(57)【要約】【課題】  曇りの状態を的確に検出することができる曇りセンサを提供する。【解決手段】  絶縁体２の一方面に間隔をあけて形成された一対の検出電極３，４を備え、一対の検出電極３，４間における静電容量値を測定することにより曇りを検出可能な曇りセンサ１であって、一対の検出電極３，４の間に、各検出電極３，４から分離された島状電極５を備える。一対の検出電極３，４は、島状電極５を挟んで互いに平行に延びる櫛部３ａ，４ａをそれぞれ備えることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体の一方面に間隔をあけて形成された一対の検出電極を備え、一対の前記検出電極間における静電容量値を測定することにより曇りを検出可能な曇りセンサであって、
一対の前記検出電極の間に、前記各検出電極から分離された島状電極を備える曇りセンサ。
【請求項２】
一対の前記検出電極は、前記島状電極を挟んで互いに平行に延びる櫛部をそれぞれ備える請求項１に記載の曇りセンサ。
【請求項３】
前記島状電極は、間隔をあけて分割された複数の分割電極を備える請求項２に記載の曇りセンサ。
【請求項４】
前記分割電極は、前記櫛部に沿って分割されている請求項３に記載の曇りセンサ。
【請求項５】
前記分割電極は、分割方向の両側において前記櫛部との間隔が広がるように形成されている請求項４に記載の曇りセンサ。
【請求項６】
前記分割電極は、前記櫛部と直交する方向に分割されている請求項３から５のいずれかに記載の曇りセンサ。
【請求項７】
対象物の表面に発生する曇りを除去するための曇り除去装置を作動させる曇り制御装置であって、
前記対象物の表面に配置される請求項１から６のいずれかに記載の曇りセンサと、
前記曇りセンサの前記一方面に配置されて一対の前記検出電極とそれぞれ導通する一対の接続電極を有するコネクタと、
前記コネクタから入力された一対の前記検出電極間の静電容量に基づいて前記曇り除去装置の作動を制御する制御部とを備える曇り制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曇りセンサおよび曇り制御装置に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスや鏡などの表面に発生する曇りを検出するセンサとして、空気と水との誘電率の相違による電極間の静電容量の変化を利用する構成が、従来から知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発熱用の導電性薄膜を形成したガラスの内面に、絶縁膜を介して結露センサ膜を形成することが開示されている。結露センサ膜は、櫛型に形成された一対の電極間に所定の隙間が生じるように形成されており、出力値の変化により結露の有無を判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−１２２９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の櫛形電極による検出方法は、水滴等が電極間にブリッジを形成することにより静電容量が大きく変化するため、曇りの状態を正確に検出し難いという問題があった。
【０００６】
図１２は、一対の櫛型電極による曇りの検出において、電極の間隔Ｓをパラメータとしたときの水分量とセンサ感度（出力）との関係の一例を示す図である。検出可能な水分量は間隔Ｓの大きさによって異なるが、いずれの場合も水分量が所定値を超えると出力が急激に大きくなる。したがって、間隔Ｓを小さく設定すると、水分量が少なく曇りがまだ目立たない状態でセンシングするおそれがある一方、間隔Ｓを大きく設定すると、曇りが既に生じている状態でもセンシングしないおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、曇りの状態を的確に検出することができる曇りセンサの提供を目的とする。また、本発明は、対象物の表面における曇りの発生を確実に抑制することができる曇り制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の前記目的は、絶縁体の一方面に間隔をあけて形成された一対の検出電極を備え、一対の前記検出電極間における静電容量値を測定することにより曇りを検出可能な曇りセンサであって、一対の前記検出電極の間に、前記各検出電極から分離された島状電極を備える曇りセンサにより達成される。
