WO2015146152A1 - 統合装置 - Google Patents

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    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J2001/4266—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for measuring solar light

Definitions

  • This disclosure relates to an integrated device in which an in-vehicle product and a solar radiation sensor are integrated.
  • Patent Document 1 proposes an optical sensor in which a plurality of sensors are integrated. Specifically, a configuration in which a rain sensor and an ambient light sensor are integrated has been proposed.
  • the light sensor is attached to the windshield of the vehicle.
  • the rain sensor measures a change in refractive characteristics due to raindrops attached to the windshield as a change in light intensity.
  • the ambient light sensor detects the brightness of ambient light incident from the outside of the passenger compartment through the windshield.
  • the solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation entering the vehicle interior of the vehicle is configured to detect the amount of solar radiation according to a predetermined elevation angle characteristic.
  • the solar radiation sensor is mounted on the dashboard of the vehicle.
  • the solar radiation sensor with the rain sensor into one package.
  • the elevation angle characteristics of the solar radiation sensor may be affected by the inclination angle of the windshield.
  • the solar radiation sensor can capture light from above the vehicle, but it becomes difficult to capture light from the front of the vehicle.
  • the solar radiation sensor is attached to the windshield having a large inclination angle, light from the front of the vehicle can be captured, but it becomes difficult to capture light from above the vehicle.
  • the in-vehicle product combined with the solar radiation sensor is not limited to the rain sensor. That is, the above-described situation occurs when the solar radiation sensor is integrated with the in-vehicle product attached to the windshield.
  • This indication aims at providing the integrated apparatus which can reduce the influence which the elevation angle characteristic of a solar radiation sensor receives by the inclination angle of a windshield when integrating a vehicle-mounted product and a solar radiation sensor in view of the said point. .
  • the first aspect of the present disclosure includes an in-vehicle product that is fixed to the windshield of the vehicle.
  • the solar radiation detection element that detects the amount of solar radiation by receiving the solar radiation incident on the windshield, and guides the solar radiation incident on the windshield in a predetermined elevation angle range to the solar radiation detection element, with respect to the solar radiation detection element
  • a solar radiation lens unit having a solar radiation peak at a predetermined angle in the elevation angle range, and a solar radiation sensor integrated with the vehicle-mounted product.
  • the solar radiation lens unit includes a peak adjustment unit that stabilizes the amount of solar radiation within a certain range including a predetermined angle in the elevation angle range.
  • the peak range of the solar radiation amount in the elevation angle range is expanded by the peak adjustment unit, the required elevation angle characteristics can be obtained even with respect to the difference in the inclination angle of the vehicle windshield. That is, the solar radiation sensor can be applied to windshields having various inclination angles. Therefore, the influence which the elevation angle characteristic of a solar radiation sensor receives with the inclination-angle of a windshield can be reduced.
  • the integrated device is an integration of, for example, a rain sensor that detects raindrops attached to a windshield of a vehicle and a solar sensor that detects the amount of solar radiation around the vehicle.
  • the integrated device 1 is installed on the passenger compartment side of the windshield 100.
  • the vehicle glass angle ⁇ of the windshield 100 is different for each vehicle type.
  • the integrated device 1 includes a cover housing 10, a circuit board 20, a rain sensor 30, and a solar radiation sensor 40.
  • the rain sensor 30 includes a light emitting element 31, a light receiving element 32, and a light guiding lens unit 33.
  • the solar radiation sensor 40 includes a solar radiation detection element 41 and a solar radiation lens unit 42.
  • the cover housing 10 is an appearance of the integrated device 1.
  • the cover housing 10 is a housing for housing the circuit board 20, the rain sensor 30, and the solar radiation sensor 40.
  • the cover housing 10 is formed from a metal material or a resin material.
  • the planar shape of the cover housing 10 when viewed from the open end 11 side to the bottom surface 12 side is, for example, a quadrangular shape.
  • the cover housing 10 is attached to a bracket (not shown) fixed to the windshield 100.
  • the cover housing 10 comprises a container with a bracket.
  • the bracket is, for example, a metal plate pressed into a predetermined shape, and is fixed to the windshield 100 with an adhesive or the like.
  • the circuit board 20 has a light emitting element 31 and a light receiving element 32 of the rain sensor 30 mounted thereon, and a solar radiation detecting element 41 of the solar radiation sensor 40 mounted thereon.
  • the circuit board 20 is a plate having a surface 21.
  • the circuit board 20 is, for example, a printed board.
  • the circuit board 20 has a connector 22 and electronic components (not shown) mounted on the one surface 21.
  • the connector 22 is a resin connection component to which a wiring connector (not shown) is connected.
  • the connector 22 has a terminal 23 that is electrically connected to a circuit formed on the circuit board 20.
  • the terminal 23 is insert-molded in the connector 22.
  • the electronic component is, for example, an IC, a resistance element, a chip capacitor, or the like.
  • the circuit board 20 is accommodated on the bottom surface 12 side of the cover housing 10 with the one surface 21 side facing the open end 11 of the cover housing 10.
  • the rain sensor 30 is a raindrop detection device configured to detect raindrops attached to the windshield 100 of the vehicle.
  • the integrated device 1 is one in which a solar radiation sensor 40 is integrated with a rain sensor 30. That is, the cover housing 10 and the circuit board 20 that constitute the integrated device 1 are components that constitute the rain sensor 30.
