光検出装置
【課題】製造が容易で、車両の周辺光および車両のウィンドシールドに付着した雨滴の検出精度を向上可能な光検出装置を提供する。
【解決手段】第１導光体３０、第１受光素子、発光素子、第２導光体６０および第２受光素子は、車両のウィンドシールドに取り付け可能なケースに収容されている。第１導光体３０は、車両の周辺光を透過可能に設けられ、第２導光体６０と接触可能な接触面３５、および、当該接触面３５とは異なる位置に突起状の第１溶着部３６を有している。第２導光体６０は、発光素子から射出された光およびウィンドシールドと車両外部との境界面で反射された光を透過可能に設けられ、第１溶着部３６に対応する位置に突起状の第２溶着部６８を有している。第１導光体３０と第２導光体６０とは、接触面３５と接触面６７とで接触しつつ、第１溶着部３６と第２溶着部６８とが熱溶着されることにより一体となっている。
【解決手段】第１導光体３０、第１受光素子、発光素子、第２導光体６０および第２受光素子は、車両のウィンドシールドに取り付け可能なケースに収容されている。第１導光体３０は、車両の周辺光を透過可能に設けられ、第２導光体６０と接触可能な接触面３５、および、当該接触面３５とは異なる位置に突起状の第１溶着部３６を有している。第２導光体６０は、発光素子から射出された光およびウィンドシールドと車両外部との境界面で反射された光を透過可能に設けられ、第１溶着部３６に対応する位置に突起状の第２溶着部６８を有している。第１導光体３０と第２導光体６０とは、接触面３５と接触面６７とで接触しつつ、第１溶着部３６と第２溶着部６８とが熱溶着されることにより一体となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検出装置に関し、特に車両の周辺光および車両のウィンドシールドに付着した雨滴を検出可能な光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の周辺光を検出可能な光検出装置が公知である。また、この光検出装置に、赤外線を射出可能な発光素子、および、当該発光素子が射出した赤外線のうちウィンドシールドと車両外部との境界面で反射された赤外線を受光する受光素子を追加することで、車両の周辺光に加え、ウィンドシールドに付着した雨滴を検出可能な光検出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された発明の第四実施形態では、２つの受光素子（第１受光素子および第２受光素子）とウィンドシールドとの間に透明な透明部および黒色の黒色部を設け、透明部を透過した周辺光を第１受光素子で受光し、黒色部を透過した赤外線を第２受光素子で受光するようにしている。この構成では、周辺光に含まれる可視光を黒色部で遮ることにより、第２受光素子に前記可視光が到達するのを抑制している。これにより、第２受光素子による雨滴の検出精度の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１には「透明部と黒色部とは２色成形などでそれぞれの間に空気層などを生じないように密着して形成される」と記載されていることから、透明部と黒色部との接合面は溶着しており、当該接合面近傍には部材の溶け込みによってにじみが生じているものと考えられる。このにじみにより透明部および黒色部中の周辺光および赤外線の光路が阻害されると、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度が低下するおそれがある。また、接合面近傍のにじみが少なくなるよう透明部と黒色部とを２色成形する場合、高度な製造技術が要求される。よって、製造コストが増大するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造が容易で、車両の周辺光および車両のウィンドシールドに付着した雨滴の検出精度を向上可能な光検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ケースと、第１導光体と、第１受光素子と、発光素子と、第２導光体と、第２受光素子と、を備えている。ケースは、車両のウィンドシールドに取り付け可能である。第１導光体はケースに収容され、第１導光体にはウィンドシールドを透過した車両の周辺光が入射する。第１受光素子は、ケース内に設けられ、第１導光体を透過した周辺光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する。発光素子は、ケース内に設けられ、光を射出可能である。第２導光体は、所定範囲の波長の光を遮蔽可能に着色されている。また、第２導光体は、ケースがウィンドシールドに取り付けられた状態において発光素子とウィンドシールドとの間に位置するようケースに収容されている。また、第２導光体は発光素子から射出された光を透過し、第２導光体には当該透過した光のうちウィンドシールドと車両外部との境界面で反射した光が入射する。第２受光素子は、ケース内に設けられ、前記境界面で反射された光のうち第２導光体を透過した光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する。この構成により、第１受光素子の出力値に基づき周辺光を検出し、第２受光素子の出力値に基づきウィンドシールドに付着した雨滴を検出することが可能である。また、上記構成において、例えば発光素子は赤外線を射出するものとし、第２導光体は可視光を遮蔽可能に着色されているものとすれば、周辺光に含まれる可視光が第２受光素子に到達しないよう、前記可視光を第２導光体によって遮ることができる。そのため、第２受光素子による雨滴の検出精度を向上することができる。
【０００８】
また、本発明では、第１導光体は、第２導光体と接触可能な接触面、および、当該接触面とは異なる位置に突起状の第１溶着部を有している。第２導光体は、第１導光体の第１溶着部に対応する位置に突起状の第２溶着部を有している。そして、第１導光体と第２導光体とは、前記接触面の部分で互いに接触しつつ、第１溶着部と第２溶着部とが熱溶着されることにより一体となっている。このように、本発明では、第１溶着部および第２溶着部のみが溶融しているため、前記接触面の近傍にはにじみは生じない。これにより、第１導光体中の周辺光の光路および第２導光体中の発光素子からの光の光路は阻害されることがない。したがって、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度を向上することができる。また、本発明では、第１溶着部と第２溶着部とを溶着することのみで第１導光体と第２導光体とを一体にできるため、製造が容易である。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、第１導光体および第２導光体は、同一の材料により形成されている。そのため、線膨張係数の違いにより第１導光体と第２導光体との間で発生し得るガタおよび応力による変形等を抑制することができる。これにより、第１導光体を透過する周辺光および第２導光体を透過する発光素子からの光は、前記ガタおよび前記変形の影響を受けることなく、第１受光素子および第２受光素子に到達可能である。したがって、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度をより向上することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、第１導光体の前記接触面および第２導光体の前記接触面に接触する面は、テーパ状に形成されている。これにより、第１導光体を第２導光体に精度よく組み付けることができる。したがって、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度をさらに向上することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、第２導光体に接するようケース内に設けられ、第１受光素子、発光素子および第２受光素子が設置される基板をさらに備えている。当該基板は、第１導光体の第１溶着部および第２導光体の第２溶着部に対応する位置に係止部を有し、当該係止部が第１溶着部と第２溶着部との溶着部分によって係止されることで、第２導光体からの離脱が規制されている。そのため、基板を第２導光体に固定するための部材を別途設ける必要がない。したがって、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による光検出装置を示す断面図。
【図２】図１に示す光検出装置を矢印ＩＩ方向から見た図。
