JP2014211358A - Raindrop detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the device size of a raindrop detector while maintaining the area of a raindrop detection area.SOLUTION: The present raindrop detector is provided with a first reflection unit 40 disposed opposite to a light-receiving unit 30 across a light-emitting unit 20 and causing light radiated opposite to the light-receiving unit 30, among the light radiated from the light-emitting unit 20, to be reflected by a first reflection surface 41 and guided to a transparent plate-like body 70 side. The raindrop detector also has a window part 51 of a bowl shape depressed in a direction parting from the transparent plate-like body 70 in which the light-emitting unit 30 is disposed, and a second reflection surface 52 provided around the window part 51, and is further provided with a second reflection unit 50 for causing light reflected by either the first reflection unit 40 or the transparent plate-like body 70 to be reflected by the second reflection surface 52 and condensed on the light-receiving unit 30. This ensures that not only the light totally reflected by the transparent plate-like body 70, but other diffused light is also guided to the light-receiving unit 30, making it unnecessary to secure the distance between the light-emitting unit 20 and the light-receiving unit 30 in order to have light totally reflected by the transparent plate-like body 70.

Description

本発明は、透明板状体に雨滴が付着したことを検出する雨滴検出装置に関する。   The present invention relates to a raindrop detection device that detects that raindrops are attached to a transparent plate-like body.

従来より、雨滴を検出するように構成された雨滴検出装置が、例えば特許文献1で提案されている。具体的に、特許文献1では、発光手段から照射された光がガラス面のうちの雨滴検出エリアに例えば約45°の入射角度で入射すると共に、ガラス面で反射した光が受光手段で検出されるように構成された雨滴検出装置が提案されている。このような構成によると、雨滴がガラス面に付着することによりガラスにおける透過率が変化するので、受光手段で検出される光の強度が変化する。これにより、雨滴を検出されるようになっている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 proposes a raindrop detection device configured to detect raindrops. Specifically, in Patent Document 1, the light emitted from the light emitting means enters the raindrop detection area of the glass surface at an incident angle of, for example, about 45 °, and the light reflected by the glass surface is detected by the light receiving means. There has been proposed a raindrop detection apparatus configured as described above. According to such a configuration, the transmittance of the glass changes due to raindrops adhering to the glass surface, so that the intensity of light detected by the light receiving means changes. Thereby, raindrops are detected.

特開2007−33153号公報JP 2007-33153 A

しかしながら、上記従来の技術では、ガラス面への光の入射角度が約45°となるように雨滴検出装置が構成されているので、発光手段と受光手段との配置が決まることで雨滴検出装置の全体のサイズが決まってしまう。言い換えると、雨滴検出エリアが雨滴検出装置のサイズに対して小さくなってしまう。このため、雨滴検出装置を小さくすると雨滴検出エリアが小さくなってしまうので、雨滴検出装置の小型化が困難になるという問題がある。   However, in the above conventional technique, the raindrop detection device is configured so that the incident angle of light on the glass surface is about 45 °. Therefore, the arrangement of the light emitting means and the light receiving means is determined, so that the raindrop detection device is arranged. The overall size is determined. In other words, the raindrop detection area becomes smaller than the size of the raindrop detection device. For this reason, if the raindrop detection device is made smaller, the raindrop detection area becomes smaller, which makes it difficult to downsize the raindrop detection device.

本発明は上記点に鑑み、雨滴検出装置において、雨滴検出エリアの面積を維持しつつ、装置を小型化することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to reduce the size of a raindrop detection device while maintaining the area of a raindrop detection area.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、内面(71)及び外面(72)を有する透明板状体(70)の内面(71)側に配置されると共に透明板状体(70)側に向かって発光する発光手段(20)と、透明板状体(70)の内面(71)側に配置されると共に透明板状体(70)で反射した光を受光する受光手段(30)と、を備え、受光手段(30)が受光した光の強度に基づいて透明板状体(70)の外面(72)に雨滴が付着したことを検出する雨滴検出装置であって、以下の点を特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the transparent plate-like body (71) is disposed on the inner surface (71) side of the transparent plate-like body (70) having the inner surface (71) and the outer surface (72). 70) and light receiving means (20) for receiving light reflected by the transparent plate (70) and disposed on the inner surface (71) side of the transparent plate (70). 30), and a raindrop detection device that detects that raindrops have adhered to the outer surface (72) of the transparent plate-like body (70) based on the intensity of light received by the light receiving means (30), It is characterized by.

すなわち、透明板状体(70)の内面(71)側に配置され、発光手段(20)を基準として受光手段(30)とは反対側に設けられ、発光手段(20)から照射された光のうち受光手段(30)とは反対側に照射された光を第1反射面(41)で反射させて透明板状体(70)側に導く第1反射手段(40)を備えている。   That is, the light emitted from the light emitting means (20) is disposed on the inner surface (71) side of the transparent plate-like body (70), provided on the opposite side of the light receiving means (30) with respect to the light emitting means (20). Among them, the first reflecting means (40) for reflecting the light irradiated to the side opposite to the light receiving means (30) by the first reflecting surface (41) and guiding it to the transparent plate-like body (70) side is provided.

また、透明板状体(70)から離れる方向に窪んだ椀形状であって、受光手段(30)が配置される窓部(51)と、この窓部(51)の周囲に設けられた第2反射面(52)と、を有しており、さらに、第1反射手段(40)及び透明板状体(70)のいずれかで反射した光を第2反射面(52)で反射させて受光手段(30)に集光する第2反射手段(50)を備えていることを特徴とする。   Moreover, it is a bowl shape recessed in the direction away from the transparent plate-like body (70), and a window part (51) in which the light receiving means (30) is disposed, and a first part provided around the window part (51). And the light reflected by either the first reflecting means (40) or the transparent plate (70) is reflected by the second reflecting surface (52). A second reflecting means (50) for condensing light on the light receiving means (30) is provided.

