JP3200391B2 - 自動車用ウインドシールドガラス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は雨滴などの液体の有
無、単位面積当たりの液滴の個数、量などを高精度で検
知する機能を備えた自動車用ウインドシールドガラスに
関する。
無、単位面積当たりの液滴の個数、量などを高精度で検
知する機能を備えた自動車用ウインドシールドガラスに
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のフロントガラスに雨滴が付着し
たことを検知して、ワイパーを自動的に動作させる試み
が従来から行なわれており、このような検知機能を備え
た基板として、図６に示す構造のものがある。
たことを検知して、ワイパーを自動的に動作させる試み
が従来から行なわれており、このような検知機能を備え
た基板として、図６に示す構造のものがある。
【０００３】即ち、ガラス板等の透明基板１００の表面
にプリズム１０１，１０２を貼着し、プリズム１０１を
介して光源１０３からの光を全反射する角度で透明基板
１００内に導入する。そして、水などの液体が透明基板
１００の表面に存在すると全反射が起こらないように入
射角度を設定しておくと、ガラス表面の全反射点におけ
る液体の有無により全反射の光量が変化するので、この
変化量を受光素子１０４などにより検知することによ
り、液体の存在を知ることができるというものである。
にプリズム１０１，１０２を貼着し、プリズム１０１を
介して光源１０３からの光を全反射する角度で透明基板
１００内に導入する。そして、水などの液体が透明基板
１００の表面に存在すると全反射が起こらないように入
射角度を設定しておくと、ガラス表面の全反射点におけ
る液体の有無により全反射の光量が変化するので、この
変化量を受光素子１０４などにより検知することによ
り、液体の存在を知ることができるというものである。
【０００４】そして、特開昭６０−２１６２４５号公報
には、上記の検知方式のように、光源からの光をガラス
板面で全反射させ、これをプリズムを介して受光素子に
入射させていたのでは、検知感度が悪いので、ガラス面
に水滴が付着した時にのみ、当該水滴からの反射光を受
光素子に入射するようにプリズムの角度を設定した内容
が開示されている。
には、上記の検知方式のように、光源からの光をガラス
板面で全反射させ、これをプリズムを介して受光素子に
入射させていたのでは、検知感度が悪いので、ガラス面
に水滴が付着した時にのみ、当該水滴からの反射光を受
光素子に入射するようにプリズムの角度を設定した内容
が開示されている。
【０００５】また、特開昭６２−１６３９４９号公報に
は、２つの光源を用意し、一方の光源からの光束の検出
面における入射角を全反射の臨界角以上とし、他方の光
源からの光束の検出面における入射角を全反射の臨界角
以下とし、水以外の付着物との識別ができるようにした
構成が開示されている。
は、２つの光源を用意し、一方の光源からの光束の検出
面における入射角を全反射の臨界角以上とし、他方の光
源からの光束の検出面における入射角を全反射の臨界角
以下とし、水以外の付着物との識別ができるようにした
構成が開示されている。
【０００６】更に、特開平８−２６１９７４号公報に
は、ガラス板の内部に櫛形の透明電極を配置し、ガラス
板表面に水滴が付着したことによって生じる櫛形の透明
電極間の静電容量の変化を検出し、これに応じて窓の開
閉やヒータの制御を行なうようにした構成が開示されて
いる。
は、ガラス板の内部に櫛形の透明電極を配置し、ガラス
板表面に水滴が付着したことによって生じる櫛形の透明
電極間の静電容量の変化を検出し、これに応じて窓の開
閉やヒータの制御を行なうようにした構成が開示されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した、光学式の検
知機能を備えたものにあっては、ガラス中に全反射光を
導入するためにプリズムが必須であり、このプリズムを
ガラス面に密着させる必要があり、作業に手間がかか
る。特に、自動車のウインドシールドガラスなどは湾曲
したデザインが多く採用されており、密着させることが
困難である。また、プリズムとガラス表面との界面での
不要な反射をさけるために、屈折率をできるだけ近づけ
る必要がある（屈折率マッチング）。このためにマッチ
ング層を設けることも考えられるが、工程が増加し、コ
スト面で不利が生じる。
知機能を備えたものにあっては、ガラス中に全反射光を
導入するためにプリズムが必須であり、このプリズムを
ガラス面に密着させる必要があり、作業に手間がかか
る。特に、自動車のウインドシールドガラスなどは湾曲
したデザインが多く採用されており、密着させることが
困難である。また、プリズムとガラス表面との界面での
不要な反射をさけるために、屈折率をできるだけ近づけ
る必要がある（屈折率マッチング）。このためにマッチ
ング層を設けることも考えられるが、工程が増加し、コ
スト面で不利が生じる。
【０００８】一方、特開平８−２６１９７４号公報のよ
