JP2000065726A - 液滴検出方法及び装置 - Google Patents
液滴検出方法及び装置Info
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- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60S1/00—Cleaning of vehicles
- B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
- B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
- B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
- B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
- B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
- B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
検出光が運転者の目障りになことがなく、しかも、感
度に優れた液滴検出法を提供する。 【課題】 【解決手段】 発光素子４から出射した光は導光体７内
に導入され、導光体７内で全反射した後、フロントガラ
スＧ内に導入され、フロントガラスＧ内に導入された光
はフロントガラスＧ内で全反射を繰り返した後、受光素
子５で受光される。この際、フロントガラスＧの外側面
に雨滴が付着し、その付着点が前記光の全反射点である
と、フロントガラスＧ内に導入された光は全反射せずに
フロントガラスＧから抜けてしまう。その結果、受光素
子５で受光される光量が低下し、これにより雨滴が付着
したことを検知し、ワイパーなどを駆動する信号を出力
する。
度に優れた液滴検出法を提供する。 【課題】 【解決手段】 発光素子４から出射した光は導光体７内
に導入され、導光体７内で全反射した後、フロントガラ
スＧ内に導入され、フロントガラスＧ内に導入された光
はフロントガラスＧ内で全反射を繰り返した後、受光素
子５で受光される。この際、フロントガラスＧの外側面
に雨滴が付着し、その付着点が前記光の全反射点である
と、フロントガラスＧ内に導入された光は全反射せずに
フロントガラスＧから抜けてしまう。その結果、受光素
子５で受光される光量が低下し、これにより雨滴が付着
したことを検知し、ワイパーなどを駆動する信号を出力
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のフ
ロントウインドガラスに付着した雨滴を検出してワイパ
ー等をそれに応じて駆動せしめる液滴検出方法とその装
置に関する。
ロントウインドガラスに付着した雨滴を検出してワイパ
ー等をそれに応じて駆動せしめる液滴検出方法とその装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学式の液滴検出装置（レインセンサ）
として、本出願人は特願平９−６８６１６号を提案して
いる。この装置は、ガラス板の一面側に固着される導光
体に発光素子と受光素子を取付けた構成とし、発光素子
から発した光線を導光体を介してガラス板内に導入し、
ガラス板の内面で全反射した光線が受光素子に入る際
に、前記全反射点に水滴が存在すると全反射する光量が
減少するので、この減少量によって、ガラス板の他面側
に水滴が付着したか否かを検知するようにしたものであ
る。
として、本出願人は特願平９−６８６１６号を提案して
いる。この装置は、ガラス板の一面側に固着される導光
体に発光素子と受光素子を取付けた構成とし、発光素子
から発した光線を導光体を介してガラス板内に導入し、
ガラス板の内面で全反射した光線が受光素子に入る際
に、前記全反射点に水滴が存在すると全反射する光量が
減少するので、この減少量によって、ガラス板の他面側
に水滴が付着したか否かを検知するようにしたものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した液滴検出装置
を自動車に適用する場合には、フロントガラスの内側面
に液滴検出装置を取付けることになるが、この場合には
運転の妨げにならないこと及び検知の感度を低下させな
いことが必要になるが、従来にあっては自動車への適用
が試験的なものであり、これらについての考慮が十分払
われていない。
を自動車に適用する場合には、フロントガラスの内側面
に液滴検出装置を取付けることになるが、この場合には
運転の妨げにならないこと及び検知の感度を低下させな
いことが必要になるが、従来にあっては自動車への適用
が試験的なものであり、これらについての考慮が十分払
われていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る液滴検出方法は、発光手段から発した光を
