CN112578472A - 液滴传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够使检测灵敏度变得均匀的液滴传感器。本液滴传感器具有：是旋转椭圆体的一部分并具有椭圆面的光学罩；配置于上述椭圆面的第一焦点或其附近的光源；以及配置于上述椭圆面的第二焦点或其附近的光检测器，上述椭圆面包括有效检测区域，该有效检测区域使从上述光源输出的光朝向上述光检测器反射，并且反射光量因液滴向上述椭圆面的附着而产生变化，在上述光学罩形成有具有以上述第二焦点为中心的球面的空间，在上述球面，且在供来自上述有效检测区域的光射入的区域，形成有透射散射面。

Description

液滴传感器

技术领域

本发明涉及一种感知雨滴、水滴等液滴的液滴传感器。

背景技术

公知一种装置，利用雨滴附着于透明板的雨滴检测区域时的反射率的变化来检测雨滴(例如参照专利文献1、2)。在上述装置中，从发光元件放射出的光由透明板的表面反射，并由受光部接收。若雨滴附着于雨滴检测区域，则在透明板的界面处，反射率产生变化，并且受光量产生变化，从而检测到雨滴的存在。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6094354号

专利文献2：日本专利第6167799号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1、2所记载的装置中使用的光学元件因形状复杂，而有制作不容易的问题。

因此，本申请人提出了一种结构简单且制造容易的新的液滴传感器(日本特愿2017-254956)。该液滴传感器例如具有：光学罩，其具有以包括其长轴的平面剖切旋转椭圆体而成的形状；光源，其配置于旋转椭圆体的第一焦点位置；以及光检测器，其配置于旋转椭圆体的第二焦点位置。

该液滴传感器不仅结构简单且制造容易，通过调整旋转椭圆体的离心率，来使在与气体(例如空气)的界面处满足全反射条件并且在与液体(例如水)的界面处不满足全反射条件这两个条件成立的区域(以下称作有效检测区域)变得最大，实现具有较大的检测区域的高灵敏度的液滴传感器。

液滴的检测灵敏度由液滴附着于有效检测区域的情况和未附着于有效检测区域的情况下的光检测器的受光量之比来表示。因此，液滴的检测灵敏度依存于从光源向有效检测区域照射的光的放射照度分布。

有效检测区域上的放射照度主要依存于“由光源引起的出射光的放射轮廓”、“从光源至有效检测区域内的各区域为止的距离”、以及“从光源向有效检测区域内的各区域的入射角度”的各要因。

由于发光元件的发光轮廓一般具有角度依存性，所以放射照度根据出射角度而不同，由此形成“由光源引起的出射光的放射轮廓”。

由于光以光源为中心呈放射状地进入，所以与光线垂直的面的放射照度与离光源的距离的平方成反比例而变小，由此形成“从光源至有效检测区域内的各区域为止的距离”。

若预先将光向所照射的面射入的入射角设为θ，则随着入射角变大，照射面上的放射照度根据cosθ而变小，由此形成“从光源向有效检测区域内的各区域的入射角度”。

在上述的光学罩中，有效检测区域是椭圆面，离光源的距离根据有效检测区域内的区域而不同，从而例如即使光源的放射轮廓相同，有效检测区域面的放射照度也不均匀，并且检测灵敏度一般变得不均匀。具体而言，在放射轮廓相同的情况下，在有效检测区域中离光源较近的区域内，由于放射照度较大，所以检测灵敏度变高。另一方面，因离心率，在有效检测区域中离光源较远的区域内，由于放射照度较小，所以检测灵敏度容易变低。

本发明的目的在于提供一种液滴传感器，其能够使检测灵敏度变得均匀或者能够进行控制(control)。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本液滴传感器具有：光学罩，其是旋转椭圆体的一部分并具有椭圆面；光源，其配置于上述椭圆面的第一焦点或其附近；以及光检测器，其配置于上述椭圆面的第二焦点或其附近，上述椭圆面包括有效检测区域，该有效检测区域使从上述光源输出的光朝向上述光检测器反射，并且反射光量因液滴向上述椭圆面的附着而产生变化，在上述光学罩形成有具有以上述第二焦点为中心的球面的空间，在上述球面，且在供来自上述有效检测区域的光射入的区域，形成有透射散射面。