これによると、第1反射手段(40)及び第2反射手段(50)によって光を反射させることができるので、透明板状体(70)で全反射する光だけではなく他の拡散光も受光手段(30)に導くことができる。すなわち、発光手段(20)から照射された光を所定の角度で透明板状体(70)に直接当てると共に透明板状体(70)で反射した光を受光手段(30)で直接受光させなくても良いので、発光手段(20)と受光手段(30)との距離を離す必要がない。したがって、透明板状体(70)に設定された雨滴検出エリア(73)の面積を所定のサイズに維持しつつ、雨滴検出装置を小型化することができる。   According to this, since light can be reflected by the first reflecting means (40) and the second reflecting means (50), not only the light totally reflected by the transparent plate (70) but also other diffused light is received. The means (30) can be led. That is, the light emitted from the light emitting means (20) is directly applied to the transparent plate (70) at a predetermined angle, and the light reflected by the transparent plate (70) is not directly received by the light receiving means (30). Therefore, it is not necessary to increase the distance between the light emitting means (20) and the light receiving means (30). Therefore, it is possible to reduce the size of the raindrop detection device while maintaining the area of the raindrop detection area (73) set in the transparent plate (70) at a predetermined size.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態に雨滴検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the raindrop detection apparatus in 1st Embodiment of this invention. 図1に示された雨滴検出装置の電気的な構成図である。It is an electrical block diagram of the raindrop detection apparatus shown by FIG. 図1に示された雨滴検出装置の作動を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the action | operation of the raindrop detection apparatus shown by FIG. 第2実施形態に係る第2反射部の一部の断面図である。It is a partial sectional view of the 2nd reflective part concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態に係る第2反射部の一部の断面図である。It is a partial sectional view of the 2nd reflective part concerning a 2nd embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される雨滴検出装置は、例えば車両のフロントガラスに付着した雨滴を検出するために用いられる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The raindrop detection device shown in the present embodiment is used for detecting raindrops attached to a windshield of a vehicle, for example.

図1に示されるように、雨滴検出装置1は、ケース10、発光部20、受光部30、第1反射部40、第2反射部50、及び回路基板60を備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, the raindrop detection apparatus 1 includes a case 10, a light emitting unit 20, a light receiving unit 30, a first reflecting unit 40, a second reflecting unit 50, and a circuit board 60.

ケース10は、発光部20、受光部30、第1反射部40、第2反射部50、さらに回路基板60を収納するための有底筒状の筐体である。ケース10は、金属材料または樹脂材料から形成されている。本実施形態では、ケース10を開口端11側から底面12側に見た平面形状は四角形状をなしている。   The case 10 is a bottomed cylindrical casing for housing the light emitting unit 20, the light receiving unit 30, the first reflecting unit 40, the second reflecting unit 50, and the circuit board 60. The case 10 is formed from a metal material or a resin material. In the present embodiment, the planar shape of the case 10 viewed from the open end 11 side to the bottom surface 12 side is a quadrangular shape.

また、ケース10は、当該ケース10と透明板状体70の内面71との間に空間部13を形成するように、透明板状体70の内面71側に固定されている。これにより、発光部20、受光部30、第1反射部40、第2反射部50、及び回路基板60は透明板状体70の内面71側に配置される。透明板状体70は、車両のフロントガラスである。   Further, the case 10 is fixed to the inner surface 71 side of the transparent plate-like body 70 so as to form a space 13 between the case 10 and the inner surface 71 of the transparent plate-like body 70. Accordingly, the light emitting unit 20, the light receiving unit 30, the first reflecting unit 40, the second reflecting unit 50, and the circuit board 60 are disposed on the inner surface 71 side of the transparent plate 70. The transparent plate-like body 70 is a vehicle windshield.

発光部20は、透明板状体70の外面72に付着した雨滴を検出するための測定光を照射する発光素子である。発光部20は、回路基板60に実装されている。また、発光部20は、例えば発光ダイオード(LED)と、この発光ダイオードを駆動する図示しない駆動回路と、を有して構成されている。駆動回路は、発光ダイオードを例えばPWM制御する。すなわち、駆動回路は、パルス信号によって発光ダイオードを点滅させる。もちろん、一定の電圧で発光ダイオードを駆動しても良い。   The light emitting unit 20 is a light emitting element that emits measurement light for detecting raindrops attached to the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70. The light emitting unit 20 is mounted on the circuit board 60. The light emitting unit 20 includes, for example, a light emitting diode (LED) and a drive circuit (not shown) that drives the light emitting diode. The drive circuit performs PWM control of the light emitting diode, for example. That is, the drive circuit blinks the light emitting diode by the pulse signal. Of course, the light emitting diode may be driven with a constant voltage.

発光部20は、透明板状体70側に向かって発光する。すなわち、測定光は、発光部20から透明板状体70側の全方向に照射される。したがって、図1に示されるように、測定光は、受光部30とは反対側にも照射される。   The light emitting unit 20 emits light toward the transparent plate-like body 70 side. That is, the measurement light is emitted from the light emitting unit 20 in all directions on the transparent plate-like body 70 side. Therefore, as shown in FIG. 1, the measurement light is also irradiated on the side opposite to the light receiving unit 30.

受光部30は、透明板状体70で反射した光を受光する受光素子である。具体的に、受光部30は、受光した光の強度を検出するフォトダイオード(PD)と、このフォトダイオードの信号を増幅等する図示しない処理回路と、を有して構成されている。   The light receiving unit 30 is a light receiving element that receives light reflected by the transparent plate 70. Specifically, the light receiving unit 30 includes a photodiode (PD) that detects the intensity of the received light, and a processing circuit (not shown) that amplifies a signal of the photodiode.

