JP6167799B2 - 水滴検出センサ - Google Patents

Description

本発明は、検出光を透明板に照射する発光素子と、検出光を屈折する屈折部と、透明板の外面と空気との界面にて反射された検出光を受光する受光素子と、受光素子に入射する検出光の増減を検出することで、透明板の外面に付着した水滴を検出する検出部と、を有する水滴検出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、発光素子の光をウインドシールドの内壁側に照射する発光素子と、ウインドシールドで反射した光を計測する受光素子と、を有し、ウインドシールドの外壁面に付着した雨滴の量を検出する雨滴検出装置が提案されている。この雨滴検出装置は、ウインドシールドの内壁側に装着される導光体を有している。導光体は、発光素子の光を透過する複数の入射側傾斜面、および、隣り合う入射側傾斜面の端部同士を結ぶ入射側段差面を有する。

特許第４２１５５３号公報

ところで、特許文献１に示される雨滴検出装置では、入射した光を平行光とする第１のレンズが入射側傾斜面に形成されている。第１のレンズは、一枚の平凸レンズを複数に分割した入射側分割平凸レンズを有する。入射側分割平凸レンズの分割面は、入射側分割平凸レンズの光軸に沿って配置されている。

しかしながら、入射側分割平凸レンズの分割面は、自身に入射する発光素子の光の強度が均一となるようには配置されていない。そのため、入射側分割平凸レンズの分割面それぞれに入射する光の強度が不均一になっている。したがって、入射側分割平凸レンズによって屈折され、雨滴の付着するウインドシールドの外面に照射される光の強度も不均一になり、ウインドシールドの外面における光の照射領域（雨滴の検出領域）の検出感度が不均一になる。この結果、特定の領域で検出感度が低くなり、検出領域の面積を十分に確保することができない、という問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、検出感度が均一となり、検出領域の面積が確保された水滴検出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、検出光を透明板（１１０）の内面（１１０ａ）に向けて照射する発光素子（１０）と、検出光を屈折させて透明板に入射させ、透明板の外面（１１０ｂ）と空気との界面にて全反射させる屈折部（３０）と、透明板の外面と空気との界面にて全反射され、透明板から出射された検出光を受光する受光素子（７０）と、透明板の外面に付着した水滴による、受光素子に入射する検出光の増減を検出することで、透明板の外面に付着した水滴を検出する検出部（９０）と、を有する水滴検出センサであって、屈折部は、検出光が主として入射される入射面として、複数に分割された入射面（３１ｂ，３２ｂ）を有し、分割された複数の入射面は、透明板の内面における、発光素子の投影部位と受光素子の投影部位との間に位置し、発光素子から受光素子へと向かって並んでおり、複数の入射面それぞれに入射する検出光の強度が均一となるように、複数の入射面それぞれと発光素子とを結ぶ距離が設定されており、屈折部（３０）は、複数に分割された屈折レンズ（３１，３２）から成ることで、入射面が複数に分割されており、透明板の外面に直交する高さ方向における、複数の屈折レンズそれぞれの頂点の高さは、入射面それぞれに入射する検出光の強度が均一となるように、発光素子から受光素子へと向かうにしたがって、徐々に高くなっている。

このように本発明によれば、複数の入射面（３１ｂ，３２ｂ）それぞれに、均一な強度の検出光が入射される。そのため、入射面（３１ｂ，３２ｂ）によって屈折され、水滴の付着する透明板（１１０）の外面（１１０ｂ）に照射される検出光の強度も均一になる。これにより、透明板（１１０）の外面（１１０ｂ）における検出光の照射領域（水滴の検出領域）の検出感度が均一となる。そして、特定の領域で検出感度が低くなることが抑制され、検出領域の面積が狭くなることが抑制される。この結果、検出領域の面積が確保される。

