JP4241561B2 - 雨滴検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、雨滴検出装置に関し、例えば車両のワイパ自動制御装置に採用するに適した雨滴検出装置に関する。

従来、車両のワイパ自動制御装置に採用するに適した、ウインドシールドに付着した雨滴を検出する雨滴検出装置が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

これらの雨滴検出装置は、発光素子からの光を平行光にする第１レンズ部と、その平行光をウインドシールドに導き、ウインドシールドの外壁面で反射した光を導く導光部と、その反射した光を受光素子に集光する第２レンズ部とを備えている。
特表２００１−５２１１５８号公報 特開２００１−６６２４６号公報

上記従来技術の雨滴検出装置では、発光素子からの光が受光素子で受光されるまでの間に、ウインドシールドの内部を通り、その外壁面で反射される。従って、発光素子からの光を受光素子に正確に受光させるためには、第１レンズ部、第２レンズ部、および導光部を搭載する車両のウインドシールドの板厚を考慮に入れて設計、製造する必要があった。

最近、ワイパ自動制御装置は、運転者の負担を軽減し、雨天時でも車両を安全に走行させるために大型高級車だけでなく小型車にも搭載され始めている。一般的にウインドシールドの板厚は、車種によって異なり、一般的に大型車よりも小型車の方が薄くなっている。

雨滴検出装置が搭載される車種が増えると、上述のように第１レンズ部、第２レンズ部、および導光部を搭載される車両の板厚ごとに設計、製造しなければならなくなり、ひいては製造コストが上昇してしまうという問題が発生するおそれがある。

本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたもので、板厚の異なるウインドシールドにも適応できる雨滴検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の雨滴検出装置は、発光素子からの光をウインドシールドの内壁側から照射し、ウインドシールドの外壁面で反射した反射光を受光素子にて受光し、その受光強度を計測することによりウインドシールドの外壁面に付着した雨滴の量を検出する雨滴検出装置であって、ウインドシールドと発光素子との間にウインドシールドに対して傾いて配置され、発光素子からの光を平行光にさせる第１レンズ部と、反射光を受光素子に集光させるようにウインドシールドと受光素子との間にウインドシールドに対して傾いて配置される第２レンズ部とを備え、前記第２レンズ部は、前記反射光の径方向断面よりも大きく、第１、第２レンズ部におけるウインドシールドに対し垂直な方向の大きさにより変化する第１レンズ部および第２レンズ部のレンズ径が、第１レンズ部よりも第２レンズ部の方が大きくなっていることを特徴とする。

従来技術では、第２レンズ部が反射光の径方向断面とほぼ同じ大きさで形成されていたので、ウインドシールドの板厚の違いにより、反射光が第２レンズ部の中心軸からずれてしまうと、反射光の一部が受光素子に集光されない場合があった。

これに対し、請求項１の構成によると、第２レンズ部を、反射光の径方向断面よりも大きくしているので、ウインドシールドの板厚の違いにより、反射光が第２レンズ部の中心軸からずれたとしても、ウインドシールドで反射した反射光の大部分を受光素子に集光させることができる。そのため、雨滴検出装置を板厚の異なるウインドシールドにも適応することができる。

請求項２に記載の雨滴検出装置の前記第１レンズ部、および前記第２レンズ部と、前記ウインドシールドの内壁との間には、前記平行光を前記ウインドシールドの内壁に導き、前記反射光を前記第２レンズ部に導く導光部が設けられていることが好ましい。

これにより、ウインドシールドの内壁面で不要な反射や屈折をさせることなく、平行光をウインドシールドの外壁面まで導き、ウインドシールドの外壁面で反射した反射光を第２レンズ部に導くことができる。

請求項３に記載の雨滴検出装置は、第１レンズ部、および第２レンズ部は、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂、ポリエステルのいずれか一つで成形されていることを特徴とする。

一般的に、雨滴検出装置は、直射日光を受ける位置に取り付けられている。直射日光を受けると、レンズ部は熱により変形するおそれがある。特に、ポリカーボネイトなどの比較的安価な樹脂材料は、熱による変形が著しい。レンズ部が熱により変形すると反射光が第２レンズ部の中心軸からずれ、反射光の一部が受光素子に集光されない場合があった。

