距离测量设备的制作方法

本公开内容涉及用于发送电磁波并且接收所反射的电磁波从而测量目标对象的距离的设备。

背景技术：

日本专利申请公布第2002-31685号公开了用于使用电磁波诸如光或毫米波来测量目标对象相对于设备的距离的距离测量设备。

这种距离测量设备包括壳体、收发器和电路板。收发器发送电磁波并且接收基于来自目标对象的所发送的电磁波的反射而生成的电磁波。电路板包括安装至其上的控制电路诸如处理单元，并且控制电路被配置成驱动收发器以从而发送电磁波并且接收基于来自目标对象的所发送的电磁波的反射而生成的反射电磁波。控制电路还被配置成基于所接收的反射电磁波执行测量目标对象的距离的任务。收发器和电路板被安装在壳体中。

具体地，壳体包括形成在构成壳体的壁中之一处的透射窗；透射窗由例如透光材料诸如树脂或玻璃制成。也就是说，距离测量设备被配置成使得收发器通过透射窗发送电磁波并且通过透射窗接收所反射的电磁波。

技术实现要素：

本公开内容的发明人已经详细考虑了上述公布的专利文献的公开内容，并且因此已经发现在公布的专利文献中存在下文中描述的问题。

公布的专利文献中公开的距离测量设备的收发器和电路板被设置在壳体的公共内部空间中。这可能导致安装至电路板的控制电路易受通过透射窗进入壳体的电磁噪声的影响。

本公开内容至少包括能够减少进入距离测量设备的壳体的电磁噪声的不利影响的技术方面。

根据本公开内容的示例性方面的距离测量设备包括：收发器，其被配置成发送电磁波并且接收基于来自目标对象的电磁波的反射的反射波；以及处理单元，其包括至少一个电路板，所述至少一个电路板上安装有用于基于至少所接收的反射波来测量目标对象的距离的电路。该距离测量设备包括壳体，壳体由不透射电磁波的第一材料制成。壳体包括：内室；以及窗部分，窗部分由透射电磁波和反射波的第二材料制成。壳体包括分隔壁，分隔壁由不透射电磁波的第三材料制成。分隔壁被配置成将壳体的内室分隔成：第一容器室，第一容器室中安装有收发器，第一容器室与窗部分连通；和第二容器室，第二容器室中安装有处理单元。

因此，该设备的这种配置防止处理单元受到通过窗部分进入壳体的电磁噪声的影响。

附图说明

根据以下参照附图对实施方式的描述，本公开内容的其他方面将变得明显，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开内容的示例性实施方式的距离测量设备的整体配置的示例的透视图；

图2是示意性地示出图1中所示的距离测量设备的分解透视图；

图3是图1中所示的距离测量设备的局部截面图；

图4是根据示例性实施方式的第一变型的距离测量设备的局部截面图；

图5是根据示例性实施方式的第二变型的距离测量设备的局部截面图；以及

图6是根据示例性实施方式的第三变型的距离测量设备的局部截面图。

具体实施方式

以下参照附图对本公开内容的示例性实施方式进行描述。在示例性实施方式及其变型中，在示例性实施方式与其变型之间将相似的附图标记分配给相似或相同部件，以便将对相似或相同部件中之一的描述应用于相似或相同部件中的另一个。

距离测量设备的示意性配置

以下参照图1至图3对根据示例性实施方式的距离测量设备1的配置的示例进行描述。

参照图1至图3，距离测量设备1可安装在车辆中，并且用作例如用于发送光并且接收来自位于车辆周围的各个对象中的每一个的光，从而检测各个对象的光检测和测距(lidar)。

例如，距离测量设备1—其将被简称为设备1—包括收发器2即发送/接收单元、处理单元3、壳体4、传热构件5和连接器6。注意，连接器6仅在图2中示出，并且传热构件5仅在图3中示出。在图3中，省略了连接器6的图示。