第１実施形態に係る水滴検出センサの概略構成を示す断面図である。 ｚ方向における発光素子からの離間距離を示すための概念図である。 検出光の光強度を示すグラフである。 検出光の光相対強度を示すグラフである。 屈折部を説明するための断面図である。 図５に示す白抜き矢印からみた屈折部のｘ−ｙ平面の形状を示す上面図である。 入射面を説明するためのｙ−ｚ平面における屈折部の断面図である。 入射面の変形例を示すｙ−ｚ平面における屈折部の断面図である。 入射面の変形例を示すｙ−ｚ平面における屈折部の断面図である。 屈折部の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図７に基づいて、本実施形態に係る水滴検出センサを説明する。なお、図５では、後述する連結部６０とフィルム６１を省略している。

以下においては、互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。そして、ｘ方向とｙ方向とによって規定される平面をｘ−ｙ平面、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面をｙ−ｚ平面、ｚ方向とｘ方向とによって規定される平面をｚ−ｘ平面と示す。ｘ方向は、特許請求の範囲に記載の「発光素子から受光素子へ向かう方向」ｙ方向は「発光素子から受光素子へ向かう方向及び高さ方向の両方向に垂直な方向」、ｚ方向は、「透明板の外面に直交する高さ方向」に相当する。

図１に示すように、水滴検出センサ１００は、発光素子１０と、屈折部３０と、集光部５０と、受光素子７０と、検出部９０と、を有する。発光素子１０と受光素子７０とがｘ方向において離間しており、その間に屈折部３０と集光部５０とが位置している。図１に実線矢印と破線矢印で示すように、発光素子１０から透明板１１０の内面１１０ａに向けて検出光が照射され、その検出光が屈折部３０に入射される。検出光は屈折部３０にて屈折されて透明板１１０に入射する。そして検出光は透明板１１０の外面１１０ｂと空気との界面（以下、単に界面と示す）にて反射され、透明板１１０の内面１１０ａから出射される。内面１１０ａから出射された検出光は集光部５０に入射し、集光部５０にて集光される。そして集光された検出光が受光素子７０に入射する。受光素子７０にて検出光はその光量に応じた電気信号に変換され、その電気信号が検出部９０に入力される。

外面１１０ｂに水滴が付着していなければ、界面にて反射される検出光の量は最も多い。そのため受光素子７０にて変換される電気信号の出力も最も大きい。しかしながら、外面１１０ｂにおける検出光の照射領域（水滴の検出領域）に水滴が付着していると、本来であれば界面にて反射される検出光が界面にて反射されず、外部に透過する。そのため、界面にて反射される検出光の量が少なくなり、受光素子７０にて変換される電気信号の出力も小さくなる。このように、外面１１０ｂの水滴の付着に応じて受光素子７０に入射する検出光が増減し、それに応じて受光素子７０から検出部９０に出力される電気信号も増減する。そこで検出部９０は、自身に入力される電気信号の増減を検出することで、外面１１０ｂに付着した水滴の有無、そして、その付着量を検出する。

なお、水滴検出センサ１００は、上記した構成要素１０〜９０の他に、ケース９１と、固定部材９２と、配線基板９３と、連結部６０と、フィルム６１と、を有する。構成要素１０〜９０は、ケース９１内に収納されている。ケース９１は、一つの開口部を有する箱状を成し、その開口部が透明板１１０の内面１１０ａによって閉塞されている。そして、ケース９１の内面に、固定部材９２を介して、素子１０，７０および検出部９０を搭載する配線基板９３が設けられている。また、内面１１０ａにおけるケース９１の開口部を閉塞する領域に、屈折部３０と集光部５０とを一体に連結する連結部６０が、フィルム６１を介して設けられている。

連結部６０は、板状に設けられ、屈折部３０及び集光部５０が固定される一面と、一面と反対であって、フィルム６１に接触する裏面を有する。また、連結部６０は、屈折部３０及び集光部５０と同様に、ガラスから成る。