受光部30は、回路基板60に実装されている。本実施形態では、受光部30は、透明板状体70の内面71の面方向において発光部20と共に並べられている。言い換えると、ケース10の底面12の面方向のうちの一方向に発光部20と受光部30とが並べられている。   The light receiving unit 30 is mounted on the circuit board 60. In the present embodiment, the light receiving unit 30 is arranged together with the light emitting unit 20 in the surface direction of the inner surface 71 of the transparent plate-like body 70. In other words, the light emitting unit 20 and the light receiving unit 30 are arranged in one of the surface directions of the bottom surface 12 of the case 10.

第1反射部40は、発光部20から照射された光のうち受光部30とは反対側に照射された光を第1反射面41で反射させて透明板状体70側に導く反射手段である。このため、第1反射部40は、発光部20を基準として受光部30とは反対側のケース10の壁面14に設けられている。壁面14は底面12と垂直に接続された内壁面である。   The first reflecting unit 40 is a reflecting unit that reflects the light irradiated from the light emitting unit 20 to the side opposite to the light receiving unit 30 by the first reflecting surface 41 and guides it to the transparent plate-like body 70 side. is there. For this reason, the 1st reflection part 40 is provided in the wall surface 14 of case 10 on the opposite side to the light-receiving part 30 on the basis of the light emission part 20. FIG. The wall surface 14 is an inner wall surface that is vertically connected to the bottom surface 12.

本実施形態では、第1反射部40は、ケース10の4つの壁面14のうち、発光部20に対向する壁面14に設けられている。また、第1反射部40は、発光部20の発光面21よりも透明板状体70側に配置されている。これは、発光部20の発光面21よりもケース10の底面12側には測定光が照射されないからである。   In the present embodiment, the first reflecting unit 40 is provided on the wall surface 14 facing the light emitting unit 20 among the four wall surfaces 14 of the case 10. Further, the first reflecting portion 40 is disposed on the transparent plate-like body 70 side with respect to the light emitting surface 21 of the light emitting portion 20. This is because the measurement light is not irradiated to the bottom surface 12 side of the case 10 relative to the light emitting surface 21 of the light emitting unit 20.

第2反射部50は、第1反射部40及び透明板状体70のいずれかで反射した光を第2反射面52で反射させて受光部30に集光する集光手段である。第2反射部50は、台座61を介して回路基板60に固定されている。また、第2反射部50は、透明板状体70から離れる方向に窪んだ椀形状をなしている。ここで、「椀形状」とは、球状体の殻の一部の形状であったり、コンタクトレンズの形状や卵の殻の表面形状等を指す。つまり、第2反射面52は凹面である。   The second reflecting unit 50 is a condensing unit that reflects the light reflected by either the first reflecting unit 40 or the transparent plate-like body 70 by the second reflecting surface 52 and collects the light on the light receiving unit 30. The second reflecting portion 50 is fixed to the circuit board 60 via the pedestal 61. The second reflecting portion 50 has a bowl shape that is recessed in a direction away from the transparent plate 70. Here, the term “cocoon shape” refers to the shape of a part of a spherical shell, the shape of a contact lens, the surface shape of an egg shell, or the like. That is, the second reflecting surface 52 is a concave surface.

さらに、第2反射部50は、窓部51と、この窓部51の周囲に設けられた第2反射面52と、を有している。窓部51は第2反射部50を貫通する貫通孔である。そして、窓部51には受光部30が配置されている。なお、台座61にも受光部30が配置されると共に第2反射部50の窓部51と連通する窓部62が設けられている。   Further, the second reflecting portion 50 includes a window portion 51 and a second reflecting surface 52 provided around the window portion 51. The window portion 51 is a through hole that penetrates the second reflecting portion 50. The light receiving unit 30 is disposed in the window 51. The pedestal 61 is also provided with the light receiving portion 30 and a window portion 62 that communicates with the window portion 51 of the second reflecting portion 50.

本実施形態では、第2反射面52は曲面によって構成されている。本実施形態では、第2反射部50のうち第1反射部40と対向する部分がケース10の開口端11側まで延設されている。一方、第2反射部50のうち発光部20側はケース10の壁面14側よりもケース10の底面12からの高さが低く形成されている。   In the present embodiment, the second reflecting surface 52 is configured by a curved surface. In the present embodiment, the portion of the second reflecting portion 50 that faces the first reflecting portion 40 extends to the opening end 11 side of the case 10. On the other hand, the light emitting unit 20 side of the second reflecting unit 50 is formed to have a lower height from the bottom surface 12 of the case 10 than the wall surface 14 side of the case 10.

上記の第1反射部40の第1反射面41及び第2反射部50の第2反射面52は、光の吸収もしくは光の透過よりも光の反射が大きい反射材料で構成されている。例えば、Al、Ag、Au、Cu等の金属材料、白色ペイント、エナメル、琺瑯(ほうろう)等の塗料(樹脂材料)、奉書、吸取紙、ケント、鳥の子等の紙類、白色タイル等の石材を採用することができる。   The first reflection surface 41 of the first reflection unit 40 and the second reflection surface 52 of the second reflection unit 50 are made of a reflection material that reflects light more than light is absorbed or transmitted. For example, metallic materials such as Al, Ag, Au, Cu, white paint, enamel, paint such as enamel, resin, paper such as blotter paper, Kent, bird cub, stone materials such as white tile Can be adopted.

金属材料の材料反射率は、金属に応じて50%〜90%程度である。塗料の材料反射率は、概ね70%〜85%である。また、石材の材料反射率は、白色タイルの場合で70%〜80%程度である。   The material reflectivity of the metal material is about 50% to 90% depending on the metal. The material reflectivity of the paint is approximately 70% to 85%. The material reflectance of the stone is about 70% to 80% in the case of a white tile.

