(57)【要約】  湿気検出器は、基板１０４の上に配置された第１の細長い導体１００を備えることができる。第１の導体１００は、その両端間にジグザグ経路を画定することができる。同じく基板１０４の上に第２の導体１０２を配置し、第１の導体１００を少なくとも部分的に取り囲むことができる。第２の導体１０２は、その両端間に、第１の導体１００の両側に沿って、第１の導体１００のジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された部分を有するジグザグ経路を画定することができる。基板１０４の上に配置された電力導体１０６は、第２の導体１０２の両端間に画定されたギャップ１０３を介して第１の導体１００の両端の中間で第１の導体１００に電気接続することができる。基板１０４の上に配置された接地導体１０８は、第２の導体１０２の両端に電気接続することができる。温度センサ１２２を利用して、温度に対する湿気検出器の応答を修正することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された第１の細長い導体であって、その両端間に、多数の電界放出点を備えた経路を画定する第１の細長い導体と、
前記基板上に配置され、前記第１の導体を少なくとも部分的に取り囲む第２の細長い導体であって、前記第１の導体の両側に沿って、前記第１の導体の前記経路に対して間隔を隔てて配置された部分を有する経路をその両端間に画定する第２の細長い導体と
を備えた湿気検出器。
【請求項２】
前記第１の導体の前記経路がジグザグ経路であり、前記第２の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路である、請求項１に記載の湿気検出器。
【請求項３】
前記基板上に配置され、且つ、前記第１の導体に電気接続された電力導体と、
前記基板上に配置され、且つ、前記第２の導体の一方の端部に電気接続された接地導体と
をさらに備えた、請求項１に記載の湿気検出器。
【請求項４】
前記電力導体が、前記第２の導体の両端間に画定されたギャップを介して前記第１の導体の両端の中間で前記第１の導体に電気接続された、請求項３に記載の湿気検出器。
【請求項５】
前記基板上に配置され、且つ、前記第２の導体のもう一方の端部に電気接続されたもう１つの接地導体をさらに備えた、請求項３に記載の湿気検出器。
【請求項６】
前記接地導体が前記第２の導体を少なくとも部分的に取り囲む、請求項３に記載の湿気検出器。
【請求項７】
前記接地導体が、前記第１の導体に電気接続するための前記電力導体が通るギャップを画定する、請求項６に記載の湿気検出器。
【請求項８】
前記第１の導体と第２の導体の間の前記基板上に配置された第３の細長い導体であって、その両端間に、前記第１の導体の前記経路に対して間隔を隔てて配置された経路を画定する第３の導体と、
前記第１の導体と第３の導体の間の前記基板上に配置された第４の細長い導体であって、その両端間に、前記第１の導体の前記経路に対して間隔を隔てて配置された経路を画定し、且つ、前記第２の導体に結合されたその両端の中間にギャップを画定する第４の導体と
をさらに備えた、請求項１に記載の湿気検出器。
【請求項９】
前記第１の導体の前記経路がジグザグ経路であり、前記第２の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路であり、前記第３の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路であり、前記第４の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路である、請求項８に記載の湿気検出器。
【請求項１０】
前記基板上に配置され、且つ、前記第１の導体に電気接続された電力導体であって、前記第３の導体に電気接続された電力導体と、
前記基板上に配置され、且つ、前記第２の導体の一方の端部に電気接続された接地導体と
をさらに備えた、請求項８に記載の湿気検出器。
【請求項１１】
前記電力導体が、前記第２の導体の両端間に画定されたギャップを介して前記第１の導体の両端の中間で前記第１の導体に電気接続され、且つ、前記電力導体が、前記第４の導体の両端の中間に画定されたギャップを介して前記第３の導体の中間で前記第３の導体に電気接続された、請求項１０に記載の湿気検出器。
【請求項１２】
前記第１の導体の前記経路がジグザグ経路であり、前記第２の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路であり、前記第３の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路であり、前記第４の導体の前記経路が、前記第１の導体の前記ジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路である、請求項１１に記載の湿気検出器。
【請求項１３】
前記基板上に配置され、且つ、前記第２の導体のもう一方の端部に電気接続されたもう１つの接地導体をさらに備えた、請求項１０に記載の湿気検出器。
【請求項１４】
前記接地導体が前記第２の導体を少なくとも部分的に取り囲む、請求項１０に記載の湿気検出器。
【請求項１５】
前記接地導体が、前記第１及び第３の導体に電気接続するための前記電力導体が通るギャップを画定する、請求項１４に記載の湿気検出器。
【請求項１６】
前記基板が、
一体に積層された複数の透明シートを有するラミネート、
ラミネートの透明シートの間に配置するように構成されたたわみ基板
のうちのいずれかである、請求項１に記載の湿気検出器。
【請求項１７】
前記導体に対して動作関係で配置された温度センサをさらに備えた、請求項１に記載の湿気検出器。
【請求項１８】
基板上に配置された第１の導体と、
前記基板上に配置された第２の導体であって、前記第１の導体を少なくとも部分的に取り囲み、前記第２の導体の両端間にギャップが画定された第２の導体と、
前記基板上に配置され、且つ、前記第２の導体の両端間の前記ギャップを介して前記第１の導体に電気接続された電力導体と、
前記基板上に配置され、且つ、前記第２の導体の一方の端部に電気接続された接地導体と
を備えた湿気検出器。
【請求項１９】
前記第１の導体が長さ方向の軸を画定し、
前記第２の導体の少なくとも一部が、前記第１の導体の前記長さ方向の軸に対して間隔を隔てて配置された長さ方向の軸を画定する
請求項１８に記載の湿気検出器。
【請求項２０】
