JP2007225600A - 光学式検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より有利なコストで製造することができ、より簡易かつ小型の構造を有する光学式検知装置を提供する。
【解決手段】第１及び第２部分部材１６、１８と、光学式検知装置を、パネル２２のうち対向する片面、特に、自動車のワイドスクリーン、に連結するための結合面２０と、を有する光伝導体構造、を備え、更に、光ビームを第１部分部材１６に接続する光学式送信部１０と、第２部分部材１８から出射する光ビームを受ける光学式受信部１２と、光学式送信部１０及び光学式受信部１２が配置されたプリント回路基板１４と、を含む。プリント回路基板１４は、結合面２０に対して平行に配置され、光学式送信部１０の中心光２８が、結合面２０に対して垂直に第１部分部材１６内へ入射し、結合面２０に対して垂直に第２部分部材１８から出射するように、光伝導体構造は構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１及び第２部分部材と、光学式検知装置を、パネルのうち対向する片面、特に、自動車のワイドスクリーン、に結合するための結合面と、を有する光伝導体構造と、光ビームを第１部分部材に接続する光学式送信部と、第２部分部材から出射する光ビームを受ける光学式受信部と、光学式送信部及び光学式受信部が配置されるプリント回路基板と、を備える光学式検知装置に関するものである。

上記のような光学式検知装置が、欧州特許ＥＰ０−８３３−７６４ Ｂ１により知られている。この周知の光学式検知装置において、プリント回路基板は自動車のワイドスクリーンに対して垂直に配置されている。光ビームは、光学式送信部から、ワイドスクリーンの面に対して平行に放射される。そして、光ビームは、発光伝導体の入射部分を介して、ワイドスクリーン内に接続される。このように構成するため、光ビームは、最初に、プリント回路基板に平行な方向で、第１偏向面において９０度だけ、偏向される。その後、光ビームは、入射部分から出射し、そして、ワイドスクリーンに平行に配置された結合面を通り、２つの更なる偏向面を介して、ワイドスクリーン内に入射する。光ビームは、ワイドスクリーン内で数回、反射された後、光ビームは、ワイドスクリーンから出射し、入射部分に対して対称に形成された出射部分を介して、プリント回路基板上の光学式受信部に導かれる。
欧州特許ＥＰ０−８３３−７６４ Ｂ１

本発明の目的は、より有利なコストで製造することができ、より簡易かつ小型の構造を有する光学式検知装置を提供することである。

本発明によれば、プリント回路基板は、結合面に対して平行に配置されており、そして、光学式送信部の中心光が、結合面に対して垂直に第１部分部材内へ入射し、かつ結合面に対して垂直に第２部分部材から出射するように、光伝導体構造は構成されている、というような最初に述べた形態の光学式検知装置で、提供される。

本発明に係る、光学式送信部及び光学式受信部を有するプリント回路基板の配置は、ワイドスクリーンに対して垂直方向の構造的空間を節約するだけでなく、更に、より少ない偏向面で達成できる構造を実現することができる。欧州特許ＥＰ０−８３３−７６４ Ｂ１により知られている構造、すなわち、光学式送信部から放射された光ビームがワイドスクリーンに入射する前に３回だけ偏向される構造、と比較して、本発明に係る光伝導体構造では、２つの偏向面だけが必要とされる。また、光ビームが、ワイドスクリーンから出射した後、光学式受信部へ導かれるときも、上記同様のことが適用され、本発明に係る光伝導体構造では、２つの偏向面だけが必要とされる。

本発明に係る光学式検知装置の有利かつ適切な展開は、従属請求項から明確になるであろう。

本発明は、添付する図１乃至３を参照して、簡単な実施例を用いて、以下に説明される。
光学式検知装置の光学構成要素の２次元展開図が、図１に示されており、例えば、図１は、従来の断面図ではない。この２次元展開図は、光学式検知装置の基本構造及び光路が断面図よりもよく見えるために、選択されている。更に、光学式検知装置における実際の３次元の形態は、本発明に対して、本質的なものではない。

光学式検知装置は、赤外線送信式ダイオードの形態の光学式送信部１０と、赤外線受信式ダイオードの形態の光学式受信部１２と、を有している。これら光学式送信部１０及び光学式受信部１２は、プリント回路基板１４（図１に図示されない）上に配置されている。光伝導体構造が、基本的に、２つの同様に製造された第１及び第２部分部材１６、１８からなる。これら第１及び第２部分部材１６、１８は、透明のプラスチック材料からなる対称の光伝導体本体を形成している。光伝導体構造は、結合面２０を、パネル２２のうち対向する片面に結合している。一定の結合面２０は、光学式送信部１０及び光学式受信部１２を有するプリント回路基板１４に対して、平行に配置されている。したがって、プリント回路基板１４は、同様に、パネル２２に対して平行な一面で延在している。第１非球面レンズ２４が、光学式送信部１０の方を向いている第１部分部材１６の端部に形成されており、例えば、前記第１非球面レンズ２４は、光学式送信部１０の方を向いている。第２非球面レンズ２６が、第２部分部材１８に形成され、光学式受信部１２の方を向いている。

光学式送信部１０から放射された光ビームが、第１非球面レンズ２４を通り、光伝導体構造の第１部分部材１６内に入射する。このビーム（光束）のうち中心光２８のみが、結合面２０に対して垂直方向にある第１部分部材１６内に入射し、以下で考察されている。中心光２８は、第１偏向面３０において、全反射で９０度だけ偏向されている。また、第１偏向面３０は、中心光２８に対して、４５度だけ傾斜している。これにより、この中心光２８は、結合面２０に対して平行に、指向する。第１偏向面３０の方を向いており、かつ結合面２０に対して特定の鋭角度αで傾斜する第２偏向面において、中心光２８は、さらに、全反射する。その後、中心光２８は、結合面２０を通り、第１部分部材１６から出射し、そして、定義された入射角度βで、パネル２２内に入射する。