  • the light emitting element 31 is a light emitting device that emits measurement light for detecting raindrops attached to the windshield 100.
  • the light emitting element 31 includes a light emitting diode (LED) that emits light toward the windshield 100 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.
  • the light emitting diode may be driven with a constant voltage.
  • the light emitting element 31 is configured as a semiconductor chip, for example.
  • the light receiving element 32 is a light receiving device that receives light reflected by the windshield 100.
  • the light receiving element 32 includes a photodiode (PD) that detects the intensity of the received light, and a processing circuit (not shown) that amplifies the signal of the photodiode.
  • the light receiving element 32 is mounted on the one surface 21 of the circuit board 20 at a predetermined distance from the light emitting element 31.
  • the light receiving element 32 is configured as a semiconductor chip, for example.
  • the light guide lens unit 33 is configured to guide the light emitted from the light emitting element 31 to the windshield 100 and guide the light reflected by the windshield 100 to the light receiving element 32.
  • a light guiding lens unit 33 includes a first lens unit 34 and a second lens unit 35.
  • the first lens part 34 is a part for condensing the light of the light emitting element 31 in the light guiding lens part 33.
  • the first lens unit 34 is accommodated in the cover housing 10 so as to face the light emitting element 31.
  • the second lens unit 35 is a part that condenses the reflected light reflected by the windshield 100 on the light receiving element 32.
  • the second lens portion 35 is accommodated in the cover housing 10 so as to face the light receiving element 32.
  • the light emitted from the light emitting element 31 is guided to the windshield 100 through the first lens portion 34 of the light guide lens 50 and is reflected by the windshield 100.
  • the light reflected by the windshield 100 is guided to the light receiving element 32 through the second lens portion 35 of the light guiding lens portion 33.
  • the rain sensor 30 detects that raindrops have adhered to the windshield 100 based on the intensity of light received by the light receiving element 32.
  • the solar radiation sensor 40 detects the solar radiation amount.
  • the solar radiation detection element 41 constituting the solar radiation sensor 40 detects the amount of solar radiation by receiving solar radiation incident on the windshield 100.
  • the solar radiation detection element 41 includes a photodiode (PD) that detects the intensity of received light, and a processing circuit (not shown) that acquires an amount of solar radiation based on a signal from the photodiode. Further, it is disposed between the light emitting element 31 and the light receiving element 32 of the rain sensor 30 on the one surface 21 of the circuit board 20.
  • the solar radiation detection element 41 is configured as a semiconductor chip, for example.
  • the solar radiation lens unit 42 guides the solar radiation incident on the windshield 100 within a predetermined elevation angle range to the solar radiation detection element 41.
  • the solar radiation lens portion 42 is accommodated in the cover housing 10 so as to face the solar radiation detection element 41.
  • the solar radiation lens unit 42 is disposed between the first lens unit 34 and the second lens unit 35 that constitute the light guide lens unit 33.
  • the solar radiation detection element 41 detects the amount of solar radiation received.
  • the solar radiation lens portion 42 is integrally formed with the light guide lens portion 33. That is, the light guiding lens part 33 and the solar radiation lens part 42 are formed from a single mold. Thus, since the solar radiation lens portion 42 and the light guide lens portion 33 are integrally molded, there is no need to design in consideration of the joint between the solar radiation lens portion 42 and the light guide lens portion 33. . That is, the design of the solar radiation lens part 42 and the light guiding lens part 33 can be facilitated.
  • one lens 50 is constituted by the light guiding lens portion 33 and the solar radiation lens portion 42.
  • the lens 50 is accommodated in the cover housing 10 so as to be positioned above the one surface 21 of the circuit board 20. Further, the side of the lens 50 opposite to the side where the first lens portion 34, the second lens portion 35, and the solar radiation lens portion 42 are formed has a planar shape.
  • a sheet 60 is attached to the plane portion of the lens 50.
  • the sheet 60 is in contact with the windshield 100 as well as the lens 50.
  • the lens 50 takes in light from the windshield 100 through the sheet 60.
  • the above is the overall configuration of the integrated device 1 according to the present embodiment.
  • the detection result of the rain sensor 30 and the detection result of the solar radiation sensor 40 are output to an external device via the connector 22.
  • the solar radiation lens portion 42 has a shape protruding toward the solar radiation detection element 41.
  • the solar radiation lens portion 42 is configured to have a low elevation angle surface 43, a facing surface 44, and a high elevation angle surface 45.
  • the cross-sectional view of FIG. 3 is a view of a cross section of the solar radiation lens portion 42 parallel to the angle direction of the elevation angle. The same applies to FIG.
  • the low elevation angle surface 43 is a surface for capturing light on the low elevation angle side in the elevation angle range.
  • the facing surface 44 is a surface that is adjacent to the low elevation angle surface 43 and faces the solar radiation detection element 41. As shown in FIG. 2, the facing surface 44 has a quadrangular shape and is sized according to the elevation angle characteristics.
  • the high elevation angle surface 45 is a surface for capturing light on the high elevation angle side in the elevation angle range.
  • the solar radiation lens portion 42 has a reflection surface 46 adjacent to the high elevation angle surface 45 and the facing surface 44.
  • the reflection surface 46 is a portion for reflecting a part of the light incident on the solar radiation lens portion 42 to the reflection surface 46 and leading it to the solar radiation detection element 41.