前記長さ方向の軸が、前記第１の導体の前記長さ方向の軸に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された、請求項１９に記載の湿気検出器。
【請求項２１】
前記第１の導体が、その両端間に、多数の電界放出点を備えた経路を画定する、請求項２０に記載の湿気検出器。
【請求項２２】
前記第１及び第２の導体がそれらの長さ方向の軸に沿ってジグザグ経路を画定し、
前記第１及び第２の導体の前記ジグザグ経路が、それらの長さ方向の軸に沿って実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従している
請求項２１に記載の湿気検出器。
【請求項２３】
前記第１の導体の両端から間隔を隔てた前記第２の導体の一部が、前記第１の導体の前記長さ方向の軸に対して実質的に直角に配置された長さ方向の軸を画定し、
前記第２の導体の前記部分がジグザグ経路を画定する
請求項２２に記載の湿気検出器。
【請求項２４】
前記接地導体が前記第２の導体を少なくとも部分的に取り囲む、請求項１８に記載の湿気検出器。
【請求項２５】
前記接地導体が、前記第１の導体に電気接続するための前記電力導体が通るギャップを画定する、請求項２４に記載の湿気検出器。
【請求項２６】
前記第１の導体と第２の導体の間の前記基板上に配置された第３の導体と、
前記第１の導体と第３の導体の間の前記基板上に配置された第４の導体であって、前記第４の導体が、前記第２の導体に結合されたその両端の中間にギャップを画定し、前記電力導体が、前記第４の導体の両端の中間のギャップを介して前記第３の導体に電気接続された第４の導体と
をさらに備えた、請求項１８に記載の湿気検出器。
【請求項２７】
前記第１の導体が長さ方向の軸を画定し、
前記第２の導体の少なくとも一部が、前記第１の導体の前記長さ方向の軸に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された長さ方向の軸を画定し、
前記第３及び第４の導体が、前記第１の導体の前記長さ方向の軸に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された長さ方向の軸を画定する
請求項２６に記載の湿気検出器。
【請求項２８】
前記第１及び第３の導体のうちの少なくとも一方が、その両端間に、多数の電界放出点を備えた経路を画定する、請求項２０に記載の湿気検出器。
【請求項２９】
前記導体がそれらの長さ方向の軸に沿ってジグザグ経路を画定し、
前記導体の前記ジグザグ経路が、それらの長さ方向の軸に沿って実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従している
請求項２８に記載の湿気検出器。
【請求項３０】
前記接地導体が前記第２の導体を少なくとも部分的に取り囲む、請求項２６に記載の湿気検出器。
【請求項３１】
前記接地導体が、前記第１及び第３の導体に電気接続するための前記電力導体が通るギャップを画定する、請求項３０に記載の湿気検出器。
【請求項３２】
前記基板が、
一体に積層された複数の透明シートを有するラミネート、
ラミネートの透明シートの間に配置するように構成されたたわみ基板
のうちのいずれかである、請求項１８に記載の湿気検出器。
【請求項３３】
前記導体に対して動作関係で配置された温度センサをさらに備えた、請求項１８に記載の湿気検出器。
【請求項３４】
基板上に配置された湿気検出器と、
前記湿気検出器に対して動作関係で配置された、前記湿気検出器上の温度又は前記湿気検出器に隣接する温度を測定するための温度センサと、
前記湿気検出器に隣接して存在する湿気の量に応答して変化する前記湿気検出器の特性を測定するための手段と、
前記湿気検出器に隣接する温度に応答して変化する前記温度センサの特性を測定するための手段と、
測定した前記湿気検出器及び前記温度センサの特性を関数としてシステムを動作させるための手段と
を備えた湿気検出システム。
【請求項３５】
前記基板が風防ガラスであり、
前記システムが風防ガラス・ワイパ・システムである
請求項３４に記載の湿気検出システム。
【請求項３６】
測定される前記温度センサの特性が、
温度センサとして作用するバイメタル接合による電位出力、
温度センサとして作用するサーミスタ又は導体の抵抗、
温度センサとして作用する光温度センサによって出力される信号
のうちのいずれかである、請求項３４に記載の湿気検出システム。
【請求項３７】
基板上に配置された複数の導体であって、実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従するジグザグ経路をそれらの長さ方向の軸に沿って画定する複数の導体と、
前記基板上に配置され、且つ、前記複数の導体のうちの第１の導体に電気接続された電力導体と、
前記基板上に配置され、且つ、前記複数の導体のうちの第２の導体に電気接続された接地導体と
を備えた湿気検出器。
【請求項３８】
前記第２の導体が、残りの複数の導体を少なくとも部分的に取り囲み、且つ、前記第２の導体の両端間にギャップを画定し、
前記電力導体が、前記第２の導体の両端間の前記ギャップを介して前記第１の導体に電気接続された
請求項３７に記載の湿気検出器。
【請求項３９】
前記第１の導体の両端から間隔を隔てた前記第２の導体の一部が、前記第１の導体の長さ方向の軸に対して実質的に直角に配置された長さ方向の軸を画定し、
前記第２の導体の前記部分が鏡像ジグザグ経路を画定する
請求項３８に記載の湿気検出器。
【請求項４０】
前記複数の導体のうちの第３の導体が、前記第１の導体と第２の導体の間に配置され、
前記複数の導体のうちの第４の導体が、前記第１の導体と第３の導体の間に配置され、
前記第４の導体が、前記接地導体に電気接続されたその両端の中間にギャップを画定し、
前記電力導体が、前記第４の導体の両端の中間の前記ギャップを介して前記第３の導体に電気接続された
請求項３７に記載の湿気検出器。
【請求項４１】
前記基板が、
一体に積層された複数の透明シートを有する風防ガラス、
積層された風防ガラスの透明シートの間に配置するように構成されたたわみ基板
のうちのいずれかである、請求項３７に記載の湿気検出器。
【請求項４２】
前記複数の導体に対して動作関係で配置された温度センサをさらに備えた、請求項３７に記載の湿気検出器。
【請求項４３】
（ａ）湿気検出器を基板上に提供するステップと、
（ｂ）温度センサを前記湿気検出器に対して動作関係で提供するステップと、
