專利名稱：物體檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在車輛上的物體檢測設(shè)備，例如，通過使用電磁波如光波，用于檢測物體如前面的車輛或者檢測到該物體的距離。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的安裝在車輛上的物體檢測設(shè)備使用激光例如來檢測到物體如前面的車輛的距離。該檢測設(shè)備間歇地驅(qū)動一個激光器二極管來向車輛的前向區(qū)域發(fā)射激光，并且通過光學(xué)傳感器來檢測從前面障礙物反射的光?；谠诠獍l(fā)射時間和光接收時間之間的時間差值，檢測設(shè)備測量到前面障礙物的距離。
特別地，例如在JP2002-031685A中所公開的，檢測設(shè)備包括一個用于發(fā)射激光的光發(fā)射單元，一個多角鏡以及一個用于接收發(fā)射光的光接收器單元。多角鏡被成形為六棱錐的平截形狀并且可以象掃描鏡一樣旋轉(zhuǎn)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，多角鏡反射從光發(fā)射單元發(fā)射的激光并把它導(dǎo)向車輛的前向區(qū)域。由于當多角鏡旋轉(zhuǎn)時，來自光發(fā)射單元的激光被導(dǎo)向多角鏡的每個側(cè)面，所以激光在多角鏡的反射角度被調(diào)節(jié)到可通過激光掃描車輛前向區(qū)域的預(yù)定范圍。接收器單元包括一個菲涅耳透鏡以及一個光接收元件，用于接收從前面物體反射的激光并測量到物體的距離。
包括上述部件的設(shè)備的各種零件容納在一個閉合殼體中，以便保護掃描機構(gòu)、光學(xué)裝置以及電路免受霜凍或例如灰塵的雜質(zhì)的影響。
特別地，如圖4所示，殼體J1通常被形成為長方體，并且包括第一殼體J2和第二殼體J3。殼體J2和J3的四個角通過固定螺釘J5牢固地固定。如圖5所示，O型環(huán)J4以壓縮狀態(tài)配置在殼J2和J3之間來嚴密密封殼體J1中與外部分隔的空間。
為了保持用于嚴密密封功能的O型環(huán)J4的合適的壓縮狀態(tài)，必須精確控制O型環(huán)J4的尺寸、密封表面粗糙度或類似的性能。此外，必須把O型環(huán)J4精確地裝配到殼體J3。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種簡化殼體的密封結(jié)構(gòu)的物體檢測設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，物體檢測設(shè)備包括設(shè)置在由第一殼體和第二殼體限定的空間中的波發(fā)射單元和波接收器單元。第一殼體由光阻擋材料制成，第二殼體由透光材料制成。第一殼體和第二殼體分別具有沿著整個周邊彼此接觸的凸緣。通過經(jīng)由第二殼體的凸緣發(fā)射激光到第一殼體的凸緣，凸緣被氣密地激光焊接。


通過下面詳細的描述并參考附圖，本發(fā)明上述的和其它的目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的物體檢測設(shè)備的透視圖；圖2是圖1中示出的設(shè)備的剖視圖；圖3是沿著圖1的III-III所得到的設(shè)備的密封結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4是一種傳統(tǒng)物體檢測設(shè)備的透視圖；以及圖5是該傳統(tǒng)檢測設(shè)備中的密封結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實施例方式
首先參考圖1和2，物體檢測設(shè)備包括長方體形狀的殼體1以及容納在殼體1中的各種零件。安裝在車輛上的該設(shè)備作為激光雷達來使用。該設(shè)備設(shè)置成沿著車輛的前向方向(圖2中是右側(cè)方向)發(fā)射激光來在自動巡航控制狀態(tài)下檢測到前面物體例如到前面車輛的距離。