ガラス板内に導くとともに、ガラス板内側面で全反射し
た光を受光素子で検出することでガラス板に付着した液
滴の有無を検知するようにした液滴検出方法において、
前記発光手段から発する光の波長を７００ｎｍ〜７８０
ｎｍとした。
本発明に係る液滴検出方法は、発光手段から発した光を
ガラス板内に導くとともに、ガラス板内側面で全反射し
た光を受光素子で検出することでガラス板に付着した液
滴の有無を検知するようにした液滴検出方法において、
前記発光手段から発する光の波長を７００ｎｍ〜７８０
ｎｍとした。
【０００５】また、本発明に係る液滴検出装置は、発光
手段と、発光手段から発した光が導かれるガラス板と、
透明基板内側面で全反射した光を検出する受光素子とを
備えた液滴検出装置において、この液滴検出装置は、例
えば、自動車の前面ガラスのぼかし模様を設けた部分の
室内側面に取付けられ、また前記発光手段は波長７００
ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発するものとした。
手段と、発光手段から発した光が導かれるガラス板と、
透明基板内側面で全反射した光を検出する受光素子とを
備えた液滴検出装置において、この液滴検出装置は、例
えば、自動車の前面ガラスのぼかし模様を設けた部分の
室内側面に取付けられ、また前記発光手段は波長７００
ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発するものとした。
【０００６】検出に用いる光の波長を７００ｎｍ〜７８
０ｎｍとしたのは、先ず、７００ｎｍより波長が短くな
ると、（表）にも示すように比視感度が徐々に大きくな
り、肉眼で検知光を視認しやすくなり、目障りになる。
０ｎｍとしたのは、先ず、７００ｎｍより波長が短くな
ると、（表）にも示すように比視感度が徐々に大きくな
り、肉眼で検知光を視認しやすくなり、目障りになる。
【０００７】
【０００８】一方、最近のフロントガラスは、紫外線カ
ット、熱線吸収等の目的から鉄成分を比較的多量に使用
している。そして、鉄分の吸収域が９００〜１０００ｎ
ｍであるので、７８０ｎｍを超えた赤外域での吸収が多
くなり、感度が低下する。特に、液滴検出装置の測定点
（全反射点）を多くして検出の信頼性を高めようとする
と、全反射の回数を２回以上にする必要がある。しかし
ながら、全反射の回数が増える度に光が減衰し、結局、
信頼性が低下してしまう。
ット、熱線吸収等の目的から鉄成分を比較的多量に使用
している。そして、鉄分の吸収域が９００〜１０００ｎ
ｍであるので、７８０ｎｍを超えた赤外域での吸収が多
くなり、感度が低下する。特に、液滴検出装置の測定点
（全反射点）を多くして検出の信頼性を高めようとする
と、全反射の回数を２回以上にする必要がある。しかし
ながら、全反射の回数が増える度に光が減衰し、結局、
信頼性が低下してしまう。
【０００９】また、最近の自動車用フロントガラスは、
上辺部に防眩用のぼかしを設けた者が多い。図３の線分
ａはポリビニルブチラールを中間膜とした自動車用フロ
ントガラスの波長と透過率との関係を示し、線分ｂは同
自動車用フロントガラスのうちぼかしのＰ部分での波長
と透過率との関係を示すグラフである。このグラフか
ら、ぼかしの部分において、波長４７０〜７００ｎｍの
光線が選択的に吸収されることが分る。つまり、中間膜
の部分にぼかしを設けたフロントガラスの内側に液滴検
出装置を設け、この液滴検出装置の検出光として波長４
７０〜７００ｎｍの光線を用いると、ぼかしの部分で検
出光が吸収されてしまい、感度が大巾に低下することに
なる。
上辺部に防眩用のぼかしを設けた者が多い。図３の線分
ａはポリビニルブチラールを中間膜とした自動車用フロ
ントガラスの波長と透過率との関係を示し、線分ｂは同
自動車用フロントガラスのうちぼかしのＰ部分での波長
と透過率との関係を示すグラフである。このグラフか
ら、ぼかしの部分において、波長４７０〜７００ｎｍの
光線が選択的に吸収されることが分る。つまり、中間膜
の部分にぼかしを設けたフロントガラスの内側に液滴検
出装置を設け、この液滴検出装置の検出光として波長４
７０〜７００ｎｍの光線を用いると、ぼかしの部分で検
出光が吸収されてしまい、感度が大巾に低下することに
なる。
【００１０】そこで、本発明にあっては、可視光の領域
ではあるが、比視感度が小さく目障りになることがな
く、しかもガラスでの吸収が少ない７００ｎｍ〜７８０
ｎｍの光を用いるようにした。
ではあるが、比視感度が小さく目障りになることがな
く、しかもガラスでの吸収が少ない７００ｎｍ〜７８０
ｎｍの光を用いるようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
液滴検出装置を自動車に適用した例を示す斜視図、図２
は本発明に係る液滴検出装置を自動車のフロントガラス