【図３】本発明の第１実施形態による光検出装置の第１導光体および第２導光体を示す図であって、（Ａ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着する前の状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による模式的断面図、（Ｃ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着した後の状態を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態による光検出装置の第１導光体、第２導光体および基板を示す図であって、（Ａ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着する前の状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による模式的断面図、（Ｃ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着した後の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による光検出装置およびその一部を図１〜図３に示す。光検出装置１０は、車両のウィンドシールド１に取り付けられる。ここで、当該ウィンドシールド１は、車両の進行方向前側に設置されるフロントガラスとする。光検出装置１０は、ウィンドシールド１のワイパー払拭領域内で、かつ、運転者の視界を妨げないようウィンドシールド１の上方に取り付けられる。図１は、光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態を示している。
【００１４】
光検出装置１０は、図１に示すようにケース２０、第１導光体３０、第１受光素子４０、第１受光素子４２、発光素子５０、第２導光体６０および第２受光素子７０などを備えている。光検出装置１０は、車両の周辺光を検出し、車両のヘッドライト等のオン／オフ等を制御するのに用いられる。また、光検出装置１０は、ウィンドシールド１に付着した雨滴の量を検出し、ワイパーの払拭モードを制御するのに用いられる。
ケース２０は、樹脂等からなる遮光材料によって略直方体状に形成されている。ケース２０は、有底箱状のケース本体２１および板状の蓋部材２２を有している。蓋部材２２は、ケース本体２１の底部とは反対側の端部を覆っている（図１および図２参照）。ケース２０の蓋部材２２側には、ブラケット２が装着される。ケース２０は、ブラケット２を介して接着剤３によりウィンドシールド１の車室内側に取り付けられる。
【００１５】
ここで、以下の説明のために、図１においてｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示すことでｘｙｚ空間を定義する。ｘ軸は車両の前後方向を示し、ｙ軸は車両の左右方向を示し、ｚ軸は車両の上下方向を示す。すなわち、ｘｙ平面は車両（地面）に対し水平な面であり、ｚ軸は鉛直方向の直線と一致する。
【００１６】
ケース２０は、ケース本体２１と蓋部材２２との間に開口２３を有している。ケース２０が取り付けられたウィンドシールド１は、ｘ軸（水平）に対して傾斜角θ１を有している。光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態において、車両の周辺光は、ウィンドシールド１を透過し、開口２３を通過することでケース２０内へ入射可能である。
【００１７】
第１導光体３０は、開口２３の近傍に配置されるよう、ケース２０に収容されている。第１導光体３０は、例えばポリカーボネート等の樹脂またはガラス等により形成され、透明である。第１導光体３０は、入射面３１および射出面３２を有している。入射面３１は、開口２３に位置する。入射面３１には、ウィンドシールド１を透過した車両の周辺光のうち特定方向の光６が入射する。ここで、「特定方向」とは、車両の前方から車両に向かう方向のことである。つまり、特定方向の光６は、車両前方の光であって、ｘ軸に一致する方向の光である。以下、特定方向の光６を前方光６という。入射面３１に入射した前方光６は、第１導光体３０の内部を透過し、射出面３２から射出される。
【００１８】
第１導光体３０は、入射面３１および射出面３２の他に、入射面３３および射出面３４を有している。入射面３３には、ウィンドシールド１を透過した車両の周辺光のうち上方光７が入射する。ここで、上方光７は、車両の上方から車両に向かう方向、すなわち車両上方の光である。上方光７は、ｚ軸に一致する方向の光である。入射面３３に入射した上方光７は、第１導光体３０の内側と外側との境界面で全反射し、その光路を変更する。第１導光体３０の前記境界面で反射された上方光７は、射出面３４から射出される。
【００１９】
ケース２０の内側には、基板１１が設けられている。この基板１１に、第１受光素子４０、第１受光素子４２、発光素子５０および第２受光素子７０などが設置されている。
第１受光素子４０は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等から構成されている。第１受光素子４０は、第１導光体３０の射出面３２から射出された前方光６を受光可能な位置に設置されている。
【００２０】
第１受光素子４０は、受光面４１で前方光６を受光すると、前方光６の強度に応じた信号を出力する。本実施形態では、第１受光素子４０は、特に可視光の強度に応じた信号を出力するよう構成されている。第１受光素子４０からの出力信号は、基板１１上の図示しない信号増幅器に送られ、その信号レベルが増幅される。当該信号増幅器により信号レベルが増幅された信号は、前方光の強度信号として、基板１１上の図示しない演算回路素子等、およびコネクタ１２を経由し図示しない制御装置に伝送される。
【００２１】
第１受光素子４２は、第１受光素子４０と同様、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等から構成されている。第１受光素子４２は、第１導光体３０の射出面３４から射出された上方光７を受光可能な位置に設置されている。第１受光素子４２は、受光面４３で上方光７を受光すると、上方光７の強度に応じた信号を出力する。本実施形態では、第１受光素子４２は、第１受光素子４０と同様、特に可視光の強度に応じた信号を出力するよう構成されている。第１受光素子４２からの出力信号は、上方光の強度信号として、基板１１上の図示しない演算回路素子等、およびコネクタ１２を経由して図示しない制御装置に伝送される。このように、第１受光素子４２は、第１受光素子４０と同様、第１導光体３０を透過した周辺光を受光する。
【００２２】
制御装置は、第１受光素子４０から伝送された前方光の強度信号、および第１受光素子４２から伝送された上方光の強度信号に基づき、車両のヘッドライト等のオン／オフ等の制御を行う。
本実施形態では、発光素子５０は、基板１１上に、第１受光素子４２を間に挟むようにして２つ設置されている（図２参照）。また、発光素子５０は、例えば赤外線を射出可能に構成されている。
【００２３】
ケース２０の蓋部材２２には、中央部に略矩形の開口２４が形成されている。第２導光体６０は、この開口２４から一方の面６１が露出した状態となるよう、ケース２０に収容されている。光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられるとき、第２導光体６０とウィンドシールド１との間には、透明な板状の弾性部材４が、第２導光体６０およびウィンドシールド１と接するようにして設けられる。また、第２導光体６０は、光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態では、第１受光素子４０、第１受光素子４２および発光素子５０とウィンドシールド１との間に位置する。
【００２４】
第２導光体６０は、ポリカーボネート等の樹脂またはガラス等により形成されている。ここで、第１導光体３０と第２導光体６０とは同一の材料により形成されている。また、第２導光体６０は、所定範囲の波長の光を遮蔽可能に着色されている。本実施形態では、第２導光体６０は、例えば可視光の波長範囲に属する波長の光を遮蔽可能に着色されている。よって、赤外線は、第２導光体６０を透過可能である。
【００２５】
第２受光素子７０は、２つの発光素子５０からほぼ同じ距離離れた位置に１つ設置されている（図２参照）。第２受光素子７０は、受光面７１で光を受光すると、その光の強度に応じた信号を出力する。本実施形態では、第２受光素子７０は、特に赤外線の強度に応じた信号を出力するよう構成されている。
【００２６】
図１に示すように、光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態において、発光素子５０が赤外線８を射出すると、当該赤外線８は、第２導光体６０の他方の面６２に入射し、一方の面６１から射出される。第２導光体６０の一方の面６１から射出された赤外線８は、弾性部材４を透過し、ウィンドシールド１と車両外部との境界面５で反射される。境界面５で反射された赤外線８は、再び弾性部材４を透過して第２導光体６０の一方の面６１に入射し、他方の面６２から射出される。第２受光素子７０は、第２導光体６０の他方の面６２から射出された赤外線８を受光面７１で受光する。第２受光素子７０は、受光面７１で赤外線８を受光すると、その強度に応じた信号を出力する。第２受光素子７０からの出力信号は、基板１１上の図示しない演算回路素子に伝送される。