（ｃ）前記湿気検出器に隣接して存在する湿気の量に応答して変化する前記湿気検出器の特性を測定するステップと、
（ｄ）前記湿気検出器に隣接する温度に応答して変化する前記温度センサの特性を測定するステップと、
（ｅ）測定した前記湿気検出器及び前記温度センサの特性を関数としてシステムを動作させるステップと
を含む湿気検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２００３年８月２８日出願の米国特許出願第１０／３０８，６７０号の一部継続である。
【０００２】
本発明は湿気検出に関し、より詳細には車両風防ガラスの湿気検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、車両の風防ガラスの湿気検出は、容量性センサ・システム、抵抗性センサ・システム、超音波センサ・システム及び光センサ・システムの４つの基本的な方法で達成されている。
【０００４】
容量性センサ・システムは、風防ガラスの上に形成されたコンデンサを備えている。風防ガラスの湿気に応答してコンデンサのキャパシタンスが変化する。キャパシタンスの変化を検出し、変化するキャパシタンスの関数として風防ガラス・ワイパの動作を制御するための知覚回路が接続されている。Ｂｕｓｃｈｕｒに対する米国特許第５，６６８，４７８号、Ｎｅｔｚｅｒに対する米国特許第５，６８２，７８８号、Ｎｅｔｚｅｒに対する米国特許第５，８０１，３０７号及びＨｏｃｈｓｔｅｉｎに対する米国特許第６，０９４，９８１号に、容量性湿気センサの例が記載されている。
【０００５】
抵抗性測定システムは、風防ガラス又は車両の他の部分、たとえば従来の鞭形アンテナなどに間隔を隔てて配置された２つの導電性エレメントを備えている。導電性エレメントに結合された回路が、抵抗性エレメントをブリッジングする水に応答して導電性エレメントの抵抗変化を測定し、抵抗の変化を関数として風防ガラス・ワイパの動作を制御している。Ｓｃｈｒｏｄｅｒに対する米国特許第５，６５９，２９４号、Ｓｃｈｒｏｄｅｒに対する米国特許第５，５９８，１４６号、Ｗｅｂｅｒに対する米国特許第５，７８０，７１８号、ＶａｎＤａｍに対する米国特許第５，７８０，７１９号、Ｗｅｂｅｒに対する米国特許第５，７８３，７４３号及びＰｅｔｚｏｌｄに対する米国特許第５，９００，８２１号に、抵抗性測定システムの例が記載されている。
【０００６】
超音波センサ・システムは、シートの第１の面に向けて超音波信号を放出し、反射した超音波信号をシートの第２の面で受け取る変換器を備えている。反射信号の変化を利用して、シートの第２の面に異物が存在しているかどうかが決定される。Ｓａｕｒｅｒらに対する米国特許第５，８１８，３４１号及び欧州公報第ＥＰ０６３８８２２に、超音波センサ・システムの例が記載されている。
【０００７】
光センサ・システムは、風防ガラスで反射した光源からの光を検出するために配置された光検出器を備えている。光源からの光の反射が変化するため、風防ガラスに存在する湿気に応答して光センサによって検出される光の量が変化し、したがって光センサの出力が変化する。光検出器に衝突する光の変化に応答して検出回路が光検出器からの出力の変化を検出し、その変化を関数として風防ガラス・ワイパを動作させる。Ｐｉｅｎｔｋａらに対する米国特許第５，６９４，０１２号、Ｚｅｔｔｌｅｒに対する米国特許第５，９９０，６４７号、Ｐｉｅｎｔｋａらに対する米国特許第６，０５２，１９６号、Ｐｏｎｚｉａｎａに対する米国特許第６，０６６，９３３号、Ｃｏｕｌｌｉｎｇらに対する米国特許第６，０８４，５１９号、Ｈｏｃｈｓｔｅｉｎに対する米国特許第６，２０７，９６７号、Ｔｅｄｅｒに対する米国特許第５，６６１，３０３号、Ｌｙｎａｍに対する米国特許第６，２５０，１４８号、Ｂｒａｕｎらに対する米国特許第６，２１８、７４１号及びＮｅｌｓｏｎに対する米国特許第６，２３２，６０３号に、光検出システムの例が記載されている。
【０００８】
容量性センサ・システムが抱えている問題は、十分なキャパシタンスを有し、それにより、風防ガラスに存在する雨に応答して、適切な検出回路によってキャパシタンスの変化を検出することができるコンデンサを形成しなければならないことである。容量性センサ・システムが抱えているもう１つの問題は、コンデンサを形成している金属膜の加熱又は冷却によってキャパシタンスが変化し、そのために使用中にコンデンサのキャパシタンスが変化することである。
【０００９】
抵抗性センサ・システムが抱えている問題は、風防ガラスの外側の表面に抵抗性エレメントを形成する必要があり、そのために抵抗性エレメントが外気に露出され、劣化する可能性があることである。また、抵抗性センサ・システムの抵抗性エレメントは、温度変化によって抵抗が変化する。
【００１０】
超音波センサ・システム及び光センサ・システムが抱えている問題は、湿気の存在を検出するために、車両の内側の風防ガラス上の適切な位置に超音波センサ・システムの変換器を配置し、また、同じく車両の内側の風防ガラス上の適切な位置に光センサ・システムの光トランスミッタ及び光レシーバを配置しなければならないことである。しかしながら、超音波センサ・システム又は光センサ・システムを風防ガラス上の適切な位置に配置することは、風防ガラスを介した運転者の視野を部分的に遮断することになり、或いは風防ガラスに存在する湿気を検出するための最適位置ではない位置にこのようなセンサ・システムを配置することになることがしばしばである。また、光トランスミッタから光レシーバへ伝搬する光の経路内の風防ガラスの色又は影によって、湿気を検出する光センサの感度が犠牲になることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、風防ガラスなどのシートに結合することができるたわみ基板又はシート自体に配置される、小型で、ほとんど目には見えない湿気検出器が提供されることが望ましい。湿気検出器は、湿気検出器を誘導するための回路及びシートに存在する湿気による湿気検出器の特性変化を検出するための回路に結合することができる。また、湿気検出器の特性変化をシートの温度の関数として検出するための方法が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基板上に配置された第１の細長い導体を備えた湿気検出器である。第１の導体は、その両端間に、多数の電界放出点を備えた経路、たとえばジグザグ経路を画定する。基板上には第２の細長い導体が配置されており、第１の導体を少なくとも部分的に取り囲む。第２の導体は、その両端間に、第１の導体の両側に沿って、第１の導体のジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された部分を有するジグザグ経路を画定する。