フィルム６１は、屈折部３０、集光部５０、及び連結部６０を、透明板１１０に固定するため、接着性を有しており、透明板１１０と連結部６０との間に介在される。このフィルム６１は、透明板１１０の内面１１０ａに接触する一面と、一面と反対であって、連結部６０に接触する裏面を有する。また、フィルム６１は、連結部６０との界面及び透明板１１０との界面での反射ロスが少ない屈折率を有するものを採用することができる。具体的には、フィルム６１の屈折率が、連結部６０及び透明板１１０の屈折率と近いものを採用する。本実施形態に係るフィルム６１は、上記の接着性及び屈折率を有するシリコンシートから成る。

発光素子１０は、指向特性を有する検出光を発光するものである。本実施形態に係る発光素子１０はＬＥＤであり、発光素子１０の一面１０ａが配線基板９３における透明板１１０側に固定され、その裏面が発光面１０ｂとなっている。発光面１０ｂから図１に二点鎖線で示す楕円形状の指向性を有する検出光が照射されるが、その強度は、発光面１０ｂから離れるにしたがって落ちる。より具体的にいえば、検出光の強度は、発光面１０ｂからの距離の２乗に反比例して落ちる。

図２に示すように、発光素子１０からｚ方向に断続的に離れたｘ−ｙ平面に沿う面をＡ面、Ｂ面、Ｃ面とすると、図３および図４に示すように、発光素子１０からの離間強度によって、検出光の強度が変化する。図３および図４それぞれにて実線で示す曲線がＡ面、破線で示す曲線がＢ面、一点鎖線で示す曲線がＣ面に対応する検出光の強度である。図３の縦軸は光強度を示し、その単位は任意単位である。図４に示す縦軸は最も光強度の高い値を基準とした光相対強度を示し、単位は％である。そして、図３および図４それぞれの横軸は発光素子１０からのｘ−ｙ平面に沿う一方向への離間距離を示し、単位はｍｍである。

図３に示すように、検出光の強度はＡ面からＢ面、Ｂ面からＣ面へといくにしたがって落ちる。また、図４に実線矢印で示すように、検出光は、Ａ面からＢ面、Ｂ面からＣ面へといくにしたがってｘ−ｙ平面に沿う一方向に広がる。したがって、発光素子１０から照射された検出光の強度は、発光素子１０から内面１１０ａに近づくにしたがって落ちるとともに、受光素子７０側に近づくにしたがって落ちる。

屈折部３０は、透明板１１０に入射した検出光が界面にて全反射するように、検出光を屈折させるものである。透明板１１０はガラスから成り、透明板１１０から界面への入射角度がおよそ４０°以上であると、界面にて検出光が全反射される。そこで、本実施形態にかかる屈折部３０は、検出光が界面へ入射角度４５°で入射するように、検出光を屈折させる。以下においては、入射角度４５°の検出光に沿う方向を、全反射方向と示す。ちなみに入射角度とは、図５に示す図面でいえば、一点鎖線で示すｚ方向に沿う基準線と破線で示す検出光との成す角度のうち、基準線から検出光に向かって反時計回りの鋭角の角度を示している。

図１に示すように、屈折部３０は、内面１１０ａにおけるｚ方向に沿う発光素子１０の投影部位と受光素子７０の投影部位との間に位置している。また、図５および図６に示すように、屈折部３０は複数に分割されており、複数の第１屈折レンズ３１と第２屈折レンズ３２から成る。複数の屈折レンズ３１，３２は、複数の第１屈折レンズ３１それぞれよりも受光素子７０側に第２屈折レンズ３２が位置するように、ｘ方向において発光素子１０から受光素子７０へと向かって並んでいる。

また、複数の屈折レンズ３１，３２それぞれは、全反射方向に沿って傾斜した傾斜面３１ａ，３２ａと、傾斜面３１ａ，３２ａと連結された、検出光が主として入射される入射面３１ｂ，３２ｂと、を有する。そして、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれに入射する検出光の強度が均一となるように、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれと発光素子１０とを結ぶ距離が設定されている。当該距離は、図３および図４に示す検出光の強度分布に基づいて決定される。具体的には、ｘ方向に並ぶ複数の入射面３１ｂ，３２ｂについて考えた場合、該入射面３１ｂ，３２ｂから形成される複数の屈折レンズ３１，３２のｚ方向におけるそれぞれの高さは、発光素子１０から受光素子７０へと近づくにしたがって、徐々に高くなっている。これにより、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれに入射する検出光の強度が均一になっている。