【００２７】
第２導光体６０の他方の面６２は、発光素子５０から照射された赤外線８が境界面５で効率的に反射（全反射）されるよう、かつ、境界面５で反射された赤外線８が第２受光素子７０に効果的に到達するよう、レンズ状に形成されている。
【００２８】
発光素子５０が赤外線８を射出しているとき、ウィンドシールド１の車両外部側に雨滴が付着すると、雨滴の量に応じ、境界面５で反射される赤外線８の量（強度）が低下する。これにより、第２受光素子７０から出力される信号が変化する。そのため、第２受光素子７０からの出力信号が伝送される演算回路素子は、当該出力信号の変化に基づき、ウィンドシールド１の車両外部側に付着した雨滴の量を検出可能である。当該検出された雨滴の量に関する信号は、コネクタ１２を経由して図示しない制御装置に伝送される。制御装置は、演算回路素子から伝送された雨滴の量に関する信号に基づき、ワイパーの払拭モードを制御する。
【００２９】
本実施形態では、図１に示すように、第２導光体６０は、ケース２０がウィンドシールド１に取り付けられた状態において、発光素子５０、第１受光素子４０、第１受光素子４２および第２受光素子７０とウィンドシールド１との間に位置するよう設けられている。また、第２導光体６０は、上述のように、可視光の波長範囲に属する波長の光を遮蔽可能に着色されている。そのため、車両の周辺光に含まれる可視光は、第２導光体６０によって遮られ、第１受光素子４０、第１受光素子４２および第２受光素子７０に到達することが抑制される。これにより、第２導光体６０を透過した可視光によって、特定方向の周辺光を受光する第１受光素子４０および第１受光素子４２の出力値が影響を受けること、ならびに、発光素子５０からの赤外線を受光する第２受光素子７０の出力値が影響を受けること、が低減される。したがって、本実施形態では、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度、ならびに、第２受光素子７０による雨滴の検出精度を向上することができる。
【００３０】
次に、本実施形態の第１導光体３０および第２導光体６０について、図３に基づき詳細に説明する。
図３（Ａ）は、製造途中の光検出装置１０の第１導光体３０、第２導光体６０およびコネクタ１２を示す図である。図３（Ａ）に示すように、第１導光体３０は、略矩形板状に形成されている。第２導光体６０は、略矩形板状の底部６３を有している。当該底部６３に、図１に示す一方の面６１および他方の面６２が形成されている。また、第２導光体６０は、底部６３の外縁端から他方の面６２側へ矩形筒状に立ち上がる側壁６４を有している。つまり、第２導光体６０は、有底箱状に形成されている。第２導光体６０の側壁６４を構成する４つの壁のうち対向する２つに、それぞれ切り欠き状の嵌め込み部６５および嵌め込み部６６が形成されている。第１導光体３０は、第２導光体６０の嵌め込み部６５に嵌め込まれている。嵌め込み部６６には、コネクタ１２が嵌め込まれている。
【００３１】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面を模式的に示したものである。第１導光体３０は、外縁端の一部に、第２導光体６０の嵌め込み部６５に接触可能な接触面３５を有している。接触面３５は、第１導光体３０の外縁端を構成する４辺のうちの３辺に形成されており、底面３５１、側面３５２および側面３５３からなる。
一方、第２導光体６０の嵌め込み部６５には、第１導光体３０の接触面３５と接触可能な接触面６７が形成されている。ここで、嵌め込み部６５の形状は、第１導光体３５の形状に対応する形状である。接触面６７は、第１導光体３０の底面３５１に接触可能な底面６７１、ならびに、第１導光体３０の側面３５２および側面３５３にそれぞれ接触可能な側面６７２および側面６７３からなる。
【００３２】
本実施形態では、第１導光体３０の側面３５２および側面３５３は、第２導光体６０への第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。同様に、第２導光体６０の側面６７２および側面６７３も、第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。
【００３３】
なお、本実施形態では、第２導光体６０の側面６７２および側面６７３のそれぞれに、第１導光体３０の嵌め込み方向へ直線状に延びる溝部６７４および溝部６７５が形成されている。また、第１導光体３０の側面３５２および側面３５３のそれぞれには、溝部６７４および溝部６７５に対応して直線状に延びる凸部３５４および凸部３５５が形成されている（図３（Ａ）参照）。これにより、第１導光体３０は、第２導光体６０に組み付けられるとき、凸部３５４および凸部３５５が溝部６７４および溝部６７５に案内されつつ、嵌め込み部６５に嵌め込まれる。第１導光体３０は、嵌め込み部６５に嵌め込まれた状態において、接触面３５が第２導光体６０の接触面６７と接触している。
【００３４】
第１導光体３０は、接触面３５とは異なる位置に突起状の第１溶着部３６を有している。本実施形態では、第１溶着部３６は、第１導光体３０の底面３５１とは反対側の端面の両端から突出するよう、２つ設けられている。第２導光体６０は、第１導光体３０の第１溶着部３６に対応する位置に突起状の第２溶着部６８を有している。つまり、第２溶着部６８は、第２導光体６０の接触面６７とは異なる位置に形成されている。第２溶着部６８は、第１溶着部３６の数に対応し、本実施形態では２つ設けられている。
【００３５】
図３（Ｃ）に示すように、第１導光体３０と第２導光体６０とは、接触面３５と接触面６７とで接触しつつ、第１溶着部３６と第２溶着部６８とが熱溶着されることにより一体となっている。図３（Ｃ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着後の状態を示し、図３（Ａ）および（Ｂ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着前の状態を示している。
【００３６】
本実施形態では、図１に示すように、基板１１は、第１受光素子４０等が設置される面と、第２導光体６０の側壁６４の底部６３とは反対側の端部とが接するよう、図示しないネジ等の固定部材によって第２導光体６０に固定される。これにより、第２導光体６０は、底部６３とは反対側の端部が基板１１によって塞がれた状態となる。なお、この状態では、第１導光体３０およびコネクタ１２は、基板１１に係止されることで、第２導光体６０からの脱落が防止されている。また、基板１１は、第１溶着部３６と第２溶着部６８との溶着部分Ｍ１（溶着により変形した部分）に干渉しないよう、溶着部分Ｍ１に対応する部分が切り欠かれている。
【００３７】
本実施形態による光検出装置１０の製造方法は、以下の工程を含む。
（嵌め込み工程）
第１導光体３０を第２導光体６０の嵌め込み部６５に嵌め込む（図３（Ａ）および（Ｂ）参照）。
（熱溶着工程）
嵌め込み工程の後、第１導光体３０の第１溶着部３６と第２導光体６０の第２溶着部６８とを熱溶着する（図３（Ｃ）参照）。
（基板取り付け工程）
熱溶着工程の後、ネジ等の固定部材により基板１１を第２導光体６０に取り付ける。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、第１導光体３０は、第２導光体６０と接触可能な接触面３５、および、当該接触面３５とは異なる位置に突起状の第１溶着部３６を有している。第２導光体６０は、第１導光体３０の第１溶着部３６に対応する位置に突起状の第２溶着部６８を有している。そして、第１導光体３０と第２導光体６０とは、接触面３５と接触面６７とで接触しつつ、第１溶着部３６と第２溶着部６８とが熱溶着されることにより一体となっている。このように、本実施形態では、第１溶着部３６および第２溶着部６８のみが溶融しているため、接触面３５および接触面６７の近傍にはにじみは生じない。これにより、第１導光体３０中の周辺光の光路および第２導光体６０中の発光素子５０からの赤外線の光路は阻害されることがない。したがって、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度ならびに第２受光素子７０による雨滴の検出精度を向上することができる。また、本実施形態では、第１溶着部３６と第２溶着部６８とを溶着することのみで第１導光体３０と第２導光体６０とを一体にできるため、製造が容易である。
【００３９】