发明的效果如下。

根据本发明，实现一种能够使检测灵敏度变得均匀的液滴传感器。

附图说明

图1是第一实施方式的雨量传感器的侧视图。

图2是第一实施方式的雨量传感器的立体图。

图3是雨量传感器的剖视图。

图4是从底面侧观察到的光学罩的立体图。

图5是示出从发光元件输出并向受光元件射入的光的光路的图。

图6是示出因雨滴附着于有效检测区域而引起的光路的变化的例子的图。

图7是将发光元件的放射轮廓设为相同的情况下的光路的模拟图。

图8是将图7所示的模拟结果表示为由受光元件接收到的光成分在有效检测区域的放射照度分布的图。

图9是示出第二空间与光学罩的界面的立体图。

图10是示出透射散射面与有效检测区域的关系的图。

图11是示出反射光通过透射散射面的各区域后的强度分布的例子的图。

图12是在将具有图11所示的强度分布的透射散射面应用于第二空间的边界面的情况下，由受光元件接收到的光成分在有效检测区域的放射照度分布的模拟结果的图。

图13是发光元件的放射轮廓具有极强的指向性的情况下的光路的模拟图。

图14是将图13所示的模拟结果表示为由受光元件接收到的光成分在有效检测区域的放射照度分布的图。

图15是示出变形例的第二空间与光学罩的界面的立体图。

图16是示出变形例中的受光元件相对于第二焦点的位置关系的图。

图17是示出从透射散射面透射后的透射散射光的强度分布的例子的图。

图18是考虑到透射散射面以及受光元件的作用的、由受光元件接收到的光成分在有效检测区域的放射照度分布的模拟结果的图。

图中：

2—光学罩，2a—椭圆面，2b—凸边部，2c—底面，3—发光元件(光源)，4—受光元件(光检测器)，5a—第一空间，5b—第二空间，6—界面(球面)，7—透射散射面，7a—第一区域，7b—第二区域，7c—第三区域，8—透射散射面，8a—上端部，8b—下端部，10—雨量传感器。

具体实施方式

在本发明的实施方式中，因气体与液体的折射率的差异而在与光学罩的边界面处产生反射率的变化，利用该反射率的变化来光学地检测液滴的存在。液滴传感器除雨滴以外，还能够应用于结露、水滴、油墨等液滴的检测。在以下的各实施方式中，说明将液滴传感器应用于雨量传感器的例子。

＜第一实施方式＞

图1是第一实施方式的雨量传感器10的侧视图。图2是第一实施方式的雨量传感器10的立体图。雨量传感器10检测雨滴的附着。根据雨滴的检测结果，能够计测例如单位时间内以及/或者单位面积内的雨量。

雨量传感器10具有光学罩2、发光元件3、以及受光元件4。光学罩2具有椭圆面2a和凸边部2b。发光元件3配置于椭圆面2a的第一焦点F1或其附近。受光元件4配置于椭圆面2a的第二焦点F2或其附近。此处，发光元件3是光源的一例，受光元件4是光检测器的一例。

光学罩2是形成旋转椭圆体的一部分的固体的罩，并由相对于发光元件3的输出光的波长形成为透明的材料形成。在图1的例子中，通过使在X方向上具有长轴并在Y方向上具有短轴的椭圆绕长轴La旋转而获得旋转椭圆体，光学罩2具有在与包括长轴La的XY平面水平的面处切割旋转椭圆体而成的形状。图1中，为便于说明，将光学罩2的高度方向作为Z方向。

除聚碳酸酯、丙烯酸等树脂之外，光学罩2还可以由透明陶瓷、玻璃、高折射率的塑料等形成。

凸边部2b是从光学罩2的下部起沿XY平面方向延伸突出的部分，俯视形状例如呈圆形、椭圆形。此外，凸边部2b的俯视形状不限定于此，也可以呈方形、其它形状。凸边部2b在Z方向上具有恒定的厚度W。凸边部2b的厚度W例如约为光学罩2的高度H的25％。凸边部2b作为用于将光学罩2固定于主体侧等的安装部发挥功能。凸边部2b的厚度W若能够确保针对施加给固定的应力的强度，例如当对安装部进行螺纹固定来固定光学罩时，不会因螺纹固定的紧固而破损等，则也可以为光学罩2的高度H的25％以下。

