JP2013234875A - 光センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数の増大、及び、体格の増大それぞれが抑制された光センサを提供する。
【解決手段】雨滴を検出する雨滴検出部10と、入射光を検出する光検出部30と、これらを収納し、透明な被取付部材90に固定される収納部50と、を有する光センサであって、雨滴検出部は、発光素子11と、第1受光素子12と、発光素子から照射された光を被取付部材に導きつつ、被取付部材にて反射された光を第1受光素子に導く第1レンズ13と、を有し、位置検出部は、第2受光素子31と、該第2受光素子に入射する光の入射角度を規定する規定部32と、該規定部によって規定された光を第2受光素子に集光する第2レンズ33と、を有し、第1レンズは、可視光を遮光しつつ、発光素子の光を透過する性質を有し、規定部は、第1レンズの一部に形成されたスリットである。
【選択図】図1
【解決手段】雨滴を検出する雨滴検出部10と、入射光を検出する光検出部30と、これらを収納し、透明な被取付部材90に固定される収納部50と、を有する光センサであって、雨滴検出部は、発光素子11と、第1受光素子12と、発光素子から照射された光を被取付部材に導きつつ、被取付部材にて反射された光を第1受光素子に導く第1レンズ13と、を有し、位置検出部は、第2受光素子31と、該第2受光素子に入射する光の入射角度を規定する規定部32と、該規定部によって規定された光を第2受光素子に集光する第2レンズ33と、を有し、第1レンズは、可視光を遮光しつつ、発光素子の光を透過する性質を有し、規定部は、第1レンズの一部に形成されたスリットである。
【選択図】図1
Description
本発明は、雨滴を検出する雨滴検出部と、入射光を検出する光検出部と、雨滴検出部と光検出部それぞれを収納し、透明な被取付部材に固定される収納部と、を有する光センサに関するものである。
従来、例えば特許文献1に示されるように、発光素子と、発光素子にて発光された光の内、フロントウィンドシールドにて反射された光を受光する雨滴検出用受光素子と、周辺光を受光する周辺光検出用受光素子と、がそれぞれ基板に設けられた雨滴及び光検出装置が提案されている。この雨滴及び光検出装置は、発光素子から発光された光をフロントウィンドシールドに導き、フロントウィンドシールドで反射された光を雨滴検出用受光素子に集光するプリズムと、周辺光を周辺光検出用受光素子に集光するレンズ手段と、を有する。
ところで、特許文献1に示される雨滴及び光検出装置において、周辺光検出用受光素子の受光範囲をある特定の範囲に絞る場合、レンズ手段に入射する光を規定する必要がある。これを実現する構成としては、フロントウィンドシールドとレンズ手段との間に遮光性の板が設けられた構成が考えられる。しかしながら、この構成の場合、部品点数が増大し、体格が増大する、という問題があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、部品点数の増大、及び、体格の増大それぞれが抑制された光センサを提供することを目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明は、雨滴を検出する雨滴検出部(10)と、入射光を検出する光検出部(30)と、雨滴検出部と光検出部それぞれを収納し、透明な被取付部材(90)に固定される収納部(50)と、を有する光センサであって、雨滴検出部は、発光素子(11)と、第1受光素子(12)と、発光素子から照射された光を被取付部材に導きつつ、被取付部材にて反射された光を第1受光素子に導く第1レンズ(13)と、を有し、位置検出部は、第2受光素子(31)と、該第2受光素子に入射する光の入射角度を規定する規定部(32)と、該規定部によって規定された光を第2受光素子に集光する第2レンズ(33)と、を有し、第1レンズは、可視光を遮光しつつ、発光素子から照射された光を透過する性質を有し、規定部は、第1レンズの一部に形成されたスリット(34)であることを特徴とする。
これによれば、規定部が、第1レンズとは別体で形成される構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。これにより、光センサ(100)の体格の増大が抑制される。
以下、本発明に係る光センサを、車両のフロントウィンドに取り付けた場合の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1,図2に基づいて、本実施形態に係る光センサを説明する。なお、図2では、光センサ100に入射する光を実線矢印で、入射する光の仰角、及び、方位角を曲線矢印で示している。
(第1実施形態)
図1,図2に基づいて、本実施形態に係る光センサを説明する。なお、図2では、光センサ100に入射する光を実線矢印で、入射する光の仰角、及び、方位角を曲線矢印で示している。
光センサ100は、要部として、雨滴を検出する雨滴検出部10と、入射光を検出する光検出部30と、これら検出部10,30それぞれを収納し、フロントウィンド90に取り付けられる収納部50と、を有する。
図1に示すように、雨滴検出部10は、発光素子11と、第1受光素子12と、第1レンズ13と、を有する。発光素子11は、フロントウィンド90に光を照射する機能を果たし、第1受光素子12は、フロントウィンド90にて反射された発光素子11の光を受光する機能を果たす。そして、第1レンズ13は、発光素子11から照射された光をフロントウィンド90に導きつつ、フロントウィンド90にて反射された光を第1受光素子11に導く機能を果たす。フロントウィンド90に雨滴が附着している場合、光はフロントウィンド90にて反射されないため、第1受光素子12にて受光する光量が変動する。この光量の変動により、雨量が検出される。
