JP4770917B2 - Raindrop detector - Google Patents
Raindrop detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP4770917B2 JP4770917B2 JP2008293873A JP2008293873A JP4770917B2 JP 4770917 B2 JP4770917 B2 JP 4770917B2 JP 2008293873 A JP2008293873 A JP 2008293873A JP 2008293873 A JP2008293873 A JP 2008293873A JP 4770917 B2 JP4770917 B2 JP 4770917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- windshield
- lens unit
- lens
- raindrop detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。 The present invention relates to a raindrop detection device, for example, a raindrop detection device suitable for use in a wiper automatic control device for a vehicle.
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）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a raindrop detection device that detects raindrops attached to a windshield and is suitable for use in a vehicle wiper automatic control device is known (see Patent Literature 1 and Patent Literature 2).
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。
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。 In the above-described conventional raindrop detection apparatus, the light from the light emitting element passes through the inside of the windshield and is reflected by the outer wall surface until it is received by the light receiving element. Therefore, in order to allow the light receiving element to accurately receive the light from the light emitting element, it is designed in consideration of the thickness of the windshield of the vehicle on which the first lens unit, the second lens unit, and the light guide unit are mounted. There was a need to manufacture.
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。 Recently, automatic wiper control devices have begun to be installed not only on large luxury cars but also on small cars in order to reduce the burden on the driver and allow the vehicle to run safely even in rainy weather. In general, the thickness of the windshield varies depending on the vehicle type, and in general, a small vehicle is thinner than a large vehicle.
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。 As the number of vehicle models equipped with raindrop detection devices increases, as described above, the first lens unit, the second lens unit, and the light guide unit must be designed and manufactured for each plate thickness of the vehicle. There is a possibility that a problem of an increase in manufacturing cost may occur.
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。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a raindrop detection apparatus that can be applied to windshields having different thicknesses.
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、ウインドシールドと受光素子との間に配置され、反射光を受光素子に集光させる第２レンズ部と、第１レンズ部、および第２レンズ部と、ウインドシールドの内壁との間に配置され、平行光をウインドシールドの内壁に導き、反射光を第２レンズ部に導く導光部と、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と、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、一体構造であり、ケースの外壁面には、ばねの押圧力を受けることによりウインドシールドに押し付けられるつば部が、形成されることを特徴とする。 The raindrop detection apparatus according to claim 1 irradiates the light from the light emitting element from the inner wall side of the windshield, receives the reflected light reflected by the outer wall surface of the windshield by the light receiving element, and measures the received light intensity. A raindrop detection device for detecting the amount of raindrops adhering to the outer wall surface of the windshield, wherein the first lens unit is disposed between the windshield and the light emitting element and makes the light from the light emitting element parallel light The second lens unit is disposed between the windshield and the light receiving element, and condenses the reflected light on the light receiving element, the first lens unit, the second lens unit, and the inner wall of the windshield. A light guide part that guides parallel light to the inner wall of the windshield and guides reflected light to the second lens part, and a case that holds the first lens part, the second lens part, and the light guide part. First 'S unit, the second lens unit, and the light guide section, Ri integral structure der, the outer wall surface of the case, characterized in that the flange portion is pressed against the windshield by receiving the pressing force of the spring is formed And
第１レンズ部、および第２レンズ部と、ウインドシールドの内壁との間には、平行光をウインドシールドの内壁に導くとともに、反射光を第２レンズ部に導く導光部が設けられているので、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。加えて、ケース、第１レンズ部、第２レンズ部、および導光部は、一体構造であるので、第１、第２レンズ部および導光部を保持するケースは第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。これにより、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。 Between the first lens unit, the second lens unit, and the inner wall of the windshield, a light guide unit that guides parallel light to the inner wall of the windshield and guides reflected light to the second lens unit is provided. Therefore, parallel light can be guided to the outer wall surface of the windshield without causing unnecessary reflection or refraction on the inner wall surface of the windshield, and the reflected light reflected by the outer wall surface of the windshield can be guided to the second lens unit. In addition, since the case, the first lens unit, the second lens unit, and the light guide unit have an integral structure, the case that holds the first and second lens units and the light guide unit is the first and second lens units. It plays a role of reinforcement against deformation caused by heat. Thereby, it is possible to make the first and second lens units and the light guide unit difficult to deform.