发光元件3例如是输出近红外光的发光二极管。受光元件4例如是对于近红外区域的光具有灵敏度的量子阱型的受光元件。发光元件3朝向光学罩2的椭圆面2a输出光。受光元件4接收从发光元件3输出并由光学罩2的椭圆面2a反射后的光。发光元件3及受光元件4安装于未图示的基板。

图1中，施加有点状的阴影的区域D是有效检测区域，包括在椭圆面2a内。有效检测区域D是在光学罩2的周围为空气的情况下使从发光元件3输出的光全反射的椭圆面2a上的区域。决定该有效检测区域D的形状，以便仅在附着有雨滴时不符合全反射条件。即，有效检测区域D是在与气体的界面处满足全反射条件并在与液体的界面处不满足全反射条件的区域。实现该条件的有效检测区域D的面积依存于光学罩2的折射率以及椭圆面2a的离心率。

在使用折射率为1.57的树脂(例如聚碳酸酯)来形成光学罩2的情况下，能够检测雨滴的附着的可检测区域的入射角θm的范围约为39.6°＜θm＜57.9°，但在本实施方式中，将离心率设为0.781，并使用满足44.3°＜θi＜51.4°的入射角θi的范围作为有效检测区域D。

不使用39.6＜θ＜44.3作为有效检测区域是因为：因由光学罩2的成形误差、热膨胀等其它要因引起的变形、光学元件的波长差别，会成为有可能无法进行利用了全反射条件的雨滴检测的区域。

由于有效检测区域D的外侧(θi＜44.3°)的区域包括可检测区域，所以受光元件4也检测来自有效检测区域D以外的可检测区域的反射光。因此，在来自有效检测区域D的反射光中混有有效检测区域D以外的可检测区域的反射光，并且受光元件4受光，从而对有效检测区域D的雨滴检测结果产生影响。因此，通过在有效检测区域D的外侧实施遮光涂层，使来自有效检测区域D的外侧的可检测区域的反射光为恒定的光量，从而能够准确地检测有效检测区域D的水滴附着。并且，通过遮光涂层，也能够防止来自可检测区域外的外来光噪声的侵入。

离心率是由从椭圆面2a的中心至焦点为止的距离与长轴半径的比来决定的值。在光学罩2的折射率为1.57的情况下，作为可检测区域发挥功能的面积在离心率0.781时最大。对于可检测区域的形状，在由本申请人提交的在先申请(日本特愿2017-254956号)中进行详述。

如上所述，凸边部2b作为用于将光学罩2安装于主体侧、基板等的安装部发挥功能。从光学罩2的高度H的约25％以下的区域反射的光几乎无法由受光元件4检测，从而将该高度H的约25％以下的区域作为成为安装部的凸边部2b。这是因为：在受光元件4以受光面成为上侧的方式配置的情况下，针对来自上方向的光的检测灵敏度较高，并且针对来自横向(XY方向)的光的检测灵敏度较低。通过使用该灵敏度较低的区域作为凸边部，作为假定来自上方向的滴下的雨量传感器，几乎不会损失有助于雨滴附着的信息的检测面积，并且也不会对雨滴的滴下有无、雨滴附着量的收集产生影响。因此，能够几乎不会使检测灵敏度降低地形成作为安装部的凸边部2b。

图3是以包括长轴La的XZ平面剖切雨量传感器10而成的剖视图。图4是从底面2c侧观察到的光学罩2的立体图。

如图3及图4所示，在光学罩2的内部形成有第一空间5a及第二空间5b。第一空间5a是以配置发光元件3的第一焦点F1为中心的半球状的空间，与光学罩2的界面(球面)是透射镜面(平滑且无凹凸并且光不会散射地通过的面)。第二空间5b是以配置受光元件4的第二焦点F2为中心的半球状的空间，与光学罩2的界面(球面)具有透射散射面(砂面等有凹凸并且光散射地通过的面)以及透射镜面。在下文中详述第二空间5b与光学罩2的界面。