收发器2包括发光板20、发光单元21、光接收板22、光接收单元23以及未示出的扫描单元。

光接收单元23安装至光接收板22并且包括光接收元件；光接收元件构成光接收单元23的光检测区域。

发光单元21安装至发光板20并且被配置成从其发光表面发射探测光即激光。

扫描单元被配置成：

(1)将从发光单元21发射的探测光的方向改变为扫描方向，从而扫描在车辆周围的可变测量区域内的探测光；

(2)将从所选择的扫描方向到达的光聚焦在光接收单元23的光检测区域上。

然后，光接收单元23被配置成通过每个光接收元件接收在其光检测区域上聚焦的光的对应光分量，从而生成例如指示由对应的光接收元件接收的每个光分量的强度的光强度信号。

处理单元3包括第一电路板31、第二电路板32和间隔件33。

第一电路板31包括安装至其上的第一电路31a，并且第二电路板32包括安装至其上的第二电路32a。第一电路31a和第二电路32a中之一例如包括供电电路、驱动器和测量电路。

供电电路被配置成向第一电路31a和第二电路32a的其他部件中的每一个供应电力。这使得第一电路31a和第二电路32a的其他部件能够工作。驱动器被配置成将第一驱动信号发送至发光单元21，从而驱动发光单元21，使得发光单元21发射探测光即激光。

驱动器还被配置成将第二驱动信号发送至扫描单元，从而驱动扫描单元，使得扫描单元扫描在可变测量区域内的从发光单元21发射的探测光。

测量电路被配置成：

(1)基于所发射的探测光根据由相应光接收元件接收的光强度信号和第一驱动信号来测量从探测光的发射至光的接收所经过的时间；

(2)基于所测量的时间来测量目标对象相对于设备1的距离。

例如，间隔件33包括由例如金属材料制成的框架331以及分隔板332。

框架331具有例如带有预定轴向长度的大致矩形管状形状。框架331具有相对的第一周边表面331a和第二周边表面331b。第一电路板31具有相对的第一主表面31s1和第二主表面31s2，并且第一电路板31附接至框架331，使得第一电路板31的第二主表面31s2的周边边缘邻接在框架331的第一周边表面331a上。类似地，第二电路板32具有相对的第一主表面32s1和第二主表面32s2，并且第二电路板32附接至框架331，使得第二电路板32的第一主表面32s1的周边边缘邻接在框架331的第二周边表面331b上。

第一电路板31的第一主表面31s1用作部件安装表面，发光板20和光接收板22安装在该部件安装表面上。

附接至相应的框架331的第一周边表面331a和第二周边表面331b的第一电路板31和第二电路板32在第一电路板31和第二电路板32与框架331之间提供了间隙。

分隔板332具有大致矩形形状，其具有相对的第一主表面332a和第二主表面332b。分隔板332同轴地填充在框架331中以被固定至框架331，使得：

(1)第一主表面332a面对第一电路板31的第二主表面31s2，第一主表面332a与第二主表面31s2之间具有第一间隙；

(2)第二主表面332b面对第二电路板32的第一主表面32s1，第二主表面332b与第一主表面32s1之间具有第二间隙。

第一电路板31的周边边缘具有形成为通过第一电路板31的多个通孔，并且第二电路板32的周边边缘具有形成为通过第二电路板32的多个通孔以与第一电路板31的相应通孔对准。框架331具有形成为通过框架331的通孔以与第一电路板31的相应通孔和第二电路板32的相应通孔对准。

例如，将螺栓穿入第一电路板31、第二电路板32和间隔件33的框架331的相应的对准通孔中并且将螺母螺纹安装至相应的螺栓使得可以将第一电路板31、第二电路板32和间隔件33的框架331彼此紧固。这导致包括第一电路板31、第二电路板32和间隔件33的板组件ba彼此组装在一起。

壳体4是具有大致长方体外观配置的容器，使得壳体4具有限定在其中的大致长方体的内室。壳体4包括大致板状的分隔壁411，分隔壁411将长方体的内室分隔成用于在其中容纳收发器2的第一容器室71和用于在其中容纳处理单元3的第二容器室72。例如，分隔壁411可以将长方体的内室分隔成第一容器室和第二容器室，同时将第一容器室71与第二容器室72彼此电磁隔离。