【００１３】
電力導体を基板上に配置し、第２の導体の両端間に画定されたギャップを介して第１の導体の両端の中間で第１の導体に電気接続することができる。また、接地導体を基板上に配置し、第２の導体の一方の端部に電気接続することができる。もう１つの接地導体を基板上に配置し、第２の導体のもう一方の端部に電気接続することも可能である。
【００１４】
第２の導体の一部は、第１の導体の両端から間隔を隔てることができ、また、鏡像ジグザグ経路を画定することができる。
【００１５】
接地導体は、第２の導体を少なくとも部分的に取り囲むことができる。接地導体は、第１の導体に電気接続するための電力導体が通るギャップを画定することができる。
【００１６】
第３の細長い導体を第１の導体と第２の導体の間の基板上に配置することができる。第３の導体は、その両端間に、第１の導体のジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路を画定することができる。また、第４の細長い導体を第１の導体と第３の導体の間の基板上に配置することができる。第４の導体は、その両端間に、第１の導体のジグザグ経路に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置されたジグザグ経路を画定することができる。また、第４の導体は、第２の導体に結合されたその両端の中間にギャップを画定することができる。電力導体は、第４の導体の両端の中間に画定されたギャップを介して第３の導体の両端の中間で第３の導体に電気接続することができる。
【００１７】
基板は、一体に積層された複数の透明シートを有する風防ガラスであっても、或いは風防ガラスの透明シートの間に配置するように構成されたたわみ基板であってもよい。温度センサは、複数の導体に対して動作関係で配置することができる。
【００１８】
また、本発明は、基板上に配置された第１の導体と、基板上に配置された第２の導体であって、第１の導体を少なくとも部分的に取り囲み、第２の導体の両端間にギャップが画定された導体と、基板上に配置され、且つ、第２の導体の両端間のギャップを介して第１の導体に電気接続された電力導体と、基板上に配置され、且つ、第２の導体の一方の端部に電気接続された接地導体とを備えた湿気検出器である。
【００１９】
第１の導体は、長さ方向の軸を画定することができ、また、第２の導体の少なくとも一部は、第１の導体の長さ方向の軸に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された長さ方向の軸を画定することができる。
【００２０】
これらの導体は、それらの長さ方向の軸に沿ってジグザグ経路を画定することができる。これらの導体のジグザグ経路は、それらの長さ方向の軸に沿って実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従することができる。
【００２１】
第２の導体の一部は、第１の導体の両端から間隔を隔てることができ、また、第１の導体の長さ方向の軸に対して実質的に直角に配置された長さ方向の軸を画定することができる。第２の導体のこれらの部分は、鏡像ジグザグ経路を画定することができる。
【００２２】
接地導体は、第２の導体を少なくとも部分的に取り囲むことができ、第１の導体に電気接続するための電力導体が通るギャップを画定することができる。
【００２３】
第３の導体を第１の導体と第２の導体の間の基板上に配置することができる。また、第４の導体を第１の導体と第３の導体の間の基板上に配置することができる。第４の導体は、第２の導体に結合されたその両端の中間にギャップを画定することができる。電力導体は、第４の導体の両端の中間のギャップを介して第３の導体に電気接続することができる。
【００２４】
第１の導体は、長さ方向の軸を画定することができ、また、第２の導体の少なくとも一部は、第１の導体の長さ方向の軸に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された長さ方向の軸を画定することができる。第３及び第４の導体は、第１の導体の長さ方向の軸に対して実質的に平行に間隔を隔てて配置された長さ方向の軸を画定することができる。これらの導体は、それらの長さ方向の軸に沿って実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従するジグザグ経路をそれらの長さ方向の軸に沿って画定することができる。
【００２５】
接地導体は、第２の導体を少なくとも部分的に取り囲むことができ、第１及び第３の導体に電気接続するための電力導体が通るギャップを画定することができる。
【００２６】
また、本発明は、（ａ）湿気検出器を基板上に提供するステップと、（ｂ）温度センサを湿気検出器に対して動作関係で提供するステップと、（ｃ）湿気検出器に隣接して存在する湿気の量に応答して変化する湿気検出器の特性を測定するステップと、（ｄ）湿気検出器に隣接する温度に応答して変化する温度センサの特性を測定するステップと、（ｅ）測定した湿気検出器及び温度センサの特性を関数としてシステムを動作させるステップとを含む湿気検出方法である。
【００２７】
また、本発明は、基板上に配置された湿気検出器と、湿気検出器に対して動作関係で配置された、湿気検出器上の温度又は湿気検出器に隣接する温度を測定するための温度センサと、湿気検出器に隣接して存在する湿気の量に応答して変化する湿気検出器の特性を測定するための手段と、湿気検出器上の温度又は湿気検出器に隣接する温度に応答して変化する温度センサの特性を測定するための手段と、測定した湿気検出器及び温度センサの特性を関数としてシステムを動作させるための手段とを備えた湿気検出システムである。
【００２８】
基板は風防ガラスであってもよく、また、システムは風防ガラス・ワイパ・システムであってもよい。
【００２９】
測定される温度センサの特性は、温度センサとして作用するサーミスタの抵抗であっても、温度センサとして作用するバイメタル接合による電位出力であっても、温度センサとして作用する導体の抵抗であっても、或いは温度センサとして作用する光温度センサによって出力される信号であってもよい。
【００３０】
