JP2000266665A - 複層ガラスの雨滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来困難であった複層ガラスの雨滴検出装置を
提供する。 【解決手段】複層ガラスの雨滴検出装置であって、室内
側に配置された発光素子および受光素子と、中空空間部
に配設し、少なくとも室外側板ガラスの内面に密着さ
せ、該発光素子からの検出光を前記室外側板ガラスに導
入して全反射させる導入用導光材と、中空空間部に配設
し、少なくとも室外側板ガラスの内面に密着させ、室外
側板ガラス中を全反射して進行する検出光を室内側に設
けた受光素子に導出する導出用導光材と、前記受光素子
の受光量により雨滴を検出する検出回路を具備するか、
あるいは、室外側板ガラスの内面側に密着され、該発光
素子からの検出光を前記室外側板ガラスに導入して全反
射させる導入用ホログラムと、室外側板ガラスの内面に
密着され、室外側板ガラス中を全反射して進行する検出
光を室内側に設けた受光素子に導出する導出用ホログラ
ムと前記受光素子の受光量により雨滴を検出する検出回
路を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅、事務所ビ
ル、店舗などの窓ガラス、天窓ああるいは車両、船舶な
どの交通機関の窓ガラスなどに使用される複層ガラスの
雨滴検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用のフロントガラスに付着し
た雨滴を検出する装置が知られており、例えば、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１０−６２３３６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、これら
はいずれも２枚の板ガラスをポリビニールブチラールな
どの中間膜により接着した合わせガラスに雨滴が付着し
たときに検出するものであり、合わせガラス中を全反射
させるための検出光の導入、導出させるにあたりプリズ
ムなどを介して行えば比較的簡単に行うことができる
が、複層ガラスの場合には室外側の板ガラス中に検出光
を導入してこの中を全反射させ、この光を室内側に設け
た受光素子により受光する必要があり、単に室外側板ガ
ラスの表面にプリズムなどを設け、発光素子からこのプ
リズムを介して室外側板ガラスに検出光を導入しようと
しても、室外側板ガラス中を全反射して進行するような
角度で導入することはできない。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、複層ガラスであっても簡単な部材を設けるだ
けで雨滴を検出することができる装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の雨滴検出装置
は、室外側と室内側の２枚の板ガラスを所定の間隔で隔
置し、この間隔を保持するスペーサーをこのパネルの周
縁端部に配設することにより密封された中空空間を形成
した複層ガラスの雨滴検出装置であって、室内側に配置
された発光素子および受光素子と、中空空間部に配設
し、少なくとも室外側板ガラスの内面に密着させ、該発
光素子からの検出光を前記室外側板ガラスに導入して全
反射させる導入用導光材と、中空空間部に配設し、少な
くとも室外側板ガラスの内面に密着させ、室外側板ガラ
ス中を全反射して進行する検出光を室内側に設けた受光
素子に導出する導出用導光材と、前記受光素子の受光量
により雨滴を検出する検出回路を具備したことを特徴と
する。

【０００６】または、室外側板ガラスと室内側板ガラス
から構成される複層ガラスの室内側に配置された発光素
子および受光素子と、室外側板ガラスの内面側に密着さ
れ、該発光素子からの検出光を前記室外側板ガラスに導
入して全反射させる導入用ホログラムと、室外側板ガラ
スの内面に密着され、室外側板ガラス中を全反射して進
行する検出光を室内側に設けた受光素子に導出する導出
用ホログラムと前記受光素子の受光量により雨滴を検出
する検出回路を具備したことを特徴とする。

【０００７】本発明の雨滴検出装置は、中空空間部に配
設し、２枚の板ガラスの内面に密着させた導入用導光材
あるいは、室外側板ガラスの内面側に密着させた導入用
ホログラムにより、発光素子からの検出光を前記室外側
板ガラスに臨界角を越える角度で導入して室外側板ガラ
ス中を全反射させ、中空空間部に配設し、２枚の板ガラ
スの内面に密着させた導出用導光材あるいは、室外側板
ガラスの内面側に密着させた導出用ホログラムにより、
室内側に設けた受光素子へ検出光を導くことができる。

【０００８】導光材を使用する場合には、室内側板ガラ
スにプリズムを設ける必要が生じる場合があるが、導入
用と導出用のホログラムを使用する場合には、このホロ
グラムの回折角を臨界角以上になるようにしておくの
で、プリズムを設ける必要はない。