発光素子11は、可視光以外の光、例えば赤外線や紫外線を照射するものである。本実施形態に係る発光素子11は、LEDであり、プリント基板51に搭載されている。
第1受光素子12は、光を電気信号に変換するものである。本実施形態に係る第1受光素子12は、PN接合を有するフォトダイオードであり、プリント基板51に搭載されている。
第1レンズ13は、可視光を遮光しつつ、発光素子11から照射される光を透過する性質の材料から成るものである。第1レンズ13は、レンズとしての主要な機能を果たす集光部13aと、集光部13aと一体的に連結された平板部13bと、平板部13bと一体的に連結された環状部13cと、を有する。集光部13aは、凸形状を成し、発光素子11から照射された光をフロントウィンド90に導きつつ、フロントウィンド90にて反射された光を第1受光素子11に導く機能を果たす。平板部13bは、収納部50の開口部を閉塞しつつ、フロントウィンド90に照射される車両周囲の光が第1受光素子12に入射することを妨げる機能を果たす。環状部13cは、プリント基板51の周囲を囲むことで、フロントウィンド90に照射される車両周囲の光が第1受光素子12に入射することを妨げる機能を果たす。
図1に示すように、光検出部30は、第2受光素子31と、規定部32と、第2レンズ33と、を有する。第2受光素子31は、フロントウィンド90に照射される車両周囲の光を受光する機能を果たし、規定部32は、第2受光素子31に入射する光の入射角度を規定する機能を果たす。そして、第2レンズ33は、規定部32によって規定された光を第2受光素子31に集光する機能を果たす。
第2受光素子31は、光を電気信号に変換するものである。本実施形態に係る第2受光素子31は、PN接合を有するフォトダイオードであり、プリント基板51に複数搭載されている。
規定部32は、図2に示すように、第1レンズ13の平板部13bに形成されたスリット34である。1つの第2受光素子31に対して、1つのスリット34が対応しており、各第2受光素子31に入射する光の入射角度が異なっている。そのため、各第2受光素子31によって得られる仰角特性及び方位角特性は、それぞれ異なっている。本実施形態に係るスリット34は、平板部13bの厚さ方向において、径が一定の円筒形状を成している。
第2レンズ33は、規定部32によって規定された光を、一度平行光に屈折させた後に集光して、集光した光を第2受光素子31に出射する凸レンズ33aと、規定部32によって規定された光を反射して、第2受光素子31に出射する反射レンズ33bと、を有する。図2に示すように、レンズ33a,33bそれぞれは回転対称形を成し、反射レンズ33bによって凸レンズ33aの周囲が囲まれる態様で、反射レンズ33bと凸レンズ33aとが一体になっている。
凸レンズ33aは、円筒形状を成し、その端面が湾曲している。この湾曲した一方の端面に、規定部32によって規定された光が入射し、他方の湾曲した端面から出射された光が、第2受光素子31に入射する。本実施形態では、上記した湾曲した端面は非球面となっている。
反射レンズ33bは、環状を成し、その内環面が凸レンズ33aの側面と一体的に連結され、その外環面が湾曲している。そして、内環面よりも外環面の方が広く、外環面と内環面とを連結する2つの連結面それぞれが、外環面の端から凸レンズ33aの中心に向かう方向に傾斜している。この傾斜した一方の面に、規定部32によって規定された光が入射し、その入射した光が湾曲した外環面にて反射され、反射された光が、他方の傾斜した面を介して、第2受光素子31に入射する。本実施形態では、上記した外環面は球面となっている。
以上、示したように、第2受光素子31に入射する光の仰角、及び、方位角は、規定部32によって規定され、第2受光素子31に入射する光の量は、第2レンズ33によって規定されている。
収納部50は、遮光性を有する材料で形成されており、1つの開口部を有する箱状を成している。図1に示すように、収納部50の底部にプリント基板51が設けられ、収納部50の開口部が、第1レンズ13の平板部13bによって閉塞されている。本実施形態に係る収納部50は、第2レンズ33の位置を固定する固定部52を有し、この固定部52によって、第2レンズ33と規定部32との相対的な位置が定められている。
次に、本実施形態に係る光センサ100の作用効果を説明する。上記したように、第1レンズ13は、可視光を遮光する性質の材料で形成され、規定部32は、第1レンズ13の平板部13bに形成されたスリット34である。これによれば、規定部が、第1レンズとは別体で形成される構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。これにより、光センサ100の体格の増大が抑制される。
第2レンズ33は、凸レンズ33aと、反射レンズ33bと、を有する。これによれば、第2レンズが、凸レンズのみを有する構成と比べて、より多くの光を、第2受光素子31に集光することができる。
反射レンズ33bと凸レンズ33aとが一体になっている。これによれば、反射レンズと凸レンズとが別体である構成と比べて、第2レンズ33の体格の増大が抑制される。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