最後に、本発明は、基板上に配置された複数の導体であって、実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従するジグザグ経路をそれらの長さ方向の軸に沿って画定する複数の導体と、基板上に配置され、且つ、複数の導体のうちの第１の導体に電気接続された電力導体と、基板上に配置され、且つ、複数の導体のうちの第２の導体に電気接続された接地導体とを備えた湿気検出器である。
【００３１】
第２の導体は、残りの複数の導体を少なくとも部分的に取り囲むことができ、また、第２の導体の両端間にギャップを画定することができる。電力導体は、第２の導体の両端間のギャップを介して第１の導体に電気接続することができる。
【００３２】
第１の導体の両端から間隔を隔てた第２の導体の一部は、第１の導体の長さ方向の軸に対して実質的に直角に配置された長さ方向の軸を画定することができる。第２の導体のこれらの部分は、鏡像ジグザグ経路を画定することができる。
【００３３】
複数の導体は、第１の導体と第２の導体の間に配置された第３の導体を備えることができる。また、複数の導体は、第１の導体と第３の導体の間に配置された第４の導体を備えることができる。第４の導体は、接地導体に電気接続されたその両端の中間にギャップを画定することができる。電力導体は、第４の導体の両端の中間のギャップを介して第３の導体に電気接続することができる。
【００３４】
基板は、一体に積層された複数の透明シートを有する風防ガラスであっても、或いは風防ガラスの透明シートの間に配置するように構成されたたわみ基板であってもよい。温度センサは、複数の導体に対して動作関係で配置することができる。
【００３５】
以下、本発明について、添付の図を参照して説明する。図において、同様の参照番号は、同様の構成要素に対応している。
【００３６】
本明細書に使用されているように、「内側」、「外側」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」などの空間又は方向を意味する用語は、図面に示されている本発明に関連している。しかしながら、本発明は、様々な代替態様を仮定することができ、したがってこのような用語を本発明を制限するものと見なしてはならないことを理解されたい。また、本明細書及び特許請求の範囲に使用されている、寸法、物理特性などを表しているすべての数字は、すべての実施例において、「約」という用語によって修飾されているものと理解されたい。したがって、そうではないことが示されていない限り、以下の本明細書及び特許請求の範囲の中で示されている数値は、本発明によって達成するべく試行される所望の特性に応じて変更することができる。少なくとも、また、特許請求の範囲に記載された発明への均等論の適用を制限する試行としてではなく、個々の数値パラメータは、報告されている有効数字の数に照らして、また、通常の丸め技法を適用することによって少なくとも解釈すべきである。さらに、本明細書において開示されているすべてのレンジには、そのレンジの中に包含される任意のサブレンジ及びすべてのサブレンジが包含されていることを理解されたい。たとえば、レンジ「１から１０」という記述は、最小値１と最大値１０の間（１及び１０を含む）の任意のサブレンジ及びすべてのサブレンジ、つまり、最小値１又はそれ以上で始まり、最大値１０又はそれ以下で終わるすべてのサブレンジ及びそれらの間のすべてのサブレンジが含まれているものとして解釈されたい。また、本明細書に使用されているように、「の上に配置された」或いは「の上に支持された」などの用語は、表面の上に配置又は支持されているが、必ずしも表面と直接接触しているわけではないことを意味している。たとえば、ガラス・シート「の上に配置された」基板は、基板とシートの表面との間に位置する１つ又は複数の他の材料の存在を排他するものではない。
【実施例】
【００３７】
図１を参照すると、ガラス・シート又は車両風防ガラス２などの光透明材料のシート又はパネルは、シート又はパネル上に配置され、或いはシート又はパネルに組み込まれた湿気検出器４を備えている。本発明の第１の非制限実施例では、湿気検出器４−１は、１つ又は複数の導体６を備えている。導体６は、コネクタ、たとえば、電子回路を導体６に接続するために利用される導電性薄膜８に接続されている。図１に示す非制限実施例では、薄膜８は、風防ガラス２の周囲の外側に展開している。しかしながら、薄膜８は、風防ガラス２の周囲の完全に内側に配置することも可能であるため、この展開を本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００３８】
引き続いて図１を参照しながら図２を参照すると、望ましいことには、風防ガラス２は、風防ガラス２を単一構造として形成するために、ポリビニルブチラールなどのプラスチック中間層１４によって一体に結合された外側及び内側のガラス層１０及び１２によって形成されている。しかしながら、層１０及び１２は、それには限定されないがポリカーボネートなどの他の透明硬質材料であってもよい。導体６の各々は、ガラス層１０又はガラス層１２の内側又は外側に向かって対向している表面に配置することができる。導体６の各々は、導電性のワイヤ又はシートであってもよく、或いはガラス層１０又はガラス層１２のいずれか一方の表面に線又はシートの形で加えられる導電性コーティングであっても、ガラス層１０又はガラス層１２のいずれか一方の表面に線又はシートの形で適用される導電性粒子の分散であってもよい。導体６の各々は、必ずしもその必要はないが、裸眼では容易に認識できない幅及び／又は厚さを有している。本発明の非制限の一実施例では、導体６の幅は０．３５ｍｍ以下であり、たとえば０．３０ｍｍ以下又は０．２５ｍｍ以下である。
【００３９】
図３〜５を参照すると、第２の非制限実施例では、湿気検出器４−２は、たわみ基板１６の上に配置された１つ又は複数の導体６を備えている。図３及び４では、たわみ基板１６の、１つ又は複数の導体６が配置された部分は、風防ガラス２の周囲の外側に展開しており、１つ又は複数の導体６への電子回路の接続を容易にしている。しかしながら、１つ又は複数の導体６が配置されたたわみ基板１６は、風防ガラス２の周囲の完全に内側に配置することも可能であるため、この展開を本発明を制限するものとして解釈してはならない。
【００４０】
