JPS6349713Y2 - - Google Patents

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JPS6349713Y2
JPS6349713Y2 JP4743183U JP4743183U JPS6349713Y2 JP S6349713 Y2 JPS6349713 Y2 JP S6349713Y2 JP 4743183 U JP4743183 U JP 4743183U JP 4743183 U JP4743183 U JP 4743183U JP S6349713 Y2 JPS6349713 Y2 JP S6349713Y2
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light
window glass
prism
reflective
reflected
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば車両用ワイパに装備される雨滴
センサに関し、ウインドウガラス等に雨滴が付着
したときこれを検知するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a raindrop sensor installed in, for example, a vehicle wiper, and detects when raindrops adhere to a window glass or the like.

従来より、この種の雨滴センサとして例えば第
1図に示すように、ウインドウガラス2の内側に
投光部(光源)3と受光部4とを配置すると共
に、該ウインドウガラス2の内面にプリズム1を
取付けて構成されている。
Conventionally, as shown in FIG. 1, a raindrop sensor of this kind has been provided with a light emitting part (light source) 3 and a light receiving part 4 inside a window glass 2, and a prism 1 on the inside of the window glass 2. It is configured by installing.

投光部3からプリズム1を通してウインドウガ
ラス2に入射される入射光は、ウインドウガラス
2とその外側の空気との境界面で全反射され、そ
の反射光は受光部4に入射される。
The incident light that enters the window glass 2 from the light projecting section 3 through the prism 1 is totally reflected at the interface between the window glass 2 and the air outside thereof, and the reflected light enters the light receiving section 4.

ウインドウガラス2の外面に雨滴が付着する
と、入射光の一部は雨滴から外部に漏れ、反射光
量、すなわち受光部4の受光量が減少する。これ
により、受光部4の出力が変化して雨滴が付着し
たことが検知される。
When raindrops adhere to the outer surface of the window glass 2, part of the incident light leaks from the raindrops to the outside, and the amount of reflected light, that is, the amount of light received by the light receiving section 4 decreases. As a result, the output of the light receiving section 4 changes and it is detected that raindrops have attached.

しかしながら、上記雨滴センサによれば、外
光、例えば太陽光がウインドウガラス2からプリ
ズム1を通して受光部4に入射するような外乱を
除去するために、複雑な回路処理が必要である上
に、最悪の場合、受光部4が外光により飽和状態
になり雨滴検知が不可能になる問題があつた。
However, according to the above raindrop sensor, complicated circuit processing is required to remove disturbances such as external light, such as sunlight entering the light receiving section 4 from the window glass 2 through the prism 1. In this case, there was a problem in that the light receiving section 4 became saturated with external light, making it impossible to detect raindrops.

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、複雑な回路処理を必要と
することなく外乱を除去でき、安定した検知が行
える雨滴センサを提供することである。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a raindrop sensor that can remove disturbances and perform stable detection without requiring complicated circuit processing.

以下本考案の一実施例を図面を参照して説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本考案の雨滴センサの一例を示す略解
図である。図中第1図に示す部分と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the raindrop sensor of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

本実施例では、プリズム6に反射面6b,6
c,6e,6fが形成されている。これら反射面
6b,6c,6e,6fは入射光を全反射するよ
うにそれぞれ所定角度で傾斜している。すなわ
ち、投光部3より入射面6aを通つてウインドウ
ガラス2に対して垂直に照射された光が、プリズ
ムの第1の反射面6bで反射してウインドウガラ
ス2と平行になるように、第1の反射面6bはウ
インドウガラス2の内面に対して角度45゜で傾斜
している。
In this embodiment, the prism 6 has reflective surfaces 6b and 6.
c, 6e, and 6f are formed. These reflective surfaces 6b, 6c, 6e, and 6f are each inclined at a predetermined angle so as to totally reflect the incident light. In other words, the light emitted perpendicularly from the light projector 3 to the window glass 2 through the incident surface 6a is reflected by the first reflective surface 6b of the prism and becomes parallel to the window glass 2. The reflective surface 6b of the window glass 2 is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the inner surface of the window glass 2.

