箭头b表示图示构造的后方。箭头u表示图示构造的上方。箭头d表示图示构造的下方。箭头l表示图示构造的左方。箭头r表示图示构造的右方。这些方向只不过是为了说明方便而使用的，无意限定实际使用该构造时的姿态。

图1中的(a)表示一个实施方式所涉及的传感器模块1的外观。传感器模块1具备壳体11以及透光罩12。壳体11与透光罩12一起划分出容纳室13。

图1中的(b)表示透光罩12被拆下的状态的传感器模块1的外观。图2表示沿着图1中的(b)中的线ii-ii从箭头方向观察的传感器模块1的剖面。

传感器模块1具备摄像机单元14以及lidar传感器单元15。摄像机单元14是第一传感器单元的一个例子。lidar传感器单元15是第二传感器单元的一个例子。

摄像机单元14是用于取得图像作为车辆的外部信息的装置。图像可包括静止图像以及动态图像中的至少一方。摄像机单元14也可以具备对可见光具有灵敏度的摄像机，也可以具备对红外光具有灵敏度的摄像机。

lidar传感器单元15具备射出非可见光的构成、以及检测该非可见光至少在存在于车辆外部的物体上反射的结果的返回光的构成。lidar传感器单元15可具备根据需要变更射出方向(即检测方向)而使该非可见光扫掠的扫描机构。例如，可使用波长为905nm的红外光作为非可见光。

lidar传感器单元15能够例如基于从向某个方向射出非可见光的时刻到检测出返回光为止的时间，取得到达与该返回光相关联的物体为止的距离。另外，通过使这样的距离数据与检测位置相关联并集成，能够取得与返回光相关联的物体的形状所涉及的信息。除此以外或者代替上述内容，能够基于射出光与返回光的波长的差异，取得与返回光相关联的物体的材质等属性所涉及的信息。

传感器模块1搭载于车辆中的适当位置。该位置作为能够取得摄像机单元14以及lidar传感器单元15分别所希望的信息的位置而被决定。

传感器模块1具备支承体16。支承体16支承摄像机单元14以及lidar传感器单元15。如图3所示，在壳体11的背壁11a形成有开口11b。支承体16设为相对于壳体11可从外部拆卸。

即，通过使由支承体16所支承的摄像机单元14以及lidar传感器单元15通过开口11b，将支承体16固定于背壁11a，能够取得图2所示的状态。图2中的箭头a表示支承体16的装配方向。若这样将支承体16装配于壳体11，则支承体16划分出容纳室13的一部分。摄像机单元14以及lidar传感器单元15配置于容纳室13内。

根据这样的构成，能够仅通过将支承体16相对于壳体11从外部拆卸进行对多个传感器的维修保养作业、更换作业。因而，能够减轻搭载于车辆的多个传感器的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。

如图1中的(b)所示，在从支承体16的装配方向观察时，整个摄像机单元14以及整个lidar传感器单元15位于支承体16的外边缘16a的内侧。

根据这样的构成，能够在使摄像机单元14以及lidar传感器单元15通过壳体11的开口11b时，不需要倾斜支承体16等的操作。由于能够以直线动作进行支承体16相对于壳体11的拆卸，因此能够抑制作业效率的降低。

如图1中的(b)所示，在从支承体16的装配方向观察时，支承体16的四个角部中只有一个设为不同形状。形成于壳体11的开口11b也另外具有与支承体16对应的形状。即，支承体16以及壳体11具有对支承体16装配于壳体11时的姿态进行限制的形状。

根据这样的构成，能够避免摄像机单元14以及lidar传感器单元15以错误的姿态配置于容纳室13内的情况。另外，由于在向壳体11装配支承体16时，对决定支承体16的姿态没有犹豫，因此能够抑制作业效率的降低。

在图2中，箭头14d表示摄像机单元14的检测基准方向。箭头15d表示lidar传感器单元15的检测基准方向。如上述那样，通过限制向壳体11装配时的支承体16的姿态，容易确定摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d。通过上述动作也能够抑制作业效率的降低。