図４に示すように、ガラス層１０と１２の間にたわみ基板１６をはさみ、導体６をガラス層１０又はガラス層１２の内側に面している表面に対向させるか、或いは導体６をプラスチック中間層１４の外側に面している表面のいずれか一方に対向させることができる。別法としては、ガラス層１０又はガラス層１２の外側に面している表面にたわみ基板１６を配置し、前記外側に面している表面に向かって、或いは前記外側に面している表面から遠ざけて導体６を対向させることも可能である。もう１つの代替として、中間層１４の内部にたわみ基板１６を組み込むことも可能である。必ずしもその必要はないが、たわみ基板１６及び／又は１つ又は複数の導体６の望ましくない露出を回避するためには、ガラス層１０又はガラス層１２の外側に面している表面にたわみ基板１６を配置するよりも、ガラス層１０と１２の間にたわみ基板１６を配置することが望ましい。
【００４１】
たわみ基板１６は、それらに限定されないが、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、超薄型ガラスなどの適切な任意のたわみ絶縁材料から形成することができる。非制限の一実施例では、基板１６は、厚さ０．００５０８ｃｍ（２ミル）のＰＥＴである。１つ又は複数の導体６の望ましいパターンは、従来のフォトリソグラフィ処理技法を利用してたわみ基板１６に接着された適切な任意の導電性材料のシートから形成することができる。また、１つ又は複数の導体６の望ましいパターンは、適切な導電性材料を所望のパターンでたわみ基板１６にスクリーン印刷するか、或いは適切な導電性材料を所望のパターンでたわみ基板１６にインク・ジェットすることによってたわみ基板１６に形成することができる。また、１つ又は複数の導体６の望ましいパターンは、それには限定されないが、基板１６に固着又は基板１６内に埋め込まれた銅線などのワイヤによってたわみ基板１６に形成することができる。必ずしもその必要はないが、非制限の一実施例ではワイヤは非常に細く、したがって風防ガラス２中ではほとんど目に見えない。非制限の一実施例では、ワイヤは３６ＡＷＧスズめっき銅線である。上で説明したように、たわみ基板を使用するのではなく、ガラス層又は中間層の表面に導体６を直接適用することができることを理解されたい。たとえば、本発明を制限することなく、ワイヤと基板１６を組み合わせる代わりに、ワイヤを中間層１４に固着するか、或いはワイヤを中間層１４内に埋め込むことができる。所望のパターンの１つ又は複数の導体６をたわみ基板１６に形成するための適切な任意の手段の使用が意図されているため、たわみ基板１６に１つ又は複数の導体６のパターンを形成する上記方法を本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００４２】
引き続いて図３及び４を参照しながら図５及び６を参照すると、たわみ基板１６の、風防ガラス２の周囲の外側に展開している部分は、たわみ基板１６と１つ又は複数の導体６に接着された絶縁材料１７との間にはさまれた１つ又は複数の導体６を有することができる。絶縁材料１７は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミド膜（Ｄｅｌａｗａｒｅ州Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ在所のＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｉｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標）、又は１つ又は複数の導体６に対して保護するように作用する他の適切な任意の固体絶縁材料又は流動絶縁材料などの適切な絶縁材料のシートから形成することができる。１つ又は複数の導体６及び基板１６の、ガラス層１０と１２の間にはさまれている部分は、ガラス層１０及び１２によって湿気及び／又は微粒汚染物質から保護されているため、絶縁材料１７の端部は、ガラス層１０と１２の間で終端することができる。
【００４３】
ガラス層１０と１２の間にはさまれている１つ又は複数の導体６の湿気及び／又は微粒汚染物質への露出を回避するために、ガラス層１０と１２の間に配置されているたわみ基板１６の導体６側に熱硬化性接着剤１８を配置することができる。この熱硬化性接着剤１８は、ガラス層１０と１２の間にはさまれ、且つ、ガラス層１０と１２の間を展開している絶縁材料１７の端部を十分な距離で覆っており、したがって熱硬化性接着剤１８が硬化すると、熱硬化性接着剤１８は、ガラス層１０、１２及びプラスチック中間層１４と共に、湿気及び／又は微粒汚染物質による、１つ又は複数の導体６のガラス層１０と１２の間にはさまれた部分との接触を禁止する気密封止を形成する。
【００４４】
硬化熱への熱硬化性接着剤１８及びプラスチック中間層１４の露出に先立って、たわみ基板１６とプラスチック中間層１４の間に、たわみ基板１６のガラス層１０と１２の間の部分を固着するための圧感接着剤１９を配置することができる。
【００４５】
図５に示すように、たわみ基板１６は、１つ又は複数の導体６を少なくとも部分的に取り囲む接地導体７を備えることができる。接地などの外部基準電圧３４に接地導体７を接続することにより、１つ又は複数の導体６の周りに接地ループが形成される。この接地ループによって、湿気検出器４−２の共振素子として作用する１つ又は複数の導体６の動作に対する望ましくない電磁障害の影響が回避される。また、図６に示すように、１つ又は複数の導体６とは反対側のたわみ基板１６の面にも、外部基準電圧３４に接続することができる導電性材料４６を配置することができ、或いは代替としてたわみ基板１６の反対側の面に、外部基準電圧３４に接続することができる導電性材料４６を配置することも可能である。導電性材料４６は、シート、１つ又は複数の線又はメッシュの形態にすることも、或いは湿気検出器４−２の共振素子として作用する１つ又は複数の導体６の動作に対する望ましくない電磁障害の影響を回避するファラデー遮蔽を画定する他の適切な任意の形態にすることも可能である。
【００４６】
引き続いて図３〜６を参照しながら図７を参照すると、ガラス層１２の表面、たとえば内側の表面に導電性コーティング４８を形成することも可能であり、或いは代替としてガラス層１２の表面、たとえば内側の表面に導電性コーティング４８を形成することも可能である。この導電性コーティング４８は、湿気検出器４−２の共振素子として作用する１つ又は複数の導体６の動作に対する望ましくない電磁障害の影響を回避するために、基準電圧３４に接続することができる。導電性コーティング４８は、透明にすることも或いは着色することも可能である。着色する場合、導電性コーティング４８は、湿気検出器４−２のための接地平面又はファラデー遮蔽と、風防ガラス２の日よけの２つの目的を果たすことになる。湿気検出器４−２の第２の実施例に関連して説明したが、導電性コーティング４８は、図１及び２に示す湿気検出器４−１の第１の実施例と共に利用する場合、ガラス層１２の表面、たとえば内側の表面に配置することも可能であることを理解されたい。図から分かるように、接地導体７、導電性材料４６及び／又は導電性コーティング４８のうちの任意の１つ又は組合せを利用して、湿気検出器４−２の共振素子として作用する１つ又は複数の導体６の動作に対する望ましくない電磁障害の影響を回避することができる。