在本实施方式中，第一空间5a及第二空间5b的半径与凸边部2b的厚度W大致相同。

这样，由于第一空间5a具有球面，所以使从发光元件3输出的光不折射地向光学罩2的内部射入。同样，由于第二空间5b具有球面，所以使由椭圆面2a反射后的光不折射地向第二空间5b射入(在第二空间5b为透射散射面的情况下，光射入到第二空间5b时散射，但其强度分布的中心的光不折射地向第二空间5b射入)。由此能够实现一种雨量传感器，该雨量传感器利用了将从椭圆的一方的焦点输出的光聚集在另一方的焦点这一旋转椭圆体的基本性质。

图5是示出从发光元件3输出并向受光元件4射入的光的光路的图。图6是示出因雨滴附着于有效检测区域D而引起的光路的变化的例子的图。

如图5所示，在雨滴未附着于有效检测区域D的情况下，从发光元件3输出并射入到有效检测区域D的光全部被全反射，并导向受光元件4。另一方面，如图6所示，若雨滴附着于有效检测区域D，则在附着有雨滴的部分中，因在有效检测区域D的界面处不符合全反射条件，反射率产生变化，从而来自发光元件3的入射光几乎透射。由此，受光元件4的受光量减少。通过利用监视受光元件4的输出的监视电路来监视受光元件4的受光量的变化，能够检测雨滴的存在和量。

图7是将发光元件3的放射轮廓设为相同(等方的)的情况下的光路的模拟图。图7中，利用等间隔的角度的光线来表示相同地输出发光元件3的放射轮廓的情况，并且表示直至由受光元件4接收为止的光路。

图8是将图7所示的模拟结果表示为有效检测区域D的放射照度的图。图8的(A)是侧视图，图8的(B)是俯视图。图8中，通过浓淡来表示放射照度，越接近白色的区域，表示放射照度越高。并且，在四周为空气的情况下，从发光元件3射出的光由有效检测区域D反射，并由受光元件4接收，该放射照度分布是仅由上述所接收的光成分表示的放射照度分布。此外，放射照度的浓淡呈斑状，但这依存于在模拟时设定的光线的条数等条件，通过进行光线的条数越加等接近实际的使用环境的条件的模拟，来使斑状变薄并且浓淡顺畅。

如图7所示，在将发光元件3的放射轮廓设为相同(即来自发光元件3的放射光的角度依存性较少)的情况下，当在XZ面处观察时，有效检测区域D中的光线密度越接近发光元件3(接近第一焦点F1的)则越大。这对应于放射照度与距离的平方成反比例，如图8所示，离发光元件3越近(离第一焦点F1较近)，则放射照度越大。

此外，如上所述，放射照度也因光向检测面射入的角度而产生变化，但距离的影响是支配性的。更具体而言，在本实施方式中假定的液滴传感器的检测面具有旋转椭圆体，从而从光源至有效检测区域为止的距离在离光源较近的区域和较远的区域中具有约2.8倍的不同，从而与光线垂直的面中的放射照度之差为7.8倍。另一方面，从光源向有效检测面射入的入射角度的短轴上的顶点为51.4°，最大，并且随着向两侧的长轴侧的顶点接近而变小，有效检测区域端部中的最小入射角度为44.3°，该影响所引起的放射照度之差为1.15倍。

并且，根据图8，可知，对于有效检测区域D中的放射照度而言，当在与La轴垂直的面中比较时，离凸边部2b越近(在Y方向上离长轴La越远)则越低。这是因为：受光元件4的受光面与XY面平，并且朝向+Z方向。

在本实施方式中，使受光面朝向+Z方向的理由在于：由于雨滴相对于有效检测区域D从上方向(垂直方向)降雨且附着的量较多，从侧面附着的量较少，所以目的为与通过侧面的雨滴附着而获得的信息相比，优先地收集来自上方向(垂直方向)的雨滴附着时的变化信息。此外，在想要实现与长轴垂直的面内的灵敏度的均匀化的情况下，例如也可以朝向－X方向地配置受光元件4的受光面。