【０００９】

【発明の実施の形態】導光材としては、透明で板ガラス
に屈折率が近似したガラスブロックなどが好ましいが、
アクリル樹脂などの透明な樹脂、光ファイバーなども使
用することができる。また、その形状については実施例
に示すように室外側板ガラス中を全反射するように臨界
角を越える角度で入射させる必要があるので、少なくと
も室外側板ガラスの内面に密着させる必要があり、その
形状は四辺形状あるいは台形状にして室外側板ガラスに
臨界角（約４２°）を越える角度で入射するようにすれ
ばよい。

【００１０】実施例１のような場合には室内側にプリズ
ムを設ける必要があるが、実施例２などのような導光材
の斜面に平行光を複層ガラスの垂直方向から入射させれ
ば、この斜面で全反射して、室外側板ガラスに臨界角を
越える角度で入射させることができるので、プリズムが
不要となる。光ファイバーなどを曲げて配設した場合に
もプリズムが不要である。

【００１１】ホログラムを使用する場合、透過型ホログ
ラム、反射型ホログラムのいずれも使用可能であり、発
光素子からの光を透明板状体に導入する際のホログラム
は発光素子の光を透明板状体中で全反射するように回折
角を板ガラスの場合で４２°以上とし、雨滴（屈折率
１．３３）と透明板状体と雨滴との界面で全反射しない
ように６０．１°以下になるようなホログラムを使用す
る必要があり、透明板状体から受光素子へ導出する際の
ホログラムは逆に透明板状体中を全反射してきた光を受
光素子に出射するようなホログラムを使用する必要があ
る。

【００１２】透過型ホログラムの作製は、導入用と導出
用を一体化する場合には、３分割し１つは導入用、１つ
は導出用、残りの１つは未露光のままとする。まずフォ
トポリマーなどの感材の一方の側方部に（残部はマスキ
ングしておく）導入用のホログラムとして例えば垂直方
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、発散光と発散光あ
るいは発散光と平行光として同じ面から照射して干渉縞
を形成させ、その後他方の側方部（残部はマスキングし
ておく）に導出用として、導入用とは逆の面から導入用
と同じ入射角の２方向からのレーザー光を、発散光と収
束光、発散光と平行光、発散光と発散光、あるいは平行
光と平行光として入射させて干渉縞を形成し、その後通
常の現像処理などを行ってホログラムを得る。この場合
に導入用ホログラムと導出用ホログラムが両側に記録さ
れ、両者の間の中央部分は干渉縞が形成されていない未
露光部分である。

【００１３】反射型ホログラムの作製は、導入用と導出
用を一体化する場合には透過型ホログラムの場合と同様
に感材を３分割して、透過型ホログラムの場合にはそれ
ぞれ同一の感材面に２方向からのレーザー光を照射した
が、反射型ホログラムの場合には２方向からの光を同一
の方向ではなく反対側の方向から入射させて干渉縞を形
成すればよい。

【００１４】また、透過型ホログラム、反射型ホログラ
ムのいずれの場合にも一体化した方が好ましいが、導入
用ホログラムと導出用ホログラムをそれぞれ作製し、室
内側板ガラスの内面に別個に密着させてもよい。

【００１５】ホログラムを使用する場合に、感材につい
ては、樹脂フィルムに厚さ２５μｍのフォトポリマーポ
リマー、例えばＯｍｎｉＤｅｘ−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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】検出回路は、雨滴が透明板状体に付着する
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。

【００１９】室外側板ガラス中を全反射させる回数につ
いて、実施例に示すように車内側から検出光を導入して
１回（１往復）全反射させる場合も複数回全反射させる
場合にも、単板ガラスあるいは合わせガラスの場合と異
なり、室内側板には検出光が通らないので、室内の結露
を誤検出することがない。

【００２０】複層ガラスの構造は周知の構造のものでよ
く、スペーサーとしては、乾燥剤を充填したアルミニウ
ム製筒状中空体などの金属製スペーサー、塩化ビニル樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ア
クリロニトリル・ＥＰＤＭ・スチレンからなるコポリマ
ーであるＡＥＳ樹脂などの樹脂製筒状中空体などを採用
することができる。

【００２１】封着材としては、ポリイソブチレン（反応
性ポリイソブチレンを含む）、ブチルゴム（未加硫ブチ
ルゴム、部分加硫ブチルゴムを含む）、ポリイソブチレ
ンを１成分とする共重合体、ホットメルトブチル（例え
ば、横浜ゴム製Ｍ−１４５、Ｍ−１２０、カネボーＮＳ
Ｃ製８８−７５００などの市販されているコンパウンド
を含む）などの自己粘着性を有する樹脂、液状のポリサ
ルファイド系、シリコーン系、ポリウレタン系樹脂など
を好適に採用することができる。