うに、電極間の電気抵抗の変化、電気容量の変化などを
検知して行う方式は、耐久性、感度の面で光学式に劣
り、特に自動車用のフロントガラスにあっては、運転者
あるいは同乗者の視認性に追随した信号であることが重
要であり、光学式のセンサが望ましい。
うに、電極間の電気抵抗の変化、電気容量の変化などを
検知して行う方式は、耐久性、感度の面で光学式に劣
り、特に自動車用のフロントガラスにあっては、運転者
あるいは同乗者の視認性に追随した信号であることが重
要であり、光学式のセンサが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明にあっては自動車用ウインドシールドガラスを、
発光手段と受光手段とガラス基板にて構成し、前記ガラ
ス基板には、前記発光手段から発せられた光をガラス基
板内に導くとともに、ガラス基板内に導いた光をガラス
基板の他面側において全反射する角度に屈折せしめる回
折格子と、ガラス基板内において全反射してきた光を前
記受光手段に向けて出射せしめる回折格子とを設け、前
記全反射点に付着した液体の検出機能を備えた構成とし
た。
本発明にあっては自動車用ウインドシールドガラスを、
発光手段と受光手段とガラス基板にて構成し、前記ガラ
ス基板には、前記発光手段から発せられた光をガラス基
板内に導くとともに、ガラス基板内に導いた光をガラス
基板の他面側において全反射する角度に屈折せしめる回
折格子と、ガラス基板内において全反射してきた光を前
記受光手段に向けて出射せしめる回折格子とを設け、前
記全反射点に付着した液体の検出機能を備えた構成とし
た。
【００１０】前記発光手段としてはＬＤ、またはＬＥＤ
が適当である。またガラス基板としては、合せガラスで
あってもよい。
が適当である。またガラス基板としては、合せガラスで
あってもよい。
【００１１】また、本発明の主要な構成要素となる回折
格子は、微細な溝がガラスなどの表面に形成されている
光学素子のことである。その溝のピッチは０．４〜３μ
ｍ程度の範囲で設計されたものが多く、用途によって使
い分けられている。その主な用途は分光に用いられる
が、単色光を光源に用いた場合は、光の回折効果によ
り、光を分けたり、曲げたりすることができる。また、
回折格子としては上記の他に、反射型の回折格子やスリ
ット状の回折格子、更には屈折率が周期的に変わる回折
格子でもよい。
格子は、微細な溝がガラスなどの表面に形成されている
光学素子のことである。その溝のピッチは０．４〜３μ
ｍ程度の範囲で設計されたものが多く、用途によって使
い分けられている。その主な用途は分光に用いられる
が、単色光を光源に用いた場合は、光の回折効果によ
り、光を分けたり、曲げたりすることができる。また、
回折格子としては上記の他に、反射型の回折格子やスリ
ット状の回折格子、更には屈折率が周期的に変わる回折
格子でもよい。
【００１２】本発明において利用する効果は、単色光を
回折格子に入射させた場合、回折光がある一定の規則に
基づいて発生する現象を用いている。その回折光は、図
１に示すように入射光に対して一定の角度で１次回折光
が発生する。なお、高次の回折光も発生するが、光量が
少なくなるので１次回折光を主に用いることにする。
回折格子に入射させた場合、回折光がある一定の規則に
基づいて発生する現象を用いている。その回折光は、図
１に示すように入射光に対して一定の角度で１次回折光
が発生する。なお、高次の回折光も発生するが、光量が
少なくなるので１次回折光を主に用いることにする。
【００１３】入射光が透過する場合、入射光と回折光の
角度の関係は次の数式１で表される。すなわち、入射光
の角度をθ0とし、ｍ次の回折光の角度をθ、入射光の
波長をλ、溝のピッチをｄ、出射側の屈折率をｎ、入射
側の媒質の屈折率をｎ0とすると、以下のように角度が
決定できる。
角度の関係は次の数式１で表される。すなわち、入射光
の角度をθ0とし、ｍ次の回折光の角度をθ、入射光の
波長をλ、溝のピッチをｄ、出射側の屈折率をｎ、入射
側の媒質の屈折率をｎ0とすると、以下のように角度が
決定できる。
【００１４】 ｎ*sinθ−ｎ0*sinθ0＝ｍλ／ｄ （ｍ＝0,±1,±2,・・・） （１）
【００１５】入射側が空気で出射側がガラス板の場合、
ｎ0＝1.0であり、ガラス板中を進行する光の角度は、回
折格子へ入射させる光の角度を変化させることによって
調整することができる。
ｎ0＝1.0であり、ガラス板中を進行する光の角度は、回
折格子へ入射させる光の角度を変化させることによって
調整することができる。
【００１６】以上の様に、回折格子を用いることによ
り、任意の角度でガラス板中に光を導入することができ
る。また適宜、回折格子への入射角度を選択することに
より、導入された光がガラス板板中を全反射するように
設定することも可能となる。また、ガラス板中を全反射
している光を同様の原理に基づき、ガラス板から空気中
へ出射させることも可能である。
り、任意の角度でガラス板中に光を導入することができ
る。また適宜、回折格子への入射角度を選択することに
