JP2000193589A - 雨滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検出光の進行中に透視できない部分はなく、し
かも、シェードバンド部分を利用するものであるから、
発光素子、受光素子をその近傍の合わせガラスに設けて
も運転者等の視界を邪魔しない雨滴検出装置を提供す
る。 【解決手段】本発明の雨滴検出装置は、２枚の板ガラス
を、一部に着色したシェードバンド部を有する中間膜に
より接着した車両用合わせガラスに設けた発光素子およ
び受光素子、ならびに車外側板ガラスの合わせ面側シェ
ードバンド部分に設けた全反射ホログラムとからなり、
前記発光素子からの検出光を導入して、全反射ホログラ
ムにより車外側板ガラス中を全反射させ、該検出光を受
光素子により受光して雨滴を検出するようにしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの窓ガ
ラスに雨滴が付着したことを検出してワイパーなどを自
動的に駆動させるための雨滴検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、雨滴を検出する装置は、室内側に
発光素子と受光素子を配設し、発光素子からの発光ビー
ムと、受光素子の受光視野とが室外においてガラスの前
方所定距離で交差するようにし、センシング領域内に雨
滴が存在すると発光素子からの光が雨滴に当たって散乱
光を発し、該散乱光を受光素子が検出して雨滴を検出す
る装置（特開平１０−９６７９１号公報）、フロントガ
ラスに向けて配された発光素子と、フロントガラスに向
けて配されるとともに発光素子より発せられフロントガ
ラス内を全反射した光を受光する素子とを有し、フロン
トガラス上の雨滴によって生じる受光素子における受光
量の変化に基づき雨滴の存在を検出する装置（特開平１
０−６２３３６号公報）などが出願されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−９６７９１号公報に示される装置では、常時前方
向に検出光の赤外線を放出するが、検出領域が広いので
赤外線放射、検出にエネルギーを要し、車両などの移動
体において電力消費が大きくなることから問題があり、
特に車室内に装置を配する場合には、近年の車両のフロ
ントガラスでは車室内への熱の流入を抑制するため遮熱
効果の高いグリーン系の着色ガラスが多く用いられてお
り、これらは、３μｍより長い波長では１０％以下と著
しく透過率が低く、それより短い赤外線域においても透
過率が５０％以下と低いことから特にこの点が懸念さ
れ、装置、さらには制御システム全体としても大がかり
とならざるを得ない。

【０００４】また、特開平１０−６２３３６号公報に示
される装置では、プリズムの形状、設置状況により検出
装置全体の寸法が大きくなって運転者などにとって邪魔
な存在になるばかりか、導入用、導出用プリズムを発光
素子、受光素子との位置関係で正確に取り付ける必要が
ある。

【０００５】また、従来のタイプは検出光が合わせガラ
スの中間膜を透過する装置であるから、中間膜が着色さ
れたシェードバンド部分に装置を設けると検出光の吸収
が大きく、検出が困難であった。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、検出光の進行中に透視できない部分はなく、
しかも、シェードバンド部分を利用するものであるか
ら、発光素子、受光素子をその近傍の合わせガラスに設
けても運転者等の視界を邪魔しない小型化、軽量化した
雨滴検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の雨滴検出装置
は、２枚の板ガラスを、一部に着色したシェードバンド
部を有する中間膜により接着した車両用合わせガラスに
設けた発光素子および受光素子、ならびに車外側板ガラ
スの合わせ面側シェードバンド部分に設けた全反射ホロ
グラムとからなり、前記発光素子からの検出光を導入し
て、全反射ホログラムにより車外側板ガラス中を全反射
させ、該検出光を受光素子により受光して雨滴を検出す
るようにしたことを特徴とする。

【０００８】また検出光を車外側板ガラス中に導入、あ
るいは車外側板ガラス中から車内に設けた受光素子に導
出させる光路中の着色したシェードバンド部の中間膜部
は、無着色の中間膜に置換する方が、検出光の光量の低
減を抑制できるので望ましい。

【０００９】本発明は、車外側板ガラスの合わせ面側で
かつシェードバンド領域に相当する部分に設けた全反射
ホログラムにより車外側板ガラス中を全反射させて雨滴
を検出するのものであり、着色された中間膜中を検出光
が進行しないので、運転者などの視界の邪魔にならない
シェードバンド部分に発光素子、受光素子を設けること
ができ、ミラーなどの代わりに全反射ホログラムによっ
て検出光が車外側板ガラスのみを進行するので、この部
分が不透明とならず透視することができる。しかも、導
入用ホログラム、導出用ホログラムを使用すればプリズ
ムなどの突起物を合わせガラスに設けなくても済む。

【００１０】

【発明の実施の形態】全反射ホログラムは、反射型ホロ
グラムであり、その作製は検出光の全反射面になるよう
に、フォトポリマーなどの感材に、入射角を ４１．８
°〜６０．１°の方向の２方向からのレーザー光を、発
散光と発散光、発散光と収束光あるいは発散光と平行光
として異なる面からガラスブロック、ホログラムなどを
介在させて照射し、干渉縞を形成する。