【０００９】
この曇りセンサにおいて、一対の前記検出電極は、前記島状電極を挟んで互いに平行に延びる櫛部をそれぞれ備えることが好ましい。
【００１０】
前記島状電極は、間隔をあけて分割された複数の分割電極を備えることが好ましい。前記分割電極は、前記櫛部に沿って分割することが可能である。前記分割電極は、分割方向の両側において前記櫛部との間隔が広がるように形成することができる。
【００１１】
前記分割電極は、前記櫛部と直交する方向に分割することも可能である。
【００１２】
また、本発明の前記目的は、対象物の表面に発生する曇りを除去するための曇り除去装置を作動させる曇り制御装置であって、前記対象物の表面に配置される上記の曇りセンサと、前記曇りセンサの前記一方面に配置されて一対の前記検出電極とそれぞれ導通する一対の接続電極を有するコネクタと、前記コネクタから入力された一対の前記検出電極間の静電容量に基づいて前記曇り除去装置の作動を制御する制御部とを備える曇り制御装置により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、曇りの状態を的確に検出することができる曇りセンサを提供することができ、更に、対象物の表面における曇りの発生を確実に抑制することができる曇り制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る曇りセンサの平面図である。
【図２】図１に示す曇りセンサの側面図である。
【図３】曇りセンサの要部を拡大して示す模式図であり、（ａ）は従来の曇りセンサ、（ｂ）は図１に示す曇りセンサである。
【図４】本発明の一実施形態に係る曇り制御装置が備えるコネクタの斜視図である。
【図５】図４に示すコネクタの側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る曇り制御装置の概略構成図である。
【図７】図６に示す曇り制御装置のブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る曇りセンサの平面図である。
【図９】本発明に係る曇りセンサの出力特性を示す図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態に係る曇りセンサの平面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態に係る曇りセンサの平面図である。
【図１２】従来の曇りセンサの出力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１および図２は、それぞれ本発明の一実施形態に係る曇りセンサの平面図および側面図である。図１および図２に示すように、曇りセンサ１は、絶縁体２の表面に一対の検出電極３，４および島状電極５を備えて構成されている。
【００１６】
絶縁体２は、樹脂、ガラス、セラミック等の電気絶縁性を有する材料からなり、本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる透明フィルムにより形成されている。絶縁体２の形状は、作業性やコストなどの観点からシート状であることが好ましいが、ある程度の厚みを有する板状の部材であってもよい。
【００１７】
検出電極３，４は、間隔をあけて互いに平行に延びる帯状の櫛部３ａ，４ａをそれぞれ複数備えており、櫛部３ａ，４ａ同士が互いに噛み合って対向するように配置されている。
【００１８】
島状電極５は、一対の検出電極３，４の間に配置されており、検出電極３，４との間に外周全体で隙間が生じるように、各検出電極３，４から分離されている。本実施形態の島状電極５は、櫛部３ａ，４ａと平行に延びる帯状に形成されている。検出電極３，４および島状電極５は、従来公知の方法で形成することができ、例えば、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷を行うことができる。島状電極５は、必ずしも櫛部３ａ，４ａ間に生じる全ての隙間に設ける必要はなく、櫛部３ａ，４ａ間の一部の隙間には島状電極５を備えない構成であってもよい。櫛部３ａ，４ａと島状電極５との間隔は特に制限されないが、狭すぎると捕捉された水分が抜け難くなるおそれがある一方、広すぎると曇りを検知し難くなることから、例えば、７０〜２００μｍ程度であることが好ましい。