中心光２８は、結合面２０に対向するパネル２２の内面で、１回だけ全反射を起こし、そして、入射角度βと等しい出射角度γでパネル２２から出射する。そして、中心光２８は、結合面２０を通り、光伝導体構造の第２部分部材１８内に到達する。この光伝導体構造が対称に製造されているため、第２部分部材１８内の光路は、第１部分部材１６内の光路に対して、対称となっている。例えば、中心光２８は、第３偏向面３４で第１の全反射を起こした後、結合面２０に対して平行に指向する。そして、中心光２８は、第４偏向面３６で第２の全反射を起こした後、結合面２０に対して垂直に指向する。したがって、中心光２８は、第２非球面レンズ２６を通り、結合面２０に対して垂直で、第２部分部材１８から出射する。そして、中心光２８は、プリント回路基板１４に配置された光学式受信部１２に当たる。

図１において、さらに、ビームのうち２つの外側光３８、４０の光路が、示されている。第１非球面レンズ２４は、ビームのうち全ての光が中心光２８に対して平行で第１部分部材１６内に入射するのを、確保している。光伝導体構造内及びパネル２２内で、全ての光は、中心光２８の様に、同様の５回の全反射（第１部分部材１６で２回、パネル２２で１回、及び第２部分部材１８で２回）を起こす。第２部分部材１８の第２非球面レンズ２６は、光伝導体構造から出射する複数の光を一緒にまとめる。これにより、これら全ての光は、光学式受信部１２に導かれる。

図２ａ及び図２ｂにおいて、パネル２２に対する光学式検知装置の結合における２つの変形例が示されている。図２ａの変形例によれば、弾性緩衝物４２が光学式検知装置とパネル２２との間に配設されている。一方で、図２ｂの変形例において、構造結合体４６が、光学式検知装置のハウジング４４に固定されており、パネル２２に接着されている。

図３は、図２ａの光学式検知装置の各部品を示している。上記説明されたプリント回路基板１４及び２組の光学構成要素（光学式送信部１０及び光学式受信部１２）は、ハウジング４４内に収容されている。ハウジング４４は、弾性緩衝体４２及びパネル２２の方向を向くハウジング部品４８と、カバー５０と、から成る。したがって、２つの光学式送信部１０及び光学式受信部１２は、プリント回路基板１４上に配置されている。

光学式検知装置は、自動車のワイドスクリーンに配設される雨滴センサとして、特に、適しているが、用途はこれに限られない。

図１は、本発明に係る光学式検知装置の光学構成要素の２次元展開図を示している。 図２ａは、異なる種類の結合でパネルに結合されている、本発明に係る光学式検知装置の断面図を示している。 図２ｂは、異なる種類の結合でパネルに結合されている、本発明に係る光学式検知装置の断面図を示している。 図３は、図２ａの光学式検知装置の分解組立て図を示している。

符号の説明

１０ 光学式送信部
１２ 光学式受信部
１４ プリント回路基板
１６ 第１部分部材
１８ 第２部分部材
２０ 結合面
２２ パネル
２４ 第１非球面レンズ
２６ 第２非球面レンズ
２８ 中心光

Claims (7)

1. 光学式検知装置であって、
   第１及び第２部分部材（１６、１８）と、前記光学式検知装置を、パネル（２２）のうち対向する片面、特に、自動車のワイドスクリーン、に結合するための結合面（２０）と、を有する光伝導体構造と、
   光ビームを前記第１部分部材（１６）に接続する光学式送信部（１０）と、
   前記第２部分部材（１８）から出射する光ビームを受ける光学式受信部（１２）と、
   前記光学式送信部（１０）及び前記光学式受信部（１２）が配置されたプリント回路基板（１４）と、を備える光学式検知装置において、
   前記プリント回路基板（１４）は、前記結合面（２０）に対して平行に配置されており、
   前記光学式送信部（１０）の中心光（２８）が、前記結合面（２０）に対して垂直に前記第１部分部材（１６）へ入射し、かつ前記結合面（２０）に対して垂直に前記第２部分部材（１８）から出射するように、前記光伝導体構造は構成されている、光学式検知装置。
2. 請求項１に記載の光学式検知装置において、
   前記光学式送信部（１０）の前記中心光（２８）は、前記光伝導構造の第１部分部材（１６）における第１の全反射後に、前記結合面（２０）に対して平行に指向される、ことを特徴とする光学式検知装置。
3. 請求項２に記載の光学式検知装置において、
   前記光学式送信部（１０）の前記中心光（２８）は、前記光伝導構造の第２部分部材（１８）における第１の全反射後に、前記結合面（２０）に対して平行に指向され、かつ第２の全反射後に、前記結合面（２０）に対して垂直に指向される、ことを特徴とする光学式検知装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学式検知装置において、
   第１非球面レンズ（２４）は、光学式送信部（１０）に対向して、前記第１部分部材（１６）に形成されている、ことを特徴とする光学式検知装置。
5. 請求項１に記載の光学式検知装置において、
   第２非球面レンズ（２６）は、光学式受信部（１２）に対向して、前記第２部分部材（１８）に形成されている、ことを特徴とする光学式検知装置。
6. 請求項１に記載の光学式検知装置において、
   ２つの前記第１及び第２部分部材（１６、１８）は、透明のプラスチック材料からなる、連続的な光伝導本体を形成している、ことを特徴とする光学式検知装置。
7. 請求項１に記載の光学式検知装置において、
   前記光学式送信部（１０）の前記中心光（２８）は、前記パネル（２２）で、１回だけ全反射を起こす、ことを特徴とする光学式検知装置。

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