如图2所示，支承体16的装配方向a沿着摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d。

“沿着检测基准方向”是指，包括装配方向a与检测基准方向一致的情况以及装配方向a相对于检测基准方向倾斜的情况。但是，在后者的情况下，装配方向a相对于检测基准方向的倾斜需要比装配方向a相对于与检测基准方向正交的方向的倾斜小。在图2所示的例子的情况下，摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d沿着前后方向。装配方向a也可以相对于前后方向倾斜。但是，相对于前后方向的倾斜需要比相对于左右方向以及上下方向各自的倾斜小。

由图1中的(b)与图2的比较可知，各传感器单元的投影面积在从检测基准方向观察的情况下呈变小趋势。因而，通过使支承体16的装配方向a沿着各传感器单元的检测基准方向，能够减小支承体16的尺寸以及壳体11的开口11b的面积。

在图2中，点14p表示摄像机单元14的检测基准位置。点15p表示lidar传感器单元15的检测基准位置。检测基准位置可以作为各传感器单元所进行的实际的检测所涉及的物理位置(摄像机单元14中的摄像元件、lidar传感器单元15中的受光元件的受光面等)而被决定，也可以作为在决定各传感器单元的配置、检测范围中使用的假想的点而被决定。

在本实施方式中，摄像机单元14的检测基准位置14p以及lidar传感器单元15的检测基准位置15p不在前后方向上偏移。

根据这样的构成，调节支承体16的姿态所引起的摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d的一并调整变得容易。

如图1中的(b)所示，摄像机单元14的检测基准位置14p以及lidar传感器单元15的检测基准位置15p不在上下方向上偏移。

根据这样的构成，调节支承体16的姿态所引起的摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d的一并调整也变得容易。

即，支承体16可具备用于对相对于壳体11的姿态进行微调整的机构(不作图示)。作为这样的机构，可示例为调光螺杆机构、致动器机构。

摄像机单元14以及lidar传感器单元15可设置为相对于支承体16可独立地拆卸。

根据这样的构成，由于能够继续利用不需要修理、更换的传感器单元，因此能够经济地运用传感器模块1。

如图1中的(b)所示，信号线41连接至摄像机单元14。信号线41用于向摄像机单元14提供电力、控制信号，或者输出与由摄像机单元14检测到的信息对应的信号。

同样地，信号线51连接至lidar传感器单元15。信号线51用于向lidar传感器单元15供给电力、控制信号，或者输出与由lidar传感器单元15检测到的信息对应的信号。

传感器模块1具备汇集部61。汇集部61设置于支承体16。汇集部61对连接至摄像机单元14的信号线41以及连接至lidar传感器单元15的信号线51进行汇集。汇集部61例如被提供为形成有插通孔的弹性构件。在壳体11形成有贯通孔，汇集部61嵌入于该贯通孔中。通过形成于汇集部61的插通孔向壳体11的外侧引出信号线41以及信号线51。

在传感器模块具备多个传感器单元的情况下，需要进行多个信号线的引绕。根据这样的构成，由于多个信号线在支承体16中汇集，因此多个信号线的处理变得容易。由此，能够抑制作业效率的降低。

如图2所示，传感器模块1具备控制装置17。控制装置17是用于控制摄像机单元14以及lidar传感器单元15各自的装置。在本例中，控制装置17在壳体11的外侧由支承体16支承。信号线41以及信号线51连接至控制装置17。用于控制摄像机单元14的动作的信号经由信号线41供给至摄像机单元14。用于控制lidar传感器单元15的动作的信号经由信号线51供给至lidar传感器单元15。

虽然省略图示，但是从控制装置17连接有通信线。该通信线直接地或者间接地与搭载于车辆的ecu等统一控制装置连接。由此，能够在控制装置17与统一控制装置之间进行信号、数据的通信。

控制装置17可具备与存储器协作而动作的通用微处理器。作为通用微处理器，可示例为cpu、mpu、gpu。通用微处理器可包括多个处理器内核。作为存储器的例子，可列举为rom、ram。在rom中，可存储执行上述处理的程序。该程序可包括人工智能程序。作为人工智能程序的例子，可列举为基于深度学习已习得的神经网络。通用微处理器可以指定存储于rom的程序的至少一部分并在ram上展开，与ram协作而执行上述处理。或者，控制装置17可设为具备微控制器、fpga、asic等的专用集成电路的构成。