以上のように、反射材料によって光の反射率は異なるが、第1反射面41及び第2反射面52は光の反射率がそれぞれ50%以上になっている。なお、各反射面41、52だけではなく、第1反射部40の全体及び第2反射部50の全体が上記の金属材料や樹脂材料等で構成されていても良い。   As described above, the light reflectance varies depending on the reflective material, but the light reflectance of each of the first reflective surface 41 and the second reflective surface 52 is 50% or more. In addition, not only each reflective surface 41 and 52 but the whole 1st reflection part 40 and the whole 2nd reflection part 50 may be comprised with said metal material, resin material, etc. FIG.

例えば、本実施形態では、第1反射部40の母体にAl等の金属材料が蒸着されたことにより第1反射面41が形成されている。第1反射部40の母体はケース10とは別体の部品でも良いし、ケース10の成形時に壁面14に成形された部分でも良い。また、第2反射部50となる母体にAl等の金属材料が蒸着されたことにより第2反射面52が形成されている。このように、反射材料として金属材料を各反射部40、50の母体にそれぞれ蒸着することで均一な反射面41、52を形成することができる。   For example, in the present embodiment, the first reflecting surface 41 is formed by depositing a metal material such as Al on the base of the first reflecting portion 40. The base body of the first reflecting portion 40 may be a separate part from the case 10 or may be a portion formed on the wall surface 14 when the case 10 is formed. In addition, the second reflecting surface 52 is formed by depositing a metal material such as Al on the base material to be the second reflecting portion 50. Thus, uniform reflective surfaces 41 and 52 can be formed by vapor-depositing a metal material as a reflective material on the bases of the reflective portions 40 and 50, respectively.

回路基板60は、発光部20、受光部30、第2反射部50、発光部20及び受光部30を駆動するための図示しない回路を有している。回路基板60は、ケース10の底面12に配置されている。   The circuit board 60 includes a circuit (not shown) for driving the light emitting unit 20, the light receiving unit 30, the second reflecting unit 50, the light emitting unit 20, and the light receiving unit 30. The circuit board 60 is disposed on the bottom surface 12 of the case 10.

上記の雨滴検出装置1の構成によると、図1に示されるように、発光部20から照射された測定光は、第1反射部40や透明板状体70で反射し、さらに第2反射部50で反射することにより受光部30で受光される。   According to the configuration of the raindrop detection apparatus 1 described above, as shown in FIG. 1, the measurement light emitted from the light emitting unit 20 is reflected by the first reflecting unit 40 and the transparent plate 70, and further the second reflecting unit. The light is reflected by 50 and received by the light receiving unit 30.

具体的には、発光部20から照射された測定光のうち受光部30側とは反対側に照射された測定光は第1反射部40の第1反射面41で反射する。例えば、70°で第1反射部40に入射した光は20°の角度で透明板状体70の外面72に入射及び反射し、さらに第2反射部50の第2反射面52のうち受光部30よりもケース10の壁面14側の第2反射面52で反射して受光部30で受光される。   Specifically, of the measurement light emitted from the light emitting unit 20, the measurement light emitted to the side opposite to the light receiving unit 30 side is reflected by the first reflecting surface 41 of the first reflecting unit 40. For example, light incident on the first reflection unit 40 at 70 ° is incident and reflected on the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70 at an angle of 20 °, and the light receiving unit among the second reflection surfaces 52 of the second reflection unit 50. The light is reflected by the second reflecting surface 52 closer to the wall surface 14 of the case 10 than 30 and received by the light receiving unit 30.

また、45°で第1反射部40の第1反射面41に入射した光は45°の角度で透明板状体70の外面72に入射することで透明板状体70の全反射領域で全反射し、さらに第2反射部50の第2反射面52のうち受光部30よりもケース10の壁面14側の第2反射面52で反射して受光部30で受光される。さらに、10°で第1反射部40に入射した光は80°の角度で透明板状体70の外面72に入射及び反射し、さらに第2反射部50の第2反射面52のうち受光部30よりも発光部20側の第2反射面52で反射して受光部30で受光される。   Further, the light incident on the first reflecting surface 41 of the first reflecting portion 40 at 45 ° is incident on the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70 at an angle of 45 °, so that it is totally reflected in the total reflection region of the transparent plate-like body 70. Further, the light is reflected by the second reflecting surface 52 of the second reflecting portion 52 of the second reflecting portion 50 on the wall surface 14 side of the case 10 from the light receiving portion 30 and is received by the light receiving portion 30. Furthermore, the light incident on the first reflecting portion 40 at 10 ° is incident on and reflected by the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70 at an angle of 80 °, and further, the light receiving portion of the second reflecting surface 52 of the second reflecting portion 50. The light is reflected by the second reflecting surface 52 closer to the light emitting unit 20 than 30 and received by the light receiving unit 30.

一方、発光部20から照射された測定光のうち受光部30側に照射された測定光は透明板状体70の外面72で反射し、さらに第2反射部50の第2反射面52で反射して受光部30で受光される。あるいは、測定光は透明板状体70の外面72と第2反射部50の第2反射面52とで多重反射して受光部30で受光される。   On the other hand, of the measurement light emitted from the light emitting unit 20, the measurement light emitted to the light receiving unit 30 side is reflected by the outer surface 72 of the transparent plate 70 and further reflected by the second reflecting surface 52 of the second reflecting unit 50. The light receiving unit 30 receives the light. Alternatively, the measurement light is multiple-reflected by the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70 and the second reflection surface 52 of the second reflection unit 50 and received by the light receiving unit 30.

このように、一定の角度以外の角度で透明板状体70に入射及び反射する光も受光部30に導くことができる。すなわち、透明板状体70の外面72において第1反射部40の第1反射面41から第2反射部50の第2反射面52までの範囲が雨滴検出エリア73となる。   In this way, light incident on and reflected from the transparent plate 70 at an angle other than a certain angle can be guided to the light receiving unit 30. That is, the range from the first reflecting surface 41 of the first reflecting unit 40 to the second reflecting surface 52 of the second reflecting unit 50 on the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70 is the raindrop detection area 73.