接下来，说明第二空间5b与光学罩2的界面。

图9是示出第二空间5b与光学罩2的界面6的立体图。如图9所示，在球面状的界面6形成有使入射光散射的透射散射面7。此外，在本实施方式中，界面6中的透射散射面7以外的区域是透射镜面，但也可以是透射散射面。或者，也可以被施加其它表面处理。

透射散射面7是形成有微小的凹凸构造的所谓的砂面。在透射散射面7形成有表面粗糙度不同的多个区域。在本实施方式中，透射散射面7由第一区域7a、第二区域7b、以及第三区域7c构成的。

第一区域7a、第二区域7b、以及第三区域7c分别是以长轴La为旋转轴的旋转对称的区域。关于表面粗糙度，第一区域7a最大，第三区域7c最小。

图10是示出透射散射面7与有效检测区域D的关系的图。如图10所示，在本实施方式中，透射散射面7的第一区域7a与第一检测区域D1对应，第二区域7b与第二检测区域D2对应，第三区域7c与第三检测区域D3对应。第一检测区域D1、第二检测区域D2、以及第三检测区域D3分别是以长轴La为旋转轴的旋转对称的区域。

关于离发光元件3的距离，第一检测区域D1最近，第三检测区域D3最远。因此，放射照度按照第一检测区域D1、第二检测区域D2、第三检测区域D3的顺序变小(参照图8)。

第一区域7a是供从发光元件3输出并由第一检测区域D1反射后的光射入的区域。第二区域7b是供从发光元件3输出并由第二检测区域D2反射后的光射入的区域。第三区域7c是供从发光元件3输出并由第三检测区域D3反射后的光射入的区域。

从有效检测区域D向透射散射面7射入的光在透射时因透射散射面7而散射，由此出射角(散射角)根据其表面粗糙度而分散，中心强度降低。透射散射面7的表面粗糙度越大，则透射散射光的中心强度的降低量越大。

图11是示出反射光通过透射散射面7的各区域后的强度分布的例子的图。对于砂面处的散射光而言，散射角依存于表面粗糙度，但在大多情况下其轮廓示出接近高斯分布(正态分布)的性质，从而此处假定为散射光基于高斯分布。

图11中，S1、S2、S3分别与第一区域7a、第二区域7b、第三区域7c对应，并且示出使相同光量向各个区域射入后的散射时的强度分布(放射照度)的相对值。第一区域7a、第二区域7b、以及第三区域7c例如以使散射角度的标准偏差σ依次为15°、12°、10°的方式设定了表面粗糙度。因此，关于使透射散射光的中心强度降低的作用，第一区域7a最大，第三区域7c最小。

通过以上的结构，来自放射照度最大的第一检测区域D1的光在第一区域7a内中心强度大幅度地降低，并向受光元件4射入。另一方面，来自放射照度最小的第三检测区域D3的光在第三区域7c内中心强度降低，并向受光元件4射入，但与来自第一检测区域D1的光相比，中心强度的降低量较小。

这样，对于来自有效检测区域D的光而言，来自放射照度较大的检测区域的光的因从透射散射面7透射而产生的中心强度的降低量较大，从而在受光元件4的检测面上产生的放射照度的差异在通过透射散射面7后的受光元件4上抵消，从而受光元件4的受光量的区域依存性减少。由此，在沿长轴方向的检测面上(例如在包括长轴La的XZ平面上存在的检测面)，液滴的检测灵敏度变得均匀。

图12是示出在将具有图11所示的强度分布的透射散射面应用于第二空间的边界面的情况下，由受光元件4接收到的光成分在检测面上的放射照度的模拟结果的图。图12的(A)是侧视图，图12的(B)是俯视图。这样，当比较图12和图8时，可知，利用透射散射面7的作用，使沿长轴方向的液滴的检测灵敏度变得均匀。