これに対し、請求項３に記載の雨滴検出装置では、第１、第２レンズ部、を請求項１または請求項２に記載されている構成とした上で、第１、第２レンズ部をポリカーボネイトなどの樹脂材料で形成している。これにより、たとえ第１、第２レンズ部が熱によって変形したとしても、反射光の大部分を受光素子に集光させることができる。また、ポリカーボネイトなどの樹脂材料は、比較的安価であるので、雨滴検出装置を安価に製造することが可能となる。

請求項４に記載の雨滴検出装置は、第１レンズ部が、そのレンズ部の中心軸に沿い、かつこの中心軸とウインドシールドとのなす角とほぼ同じ角度でもってウインドシールドと交わる第１の仮想の平面で二分割され、発光素子の光源から二分割された第１レンズ部までの距離が異なるように、かつ二分割された第１レンズ部のウインドシールドに対して垂直な方向の高さの差が小さくなるように互いにずらして配置され、第２レンズ部が、そのレンズ部の中心軸に沿い、かつこの中心軸とウインドシールドとのなす角とほぼ同じ角度でもってウインドシールドと交わる第２の仮想の平面で二分割され、受光素子の受光点から二分割された第２レンズ部までの距離が異なるように、かつ二分割された第１レンズ部のウインドシールドに対して垂直な方向の高さの差が小さくなるように互いにずらして配置されていること特徴とする。

これにより、一枚の第１レンズ部、および第２レンズ部を二分割し、それぞれ発光素子の光源、受光素子の受光点までの距離を異ならせるように、かつ二分割されたレンズ部のウインドシールドの垂直な方向の高さの差が小さくなるように配置させているので、第１レンズ部、および第２レンズ部が一枚のレンズで形成されている場合に比べ、雨滴検出装置がウインドシールドに配置されたときのレンズ部のウインドシールドに対して垂直な方向の高さ（全高）を減少させることができる。

請求項５に記載の雨滴検出装置は、第１レンズ部、第２レンズ部、および導光部を保持するケースを備え、ケース、第１レンズ部、第２レンズ部、および導光部は、同一材料の同一成形品であることを特徴とする。

これにより、第１、第２レンズ部、導光部、およびケースを一体構造とすることにより、ケースが第１、第２レンズ部の熱による変形に対して補強の役目を果たすので、第１、第２レンズ部、および導光部を変形しにくくさせることができる。

請求項６に記載の雨滴検出装置は、発光素子と受光素子とが実装された回路基板を備え、回路基板は、ケースに支持されることを特徴とする。これにより、発光素子と受光素子とが実装された回路基板を第１、第２レンズ部が一体的に形成されたケースに支持させるので、第１、第２レンズ部に対する発光素子、受光素子の位置決めを容易にすること、且つ位置ずれ量を最小限に抑えることができ、光量バラツキも最小限に抑えることが可能となる。

請求項７に記載の雨滴検出装置では、ケースは、第１レンズ部および第２レンズ部側を開放し、第１レンズ部および第２レンズ部の周囲を取り囲む側壁面の一部に凹部を有し、回路基板と外部との電気的接続を図るコネクタが備えられ、回路基板は、回路基板にてケースにおける開放している第１レンズ部および第２レンズ部側を塞ぐとともに、コネクタにて凹部を塞ぐようにケースに固定されることにより、第１レンズ部、および第２レンズ部が、ケース、回路基板、コネクタによって略密閉の状態とされることを特徴とする。

これにより、ケース、回路基板、およびコネクタによって、第１、第２レンズ部を外気から隔離することができるので、レンズ表面に結露が発生することがなくなり、結露を防止するためのヒータやヒータ回路を省略することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る雨滴検出装置の分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る雨滴検出装置の回路基板およびコネクタを組み付けた状態におけるケースの平面図である。図３は、図２のケースのＩ−Ｉ矢視断面図である。

雨滴検出装置１は、自動車のウインドシールド９の外壁面に付着した雨滴の量を検出するものであり、ウインドシールド９内壁面のドライバーの視界を妨げない位置に取り付けられている。

雨滴検出装置１は、カバー２と、ケース４と、回路基板５と、コネクタ６と、ストッパ３と、シリコンシート８と、ブラケット７とを有している。ケース４には、プリズム４１が一体的に形成されている。プリズム４１については後で詳しく説明する。