  • the reflection surface 46 is connected to the facing surface 44 at an acute angle, and is connected to the high elevation angle surface 45 at an obtuse angle. These “acute angle” and “obtuse angle” are angles formed by the lens portion of the solar radiation lens portion 42.
  • the opposing surface 44 and the low elevation angle surface 43 are connected at an obtuse angle.
  • the solar radiation lens unit 42 guides light to the solar radiation detection element 41 through the low elevation angle surface 43 and the high elevation angle surface 45, thereby giving a peak of the amount of solar radiation at a predetermined angle in the elevation angle range.
  • the solar radiation lens portion 42 is provided with a reflective surface 46 adjacent to the high elevation angle surface 45 and the opposing surface 44. For this reason, since the solar radiation on the low elevation angle side reflected by the reflecting surface 46 increases, the peak range of the solar radiation amount on the low elevation angle side detected by the solar radiation detection element 41 can be expanded.
  • the solar radiation amount reaches a peak when the elevation angle is around 45 °.
  • the reflecting surface 46 is provided on the solar radiation lens portion 42, the low-elevation-side solar light reflected by the reflecting surface 46 increases, so that the relative value of the low-elevation-side solar radiation increases. This is because light of a wide angle can be incident. Therefore, the amount of solar radiation in a certain range including a predetermined angle (for example, 45 °) in the elevation angle range can be made constant.
  • FIG. 4 is an elevation angle characteristic measured when the integrated device 1 is attached to the windshield 100 having a vehicle glass angle of 35 °.
  • the reflecting surface 46 can be caused to function as a peak adjusting unit that stabilizes the amount of solar radiation within a certain range including a predetermined angle (for example, 45 °) in the elevation angle range.
  • a predetermined angle for example, 45 °
  • a constant amount of solar radiation can be captured in an elevation angle range of 30 ° to 60 °.
  • the elevation angle range in which the amount of solar radiation is made constant can be appropriately adjusted according to the shape and area of the reflecting surface 46.
  • the solar radiation sensor 40 can be applied to the windshield 100 having various inclination angles. Therefore, the influence which the elevation angle characteristic of the solar radiation sensor 40 receives with the inclination angle of the windshield 100 can be reduced.
  • the solar radiation lens part 42 is arrange
  • enlargement of the size of the integrated apparatus 1 is avoided. Can do. Furthermore, light can be taken into the solar radiation lens portion 42 through the entire portion of the lens 50 that functions as the rain sensor 30.
  • the rain sensor 30 of this embodiment can provide an “in-vehicle product”. Further, the reflection surface 46 of the present embodiment can provide a “peak adjustment unit”.
  • the lens 50 includes a wall portion 47.
  • the wall portion 47 is provided between the first lens portion 34 and the solar radiation lens portion 42 and between the solar radiation lens portion 42 and the second lens portion 35.
  • the wall portion 47 is provided between the first lens portion 34 and the solar radiation lens portion 42, it is possible to block light traveling from the first lens portion 34 side toward the solar radiation detection element 41. Further, since the wall portion 47 is provided between the solar radiation lens portion 42 and the second lens portion 35, the light traveling from the second lens portion 35 side toward the solar radiation detection element 41 can be blocked. Therefore, unnecessary light guided to the solar radiation detection element 41 by the wall portion 47 is blocked, so that the detection accuracy of the solar radiation sensor 40 can be improved.
  • the opposed surface 44 of the solar radiation lens portion 42 is separated from the solar radiation detection element 41 in the cross section of the solar radiation lens portion 42 cut along the plane constituting the elevation angle of the solar radiation detection element 41. It is formed so as to have a concave spherical shape.
  • the “surface constituting the elevation angle of the windshield 100” is a triangular cross section obtained by cutting the inclined surface of the windshield 100 and the horizontal plane so as to include the connection points of the respective surfaces. In other words, it is a surface that is perpendicular to the ground and that follows the direction of travel of the vehicle.
  • the cross-sectional shape of the facing surface 44 of the solar radiation lens portion 42 is a spherical shape, but the entire facing surface 44 is, for example, a shape warped in a cylindrical shape or a shape warped in a bowl shape.
  • “Shape-shaped” refers to the shape of a part of a spherical shell or the shape of a contact lens.
  • the opposed surface 44 of the solar radiation lens portion 42 is such that the cross section of the solar radiation lens portion 42 cut along the plane constituting the elevation angle of the solar radiation detection element 41 is on the solar radiation detection element 41 side. It is formed to have a protruding spherical shape.
  • the entire facing surface 44 of the solar radiation lens portion 42 has, for example, a shape protruding in a cylindrical shape or a shape protruding in a bowl shape. Thereby, the fixed range of the peak of solar radiation amount can be finely adjusted like 3rd Embodiment.
  • the peak range of the solar radiation amount has been expanded by capturing a lot of light on the low elevation angle side, but in this embodiment, the peak range of the solar radiation amount can be reduced by making it difficult to capture the light on the high elevation angle side. It is characterized by spreading.
  • the solar radiation lens unit 42 is configured to have a low elevation angle surface 43, a facing surface 44, and a high elevation angle surface 45.
  • the facing surface 44 is adjacent to both the low elevation surface 43 and the high elevation surface 45.
  • the facing surface 44 has an uneven portion 48.
  • the concavo-convex portion 48 is a concavo-convex structure formed on at least the low elevation angle surface 43 side of the facing surface 44.