なお、これらの測定光の経路はもちろん一例である。上述のように測定光は発光部20から透明板状体70側の全方向に照射されるので、各方向に応じた経路で第1反射部40の第1反射面41、透明板状体70、及び第2反射部50の第2反射面52で反射して受光部30で受光される。   Of course, these measurement light paths are merely examples. As described above, since the measurement light is emitted from the light emitting unit 20 in all directions on the transparent plate-like body 70 side, the first reflecting surface 41 of the first reflecting portion 40 and the transparent plate-like body 70 are routed according to each direction. And reflected by the second reflecting surface 52 of the second reflecting unit 50 and received by the light receiving unit 30.

図2に示されるように、上記の発光部20及び受光部30は、CPU62と共に雨滴検出装置1を構成している。CPU62は、発光部20から測定光を照射させる機能、受光部30が受光した光の強度に基づいて透明板状体70の外面72に雨滴が付着したことを検出する機能、及び雨滴の検出結果を外部に出力する機能を有する制御手段である。   As shown in FIG. 2, the light emitting unit 20 and the light receiving unit 30 constitute a raindrop detection apparatus 1 together with the CPU 62. The CPU 62 has a function of irradiating measurement light from the light emitting unit 20, a function of detecting that raindrops have adhered to the outer surface 72 of the transparent plate 70 based on the intensity of light received by the light receiving unit 30, and raindrop detection results Is a control means having a function of outputting to the outside.

雨滴検出装置1は、車両のワイパを動作させるためのECU80と電気的に接続されている。ECU80は、雨滴検出装置1の雨滴検出結果に基づいて、フロントガラスの雨滴を拭き取るためのワイパの動作を制御する。   The raindrop detection device 1 is electrically connected to an ECU 80 for operating a wiper of the vehicle. The ECU 80 controls the operation of the wiper for wiping off the raindrops on the windshield based on the raindrop detection result of the raindrop detection device 1.

次に、雨滴検出装置1の作動について、図3のフローチャートを参照して説明する。なお、ケース10の空間部13、特に透明板状体70の内面71や受光部30のレンズに曇りはない状態、かつ、太陽光の影響もない状態であるとする。   Next, the operation of the raindrop detection apparatus 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. It is assumed that the space 13 of the case 10, particularly the inner surface 71 of the transparent plate 70 and the lens of the light receiving unit 30 are not fogged and are not affected by sunlight.

図3に示されるフローチャートは、例えば車両の電源がオンになった状態やユーザが所定のスイッチを動作させることによりスタートする。まず、ステップ100では、測定光の照射及び測定光の検出が行われる。すなわち、発光部20から測定光が照射され、第1反射部40、透明板状体70、及び第2反射部50で反射した測定光が受光部30で受光される。   The flowchart shown in FIG. 3 starts when, for example, the vehicle is turned on or the user operates a predetermined switch. First, in step 100, measurement light irradiation and measurement light detection are performed. That is, the measurement light irradiated from the light emitting unit 20 and reflected by the first reflection unit 40, the transparent plate 70, and the second reflection unit 50 is received by the light receiving unit 30.

受光部30では、測定光の強度が例えば電圧値として検出される。透明板状体70の外面72に雨滴が付着していない場合、受光部30で検出される測定光の強度は例えばAである。一方、透明板状体70の外面72のうち雨滴検出エリア73に雨滴が付着した場合、透明板状体70での測定光の反射量が減少するので、受光部30で検出される測定光の強度は例えばA−αとなる。   In the light receiving unit 30, the intensity of the measurement light is detected as a voltage value, for example. When raindrops are not attached to the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70, the intensity of the measurement light detected by the light receiving unit 30 is A, for example. On the other hand, when raindrops adhere to the raindrop detection area 73 in the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70, the amount of measurement light reflected by the transparent plate-like body 70 decreases, so that the measurement light detected by the light receiving unit 30 is reduced. The strength is, for example, A-α.

なお、受光部30で測定される測定光の強度は、言い換えれば測定光の光量である。すなわち、透明板状体70の外面72に雨滴が付着していない通常時では、受光部30で受ける光量はAである。一方、雨滴が付着したときに受光部30で受ける光量はA−αであり、α分だけ光量が減少する。つまり、αは雨滴検出のための閾値である。   The intensity of the measurement light measured by the light receiving unit 30 is, in other words, the amount of measurement light. In other words, the amount of light received by the light receiving unit 30 is “A” in a normal time when no raindrops are attached to the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70. On the other hand, the amount of light received by the light receiving unit 30 when raindrops are attached is A-α, and the amount of light decreases by α. That is, α is a threshold value for raindrop detection.

続いて、ステップ110では、雨滴検出判定が行われる。具体的には、ステップ100で検出された測定光の強度がAの場合はステップ120に進み、測定光の強度がA−αの場合はステップ130に進む。   Subsequently, in step 110, raindrop detection determination is performed. Specifically, when the intensity of the measurement light detected in step 100 is A, the process proceeds to step 120, and when the intensity of the measurement light is A−α, the process proceeds to step 130.

ステップ120では、雨は降っていないと判定される。そして、ステップ100に戻り、再び測定光の照射及び測定光の検出が行われる。一方、ステップ130では、雨は降っていると判定される。つまり、受光部30で受けた測定光の強度(光量)の減衰量αから雨滴が検出される。そして、ステップ140に進む。   In step 120, it is determined that it is not raining. Then, returning to step 100, the measurement light is irradiated again and the measurement light is detected again. On the other hand, in step 130, it is determined that it is raining. That is, the raindrop is detected from the attenuation amount α of the intensity (light quantity) of the measurement light received by the light receiving unit 30. Then, the process proceeds to Step 140.