ウインドシールド９の雨滴検出装置１を取り付けるべき位置にブラケット７が予め接着剤などで接着されている。ブラケット７は、鋼板のプレス加工により形成されており、図１に示すように、ブラケット７の両側部には二つずつ、合計四つの係止爪７１が形成され、略中央部には、開口部７２が形成されている。

開口部７２には、シリコンシート８が設けられている。そして、シリコンシート８の上面には、プリズム４１がウインドシールド９に押し付けられるようにして設置される。シリコンシート８には、ある程度の弾力があるので、シリコンシート８をプリズム４１とウインドシールド９との間に設けることにより、それらの間に空気層が形成されることを防止することができる。また、シリコンシート８の屈折率は、プリズム４１、ウインドシールド９の屈折率とほぼ同じであるため、プリズム４１を通る光を、各部品の境界面で屈折させることなく真直ぐウインドシールド９の外壁面まで進ませることができる。

プリズム４１が一体的に形成されるケース４は、光透過性を有する樹脂材料で形成されている。光透過性を有する樹脂材料には、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂、ポリエステルが選ばれる。ケース４の外壁面の両側には、つば部４５が形成されている。また、ケース４の内壁側には、回路基板５を固定するためのネジ穴４６が三つ形成され、ケース４の上面には、回路基板５の位置決めを行うための凸部４７が二つ形成されている。そして、ケース４の側壁面には、コネクタ６を設けるための凹部４８が設けられている。

回路基板５には、その実装面（ウインドシールド９側）にプリズム４１に向かって光を放射する発光素子（以下、ＬＥＤと呼ぶ）５３、５４（図２、図３参照）と、プリズム４１からの光を受光する受光素子（以下、ＰＤと呼ぶ）５５（図２、図３参照）と、図示しない信号処理回路が実装されている。そして、回路基板５には、外部とＬＥＤ５３、５４、ＰＤ５５や信号処理回路との電気的接続を図るコネクタ６が取り付けられている。

また、回路基板５には、回路基板５をケース４の上面に被せたとき、ネジ穴４６に対応する位置にネジ貫通孔５１が形成され、凸部４７に対応する位置に凹部５２が形成されている。回路基板５は、凹部５２を凸部４７に嵌め込むことによりケース４との位置が決定され、ネジ１０をネジ貫通孔５１に貫通させ、ネジ穴４６に螺合させることによりケース４に固定される。

回路基板５がネジ１０によってケース４に固定されると、ケース４の上面（ウインドシールド９の反対側）と凹部４８がそれぞれ回路基板５とコネクタ６によって塞がれ、ケース４の内部は、密封状態となる。この構造によれば、プリズム４１は、外気に触れることがなくなるので、外気の温度や湿度によってプリズム４１の表面に発生する結露を防止することができる。従って、従来技術の雨滴検出装置に備えられていたヒータ装置を廃止することができ、雨滴検出装置１を小型化することができる。

回路基板５が固定されたケース４の外側には、雨滴検出装置１の外壁を構成する部品であるカバー２が設けられる。図１に示すようにカバー２の側壁面には、ストッパ３を挿入するための開口部２１が形成されている。

ストッパ３は、カバー２と共に雨滴検出装置１の外壁を構成する部分と、開口部２１に挿入される挿入部とを有している。挿入部には、カバー２の内側と係止爪７１の両方に係合される突起部３１と、ケース４のつば部４５をウインドシールド９に押し付けるためのバネ３２が形成されている。

カバー２に回路基板５が固定されたケース４を収納した状態で、カバー２の開口部２１にストッパ３を挿入し、突起部３１を係止爪７１に係合させることにより、ブラケット７にカバー２が固定される。また、ケース４は、ブラケット７に固定されたストッパ３からウインドシールド９方向への押圧力を受けて固定される。

次に、ケース４と一体的に形成されるプリズム４１について説明する。図２および図３に示すようにプリズム４１は、ケース４と同じ光透過性を有する樹脂材料で形成され、第１レンズ部としての入射側分割レンズ部４２１、４２２、４２３、４２４、導光部４４、および第２レンズ部としての出射側分割レンズ部４３１、４３２を有している。回路基板５には、入射側分割レンズ部４２１、４２２に光を照射するＬＥＤ５３、入射側分割レンズ部４２３、４２４に光を照射するＬＥＤ５４、および出射側分割レンズ部４３１、４３２からの光を受光するＰＤ５５が実装されている。