具体地，壳体4包括第一壳体部41、第二壳体部42和第三壳体部43；第一壳体部41和第二壳体部42中的每一个由例如金属材料制成。第三壳体部43由例如探测光透射材料即激光可透射材料制成，即由透射探测光即激光即电磁波的材料制成。也就是说，第三壳体部43用作透光窗部。

第一壳体部41包括分隔壁411，当设备1沿其高度方向安装在车辆中时，分隔壁411具有相对的上端部和下端部。注意，当设备1安装在车辆中时，分隔壁411具有指向例如车辆后侧的第一主表面411a以及与第一主表面411a相对且指向例如车辆前侧的第二主表面411b。在下文中，车辆的上方方向、下方方向、前方方向和后方方向分别与设备1的上方方向、下方方向、前方方向和后方方向对应。

分隔壁411的下端部以垂直于第一主表面411a的形式朝向设备1的前方方向延伸，从而用作限定第一容器室71的部分的底壁412a。也就是说，收发器2安装在例如底壁412a的上主表面上。分隔壁411的上端部以垂直于第一主表面411a的形式朝向设备1的前方方向延伸，从而用作限定第一容器室71的部分的顶壁412b。底壁412a的延伸长度比顶壁412b的延伸长度长。

分隔壁411还包括大致矩形的管状框架状板支承件413—其将被简称为板支承件413，板支承件413安装在分隔壁411的第一主表面411a上以朝向设备1的后方方向突出。也就是说，板支承件413具有大致矩形的框架状支承表面413a，第二电路板32的第二主表面32s2安装在大致矩形的框架状支承表面413a上，使得板组件ba即处理单元3经由板支承件413安装在分隔壁411上。

底壁412a和顶壁412b中的每一个也朝向设备1的后端部延伸，使得底壁412a和顶壁412b中的每一个的后端部表面例如与板支承件413的支承表面413a对准。

分隔壁411还包括与其底壁412a和顶壁412b接合的侧壁411c。底壁412a的前侧延伸端部、顶壁412b的前侧延伸端部、以及侧壁411c中的每一个的前侧端部彼此接合以构成预定形状的第一对接边缘bje1。

第三壳体部43即透光窗部具有带有矩形基壁43a和预定形状的第二对接边缘bje2的大致盒体形状，第二对接边缘bje2构成与基壁43a相对的开口端部。第二对接边缘bje2形成为与第一对接边缘bje1一致。将分隔壁411的第一对接边缘bje1接合至第三壳体部43的第二对接边缘bje2使得：

(1)具有大致长方体形状的第一容器室71能够被限定在第三壳体部43与分隔壁411之间；

(2)第三壳体部43的基壁43a能够用作设备1的前透光窗。

例如，发光板20和光接收板22被设置在第一电路板31的第一主表面31s1上，使得：

(1)发光板20和光接收板22沿车辆的宽度方向对准；

(2)发光单元21的发光表面通过设备1的前透光窗43a指向例如车辆的前部；

(3)光接收单元23的光接收表面通过设备1的前透光窗43a指向例如车辆的前部。

底壁412a的后侧延伸端部、顶壁412b的后侧延伸端部、以及侧壁411c中的每一个的后侧端部彼此接合以构成预定形状的第三对接边缘bje3。

第二壳体部42具有带有矩形基壁42a和预定形状的第四对接边缘bje4的大致盒体形状，第四对接边缘bje4构成与基壁42a相对的开口端部。第四对接边缘bje4形成为与第三对接边缘bje3一致。将分隔壁411的第三对接边缘bje3接合至第二壳体部42的第四对接边缘bje4使得具有大致长方体形状的第二容器室72能够被限定在第二壳体部42与分隔壁411之间。