【００１１】発光素子については、波長範囲の狭い単波
長の光を発光する発光ダイオード、ＥＬ（エレクトロル
ミネッセンス）素子などを好適に採用することができる
が、波長範囲の狭いものであって小型であれば同様に使
用することができる。

【００１２】受光素子については、フォトダイオードな
ど各種の小型で軽量な受光素子を採用することができ
る。

【００１３】発光素子から合わせガラスへの検出光の導
入は、実施例２に示すように、発光素子５とプリズム７
を合わせガラス１に設けプリズム７を介して行うか、あ
るいは実施例１に示すように導入用ホログラム３などを
介して行うか、あるいは実施例３、実施例４に示すよう
に合わせガラス１の端面から行う。

【００１４】この場合の導入用ホログラム３は、透過型
ホログラムであり、その作製は、まずフォトポリマーな
どの感材の一方の面に例えば垂直方向（入射角０°）と
入射角を ４１．８°〜６０．１°の方向の２方向から
のレーザー光を、発散光と発散光、発散光と収束光ある
いは発散光と平行光として同じ面からガラスブロック、
あるいはホログラムなどを介在させて照射して干渉縞を
形成する。

【００１５】受光素子への検出光の導出は、実施例１に
示す導出用ホログラム４か、あるいは実施例２示すプリ
ズム７を介して行えばよく、導出用のホログラムは導入
用のホログラムと同様に作製すればよい。

【００１６】ホログラムの感材については、樹脂フィル
ムに厚さ２５μｍのフォトポリマー、例えばＯｍｎｉＤ
ｅｘ−３５２（ＤｕＰｏｎｔ製）を塗布したものなどが
好適であるが、フィルムに感材が塗布されたものであれ
ばよい。

【００１７】検出回路は、雨滴が板ガラスに付着する
と、その雨滴部分で光が散乱され受光素子への検出光の
入光量が低減するので、その変化を検出できるような増
幅回路、設定値との比較を行う比較回路など、場合によ
っては検出光の変化をとらえられるような微分回路など
を必要に応じて付加した通常の検出回路を使用すること
ができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説
明する。

【００１９】図１〜図３はそれぞれ実施例１〜実施例３
におけるフロントガラスの要部断面図、図４は実施例４
を示し、（Ａ）が要部断面図、（Ｂ）が要部平面図であ
る。

【００２０】実施例１ 図１に示すように、合わせガラス１を車両用フロントガ
ラスとして、検出光の導入と導出を導入用ホログラムと
導出用ホログラムにより行う例である。

【００２１】ここでは発光素子にＡｌＧａＡｓ系の近赤
外線発光ダイオード、検出器はゲルマニウム系検出器を
用いることとし、導入用ホログラム、全反射用ホログラ
ム、導出用ホログラムは以下のようにして作製した。

【００２２】まず、樹脂フィルムに厚さ２５μｍのフォ
トポリマーポリマーを塗布した、例えばＯｍｎｉＤｅｘ
−３５２（ＤｕＰｏｎｔ製）５ｍｍ×１４ｍｍの感材の
片側（左側）５ｍｍ×４ｍｍの領域以外はマスキングし
て、図示しない６４７ｎｍの光を発振するレーザー発振
器、ビームスプリッター、凸レンズ、ミラーなどを組み
合わせた光学装置によりレーザー光を２分割させて、一
方の光の再生角が０°、他方の光の再生角が４１．８°
〜６０．１°の間の角度になるように、ガラスブロック
を用いて例えば入射角６．２°の発散光と、同じく４
３．８°の平行光をそれぞれ感材の同一面に照射して、
感材の左側５ｍｍ×４ｍｍの領域に干渉縞を形成し、導
入用ホログラム３とする。

【００２３】次いで前記左側と右側の５ｍｍ×４ｍｍの
領域をマスキングして、図示しない６４７ｎｍの光を発
振するレーザー発振器、ビームスプリッター、凸レン
ズ、ミラーなどを組み合わせた光学装置によりレーザー
光を２分割させて、一方の光の再生角が５０°、他方の
光の再生角が５０°の角度になるように、ガラスブロッ
クを用いて例えば６０．７°の平行光、と６０．７°の
平行光をそれぞれ感材の一方の同一面に照射して中央の
５ｍｍ×６ｍｍの領域に干渉縞を形成し、全反射用ホロ
グラム２とする。

【００２４】次いでその右側の５ｍｍ×４ｍｍの領域
に、その他の部分はマスキングして、図示しない６４７
ｎｍの光を発振するレーザー発振器、ビームスプリッタ
ー、凸レンズ、ミラーなどを組み合わせた光学装置によ
りレーザー光を２分割させて、一方の光の再生角が０
°、他方の光の再生角が４１．８°〜６０．１°の間の
角度になるように、ガラスブロックを用いて例えば入射
角６．２°の収束光と、同じく４３．８°の平行光をそ
れぞれ感材の同一面に照射して、５ｍｍ×４ｍｍの領域
に干渉縞を形成し導出用のホログラム４とする。