また、本実施形態では、第１導光体３０および第２導光体６０は、同一の材料により形成されている。そのため、線膨張係数の違いにより第１導光体と第２導光体との間で発生し得るガタおよび応力による変形等を抑制することができる。これにより、第１導光体３０を透過する周辺光および第２導光体６０を透過する発光素子５０からの赤外線は、前記ガタおよび前記変形の影響を受けることなく、第１受光素子４０、第１受光素子４２および第２受光素子７０に到達可能である。したがって、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度ならびに第２受光素子７０による雨滴の検出精度をより向上することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、第１導光体３０の接触面３５のうち側面３５２および側面３５３は、第２導光体６０への第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。また、側面３５２および側面３５３に接触する第２導光体６０の側面６７２および側面６７３も、第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。これにより、第１導光体３０を第２導光体６０に精度よく組み付けることができる。したがって、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度ならびに第２受光素子７０による雨滴の検出精度をさらに向上することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による光検出装置の一部を図４に示す。第２実施形態は、第２導光体６０と基板１１との固定の仕方が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、図４（Ａ）に示すように、基板１１には、第１導光体３０の第１溶着部３６および第２導光体６０の第２溶着部６８に対応する位置に係止部１３が形成されている。本実施形態では、係止部１３は基板１１を切り欠くことにより形成されている。
【００４２】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、基板１１が第２導光体６０の底部６３とは反対側の端部を塞いだ状態において、第１溶着部３６および第２溶着部６８は、基板１１よりも突出するよう形成されている。本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、基板１１が第２導光体６０の底部６３とは反対側の端部を塞いだ状態において、第１導光体３０の第１溶着部３６と第２導光体６０の第２溶着部６８とは熱溶着されている。そのため、基板１１は、係止部１３が、第１溶着部３６と第２溶着部６８との溶着部分Ｍ２（溶着により変形した部分）により係止されている。これにより、基板１１は、第２導光体６０からの離脱が規制されている。なお、この状態では、第１導光体３０およびコネクタ１２は、基板１１に係止されることで、第２導光体６０からの脱落が防止されている。図４（Ｃ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着後の状態を示し、図４（Ａ）および（Ｂ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着前の状態を示している。
【００４３】
本実施形態による光検出装置の製造方法は、以下の工程を含む。
（嵌め込み工程）
第１導光体３０を第２導光体６０の嵌め込み部６５に嵌め込む。
（基板設置工程）
嵌め込み工程の後、基板１１を第２導光体６０の底部６３とは反対側の端部に設置する（図４（Ａ）および（Ｂ）参照）。
（熱溶着工程）
基板設置工程の後、第１導光体３０の第１溶着部３６と第２導光体６０の第２溶着部６８とを熱溶着する（図４（Ｃ）参照）。
【００４４】
なお、本実施形態では、第２導光体６０の第２溶着部６８の反対側には、突起部６９が形成されている。また、基板１１の突起部６９に対応する位置には、係止部１４が形成されている。係止部１４は、係止部１３と同様、基板１１を切り欠くことにより形成されている。そして、係止部１４は、熱により溶けて変形した突起部６９により係止されている（図示せず）。これにより、第２導光体６０からの基板１１の離脱を規制する効果をより向上することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、基板１１は、第１導光体３０の第１溶着部３６および第２導光体６０の第２溶着部６８に対応する位置に係止部１３を有している。基板１１は、係止部１３が第１溶着部３６と第２溶着部６８との溶着部分Ｍ２によって係止されることで、第２導光体６０からの離脱が規制されている。そのため、基板１１を第２導光体６０に固定するための部材を別途設ける必要がない。したがって、製造コストを低減することができる。
【００４６】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１導光体と第２導光体とは、異なる材料により形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第１導光体の側面（接触面）および第２導光体の側面（接触面）は、テーパ状に形成されていなくてもよい。
【００４７】
上述の実施形態では、発光素子が赤外線を射出するよう構成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、発光素子は、可視光および赤外線以外の波長の光を射出可能に構成されていてもよい。この場合でも、可視光を遮蔽可能に第２導光体を着色すれば、周辺光に含まれる可視光は第２導光体により遮られ、発光素子から射出される光は第２導光体を透過して第２受光素子に到達可能である。
【００４８】
また、上述の実施形態では、２つの第１受光素子により周辺光のうちの前方光および上方光を受光する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１受光素子は、周辺光を受光できるのであれば、１つ、あるいは３つ以上設けられる構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、基板上に２つの発光素子を設置する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、発光素子を１つ、あるいは３つ以上設ける構成としてもよい。
【００４９】
本発明の他の実施形態では、光検出装置による周辺光の検出結果を、ヘッドライトに限らず例えば車両の計器類の照明または室内灯の輝度あるいはオン／オフを制御するのに用いてもよい。さらに、光検出装置による雨滴の検出結果を、ワイパーに限らず例えばエアコン等の機器を制御するのに用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ ・・・ウィンドシールド
５ ・・・境界面
１０ ・・・光検出装置
２０ ・・・ケース
３０ ・・・第１導光体
３５ ・・・接触面
３５１ ・・・底面（接触面）
３５２、３５３ ・・・側面（接触面）
３６ ・・・第１溶着部
４０、４２ ・・・第１受光素子
５０ ・・・発光素子
６０ ・・・第２導光体
６８ ・・・第２溶着部
７０ ・・・第２受光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検出装置に関し、特に車両の周辺光および車両のウィンドシールドに付着した雨滴を検出可能な光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の周辺光を検出可能な光検出装置が公知である。また、この光検出装置に、赤外線を射出可能な発光素子、および、当該発光素子が射出した赤外線のうちウィンドシールドと車両外部との境界面で反射された赤外線を受光する受光素子を追加することで、車両の周辺光に加え、ウィンドシールドに付着した雨滴を検出可能な光検出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された発明の第四実施形態では、２つの受光素子（第１受光素子および第２受光素子）とウィンドシールドとの間に透明な透明部および黒色の黒色部を設け、透明部を透過した周辺光を第１受光素子で受光し、黒色部を透過した赤外線を第２受光素子で受光するようにしている。この構成では、周辺光に含まれる可視光を黒色部で遮ることにより、第２受光素子に前記可視光が到達するのを抑制している。これにより、第２受光素子による雨滴の検出精度の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１には「透明部と黒色部とは２色成形などでそれぞれの間に空気層などを生じないように密着して形成される」と記載されていることから、透明部と黒色部との接合面は溶着しており、当該接合面近傍には部材の溶け込みによってにじみが生じているものと考えられる。