に取り付けた状態の断面図である。
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
液滴検出装置を自動車に適用した例を示す斜視図、図２
は本発明に係る液滴検出装置を自動車のフロントガラス
に取り付けた状態の断面図である。
【００１２】自動車のフロントガラスＧは内側ガラス板
Ｇ１と外側ガラス板Ｇ２とを中間膜Ｃを介して貼り合わ
せてなり、特にフロントガラスＧの上辺部にはぼかし模
様Ｇｒが形成されている。このぼかし模様Ｇｒは中間膜
Ｃと重ねて内側ガラス板Ｇ１と外側ガラス板Ｇ２との間
に設けられる。
Ｇ１と外側ガラス板Ｇ２とを中間膜Ｃを介して貼り合わ
せてなり、特にフロントガラスＧの上辺部にはぼかし模
様Ｇｒが形成されている。このぼかし模様Ｇｒは中間膜
Ｃと重ねて内側ガラス板Ｇ１と外側ガラス板Ｇ２との間
に設けられる。
【００１３】また、フロントガラスＧのぼかし模様Ｇｒ
を設けた部分の室内側面で、ルームミラーＭで隠される
位置に本発明に係る液滴検出装置１が設けられている。
を設けた部分の室内側面で、ルームミラーＭで隠される
位置に本発明に係る液滴検出装置１が設けられている。
【００１４】液滴検出装置１はケース２内に複数の部材
を収納して構成され、ケース２は接着シート３にてフロ
ントガラスＧの室内側面に固着されるアルミや樹脂から
なるベース２ａと、このベース２ａに対してビス等にて
取り付けられるカバー２ｂからなる。ベース２ａに対す
るカバー２ｂの取り付け箇所は長さ方向の両端としても
よいが、一端のみをビスで固着し、他端は単に差込むだ
けで長さ方向にフリーな状態とし、温度変化などに追従
できるようにしてもよい。
を収納して構成され、ケース２は接着シート３にてフロ
ントガラスＧの室内側面に固着されるアルミや樹脂から
なるベース２ａと、このベース２ａに対してビス等にて
取り付けられるカバー２ｂからなる。ベース２ａに対す
るカバー２ｂの取り付け箇所は長さ方向の両端としても
よいが、一端のみをビスで固着し、他端は単に差込むだ
けで長さ方向にフリーな状態とし、温度変化などに追従
できるようにしてもよい。
【００１５】また、ベース２ａとカバー２ｂの間にはホ
ルダー２ｃを固定し、このホルダー２ｃの長さ方向の一
端側には７００ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発する発光素子
４を保持し、他端側には受光素子５を保持し、またベー
ス２ａとホルダー２ｃとの間には発光素子４から出射し
た光を受光素子５に導く導光手段６を設けている。
ルダー２ｃを固定し、このホルダー２ｃの長さ方向の一
端側には７００ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発する発光素子
４を保持し、他端側には受光素子５を保持し、またベー
ス２ａとホルダー２ｃとの間には発光素子４から出射し
た光を受光素子５に導く導光手段６を設けている。
【００１６】導光手段６は発光素子４から出射した光が
入射するガラス製の導光体７と、前記受光素子５へ光を
入射せしめるガラス製の導光体８と、これら導光体７，
８にその両端がオーバーラップするように配置されるガ
ラス製の導光体９と、更に導光体７，８と導光体９との
間、及び導光体９とフロントガラスＧの室内側面との間
に介在するシリコーン部材１０・・・から構成される。
入射するガラス製の導光体７と、前記受光素子５へ光を
入射せしめるガラス製の導光体８と、これら導光体７，
８にその両端がオーバーラップするように配置されるガ
ラス製の導光体９と、更に導光体７，８と導光体９との
間、及び導光体９とフロントガラスＧの室内側面との間
に介在するシリコーン部材１０・・・から構成される。
【００１７】シリコーン部材１０はガラス製の導光体
７，８，９及びフロントガラスＧとほぼ等しい屈折率を
有する弾性体であり、その厚みは、カバー２ｂをベース
２ａに取り付けた状態で、導光体７，８，９及びフロン
トガラスＧに挟まれて若干潰され、導光体７，８，９と
シリコーン部材１０との間、及びフロントガラスＧとシ
リコーン部材１０との間に空気層が残らない寸法に設定
する。即ち、上記の部分に空気層が残っていると、光が
透過せずに全反射し、発光素子４からの光がフロントガ
ラスＧまで届かず、またフロントガラスＧ内で全反射し
た光が受光素子５まで到達しない結果を招く。
７，８，９及びフロントガラスＧとほぼ等しい屈折率を
有する弾性体であり、その厚みは、カバー２ｂをベース
２ａに取り付けた状態で、導光体７，８，９及びフロン
トガラスＧに挟まれて若干潰され、導光体７，８，９と
シリコーン部材１０との間、及びフロントガラスＧとシ
リコーン部材１０との間に空気層が残らない寸法に設定
する。即ち、上記の部分に空気層が残っていると、光が
透過せずに全反射し、発光素子４からの光がフロントガ
ラスＧまで届かず、またフロントガラスＧ内で全反射し