此外，在上述实施方式中，将透射散射面7分割成表面粗糙度不同的三个区域，但该分割数量不限定于三个，能够适当地变更分割数量、各区域的大小。

在本实施方式中，假定垂直(从上方向)落下的雨滴，对沿认为能够高效地收集雨滴附着信息的长轴方向的顶点的、灵敏度的均匀化进行了说明，但通过在±Y方向上也设定表面粗糙度的变化，在短轴方向侧(±Y方向)，也能够使灵敏度变得均匀，或者能够进行控制。但是，在该情况下需要注意的是：由于受光元件4的受光面沿+Z方向配置，所以受光面的入射角度接近90度的光的受光效率极低，在散射面的调整中难以实现均匀化。对于受光面的入射角度接近90度且几乎不利于雨滴附着信息的收集的检测面而言，设置遮光涂层或者提高凸边的高度等，预先从检测面的对象偏离，并且也可以作为罩的固定用的部位来利用。

并且，如上所述，通过安装放射轮廓相同(即来自发光元件3的放射光的角度依存性较少)的发光元件3，即使强度中心相对于长轴La在上下左右方向上角度偏离，由角度偏离产生的向有效检测区域D射入的发光元件3的放射轮廓的变化也较小，从而能够抑制检测误差。

＜变形例＞

接下来，说明上述实施方式的变形例。

图13是发光元件3的放射轮廓具有极强的指向性的情况下的光路的模拟图。具体而言，图13中，缩小发光元件3的放射角，使来自发光元件3的光的输出方向如箭头A所示地与长轴La平行，并且朝向第二焦点F2。此外，图13中，示出从发光元件3输出并由受光元件4接收的光的光路。在发光元件3的放射轮廓具有极强的指向性的情况下，当在XZ面中观看时，有效检测区域D中的光线密度随着向发光元件3接近(向第二焦点F2接近)而变大。

图14是将图13所示的模拟结果表示为有效检测区域D的放射照度的图。图13的(A)是侧视图，图13的(B)是俯视图。图12中，通过浓淡来表示放射照度，越接近白色的区域，表示放射照度越高。此外，该放射照度是将从发光元件3输出并由有效检测区域D反射之后由受光元件4接收的光作为对象的有效检测区域D上的放射照度。

如图13所示，在发光元件3的放射轮廓具有极强的指向性的情况下，发光元件3的中心强度极大，从而有效检测区域D中的光线密度沿长轴La在离发光元件3较远的检测区域内变大。在该情况下，如图14所示，沿长轴La，与离发光元件3较近的检测区域相比，离发光元件3较远的检测区域的放射照度较大。

图15是示出本变形例的第二空间5b与光学罩2的界面6的立体图。如图15所示，在本变形例中，在界面6形成有使入射光散射的透射散射面8。此外，界面6中的透射散射面8以外的区域是透射镜面，但也可以是透射散射面。或者，也可以被施加其它表面处理。

如上述实施方式所示，通过将透射散射面8设为表面粗糙度不同的多个透射散射面，能够实现检测灵敏度的均匀化，但在本变形例中，如图15所示，将透射散射面8的表面粗糙度设为相同。透射散射面8是供从发光元件3输出并由有效检测区域D反射的光射入的区域。从透射散射面8透射的透射散射光的强度分布例如为图11所示的强度分布S3。

图16是示出本变形例中的受光元件4相对于第二焦点F2的位置关系的图。在本变形例中，如图16所示，使受光元件4的位置从第二焦点F2起沿长轴La向－X方向位移。图16中，Δ表示位移量。

如上述实施方式所示，在将受光元件4配置于第二焦点F2的情况下，受光元件4将从透射散射面8透射后的透射散射光中的散射角度为0°的光作为中心进行受光，但通过使受光元件4从第二焦点F2位移，将散射角度为0°以外的光作为中心地进行受光。

并且，在像这样使受光元件4从第二焦点F2位移后的情况下，受光元件4所接收的透射散射光的散射角度根据来自有效检测区域D的反射光从透射散射面8透射的位置不同而不同。如图16所示，在使受光元件4从第二焦点F2位移后的情况下，关于在透射散射面8的上端部8a透射后的透射散射光，散射角度θa附近的光由受光元件4选择性地接收，关于在透射散射面8的下端部8b透射后的透射散射光，散射角度θb附近的光由受光元件4选择性地接收。此处，θa＞θb。