【００１９】
絶縁体２の裏面には、アクリル系等の粘着剤からなる粘着層６が全体に形成されている。粘着層６は剥離シート７により覆われており、使用時に剥離シート７を剥離して、センシングの対象となる対象物の表面に貼着することができる。
【００２０】
上記の構成を備える曇りセンサ１は、主として櫛部３ａ，４ａの間で静電容量が生じる。図３は、櫛部３ａ，４ａ間に生じる静電容量を模式的に示す図であり、（ａ）が従来の曇りセンサ、（ｂ）が図１に示す曇りセンサ１である。図３（ａ）に示すように、島状電極を備えない従来の曇りセンサは、櫛部３ａ，４ａ間に水滴等が付着しない状態での静電容量をＣ’とすると、櫛部３ａ，４ａが水滴によりブリッジされることで、静電容量はεＣ’となる（εは水の誘電率（＝約８０））。したがって、櫛部３ａ，４ａ間の間隔Ｓを狭くし過ぎると、曇りを生じさせない微小水滴まで検出してしまうおそれがあり、間隔Ｓの調節が難しいという問題がある。
【００２１】
これに対し、図３（ｂ）に示す曇りセンサ１は、櫛部３ａ，４ａの間に島状電極５を備えることにより、櫛部３ａ，４ａと島状電極５との間の静電容量Ｃ１，Ｃ２が直列に接続された状態になるため、これらの合成容量Ｃは、（Ｃ１×Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）となる。したがって、櫛部３ａ，４ａと島状電極５との間隔Ｓ１を狭く設定した場合でも、櫛部３ａ，４ａの間隔Ｓが間隔Ｓ１と同じに設定された従来の曇りセンサと比較して、静電容量が半分になるため、櫛部３ａ，４ａと島状電極５との間の一方または双方が水滴でブリッジされたときの静電容量の変化を鈍感にすることができる。
【００２２】
このように、本実施形態の曇りセンサ１は、水分が付着したときの出力変化を緩やかにすることで、出力値から水分量を精度良く把握することができるので、曇りの状態を的確に検出することができる。
【００２３】
図１に破線で示すように、曇りセンサ１の検出電極３，４には、コネクタ１０を装着可能である。図４および図５は、コネクタ１０の斜視図および側面図である。図４および図５に示すように、コネクタ１０は、ケーシング１１の下面に２つの開口１２，１３が形成されており、開口１２，１３から露出するように一対の接続電極１４，１５が設けられている。接続電極１４，１５は、矩形板状に形成された導電性の金属板を屈曲させて、両端部がケーシング１１の内部にねじ１６で固定されており、中央平坦部が開口１２，１３から外部に突出するように配置されている。ケーシング１１の下面には粘着層１７が形成されている。
【００２４】
上記の構成を備えるコネクタ１０は、接続電極１４，１５の中央平坦部が検出電極３，４に当接するように、曇りセンサ１に向けて押圧することにより、接続電極１４，１５が撓み変形して検出電極３，４に密着した状態で、粘着層１７がセンサ１に貼着される。曇りセンサ１に対するコネクタ１０の装着は、粘着以外の方法であってもよいが、着脱可能であることが好ましい。曇りセンサ１に対するコネクタ１０の装着を容易にするため、絶縁体２におけるコネクタ１０の装着位置に予めマーキング等を施してもよい。
【００２５】
図６は、本発明の一実施形態に係る曇り制御装置の概略構成図である。図６に示す曇り制御装置１００は、ガラスや鏡などの対象物４０の表面に発生する曇りを除去する曇り除去装置５０を作動させるための装置であり、上述した曇りセンサ１およびコネクタ１０と、曇り除去装置５０の作動を制御する制御部３０とを備えている。曇り除去装置５０は、対象物４０の裏面に蛇行状に配置された電熱線５１と、電熱線５１に通電する電源５２と、電熱線５１への通電をオンオフするスイッチ５３とを備えており、電熱線５１の発熱により対象物４０を加熱して、対象物４０の表面の曇りや水滴を除去することができる。制御部３０は、コネクタ１０のケーブル１８が接続されており、コネクタ１０の出力に基づきスイッチ５３の作動を制御する。
【００２６】
図７は、曇り制御装置１００のブロック図である。制御部３０は、ブリッジ回路３１、検波回路３２、Ａ／Ｄコンバータ３３およびＭＰＵ３４を備えている。コネクタ１０が装着された曇りセンサ１の出力が変化すると、ＭＰＵ３４からの信号により、ブリッジ回路３１のa−ｂ間に交流電圧が発生する。この交流電圧は、検波回路３２により検波されて直流電圧に変換され、Ａ／Ｄコンバータ３３でデジタル信号に変換された後、ＭＰＵ３４に入力される。ＭＰＵ３４は、入力信号を所定の閾値と比較して、スイッチ５３のオンオフを行う。