また、第1の反射面6bで水平になつた光が、
第2の反射面6cで再度反射してウインドウガラ
ス2と空気との境界面M1に至り、入射角θでも
つてウインドウガラス2に入射するように、第2
の反射面6cの傾斜はウインドウガラス2の垂線
に対して 90−(90−θ/2)=45+θ/2 となつている。ここで、ウインドウガラス2に対
する入射角θは、 Θ1<θ<Θ2 に設定されている。Θ1はウインドウガラス2と
その外側の空気との境界面M1における臨界角、
Θ2はウインドウガラス2とその外面に付着した
雨滴5との境界面M2における臨界角(第3図参
照)である。
Furthermore, the light that has become horizontal on the first reflective surface 6b is
The second reflection surface 6c reflects again and reaches the boundary surface M1 between the window glass 2 and the air, and the second reflection surface 6c enters the window glass 2 at an incident angle θ.
The inclination of the reflective surface 6c with respect to the perpendicular to the window glass 2 is 90-(90-θ/2)=45+θ/2. Here, the incident angle θ with respect to the window glass 2 is set to Θ 1 <θ<Θ 2 . Θ 1 is the critical angle at the interface M 1 between the window glass 2 and the air outside it,
Θ 2 is the critical angle at the interface M 2 between the window glass 2 and the raindrop 5 attached to its outer surface (see FIG. 3).

ウインドウガラス2の屈折率を1.5とし、空気
の屈折率を1.0とすると、臨界角Θ1は45゜以下とな
り、また雨滴5の屈折率を1.33とすると、臨界角
Θ2は62゜以上である。
If the refractive index of the window glass 2 is 1.5 and the refractive index of air is 1.0, then the critical angle Θ 1 is 45° or less, and if the refractive index of the raindrop 5 is 1.33, the critical angle Θ 2 is 62° or more. .

従つて、ウインドウガラス2への入射角θが、
例えば60゜だとすると、第2の反射面6cの傾斜
角は、ウインドウガラス2に対する垂線Vに対し
て角度75゜で傾斜し、すなわちウインドウガラス
2の内面に対して角度15゜で傾斜することになる。
Therefore, the angle of incidence θ on the window glass 2 is
For example, if it is 60 degrees, the inclination angle of the second reflective surface 6c is inclined at an angle of 75 degrees with respect to the perpendicular V to the window glass 2, that is, it is inclined at an angle of 15 degrees with respect to the inner surface of the window glass 2. .

また、第3および第4の反射面6e,6fは、
それぞれ第1および第2の反射面6b,6cとウ
インドウガラス2の垂線Vに対して線対称な位置
に形成されている。
Further, the third and fourth reflective surfaces 6e and 6f are
The first and second reflective surfaces 6b and 6c are formed at positions symmetrical to the perpendicular line V of the window glass 2, respectively.

一方、第2の反射面6cおよび第3の反射面6
eと相対向するウインドウガラス2側部位で、第
1の反射面6bおよび第4の反射面6fと、プリ
ズム6のウインドウガラス2内面に接着した取付
面6dとの間には、投光部3より入射される光が
到達しない面6h,6i,6j,6kが形成さ
れ、これらの面6h,6i,6j,6kは投光部
3より第1の反射面6bに照射される光路の範囲
の境界で決定され、面6hはウインドウガラス2
に対してほぼ平行に設定されている。また、上記
面6h,6iと6j,6kはウインドウガラスの
垂線Vに対して線対称な位置に形成されている。
そして、これらのプリズム面6h,6i,6j,
6kには黒色の塗料等により光吸収層が形成され
ている。
On the other hand, the second reflecting surface 6c and the third reflecting surface 6
In the window glass 2 side portion opposite to the reflecting surface 6e, surfaces 6h, 6i, 6j, and 6k are formed between the first reflecting surface 6b and the fourth reflecting surface 6f and the mounting surface 6d of the prism 6 bonded to the inner surface of the window glass 2, and the surfaces 6h, 6i, 6j, and 6k are determined by the boundaries of the range of the optical path irradiated from the light projecting unit 3 to the first reflecting surface 6b, and the surface 6h is determined by the boundaries of the range of the optical path irradiated from the light projecting unit 3 to the first reflecting surface 6b.
The surfaces 6h, 6i and 6j, 6k are formed in positions that are symmetrical with respect to a perpendicular line V of the window glass.
These prism surfaces 6h, 6i, 6j,
A light absorbing layer is formed on 6k using black paint or the like.