【００４７】
別法としては、基板１６を省略し、湿気検出器４−２の第２の実施例を備えた１つ又は複数の導体６及び７のうちの１つ又は複数を、当業者によって適切であると見なされている所望の任意の構造で、ガラス層１０、ガラス層１２及び／又は中間層１４のうちの１つ又は複数の表面に直接配置することも可能である。１つ又は複数の導体６及び／又は７が、ガラス層１０、ガラス層１２及び／又は中間層１４のうちの１つ又は複数の表面に直接配置される場合、導電性コーティング４８は、湿気検出器４−２の第２の実施例の１つ又は複数の導体６及び／又は７と組み合わせて利用することも可能である。
【００４８】
引き続いて図１〜７を参照しながら図８を参照すると、本発明の第３の非制限実施例では、湿気検出器４−３は、第１の細長い導体１００及びたわみ基板１０４の上に配置された第２の細長い導体１０２を備えている。第２の導体１０２は、第２の導体１０２の両端間にギャップ１０３を画定する第１の導体１００を少なくとも部分的に取り囲むことができる。また、基板１０４の上には電力導体１０６を配置することも可能である。電力導体１０６は、第２の導体１０２の両端間のギャップ１０３を介して第１の導体１００に電気接続されている。図８に示す特定の非制限実施例では、導体１０６は、導体１００の両端の中間で導体１００に電気接続されている。また、基板１０４の上には接地導体１０８を配置することも可能である。接地導体１０８は、第２の導体１０２の一方の端部に電気接続されている。基板１０４の上にはもう１つの接地導体１１０を配置することができ、第２の導体１０２のもう一方の端部に電気接続することができる。
【００４９】
第１の導体１００は長さ方向の軸１１２を画定し、また、第２の導体１０２の、第１の導体１００のギャップ１０３とは反対側に配置されている部分は、第１の導体１００の長さ方向の軸１１２に対して間隔を隔てて配置された長さ方向の軸１１４を画定する。第２の導体１０２のギャップ１０３の反対側の部分も、第１の導体１００の長さ方向の軸１１２に対して間隔を隔てて配置された長さ方向の軸１１６及び１１８を画定する。長さ方向の軸１１２〜１１８は、図８には仮想線で示されている。図８に示す特定の非制限実施例では、第１の導体１００及び第２の導体１０２は、それらの長さ方向の軸１１２及び１１４〜１１８に沿ってジグザグ経路を画定する。本明細書に使用されているように、「ジグザグ」は、導体の経路に沿って他とは全く別の複数のポイントをもたらす、一連の短く、且つ、鋭い折返し又は角度を意味している。必ずしもその必要はないが、これらのジグザグ経路は、それらの長さ方向の軸に沿って実質的に間隔を隔てて互いに追従することができる。必ずしもその必要はないが、図８に示す湿気検出器の特定の実施例では、長さ方向の軸１１４、１１６及び１１８は、長さ方向の軸１１２に対して実質的に平行であり、ジグザグ経路は、実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従している。
【００５０】
上で説明した導体のジグザグ経路は、その長さに沿って多数の電界放出点を提供することによって湿気検出器の感度を高くすると考えられている。より詳細には、本発明による湿気検出器の一実施例では、湿気検出エレメントとして使用される真直ぐな導体エレメントは、その長さに沿った電界強度と比較すると、エレメントの端部でより高い電界強度を有することが分かっている。導体をジグザグ・パターンで形成することにより、他とは全く別の追加ポイント又は先端がその長さに沿って形成される。エレメントは、エレメントの真直ぐな部分と比較すると、これらの個々のポイントでより高い電界強度を有することになり、したがって全体の長さが真直ぐなエレメントと同じ長さで、より敏感な送信ポイントが生成される。電界強度がより高い、より敏感な送信ポイントにより、ジグザグ・パターンの長さに沿って付着した水滴は、湿気検出器エレメントに比較的より大きいインピーダンス変化をもたらし、したがって、直線パターン上への付着と比較すると、検出の可能性がより高くなる。
【００５１】
第１の導体１００の両端から間隔を隔てた第２の導体１０２の部分１５０及び１５１は、長さ方向の軸１１９及び１２０を画定する（仮想線で示されている）。これらの長さ方向の軸は、図８に示す非制限実施例では、第１の導体１００の長さ方向の軸１１２に対して実質的に直角に配置されている。図に示すように、第２の導体１０２の部分１５０及び１５１は、第１の導体１００の両端から間隔を隔てたジグザグ経路を画定する。必ずしもその必要はないが、この特定の実施例では、部分１１９及び１２０は、互いに鏡像をなしている。
【００５２】
非制限の一実施例では、接地導体１０８は、接地導体１０８に隣接する仮想線で示すように、第２の導体１０２への直線接続を画定する。図８に示すように、接地導体１０８は、任意選択で第２の導体１０２を少なくとも部分的に取り囲む。図に示す湿気検出器４−３の非制限実施例では、接地導体１０８の任意選択構成は、第２の導体１０２を取り囲む概ね長方形の形態１５２を有している。しかしながら、この構成を本発明を制限するものと解釈してはならない。接地導体１０８の任意選択構成は、第１の導体１００に電気接続するための電力導体１０６が通るギャップ１２１を画定する。ギャップ１２１は、第２の導体１０２に電気接続するための接地導体１１０が通る通路として使用することも可能である。
【００５３】
任意選択で、基板１０４上のそれぞれ第１の導体１００及び第２の導体１０２の近傍に温度センサ１２２が配置される。導体１２４が温度センサ１２２に接続されており、以下で説明するマイクロプロセッサ２０などの適切な知覚回路へのセンサ１２２の接続を容易にしている。
【００５４】