【００２７】
本実施形態の曇り制御装置１００は、対象物４０の表面に曇りセンサ１を貼着した後、曇りセンサ１にコネクタ１０を貼着することで、対象物４０の表面の曇りを自動で確実に抑制することができる。曇りセンサ１の貼着位置は特に限定されないが、対象物４０がガラスや鏡などの場合には、周縁部から中央部に向けて曇りが広がり易い傾向にあるため、図６に示すように、曇りセンサ１を対象物４０の周縁部に貼着することが好ましい。これにより、曇りが対象物４０の全体に広がるのを未然に防止することができる。曇りセンサ１の検出精度が低下した場合には、コネクタ１０を取り外して曇りセンサ１を対象物４０から剥がし、新たな曇りセンサ１に取り換えて、引き続き曇り検出を行うことができる。曇り除去装置５０は、本実施形態では電熱線５１を備える構成としているが、曇りを除去する方式は特に限定されるものではなく、例えば温風を吹き付ける構成であってもよい。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、図８に示すように、櫛部３ａ，４ａと平行に延びる島状電極５が、櫛部３ａ，４ａに沿って間隔をあけて分割された複数の分割電極５ａを備える構成であってもよい。この曇りセンサ１によれば、櫛部３ａ，４ａと分割電極５ａとの間の静電容量が直列に接続されるだけでなく、各分割電極５ａ間の静電容量も直列に接続されるため、水分量に対する出力の変化がより緩やかなものとなり、曇りの状態をより的確に検出することが可能になる。
【００２９】
図９は、図１に示す島状電極５のパターン形状を有する曇りセンサ１（パターンＡ）、および、図８に示す分割電極５ａのパターン形状を有する曇りセンサ１（パターンＢ，Ｃ）のそれぞれについて、水分量とセンサ感度（出力）との関係の一例を示す図である。パターンＢおよびＣは、各分割電極５ａの間隔Ｓ２が互いに相違しており、パターンＢの間隔Ｓ２に比べてパターンＣの間隔Ｓ２が大きく設定されている。図９に示すように、水分量の増加に伴う出力の変化は、パターンＡに比べてパターンＢが緩やかになっており、パターンＣのように各分割電極５ａの間隔Ｓ２を拡げることで、出力変化が更に緩やかなものとなる。
【００３０】
分割電極５ａは、本実施形態では帯状を複数に分割した形状としているが、他の形状であってもよい。例えば、図１０に示すように、各分割電極５ａを円形状に形成することで、隣接する分割電極５ａの間から水滴が抜け易くなるため、曇りの誤検知を抑制することができる。このような水滴の抜けを容易にするための分割電極５ａの形状は、分割方向両側で櫛部３ａ，４ａとの間隔が広がる形状であればよく、円形状以外に、楕円形状や菱形状などであってもよい。
【００３１】
また、図１１に示すように、分割電極５ａを、櫛部３ａ，４ａと直交する方向に分割して形成することも可能であり、多数の静電容量が直列に接続された合成容量を、容易且つ確実に得ることができる。
【００３２】
検出電極３，４は、本実施形態では互いに対向する櫛部３ａ，４ａを備える構成にすることで、対向面積を大きくして静電容量を確保しているが、検出電極３，４の形状や配置は、両者の間に島状電極５を配置可能であれば、特に限定されるものではない。
【００３３】
本発明の曇りセンサは、車両のフロントガラスやリアガラス、住宅やビル等の窓ガラス、洗面化粧台の鏡などの各種対象物の表面に、簡単に貼り付けることができ、曇りを検知すると、曇り除去装置を作動させて、熱風や熱線などを利用して曇りを除去することができる点に特長がある。
【符号の説明】
【００３４】
１  曇りセンサ
２  絶縁体
３，４  検出電極
３ａ，４ａ  櫛部
５  島状電極
１０  コネクタ
１４，１５  接続電極
２０  対象物
３０  制御部
５０  曇り除去装置
１００  曇り制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020098150.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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