より、導入された光がガラス板板中を全反射するように
設定することも可能となる。また、ガラス板中を全反射
している光を同様の原理に基づき、ガラス板から空気中
へ出射させることも可能である。
【００１７】ここで回折格子の一般的な作製方法につい
て述べる。従来から知られている回折格子は、柔らかい
アルミニウムなどの金属をダイヤモンドの針により、精
密に溝を切り、これを原盤としてガラス板表面に塗布し
たエポキシ樹脂などに転写することにより得る。また
は、ガラス板表面に塗布した光感光性の樹脂に２光束干
渉により露光をし、露光部分のみをエッチングする、あ
るいは未露光部分のみをエッチングすることにより、微
細な溝形状を実現している。
て述べる。従来から知られている回折格子は、柔らかい
アルミニウムなどの金属をダイヤモンドの針により、精
密に溝を切り、これを原盤としてガラス板表面に塗布し
たエポキシ樹脂などに転写することにより得る。また
は、ガラス板表面に塗布した光感光性の樹脂に２光束干
渉により露光をし、露光部分のみをエッチングする、あ
るいは未露光部分のみをエッチングすることにより、微
細な溝形状を実現している。
【００１８】本発明では、さらに回折格子をレーザ加工
法によりガラス板上に直接形成する技術をも提供する。
即ち、レーザ光によりガラス表面を部分的に蒸発させる
アブレーション現象を利用することで回折格子を製造す
ることが可能である。
法によりガラス板上に直接形成する技術をも提供する。
即ち、レーザ光によりガラス表面を部分的に蒸発させる
アブレーション現象を利用することで回折格子を製造す
ることが可能である。
【００１９】アブレーション現象はガラスがレーザ光エ
ネルギーを吸収して起こる現象であり、ガラス基板の表
面から所定の深さまでＡg原子、ＡgコロイドまたはＡg
イオンの形態で銀を含有せしめ、更に銀の濃度はレーザ
加工される表面における濃度を最も高く、所定の深さま
で徐々に銀の濃度が低くなるように濃度勾配を持たせて
おくと、表層部から内部に向かってアブレーション現象
が順次生じるので、加工時に割れや欠けが生じにくくな
る。
ネルギーを吸収して起こる現象であり、ガラス基板の表
面から所定の深さまでＡg原子、ＡgコロイドまたはＡg
イオンの形態で銀を含有せしめ、更に銀の濃度はレーザ
加工される表面における濃度を最も高く、所定の深さま
で徐々に銀の濃度が低くなるように濃度勾配を持たせて
おくと、表層部から内部に向かってアブレーション現象
が順次生じるので、加工時に割れや欠けが生じにくくな
る。
【００２０】ガラス基板表面に銀を導入する方法として
は、以下の方法がある。 （１）１価のアルカリイオンを含むガラス基板を、銀イ
オンを含有する溶融塩中に浸漬してイオン交換を行う方
法。 （２）硝酸銀などの銀を含有する塩をタルク等と混合し
たもの、または銀の粉末をペースト状にしたものをガラ
ス基板表面に塗布し加熱する方法。
は、以下の方法がある。 （１）１価のアルカリイオンを含むガラス基板を、銀イ
オンを含有する溶融塩中に浸漬してイオン交換を行う方
法。 （２）硝酸銀などの銀を含有する塩をタルク等と混合し
たもの、または銀の粉末をペースト状にしたものをガラ
ス基板表面に塗布し加熱する方法。
【００２１】前記レーザ光としては、目的とする溝間隔
と同じ周期性を持つレーザ光を用い、微細な溝を直接ガ
ラス上に形成するものである。周期的な強度分布を持つ
レーザ光を得る方法としては、図２（ａ）に示すよう
に、ガラス基板の表面にマスクを設け、このマスクにレ
ンズを介してレーザ光を照射する方法、或いは図２
（ｂ）に示すように、レーザ光をビームスプリッタによ
り２つに分け、ある角度を持たせて再び重ね合わせるこ
とで、その重なり合った部分に周期的な光強度分布を形
成する方法などを適用できる。
と同じ周期性を持つレーザ光を用い、微細な溝を直接ガ
ラス上に形成するものである。周期的な強度分布を持つ
レーザ光を得る方法としては、図２（ａ）に示すよう
に、ガラス基板の表面にマスクを設け、このマスクにレ
ンズを介してレーザ光を照射する方法、或いは図２
（ｂ）に示すように、レーザ光をビームスプリッタによ
り２つに分け、ある角度を持たせて再び重ね合わせるこ
とで、その重なり合った部分に周期的な光強度分布を形
成する方法などを適用できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】（実施例１）図３は本発明に係る
ガラス基板を適用した自動車の前部の斜視図、図４は発
光手段と受光手段の配置例を示す図であり、自動車のフ
ロントガラス１の室内側面に回折格子２，３を形成し、
回折格子２の近傍には発光素子４を、回折格子３の近傍
には受光素子５を配置している。
ガラス基板を適用した自動車の前部の斜視図、図４は発
光手段と受光手段の配置例を示す図であり、自動車のフ
ロントガラス１の室内側面に回折格子２，３を形成し、
回折格子２の近傍には発光素子４を、回折格子３の近傍
には受光素子５を配置している。
【００２３】前記フロントガラスとしては、通常のSiO2