  • the concavo-convex portion 48 is formed by, for example, light irradiation such as plasma irradiation or UV irradiation, graining or the like.
  • the uneven portion 48 may be formed by rubbing a part of the facing surface 44 with a sandpaper or the like. That is, it can be said that the concavo-convex portion 48 is a portion where a part of the facing surface 44 is roughened.
  • the function and effect of the uneven portion 48 will be described. As shown in FIG. 9, when the uneven portion 48 is not provided in the solar radiation lens portion 42, the solar radiation amount reaches a peak when the elevation angle is around 45 °. On the other hand, when the concavo-convex portion 48 is provided on the facing surface 44 of the solar radiation lens portion 42, the high-elevation-side solar light is scattered by the concavo-convex portion 48. It becomes difficult to detect.
  • the concavo-convex portion 48 can be caused to function as a peak adjustment portion that stabilizes the amount of solar radiation within a certain range including a predetermined angle (for example, 45 °) in the elevation angle range.
  • uneven portion 48 of the present embodiment can provide a “peak adjustment portion”.
  • the configuration of the integrated device 1 shown in each of the above embodiments is an example, and is not limited to the configuration shown above, and may be other configurations that can realize the present disclosure.
  • the vehicle-mounted product in which the solar radiation sensor 40 is integrated is not limited to the rain sensor 30, and other vehicle-mounted products such as a laser radar may be used.
  • the light guiding lens part 33 and the solar radiation lens part 42 may be separate.
  • the solar radiation lens portion 42 may be assembled to the light guide lens portion 33, or the light guide lens portion 33 may be assembled to the solar radiation lens portion 42.
  • the solar radiation detection element 41 may not be disposed between the light emitting element 31 and the light receiving element 32.
  • both the reflective surface 46 shown in the first embodiment and the uneven portion 48 shown in the fifth embodiment may be provided in the solar lens unit 42.
  • the concavo-convex portion 48 provided on the facing surface 44 may be provided not only on a part of the facing surface 44 but also on the entire facing surface 44. In this case, if the degree of scattering of the concavo-convex portion 48 is adjusted so that the scattering of sunlight on the low elevation angle surface 43 side of the facing surface 44 increases and the scattering of sunlight on the high elevation angle 45 side decreases. good.
  • the wall 47 shown in the second embodiment is an example.
  • the wall 47 may be provided between one or both of the first lens unit 34 and the solar radiation lens unit 42 and between the solar radiation lens unit 42 and the second lens unit 35. .