請求項２に記載の雨滴検出装置では、ケース、第１レンズ部、第２レンズ部、および導光部は、光透過性を有する樹脂材料にて形成されていることを特徴とする。
The raindrop detection apparatus according to
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。
The raindrop detection apparatus according to
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。 Generally, the raindrop detection device is attached to a position that receives direct sunlight. When receiving direct sunlight, the lens unit may be deformed by heat. In particular, relatively inexpensive resin materials such as polycarbonate are significantly deformed by heat. When the lens part is deformed by heat, the reflected light is displaced from the central axis of the second lens part, and a part of the reflected light may not be collected on the light receiving element.
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。
On the other hand, in the raindrop detection device according to
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。
The raindrop detection apparatus according to
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。 As a result, the first lens part and the second lens part of one sheet are divided into two parts, and the window of the lens part divided into two parts so that the distances to the light source of the light emitting element and the light receiving point of the light receiving element are different. Since the height difference in the vertical direction of the shield is reduced, the raindrop detection device has a window as compared with the case where the first lens portion and the second lens portion are formed by a single lens. The height (total height) in the direction perpendicular to the windshield of the lens unit when placed on the shield can be reduced.
請求項５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。 According to a fifth aspect of the present invention , a raindrop detection apparatus includes a circuit board on which a light emitting element and a light receiving element are mounted, and the circuit board is supported by a case. As a result, the circuit board on which the light emitting element and the light receiving element are mounted is supported by the case in which the first and second lens parts are integrally formed, so that the light emitting element and the light receiving element for the first and second lens parts are supported. Positioning can be facilitated, the amount of misalignment can be minimized, and variations in the amount of light can be minimized.
請求項６に記載の雨滴検出装置の回路基板には、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、第１レンズ部、および第２レンズ部は、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。
The circuit board of the raindrop detection device according to
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。 Accordingly, the first and second lens portions can be isolated from the outside air by the case, the circuit board, and the connector, so that condensation does not occur on the lens surface, and a heater or heater circuit for preventing condensation Can be omitted.
（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。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a raindrop detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the case in a state where the circuit board and the connector of the raindrop detection device according to the first embodiment of the present invention are assembled. FIG. 3 is a cross-sectional view of the case of FIG.
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。
The raindrop detection device 1 detects the amount of raindrops attached to the outer wall surface of the
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。
The raindrop detection apparatus 1 includes a
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。
A bracket 7 is bonded in advance with an adhesive or the like at a position where the raindrop detection device 1 of the
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。
A
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。
The
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。
The
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。
In addition, when the
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。
When the
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。
On the outside of the
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。
The
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。
In a state where the
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。
Next, the
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。
The
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。
The incident side split
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。
As shown in FIG. 3, the incident-side divided
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。
The surface shapes of the incident-side divided
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。
Similarly to the incident side divided
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。
The surface shapes of the exit side split
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。
The incident-side divided
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。
Next, the size of the
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。
The raindrop detection apparatus 1 of the present embodiment operates as follows. When light having a predetermined directivity from the
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。
The parallel light is reflected at a predetermined reflectance at the boundary surface between the
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。
The reflected light again travels in the
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。 The raindrop amount may be calculated by comparing a plurality of preset judgment values with the output voltage or the decrease rate, or the raindrop amount may be calculated directly from the output voltage or the decrease rate. Good.