を主成分とするいわゆるソーダライムガラス基板を用い
た。このガラス基板の屈折率は１．４８で、厚さは５ｍ
ｍであった。
を主成分とするいわゆるソーダライムガラス基板を用い
た。このガラス基板の屈折率は１．４８で、厚さは５ｍ
ｍであった。
【００２４】このガラス基板の表面にレーザ光を照射し
て回折格子を形成した。その際に、良好なレーザ加工性
を得るために、加工される部分に銀の導入を行なった。
本実施例では上述した方法のうち、イオン交換法を用い
た。
て回折格子を形成した。その際に、良好なレーザ加工性
を得るために、加工される部分に銀の導入を行なった。
本実施例では上述した方法のうち、イオン交換法を用い
た。
【００２５】Ａgイオン交換処理は以下の手順で行っ
た。Ａgイオン交換を行う溶融塩は、硝酸銀と硝酸ナト
リウムを５０mol%−５０mol%で混合したものを用い、石
英製の反応容器中に前記ガラス基板を３０分間浸漬し
た。溶融塩の温度は電気炉中で２８５℃に保ち、反応雰
囲気は空気であった。この処理を行うことにより、ガラ
ス表面のＮa+イオンが溶出し、塩中に含まれるＡg+イオ
ンがガラス表面から内部に拡散した（いわゆるイオン交
換が生じる）。Ａgが拡散した層の厚さをＸ線マイクロ
アナライザで測定すると、約１０μｍであった。このよ
うにして作製されたガラス基板は、良好なレーザ加工性
を有している。
た。Ａgイオン交換を行う溶融塩は、硝酸銀と硝酸ナト
リウムを５０mol%−５０mol%で混合したものを用い、石
英製の反応容器中に前記ガラス基板を３０分間浸漬し
た。溶融塩の温度は電気炉中で２８５℃に保ち、反応雰
囲気は空気であった。この処理を行うことにより、ガラ
ス表面のＮa+イオンが溶出し、塩中に含まれるＡg+イオ
ンがガラス表面から内部に拡散した（いわゆるイオン交
換が生じる）。Ａgが拡散した層の厚さをＸ線マイクロ
アナライザで測定すると、約１０μｍであった。このよ
うにして作製されたガラス基板は、良好なレーザ加工性
を有している。
【００２６】次に、周期的な強度分布を持ったレーザ光
による加工については、前記図２（ｂ）に示した２本の
レーザ光線の干渉を利用した。即ち、本実施例では、２
本の波長３５５ｎｍのレーザビームの入射角が２０°に
なるような光学系を構成した。このときの光強度分布の
周期は約１０２０ｎｍになる。その２本のレーザビーム
が重なり合った部分にガラスの一方の表面がくるように
設定し、レーザ光を照射するとガラス基板表面でアブレ
ーションが起きた。図２（ｂ）中のレンズは、ガラス基
板面上でのエネルギー密度を上げるために使用したもの
であり、アブレーションが起きたときのパルス当たりの
エネルギー密度は約３０Ｊ／ｃｍ2であった。作製した
回折格子の周期を測定したところ、予想された周期とほ
ぼ一致した。
による加工については、前記図２（ｂ）に示した２本の
レーザ光線の干渉を利用した。即ち、本実施例では、２
本の波長３５５ｎｍのレーザビームの入射角が２０°に
なるような光学系を構成した。このときの光強度分布の
周期は約１０２０ｎｍになる。その２本のレーザビーム
が重なり合った部分にガラスの一方の表面がくるように
設定し、レーザ光を照射するとガラス基板表面でアブレ
ーションが起きた。図２（ｂ）中のレンズは、ガラス基
板面上でのエネルギー密度を上げるために使用したもの
であり、アブレーションが起きたときのパルス当たりの
エネルギー密度は約３０Ｊ／ｃｍ2であった。作製した
回折格子の周期を測定したところ、予想された周期とほ
ぼ一致した。
【００２７】図４に示すような配置にするために、回折
格子を２個作成した。また、本実施例では、反射の回数
を一回とし、全反射した回折光が１回全反射して別の回
折格子で出射する構成としたため、回折格子は回折する
方向に約９．７ｍｍ離して作製した。なお、回折格子の
大きさは直径約５ｍｍの円形であった。
格子を２個作成した。また、本実施例では、反射の回数
を一回とし、全反射した回折光が１回全反射して別の回
折格子で出射する構成としたため、回折格子は回折する
方向に約９．７ｍｍ離して作製した。なお、回折格子の
大きさは直径約５ｍｍの円形であった。
【００２８】空気とガラスの界面で全反射する角度を求
めるために、スネルの法則を用い以下の計算を行った。
スネルの法則の一般式は以下に示す数式（２）のように
なる。但し、α及びα0は、屈折率ｎの物質と屈折率ｎ0
の物質との界面の法線に対する角度である。
めるために、スネルの法則を用い以下の計算を行った。
スネルの法則の一般式は以下に示す数式（２）のように
なる。但し、α及びα0は、屈折率ｎの物質と屈折率ｎ0
の物質との界面の法線に対する角度である。
【００２９】 ｎ0*sinα0 ＝ ｎ*sinα （２）
【００３０】ガラスの屈折率を前記のようにｎ＝１．４
８とし、空気の屈折率をｎ0 ＝１とした場合、ガラス板
内部での全反射の条件はα0=９０°なので、α＝４２．
５°を得る。したがって、この角度以上であれば、ガラ
ス媒質中での全反射が起こる。
８とし、空気の屈折率をｎ0 ＝１とした場合、ガラス板
内部での全反射の条件はα0=９０°なので、α＝４２．