図６に示すように、一点鎖線で示された対称線を介して、複数の屈折レンズ３１，３２それぞれは対称な形状を成している。複数の屈折レンズ３１，３２それぞれの幅（ｙ方向の長さ）は、発光素子１０との相対的な位置と、図３および図４に示す検出光の強度分布とに基づいて決定しても良い。例えば、発光素子１０からｘ方向に離れるにしたがって、屈折レンズ３１，３２それぞれの幅を徐々に長くしても良い。

入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれは、全反射方向において発光素子１０に向かって凸となるように湾曲しており、屈折レンズ３１，３２に入射した検出光は、傾斜面３１ａ，３２ａそれぞれと同一の傾斜角度（４５°）になるように屈折される。入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれは、具体的に言えば、双曲面形状を成している。

図１および図５に示すように、互いに隣接する２つの第１屈折レンズ３１の内、発光素子１０側に位置する第１屈折レンズ３１の有する傾斜面３１ａが、受光素子７０側に位置する第１屈折レンズ３１の入射面３１ｂと連結されている。そして、第２屈折レンズ３２と隣接する第１屈折レンズ３１の傾斜面３１ａが、第２屈折レンズ３２の入射面３２ｂと連結されている。また、第２屈折レンズ３２と隣接する第１屈折レンズ３１の傾斜面３１ａは、発光素子１０と透明板１１０とを結ぶ軸の内、全反射方向に沿う主軸（図５に破線矢印で示す線）に沿っている。

複数の分割された入射面３１ｂ，３２ｂは、ｘ方向に加え、ｙ方向においても並んでいる。具体的に言えば、図７に示すように、入射面３１ｂ，３２ｂは、ｙ方向に並んで形成されるように、５つに分割されている。入射面３１ｂ，３２ｂにおける中央部位が、自身よりも外側に位置する環状部位と比べてｚ方向における高さが低くなっている。また、中央部位と隣接する環状部位は、最も外側に位置する環状部位と比べてｚ方向における高さが低くなっている。これら５つに分割された部位それぞれの曲面形状は、双曲面形状を成している。図７に示す破線は、入射面３１ｂ，３２ｂに高低を設けたために生じた切欠き部を示している。

集光部５０は、界面にて反射され、透明板１１０から出射された検出光を受光素子７０に集光するものである。図１に示すように、集光部５０は、複数に分割された集光レンズ５１から成り、複数の集光レンズ５１は、内面１１０ａにおける、ｚ方向に沿う発光素子１０の投影部位と受光素子７０の投影部位との間に位置している。複数の集光レンズ５１それぞれにおけるｚ方向の高さは同一になっており、複数の屈折レンズ３１，３２の内、ｚ方向における高さが最も高い第２屈折レンズ３２の高さ以下となっている。集光部５０と屈折部３０は同一材料（ガラス）から成り、連結部６０を介して一体に形成されている。そして、集光部５０と屈折部３０とは、ｘ方向において、水滴検出センサ１００の中心軸ＣＡ（図１に示す一点鎖線）を介して対称となるように配置されている。

受光素子７０は、検出光を電気信号に変換するものである。受光素子７０にて変換された電気信号は検出部９０に入力される。図１に示すように、受光素子７０の一面７０ａが配線基板９３における透明板１１０側の面に固定され、その裏面が受光面７０ｂとなっている。この受光面７０ｂに、界面にて全反射され、集光部５０にて集光された検出光が入射される。