  • the configurations shown in the first to fourth embodiments may be appropriately combined with the solar radiation lens portion 42 shown in the fifth embodiment.

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Abstract

　日射用レンズ部（４２）は、仰角範囲のうちの低仰角側の光を取り込むための低仰角面（４３）と、低仰角面（４３）に隣接すると共に日射検出素子（４１）に対向する対向面（４４）と、仰角範囲のうちの高仰角側の光を取り込むための高仰角面（４５）と、を有している。また、日射用レンズ部（４２）は、高仰角面（４５）と対向面（４４）とに隣接する反射面（４６）を備えている。これにより、日射用レンズ部（４２）に入射した太陽光の一部が反射面（４６）に反射して日射検出素子（４１）に導かれるので、反射面（４６）で反射した低仰角側の日射光が増加する。したがって、日射検出素子（４１）で検出される低仰角側の日射量のピークの範囲を広げることができる。これにより、車載製品と日射センサとを一体化させるに際し、フロントガラスの傾斜角度によって日射センサの仰角特性が受ける影響を低減することができる。

Description

統合装置 関連出願の相互参照
　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１４年３月２５日に出願された日本特許出願２０１４－６１４４３号を基にしている。
　本開示は、車載製品と日射センサとが一体化された統合装置に関する。
　従来より、複数のセンサが統合された光センサが、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、レインセンサと周囲光センサとが統合された構成が提案されている。光センサは車両のフロントガラスに取り付けられる。そして、レインセンサはフロントガラスに付着した雨滴による屈折特性の変化を光の強度の変化として測定する。また、周囲光センサは車室外からフロントガラスを介して入射する周囲光の明るさを検出する。
特許第４５７０６９８号公報
　ここで、本願発明者等による検討によれば、車両の車室内に侵入する日射量を検出する日射センサは、所定の仰角特性に従って日射量を検出するように構成されている。また、日射センサは、車両のダッシュボードに実装される。
　そして、上記のように、日射センサをレインセンサと共に一つのパッケージに統合することが考えられる。しかし、地面に対するフロントガラスの傾斜角度は車種に応じて異なっているので、日射センサの仰角特性がフロントガラスの傾斜角度の影響を受けてしまう恐れがある。
　具体的には、傾斜角度が小さいフロントガラスに日射センサが取り付けられると、日射センサは車両の上方からの光を取り込めるが、車両の前方からの光を取り込みにくくなってしまう。一方、傾斜角度が大きいフロントガラスに日射センサが取り付けられると、車両の前方からの光は取り込めるが、車両の上方からの光を取り込みにくくなってしまう。
　ここで、日射センサが組み合わされる車載製品はレインセンサに限られない。すなわち、フロントガラスに取り付けられる車載製品に対して日射センサが一体化されることで上記の事態が発生してしまう。
　本開示は上記点に鑑み、車載製品と日射センサとを一体化させるに際し、フロントガラスの傾斜角度によって日射センサの仰角特性が受ける影響を低減することができる統合装置を提供することを目的とする。
　本開示の第１態様では、車両のフロントガラスに固定される車載製品を備えている。また、フロントガラスに入射する日射光を受光することにより日射量を検出する日射検出素子と、フロントガラスに所定の仰角範囲で入射する日射光を日射検出素子に導くと共に、日射検出素子に対して仰角範囲のうちの所定角度に日射量のピークを持たせる日射用レンズ部と、を有し、車載製品に一体化された日射センサを備えている。
　そして、日射用レンズ部は、仰角範囲のうち所定角度を含む一定範囲の日射量を一定化するピーク調整部を備えている。
　これによると、ピーク調整部によって仰角範囲における日射量のピークの範囲が広がるので、車両のフロントガラスの傾斜角度の違いに対しても必要な仰角特性を得ることができる。すなわち、日射センサを様々な傾斜角度のフロントガラスに適用させることができる。したがって、フロントガラスの傾斜角度によって日射センサの仰角特性が受ける影響を低減することができる。
本開示の第１実施形態に係る統合装置の断面図である。 導光用レンズ部と日射用レンズ部とが一体化されたレンズの平面図である。 統合センサのうち日射センサの拡大断面図である。 日射用レンズ部の反射面によって得られる仰角特性を説明するための図である。 本開示の第２実施形態に係る日射用レンズ部の断面図である。 本開示の第３実施形態に係る日射用レンズ部の断面図である。 本開示の第４実施形態に係る日射用レンズ部の断面図である。 本開示の第５実施形態に係る日射用レンズ部の断面図である。 日射用レンズ部の対向面の凹凸部によって得られる仰角特性を説明するための図である。
　以下、本開示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。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る統合装置は、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レインセンサと、車両周辺の日射量を検出する日射センサと、が一体化されたものである。図１に示されるように、統合装置１は、フロントガラス１００のうちの車室側に設置されている。フロントガラス１００の車両ガラス角度θは車種毎に異なっている。
　そして、統合装置１は、カバーハウジング１０、回路基板２０、レインセンサ３０、及び日射センサ４０を備えて構成されている。レインセンサ３０は、発光素子３１、受光素子３２、及び導光用レンズ部３３を備えている。また、日射センサ４０は、日射検出素子４１及び日射用レンズ部４２を備えている。
　カバーハウジング１０は、統合装置１の外観をなすものである。カバーハウジング１０は、回路基板２０、レインセンサ３０、及び日射センサ４０を収容するための筐体である。カバーハウジング１０は、金属材料または樹脂材料から形成されている。カバーハウジング１０を開口端１１側から底面１２側に見た平面形状は例えば四角形状になっている。