第二壳体部42的基壁42a具有面向固定地安装至板支承件413的板组件ba即处理单元3的第一电路板31的第一主表面31s1的内表面。第二壳体部42包括从基壁42a的内表面朝向第一电路板31的第一主表面31s1突出的突出构件421。这导致基壁42a的内表面与第一电路板31的第一主表面31s1即部件安装表面之间的间隙较小。例如，突出构件421可以被定位到基壁42a的内表面的预定位置，使得突出构件421面对第一电路板31的较高加热部分(参见图3)。注意，第一电路板31的较高加热部分表示部件安装表面31s1中的其中安装有较高温度部件的部分。

在图2中，突出构件421可以使基壁42a的内表面朝向第一电路板31的第一主表面31s1突出，同时具有从基壁42a的上端部至基壁42a的下端部的恒定突出高度。

设备1包括由例如凝胶状材料或片状材料制成的传热构件5，传热构件5具有比空气的导热率高的导热率。传热构件5设置在突出构件421与第一电路板31的较高加热部分之间，以桥接突出构件421与第一电路板31的较高加热部分之间的间隙。例如，在突出构件421和第一电路板31的较高加热部分中的至少一个上涂覆凝胶状材料或片状材料使得传热构件5能够设置在突出构件421与第一电路板31的较高加热部分之间。也就是说，第一电路板31的较高加热部分经由传热构件5与第二壳体部42物理接触。

注意，分隔壁411的底壁412a具有形成为通过底壁412a的一个或更多个布线孔，布线孔的图示被省略。连接收发器2和处理单元3的布线被布置成穿过一个或更多个布线孔。

设备1包括安装至例如第二壳体部42的外表面的连接器6。连接器6使得：

(1)处理单元3能够经由信号线与外部装置连通；

(2)能够从外部装置向收发器2和处理单元3中的每一个供应电力。

接下来，以下对如上所述配置的设备1如何工作进行描述。

处理单元3指示收发器2的发光单元21经由透光窗部43a从其发光表面朝向车辆的前侧发送探测光即激光。收发器2的光接收单元23接收基于来自目标对象的所发送的探测光的反射而生成的返回光。处理单元3基于探测光发送定时和返回光接收定时来执行测量目标对象相对于设备1的距离的任务。例如，处理单元3测量下述飞行时间(tof)，在该tof期间，从发光单元21发射的探测光诸如激光被传播至目标对象，并且在被目标对象反射之后返回至光接收单元23，因此基于所测量的tof来测量目标对象相对于设备1即光接收单元23的距离。

以下对由设备1获得的技术效果进行描述。

设备1被配置成使得分隔壁411将限定在壳体4中的长方体的内室分隔成用于在其中容纳收发器2的第一容器室71和用于在其中容纳处理单元3的第二容器室72。也就是说，第三壳体部43和分隔壁411限定其中安装有收发器2的第一容器室71，并且非透射光即不透射光的第二壳体部42和分隔壁411限定其中安装有处理单元3的第二容器室72。

因此，设备1的这种配置防止处理单元3受到通过透光窗部43a进入壳体4的电磁噪声的影响。

设备1还被配置成使得分隔壁411将收发器2与处理单元3彼此电磁屏蔽。因此，这种配置防止从收发器2生成的电磁噪声对处理单元3的操作产生负面影响，并且还防止由处理单元3生成的电磁噪声对收发器2的操作产生负面影响。

设备1还被配置成使得其中设置有处理单元3的第二容器室72被第一壳体部41和第二壳体部42覆盖。换言之，第一壳体部41和第二壳体部42在它们之间限定第二容器室72。

因此，与处理单元被设置在可与透光窗连通的室中的已知配置相比，这种配置使得设备1能够具有用于处理单元3的较高的散热性能。

另外，设备1被配置成使得间隔件33：

(1)一体地保持第一电路板31和第二电路板32，同时保持第一电路板31与第二电路板32之间的间隙；

(2)包括设置在第一电路板31与第二电路板32之间的间隙中的分隔板332。

因此，这种配置使得填充在第一电路板31与第二电路板32之间的间隙中的热量能够经由分隔板332从间隙有效地散发。这种配置还防止从第一电路板31和第二电路板32中之一生成的电磁噪声对第一电路板31和第二电路板32中的另一个产生影响。