５°を得る。したがって、この角度以上であれば、ガラ
ス媒質中での全反射が起こる。
【００３１】一方、水が付着した場合でも、ガラス内部
で全反射が起こるのは、水の屈折率を１．３３とし同様
の計算を行うと６４．０°となる。したがって、４２．
５°から６４．０°の範囲の角度では、水が付着してな
いときはガラス内部で全反射し、水が付着すると全反射
しなくなり、内部の光は水を介して外部に漏れることに
なる。
で全反射が起こるのは、水の屈折率を１．３３とし同様
の計算を行うと６４．０°となる。したがって、４２．
５°から６４．０°の範囲の角度では、水が付着してな
いときはガラス内部で全反射し、水が付着すると全反射
しなくなり、内部の光は水を介して外部に漏れることに
なる。
【００３２】このような反射を起こすために、回折格子
の入射角度を調整した。ガラス内部反射角度が４２．５
°になるための回折格子入射角度を前記数式（１）を用
いて計算した。周期が１０２０ｎｍのガラス表面に形成
された回折格子で、Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３３ｎｍの光
のプラス１次回折光を利用したときは２２°となる。ガ
ラス内部反射角度が６４．０°になるためには、同様の
計算より回折格子の入射角度が４５°となることがわか
る。本実施例では、まず４５°で光を入射させた。この
とき全反射した光は、もう一つの回折格子から出射し
た。
の入射角度を調整した。ガラス内部反射角度が４２．５
°になるための回折格子入射角度を前記数式（１）を用
いて計算した。周期が１０２０ｎｍのガラス表面に形成
された回折格子で、Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３３ｎｍの光
のプラス１次回折光を利用したときは２２°となる。ガ
ラス内部反射角度が６４．０°になるためには、同様の
計算より回折格子の入射角度が４５°となることがわか
る。本実施例では、まず４５°で光を入射させた。この
とき全反射した光は、もう一つの回折格子から出射し
た。
【００３３】さらに、その全反射点に水を付着させた場
合、出射する光は低減し、全反射点全体に水滴が付着し
た場合は約１／５０に出力光が低減した。すなわち、ガ
ラス表面上の水の存在を敏感に感知し、出射光強度とし
て反映させることが確認できた。また、回折格子の入射
角度を徐々に大きくしていっても同様なことが起こっ
た。
合、出射する光は低減し、全反射点全体に水滴が付着し
た場合は約１／５０に出力光が低減した。すなわち、ガ
ラス表面上の水の存在を敏感に感知し、出射光強度とし
て反映させることが確認できた。また、回折格子の入射
角度を徐々に大きくしていっても同様なことが起こっ
た。
【００３４】しかし、入射角度が６４°程度より大きく
なると、水滴が全反射点に付着しても、出射する光量は
変化しなかった。これは、水が表面に付着しても内部の
全反射の条件が変わらない角度とほぼ一致していた。
なると、水滴が全反射点に付着しても、出射する光量は
変化しなかった。これは、水が表面に付着しても内部の
全反射の条件が変わらない角度とほぼ一致していた。
【００３５】図５は別実施例を示す図４と同様の図であ
り、このうち、図５に示す実施例にあっては、発光素子
４をガラス基板１のほぼ中央に配置し、ガラス基板１の
両側近傍に受光素子５を配置している。
り、このうち、図５に示す実施例にあっては、発光素子
４をガラス基板１のほぼ中央に配置し、ガラス基板１の
両側近傍に受光素子５を配置している。
【００３６】また実施例では、１つの素子動作について
の原理的な面を開示したが、このような素子を幾つか配
置することにより、感度の向上をはかれるとともに、液
体の量、水滴の単位面積当たりの密度などの測定をより
高精度に行うことができるのは言うまでもない。また、
検知しようとする液体の違い、作製する回折格子により
その入射角度は変化するが、本実施例に示した方法によ
り種々の対処ができる。
の原理的な面を開示したが、このような素子を幾つか配
置することにより、感度の向上をはかれるとともに、液
体の量、水滴の単位面積当たりの密度などの測定をより
高精度に行うことができるのは言うまでもない。また、
検知しようとする液体の違い、作製する回折格子により
その入射角度は変化するが、本実施例に示した方法によ
り種々の対処ができる。
【００３７】更に、回折格子をガラス自体に形成せず、
シート状の回折格子をガラス基板等に貼着してもよい。
シート状の回折格子をガラス基板等に貼着してもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
反射光量の変化で雨滴等が付着したことを検知する機能
を備えた自動車用ウインドシールドガラスにあって、ガ
ラス基板内に光を導入するとともに光の角度を基板内で
全反射する角度に変更する手段として回折格子を用いた
ので、従来の如くプリズムを用いなくて済む。したがっ
て、プリズムをガラス面上に貼り付けるにあたって従来
から問題となっていた、密着性、接着剤の耐候性、プリ