殼體1包括第一殼體1a和第二殼體1b。第一殼體1a成盒形，并且在它的一側(cè)(圖2中是底部一側(cè))開口。第一殼體1a中容納有各種零件。第一殼體1a具有由黑色PPS樹脂制成的樹脂部分1c并且形成外殼。第一殼體1a具有光發(fā)射窗口1d和安裝在前側(cè)樹脂部分1d的左右部分上的接收窗口1e。窗口1d和1e可以由光透射樹脂如玻璃和丙烯酸樹脂制成。
第一殼體1a的樹脂部分1c由激光阻擋材料例如包括約40wt.％玻璃的黑色PPS樹脂制成。因此，樹脂部分1c不透射或者只透射很少激光。樹脂部分1c沿著圍繞開口的整個長度具有第一凸緣1f，以便第一殼體1a，尤其是凸緣1f連接到第二殼體1b上。
第二殼體1b由板形材料制成并且形成有第二凸緣1g，該凸緣與沿著第一殼體1a圍繞開口的整個長度的凸緣1f的形狀一致。第二殼體1b由激透光材料例如不包含玻璃的黑色PPS樹脂制成。凸緣1f和1g彼此激光焊接在一起。
第二殼體1b具有由樹脂制成的電連接器1h。該連接器1h部分地從第二殼體1b突出，以連接設(shè)置在殼體1的內(nèi)部和外部的到電氣部件(未示出)。
殼體1(1a和1b)容納有光發(fā)射單元2、反射鏡3、多角鏡4和電路板5。電路板5包括連接到測量到前面物體距離的光發(fā)射單元2和光接收器單元6等的電子控制電路。光接收器單元6定位在殼體1的內(nèi)部以便面對光接收窗1e，并且包括一個菲涅耳透鏡和一個光接收元件。
光發(fā)射單元2由設(shè)置在電路板5上的控制電路來驅(qū)動并且朝著反射鏡3發(fā)射激光。光發(fā)射單元2可以包括激光二極管以便以脈沖的形式發(fā)射激光。
反射鏡3反射從光發(fā)射單元2發(fā)射的激光并把它導(dǎo)向多角鏡4。反射鏡3由固定在殼體1內(nèi)壁的支撐部分7可擺動地支撐在內(nèi)殼體1c上。例如，反射鏡3可以由電動機(未示出)來驅(qū)動并且由電路板5的電路來控制以調(diào)節(jié)反射方向。
多角鏡4被成形為平截六角棱鏡并且由殼體1來支撐。多角鏡4圍繞六角棱鏡的一根軸線旋轉(zhuǎn)。該多角鏡4同樣由電動機(未示出)驅(qū)動并且由電路板5的控制電路來控制。多角鏡4圍繞其周邊具有多個鏡面，其中每個鏡面起掃描反射鏡作用。
特別地，多角鏡4反射從光發(fā)射單元2發(fā)射并由反射鏡3反射的激光，并且通過發(fā)射窗口1d將激光導(dǎo)向車輛的前向區(qū)域。當多角鏡4旋轉(zhuǎn)時，多角鏡4的側(cè)面角度改變。結(jié)果，激光投射角度被改變以掃描車輛的預(yù)定前向區(qū)域。
光接收器單元6包括一個菲涅耳透鏡和一個光接收元件，例如光電二極管。菲涅耳透鏡收集從前向物體反射并通過窗口1e接收的激光。光接收元件接收收集的光并產(chǎn)生隨著接收光強度變化的輸出電壓或者輸出電流。該輸出電壓或電流施加到電路板5的控制電路。
在制造該設(shè)備時，光發(fā)射單元2、反射鏡3、多角鏡4以及光接收器單元6與電路板5一起固定到第二殼體1b。然后第一殼體1a放置在第二殼體1b上，使得凸緣1f和1g相互接觸。因此，第一殼體1a覆蓋了光發(fā)射單元2、反射鏡3、多角鏡4、電路板5以及光接收器單元6。凸緣1f和1g沿著凸緣的整個長度激光焊接，該整個長度是殼體1a和1b的整個周邊。
在激光焊接過程中，焊接激光通過凸緣1g發(fā)射到凸緣1f。因為第二殼體1b是由透光材料制成，激光通過凸緣1g到達凸緣1f。因為第一殼體1a是由光阻塞(沒有光透射)材料制成，激光由凸緣1f阻塞。因此，凸緣1f和凸緣1g的邊界被加熱，并且凸緣1f和1g彼此緊密焊接在一起。
如上構(gòu)造和制造的物體檢測設(shè)備以下面的方式來操作，假設(shè)它安裝在車輛上并且自動巡航控制系統(tǒng)開關(guān)被打開。以下操作主要是由電路板5的控制電路來控制。
反射鏡3首先由發(fā)動機驅(qū)動到預(yù)定角度位置。光發(fā)射單元2以預(yù)定間隔發(fā)射激光。激光由反射鏡3和多角鏡4反射，以如圖2中箭頭所示通過發(fā)射窗口1d導(dǎo)向車輛的前向區(qū)域。當激光由物體例如前面的車輛反射時，反射的激光通過光接收窗口1e使得光進入光接收器單元6。