なお、ＬＥＤ５４と入射側分割レンズ部４２３、４２４については、ＬＥＤ５３と入射側分割レンズ部４２１、４２２と構成および機能が同じであるため、ここでは説明を省略する。

入射側分割レンズ部４２１、４２２は、回路基板５の実装面の所定の位置に設けられたＬＥＤ５３から入射される光を平行光にする機能を有する。導光部４４は、ウインドシールド９の内壁面で不要な反射や屈折をさせることなく、入射側分割レンズ部４２１、４２２で形成した平行光をウインドシールド９の外壁面へ導き、そして、その外壁面で反射した反射光を出射側分割レンズ部４３１、４３２へ導く機能を有する。出射側分割レンズ部４３１、４３２は、導光部４４を通ってきた反射光をＰＤ５５に集光する機能を有する。

図３に示すように、入射側分割レンズ部４２１、４２２は、一枚の凸形状をしたレンズを、そのレンズの中心軸に沿い、かつこの中心軸とウインドシールド９とのなす角とほぼ同じ角度でもってウインドシールド９と交わる仮想の平面で二分割したような形状をもっている。さらに、入射側分割レンズ部４２１、４２２は、レンズ部４２１、４２２の分割された面が上記平面上に接するように、かつＬＥＤ５３の光源からレンズ表面までの距離が異なるように、かつ入射側分割レンズ部４２１、４２２のウインドシールド９に対して垂直な方向の高さの差が小さくなるように互いにずれて配置されている。

なお、入射側分割レンズ部４２１、４２２の表面形状は、入射側分割レンズ部４２１、４２２のそれぞれの焦点がＬＥＤ５３の光源と一致するような形状となっている。これにより、レンズを二分割としてもＬＥＤ５３から入射される光を所望の平行光にすることができる。

出射側分割レンズ部４３１、４３２も入射側分割レンズ部４２１、４２２と同じように一枚の凸形状をしたレンズをそのレンズの中心軸に沿い、かつこの中心軸とウインドシールド９とのなす角とほぼ同じ角度でもってウインドシールド９と交わる仮想の平面で二分割したような形状をもっている。さらに、出射側分割レンズ部４３１、４３２は、レンズ部４３１、４３２の分割された面が上記平面上に接するように、かつＰＤ５５の受光点からレンズ表面までの距離が異なるように、かつ出射側レンズ部４３１、４３２のウインドシールド９に対して垂直な方向の高さの差が小さくなるように互いにずれて配置されている。

なお、出射側分割レンズ部４３１、４３２の表面形状は、出射側分割レンズ部４３１、４３２のそれぞれの焦点がＰＤ５５の受光点と一致するような形状となっている。これにより、レンズを二分割としてもＰＤ５５に光を集光させることができる。

入射側分割レンズ部４２１、４２２、４２３、４２４や、出射側分割レンズ部４３１、４３２を図３に示すような構成にすることで、分割されたレンズをそれぞれ合わせた形状の一枚のレンズでプリズムを形成する場合に比べ、ウインドシールド９に対して垂直な方向のプリズム４１の高さ（全高）を減少することができる。

次に、導光部４４と、そこに形成される出射側分割レンズ部４３１、４３２の大きさについて説明する。図２、および図３に示すように、出射側分割レンズ部４３１、４３２、および反射光が通る部分の導光部４４は、入射側分割レンズ部４２１、４２２で形成される平行光がウインドシールド９で反射した反射光と、入射側分割レンズ部４２３、４２４で形成される平行光がウインドシールド９で反射した反射光のそれぞれの径方向断面よりも大きく形成されている。このことによる、本発明の作用効果については、比較例の雨滴検出装置１００と比較して後ほど詳しく説明する。

本実施形態の雨滴検出装置１は、次のように作動する。ＬＥＤ５３から所定の指向性を持った光が入射側分割レンズ部４２１、４２２に入射されると、その光は、入射側分割レンズ部４２１、４２２によって図３中の破線で示すような平行光となる。この平行光は、所定の角度で導光部４４に入射され、シリコンシート８を介してウインドシールド９内壁面へと進む。平行光は、導光部４４、シリコンシート８、ウインドシールド９に入射される際、各部品の境界面で多少反射されるものの、各部品の屈折率はほぼ同じなので、境界面で屈折することなくそのままの形状を維持したまま、真直ぐウインドシールド９の外壁面まで進む。