【００２２】

【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。

【００２３】図１、図２はそれぞれ実施例１と実施例２
におけるフロントガラスの要部断面図である。

【００２４】実施例１ 図１に示すように、導入用の導光材と導出用の導光材を
中空空間部に配設し、２枚の板ガラスの内面に密着させ
た場合について例示する。

【００２５】一方の板ガラス１１を水平に載置した状態
で、ゼオライトなどの乾燥剤２が充填されたアルミスペ
ーサー３を、図示しないコーナーキーを用いて接続し、
２枚の板ガラスに接する面にブチルゴムなどの１次封着
材４として塗布し、一方の板ガラス１１の周辺部に貼り
付ける。

【００２６】次いで、一方の板ガラスと他方の板ガラス
に接着する面に、図示しない液状の紫外線硬化型の光学
接着剤が塗布された断面が平行四辺形状のガラスなどの
検出光導入用の導光材板５１と検出光導出用の導光材５
２を所定の位置に置き、一方の板ガラスと接している部
分に紫外線を照射して、硬化させて一方の板ガラスに強
固に接着した状態で、他方の板ガラス１２を重ね合わ
せ、検出光導入用の導光材５１、検出光導出用の導光材
５２が他方の板ガラス１２と接している部分に紫外線を
照射して接着した。

【００２７】その後、２枚の板ガラス１１、１２とアル
ミスペーサー３により形成されるアルミスペーサー外側
空間部に液状のポリサルファイドを２次封着材６として
塗布充填し、常温付近の温度で硬化させると同時に板ガ
ラスと強固に接着一体化させ複層ガラス１を得た。

【００２８】このようにして得られた複層ガラス１の一
方の板ガラス１１（室内用板ガラス）面に検出光導入用
プリズム７１と検出光導出用プリズム７２を取り付け、
さらにそれぞれのプリズム７１、７２の近傍に図示しな
い発光素子と受光素子を取り付け、住宅用の窓ガラスな
どとして装着する。

【００２９】なお、図示しないが、発光素子には電源か
らのリード線を接続し、受光素子のの出力側には検出回
路を接続する。

【００３０】このようにして得られた雨滴検出装置にお
いて、雨が降っていないときには、複層ガラス１に発光
素子からの検出光が矢印に示すように導入されると、検
出光は導入用プリズム７１、一方の板ガラス（室内側板
ガラス）、導入用の導光材５１を通って室外側板ガラス
である他方の板ガラス１２に臨界角を越える角度で入射
され、室外側板ガラス１２を複数回全反射して、導出用
の導光材５２、室内側板ガラス１１、検出光導出用プリ
ズム７２を経て図示しない受光素子によって受光される
が、この場合には検出光は若干減衰があるもののほぼ全
量が受光される。

【００３１】雨滴が室外側板ガラスに付着すると、雨滴
に検出光の一部、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、受光素子に受光される検出光はほと
んど０になるか激減する。

【００３２】図示しない検出回路において、この受光量
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。なお、この場合に結露が室内側板ガラスに生じても
検出光は１回（１往復）全反射するだけであり、ホログ
ラムと空気との界面では反射されないので誤検出するこ
となく、正確に検出することができる。

【００３３】実施例２ 図２に示すように、検出光導入用の導光材と検出光導入
用の導光材を一体化して断面台形状５として、室外側板
ガラス１２における検出光の全反射回数を１回とした以
外は実施例１と同じ構成としたものである。

【００３４】この場合に、台形状の導光材５の斜面の角
度を垂直に近い角度にしておくと、複層ガラスの垂直方
向から検出光を導入してこの斜面で全反射させて室外側
板ガラスに臨界角を越える角度で入射させることがで
き、さらに全反射してきた検出光を他方の斜面で全反射
させて複層ガラスのほぼ垂直面から出射させることがで
きるのでプリズムは不要となる。 実施例３ 図３に示すように、検出光導入用ホログラム５１’と検
出光導出用ホログラム５２’を室外側板ガラスに密着さ
せた場合について例示する。