根据这样的构成，能够使控制装置17分担一部分通过搭载于车辆的ecu等统一控制装置进行的处理。因而，能够减轻统一控制装置中的处理负荷。

此外，可以不经由控制装置17通过上述统一控制装置控制摄像机单元14以及lidar传感器单元15的任一方的动作。

控制装置17可以在容纳室13内由支承体16支承。在该情况下，由于信号线41以及信号线51在容纳室13内连接至控制装置17，因此控制装置17可以作为汇集部发挥功能。然后，从容纳室13向壳体11的外侧引出用于与统一控制装置的通信的信号线。

如图2所示，支承体16由包含金属的材料形成。

根据这样的构成，能够高效地释放通过摄像机单元14以及lidar传感器单元15各自的动作产生的热量。在控制装置17由支承体16支承的情况下，也能够高效地释放通过控制装置17的动作产生的热量。

如图2所示，支承体16具备密封构件62。密封构件62配置于支承体16与壳体11之间。作为密封构件62的例子，可列举为垫圈、o型环。密封构件62可具备弹性。

根据这样的构成，即使将划分出容纳室13的一部分的支承体16设为相对于壳体11可从外部拆卸，也能够确保相对于容纳室13的防水性、防尘性。

如图2所示，摄像机单元14可具备遮光罩42。遮光罩42以包围摄像机单元14的摄像面43的方式设置。

根据这样的构成，能够抑制干扰光进入摄像面43。因而，能够抑制摄像机单元14所引起的车辆的外部信息的检测精度的降低。

上述实施方式不过是为了使本实用新型易于理解的示例。只要不偏离本实用新型的主旨，可以适当地变更、改进上述实施方式所涉及的构成。

在上述实施方式中，支承体16相对于壳体11的装配方向a沿着摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d。然而，支承体16的装配方向也可以不沿着摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d。

图4表示这样的其他例子。在本例中，支承体16的装配方向沿着传感器模块1的上下方向。另一方面，摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d沿着传感器模块1的前后方向。即，在图1中的(b)中所示的壳体11的顶壁11c或者底壁11d形成有上文所述的开口11b，以使摄像机单元14以及lidar传感器单元15通过开口11b的方式，相对于壳体11装配支承体16。

在本例中，在从支承体16的装配方向观察时，整个摄像机单元14以及整个lidar传感器单元15位于支承体16的外边缘16a的内侧。

在上述实施方式中，从相对于壳体11的装配方向观察的支承体16呈四个角部中只有一个设为不同形状的大致长方形。然而，如图4所示，从装配方向观察的支承体16的形状可呈大致圆形。在该情况下，可在外边缘16a的一部分形成突起16b。另一方面，形成于壳体11的开口11b中形成有用于容纳突起16b的凹部。即，在本例中，支承体16以及壳体11具有对支承体16装配于壳体11时的姿态进行限制的形状。突起与凹部的关系也可以相反。

在上述实施方式中，摄像机单元14的检测基准方向14d以及lidar传感器单元15的检测基准方向15d不相对变化。即，检测基准方向14d以及检测基准方向15d或与支承体16一起固定，或一并调整。然而，也可采用可独立地调节检测基准方向14d以及检测基准方向15d的构成。

图5中的(a)表示这样的例子。在本例中，传感器模块1具备第一调节机构81以及第二调节机构82。第一调节机构81是用于调节摄像机单元14的检测基准方向14d的机构。第二调节机构82是用于调节lidar传感器单元15的检测基准方向15d的机构。第一调节机构81以及第二调节机构82由支承体16支承。

具体来说，第一调节机构81是包括螺杆81a、螺杆81b、支点81c、以及支承板81d的调光螺杆机构。摄像机单元14由支承板81d支承。支承板81d经由螺杆81a、螺杆81b、以及支点81c由支承体16支承。螺杆81a以及螺杆81b设为可从壳体11的外侧操作。