ステップ140では、ワイパ制御が行われる。本ステップにおけるワイパ制御とは、例えばワイパを1回動作させる制御である。すなわち、ワイパを一往復させる制御である。具体的には、雨滴検出装置1のCPU62からECU80にワイパ制御信号が出力される。ワイパ制御信号を入力したECU80は、ワイパを1回動作させる。この後、再びステップ100に戻り、再び測定光の照射及び測定光の検出が行われる。   In step 140, wiper control is performed. The wiper control in this step is, for example, control for operating the wiper once. That is, the wiper is reciprocated once. Specifically, a wiper control signal is output from the CPU 62 of the raindrop detection apparatus 1 to the ECU 80. The ECU 80 having input the wiper control signal operates the wiper once. Thereafter, the process returns to step 100 again, and measurement light irradiation and measurement light detection are performed again.

雨が降り続いて透明板状体70の外面72に雨滴が付着し続ける場合は、ステップ100、ステップ110、ステップ130、ステップ140を繰り返すこととなる。   When rain continues and raindrops continue to adhere to the outer surface 72 of the transparent plate-like body 70, Step 100, Step 110, Step 130, and Step 140 are repeated.

以上説明したように、本実施形態では、発光部20から照射された測定光のうち受光部30から離れる方向に照射された測定光を受光部30側に導く第1反射部40を備えていることが特徴となっている。また、第1反射部40や透明板状体70で反射した測定光を受光部30に集光する第2反射部50を備えていることが特徴となっている。   As described above, in the present embodiment, the first reflection unit 40 that guides the measurement light emitted in the direction away from the light receiving unit 30 out of the measurement light emitted from the light emitting unit 20 to the light receiving unit 30 side is provided. It is a feature. Further, the second reflection unit 50 is characterized in that the measurement light reflected by the first reflection unit 40 and the transparent plate-like body 70 is collected on the light receiving unit 30.

これにより、第1反射部40及び第2反射部50によって光を反射させ、さらに受光部30に集光することができる。このため、発光部20から照射された光を全反射する角度で透明板状体70に直接当てると共に透明板状体70で反射した光を受光部30で直接受光させなくても良い。すなわち、透明板状体70で全反射する光だけではなく他の拡散光も受光部30に集光することができる。このように、ケース10の空間部13内の拡散光を第2反射部50で受光部30に集光しているので、発光部20と受光部30との距離を確保しなくても良い。したがって、透明板状体70に設定された雨滴検出エリア73の面積を所定のサイズに維持しつつ、雨滴検出装置1を小型化することができる。   Thereby, the light can be reflected by the first reflecting unit 40 and the second reflecting unit 50 and further condensed on the light receiving unit 30. For this reason, the light irradiated from the light emitting unit 20 may be directly applied to the transparent plate-like body 70 at an angle to totally reflect, and the light reflected by the transparent plate-like body 70 may not be directly received by the light receiving unit 30. That is, not only the light totally reflected by the transparent plate-like body 70 but also other diffused light can be condensed on the light receiving unit 30. As described above, since the diffused light in the space 13 of the case 10 is condensed on the light receiving unit 30 by the second reflecting unit 50, it is not necessary to secure a distance between the light emitting unit 20 and the light receiving unit 30. Therefore, the raindrop detection apparatus 1 can be reduced in size while maintaining the area of the raindrop detection area 73 set in the transparent plate-like body 70 at a predetermined size.

また、本実施形態では、第2反射部50の第2反射面52は滑らかな曲面によって構成されている。したがって、第2反射面52で反射した光を受光部30に集光しやすくすることができる。   In the present embodiment, the second reflecting surface 52 of the second reflecting unit 50 is configured by a smooth curved surface. Therefore, the light reflected by the second reflecting surface 52 can be easily collected on the light receiving unit 30.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、発光部20が特許請求の範囲の「発光手段」に対応し、受光部30が特許請求の範囲の「受光手段」に対応する。また、第1反射部40が特許請求の範囲の「第1反射手段」に対応し、第2反射部50が特許請求の範囲の「第2反射手段」に対応する。   As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the light emitting unit 20 corresponds to the “light emitting means” in the claims, and the light receiving unit 30 corresponds to the “light receiving means” in the claims. ". The first reflecting portion 40 corresponds to “first reflecting means” in the claims, and the second reflecting portion 50 corresponds to “second reflecting means” in the claims.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図4及び図5に示されるように、第2反射部50の第2反射面52は曲面ではなく、複数の平面部53から構成されている。曲面の第2反射面52は面が細かいが、本実施形態ではこの面が粗くなっていると言える。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. In this embodiment, as FIG.4 and FIG.5 shows, the 2nd reflective surface 52 of the 2nd reflective part 50 is not a curved surface, but is comprised from the several plane part 53. As shown in FIG. Although the curved second reflecting surface 52 is fine, it can be said that this surface is rough in this embodiment.

図4に示されるように、例えば、第2反射部50のうち受光部30において発光部20とは反対側に位置する部分のケース10の開口端11側の平面部54の角度z1を設計する場合、z1はz1=(180−x1−y1)/2から導き出すことができる。例えばx1=60°、y1=20°であるとすると、z1は上記の式からz1=50°となる。   As shown in FIG. 4, for example, the angle z <b> 1 of the flat surface portion 54 on the opening end 11 side of the case 10 in the portion of the second reflecting portion 50 located on the side opposite to the light emitting portion 20 in the light receiving portion 30 is designed. In this case, z1 can be derived from z1 = (180−x1−y1) / 2. For example, assuming that x1 = 60 ° and y1 = 20 °, z1 becomes z1 = 50 ° from the above formula.