ズムと接着剤あるいは接着剤とガラスの間の屈折率の整
合性などの点を全て解決することができる。
反射光量の変化で雨滴等が付着したことを検知する機能
を備えた自動車用ウインドシールドガラスにあって、ガ
ラス基板内に光を導入するとともに光の角度を基板内で
全反射する角度に変更する手段として回折格子を用いた
ので、従来の如くプリズムを用いなくて済む。したがっ
て、プリズムをガラス面上に貼り付けるにあたって従来
から問題となっていた、密着性、接着剤の耐候性、プリ
ズムと接着剤あるいは接着剤とガラスの間の屈折率の整
合性などの点を全て解決することができる。
【００３９】更に、回折格子の形成にレーザ加工を利用
することで、加工そのものが容易となる。したがって、
自動車用フロントガラスの表面の一部分に、回折格子を
直接形成することができる。
することで、加工そのものが容易となる。したがって、
自動車用フロントガラスの表面の一部分に、回折格子を
直接形成することができる。
【００４０】更に、ガラス基板表面に銀を導入すること
によって、レーザ光を吸収して生じるアブレーション現
象が表層部から生じることになり、ガラスの加工性が向
上する。
によって、レーザ光を吸収して生じるアブレーション現
象が表層部から生じることになり、ガラスの加工性が向
上する。
【図１】回折格子の作用を説明した図
【図２】（ａ）及び（ｂ）は回折格子の製造法の一例を
示す図
示す図
【図３】本発明に係るガラス基板を適用した自動車の前
部の斜視図
部の斜視図
【図４】発光手段と受光手段の配置例を示す図
【図５】別実施例を示す図４と同様の図
【図６】従来の構成を示す図
１…ガラス基板、 ２，３…回折格子、 ４…発光素
子、 ５…受光素子。
子、 ５…受光素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｇ０１Ｖ 9/04 (72)発明者 村上 治憲 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11 号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 今西 秀樹 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11 号 日本板硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−33645（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−254183（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12833（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−61346（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01W 1/14 B60S 1/08 G01N 21/17 G02B 5/18 G01V 8/10 H01S 3/00
Claims (5)
- 【請求項１】 発光手段と受光手段とガラス基板とから
構成される自動車用ウインドシールドガラスであって、
前記ガラス基板には、前記発光手段から発せられた光を
ガラス基板内に導くとともに、ガラス基板内に導いた光
をガラス基板の内面側において全反射する角度に屈折若
しくは透過せしめる回折格子と、ガラス基板内において
全反射してきた光を前記受光手段に向けて出射せしめる
回折格子とが設けられ、前記全反射点に付着した液体の
検出機能を備えていることを特徴とする自動車用ウイン
ドシールドガラス。 - 【請求項２】 請求項１に記載の自動車用ウインドシー
ルドガラスにおいて、前記回折格子は、レーザ光を照射
することで発生するアブレーション現象により前記ガラ
ス基板表面に直接形成されていることを特徴とする自動
車用ウインドシールドガラス。 - 【請求項３】 請求項２に記載の自動車用ウインドシー
ルドガラスにおいて、前記ガラス基板の回折格子が形成
される表面側には、Ａg原子、ＡgコロイドまたはＡgイ
オンの形態で銀が含有されており、かつ前記銀の濃度は
ガラス基板の表面から所定の深さまで徐々に低くなるよ
うな濃度勾配が形成されていることを特徴とする自動車
用ウインドシールドガラス。 - 【請求項４】 請求項１に記載の自動車用ウインドシー
ルドガラスにおいて、前記回折格子は、シート状をなす
とともにガラス基板の一面側に貼着されていることを特
徴とする自動車用ウインドシールドガラス。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載の自動車用
ウインドシールドガラスにおいて、前記ガラス基板は複
数枚のガラス板を積層して構成されていることを特徴と
する自動車用ウインドシールドガラス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6861697A JP3200391B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 自動車用ウインドシールドガラス |