検出部９０は、透明板１１０の外面１１０ｂに付着した水滴による、受光素子７０に入射する検出光の増減を検出することで、外面１１０ｂに付着した水滴を検出するものである。冒頭で記したように、外面１１０ｂに水滴が付着していると、それによって検出部９０に入力される電気信号の出力が増減する。検出部９０は、外面１１０ｂに何も付着していない場合に、自身に入力される電気信号の出力値（期待値）を記憶しており、その記憶された期待値よりもどれだけ電気信号の出力が落ちたかを検出する。こうすることで検出部９０は、水滴の有無、および、水滴の量を検出する。

次に、本実施形態に係る水滴検出センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれに、均一な強度の検出光が入射される。そのため、複数の入射面３１ｂ，３２ｂによって屈折され、水滴の付着する透明板１１０の外面１１０ｂに照射される検出光の強度も均一になる。これにより、外面１１０ｂにおける検出光の照射領域（水滴の検出領域）の検出感度が均一となる。そして、特定の領域で検出感度が低くなることが抑制され、検出領域の面積が狭くなることが抑制される。この結果、検出領域の面積が確保される。

上記の通り、複数の分割された入射面３１ｂ，３２ｂは、ｘ方向に加え、ｙ方向においても並んでいる。すなわち、屈折部３０の入射面３１ｂ，３２ｂは３次元的に分割されている。そして、分割された複数の入射面３１ｂ，３２ｂは、自身に入射する検出光の強度が均一となるように、自身と発光素子１０とを結ぶ距離が設定されている。これによれば、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれに入射する検出光の強度が不均一となることが抑制される。この結果、水滴の検出領域の検出感度が更に均一となり、検出領域の面積が更に確保される。

屈折部３０は、複数の第１屈折レンズ３１と、複数の第１屈折レンズ３１それぞれよりも体格の大きい１つの第２屈折レンズ３２と、から成る。複数の屈折レンズ３１，３２それぞれは、全反射方向に沿って傾斜した傾斜面３１ａ，３２ａと、傾斜面３１ａ，３２ａと連結された、検出光が主として入射される入射面３１ｂ，３２ｂと、を有する。そして、第２屈折レンズ３２と隣接する第１屈折レンズ３１の傾斜面３１ａは、発光素子１０と透明板１１０とを結ぶ軸の内、全反射方向に沿う主軸（図５に一点鎖線で示す線）に沿っている。

第２屈折レンズ３２が複数の場合、複数の第２屈折レンズ３２それぞれに入射する検出光の入射角度が、全反射方向よりも広くなる。すなわち、傾斜面３２ａの傾斜角度よりも広くなる。そのため、発光素子１０から第２屈折レンズ３２に向かう方向において、互いに隣接し発光素子１０側に位置する第２屈折レンズ３２の入射面３２ｂと受光素子７０側に位置する第２屈折レンズ３２の傾斜面３２ａとが重なり、傾斜面３２ａに検出光の入射されない死角が生じる。これに対して、本実施形態では、上記したように第２屈折レンズ３２を１つ有する。したがって、第２屈折レンズ３２に死角が生じることが抑制される。

複数の集光レンズ５１それぞれにおけるｚ方向の高さは同一になっており、複数の屈折レンズ３１，３２の内、ｚ方向における高さが最も高い第２屈折レンズ３２の高さ以下となっている。これによれば、複数の集光レンズ５１それぞれが、第２屈折レンズ３２よりも高い構成と比べて水滴検出センサ１００の体格の増大が抑制される。

集光部５０と屈折部３０は同一材料から成り、連結部６０を介して一体に形成されている。これによれば、集光部５０と屈折部３０とが別体の構成と比べて、部品点数の増大が抑制されるとともに、透明板１１０への集光部５０と屈折部３０の搭載が簡素化される。そのため、製造コストが低減される。

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、発光素子１０がＬＥＤである例を示した。しかしながら、発光素子１０としては上記例に限定されず、光を発光するものであれば適宜採用することができる。

本実施形態では、屈折部３０が、検出光が界面へ入射角度４５°で入射するように、検出光を屈折させる例を示した。しかしながら、屈折部３０が屈折させる角度としては上記例に限定されず、検出光が界面にて全反射される角度であればよい。例えば、５０°を採用することができる。