在光接收器單元6中，反射光由菲涅耳透鏡收集并由光接收元件接收。光接收元件響應(yīng)于被收集光的接收產(chǎn)生輸出信號?；谠撦敵鲂盘枺ㄟ^使用激光傳輸速度V和在發(fā)射單元2發(fā)射激光與光接收器單元6接收激光之間的時間差值T，控制電路計算到前面物體的距離LL＝V×T/2。
計算的距離通過連接器1h輸出給不同的裝置，例如設(shè)置在殼體1外部的發(fā)動機控制ECU和剎車控制ECU。結(jié)果，這些ECU可以控制發(fā)動機和/或剎車，以保持到物體的距離為預(yù)定距離。
根據(jù)上面的實施例，第一殼體1a和第二殼體1b彼此氣密地激光焊接在一起而不使用O型環(huán)。因此，避免了使用O型環(huán)所引起的各種缺點。
在上面的實施例中，第一殼體1a和第二殼體1b的光透射性可以顛倒為第一殼體1a和第二殼體1b由光透射樹脂和光阻塞樹脂來制成。在這種情況下，激光通過第一殼體1a(凸緣1f)朝向第二殼體1b(凸緣1g)發(fā)射。
包括玻璃材料的光阻塞樹脂比光透射樹脂更加堅硬。因此對于殼體1a和1b中需要比另一個更加堅硬的一個優(yōu)選使用光阻塞樹脂。當設(shè)備安裝在車輛上時，第一殼體1a更加可能在車輛的行使過程中被小石頭或者類似物碰撞或損壞。因此第一殼體1a優(yōu)選由光阻塞樹脂制成。
上面的實施例能夠被進一步修改。例如，如毫波(milliwave)的其它電磁波能夠代替激光波來使用。物體檢測設(shè)備也能夠在除了車輛外的其它各種條件中使用。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測物體的物體檢測設(shè)備，該設(shè)備包括具有開口的第一殼體(1a)；固定到第一殼體上以封閉第一殼體的開口、并與第一殼體一起提供一個內(nèi)部空間的第二殼體(1b)；設(shè)置在所述空間中的用于向外發(fā)射電磁波的波發(fā)射單元(2)；和設(shè)置在所述空間中的用于接收由物體反射的電磁波的波接收器單元(6)；其特征在于第一殼體(1a)和第二殼體(1b)圍繞第一殼體的開口沿著開口的整個周邊互相焊接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的物體檢測設(shè)備，其特征在于，第一殼體(1a)和第二殼體(1b)沿著開口的周邊分別具有凸緣(1f和1g)，凸緣彼此接觸并氣密地互相焊接在一起。
3.如權(quán)利要求1或2所述的物體檢測設(shè)備，其特征在于，第一殼體(1a)和第二殼體(1b)中的一個由透光材料制成，另一個由光阻擋材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的物體檢測設(shè)備，其特征在于，第一殼體(1a)由光阻擋材料制成，第二殼體(1b)由透光材料制成，并且激光通過第二殼體的凸緣(1g)發(fā)射到第一殼體的凸緣(1f)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的物體檢測設(shè)備，其特征在于，第一殼體(1a)具有使發(fā)射單元發(fā)射的電磁波通過的發(fā)射窗口(1d)、以及使物體反射的電磁波通過從而到達接收器單元的接收窗口(1e)。
全文摘要
一種物體檢測設(shè)備，包括設(shè)置在由第一殼體(1a)和第二殼體(1b)限定的空間中的光發(fā)射單元(2)和光接收器單元(6)。第一殼體由光阻擋材料制成，第二殼體由透光材料制成。第一殼體和第二殼體分別具有沿著整個周邊彼此接觸的凸緣(1f和1g)。通過發(fā)射的激光經(jīng)由第二殼體的凸緣到第一殼體的凸緣，凸緣被氣密地激光焊接在一起。
文檔編號G01V8/12GK1657866SQ20051000460
公開日2005年8月24日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者豬俁誠 申請人:株式會社電裝