　また、カバーハウジング１０は、フロントガラス１００に固定された図示しないブラケットに取り付けられる。これにより、カバーハウジング１０は、ブラケットと共に収容体を構成する。なお、ブラケットは例えば金属板が所定の形状にプレス加工されたものであり、接着剤等でフロントガラス１００に固定されている。
　回路基板２０は、レインセンサ３０の発光素子３１及び受光素子３２が実装されていると共に、日射センサ４０の日射検出素子４１が実装されたものである。回路基板２０は、一面２１を有する板状のものである。回路基板２０は例えばプリント基板である。
　また、回路基板２０は、コネクタ２２や図示しない電子部品が一面２１に実装されている。コネクタ２２は図示しない配線コネクタが接続される樹脂製の接続部品である。コネクタ２２は、回路基板２０に形成された回路に電気的に接続されるターミナル２３を有している。ターミナル２３はコネクタ２２にインサート成形されている。電子部品は、例えばＩＣ、抵抗素子、チップコンデンサ等である。回路基板２０は、一面２１側がカバーハウジング１０の開口端１１に向けられた状態でカバーハウジング１０の底面１２側に収容されている。
　レインセンサ３０は、車両のフロントガラス１００に付着した雨滴を検出するように構成された雨滴検出装置である。統合装置１は、レインセンサ３０に対して日射センサ４０が一体化されたものである。すなわち、統合装置１を構成するカバーハウジング１０や回路基板２０は、レインセンサ３０を構成する部品である。
　発光素子３１は、フロントガラス１００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装置である。発光素子３１は、フロントガラス１００に向かって発光する発光ダイオード（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、を備えている。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。なお、発光素子３１は例えば半導体チップとして構成されている。
　受光素子３２は、フロントガラス１００で反射した光を受光する受光装置である。受光素子３２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、を備えている。また、受光素子３２は、回路基板２０の一面２１において、発光素子３１に対して所定の距離だけ離れて実装されている。なお、受光素子３２は例えば半導体チップとして構成されている。
　導光用レンズ部３３は、発光素子３１から発せられた光をフロントガラス１００に導くと共にフロントガラス１００で反射した光を受光素子３２に導くように構成されたものである。このような導光用レンズ部３３は、第１レンズ部３４及び第２レンズ部３５を備えている。
　第１レンズ部３４は、導光用レンズ部３３のうち発光素子３１の光を集光する部分である。第１レンズ部３４は、発光素子３１に対向するようにカバーハウジング１０に収容されている。また、第２レンズ部３５は、フロントガラス１００で反射した反射光を受光素子３２に集光する部分である。第２レンズ部３５は、受光素子３２に対向するようにカバーハウジング１０に収容されている。
　上記の構成により、発光素子３１から照射した光は導光用レンズ５０の第１レンズ部３４を介してフロントガラス１００に導かれると共にフロントガラス１００で反射させられる。また、フロントガラス１００で反射させられた光は導光用レンズ部３３の第２レンズ部３５を介して受光素子３２に導かれる。これによると、雨滴がフロントガラス１００に付着することによりフロントガラス１００における光の屈折特性が変化するので、受光素子３２で検出される光の強度が変化する。したがって、レインセンサ３０は受光素子３２が受光した光の強度に基づいてフロントガラス１００に雨滴が付着したことを検出するようになっている。
　日射センサ４０は、太陽光の日射量を検出するものである。日射センサ４０を構成する日射検出素子４１は、フロントガラス１００に入射する日射光を受光することにより日射量を検出するものである。このような日射検出素子４１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に基づいて日射量を取得する図示しない処理回路と、を備えている。また、回路基板２０の一面２１のうちレインセンサ３０の発光素子３１と受光素子３２との間に配置されている。なお、日射検出素子４１は例えば半導体チップとして構成されている。
　日射用レンズ部４２は、フロントガラス１００に所定の仰角範囲で入射する日射光を日射検出素子４１に導くものである。日射用レンズ部４２は、日射検出素子４１に対向するようにカバーハウジング１０に収容されている。図２に示されるように、日射用レンズ部４２は、導光用レンズ部３３を構成する第１レンズ部３４と第２レンズ部３５との間に配置されている。
　上記の構成により、日射用レンズ部４２に導入された光は日射検出素子４１に導かれる。したがって、日射検出素子４１は受光した太陽光の日射量を検出するようになっている。
　また、日射用レンズ部４２は、導光用レンズ部３３と一体成形されている。すなわち、導光用レンズ部３３と日射用レンズ部４２とが一つの金型から形成されている。このように、日射用レンズ部４２と導光用レンズ部３３とが一体成形されているので、日射用レンズ部４２と導光用レンズ部３３との繋ぎ目を考慮した設計を行う必要が無い。すなわち、日射用レンズ部４２及び導光用レンズ部３３の設計を容易にすることができる。
　したがって、導光用レンズ部３３及び日射用レンズ部４２によって一つのレンズ５０が構成されている。このレンズ５０が、回路基板２０の一面２１の上方に位置するようにカバーハウジング１０に収容されている。さらに、レンズ５０のうち第１レンズ部３４、第２レンズ部３５、及び日射用レンズ部４２が形成された側とは反対側は平面形状になっている。
　さらに、図１に示されるように、レンズ５０の平面部分にはシート６０が貼り付けられている。シート６０はレンズ５０だけでなくフロントガラス１００にも接触している。そして、レンズ５０はシート６０を介してフロントガラス１００から光を取り込むようになっている。
　以上が、本実施形態に係る統合装置１の全体構成である。レインセンサ３０の検出結果及び日射センサ４０の検出結果は、コネクタ２２を介して外部装置に出力される。
　次に、日射用レンズ部４２の具体的な構成について説明する。まず、図３に示されるように、日射用レンズ部４２は、日射検出素子４１側に突出した形状になっている。そして、図２及び図３に示されるように、日射用レンズ部４２は、低仰角面４３、対向面４４、及び高仰角面４５を有して構成されている。なお、図３の断面図は、仰角の角度方向に平行な日射用レンズ部４２の断面を見た図である。図１も同じである。