このにじみにより透明部および黒色部中の周辺光および赤外線の光路が阻害されると、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度が低下するおそれがある。また、接合面近傍のにじみが少なくなるよう透明部と黒色部とを２色成形する場合、高度な製造技術が要求される。よって、製造コストが増大するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造が容易で、車両の周辺光および車両のウィンドシールドに付着した雨滴の検出精度を向上可能な光検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ケースと、第１導光体と、第１受光素子と、発光素子と、第２導光体と、第２受光素子と、を備えている。ケースは、車両のウィンドシールドに取り付け可能である。第１導光体はケースに収容され、第１導光体にはウィンドシールドを透過した車両の周辺光が入射する。第１受光素子は、ケース内に設けられ、第１導光体を透過した周辺光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する。発光素子は、ケース内に設けられ、光を射出可能である。第２導光体は、所定範囲の波長の光を遮蔽可能に着色されている。また、第２導光体は、ケースがウィンドシールドに取り付けられた状態において発光素子とウィンドシールドとの間に位置するようケースに収容されている。また、第２導光体は発光素子から射出された光を透過し、第２導光体には当該透過した光のうちウィンドシールドと車両外部との境界面で反射した光が入射する。第２受光素子は、ケース内に設けられ、前記境界面で反射された光のうち第２導光体を透過した光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する。この構成により、第１受光素子の出力値に基づき周辺光を検出し、第２受光素子の出力値に基づきウィンドシールドに付着した雨滴を検出することが可能である。また、上記構成において、例えば発光素子は赤外線を射出するものとし、第２導光体は可視光を遮蔽可能に着色されているものとすれば、周辺光に含まれる可視光が第２受光素子に到達しないよう、前記可視光を第２導光体によって遮ることができる。そのため、第２受光素子による雨滴の検出精度を向上することができる。
【０００８】
また、本発明では、第１導光体は、第２導光体と接触可能な接触面、および、当該接触面とは異なる位置に突起状の第１溶着部を有している。第２導光体は、第１導光体の第１溶着部に対応する位置に突起状の第２溶着部を有している。そして、第１導光体と第２導光体とは、前記接触面の部分で互いに接触しつつ、第１溶着部と第２溶着部とが熱溶着されることにより一体となっている。このように、本発明では、第１溶着部および第２溶着部のみが溶融しているため、前記接触面の近傍にはにじみは生じない。これにより、第１導光体中の周辺光の光路および第２導光体中の発光素子からの光の光路は阻害されることがない。したがって、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度を向上することができる。また、本発明では、第１溶着部と第２溶着部とを溶着することのみで第１導光体と第２導光体とを一体にできるため、製造が容易である。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、第１導光体および第２導光体は、同一の材料により形成されている。そのため、線膨張係数の違いにより第１導光体と第２導光体との間で発生し得るガタおよび応力による変形等を抑制することができる。これにより、第１導光体を透過する周辺光および第２導光体を透過する発光素子からの光は、前記ガタおよび前記変形の影響を受けることなく、第１受光素子および第２受光素子に到達可能である。したがって、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度をより向上することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、第１導光体の前記接触面および第２導光体の前記接触面に接触する面は、テーパ状に形成されている。これにより、第１導光体を第２導光体に精度よく組み付けることができる。したがって、第１受光素子による周辺光の検出精度および第２受光素子による雨滴の検出精度をさらに向上することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、第２導光体に接するようケース内に設けられ、第１受光素子、発光素子および第２受光素子が設置される基板をさらに備えている。当該基板は、第１導光体の第１溶着部および第２導光体の第２溶着部に対応する位置に係止部を有し、当該係止部が第１溶着部と第２溶着部との溶着部分によって係止されることで、第２導光体からの離脱が規制されている。そのため、基板を第２導光体に固定するための部材を別途設ける必要がない。したがって、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による光検出装置を示す断面図。
【図２】図１に示す光検出装置を矢印ＩＩ方向から見た図。
【図３】本発明の第１実施形態による光検出装置の第１導光体および第２導光体を示す図であって、（Ａ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着する前の状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による模式的断面図、（Ｃ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着した後の状態を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態による光検出装置の第１導光体、第２導光体および基板を示す図であって、（Ａ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着する前の状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による模式的断面図、（Ｃ）は第１溶着部および第２溶着部を溶着した後の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による光検出装置およびその一部を図１〜図３に示す。光検出装置１０は、車両のウィンドシールド１に取り付けられる。ここで、当該ウィンドシールド１は、車両の進行方向前側に設置されるフロントガラスとする。光検出装置１０は、ウィンドシールド１のワイパー払拭領域内で、かつ、運転者の視界を妨げないようウィンドシールド１の上方に取り付けられる。図１は、光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態を示している。
【００１４】
光検出装置１０は、図１に示すようにケース２０、第１導光体３０、第１受光素子４０、第１受光素子４２、発光素子５０、第２導光体６０および第２受光素子７０などを備えている。光検出装置１０は、車両の周辺光を検出し、車両のヘッドライト等のオン／オフ等を制御するのに用いられる。また、光検出装置１０は、ウィンドシールド１に付着した雨滴の量を検出し、ワイパーの払拭モードを制御するのに用いられる。
ケース２０は、樹脂等からなる遮光材料によって略直方体状に形成されている。ケース２０は、有底箱状のケース本体２１および板状の蓋部材２２を有している。蓋部材２２は、ケース本体２１の底部とは反対側の端部を覆っている（図１および図２参照）。ケース２０の蓋部材２２側には、ブラケット２が装着される。ケース２０は、ブラケット２を介して接着剤３によりウィンドシールド１の車室内側に取り付けられる。
【００１５】
ここで、以下の説明のために、図１においてｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示すことでｘｙｚ空間を定義する。ｘ軸は車両の前後方向を示し、ｙ軸は車両の左右方向を示し、ｚ軸は車両の上下方向を示す。すなわち、ｘｙ平面は車両（地面）に対し水平な面であり、ｚ軸は鉛直方向の直線と一致する。
【００１６】
ケース２０は、ケース本体２１と蓋部材２２との間に開口２３を有している。ケース２０が取り付けられたウィンドシールド１は、ｘ軸（水平）に対して傾斜角θ１を有している。光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態において、車両の周辺光は、ウィンドシールド１を透過し、開口２３を通過することでケース２０内へ入射可能である。
【００１７】