さらに、第2の反射面6cで反射した光が到達
するプリズム6の取付面6dは、面6dからウイ
ンドウガラス2内に光が入射するように、すなわ
ち、ウインドウガラスの境界面で反射が生じない
ように、ウインドウガラス2の内面に密着して形
成されている。
Furthermore, the mounting surface 6d of the prism 6, which the light reflected by the second reflective surface 6c reaches, is configured such that the light enters the window glass 2 from the surface 6d, that is, no reflection occurs at the boundary surface of the window glass. As such, it is formed in close contact with the inner surface of the window glass 2.

従つて、雨滴5が付着していないときには、ウ
インドウガラス2に入射した光は境界面M1で全
反射されて再びプリズム6内に入射し、反射面6
e,6fで反射を繰り返した後、出射面6gから
出射し受光部4に入射される。
Therefore, when no raindrops 5 are attached, the light incident on the window glass 2 is totally reflected at the boundary surface M 1 and enters the prism 6 again, and the light enters the prism 6 again.
After repeated reflections at e and 6f, the light is emitted from the output surface 6g and enters the light receiving section 4.

また、雨滴5が付着すると、ウインドウガラス
2に入射した光は境界面M2から雨滴5内に入射
される。雨滴5に入射した光は、雨滴5とその外
側の空気との境界面で全反射されるものを除いて
外部に漏れる。このため、反射光量、すなわち受
光部4の受光量が減少する。
Furthermore, when the raindrops 5 adhere, the light incident on the window glass 2 enters into the raindrops 5 from the boundary surface M2 . The light incident on the raindrops 5 leaks to the outside except for the light that is totally reflected at the interface between the raindrops 5 and the air outside. Therefore, the amount of reflected light, that is, the amount of light received by the light receiving section 4 decreases.

ウインドウガラス2から面6dを通り外光がプ
リズム6内に入射されるが、この外光は受光部4
に入射されることはない。
External light passes through the surface 6d from the window glass 2 and enters the prism 6, but this external light is transmitted to the light receiving section 4.
It will not be incident on the .

これを第4図を参照して説明する。屈折の法則
により、n1sinθ1=n2sinθ2が成り立つ。但し、n1
は空気の屈折率、n2はウインドガラス2及びプリ
ズム6による屈折率、θ1は外光のウインドガラス
2への入射角、θ2はこの外光がウインドガラス2
及びプリズム6を透過するときの屈折角である。
ここで、プリズム6内における臨界角は、空気の
屈折率n1を1とし、θ1を90゜とおいて、 sin90゜=n2sinθ2 sinθ2=1/n2 よつて、臨界角=sin-11/n2となる。
This will be explained with reference to FIG. According to the law of refraction, n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2 holds true. However, n 1
is the refractive index of air, n 2 is the refractive index of the window glass 2 and prism 6, θ 1 is the angle of incidence of external light on the window glass 2, and θ 2 is the angle of incidence of external light on the window glass 2.
and the refraction angle when passing through the prism 6.
Here, the critical angle within the prism 6 is given by the refractive index n 1 of air being 1 and θ 1 being 90°, sin90° = n 2 sinθ 2 sinθ 2 = 1/n 2 Therefore, the critical angle = sin -1 1/n 2 .

換言すれば、いかなる角度から入射する外光
も、θ2<sin-11/n2なる角度となる。
In other words, external light incident from any angle has an angle of θ 2 <sin −1 1/n 2 .