た光が受光素子５まで到達しない結果を招く。
【００１８】同様の理由から受光素子５と導光体９との
間にも組付け時に若干潰されて導光体９と受光素子５と
の間に空気層ができるのを防ぐ厚さのシリコーン部材１
０を介在せしめている。シリコーン部材１０の代わりに
導光体７，８，９及びフロントガラスＧとほぼ等しい屈
折率を有する不揮発性液体を用いてもよい。
間にも組付け時に若干潰されて導光体９と受光素子５と
の間に空気層ができるのを防ぐ厚さのシリコーン部材１
０を介在せしめている。シリコーン部材１０の代わりに
導光体７，８，９及びフロントガラスＧとほぼ等しい屈
折率を有する不揮発性液体を用いてもよい。
【００１９】上記のように、導光体７，８を分離したこ
とで、中央部に空間１１が形成される。この空間１１を
そのままにしておくと結露を生じることも考えられるの
で、乾燥剤を封入しておくことが好ましい。
とで、中央部に空間１１が形成される。この空間１１を
そのままにしておくと結露を生じることも考えられるの
で、乾燥剤を封入しておくことが好ましい。
【００２０】また、導光体７，８はシート状をなす遮光
部材１２に形成した窓１３内に納められ、導光体７，
８，９の表面の適切な箇所には金属薄膜からなる反射膜
１４を設けている。反射膜１４については光線が全反射
する角度で入射する場合には特に設ける必要はない。
部材１２に形成した窓１３内に納められ、導光体７，
８，９の表面の適切な箇所には金属薄膜からなる反射膜
１４を設けている。反射膜１４については光線が全反射
する角度で入射する場合には特に設ける必要はない。
【００２１】一方、導光体７の上面には回折格子１５を
設けている。この回折格子１５は発光素子４からの光を
所定角度で導光体７内に導入するとともに発光素子４か
らの光の一部をモニター用の受光素子１６に反射せしめ
るためのものである。
設けている。この回折格子１５は発光素子４からの光を
所定角度で導光体７内に導入するとともに発光素子４か
らの光の一部をモニター用の受光素子１６に反射せしめ
るためのものである。
【００２２】前記回折格子の製造方法としては、レーザ
光によりガラス表面を部分的に蒸発させるアブレーショ
ン現象を利用することが考えられる。アブレーション現
象はガラスがレーザ光エネルギーを吸収して起こる現象
であり、ガラス基板の表面から所定の深さまでＡg原
子、ＡgコロイドまたはＡgイオンの形態で銀を含有せし
め、更に銀の濃度はレーザ加工される表面における濃度
を最も高く、所定の深さまで徐々に銀の濃度が低くなる
ように濃度勾配を持たせておくと、表層部から内部に向
かってアブレーション現象が順次生じるので、割れや欠
けが生じることなく微細加工ができる。
光によりガラス表面を部分的に蒸発させるアブレーショ
ン現象を利用することが考えられる。アブレーション現
象はガラスがレーザ光エネルギーを吸収して起こる現象
であり、ガラス基板の表面から所定の深さまでＡg原
子、ＡgコロイドまたはＡgイオンの形態で銀を含有せし
め、更に銀の濃度はレーザ加工される表面における濃度
を最も高く、所定の深さまで徐々に銀の濃度が低くなる
ように濃度勾配を持たせておくと、表層部から内部に向
かってアブレーション現象が順次生じるので、割れや欠
けが生じることなく微細加工ができる。
【００２３】以上において、発光素子４から出射した光
は回折格子１５を介して導光体７内に導入され、導光体
７内で全反射した後、導光体７と密に接触し且つ屈折率
の等しいシリコーン部材１０、導光体９及び導光体９と
フロントガラスＧとの間のシリコーン部材１０を透過し
てフロントガラスＧ内に導入される。そして、フロント
ガラスＧ内に導入された光はフロントガラスＧ内で全反
射を繰り返した後、導光体９とフロントガラスＧとの間
のシリコーン部材１０、導光体９、導光体９と導光体８
との間のシリコーン部材１０及び導光体８を介して受光
素子５で受光される。この際、フロントガラスＧの外側
面に雨滴が付着し、その付着点が前記光の全反射点であ
ると、フロントガラスＧ内に導入された光は全反射せず
にフロントガラスＧから抜けてしまう。その結果、受光
素子５で受光される光量が低下し、これにより雨滴が付
着したことを検知し、ワイパーなどを駆動する信号を出
力する。
は回折格子１５を介して導光体７内に導入され、導光体
７内で全反射した後、導光体７と密に接触し且つ屈折率
の等しいシリコーン部材１０、導光体９及び導光体９と
フロントガラスＧとの間のシリコーン部材１０を透過し
てフロントガラスＧ内に導入される。そして、フロント
ガラスＧ内に導入された光はフロントガラスＧ内で全反
射を繰り返した後、導光体９とフロントガラスＧとの間
のシリコーン部材１０、導光体９、導光体９と導光体８
との間のシリコーン部材１０及び導光体８を介して受光
素子５で受光される。この際、フロントガラスＧの外側
面に雨滴が付着し、その付着点が前記光の全反射点であ
ると、フロントガラスＧ内に導入された光は全反射せず