第１導光体３０は、開口２３の近傍に配置されるよう、ケース２０に収容されている。第１導光体３０は、例えばポリカーボネート等の樹脂またはガラス等により形成され、透明である。第１導光体３０は、入射面３１および射出面３２を有している。入射面３１は、開口２３に位置する。入射面３１には、ウィンドシールド１を透過した車両の周辺光のうち特定方向の光６が入射する。ここで、「特定方向」とは、車両の前方から車両に向かう方向のことである。つまり、特定方向の光６は、車両前方の光であって、ｘ軸に一致する方向の光である。以下、特定方向の光６を前方光６という。入射面３１に入射した前方光６は、第１導光体３０の内部を透過し、射出面３２から射出される。
【００１８】
第１導光体３０は、入射面３１および射出面３２の他に、入射面３３および射出面３４を有している。入射面３３には、ウィンドシールド１を透過した車両の周辺光のうち上方光７が入射する。ここで、上方光７は、車両の上方から車両に向かう方向、すなわち車両上方の光である。上方光７は、ｚ軸に一致する方向の光である。入射面３３に入射した上方光７は、第１導光体３０の内側と外側との境界面で全反射し、その光路を変更する。第１導光体３０の前記境界面で反射された上方光７は、射出面３４から射出される。
【００１９】
ケース２０の内側には、基板１１が設けられている。この基板１１に、第１受光素子４０、第１受光素子４２、発光素子５０および第２受光素子７０などが設置されている。
第１受光素子４０は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等から構成されている。第１受光素子４０は、第１導光体３０の射出面３２から射出された前方光６を受光可能な位置に設置されている。
【００２０】
第１受光素子４０は、受光面４１で前方光６を受光すると、前方光６の強度に応じた信号を出力する。本実施形態では、第１受光素子４０は、特に可視光の強度に応じた信号を出力するよう構成されている。第１受光素子４０からの出力信号は、基板１１上の図示しない信号増幅器に送られ、その信号レベルが増幅される。当該信号増幅器により信号レベルが増幅された信号は、前方光の強度信号として、基板１１上の図示しない演算回路素子等、およびコネクタ１２を経由し図示しない制御装置に伝送される。
【００２１】
第１受光素子４２は、第１受光素子４０と同様、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等から構成されている。第１受光素子４２は、第１導光体３０の射出面３４から射出された上方光７を受光可能な位置に設置されている。第１受光素子４２は、受光面４３で上方光７を受光すると、上方光７の強度に応じた信号を出力する。本実施形態では、第１受光素子４２は、第１受光素子４０と同様、特に可視光の強度に応じた信号を出力するよう構成されている。第１受光素子４２からの出力信号は、上方光の強度信号として、基板１１上の図示しない演算回路素子等、およびコネクタ１２を経由して図示しない制御装置に伝送される。このように、第１受光素子４２は、第１受光素子４０と同様、第１導光体３０を透過した周辺光を受光する。
【００２２】
制御装置は、第１受光素子４０から伝送された前方光の強度信号、および第１受光素子４２から伝送された上方光の強度信号に基づき、車両のヘッドライト等のオン／オフ等の制御を行う。
本実施形態では、発光素子５０は、基板１１上に、第１受光素子４２を間に挟むようにして２つ設置されている（図２参照）。また、発光素子５０は、例えば赤外線を射出可能に構成されている。
【００２３】
ケース２０の蓋部材２２には、中央部に略矩形の開口２４が形成されている。第２導光体６０は、この開口２４から一方の面６１が露出した状態となるよう、ケース２０に収容されている。光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられるとき、第２導光体６０とウィンドシールド１との間には、透明な板状の弾性部材４が、第２導光体６０およびウィンドシールド１と接するようにして設けられる。また、第２導光体６０は、光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態では、第１受光素子４０、第１受光素子４２および発光素子５０とウィンドシールド１との間に位置する。
【００２４】
第２導光体６０は、ポリカーボネート等の樹脂またはガラス等により形成されている。ここで、第１導光体３０と第２導光体６０とは同一の材料により形成されている。また、第２導光体６０は、所定範囲の波長の光を遮蔽可能に着色されている。本実施形態では、第２導光体６０は、例えば可視光の波長範囲に属する波長の光を遮蔽可能に着色されている。よって、赤外線は、第２導光体６０を透過可能である。
【００２５】
第２受光素子７０は、２つの発光素子５０からほぼ同じ距離離れた位置に１つ設置されている（図２参照）。第２受光素子７０は、受光面７１で光を受光すると、その光の強度に応じた信号を出力する。本実施形態では、第２受光素子７０は、特に赤外線の強度に応じた信号を出力するよう構成されている。
【００２６】
図１に示すように、光検出装置１０がウィンドシールド１に取り付けられた状態において、発光素子５０が赤外線８を射出すると、当該赤外線８は、第２導光体６０の他方の面６２に入射し、一方の面６１から射出される。第２導光体６０の一方の面６１から射出された赤外線８は、弾性部材４を透過し、ウィンドシールド１と車両外部との境界面５で反射される。境界面５で反射された赤外線８は、再び弾性部材４を透過して第２導光体６０の一方の面６１に入射し、他方の面６２から射出される。第２受光素子７０は、第２導光体６０の他方の面６２から射出された赤外線８を受光面７１で受光する。第２受光素子７０は、受光面７１で赤外線８を受光すると、その強度に応じた信号を出力する。第２受光素子７０からの出力信号は、基板１１上の図示しない演算回路素子に伝送される。
【００２７】
第２導光体６０の他方の面６２は、発光素子５０から照射された赤外線８が境界面５で効率的に反射（全反射）されるよう、かつ、境界面５で反射された赤外線８が第２受光素子７０に効果的に到達するよう、レンズ状に形成されている。
【００２８】
発光素子５０が赤外線８を射出しているとき、ウィンドシールド１の車両外部側に雨滴が付着すると、雨滴の量に応じ、境界面５で反射される赤外線８の量（強度）が低下する。これにより、第２受光素子７０から出力される信号が変化する。そのため、第２受光素子７０からの出力信号が伝送される演算回路素子は、当該出力信号の変化に基づき、ウィンドシールド１の車両外部側に付着した雨滴の量を検出可能である。当該検出された雨滴の量に関する信号は、コネクタ１２を経由して図示しない制御装置に伝送される。制御装置は、演算回路素子から伝送された雨滴の量に関する信号に基づき、ワイパーの払拭モードを制御する。
【００２９】
本実施形態では、図１に示すように、第２導光体６０は、ケース２０がウィンドシールド１に取り付けられた状態において、発光素子５０、第１受光素子４０、第１受光素子４２および第２受光素子７０とウィンドシールド１との間に位置するよう設けられている。また、第２導光体６０は、上述のように、可視光の波長範囲に属する波長の光を遮蔽可能に着色されている。そのため、車両の周辺光に含まれる可視光は、第２導光体６０によって遮られ、第１受光素子４０、第１受光素子４２および第２受光素子７０に到達することが抑制される。これにより、第２導光体６０を透過した可視光によって、特定方向の周辺光を受光する第１受光素子４０および第１受光素子４２の出力値が影響を受けること、ならびに、発光素子５０からの赤外線を受光する第２受光素子７０の出力値が影響を受けること、が低減される。したがって、本実施形態では、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度、ならびに、第２受光素子７０による雨滴の検出精度を向上することができる。
【００３０】
次に、本実施形態の第１導光体３０および第２導光体６０について、図３に基づき詳細に説明する。
図３（Ａ）は、製造途中の光検出装置１０の第１導光体３０、第２導光体６０およびコネクタ１２を示す図である。図３（Ａ）に示すように、第１導光体３０は、略矩形板状に形成されている。第２導光体６０は、略矩形板状の底部６３を有している。当該底部６３に、図１に示す一方の面６１および他方の面６２が形成されている。また、第２導光体６０は、底部６３の外縁端から他方の面６２側へ矩形筒状に立ち上がる側壁６４を有している。つまり、第２導光体６０は、有底箱状に形成されている。第２導光体６０の側壁６４を構成する４つの壁のうち対向する２つに、それぞれ切り欠き状の嵌め込み部６５および嵌め込み部６６が形成されている。第１導光体３０は、第２導光体６０の嵌め込み部６５に嵌め込まれている。嵌め込み部６６には、コネクタ１２が嵌め込まれている。