また、図5に示されるように、第2反射部50のうち受光部30よりも発光部20側に位置する部分の平面部55の角度z2を設計する場合、z2はz2=(y2−x2)/2から導き出すことができる。例えばx2=20°、y2=80°であるとすると、z2は上記の式からz2=30°となる。なお、図5では発光部20を省略している。   Further, as shown in FIG. 5, when designing the angle z <b> 2 of the flat portion 55 of the portion of the second reflecting portion 50 that is located closer to the light emitting portion 20 than the light receiving portion 30, z2 is z2 = (y2−x2). ) / 2. For example, if x2 = 20 ° and y2 = 80 °, z2 is z2 = 30 ° from the above equation. In addition, the light emission part 20 is abbreviate | omitted in FIG.

以上のように、第2反射部50の第2反射面52において測定光をどの角度で反射させるのかを第2反射面52の場所毎に寸法設計して各平面部53〜55を形成することとなる。このように、第2反射面52を複数の平面部53〜55で構成することで第2反射部50の第2反射面52の設計を容易にすることができる。また、第2反射面52は曲面ではないので、第2反射部50の製造を容易にすることができる。   As described above, the plane portions 53 to 55 are formed by designing the dimensions of the second reflecting surface 52 of the second reflecting portion 50 to reflect the measurement light at each position of the second reflecting surface 52. It becomes. Thus, the design of the second reflecting surface 52 of the second reflecting portion 50 can be facilitated by configuring the second reflecting surface 52 with the plurality of flat surface portions 53 to 55. Moreover, since the 2nd reflective surface 52 is not a curved surface, manufacture of the 2nd reflective part 50 can be made easy.

(他の実施形態)
上記各実施形態で示された雨滴検出装置1の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、第2反射部50は台座61を介さずに回路基板60またはケース10の底面12に直接固定されていても良い。また、第1反射部40は、ケース10の1つの壁面14だけではなく、ケース10の底面12の面方向において発光部20と受光部30とが並べられた方向に対して垂直な方向に位置する2つの壁面14の一部に設けられていても良い。
(Other embodiments)
The configuration of the raindrop detection device 1 shown in each of the above embodiments is an example, and is not limited to the configuration shown above, and may be another configuration that can realize the present invention. For example, the second reflecting unit 50 may be directly fixed to the circuit board 60 or the bottom surface 12 of the case 10 without using the pedestal 61. The first reflecting portion 40 is positioned not only on one wall surface 14 of the case 10 but also in a direction perpendicular to the direction in which the light emitting portion 20 and the light receiving portion 30 are arranged in the surface direction of the bottom surface 12 of the case 10. It may be provided in a part of two wall surfaces 14 to be.

上記各実施形態では、ケース10と各反射部40、50はそれぞれ別部品になっているが、ケース10の壁面14が第1反射部40及び第2反射部50として形成されていても良い。また、第1反射部40が樹脂材料によって成形されたことにより第1反射面41が形成されていても良い。同様に、第2反射部50が樹脂材料によって成形されたことにより第2反射面52が形成されていても良い。一方、各反射部40、50はケース10と共に樹脂材料によって成形されているが、各反射面41、52は別の反射材料で形成されていても良い。例えば、上述のように、反射材料が蒸着されていても良い。   In each of the above embodiments, the case 10 and the reflecting portions 40 and 50 are separate components, but the wall surface 14 of the case 10 may be formed as the first reflecting portion 40 and the second reflecting portion 50. Moreover, the 1st reflective surface 41 may be formed by the 1st reflection part 40 being shape | molded by the resin material. Similarly, the 2nd reflective surface 52 may be formed by shape | molding the 2nd reflective part 50 with the resin material. On the other hand, although each reflective part 40 and 50 is shape | molded with the resin material with the case 10, each reflective surface 41 and 52 may be formed with another reflective material. For example, as described above, a reflective material may be deposited.

上記のように各反射部40、50の母体と反射面41、52を有する反射材料とが別体の場合、第1反射部40は第1反射面41を有する反射材料が第1反射部40の母体に接着されたことにより形成されていても良い。同様に、第2反射部50は、第2反射面52を有する反射材料が第2反射部50の母体に接着されたことにより形成されていても良い。これによると、各反射部40、50の母体と反射面41、52を有する反射材料とを別々に用意することができるので、設計の自由度を向上させることができる。   As described above, in the case where the base material of each of the reflecting portions 40 and 50 and the reflecting material having the reflecting surfaces 41 and 52 are separate bodies, the first reflecting portion 40 has the reflecting material having the first reflecting surface 41 as the first reflecting portion 40. It may be formed by being bonded to the mother body. Similarly, the second reflection unit 50 may be formed by bonding a reflective material having the second reflection surface 52 to the base of the second reflection unit 50. According to this, since the base material of each reflection part 40 and 50 and the reflective material which has the reflective surfaces 41 and 52 can be prepared separately, the freedom degree of design can be improved.

さらに、上記各実施形態では、ケース10は底面12が四角形状の有底筒状をなしていたが、これはケース10の形状の一例である。したがって、例えば、ケース10の底面12が円形や楕円形になっており、円または楕円の一方の半分領域に第1反射部40が配置され、他方の半分領域に第2反射部50が配置されていても良い。   Further, in each of the above embodiments, the case 10 has a bottomed cylindrical shape with the bottom surface 12 having a quadrangular shape, but this is an example of the shape of the case 10. Therefore, for example, the bottom surface 12 of the case 10 is circular or elliptical, and the first reflecting portion 40 is disposed in one half region of the circle or ellipse, and the second reflecting portion 50 is disposed in the other half region. May be.

雨滴検出装置1は、車両に搭載される場合に限られない。したがって、建築物等の窓ガラスに適用することもできる。この場合は、雨滴検出装置1の雨滴検出結果はECU80ではなく雨滴検出結果に応じた動作を行う機器等に出力されるようにすれば良い。   The raindrop detection device 1 is not limited to being mounted on a vehicle. Therefore, it can be applied to a window glass of a building or the like. In this case, the raindrop detection result of the raindrop detection apparatus 1 may be output not to the ECU 80 but to a device that performs an operation according to the raindrop detection result.