従つて、外光は面6eを通つてプリズム6から
出射するか、あるいは面6eを全反射した後、面
6kに向かうことになる。
Therefore, the external light either exits from the prism 6 through the surface 6e, or is directed toward the surface 6k after being totally reflected on the surface 6e.

このため、面6kを充分長く設定すれば、外光
が面6eを全反射しても面6kの光吸収層7に吸
収されてしまい、面6fを反射して受光部4に入
射されるおそれはない。
Therefore, if the surface 6k is set to be long enough, even if external light is totally reflected on the surface 6e, it will be absorbed by the light absorption layer 7 on the surface 6k, and there is a possibility that it will be reflected on the surface 6f and enter the light receiving section 4. That's not it.

なお、図示しないが、受光部4の出力は車両用
ワイパの駆動部に入力されるようになつていて、
該出力が例えば所定値以下になるとこれが動作開
始信号になる。
Although not shown, the output of the light receiving section 4 is input to the drive section of the vehicle wiper.
When the output becomes, for example, a predetermined value or less, this becomes an operation start signal.

次に上記第一実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be explained.

ウインドウガラス2の外面に雨滴5が付着して
いないときには、投光部3からの光は、反射面6
b,6cで反射を繰り返した後、ウインドウガラ
ス2内に入射し、そして境界面M1で全反射され、
その反射光は再びプリズム6内に入射し、反射面
6e,6fで反射を繰り返した後、面6gから出
射し受光部4に入射される。
When no raindrops 5 are attached to the outer surface of the window glass 2, the light from the light projecting section 3 is reflected on the reflective surface 6.
After repeated reflections at b and 6c, it enters the window glass 2, and is totally reflected at the boundary surface M1 ,
The reflected light enters the prism 6 again and is repeatedly reflected by the reflecting surfaces 6e and 6f, and then exits from the surface 6g and enters the light receiving section 4.

雨滴5が付着すると、投光部3からの光は、ウ
インドウガラス2から雨滴5内に入射し、その一
部が雨滴5から外部に漏れ、受光部4の受光量が
減少する。これにより、受光部4の出力が変化し
て雨滴5が付着したことが検知され、車両用ワイ
パが動作を開始する。
When the raindrops 5 adhere, the light from the light projecting section 3 enters the raindrops 5 through the window glass 2, and a portion of the light leaks out from the raindrops 5, reducing the amount of light received by the light receiving section 4. As a result, the output of the light receiving section 4 changes to detect that raindrops 5 have adhered, and the vehicle wiper starts operating.

この際、ウインドウガラス2から面6dを通つ
てプリズム6内に入射した外光は、面6eを通つ
てプリズム6から出射するか、あるいは面6eで
反射された後、面6kの光吸収層7に吸収されて
しまい、外光により受光部4が飽和状態になるお
それはない。
At this time, external light that has entered the prism 6 from the window glass 2 through the surface 6d exits the prism 6 through the surface 6e, or is reflected by the surface 6e and then is reflected by the light absorption layer 7 on the surface 6k. There is no risk that the light receiving section 4 will be saturated due to external light.

第5図及び第6図は本考案の第二実施例を示し
ている。この第二実施例では、投光部3と面6a
との間にスリツト8aを介在し、また受光部4と
面6gとの間にスリツト8bを介在している。
5 and 6 show a second embodiment of the invention. In this second embodiment, the light projecting section 3 and the surface 6a
A slit 8a is interposed between the light receiving portion 4 and the surface 6g, and a slit 8b is interposed between the light receiving portion 4 and the surface 6g.

スリツト8bは、スリツト8a、プリズム6を
通つて直進した光を遮るもので、スリツト8aの
光通過部とスリツト8bの光不通過部が対向する
ように配置されている。従つて、雨滴5が付着し
ていない通常時は、投光部3からの光がスリツト
8bで遮られ、受光部4に光が入射されない。
The slit 8b blocks the light that has passed straight through the slit 8a and the prism 6, and is arranged so that the light passing portion of the slit 8a and the light blocking portion of the slit 8b are opposed to each other. Therefore, under normal conditions when raindrops 5 are not attached, the light from the light projecting section 3 is blocked by the slit 8b, and no light enters the light receiving section 4.