【００３１】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面を模式的に示したものである。第１導光体３０は、外縁端の一部に、第２導光体６０の嵌め込み部６５に接触可能な接触面３５を有している。接触面３５は、第１導光体３０の外縁端を構成する４辺のうちの３辺に形成されており、底面３５１、側面３５２および側面３５３からなる。
一方、第２導光体６０の嵌め込み部６５には、第１導光体３０の接触面３５と接触可能な接触面６７が形成されている。ここで、嵌め込み部６５の形状は、第１導光体３５の形状に対応する形状である。接触面６７は、第１導光体３０の底面３５１に接触可能な底面６７１、ならびに、第１導光体３０の側面３５２および側面３５３にそれぞれ接触可能な側面６７２および側面６７３からなる。
【００３２】
本実施形態では、第１導光体３０の側面３５２および側面３５３は、第２導光体６０への第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。同様に、第２導光体６０の側面６７２および側面６７３も、第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。
【００３３】
なお、本実施形態では、第２導光体６０の側面６７２および側面６７３のそれぞれに、第１導光体３０の嵌め込み方向へ直線状に延びる溝部６７４および溝部６７５が形成されている。また、第１導光体３０の側面３５２および側面３５３のそれぞれには、溝部６７４および溝部６７５に対応して直線状に延びる凸部３５４および凸部３５５が形成されている（図３（Ａ）参照）。これにより、第１導光体３０は、第２導光体６０に組み付けられるとき、凸部３５４および凸部３５５が溝部６７４および溝部６７５に案内されつつ、嵌め込み部６５に嵌め込まれる。第１導光体３０は、嵌め込み部６５に嵌め込まれた状態において、接触面３５が第２導光体６０の接触面６７と接触している。
【００３４】
第１導光体３０は、接触面３５とは異なる位置に突起状の第１溶着部３６を有している。本実施形態では、第１溶着部３６は、第１導光体３０の底面３５１とは反対側の端面の両端から突出するよう、２つ設けられている。第２導光体６０は、第１導光体３０の第１溶着部３６に対応する位置に突起状の第２溶着部６８を有している。つまり、第２溶着部６８は、第２導光体６０の接触面６７とは異なる位置に形成されている。第２溶着部６８は、第１溶着部３６の数に対応し、本実施形態では２つ設けられている。
【００３５】
図３（Ｃ）に示すように、第１導光体３０と第２導光体６０とは、接触面３５と接触面６７とで接触しつつ、第１溶着部３６と第２溶着部６８とが熱溶着されることにより一体となっている。図３（Ｃ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着後の状態を示し、図３（Ａ）および（Ｂ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着前の状態を示している。
【００３６】
本実施形態では、図１に示すように、基板１１は、第１受光素子４０等が設置される面と、第２導光体６０の側壁６４の底部６３とは反対側の端部とが接するよう、図示しないネジ等の固定部材によって第２導光体６０に固定される。これにより、第２導光体６０は、底部６３とは反対側の端部が基板１１によって塞がれた状態となる。なお、この状態では、第１導光体３０およびコネクタ１２は、基板１１に係止されることで、第２導光体６０からの脱落が防止されている。また、基板１１は、第１溶着部３６と第２溶着部６８との溶着部分Ｍ１（溶着により変形した部分）に干渉しないよう、溶着部分Ｍ１に対応する部分が切り欠かれている。
【００３７】
本実施形態による光検出装置１０の製造方法は、以下の工程を含む。
（嵌め込み工程）
第１導光体３０を第２導光体６０の嵌め込み部６５に嵌め込む（図３（Ａ）および（Ｂ）参照）。
（熱溶着工程）
嵌め込み工程の後、第１導光体３０の第１溶着部３６と第２導光体６０の第２溶着部６８とを熱溶着する（図３（Ｃ）参照）。
（基板取り付け工程）
熱溶着工程の後、ネジ等の固定部材により基板１１を第２導光体６０に取り付ける。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、第１導光体３０は、第２導光体６０と接触可能な接触面３５、および、当該接触面３５とは異なる位置に突起状の第１溶着部３６を有している。第２導光体６０は、第１導光体３０の第１溶着部３６に対応する位置に突起状の第２溶着部６８を有している。そして、第１導光体３０と第２導光体６０とは、接触面３５と接触面６７とで接触しつつ、第１溶着部３６と第２溶着部６８とが熱溶着されることにより一体となっている。このように、本実施形態では、第１溶着部３６および第２溶着部６８のみが溶融しているため、接触面３５および接触面６７の近傍にはにじみは生じない。これにより、第１導光体３０中の周辺光の光路および第２導光体６０中の発光素子５０からの赤外線の光路は阻害されることがない。したがって、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度ならびに第２受光素子７０による雨滴の検出精度を向上することができる。また、本実施形態では、第１溶着部３６と第２溶着部６８とを溶着することのみで第１導光体３０と第２導光体６０とを一体にできるため、製造が容易である。
【００３９】
また、本実施形態では、第１導光体３０および第２導光体６０は、同一の材料により形成されている。そのため、線膨張係数の違いにより第１導光体と第２導光体との間で発生し得るガタおよび応力による変形等を抑制することができる。これにより、第１導光体３０を透過する周辺光および第２導光体６０を透過する発光素子５０からの赤外線は、前記ガタおよび前記変形の影響を受けることなく、第１受光素子４０、第１受光素子４２および第２受光素子７０に到達可能である。したがって、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度ならびに第２受光素子７０による雨滴の検出精度をより向上することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、第１導光体３０の接触面３５のうち側面３５２および側面３５３は、第２導光体６０への第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。また、側面３５２および側面３５３に接触する第２導光体６０の側面６７２および側面６７３も、第１導光体３０の嵌め込み方向へ向かうに従い互いに近づくようテーパ状に形成されている。これにより、第１導光体３０を第２導光体６０に精度よく組み付けることができる。したがって、第１受光素子４０および第１受光素子４２による周辺光の検出精度ならびに第２受光素子７０による雨滴の検出精度をさらに向上することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による光検出装置の一部を図４に示す。第２実施形態は、第２導光体６０と基板１１との固定の仕方が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、図４（Ａ）に示すように、基板１１には、第１導光体３０の第１溶着部３６および第２導光体６０の第２溶着部６８に対応する位置に係止部１３が形成されている。本実施形態では、係止部１３は基板１１を切り欠くことにより形成されている。
【００４２】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、基板１１が第２導光体６０の底部６３とは反対側の端部を塞いだ状態において、第１溶着部３６および第２溶着部６８は、基板１１よりも突出するよう形成されている。本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、基板１１が第２導光体６０の底部６３とは反対側の端部を塞いだ状態において、第１導光体３０の第１溶着部３６と第２導光体６０の第２溶着部６８とは熱溶着されている。そのため、基板１１は、係止部１３が、第１溶着部３６と第２溶着部６８との溶着部分Ｍ２（溶着により変形した部分）により係止されている。これにより、基板１１は、第２導光体６０からの離脱が規制されている。なお、この状態では、第１導光体３０およびコネクタ１２は、基板１１に係止されることで、第２導光体６０からの脱落が防止されている。図４（Ｃ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着後の状態を示し、図４（Ａ）および（Ｂ）は第１溶着部３６および第２溶着部６８の熱溶着前の状態を示している。
【００４３】
本実施形態による光検出装置の製造方法は、以下の工程を含む。
（嵌め込み工程）
第１導光体３０を第２導光体６０の嵌め込み部６５に嵌め込む。
（基板設置工程）