平行光は、図３中の破線で示すようにウインドシールド９と外気との境界面で所定の反射率で反射され、反射光となる。反射率は、ウインドシールド９の外壁面に雨滴や水滴などが付着している状態では、晴天時に比べ小さくなる傾向がある。この反射率が小さくなると、上記境界面で反射される反射光の光量が低下する。

この反射光は、再び導光部４４内を出射側分割レンズ部４３１、４３２に向かって進む。そして、この反射光が出射側分割レンズ部４３１、４３２に入射されると、反射光はＰＤ５５に集光される。ＰＤ５５では、反射光の光量に応じた出力電圧が発生し、その出力電圧が信号処理回路に送られる。そして、信号処理回路は、予め記憶されている晴天時のＰＤ５５の出力電圧からの現状の出力電圧の低下率を算出し、この低下率に基づきウインドシールド９に付着している雨滴量を算出する。

なお、雨滴量は、予め設定されている複数の判定値と出力電圧や低下率とを比較することにより算出してもよいし、また、出力電圧や低下率から直接雨滴量を算出してもよい。

次に、本発明の作用効果を図４と図５とに基づいて説明する。図４は、比較例としての雨滴検出装置１００の断面図である。図５は、雨滴検出装置１および比較例としての雨滴検出装置１００が取り付けられるウインドシールドの板厚とＰＤの光量比との関係を表したグラフである。なお、比較例の雨滴検出装置１００を構成している部品は本実施形態で説明したものとほぼ同じなので、各部品の詳細な説明は省略する。

図４に示す雨滴検出装置１００の入射側レンズ４１０、出射側レンズ４３０、導光部４２０を有するプリズム４００は、実線で示すウインドシールド９００の板厚に合わせて設計されたものである。本実施形態の雨滴検出装置１と大きく違う点は、出射側レンズ４３０が、ウインドシールド９００の外壁面で反射された反射光（破線で示す）の径方向断面とほぼ同じ大きさとなっているという点である。

このように実線で示すウインドシールド９００の板厚に合わせて設計されたプリズム４００を板厚が異なるウインドシールド９１０（一点鎖線で示す）に取り付けると以下に示す問題が発生することがある。

このプリズム４００を実線で示すウインドシールド９００の板厚よりも厚い一点鎖線で示すウインドシールド９１０に搭載させると、板厚が増加した分、平行光の反射する位置がＰＤ５５０側にずれ、反射光が、二点鎖線で示すように、出射側レンズ４３０の中心軸から全体的にＰＤ５５０側にずれてしまう。このため、反射光の一部が出射側レンズ４３０に入射されなくなり、出射側レンズ４３０は、その分の反射光をＰＤ５５０に集光させることができなくなってしまう。

反射光の一部をＰＤ５５０に集光させることができなくなると、雨滴検出装置１００は、雨滴の検出を誤判定する可能性がある。なぜなら、晴天時、算出される低下率は小さいはずだが、反射光の一部をＰＤ５５０に集光させることができないと、算出される低下率は大きくなり、比較例の雨滴検出装置１００は、晴天時であるにもかかわらず降雨状態にあると判定してしまう可能性がある。

一方、本実施形態では、上記比較例とは異なり、図３に示すように、出射側分割レンズ部４３１、４３２、および反射光が通る部分の導光部４４は、入射側分割レンズ部４２１、４２２で形成される平行光がウインドシールド９で反射した反射光と、入射側分割レンズ部４２３、４２４で形成される平行光がウインドシールド９で反射した反射光のそれぞれの径方向断面よりも大きく形成されている。

これにより、一点鎖線で示す板厚の異なるウインドシールド９１に本実施形態の雨滴検出装置１を取り付け、反射光が二点鎖線に示すように出射側分割レンズ部４３１、４３２の中心軸からＰＤ５５側にずれたとしても、反射光は、出射側分割レンズ部４３１、４３２に入射され、反射光の大部分をＰＤ５５に集光させることができるので、上記比較例のような誤判定は少なくなる。そのため、本実施形態の雨滴検出装置１は、板厚ごとにプリズム４１を設計、製造せずとも板厚の異なるウインドシールド９１に取り付けることが可能となる。