雨滴5が付着すると、雨滴5内に入射した光の
一部は雨滴5とその外側の空気との境界面で全反
射されるとき光路が屈曲され、雨滴が付着してい
ない通常時の光路とは異なる光路をとり、スリツ
ト8bを通過する。
When the raindrops 5 adhere, a part of the light that enters the raindrops 5 is totally reflected at the interface between the raindrops 5 and the air outside, and the optical path is bent, making the optical path different from the normal optical path when no raindrops are attached. takes different optical paths and passes through the slit 8b.

すなわち、第二実施例にあつては、雨滴5が付
着していないときには、受光部4には光が入射さ
れず、その出力は例えばLレベルである。雨滴5
が付着するとこれにより光が屈曲され受光部4に
入射し、その出力はHレベルに変り、雨滴5が付
着したことが検知される。
That is, in the second embodiment, when no raindrops 5 are attached, no light is incident on the light receiving section 4, and its output is, for example, at L level. raindrops 5
When the raindrops 5 adhere, the light is bent and enters the light receiving section 4, and its output changes to H level, and it is detected that the raindrops 5 have adhered.

この第二実施例では、投光部3の劣化や電気的
ノイズ等により投光量が変化しても雨滴5の検知
には何ら影響されない。
In this second embodiment, even if the amount of light projected changes due to deterioration of the light projecting section 3, electrical noise, etc., the detection of raindrops 5 is not affected in any way.

なお、上記実施例では、投光部3をウインドウ
ガラス2の内側に配置した場合を示したが、これ
を外側に配置しても同様の作用効果が得られる。
In addition, although the said Example showed the case where the light projection part 3 was arrange|positioned inside the window glass 2, the same effect can be obtained even if this is arrange|positioned outside.

また、雨滴5の検知に適用した場合を示した
が、これに限定されず、一般水滴用センサ、ガラ
スのくもり検出センサとしても使用することがで
きる。
Further, although the case where the present invention is applied to detecting raindrops 5 is shown, the present invention is not limited to this, and can also be used as a general water droplet sensor or a fogging detection sensor for glass.