嵌め込み工程の後、基板１１を第２導光体６０の底部６３とは反対側の端部に設置する（図４（Ａ）および（Ｂ）参照）。
（熱溶着工程）
基板設置工程の後、第１導光体３０の第１溶着部３６と第２導光体６０の第２溶着部６８とを熱溶着する（図４（Ｃ）参照）。
【００４４】
なお、本実施形態では、第２導光体６０の第２溶着部６８の反対側には、突起部６９が形成されている。また、基板１１の突起部６９に対応する位置には、係止部１４が形成されている。係止部１４は、係止部１３と同様、基板１１を切り欠くことにより形成されている。そして、係止部１４は、熱により溶けて変形した突起部６９により係止されている（図示せず）。これにより、第２導光体６０からの基板１１の離脱を規制する効果をより向上することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、基板１１は、第１導光体３０の第１溶着部３６および第２導光体６０の第２溶着部６８に対応する位置に係止部１３を有している。基板１１は、係止部１３が第１溶着部３６と第２溶着部６８との溶着部分Ｍ２によって係止されることで、第２導光体６０からの離脱が規制されている。そのため、基板１１を第２導光体６０に固定するための部材を別途設ける必要がない。したがって、製造コストを低減することができる。
【００４６】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１導光体と第２導光体とは、異なる材料により形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第１導光体の側面（接触面）および第２導光体の側面（接触面）は、テーパ状に形成されていなくてもよい。
【００４７】
上述の実施形態では、発光素子が赤外線を射出するよう構成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、発光素子は、可視光および赤外線以外の波長の光を射出可能に構成されていてもよい。この場合でも、可視光を遮蔽可能に第２導光体を着色すれば、周辺光に含まれる可視光は第２導光体により遮られ、発光素子から射出される光は第２導光体を透過して第２受光素子に到達可能である。
【００４８】
また、上述の実施形態では、２つの第１受光素子により周辺光のうちの前方光および上方光を受光する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１受光素子は、周辺光を受光できるのであれば、１つ、あるいは３つ以上設けられる構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、基板上に２つの発光素子を設置する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、発光素子を１つ、あるいは３つ以上設ける構成としてもよい。
【００４９】
本発明の他の実施形態では、光検出装置による周辺光の検出結果を、ヘッドライトに限らず例えば車両の計器類の照明または室内灯の輝度あるいはオン／オフを制御するのに用いてもよい。さらに、光検出装置による雨滴の検出結果を、ワイパーに限らず例えばエアコン等の機器を制御するのに用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ ・・・ウィンドシールド
５ ・・・境界面
１０ ・・・光検出装置
２０ ・・・ケース
３０ ・・・第１導光体
３５ ・・・接触面
３５１ ・・・底面（接触面）
３５２、３５３ ・・・側面（接触面）
３６ ・・・第１溶着部
４０、４２ ・・・第１受光素子
５０ ・・・発光素子
６０ ・・・第２導光体
６８ ・・・第２溶着部
７０ ・・・第２受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のウィンドシールドに取り付け可能なケースと、
前記ケースに収容され、前記ウィンドシールドを透過した前記車両の周辺光が入射する第１導光体と、
前記ケース内に設けられ、前記第１導光体を透過した前記周辺光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する第１受光素子と、
前記ケース内に設けられ、光を射出可能な発光素子と、
所定範囲の波長の光を遮蔽可能に着色され、前記ケースが前記ウィンドシールドに取り付けられた状態において前記発光素子と前記ウィンドシールドとの間に位置するよう前記ケースに収容され、前記発光素子から射出された光を透過し、当該透過した光のうち前記ウィンドシールドと前記車両外部との境界面で反射した光が入射する第２導光体と、
前記ケース内に設けられ、前記境界面で反射された光のうち前記第２導光体を透過した光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する第２受光素子と、を備え、
前記第１導光体は、前記第２導光体と接触可能な接触面、および、当該接触面とは異なる位置に突起状の第１溶着部を有し、
前記第２導光体は、前記第１溶着部に対応する位置に突起状の第２溶着部を有し、
前記第１導光体と前記第２導光体とは、前記接触面の部分で互いに接触しつつ、前記第１溶着部と前記第２溶着部とが熱溶着されることにより一体となっていることを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記第１導光体および前記第２導光体は、同一の材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記第１導光体の前記接触面および前記第２導光体の前記接触面に接触する面は、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記第２導光体に接するよう前記ケース内に設けられ、前記第１受光素子、前記発光素子および前記第２受光素子が設置される基板をさらに備え、
前記基板は、前記第１溶着部および前記第２溶着部に対応する位置に係止部を有し、当該係止部が前記第１溶着部と前記第２溶着部との溶着部分によって係止されることで、前記第２導光体からの離脱が規制されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光検出装置。
【請求項１】
車両のウィンドシールドに取り付け可能なケースと、
前記ケースに収容され、前記ウィンドシールドを透過した前記車両の周辺光が入射する第１導光体と、
前記ケース内に設けられ、前記第１導光体を透過した前記周辺光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する第１受光素子と、
前記ケース内に設けられ、光を射出可能な発光素子と、
所定範囲の波長の光を遮蔽可能に着色され、前記ケースが前記ウィンドシールドに取り付けられた状態において前記発光素子と前記ウィンドシールドとの間に位置するよう前記ケースに収容され、前記発光素子から射出された光を透過し、当該透過した光のうち前記ウィンドシールドと前記車両外部との境界面で反射した光が入射する第２導光体と、
前記ケース内に設けられ、前記境界面で反射された光のうち前記第２導光体を透過した光を受光し、その光の強度に応じた信号を出力する第２受光素子と、を備え、
前記第１導光体は、前記第２導光体と接触可能な接触面、および、当該接触面とは異なる位置に突起状の第１溶着部を有し、
前記第２導光体は、前記第１溶着部に対応する位置に突起状の第２溶着部を有し、
前記第１導光体と前記第２導光体とは、前記接触面の部分で互いに接触しつつ、前記第１溶着部と前記第２溶着部とが熱溶着されることにより一体となっていることを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記第１導光体および前記第２導光体は、同一の材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記第１導光体の前記接触面および前記第２導光体の前記接触面に接触する面は、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記第２導光体に接するよう前記ケース内に設けられ、前記第１受光素子、前記発光素子および前記第２受光素子が設置される基板をさらに備え、
前記基板は、前記第１溶着部および前記第２溶着部に対応する位置に係止部を有し、当該係止部が前記第１溶着部と前記第２溶着部との溶着部分によって係止されることで、前記第２導光体からの離脱が規制されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２３７３１５（Ｐ２０１１−２３７３１５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９９８５（Ｐ２０１０−１０９９８５）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]