20 発光部(発光手段)
30 受光部(受光手段)
40 第1反射部(第1反射手段)
41 第1反射面
50 第2反射部(第2反射手段)
51 窓部
52 第2反射面
70 透明板状体
71 内面
72 外面
20 Light emitting part (light emitting means)
30 Light receiving part (light receiving means)
40 1st reflection part (1st reflection means)
41 1st reflection surface 50 2nd reflection part (2nd reflection means)
51 Window 52 Second Reflecting Surface 70 Transparent Plate 71 Inner Surface 72 Outer Surface

Claims (8)

内面(71)及び外面(72)を有する透明板状体(70)の内面(71)側に配置されると共に、前記透明板状体(70)側に向かって発光する発光手段(20)と、
前記透明板状体(70)の内面(71)側に配置されると共に、前記透明板状体(70)で反射した光を受光する受光手段(30)と、を備え、
前記受光手段(30)が受光した光の強度に基づいて前記透明板状体(70)の外面(72)に雨滴が付着したことを検出する雨滴検出装置であって、
前記透明板状体(70)の内面(71)側に配置され、前記発光手段(20)を基準として前記受光手段(30)とは反対側に設けられ、前記発光手段(20)から照射された光のうち前記受光手段(30)とは反対側に照射された光を第1反射面(41)で反射させて前記透明板状体(70)側に導く第1反射手段(40)と、
前記透明板状体(70)から離れる方向に窪んだ椀形状であって、前記受光手段(30)が配置される窓部(51)と、この窓部(51)の周囲に設けられた第2反射面(52)と、を有しており、さらに、前記第1反射手段(40)及び前記透明板状体(70)のいずれかで反射した光を前記第2反射面(52)で反射させて前記受光手段(30)に集光する第2反射手段(50)と、
を備えていることを特徴とする雨滴検出装置。
A light emitting means (20) disposed on the inner surface (71) side of the transparent plate (70) having an inner surface (71) and an outer surface (72), and emitting light toward the transparent plate (70); ,
A light receiving means (30) disposed on the inner surface (71) side of the transparent plate (70) and receiving light reflected by the transparent plate (70);
A raindrop detection device that detects that raindrops have adhered to the outer surface (72) of the transparent plate-like body (70) based on the intensity of light received by the light receiving means (30),
Arranged on the inner surface (71) side of the transparent plate-like body (70), provided on the opposite side of the light receiving means (30) with respect to the light emitting means (20), and irradiated from the light emitting means (20). First reflecting means (40) for reflecting the light irradiated on the opposite side of the light receiving means (30) from the first reflecting surface (41) to the transparent plate-like body (70) side. ,
It has a bowl shape recessed in a direction away from the transparent plate-like body (70), and a window portion (51) in which the light receiving means (30) is disposed, and a first portion provided around the window portion (51). And the light reflected by either the first reflecting means (40) or the transparent plate (70) is reflected by the second reflecting surface (52). Second reflecting means (50) for reflecting and condensing on the light receiving means (30);
A raindrop detection apparatus comprising:
前記第2反射面(52)は、曲面によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。   The raindrop detection device according to claim 1, wherein the second reflecting surface (52) is formed of a curved surface. 前記第2反射面(52)は、複数の平面部(53〜55)から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。   The raindrop detection device according to claim 1, wherein the second reflection surface (52) includes a plurality of flat portions (53 to 55). 前記第1反射面(41)及び前記第2反射面(52)は、光の吸収もしくは光の透過よりも光の反射が大きい反射材料として、金属材料、樹脂材料、紙、及び石材のいずれかによって形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の雨滴検出装置。   The first reflection surface (41) and the second reflection surface (52) are any of a metal material, a resin material, paper, and a stone material as a reflection material that reflects light more than light is absorbed or transmitted. The raindrop detection device according to claim 1, wherein the raindrop detection device is formed by: 前記第1反射面(41)及び前記第2反射面(52)は、光の反射率がそれぞれ50%以上であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の雨滴検出装置。   The raindrop detection according to any one of claims 1 to 4, wherein the first reflective surface (41) and the second reflective surface (52) each have a light reflectance of 50% or more. apparatus. 前記第1反射面(41)は、前記第1反射手段(40)の母体に金属材料が蒸着されたことにより形成されており、
前記第2反射面(52)は、前記第2反射手段(50)の母体に金属材料が蒸着されたことにより形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の雨滴検出装置。
The first reflecting surface (41) is formed by depositing a metal material on the base of the first reflecting means (40),
The said 2nd reflective surface (52) is formed by vapor-depositing a metal material on the base | substrate of the said 2nd reflection means (50), The one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Raindrop detector.
前記第1反射手段(40)は、前記第1反射面(41)を有する反射材料が前記第1反射手段(40)の母体に接着されたことにより形成されており、
前記第2反射手段(50)は、前記第2反射面(52)を有する反射材料が前記第2反射手段(50)の母体に接着されたことにより形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の雨滴検出装置。
The first reflecting means (40) is formed by adhering a reflective material having the first reflecting surface (41) to a base body of the first reflecting means (40),
The second reflecting means (50) is formed by adhering a reflecting material having the second reflecting surface (52) to a base body of the second reflecting means (50). The raindrop detection apparatus according to any one of 1 to 5.
前記第1反射面(41)は、前記第1反射手段(40)が樹脂材料によって成形されたことにより形成されており、
前記第2反射面(52)は、前記第2反射手段(50)が樹脂材料によって成形されたことにより形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の雨滴検出装置。
The first reflecting surface (41) is formed by molding the first reflecting means (40) with a resin material,
6. The raindrop according to claim 1, wherein the second reflecting surface (52) is formed by molding the second reflecting means (50) with a resin material. Detection device.
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