| KR1019980007029A KR19980079865A (ko) | 1997-03-21 | 1998-03-04 | 액체검출기능을 구비한 투명기판 |
| EP19980104170 EP0866330A3 (en) | 1997-03-21 | 1998-03-09 | A transparent substrate having a function of liquid detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6861697A JP3200391B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 自動車用ウインドシールドガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268066A JPH10268066A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3200391B2 true JP3200391B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=13378880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6861697A Expired - Fee Related JP3200391B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 自動車用ウインドシールドガラス |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0866330A3 (ja) |
| JP (1) | JP3200391B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980079865A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005512048A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 特に自動車に用いられるレインセンサ |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000065726A (ja) | 1998-08-21 | 2000-03-03 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 液滴検出方法及び装置 |
| FR2793739B1 (fr) * | 1999-05-18 | 2002-03-29 | Valeo Climatisation | Dispositif de detection d'un parametre associe a l'etat d'un vehicule, notamment automobile |
| US6728034B1 (en) | 1999-06-16 | 2004-04-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical element that polarizes light and an optical pickup using the same |
| WO2003012408A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical condensation sensor and controller employing the same |
| US6757105B2 (en) * | 2002-04-25 | 2004-06-29 | Planop Planar Optics Ltd. | Optical device having a wide field-of-view for multicolor images |
| DE10229628B4 (de) * | 2002-07-02 | 2005-12-15 | Bartec Gmbh | Sensoreinheit, Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung von Kondensation auf einer Oberfläche |
| US7205960B2 (en) | 2003-02-19 | 2007-04-17 | Mirage Innovations Ltd. | Chromatic planar optic display system |
| DE102004007957A1 (de) * | 2004-02-18 | 2005-09-22 | Leopold Kostal Gmbh & Co Kg | Optoelektronische Sensoreinrichtung |