このことは、図５にも示されている。図５は、横軸にウインドシールドの板厚を示し、縦軸にＰＤが受光する光量比を示すグラフである。光量比とは、ウインドシールドで反射した反射光をＰＤが受光した割合を示したものである。ＰＤが反射光を全て受光した場合には、光量比は１となる。上記比較例で述べたように、反射光の一部がＰＤ５５０に集光されない状態では、光量比は、低くなる。図５に示した二本の線のうち、実線で示しているのが本実施形態で、破線で示しているのが比較例である。また、このグラフでは、ウインドシールドの板厚の範囲を４mmから６mmとしている。これは、一般的な大型車や小型車に搭載されるウインドシールドの板厚を考慮したものである。

図５に示すように、比較例では、ある板厚のところを除いては、光量比が低くなっているのに対し、本実施形態では、板厚が変化しても光量比が１付近を示し、高い状態を維持している。このことからも、本実施形態の雨滴検出装置１は、板厚が異なったウインドシールド９１においても反射光の大部分をＰＤ５５に集光させることができることがわかる。

また、従来技術の雨滴検出装置は、車両が直射日光下や夏場の炎天下に置かれたりすると、高温となり、熱強度の弱い材料では熱変形する。そのため、上記ウインドシールドの板厚の違いによる反射光のずれと同様な現象が生じる。結果、反射光の一部がＰＤに受光されなくなり、誤判定するおそれがあり、雨滴検出の精度が低下する可能性がある。

これに対し、従来技術の雨滴検出装置では、熱強度の強い材料で形成することにより上記問題を解決していた。熱強度の強い材料とは、例えば、シクロオレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、ノルボルネン系樹脂などが選ばれていた。ただし、これらの材料は、比較的高価なため、雨滴検出装置が高価になってしまっていた。

本実施形態の構造によると、プリズム４１を熱強度の弱い材料で成形し、プリズム４１が直射日光などによって熱変形したとしても、この反射光のずれを補償することができ、反射光の大部分をＰＤ５５に集光させることができる。このため、比較的安価な熱強度の弱い材料が使用できるので、雨滴検出装置１を従来技術の雨滴検出装置に比べ安価に製造することができる。

また、プリズム４１とケース４は、一体構造としているので、プリズム４１が熱によって反り返るような変形に対してケース４が補強の役割を担う。このため、プリズム４１の熱変形に対する強度が増加し、変形しにくくなる。

また、図１で説明したように回路基板５は、ネジ１０によってケース４に固定されているので、回路基板５に実装されているＬＥＤ５３、５４やＰＤ５５とプリズム４１に形成されている入射側分割レンズ部４２１、４２２、４２３、４２４、出射側分割レンズ部４３１、４３２との位置決めが容易となる。

（変形例１）
変形例１を図６に基づいて説明する。図６は、本発明の変形例１に係る雨滴検出装置１の分解斜視図である。なお、第１実施形態と同一機能物は、同一符号を付す。

図６に示すように変形例１のケース４の両側側壁には、バネ３２１を保持するための凹部４９が形成されている。バネ３２１は、板状の鋼板なので形成されており、図に示すように折り曲げ加工している。バネ３２１は、プリズム４１をその略中央部でウインドシールド９側に押し付けるためのものである。プリズム４１をその略中央部で押し付ける構造とすることにより、バネ３２１の数を一つにすることが可能となる。

図６に示すように、バネ３２１は、プリズム４１に装着したときにケース４の両側側壁からはみ出る長さである。雨滴検出装置１をウインドシールド９に取り付ける際、このはみ出たバネ３２１の端部をカバー２の内壁によって押し付けることにより、プリズム４１をウインドシールド９に押し付けることができる。

この際、ケース４に形成された凹部４９によって、密封性は第１実施形態の雨滴検出装置１よりも多少損なわれるものの、カバー２やストッパ３によって、ケース４を囲むことができるため、プリズム４１の表面に結露が生じない程度には密封性を維持することができる。従って、結露防止のためのヒータ装置を省略することができる。