　低仰角面４３は、仰角範囲のうちの低仰角側の光を取り込むための面である。対向面４４は、低仰角面４３に隣接すると共に日射検出素子４１に対向する面である。図２に示されるように、対向面４４は四角形状になっており、仰角特性に応じたサイズに規定されている。そして、高仰角面４５は、仰角範囲のうちの高仰角側の光を取り込むための面である。
　さらに、図３に示されるように、本実施形態では、日射用レンズ部４２は、高仰角面４５と対向面４４とに隣接する反射面４６を有している。この反射面４６は、日射用レンズ部４２に入射した光の一部を反射面４６に反射させて日射検出素子４１に導くための部分である。反射面４６は、対向面４４に対して鋭角で接続される一方、高仰角面４５に対して鈍角で接続されている。これら「鋭角」及び「鈍角」は日射用レンズ部４２のレンズ部分が形成する角度のことである。なお、対向面４４と低仰角面４３とは鈍角で接続されている。
　続いて、日射用レンズ部４２の反射面４６の作用効果について説明する。まず、日射用レンズ部４２は、低仰角面４３及び高仰角面４５によって日射検出素子４１に対して光を導くことにより、仰角範囲のうちの所定角度に日射量のピークを持たせることになる。しかしながら、日射用レンズ部４２には高仰角面４５と対向面４４とに隣接する反射面４６が設けられている。このため、反射面４６で反射した低仰角側の日射光が増加するので、日射検出素子４１で検出される低仰角側の日射量のピークの範囲を広げることができる。
　具体的には、図４に示されるように、日射用レンズ部４２に反射面４６が設けられていない場合には仰角が４５°付近で日射量がピークとなる。一方、日射用レンズ部４２に反射面４６が設けられている場合には反射面４６で反射した低仰角側の日射光が増加するので、低仰角側の日射量の相対値が上昇する。これは幅広い角度の光の入射が可能になったからである。したがって、仰角範囲のうち所定角度（例えば４５°）を含む一定範囲の日射量を一定化することができる。
　なお、図４では、例えば４５°における日射量に対する他の角度の日射量の相対値を示している。また、図４は、車両ガラス角度が３５°のフロントガラス１００に統合装置１が取り付けられたときに測定された仰角特性である。
　以上のように、反射面４６を、仰角範囲のうち所定角度（例えば４５°）を含む一定範囲の日射量を一定化するピーク調整部として機能させることができる。本実施形態では、例えば３０°～６０°の仰角範囲において日射量を一定の日射量を取り込むことができる。日射量が一定化された仰角範囲は、反射面４６の形状や面積等に応じて適宜調整することができる。
　このように、反射面４６によって日射用レンズ部４２の仰角特性を調整することができるので、日射センサ４０を様々な傾斜角度のフロントガラス１００に適用させることができる。したがって、フロントガラス１００の傾斜角度によって日射センサ４０の仰角特性が受ける影響を低減することができる。
　また、本実施形態では、日射用レンズ部４２がレインセンサ３０の第１レンズ部３４と第２レンズ部３５との間に配置されているので、統合装置１のサイズの大型化を回避することができる。さらに、レンズ５０のうちレインセンサ３０として機能する部分全体を介して光を日射用レンズ部４２に取り込むことができる。
　なお、本実施形態のレインセンサ３０は、「車載製品」を提供し得る。また、本実施形態の反射面４６は、「ピーク調整部」を提供し得る。
　（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。図５に示されるように、レンズ５０は壁部４７を備えている。本実施形態では、壁部４７は、第１レンズ部３４と日射用レンズ部４２との間、及び、日射用レンズ部４２と第２レンズ部３５との間に設けられている。
　これによると、壁部４７が第１レンズ部３４と日射用レンズ部４２との間に設けられているので、第１レンズ部３４側から日射検出素子４１に向かう光を遮断することができる。また、壁部４７が日射用レンズ部４２と第２レンズ部３５との間に設けられているので、第２レンズ部３５側から日射検出素子４１に向かう光を遮断することができる。したがって、壁部４７によって日射検出素子４１に導かれる不要光が遮られるので、日射センサ４０の検出精度を向上させることができる。
　（第３実施形態）
　本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図６に示されるように、日射用レンズ部４２の対向面４４は、日射検出素子４１の仰角を構成する面に沿って切断された日射用レンズ部４２の断面が、日射検出素子４１から離れるように凹んだ球面状となるように形成されている。
　なお、「フロントガラス１００の仰角を構成する面」とは、フロントガラス１００の傾斜面と水平面とを各面の接続点を含むように切断した三角状の断面のことである。言い換えると、地面に垂直であると共に車両の進行方向に沿った面である。
　ここで、日射用レンズ部４２の対向面４４の断面形状は球面状であるが、対向面４４の全体は例えば円筒状に反っている形状や椀状に反っている形状になっている。「椀状」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を指す。
　以上のように、日射用レンズ部４２の対向面４４の形状を調整することにより、日射量のピークの一定範囲を微調整することができる。
　（第４実施形態）
　本実施形態では、第３実施形態と異なる部分について説明する。図７に示されるように、日射用レンズ部４２の対向面４４は、日射検出素子４１の仰角を構成する面に沿って切断された日射用レンズ部４２の断面が、日射検出素子４１側に突出した球面状となるように形成されている。そして、日射用レンズ部４２の対向面４４の全体は例えば円筒状に突出した形状や椀状に突出した形状になっている。これにより、第３実施形態と同様に、日射量のピークの一定範囲を微調整することができる。
　（第５実施形態）
　本実施形態では、第１～第３実施形態と異なる部分について説明する。上記各実施形態では、低仰角側の光を多く取り込むことで日射量のピークの範囲を広げていたが、本実施形態では高仰角側の光を取り込みにくくすることで日射量のピークの範囲を広げることが特徴となっている。
　具体的には、図８に示されるように、日射用レンズ部４２は、低仰角面４３、対向面４４、及び高仰角面４５を有して構成されている。対向面４４は低仰角面４３及び高仰角面４５の両方に隣接している。