若操作螺杆81a，则支承板81d的姿态以支点81c为中心在左右方向上变化。由此，摄像机单元14的检测基准方向14d在左右方向上变化。若操作螺杆81b，则支承板81d的姿态以支点81c为中心在上下方向上变化。由此，摄像机单元14的检测基准方向14d在上下方向上变化。螺杆81a以及螺杆81b各自可置换为通过来自外部的控制信号而动作的致动器。

同样地，第二调节机构82是包括螺杆82a、螺杆82b、支点82c、以及支承板82d的调光螺杆机构。lidar传感器单元15由支承板82d支承。支承板82d经由螺杆82a、螺杆82b、以及支点82c由支承体16支承。螺杆82a以及螺杆82b设为可从壳体11的外侧操作。

若操作螺杆82a，则支承板82d的姿态以支点82c为中心在左右方向上变化。由此，lidar传感器单元15的检测基准方向15d在左右方向上变化。若操作螺杆82b，则支承板82d的姿态以支点82c为中心在上下方向上变化。由此，lidar传感器单元15的检测基准方向15d在上下方向上变化。螺杆82a以及螺杆82b各自可置换为通过来自外部的控制信号而动作的致动器。

根据这样的构成，能够不受到其他的传感器单元的检测基准方向的制约而进行特定的传感器单元的检测基准方向的调节。

在上述实施方式中，传感器模块1具备两个传感器单元。然而，传感器模块1具备的传感器单元的数量也可以是三个以上。

图5中的(b)表示这样的其他例子。传感器模块1可进一步具备毫米波传感器单元19。毫米波传感器单元19由支承体16支承。毫米波传感器单元19是第三传感器单元的一个例子。

毫米波传感器单元19具备发送毫米波的构成、以及接收该毫米波在存在于车辆的外部的物体上反射的结果的反射波的构成。作为毫米波的频率的例子，可列举为24ghz、26ghz、76ghz、79ghz等。毫米波传感器单元能够例如基于从向某个方向发送毫米波的时刻到接收反射波为止的时间，取得到达与该反射波相关联的物体为止的距离。另外，通过使这样的距离数据与检测位置相关联并集成，能够取得与反射波关联的物体的动作所涉及的信息。

根据这样的构成，增加可取得的车辆外部的信息，同时能够减轻传感器的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。

在至此记载的各个例子中，传感器模块1具备的多个传感器单元的种类不同。然而，可从上文所述的摄像机单元、lidar传感器单元、以及毫米波传感器单元适当地选择各传感器单元。

在上述实施方式中，传感器模块1具备多个传感器单元。然而，传感器模块1可构成为具备车灯单元以及至少一个传感器单元。

图6表示这样的其他例子。传感器模块1具备摄像机单元14以及车灯单元20。车灯单元20是向车辆的外侧射出可见光的装置。车灯单元20容纳于容纳室13内。车灯单元20由支承体16支承。作为车灯单元20，可示例为前照灯单元、示廓灯单元、方向指示灯单元、雾灯单元等。

在该情况下，传感器模块1搭载于图7所示的车辆100的左前角部lf。在车辆100的右前角部rf，搭载有具有与图6所示的传感器模块1左右对称的构成的传感器模块。在图6以及图7的说明中使用的“左”以及“右”表示从驾驶席观察的左右方向。

图6所示的传感器模块1也可搭载于图7所示的车辆100的左后角部lb。搭载于左后角部lb的传感器模块的基本构成可与图6所示的传感器模块1前后对称。

图6所示的传感器模块1可搭载于图7所示的车辆100的右后角部rb。搭载于右后角部rb的传感器模块的基本构成与搭载于上文所述的左后角部lb的传感器模块左右对称。

根据这样的构成，能够仅通过将支承体16相对于壳体11从外部拆卸来进行摄像机单元14以及车灯单元20的维修保养作业、更换作业。因而，能够减轻在容纳室13内配置有至少一个传感器单元以及车灯单元的传感器模块的维修保养作业、更换作业所必需的劳动力。