本実施形態では、入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれが、全反射方向において発光素子１０に向かって凸となるように湾曲している例を示した。しかしながら、入射面３１ｂ，３２ｂの形状としては上記例に限定されず、例えば、入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれが、全反射方向に対して面する形状を採用することもできる。

本実施形態では、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれに入射する検出光の強度が均一となるように、複数の入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれと発光素子１０とを結ぶ距離が設定された例として、図７に示す構成を示した。しかしながら、入射面３１ｂ，３２ｂそれぞれと発光素子１０とを結ぶ距離が設定された構成としては上記例に限定されない。例えば、図８および図９に示す構成を採用することもできる。図８および図９に示す変形例では、ｙ方向において入射面３１ｂ，３２ｂが３つに分割され、入射面３１ｂ，３２ｂにおける中央部位が、自身よりも外側に位置する環状部位と比べてｚ方向における高さが低くなっている。

図８では、中央部がｘ−ｙ平面に沿う平坦形状を成し、図９では、中央部が、自身と発光素子１０とを結ぶ入射方向において、自身に向かって凹となるように湾曲している。なお、もちろんではあるが、屈折部３０の入射面３１ｂ，３２ｂは、少なくともｘ方向において複数に分割されればよい。すなわち、ｘ方向にのみ分割され、ｙ方向には分割されない構成を採用することもできる。

本実施形態では、屈折部３０が、複数の第１屈折レンズ３１と、１つの入射面３２ｂを有するとともに、複数の第１屈折レンズ３１それぞれよりも体格の大きい１つの第２屈折レンズ３２と、から成る例を示した。しかしながら、図１０に示すように、屈折部３０は、複数の第１屈折レンズ３１と、複数の入射面３２ｂを有する、１つの第２屈折レンズ３２から成っても良い。また、図示しないが、屈折部３０が、複数の第１屈折レンズ３１のみから成っても良い。

本実施形態では、集光部５０は、複数に分割された集光レンズ５１から成る例を示した。しかしながら、集光部５０は１つの集光レンズ５１からなっても良い。

本実施形態では、複数の集光レンズ５１それぞれにおけるｚ方向の高さが同一である例を示した。しかしながら、複数の集光レンズ５１それぞれの高さが異なっていても良い。

本実施形態では、複数の集光レンズ５１それぞれの高さが、高さが最も高い第２屈折レンズ３２の高さ以下となっている例を示した。しかしながら、複数の集光レンズ５１それぞれの高さは、第２屈折レンズ３２の高さや第１屈折レンズ３１の高さに依存せずに決定することができる。

本実施形態では、集光部５０と屈折部３０は同一材料（ガラス）から成り、連結部６０を介して一体に形成されている例を示した。しかしながら、集光部５０と屈折部３０を別体で形成しても良いし、異なる材料で形成しても良い。

本実施形態では、検出部９０が配線基板９３に搭載され、ケース９１内に設けられた例を示した。しかしながら、検出部９０は配線基板９３に搭載されていなくともよく、ケース９１内に設けられていなくともよい。

本実施形態では、屈折部３０が、傾斜面３１ａ，３２ａ及び入射面３１ｂ，３２ｂを有する複数の屈折レンズ３１，３２により形成される例を示した。しかしながら、屈折部３０は、複数の分割された入射面３１ｂ，３２ｂを有するものであれば採用することができる。例えば、屈折レンズ３１，３２が射出成形により形成され、単一の屈折部３０として構成されてもよい。

１０・・・発光素子
３０・・・屈折部
３１・・・第１屈折レンズ
３２・・・第２屈折レンズ
７０・・・受光素子
９０・・・検出部
１００・・・水滴検出センサ
１１０・・・透明板
１１０ａ・・・内面
１１０ｂ・・・外面

Claims (8)

1. 検出光を透明板（１１０）の内面（１１０ａ）に向けて照射する発光素子（１０）と、
   前記検出光を屈折させて前記透明板に入射させ、前記透明板の外面（１１０ｂ）と空気との界面にて全反射させる屈折部（３０）と、
   前記透明板の外面と空気との界面にて全反射され、前記透明板から出射された前記検出光を受光する受光素子（７０）と、
   前記透明板の外面に付着した水滴による、前記受光素子に入射する前記検出光の増減を検出することで、前記透明板の外面に付着した水滴を検出する検出部（９０）と、を有する水滴検出センサであって、
   前記屈折部は、前記検出光が主として入射される入射面として、複数に分割された入射面（３１ｂ，３２ｂ）を有し、
   分割された複数の前記入射面（３１ｂ，３２ｂ）は、前記透明板の内面における、前記発光素子の投影部位と前記受光素子の投影部位との間に位置し、前記発光素子から前記受光素子へと向かって並んでおり、複数の前記入射面それぞれに入射する前記検出光の強度が均一となるように、複数の前記入射面それぞれと前記発光素子とを結ぶ距離が設定されており、
   前記屈折部（３０）は、複数に分割された屈折レンズ（３１，３２）から成ることで、前記入射面が複数に分割されており、
   前記透明板の外面に直交する高さ方向における、複数の前記屈折レンズそれぞれの頂点の高さは、前記入射面それぞれに入射する前記検出光の強度が均一となるように、前記発光素子から前記受光素子へと向かうにしたがって、徐々に高くなっていることを特徴とする水滴検出センサ。
2. 分割された複数の前記入射面は、前記発光素子から前記受光素子へ向かう方向及び前記透明板の外面に直交する高さ方向の両方向に垂直な方向に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の水滴検出センサ。
3. 複数の前記屈折レンズとして、複数の第１屈折レンズ（３１）と、複数の前記第１屈折レンズそれぞれよりも前記受光素子側に位置する１つの第２屈折レンズ（３２）と、を有し、
   前記第１屈折レンズ、および、前記第２屈折レンズそれぞれは、前記高さ方向との成す角度が、前記検出光が前記透明板の外面と空気との界面にて全反射する角度となる一方向である全反射方向に沿って傾斜した傾斜面（３１ａ，３２ａ）と、該傾斜面と連結された、前記検出光が主として入射される前記入射面と、を有し、
   互いに隣接する２つの前記第１屈折レンズの内、前記発光素子側に位置する前記第１屈折レンズの有する前記傾斜面が、前記受光素子側に位置する前記第１屈折レンズの前記入射面と連結され、前記第２屈折レンズと隣接する前記第１屈折レンズの前記傾斜面が、前記第２屈折レンズの前記入射面と連結されており、
   前記第２屈折レンズと隣接する前記第１屈折レンズの前記傾斜面は、前記発光素子と前記透明板とを結ぶ軸の内、前記全反射方向に沿う主軸に沿っていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水滴検出センサ。
4. 前記透明板の外面と空気との界面にて全反射され、前記透明板から出射された前記検出光を前記受光素子に集光する集光部（５０）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水滴検出センサ。
5. 前記集光部は、複数に分割された集光レンズ（５１）から成り、
   複数の前記集光レンズは、前記透明板の内面における、前記発光素子の投影部位と前記受光素子の投影部位との間に位置していることを特徴とする請求項４に記載の水滴検出センサ。
6. 複数の前記集光レンズそれぞれにおける前記透明板の外面に直交する高さ方向の高さは、複数の前記屈折レンズの内、前記高さ方向における高さが最も高い前記屈折レンズ（３２）の高さ以下であることを特徴とする請求項５に記載の水滴検出センサ。
7. 複数の前記集光レンズそれぞれは、前記透明板の外面に直交する高さ方向における高さが同一であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の水滴検出センサ。
8. 前記集光部と前記屈折部は同一材料から成り、前記集光部と前記屈折部とが一体になっていることを特徴とする請求項４〜７いずれか１項に記載の水滴検出センサ。

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