　さらに、対向面４４は、凹凸部４８を有している。凹凸部４８は、対向面４４のうち少なくとも低仰角面４３側に形成された凹凸構造である。凹凸部４８は、例えばプラズマ照射やＵＶ照射等の光照射、しぼ加工等により形成されている。また、凹凸部４８は、対向面４４の一部が紙やすり等で擦られることで形成されていても良い。すなわち、凹凸部４８は、対向面４４の一部が荒らされた部分であると言える。
　次に、凹凸部４８の作用効果について説明する。図９に示されるように、日射用レンズ部４２に凹凸部４８が設けられていない場合には仰角が４５°付近で日射量がピークとなる。一方、日射用レンズ部４２の対向面４４に凹凸部４８が設けられている場合には高仰角側の日射光が凹凸部４８で散乱するので、高仰角側の日射光が日射検出素子４１で検出されにくくなる。
　このように、凹凸部４８で散乱した高仰角側の日射光が低減するので、高仰角側の相対値が低下する。これにより、日射検出素子４１で検出される日射量のピークの範囲を広げることができる。以上のように、凹凸部４８を、仰角範囲のうち所定角度（例えば４５°）を含む一定範囲の日射量を一定化するピーク調整部として機能させることができる。
　なお、本実施形態の凹凸部４８は、「ピーク調整部」を提供し得る。
　（他の実施形態）
　上記各実施形態で示された統合装置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、本開示を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、日射センサ４０が一体化される車載製品はレインセンサ３０に限られず、レーザレーダ等の他の車載製品でも良い。
　また、導光用レンズ部３３と日射用レンズ部４２とは別体でも良い。この場合、例えば日射用レンズ部４２が導光用レンズ部３３に組み付けられても良いし、導光用レンズ部３３が日射用レンズ部４２に組み付けられても良い。さらに、日射検出素子４１は発光素子３１と受光素子３２との間に配置されていなくても良い。
　日射量のピークを一定化するために、第１実施形態で示された反射面４６と、第５実施形態で示された凹凸部４８と、の両方を日射用レンズ部４２に設けても良い。また、対向面４４に設けられている凹凸部４８は、当該対向面４４の一部だけではなく、当該対向面４４の全体に設けられていても良い。この場合、対向面４４のうち低仰角面４３側の太陽光の散乱が大きくなると共に、高仰角面４５側の太陽光の散乱が小さくなるように凹凸部４８の散乱度合いが調整されていれば良い。
　第２実施形態で示された壁部４７は一例である。壁部４７は、第１レンズ部３４と日射用レンズ部４２との間、及び、日射用レンズ部４２と第２レンズ部３５との間、のいずれか一方または両方に設けられていれば良い。
　第５実施形態で示された日射用レンズ部４２に対して、第１～第４実施形態で示された構成を適宜組み合わせても良い。

Claims (7)

  1. 　車両のフロントガラス（１００）に固定される車載製品（３０）と、
    　前記フロントガラス（１００）に入射する日射光を受光することにより日射量を検出する日射検出素子（４１）と、前記フロントガラス（１００）に所定の仰角範囲で入射する前記日射光を前記日射検出素子（４１）に導くと共に、前記日射検出素子（４１）に対して前記仰角範囲のうちの所定角度に前記日射量のピークを持たせる日射用レンズ部（４２）と、を有し、前記車載製品（３０）に一体化された日射センサ（４０）と、
    　を備え、
    　前記日射用レンズ部（４２）は、前記仰角範囲のうち前記所定角度を含む一定範囲の前記日射量を一定化するピーク調整部（４６、４８）を備えている統合装置。
  2. 　前記日射用レンズ部（４２）は、前記仰角範囲のうちの低仰角側の光を取り込むための低仰角面（４３）と、前記低仰角面（４３）に隣接すると共に前記日射検出素子（４１）に対向する対向面（４４）と、前記仰角範囲のうちの高仰角側の光を取り込むための高仰角面（４５）と、を有し、
    　前記ピーク調整部（４６）は、前記高仰角面（４５）と前記対向面（４４）とに隣接する反射面であり、前記日射用レンズ部（４２）に入射した光の一部を前記反射面に反射させて前記日射検出素子（４１）に導くようになっている請求項１に記載の統合装置。
  3. 　前記日射用レンズ部（４２）は、前記仰角範囲のうちの低仰角側の光を取り込むための低仰角面（４３）と、前記低仰角面（４３）に隣接すると共に前記日射検出素子（４１）に対向する対向面（４４）と、前記仰角範囲のうちの高仰角側の光を取り込むための高仰角面（４５）と、を有し、
    　前記ピーク調整部（４８）は、前記対向面（４４）のうち少なくとも前記低仰角面（４３）側に形成された凹凸部である請求項１または２に記載の統合装置。
  4. 　前記対向面（４４）は、前記日射検出素子（４１）の仰角を構成する面に沿って切断された前記日射用レンズ部（４２）の断面が、前記日射検出素子（４１）から離れるように凹んだ球面状となるように形成されている請求項２または３に記載の統合装置。
  5. 　前記対向面（４４）は、前記日射検出素子（４１）の仰角を構成する面に沿って切断された前記日射用レンズ部（４２）の断面が、前記日射検出素子（４１）側に突出した球面状となるように形成されている請求項２または３に記載の統合装置。
  6. 　前記車載製品（３０）は、前記フロントガラス（１００）に向かって発光する発光素子（３１）と、前記フロントガラス（１００）で反射した光を受光する受光素子（３２）と、前記発光素子（３１）から発せられた光を前記フロントガラス（１００）に導くと共に前記フロントガラス（１００）で反射した光を前記受光素子（３２）に導く導光用レンズ部（３３）と、を有し、前記受光素子（３２）が受光した光の強度に基づいて前記フロントガラス（１００）に雨滴が付着したことを検出するレインセンサであり、
    　前記日射検出素子（４１）は、前記発光素子（３１）と前記受光素子（３２）との間に配置されており、
    　前記日射用レンズ部（４２）は、前記導光用レンズ部（３３）のうち前記発光素子（３１）の光を集光する第１レンズ部（３４）と前記フロントガラス（１００）で反射した反射光を前記受光素子（３２）に集光する第２レンズ部（３５）との間に配置されており、
    　前記日射用レンズ部（４２）と前記導光用レンズ部（３３）とは一体成形されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の統合装置。
  7. 　前記第１レンズ部（３４）と前記日射用レンズ部（４２）との間、及び、前記日射用レンズ部（４２）と前記第２レンズ部（３５）との間、のいずれか一方または両方に壁部（４７）を備えている請求項６に記載の統合装置。
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