本実施形態では、図2に示すように、スリット34は、平板部13bの厚さ方向において、径が一定の円筒形状である例を示した。しかしながら、スリット34の形状としては、上記例に限定されない。例えば、図3に示すように、スリット34が、厚さ方向に対して、斜めの方向に孔が形成され、断面形状が平行四辺形となった円筒形状を採用することもできる。若しくは、図4に示すように、スリット34が、厚さ方向に対して徐々に径が狭まる、断面形状が台形となった円筒形状を採用することもできる。これら変形例に示すように、スリット34の形状を変更することで、第2受光素子31に入射する光の仰角、及び、方位角の規定が調整される。
本実施形態では、第2レンズ33は、凸レンズ33aと、反射レンズ33bと、を有する例を示した。しかしながら、図5に示すように、第2レンズ33は、凸レンズ33aのみを有する構成を採用することもできる。
本実施形態では、光センサ100が車両のフロントウィンドに搭載された例を示した。しかしながら、光センサ100の搭載対象としては、上記例に限定されない。例えば、光センサ100が車両のリアウィンドに搭載された構成を採用することもできる。
10・・・雨滴検出部
11・・・発光素子
12・・・第1受光素子
13・・・第1レンズ
30・・・光検出部
31・・・第2受光素子
32・・・規定部
33・・・第2レンズ
34・・・スリット
100・・・光センサ
11・・・発光素子
12・・・第1受光素子
13・・・第1レンズ
30・・・光検出部
31・・・第2受光素子
32・・・規定部
33・・・第2レンズ
34・・・スリット
100・・・光センサ
Claims (8)
- 雨滴を検出する雨滴検出部(10)と、
入射光を検出する光検出部(30)と、
前記雨滴検出部と前記光検出部それぞれを収納し、透明な被取付部材(90)に固定される収納部(50)と、を有する光センサであって、
前記雨滴検出部は、発光素子(11)と、第1受光素子(12)と、前記発光素子から照射された光を前記被取付部材に導きつつ、前記被取付部材にて反射された光を前記第1受光素子に導く第1レンズ(13)と、を有し、
前記位置検出部は、第2受光素子(31)と、該第2受光素子に入射する光の入射角度を規定する規定部(32)と、該規定部によって規定された光を前記第2受光素子に集光する第2レンズ(33)と、を有し、
前記第1レンズは、可視光を遮光しつつ、前記発光素子から照射された光を透過する性質を有し、
前記規定部は、前記第1レンズの一部に形成されたスリット(34)であることを特徴とする光センサ。 - 前記第2レンズは、前記規定部によって規定された光を、一度平行光に屈折させた後に集光して、集光した光を前記第2受光素子に出射する凸レンズ(33a)を有することを特徴とする請求項1に記載の光センサ。
- 前記第2レンズは、前記凸レンズの他に、前記規定部によって規定された光を反射して、前記第2受光素子に出射する反射レンズ(33b)を有することを特徴とする請求項2に記載の光センサ。
- 前記反射レンズは環状を成し、
該反射レンズによって凸レンズの周囲が囲まれる態様で、前記反射レンズと前記凸レンズとが一体になっていることを特徴とする請求項3に記載の光センサ。 - 前記第1レンズは、前記発光素子から照射された光を前記被取付部材に導きつつ、前記被取付部材にて反射された光を前記第1受光素子に集光する集光部(13a)と、該集光部と一体的に連結された平板部(13b)と、を有し、
前記スリットは、前記平板部に形成されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の光センサ。 - スリットは、平板部の厚さ方向に対して、徐々に径が狭まる、断面形状が台形となった円筒形状であることを特徴とする請求項5に記載の光センサ。
- スリットは、平板部の厚さ方向に対して、斜めの方向に孔が形成され、断面形状が平行四辺形となった円筒形状であることを特徴とする請求項5に記載の光センサ。
- スリットは、平板部の厚さ方向において、径が一定の円筒形状であることを特徴とする請求項5に記載の光センサ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012106100A JP2013234875A (ja) | 2012-05-07 | 2012-05-07 | 光センサ |
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PCT/JP2013/002593 WO2013157258A1 (ja) | 2012-04-18 | 2013-04-17 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012106100A JP2013234875A (ja) | 2012-05-07 | 2012-05-07 | 光センサ |
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WO2015146152A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | 株式会社デンソー | 統合装置 |
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JP2005233726A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Denso Corp | 照度検出器 |
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2012
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