| JP4643431B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-03-02 | 独立行政法人理化学研究所 | 反射型回折格子およびその製造方法 |
| JP2010210235A (ja) * | 2007-07-03 | 2010-09-24 | Asahi Glass Co Ltd | 雨滴検出システム |
| DE102009055737A1 (de) * | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Optische Vorrichtung zur Erzeugung einer störfähigen internen Totalreflexion und deren Verwendung |
| US8467643B2 (en) * | 2010-08-13 | 2013-06-18 | Toyota Motor Engineering & Mfg. North America, Inc. | Optical device using double-groove grating |
| TWI656022B (zh) | 2013-11-13 | 2019-04-11 | 美商康寧公司 | 疊層玻璃物件及其製造方法 |
| EP2950081A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-02 | Krüss GmbH | Foam analysis apparatus |
| GB201714591D0 (en) * | 2017-09-11 | 2017-10-25 | Pilkington Group Ltd | Mist sensor and glazing incorporating a mist sensor |
| JP2021056064A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | ミツミ電機株式会社 | 液滴センサ |
| US11742957B1 (en) * | 2022-04-21 | 2023-08-29 | GM Global Technology Operations LLC | Glass panel as high-speed optical interconnect |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5082629A (en) * | 1989-12-29 | 1992-01-21 | The Board Of The University Of Washington | Thin-film spectroscopic sensor |
| GB9019999D0 (en) * | 1990-09-13 | 1990-10-24 | Amersham Int Plc | Biological sensors |
| US5446534A (en) * | 1993-03-05 | 1995-08-29 | Optical Solutions, Inc. | Broad band waveguide spectrometer |
| DE19701258A1 (de) * | 1996-01-18 | 1997-07-24 | Itt Mfg Enterprises Inc | Regensensor mit planarer Koppelfolie |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP6861697A patent/JP3200391B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-04 KR KR1019980007029A patent/KR19980079865A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-03-09 EP EP19980104170 patent/EP0866330A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005512048A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 特に自動車に用いられるレインセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10268066A (ja) | 1998-10-09 |
| KR19980079865A (ko) | 1998-11-25 |
| EP0866330A3 (en) | 1999-04-07 |
| EP0866330A2 (en) | 1998-09-23 |
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