【００３５】まず、樹脂フィルムに厚さ５０μｍのフォ
トポリマーポリマーを塗布した、例えばＯｍｎｉＤｅｘ
−３５２（ＤｕＰｏｎｔ製）１０ｍｍ×３０ｍｍの感材
の片側１０ｍｍ×１０ｍｍ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４０°〜６
０°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４３．８°の
発散光をそれぞれ感材の一方の面に照射して、片側１０
ｍｍ×１０ｍｍの領域に導入用の干渉縞を形成し、次い
でもう一方の反対側の片側１０ｍｍ×１０ｍｍ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４０°〜６０°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６．２°の発散光、と４３．８
°の発散光をそれぞれ感材の他方の面に照射してもう一
方の片側１０ｍｍ×１０ｍｍの領域に導出用の干渉縞を
形成し、その後通常の現像処理などを行って透過型ホロ
グラム２を得る。得られたホログラム５’は導入用のホ
ログラム５１’と導出用ホログラム５２’と未露光部分
５３’に３種類に区分されたシートである。 ここで、
ホログラムの露光方法については、用いるレーザー、露
光波長、露光角度などの条件は、用いる発光素子、受光
素子の光学特性に合わせて選択すればよい。

【００３６】次いで、一方の板ガラス１１を水平に載置
した状態で、ゼオライトなどの乾燥剤２が充填されたア
ルミスペーサー３を、図示しないコーナーキーを用いて
接続し、２枚の板ガラスに接する面にブチルゴムなどの
１次封着材４として塗布し、一方の板ガラス１１の周辺
部に貼り付け、導出用のホログラム５１’と導出用のホ
ログラム５２’が１枚のホログラムシート５’として密
着された他方の板ガラス１２を重ね合わせ、その後、２
枚の板ガラス１１、１２とアルミスペーサー３により形
成されるアルミスペーサー外側空間部に液状のポリサル
ファイドを２次封着材７として塗布充填し、常温付近の
温度で硬化させると同時に板ガラスと強固に接着一体化
させ複層ガラス１を得た。

【００３７】この例では検出光導入用のプリズム、検出
光導出用のプリズムが不要であり、図示しない発光素子
からの検出光は室内側板ガラスに入射角が９０°で入射
させることができ、導入用ホログラム５１’で回折さ
れ、臨界角を越える角度で室外側板ガラス１２に入射さ
れ、室外側板ガラス１２で全反射して検出光導出用ホロ
グラム５２’に到り、該ホログラム５２’で回折され
て、室内側板ガラスから出射角が９０°で出射して図示
しない受光素子に受光される。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、導光材あるいはホログ
ラムによって発光素子からの検出光の室外側板ガラスへ
の導入を行い、導光材ああるいはホログラムによって検
出光のの受光素子への導出を行うので、複層ガラスの雨
滴の検出を誤検出することなく、正確に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における複層ガラスの雨滴検出装置を
示す要部断面図である。

【図２】実施例２における複層ガラスの雨滴検出装置を
示す要部断面図である。

【図３】実施例３における複層ガラスの雨滴検出装置を
示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 複層ガラス １１ 室内側板ガラス １２ 室外側板ガラス ５１ 検出光導入用導光材 ５２ 検出光導入用導光材 ５１’ 検出光導入用ホログラム ５２’ 検出光導出用ホログラム

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB08 BB15 CC11 EE02 FF06 GG01 GG02 HH02 JJ12 JJ17 JJ30 KK02 MM01 MM05 3D025 AA01 AC01 AC21 AD02 AG42

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室外側と室内側の２枚の板ガラスを所定の
   間隔で隔置し、この間隔を保持するスペーサーをこのパ
   ネルの周縁端部に配設することにより密封された中空空
   間を形成した複層ガラスの雨滴検出装置であって、室内
   側に配置された発光素子および受光素子と、中空空間部
   に配設し、少なくとも室外側板ガラスの内面に密着さ
   せ、該発光素子からの検出光を前記室外側板ガラスに導
   入して全反射させる導入用導光材と、中空空間部に配設
   し、少なくとも室外側板ガラスの内面に密着させ、室外
   側板ガラス中を全反射して進行する検出光を室内側に設
   けた受光素子に導出する導出用導光材と、前記受光素子
   の受光量により雨滴を検出する検出回路を具備したこと
   を特徴とする複層ガラスの雨滴検出装置。
2. 【請求項２】室外側と室内側の２枚の板ガラスを所定の
   間隔で隔置し、この間隔を保持するスペーサーをこのパ
   ネルの周縁端部に配設することにより密封された中空空
   間を形成した複層ガラスの雨滴検出装置であって、室内
   側に配置された発光素子および受光素子と、室外側板ガ
   ラスの内面側に密着され、該発光素子からの検出光を前
   記室外側板ガラスに導入して全反射させる導入用ホログ
   ラムと、室外側板ガラスの内面に密着され、室外側板ガ
   ラス中を全反射して進行する検出光を室内側に設けた受
   光素子に導出する導出用ホログラムと前記受光素子の受
   光量により雨滴を検出する検出回路を具備したことを特
   徴とする複層ガラスの雨滴検出装置。