图17是示出从透射散射面8透射后的透射散射光的强度分布的例子的图。图17中，实线是从上端部8a射入的光的强度，双点划线是从下端部8b射入的光的强度。如图17所示，由于θa＞θb，所以散射角度θa附近的光的强度比散射角度θb附近的光的强度小。因此，散射角度越大，即透射散射面8中的透射区域越向上端部8a接近，由受光元件4接收的光的强度越小。

如上所述，在本变形例中，离发光元件3较远的一方的有效检测区域D的放射照度较大。因此，在本变形例中，来自放射照度较大的区域的光在透射散射面8中的离上端部8a较近的区域透射，由发光元件3接收的光的强度降低，从而有效检测区域D上的放射照度的差异抵消，液滴的检测灵敏度变得均匀。

图18是考虑到透射散射面8及受光元件4的作用的放射照度的模拟结果的图。图18的(A)是侧视图，图18的(B)是俯视图。这样，当比较图18和图14时，可知，利用透射散射面8及受光元件4的作用，使液滴的检测灵敏度变得均匀。

此外，图16中，使受光元件4相对于第二焦点F2向－X方向位移，但也可以向+X方向位移。并且，在与本变形例相反而检测面的左侧的放射照度比右侧的放射照度大的情况下，能够通过使受光元件4沿±Z方向位移来实现灵敏度的均匀化。

在本发明的液滴传感器中，发光元件3以及受光元件4分别配置于第一焦点F1以及第二焦点F2或其附近，但需要考虑发光元件3的发光部的形状、大小、出射光轮廓、以及受光元件4的受光部的形状、大小来调整到最佳的位置，并且优选分别配置为有效检测区域D上的灵敏度特性尽量变得均匀或者能够进行控制。

并且，本发明的液滴传感器能够应用于雨量传感器、结露传感器等。雨量传感器例如能够设置于路边树、路灯等来测定局部的雨量分布、获取天气信息，或者能够应用于车辆的雨刮器控制。结露传感器能够应用于复印机、服务器装置等办公自动化设备。另外，也能够将雨量传感器组装于环境传感器而与其它传感器(温度传感器、风向风量传感器等)组合来使用。

Claims (8)

1.一种液滴传感器，其特征在于，具有：

光学罩，其是旋转椭圆体的一部分并具有椭圆面；

光源，其配置于上述椭圆面的第一焦点或其附近；以及

光检测器，其配置于上述椭圆面的第二焦点或其附近，

上述椭圆面包括有效检测区域，该有效检测区域使从上述光源输出的光朝向上述光检测器反射，并且反射光量因液滴向上述椭圆面的附着而产生变化，

在上述光学罩形成有具有以上述第二焦点为中心的球面的空间，

在上述球面，且在供来自上述有效检测区域的光射入的区域，形成有透射散射面。

2.根据权利要求1所述的液滴传感器，其特征在于，

上述透射散射面具有表面粗糙度不同的多个区域。

3.根据权利要求2所述的液滴传感器，其特征在于，

上述多个区域分别是以上述椭圆面的长轴为旋转轴的旋转对称的区域。

4.根据权利要求3所述的液滴传感器，其特征在于，

就上述多个区域而言，在上述有效检测区域中越是供来自放射照度较大的区域的光所射入的区域，表面粗糙度越大。

5.根据权利要求1所述的液滴传感器，其特征在于，

上述光检测器配置于从上述第二焦点沿上述椭圆面的长轴或短轴位移后的位置。

6.根据权利要求1至5任一项中所述的液滴传感器，其特征在于，

上述球面中的上述透射散射面以外的区域是透射镜面。

7.根据权利要求1至5任一项中所述的液滴传感器，其特征在于，

上述光学罩呈以包括长轴的平面剖切上述旋转椭圆体而成的形状。

8.根据权利要求6所述的液滴传感器，其特征在于，

上述光学罩呈以包括长轴的平面剖切上述旋转椭圆体而成的形状。

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