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。
Next, the effect of this invention is demonstrated based on FIG. 4 and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a
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。
The
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。
When the
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。
When this
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。
If a part of the reflected light cannot be condensed on the
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。
On the other hand, in the present embodiment, unlike the comparative example, as shown in FIG. 3, the exit side split
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。
As a result, the raindrop detection device 1 of the present embodiment is attached to the
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。
This is also shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the thickness of the windshield on the horizontal axis and the light quantity ratio received by the PD on the vertical axis. The light quantity ratio indicates the ratio of the PD receiving the reflected light reflected by the windshield. When the PD receives all the reflected light, the light amount ratio is 1. As described in the comparative example, in a state where a part of the reflected light is not collected on the
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。
As shown in FIG. 5, in the comparative example, the light amount ratio is low except for a certain plate thickness, whereas in this embodiment, the light amount ratio is around 1 even if the plate thickness changes. Shown and staying high. This also shows that the raindrop detection apparatus 1 of the present embodiment can collect most of the reflected light on the
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。 Further, the raindrop detection device of the prior art becomes high temperature when the vehicle is placed under direct sunlight or under hot weather in summer, and is thermally deformed with a material having low heat intensity. Therefore, the same phenomenon as the shift of reflected light due to the difference in the thickness of the windshield occurs. As a result, a part of the reflected light is not received by the PD, which may cause an erroneous determination, and the accuracy of raindrop detection may be reduced.
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。 On the other hand, the raindrop detection device of the prior art has solved the above problem by forming it with a material having high heat intensity. For example, a cycloolefin polymer, a cyclic olefin copolymer, a norbornene resin, or the like has been selected as the material having high thermal strength. However, since these materials are relatively expensive, raindrop detection devices have become expensive.
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。
According to the structure of this embodiment, even if the
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。
Further, since the
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。
Further, as described with reference to FIG. 1, the
（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。
(Modification 1)
Modification 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view of the raindrop detection apparatus 1 according to the first modification of the present invention. In addition, the same function thing as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol.
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。
As shown in FIG. 6, recesses 49 for holding the
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。
As shown in FIG. 6, the
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。
At this time, the sealing performance is somewhat impaired by the
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）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
55 Light receiving element (PD)
Claims (6)
前記ウインドシールドと前記発光素子との間に配置され、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、
前記ウインドシールドと前記受光素子との間に配置され、前記反射光を前記受光素子に集光させる第２レンズ部と、
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配置され、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と、
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と、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、一体構造であり、
前記ケースの外壁面には、ばねの押圧力を受けることにより前記ウインドシールドに押し付けられるつば部が、形成されることを特徴とする雨滴検出装置。 Light from the light-emitting element is irradiated from the inner wall side of the windshield, the reflected light reflected by the outer wall surface of the windshield is received by the light-receiving element, and the received light intensity is measured to adhere to the outer wall surface of the windshield A raindrop detection device for detecting the amount of raindrops,
A first lens unit disposed between the windshield and the light emitting element, and making the light from the light emitting element parallel light;
A second lens unit disposed between the windshield and the light receiving element, and condensing the reflected light on the light receiving element;
A guide disposed between the first lens unit, the second lens unit, and the inner wall of the windshield, for guiding the parallel light to the inner wall of the windshield and for guiding the reflected light to the second lens unit. Hikari and
A case for holding the first lens unit, the second lens unit, and the light guide unit,
The case, the first lens unit, the second lens unit, and the light guide section, Ri integral structure der,
A raindrop detection device, wherein a flange portion that is pressed against the windshield by receiving a pressing force of a spring is formed on an outer wall surface of the case .
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。 The first lens part is divided into two along a first virtual plane that intersects the windshield along the central axis of the lens part and at substantially the same angle as the angle between the central axis and the windshield; A height difference in a direction perpendicular to the windshield of the two-divided first lens unit such that the distance from the light source of the light emitting element to the two-divided first lens unit is different. Are shifted from each other so that
The second lens part is divided into two along a central axis of the lens part and a second virtual plane intersecting the windshield at an angle substantially the same as an angle formed by the central axis and the windshield; The distance from the light receiving point of the light receiving element to the second lens portion divided in two is different, and the height of the first lens portion divided in two is perpendicular to the windshield. The raindrop detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the raindrop detection devices are arranged so as to be shifted from each other so as to reduce the difference.