以上説明したように本考案によれば、プリズム
に、透明体(ウインドウガラス)から該プリズム
に入射した外光が受光部に入射しないように規制
する面(反射面6e,面6k)を形成しているの
で、外光による外乱のない安定した検知が行え、
また複雑な回路処理を必要とせず、プリズムを加
工するだけでよくコストダウンを図ることができ
る。
As explained above, according to the present invention, surfaces (reflecting surfaces 6e, 6k) are formed on the prism to prevent external light entering the prism from the transparent body (window glass) from entering the light receiving section. This enables stable detection without disturbance from external light.
Further, there is no need for complicated circuit processing, and costs can be reduced simply by processing the prism.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の雨滴センサの略解図、第2図〜
第4図は本考案の一実施例を示し、第2図は略解
図、第3図及び第4図は作用の説明図、第5図〜
第6図は本考案の第二実施例を示し、第5図は略
解図、第6図は作用の説明図である。 2……透明体(ウインドウガラス)、3……投
光部、4……受光部、6……プリズム、6a,6
k……面。
Figure 1 is a schematic diagram of a conventional raindrop sensor, Figure 2~
Fig. 4 shows an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram, Figs. 3 and 4 are explanatory diagrams of the operation, and Figs.
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation. 2... Transparent body (window glass), 3... Light projecting section, 4... Light receiving section, 6... Prism, 6a, 6
k...face.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) ウインドウガラスの内側に投光部と受光部と
を配置すると共に、該ウインドウガラスの内面
にプリズムを取付けて、光源から光をウインド
ウガラスに照射し、該光の光路がウインドウガ
ラスの外面に付着した雨滴等により変化したと
きこれを受光部で検知するように構成した雨滴
センサにおいて、 上記プリズムを複数の反射面を有する一つの
多面体で構成し、上記投光部より入射面を通つ
てウインドウガラスに対して垂直に照射された
光が反射する第1の反射面を、ウインドウガラ
スに対して45゜傾斜して形成し、この第1の反
射面で反射した光が第2の反射面で反射して、
ウインドウガラスとその外側の空気との境界面
における臨界角より大きく、ウインドウガラス
とその外側に付着した雨滴との境界面における
臨界角より小さい入射角θでウインドウガラス
に入射すべく、第2の反射面をウインドウガラ
スの垂線に対して(45+θ/2)゜傾斜して形
成し、さらに上記第1および第2の反射面とそ
れぞれウインドウガラスの垂線に対して線対称
な部位に第4および第3の反射面を形成し、ウ
インドウガラスの境界面で反射した光が、順次
第3の反射面、第4の反射面で反射して、ウイ
ンドウガラスに対して垂直な出射光として出射
面より受光部に到達するように構成し、さらに
上記第2の反射面および第3の反射面と相対向
するウインドウガラス側部位で、上記第1の反
射面および第4の反射面と、ウインドウガラス
内面に接着した取付面との間に、投光部より入
射される光が到達しない面を形成し、この面に
光吸収層を形成したことを特徴とする雨滴セン
サ。 (2) 上記投光部と上記プリズムの入射面との間お
よび受光部とプリズムの出射面との間にスリツ
トを設け、入射面側のスリツトの光通過部と、
出射面側のスリツトの光不通過部が対向するよ
うに配置したことを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第1項に記載の雨滴センサ。
[Claims for Utility Model Registration] (1) A light emitting part and a light receiving part are arranged inside a window glass, a prism is attached to the inner surface of the window glass, and light is irradiated from a light source onto the window glass. In a raindrop sensor configured so that when the optical path of light changes due to raindrops etc. adhering to the outer surface of a window glass, this is detected by a light receiving section, the prism is configured with one polyhedron having a plurality of reflective surfaces, and the above-mentioned projection A first reflective surface is formed at an angle of 45 degrees to the window glass, and the light irradiated perpendicularly to the window glass from the light section through the incident surface is reflected. The light is reflected by the second reflective surface,
The second reflected light is incident on the window glass at an incident angle θ that is larger than the critical angle at the interface between the window glass and the air outside the window glass and smaller than the critical angle at the interface between the window glass and the raindrops attached to the outside. A fourth and third reflective surface is formed at an angle of (45+θ/2) with respect to the perpendicular line of the window glass, and fourth and third reflective surfaces are formed at positions symmetrical to the first and second reflective surfaces, respectively, with respect to the perpendicular line of the window glass. The light reflected at the boundary surface of the window glass is sequentially reflected at the third and fourth reflective surfaces, and is transmitted from the output surface to the light receiving part as outgoing light perpendicular to the window glass. The first reflective surface and the fourth reflective surface are bonded to the inner surface of the window glass at a portion on the window glass side opposite to the second reflective surface and the third reflective surface. A raindrop sensor characterized in that a surface is formed between the mounting surface and the mounting surface where light incident from the light projecting section does not reach, and a light absorption layer is formed on this surface. (2) A slit is provided between the light projecting section and the entrance surface of the prism and between the light receiving section and the exit surface of the prism, and a light passing section of the slit on the entrance surface side;
The raindrop sensor according to claim 1, characterized in that the slits on the exit surface side are arranged so that the light-blocking parts thereof face each other.
JP4743183U 1983-03-31 1983-03-31 raindrop sensor Granted JPS59152446U (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4743183U JPS59152446U (en) 1983-03-31 1983-03-31 raindrop sensor
US06/595,337 US4676638A (en) 1983-03-31 1984-03-30 Light-transmissible foreign object sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4743183U JPS59152446U (en) 1983-03-31 1983-03-31 raindrop sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59152446U JPS59152446U (en) 1984-10-12
JPS6349713Y2 true JPS6349713Y2 (en) 1988-12-21

Family

ID=30177979

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