【００２５】このようにして得られた感材には導入用ホ
ログラム３、全反射ホログラム２、導出用ホログラム４
が記録されており、その後通常の現像処理を行う。

【００２６】次いで車外側板ガラス１２の合わせ面側に
前記のホログラムシートを貼り付けて、車内側板ガラス
１１とシェードバンド部分（図の斜線部分）が着色され
たポリビニールブチラールなどの中間膜１３により通常
の合わせ処理を行って接着して合わせガラスを得る。な
お、発光素子からの検出光の導入部分と受光素子への検
出光の導出部分には着色していない中間膜で置換してお
く。

【００２７】この合わせガラスに発光素子５と、受光素
子６を取り付け、自動車の前部開口部にフロントガラス
として装着する。

【００２８】なお、図示しないが、発光素子５には電源
からのリード線を接続し、受光素子６の出力側には検出
回路を接続する。

【００２９】このようにして得られた雨滴検出装置にお
いて、合わせガラスに発光素子５からの検出光が導入さ
れると、導入用ホログラム３によって回折され車外側板
ガラス１２の車外側表面まで至り、表面で全反射されて
全反射ホログラム２に至るがこのホログラムで検出光は
全反射され車外側板ガラス中を全反射しながら進行す
る。

【００３０】この車外側板ガラス中を進行する検出光
は、雨が降っていないときには、車外側板ガラスの車外
側面と全反射用ホログラム２の間で全反射されて、受光
素子６によって受光されるが、雨滴が車外側板ガラスの
車外側面に付着すると、雨滴に車外側板ガラス中を進行
する検出光の一部、あるいは全量が入射してこの雨滴に
よって散乱するので、受光素子６に受光される検出光は
ほとんど０になるか激減する。

【００３１】図示しない検出回路において、この受光素
子６の受光量の絶対量を、雨が降ってない通常の量に相
当する量を基準値として比較すれば雨滴を的確に検出す
ることができる。

【００３２】実施例２ 図２に示すように、合わせガラス１を車両用フロントガ
ラスとして、検出光の導入と導出をプリズム７、７を介
して行うものであり、全反射ホログラム２の作製は、実
施例１における全反射ホログラムと同様に作製すればよ
い。

【００３３】実施例３ 図３に示すように、合わせガラス１を車両用フロントガ
ラスとして、合わせガラスの端面近傍に発光素子５を設
けて検出光を導入し、導出用ホログラム４によって受光
素子６へ導出するものであり、全反射ホログラム２、導
出用ホログラム４の作製は実施例１の全反射ホログラ
ム、導出用ホログラムと同様に作製すればよい。

【００３４】実施例４ 図４に示すように、合わせガラス１を車両用フロントガ
ラスとして、検出光の導入、導出のいずれも合わせガラ
ス１の端面を利用して行うものであり、発光素子５と受
光素子６のいずれも合わせガラス端面近傍に設けるとと
もに、返送用のホログラム８を設ける。

【００３５】返送用ホログラム８は、全反射してきた検
出光が断面的には同じだが、図４（Ｂ）に示すように平
面的に異なる光路を全反射しながら折り返すように露光
して作製すればよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、シェードバンド部分の
車外側板ガラスのみを利用して検出光を進行させるもの
であるから、運転者などの視界の邪魔にならなず、しか
もホログラムを利用して進行させるので合わせガラスの
透視を維持した状態で雨滴を的確に検出することがで
き、しかも装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるフロントガラスの要部断面図
である。

【図２】実施例２におけるフロントガラスの要部断面図
である。

【図３】実施例３におけるフロントガラスの要部断面図
である。

【図４】実施例４における（Ａ）が要部断面図、（Ｂ）
が要部平面図である。

【符号の説明】

１ 合わせガラス ２ 全反射用ホログラム ３ 導入用ホログラム ４ 導出用ホログラム ５ 発光素子 ６ 受光素子 ７ プリズム ８ 折り返し用ホログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB05 BB20 CC11 EE02 EE09 GG02 HH01 JJ12 JJ30 KK10 MM05 3D025 AA01 AB01 AC01 AC21 AD02 AG42

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の板ガラスを、一部に着色したシェー
   ドバンド部を有する中間膜により接着した車両用合わせ
   ガラスに設けた発光素子および受光素子、ならびに車外
   側板ガラスの合わせ面側シェードバンド部分に設けた全
   反射ホログラムとからなり、前記発光素子からの検出光
   を導入して、全反射ホログラムにより車外側板ガラス中
   を全反射させ、該検出光を受光素子により受光して雨滴
   を検出するようにしたことを特徴とする雨滴検出装置。
2. 【請求項２】検出光の導入部、および／あるいは導出部
   の着色した中間膜部を無着色の中間膜に置換したことを
   特徴とする、請求項１記載の雨滴検出装置。