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１から請求項４のいずれか一項に記載の雨滴検出装置。 A circuit board on which the light emitting element and the light receiving element are mounted;
The circuit board, the rain detection device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is supported by the casing.
前記第１レンズ部、および前記第２レンズ部は、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５に記載の雨滴検出装置。 The circuit board is provided with a connector for electrical connection between the circuit board and the outside,
The raindrop detection apparatus according to claim 5, wherein the first lens unit and the second lens unit are substantially sealed by the case, the circuit board, and the connector .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008293873A JP4770917B2 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Raindrop detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008293873A JP4770917B2 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Raindrop detector |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004282269A Division JP4241561B2 (en) | 2004-09-28 | 2004-09-28 | Raindrop detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009092667A JP2009092667A (en) | 2009-04-30 |
| JP4770917B2 true JP4770917B2 (en) | 2011-09-14 |
Family
ID=40664772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008293873A Expired - Fee Related JP4770917B2 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Raindrop detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4770917B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202008003168U1 (en) | 2008-03-06 | 2008-06-26 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh | Sensor with holder |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10125187A (en) * | 1996-09-02 | 1998-05-15 | Omron Corp | Photoelectric sensor and manufacture of the sensor |
| US5898183A (en) * | 1997-10-16 | 1999-04-27 | Libbey-Owens-Ford Co. | Compact moisture sensor with efficient high obliquity optics |
| JP2000065950A (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Nippon Aleph Corp | Photosensor unit |
| DE19933641A1 (en) * | 1999-07-17 | 2001-03-08 | Bosch Gmbh Robert | Sensor device for detecting wetting on a pane |
| JP3536738B2 (en) * | 1999-08-27 | 2004-06-14 | 株式会社デンソー | Raindrop sensor |
| JP2002131446A (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-09 | Seiko Precision Inc | Sensor module |
-
2008
- 2008-11-17 JP JP2008293873A patent/JP4770917B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009092667A (en) | 2009-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4241561B2 (en) | Raindrop detector | |
| US6507015B1 (en) | Raindrop sensor having plano-convex lens | |
| US7309873B2 (en) | Raindrop sensor | |
| JP3886155B2 (en) | Small water drop sensor with collimator lens and prism coupler | |
| US7348586B2 (en) | Exterior element sensor | |
| JP2012532356A (en) | Optical module for focusing simultaneously on two visible ranges | |
| US6573995B1 (en) | Sensor device for detecting a degree of wetting and/or soiling of a vehicle pane, and a method of producing the sensor device | |
| US10106102B2 (en) | Camera assembly for a vehicle, and vehicle having such a camera assembly | |
| KR100829409B1 (en) | Sensing device for detecting wetness on a window | |
| KR20070084148A (en) | Optical sensor for detecting moisture on a glass pane of a motor vehicle | |
| US7658101B2 (en) | Raindrop detection device | |
| US6810729B2 (en) | Rain sensor with a light-conducting body for a motor vehicle | |
| JP6167799B2 (en) | Water drop detection sensor | |
| US7506988B2 (en) | Illumination apparatus and image-taking apparatus | |
| US20120267514A1 (en) | Optical sensing device for detecting ambient light in motor vehicles | |
| JP4770917B2 (en) | Raindrop detector | |
| JP4826620B2 (en) | Photodetector | |
| JP4374795B2 (en) | Raindrop sensor | |
| JP6904285B2 (en) | Limited reflective sensor | |
| JPS5984141A (en) | Water droplet detector | |
| KR100981215B1 (en) | Rain sensor | |
| JP2021056064A (en) | Droplet sensor | |
| JP2015034714A (en) | Raindrop sensor | |
| JP6110821B2 (en) | Raindrop detector | |
| TWM458553U (en) | Rain drop sensing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110118 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110307 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110524 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110606 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4770917 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |