JPH0628718U - 雨滴センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子と受光素子とのあいだの距離を小さ
くすることができる雨滴センサを提供する。 【構成】 発光素子３から受光素子６までの光路内に、
発光素子３よりの雨滴検知用光α１を受光素子６に向け
る少なくとも１つの反射素子４を配設しているとともに
雨滴検知用光α１を受光素子６までのあいだで集光する
集光素子５を配設した雨滴センサ１。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、雨が降ってきたことを検知してワイパを自動的に作動するのに利 用される雨滴センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、雨が降ってきたことを検知してワイパを自動的に作動する雨滴センサと しては、例えば実開昭６３−６９６６１号公報において記載されているものが知 られている。

【０００３】 上記公報に記載されている雨滴センサを示す図６において、雨滴センサ５０は ガラス２０の裏面２０ｂの近傍に配置されており、発光素子５１から出射された 雨滴検知用光α５０がガラス２０の表面２０ａで反射し、反射した雨滴検知用光 α５０を受光素子５２で受ける。

【０００４】 発光素子５１よりの雨滴検知用光α５０は、広がり角度θ５０を有する状態で ガラス２０の裏面２０ｂに向けて直進するため、雨滴検知用光α５０がガラス２ ０の裏面２０ｂに対して入射角θ５１〜θ５２を有するように発光素子５１を傾 斜させた状態で配置している。

【０００５】 また、受光素子５２によって受ける雨滴検知用光α５０もガラス２０の裏面２ ０ｂから直進するため、ガラス２０の表面２０ａで反射した雨滴検知用光α５０ がガラス２０の裏面２０ｂに対して有する屈折角θ５３〜θ５４に対応して受光 素子５２を傾斜させた状態で配置している。

【０００６】 ガラス２０の表面２０ａに雨滴Ｒが付着すると、雨滴検知用光α５０にガラス ２０の表面２０ａから雨滴Ｒ内に屈折して受光素子５２に向かわない成分を生ず るため、受光素子５２によって受光するレベルに差が生じ、この差によって雨が 降り出したことの認識をする。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の雨滴センサ５０では、発光素子５１よりの雨滴検知用光α５０ がガラス２０の裏面２０ｂまで直進するとともに、ガラス２０の表面２０ａで反 射した雨滴検知用光α５０も受光素子５２まで直進するため、発光素子５１およ び受光素子５２は互いに傾斜させた状態で、しかも入射角θ５１〜５２および屈 折角θ５３〜θ５４を設定するために離隔させて配置してあるので、発光素子５ １と受光素子５２とを単一のケースに収容しようとすると、ケースの外形が大き くなる可能性を有し、ケースの外形が大きくなると、例えば自動車のフロントウ インドシールドガラスの近傍等の狭いスペースに設置し難くなるという問題点が あり、この問題点を解決することが課題となっていた。

【０００８】

【考案の目的】

この考案に係わる雨滴センサは、発光素子と受光素子とのあいだの距離を小さ くすることができる雨滴センサを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案に係わる雨滴センサは、発光素子から受光素子までの光路内に、発光 素子よりの雨滴検知用光を受光素子に向ける少なくとも１つの反射素子を配設し ているとともに雨滴検知用光を受光素子までのあいだで集光する集光素子を配設 していることを特徴としており、より好ましい実施態様において発光素子および 受光素子を一体的に備えていることを特徴としており、さらに好ましい実施態様 において集光素子に凸レンズを用いていることを特徴としている。

【００１０】

【考案の作用】

この考案に係わる雨滴センサにおいて、発光素子からの雨滴検知用光は、受光 素子までの光路内で反射素子によって受光素子に向けられるとともに集光素子に よって受光素子まで集光される。それ故、雨滴検知用光は、発光素子から受光素 子まで直進せずに進行し、広がり角度を集光された状態で雨滴の検知を行なう。

【００１１】

【実施例】

図１にはこの考案に係わる雨滴センサの一実施例が示されている。

【００１２】 図示する雨滴センサ１は、ウインドシールドガラスであるガラス１０の裏面１ ０ｂの近傍のインストパッド１１上に配置されており、ケース２内に発光素子で ある発光ダイオード３、反射素子である平面鏡４、集光素子である凸レンズ５、 受光素子であるホトダイオード６が収容されている。

【００１３】 発光ダイオード３は、ケース２に備えられている底部２ａに沿って取付けられ ているとともに外部端子３ａ、３ｂが前記底部２ａに固定された制御回路７に電 気的に接続されているため、図示しないメインスイッチのオン切換えによって前 記制御回路７から所定の電流が外部端子３ａ、３ｂに供給されると、放射部３ｃ からケース２に備えられている前方側壁２ｂに向けて広がり角度θ１を有する雨 滴検知用光α１を出射する。

【００１４】 ケース２の前記前方側壁２ｂ寄りには平面鏡４が取付けられている。この平面 鏡４は、ケース２の底部２ａに対し約４５度で図中において右方側を下げて傾斜 しており、前記発光ダイオード３から出射した雨滴検知用光α１をガラス１０の 裏面１０ｂに向けて反射させる。平面鏡４に入射して反射した雨滴検知用光α１ は広がり角度θ１を変更させない状態でガラス１０に向け進行する。

【００１５】 また、ケース２に備えられている天壁２ｃの前方側壁２ｂ寄りには、凸レンズ ５が取付けられている。この凸レンズ５は、前記平面鏡４によって反射させた雨 滴検知用光α１の光路内でケース２の天壁２ｃに設けられている丸孔形状のレン ズ取付部２ｃ１に固定されているため、雨滴検知用光α１の有する広がり角度θ １を集光角度θ２に変換する。

【００１６】 凸レンズ５がガラス１０の裏面１０ｂに向けられた雨滴検知用光α１を集光角 度θ２に変換するために、雨滴検知用光α１は、ガラス１０の裏面１０ｂに対し て入射角θ３〜θ４を付与された状態で入射する。

【００１７】 ここで、ガラス１０の裏面１０ｂに対して入射角θ３〜θ４で入射した雨滴検 知用光α１は、ガラス１０の表面１０ａに雨滴Ｒが付着していないと、前記表面 １０ａから反射角θ５〜θ６でガラス１０内にほとんどの光量が反射してガラス １０の裏面１０ｂから屈折角θ７〜θ８で空気中に屈折する。また、前記雨滴検 知用光α１は、ガラス１０の表面１０ａに雨滴Ｒが付着すると、ガラス１０の表 面１０ａにおいて雨滴Ｒ内に屈折してガラス１０の裏面１０ｂから屈折角θ７〜 θ８の範囲内に入らない成分α１´を生ずるため、ガラス１０の裏面１０ｂから 屈折角θ７〜θ８で屈折する雨滴検知用光α１の光路内にホトダイオード６が配 置され、ガラス１０の表面１０ａにおいて反射角θ５〜θ６で反射する雨滴検知 用光α１の反射点の範囲に雨滴検知部１０ａ１が設定されている。

【００１８】 ホトダイオード６は、ケース２に備えられている後方側壁２ｄ寄りで受光部６ ａが雨滴検知用光α１の屈折角θ７〜θ８に対応して傾斜させてあり、外部端子 ６ｂ、６ｃが前記制御回路７に電気的に接続されているため、前記メインスイッ チがオン切換えされていると、ケース２の天壁２ｃに設けられている光路孔２ｃ ２を介して受光部６ａに照射された雨滴検知用光α１のエネルギに対応した電子 を励起して外部端子６ｂ、６ｃから制御回路７に検知信号を転送する。

【００１９】 制御回路７に転送された検知信号は、増幅・整形されて予め設定したスレッシ ョルドレベルと比較されるため、雨滴検知用光α１に受光部６ａを照射しない成 分α１´を生ずることによって増幅・整形されたレベルが前記スレッショルドレ ベルよりも低い値になると、制御回路７によって雨が降ってきたことの認識をし てケース２の外側に設けている外部配線７ａからワイパ起動用電流を出力する。 このワイパ起動用電流によって前記外部配線７ａに接続する図示しないワイパを 作動させる。

【００２０】 ここで、ホトダイオード６の受光部６ａを照射する雨滴検知用光α１は、凸レ ンズ５による集光角度θ２への変換によって受光素子６に近づくに従って小さい スポット径を有するものとなるため、ガラス１０の表面１０ａに設定した雨滴検 知部１０ａ１は、ホトダイオード６の受光部６ａに有する受光エリアよりも大き い範囲になる。また、発光ダイオード３から出射した雨滴検知用光α１は平面鏡 ４によってガラス１０に向けて反射され、凸レンズ５によって受光素子６まで集 光される光路を形成するため、発光ダイオード３からホトダイオード６まで光路 は略コ字状に屈折したものとして形成される。

【００２１】 このような構成を有する雨滴センサ１は、前記メインスイッチをオン切換えし ている際に、雨が降っていないと、発光ダイオード３からの雨滴検知用光α１は 、広がり角度θ１を有する状態で平面鏡４によってガラス１０に向けて反射して から、凸レンズ５によって広がり角度θ１を集光角度θ２に変換されてガラス１ ０の裏面１０ｂから入射角θ３〜θ４で入射し、ガラス１０の表面１０ａにおい て反射角θ５〜θ６でガラス１０内に反射した後、ガラス１０の裏面１０ｂから 屈折角θ７〜θ８で空気中に屈折してホトダイオード６の受光部６ａを照射する 。

【００２２】 このとき、雨滴検知用光α１は、ガラス１０の表面１０ａでほとんどの光量が 反射するため、ホトダイオード６の受光部６ａを照射するレベルも高くなるので 、ホトダイオード６は高い値の検知信号を制御回路７に転送しており、それによ って、制御回路７はスレッショルドレベルよりも高いレベルを検知してワイパ起 動用電流を出力せずに、ワイパを作動させない。

【００２３】 そこで、雨が降り出して雨滴検知部１０ａ１に雨滴Ｒが付着すると、雨滴検知 部１０ａ１に雨滴Ｒの層が形成される。雨滴Ｒが雨滴検知部１０ａ１に付着した ことによって雨滴Ｒが付着するまでほとんどの光量がガラス１０の表面１０ａで 反射していた雨滴検知用光α１は、ガラス１０から雨滴Ｒ内に屈折してホトダイ オード６の受光部６ａを照射しない成分α１´を生ずるため、受光部６ａで受け ている雨滴検知用光α１のレベルは低下する。

【００２４】 ホトダイオード６の受光部６ａで受けている雨滴検知用光α１のレベルが低下 するため、ホトダイオード６は低い電圧の検知信号を制御回路７に転送し、制御 回路７はスレッショルドレベルよりも低いレベルを検知してワイパ起動用電流を 出力するので、ワイパを作動させるものとなる。

【００２５】 雨が降り終わり、雨滴検知部１０ａ１に雨滴Ｒが付着しなくなると、ホトダイ オード６の受光部６ａを照射する雨滴検知用光α１のレベルが高い状態に復帰す るため、ワイパ起動用電流は出力しなくなり、ワイパを停止させるものとなる。

【００２６】 図２にはこの考案に係わる雨滴センサの他の実施例が示されている。

【００２７】 この場合の雨滴センサ１は、ケース２の底部２ａに対し約４５度で右方側を下 げた状態でケース２の前方側壁２ｂ寄りに取付けられた第１の平面鏡４に加え、 ケース２の後方側壁２ｄの内側に第１の平面鏡４と同様に反射素子である第２の 平面鏡８を取付けており、第２の平面鏡８をケース２の後方側壁２ｂに取付けた ことによってホトダイオード６は図１に示すものよりも発光ダイオード３に接近 して配置されている。他の部分は図１に示す実施例と同様にしてある。第２の平 面鏡８は、凸レンズ５によって変換された雨滴検知用光α１の集光角度θ２を変 更させない。

【００２８】 この場合、発光ダイオード３から広がり角度θ１で出射した雨滴検知用光α１ は、第１の平面鏡４によってガラス１０に向けて反射してから、凸レンズ５によ って広がり角度θ１を集光角度θ２に変換されてガラス１０の裏面１０ｂから入 射角θ３〜θ４で入射する。雨滴Ｒが付着していないと、雨滴検知用光α１は、 ガラス１０の表面１０ａにおいて反射角θ５〜θ６でほとんどの光量がガラス１ ０内に反射してガラス１０の裏面１０ｂから屈折角θ７〜θ８で空気中に屈折し 、第２の平面鏡８によってホトダイオード６の受光部６ａに向かい前記受光部６ ａを照射する。そして、雨滴Ｒが付着すると、ガラス１０の表面１０ａでほとん どの光量が反射していた雨滴検知用光α１は、ガラス１０から雨滴Ｒ内に屈折し てホトダイオード６の受光部６ａに向かわない成分α１´を生ずるため、受光部 ６ａで受ける雨滴検知用光α１のレベルに差が生じて雨が降ってきたことの検知 を行なう。

【００２９】 図３ないし図５にはこの考案に係わる雨滴センサのさらに他の実施例が示され ている。

【００３０】 この場合の雨滴センサ１は、発光ダイオード３とホトダイオード６とをケース ２内に一体で組付けてあり、他の部分は図２に示す実施例と同様にしてある。

【００３１】 発光ダイオード３およびホトダイオード６は、ケース２の底部２ａに固定され た制御回路７上に取付けられているサブケース９内に収容されている。

【００３２】 前記サブケース９は、図４および図５により明らかなように、ケースアッパー ９ａとこのケースアッパー９ａに組み付けられるケースロワー９ｂとから構成さ れており、ケースアッパー９ａとケースロワー９ｂとのあいだには発光ダイオー ド３の放射部３ｃを第１の平面鏡４に向けて固定し且つ放射部３ｃから第１の平 面鏡４側に出射用孔９ｃを設けている発光ダイオード取付部９ｄが形成されてい る。また、ケースアッパー９ａとケースロワー９ｂとのあいだで発光ダイオード 取付部９ｄと反対の位置にはホトダイオード６の受光部６ａを第２の平面鏡８に 向けて固定し且つ受光部６ａから第２の平面鏡８側に入射用孔９ｅを設けている ホトダイオード取付部９ｆが形成されている。

【００３３】 サブケース９は、発光ダイオード３およびホトダイオード６を発光ダイオード 取付部９ｄおよびホトダイオード取付部９ｆによって固定した状態で、ケースロ ワー９ｂの下側に設けている基板側取付部９ｂ１、９ｂ１を制御回路７に備えら れている回路基板７ｂに嵌挿することにより制御回路７上に取付けられている。

【００３４】 この場合、発光ダイオード３から広がり角度θ１で出射した雨滴検知用光α１ は、第１の平面鏡４によってガラス１０に向けて反射してから、凸レンズ５によ って広がり角度θ１を集光角度θ２に変換されてガラス１０の裏面１０ｂから入 射角θ３〜θ４で入射し、ガラス１０の表面１０ａにおいて反射角θ５〜θ６で ガラス１０内に反射してガラス１０の裏面１０ｂから屈折角θ７〜θ８で空気中 に屈折し、第２の平面鏡８によってホトダイオード６の受光部６ａに向かう略三 角形状の光路を形成する。そして、雨滴Ｒが付着すると、雨滴Ｒが付着していな いときにガラス１０の表面１０ａにおいて反射していた雨滴検出用光α１は、ガ ラス１０から雨滴Ｒ内に屈折してホトダイオード６の受光部６ａに向かわない成 分α１´を生ずるため、受光部６ａで受ける雨滴検知用光α１のレベルに差が生 じて雨が降ってきたことの検知を行なう。

【００３５】 ここで、凸レンズ５によって広がり角度θ１を集光角度θ２に変換された雨滴 検知用光α１は、ホトダイオード６に近づくに従ってスポット径が小さくなり且 つ光量のレベルも高くなるため、発光ダイオード３およびホトダイオード６の取 付位置に精度を要求されるが、サブケース９によって光路にずれを生ずることな く位置設定を行なうものとなる。

【００３６】

【考案の効果】

以上説明してきたように、この考案に係わる雨滴センサは上述した構成とした ことから、発光素子と受光素子とのあいだの距離を小さくすることができるので 、発光素子と受光素子とをケースに収容する際にケースの小形化を図ることがで きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係わる雨滴センサの一実施例の縦断
側面図である。

【図２】この考案に係わる雨滴センサの他の実施例の縦
断側面図である。

【図３】この考案に係わる雨滴センサのさらに他の実施
例の縦断側面図である。

【図４】図３に示した雨滴センサにおいての発光素子と
受光素子の取付状態の縦断側面図である。

【図５】図４の背面図である。

【図６】従来の雨滴センサの概略図である。

【符号の説明】

１ 雨滴センサ ３ （発光素子）発光ダイオード ４ （反射素子）平面鏡 ５ （集光素子）凸レンズ ６ （受光素子）ホトダイオード １０ ガラス Ｒ 雨滴 α１ 雨滴検知用光 θ１ 広がり角度

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 広がり角度をもつ雨滴検知用光を発生す
   る発光素子と、 ガラスの雨滴検知部で反射した前記雨滴検知用光を受け
   て当該雨滴検知用光のレベルに対応した検知信号を発生
   する受光素子を備え、 ガラスの表面に付着した雨滴をガラスに非接触で検知す
   る雨滴センサにおいて、 前記発光素子から前記受光素子までの光路内に、当該発
   光素子よりの雨滴検知用光を当該受光素子に向ける少な
   くとも１つの反射素子を配設しているとともに前記雨滴
   検知用光を前記受光素子までのあいだで集光する集光素
   子を配設していることを特徴とする雨滴センサ。
2. 【請求項２】 発光素子および受光素子を一体的に備え
   ている請求項１に記載の雨滴センサ。
3. 【請求項３】 集光素子に凸レンズを用いている請求項
   １または２に記載の雨滴センサ。