本発明の第１実施形態に係る雨滴検出装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る雨滴検出装置の回路基板およびコネクタを組み付けた状態におけるケースの平面図である。 図２のケースのＩ−Ｉ矢視断面図である。 比較例としての雨滴検出装置の断面図である。 雨滴検出装置が取り付けられるウインドシールドの板厚に対するＰＤの光量比を表したグラフである。 本発明の変形例１に係る雨滴検出装置の分解斜視図である。

符号の説明

１ 雨滴検出装置
９ ウインドシールド
４１ プリズム
４２１、４２２、４２３、４２４ 入射側分割レンズ部
４３１、４３２ 出射側分割レンズ部
４４ 導光部
５３、５４ 発光素子（ＬＥＤ）
５５ 受光素子（ＰＤ）

Claims (7)

1. 発光素子からの光をウインドシールドの内壁側から照射し、前記ウインドシールドの外壁面で反射した反射光を受光素子にて受光し、その受光強度を計測することにより前記ウインドシールドの外壁面に付着した雨滴の量を検出する雨滴検出装置であって、
   前記ウインドシールドと前記発光素子との間に前記ウインドシールドに対して傾いて配置され、前記発光素子からの光を平行光にさせる第１レンズ部と、
   前記反射光を前記受光素子に集光させるように前記ウインドシールドと前記受光素子との間に前記ウインドシールドに対して傾いて配置される第２レンズ部とを備え、
   前記第２レンズ部は、前記反射光の径方向断面よりも大きく、
   前記第１、第２レンズ部における前記ウインドシールドに対し垂直な方向の大きさにより変化する前記第１レンズ部および前記第２レンズ部のレンズ径が、前記第１レンズ部よりも前記第２レンズ部の方が大きくなっていることを特徴とする雨滴検出装置。
2. 前記第１レンズ部、および前記第２レンズ部と、前記ウインドシールドの内壁との間には、前記平行光を前記ウインドシールドの内壁に導き、前記反射光を前記第２レンズ部に導く導光部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の雨滴検出装置。
3. 前記第１レンズ部、および前記第２レンズ部は、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂、ポリエステルのいずれか一つで成形されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の雨滴検出装置。
4. 前記第１レンズ部が、そのレンズ部の中心軸に沿い、かつこの中心軸と前記ウインドシールドとのなす角とほぼ同じ角度でもって前記ウインドシールドと交わる第１の仮想の平面で二分割され、前記発光素子の光源から前記二分割された前記第１レンズ部までの距離が異なるように、かつ前記二分割された前記第１レンズ部の前記ウインドシールドに対して垂直な方向の高さの差が小さくなるように互いにずらして配置され、
   前記第２レンズ部が、そのレンズ部の中心軸に沿い、かつこの中心軸と前記ウインドシールドとのなす角とほぼ同じ角度でもって前記ウインドシールドと交わる第２の仮想の平面で二分割され、前記受光素子の受光点から前記二分割された前記第２レンズ部までの距離が異なるように、かつ前記二分割された前記第１レンズ部の前記ウインドシールドに対して垂直な方向の高さの差が小さくなるように互いにずらして配置されていること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雨滴検出装置。
5. 前記第１レンズ部、前記第２レンズ部、および前記導光部を保持するケースを備え、
   前記ケース、前記第１レンズ部、前記第２レンズ部、および前記導光部は、同一材料の同一成形品であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の雨滴検出装置。
6. 前記発光素子と前記受光素子とが実装された回路基板を備え、
   前記回路基板は、前記ケースに支持されることを特徴とする請求項５に記載の雨滴検出装置。
7. 前記ケースは、前記第１レンズ部および前記第２レンズ部側を開放し、前記第１レンズ部および前記第２レンズ部の周囲を取り囲む側壁面の一部に凹部を有し、
   前記回路基板には、前記回路基板と外部との電気的接続を図るコネクタが備えられ、
   前記回路基板は、前記回路基板にて前記ケースにおける前記開放している前記第１レンズ部および前記第２レンズ部側を塞ぐとともに、前記コネクタにて前記凹部を塞ぐように前記ケースに固定されることにより、前記第１レンズ部、および前記第２レンズ部が、前記ケース、前記回路基板、および前記コネクタによって略密閉の状態とされることを特徴とする請求項６に記載の雨滴検出装置。

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