设备1被配置成使得第一电路板31的较高加热部分经由传热构件5与第二壳体部42物理接触。这产生用于第一电路板31的设备1的散热性能的进一步改善。

本公开内容不限于上述示例性实施方式，并且可以例如如下进行各种变型。

示例性实施方式的处理单元3包括第一电路板31和第二电路板32，但是本公开内容不限于此。

具体地，图4示意性地示出距离测量设备1a，距离测量设备1a包括处理单元3a，处理单元3a包括第一电路板31，而不包括第二电路板32和间隔件33，第一电路板31将被简称为电路板31。

也就是说，电路板31的第二主表面31s2安装在板支承件413的支承表面413a上。作为可替选的示例，处理单元3a可以包括三个或更多个电路板。在该可替选的示例中，可以在相应的相邻电路板之间的间隙中的对应的一个间隙中插入间隔件33的每一个。

如图5所示，根据设备1a的配置变型的距离测量设备1b可以被配置成使得与距离测量设备1a相比可以消除突出构件421和传热构件5。

上述距离测量设备中的每一个可以被配置成使得传热构件5介于第二壳体部42的基壁42a的内表面与第一电路板31之间，而无需使用突出构件421。

上述距离测量设备中的每一个可以包括介于第二壳体部42的基壁42a的内表面与第一电路板31之间的多个传热构件。在第二电路板32与第一壳体部41的第一主表面411a之间可以设置有至少一个传热构件。

上述每个设备的分隔壁411与第一壳体部41集成在一起，但是本公开内容不限于此。

具体地，如图6所示，根据设备1a的配置变型的距离测量设备1c可以被配置成使得壳体4c包括第一壳体部41c、第二壳体部42和第三壳体部43。

第一壳体部41c包括矩形板状支承壁414，矩形板状支承壁414具有形成为通过矩形板状支承壁414的中心部分的矩形通孔h。通孔h使得第一容器室71和第二容器室72能够彼此连通。

第一壳体部41c还包括盖分隔壁415。盖分隔壁415包括盖部分416，盖部分416被配置成：

(1)具有与通孔h的形状一致的形状；

(2)可拆卸地装配在通孔h中。

盖分隔壁415还包括从盖部分416的周边边缘径向延伸的矩形凸缘417，并且凸缘417被布置成与电路板31的第二主表面31s2的周边端部接触，同时盖部分416装配在支承壁414的通孔h中。

设备1c的这种配置使得在设备1c的组装期间，在收发器2与处理单元3之间的布线能够穿过支承壁414的通孔h，同时通孔h未被盖分隔壁415的盖部分416覆盖。在布线之后，盖分隔壁415固定地安装在盖部分416处，进入支承壁414的通孔h。

这使得能够更容易地执行收发器2与处理单元3之间的布线操作。

代替激光，收发器2可以被配置成发送和接收一个或更多个电磁波例如毫米波。

尽管本文中已经描述了本公开内容的说明性实施方式，但是本公开内容不限于本文中所描述的实施方式，而是包括具有本领域普通技术人员基于本公开内容将理解的变型、省略、组合(例如，跨各种实施方式的各方面的变型、省略、组合)、改编和/或替选方案的任何和所有实施方式。权利要求书中的限制将基于权利要求书中使用的语言来广泛地解释，并且不限于在本说明书中描述的或在本申请的审查期间的示例，这些示例被解释为非排他性的。

例如，实施方式及其变型中描述的技术特征中的每一个可以用具有与对应技术特征相同功能的已知结构代替。实施方式及其变型中描述的技术特征中的每一个也可以与其他技术特征中的至少一个组合。除非将技术特征中的至少一个被描述为本说明书中的必要要素，否则实施方式及其变型中描述的技术特征中的至少一个可以被另外消除。

距离测量设备的功能可以通过各种实施方式来实现；各种实施方式包括：距离测量系统；用于服务计算机作为功能的程序；存储程序的存储介质诸如非暂态介质；以及距离测量方法。