にフロントガラスＧから抜けてしまう。その結果、受光
素子５で受光される光量が低下し、これにより雨滴が付
着したことを検知し、ワイパーなどを駆動する信号を出
力する。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
自動車に適用する液滴検出装置の検出光として波長７０
０ｎｍ〜７８０ｎｍの光線を用いるようにしたので、検
出光が運転者の目障りになことがなく、しかも、ガラス
及びぼかしの部分で吸収される度合いが小さいので、受
光手段まで到達する光線の強度が強く、感度が向上す
る。
自動車に適用する液滴検出装置の検出光として波長７０
０ｎｍ〜７８０ｎｍの光線を用いるようにしたので、検
出光が運転者の目障りになことがなく、しかも、ガラス
及びぼかしの部分で吸収される度合いが小さいので、受
光手段まで到達する光線の強度が強く、感度が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液滴検出装置を自動車に適用した
例を示す斜視図
例を示す斜視図
【図２】本発明に係る液滴検出装置を自動車のフロント
ガラスに取り付けた状態の断面図
ガラスに取り付けた状態の断面図
【図３】ガラス板と透明な中間膜とを合せた場合と、ぼ
かし模様をガラス板に設けた場合の透過率と波長との関
係を示すグラフ。
かし模様をガラス板に設けた場合の透過率と波長との関
係を示すグラフ。
１…液滴検出装置、２…ケース、２ａ…ベース、２ｂ…
カバー、３…接着シート、４…発光素子、５…受光素
子、６…導光手段、７，８，９…導光体、１０…シリコ
ーン部材、１５…回折格子、Ｇ…フロントガラス、Ｇ１
…内側ガラス板、Ｇ２…外側ガラス板、Ｇｒ…ぼかし模
様、Ｃ…中間膜。
カバー、３…接着シート、４…発光素子、５…受光素
子、６…導光手段、７，８，９…導光体、１０…シリコ
ーン部材、１５…回折格子、Ｇ…フロントガラス、Ｇ１
…内側ガラス板、Ｇ２…外側ガラス板、Ｇｒ…ぼかし模
様、Ｃ…中間膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常友 啓司 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB04 EE02 FF01 GG02 HH02 HH06 JJ14 JJ21 KK01 MM05 PP02 3D025 AA01 AB01 AC01 AD02 AG42
Claims (3)
- 【請求項１】 発光手段から発した光をガラス板内に導
くとともに、ガラス板内側面で全反射した光を受光素子
で検出することでガラス板に付着した液滴の有無を検知
するようにした液滴検出方法において、前記発光手段か
ら発する光の波長を７００ｎｍ〜７８０ｎｍとしたこと
を特徴とする液滴検出方法。 - 【請求項２】 発光手段と、発光手段から発した光が導
かれるガラス板と、透明基板内側面で全反射した光を検
出する受光素子とを備えた液滴検出装置において、前記
発光手段は波長７００ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発するも
のとしたことを特徴とする液滴検出装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の液滴検出装置におい
て、この液滴検出装置は自動車の前面ガラスのぼかし模
様を設けた部分の室内側面に取付けられていることを特
徴とする液滴検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235184A JP2000065726A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 液滴検出方法及び装置 |
| KR1019990032432A KR20000017170A (ko) | 1998-08-21 | 1999-08-07 | 액체방울 검출방법 및 장치 |
| EP99306542A EP0982205A3 (en) | 1998-08-21 | 1999-08-19 | Liquid detection method and apparatus therefor |
| US09/377,745 US6285037B1 (en) | 1998-08-21 | 1999-08-20 | Liquid drop detection method and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235184A JP2000065726A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 液滴検出方法及び装置 |
Publications (1)
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