湿気検出器４−３の第３の実施例の基板１０４は、湿気検出器４−２の第２の実施例の基板１６の１つ又は複数の材料と同じ材料から形成することができる。また、導体１００、１０２、１０６、１０８、１１０及び１２４のパターンも、湿気検出器４−２の第２の実施例の基板１６上への１つ又は複数の導体６及び７の形成に関連して説明した方法でたわみ基板１０４の上に形成することができる。したがって導体１００、１０２、１０６、１０８、１１０及び１２４のパターンを基板１０４上に形成する方法に関する詳細は、不必要な反復を回避するために、本明細書においてはその説明は省略する。
【００５５】
基板１０４を備えた湿気検出器４−３の第３の実施例は、湿気検出器４−２の第２の実施例に関連して上で説明した方法で、ガラス層１０と１２の間にはさむことができる。導電性材料４６は、湿気検出器４−２に関連して上で説明した方法で基板１０４の上に配置することができ、湿気検出器４−３の動作に対する望ましくない電磁障害の影響を回避することができる。同様に、導電性コーティング４８は、基板１０４を備えた湿気検出器４−２の第２の実施例に関連して上で説明した方法で、湿気検出器４−３の第３の実施例と共に利用することができる。
【００５６】
別法としては、基板１０４を省略し、湿気検出器４−３の第３の実施例を備えた導体を、当業者によって適切であると見なされている所望の任意の構造で、ガラス層１０、ガラス層１２及び／又は中間層１４のうちの１つ又は複数の表面に直接配置することも可能である。本発明の非制限の一実施例では、温度センサ１２２は、湿気検出器４−３の第３の実施例の導体と同じガラス層１０、ガラス層１２、中間層１４又は基板１０４の表面に配置されており、検出器４−３に隣接して配置されている。また、導電性コーティング４８は、湿気検出器４−３の導体が、ガラス層１０、ガラス層１２及び／又は中間層１４のうちの１つ又は複数の表面に直接配置される場合、湿気検出器４−３の第３の実施例と共に利用することができる。
【００５７】
引き続いて図１〜８を参照しながら図９を参照すると、本発明の第４の非制限実施例では、湿気検出器４−４は、湿気検出器４−４の第４の実施例が、第１の導体１００と第２の導体１０２の長さ方向の軸１１４を有している部分との間の基板１０４上に配置された第３の導体１２６を備えている点を除き、上で説明した湿気検出器４−３の第３の実施例と類似している。また、湿気検出器４−４の第４の実施例は、第１の導体１００と第３の導体１２６の間の基板１０４上に配置された第４の導体１２８を備えている。第４の導体１２８は、第４の導体１２８の両端の中間にギャップ１３０を画定する。第４の導体１２８の両端は、第２の導体１０２の、第２の導体１０２と結合した長さ方向の軸１１９及び１２０を有している部分に結合されている。第３の導体１２６及び第４の導体１２８は、それぞれ、第１の導体１００の長さ方向の軸１１２に対して間隔を隔てて配置された（たとえば実質的に平行に間隔を隔てて配置された）長さ方向の軸１３２及び１３４を画定する。この非制限実施例では、第２の導体１０２の長さ方向の軸１１４〜１１８と結合している部分は、導体１００、１２６及び１２８と共に、それらの長さ方向の軸に沿ってジグザグ経路を画定する。これらのジグザグ経路は、それらの長さ方向の軸に沿って実質的に平行に間隔を隔てて互いに追従している。
【００５８】
第１の導体１００の両端から間隔を隔てた第２の導体１０２の部分は、第１の導体１００の長さ方向の軸１１２に対して実質的に直角に配置された長さ方向の軸１１９及び１２０を画定する。第２の導体１０２の長さ方向の軸１１９及び１２０と結合している部分は、鏡像ジグザグ経路を画定する。
【００５９】
電力導体１０６は、第２の導体１０２の両端間のギャップ１０３を介して第１の導体１００の両端の中間で第１の導体１００に接続されている。また、電力導体１０６は、第４の導体１２８の両端間のギャップ１３０を介して第３の導体１２６の両端の中間で第３の導体１２６に接続されている。湿気検出器４−３の第３の実施例と同様、接地導体１０８及び１１０は、基板１０４の上に配置されており、第２の導体１０２の両端に電気接続されている。
【００６０】
本発明の非制限の一実施例では、温度センサ１２２は、たとえば第２の導体１０２に対して動作関係で基板１０４の上に配置されている。
【００６１】
基板１０４を備えた湿気検出器４−４の第４の実施例は、湿気検出器４−２の第２の実施例に関連して上で説明した方法で、ガラス層１０と１２の間にはさむことができる。必ずしもその必要はないが、導電性材料４６は、湿気検出器４−２に関連して上で説明した方法で基板１０４の上に配置することができ、湿気検出器４−４の動作に対する望ましくない電磁障害の影響を回避することができる。同様に、導電性コーティング４８は、湿気検出器４−２の第２の実施例に関連して上で説明した方法で、基板１０４を備えた湿気検出器４−４の第４の実施例と共に利用することができる。
【００６２】
別法としては、基板１０４を省略し、湿気検出器４−４の第４の実施例を備えた導体を、当業者によって適切であると見なされている所望の任意の構造で、ガラス層１０、ガラス層１２及び／又は中間層１４のうちの１つ又は複数の表面に直接配置することも可能である。非制限の一構成では、温度センサ１２２は、湿気検出器４−４の第４の実施例の導体と同じガラス層１０、ガラス層１２又は中間層１４の表面に配置されている。また、導電性コーティング４８は、湿気検出器４−４の導体が、ガラス層１０、ガラス層１２及び／又は中間層１４のうちの１つ又は複数の表面に直接配置される場合、湿気検出器４−４の第４の実施例と共に利用することができる。
【００６３】
図９には、湿気検出器４−４の第４の実施例のいくつかの例示的寸法が示されている。これらの例示的寸法は、湿気検出器４−３の第３の実施例にも適用される。しかしながら、これらの寸法を本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００６４】
引き続いてこれまでのすべての図を参照しながら図１０を参照すると、湿気検出器４−１又は４−２の導体６、若しくは湿気検出器４−３又は４−４の電力導体１０６に結合された電子回路は、マイクロプロセッサ２０、周波数発生器２２、共振回路２４、フィルタ回路２６及びアナログ−ディジタル変換器２８を備えている。風防ガラス・ワイパ・システム３０は、以下で説明する方法で風防ガラス・ワイパ・システム３０の動作を制御するマイクロプロセッサ２０から、１つ又は複数の制御信号を受け取るべく接続されている。
【００６５】
マイクロプロセッサ２０は、図解を分かり易くするために図１０には示されていないが、ＲＯＭメモリ、ＲＡＭメモリ、Ｉ／Ｏバッファ、クロック回路などの特定の電子ハードウェアにインタフェースされている。マイクロプロセッサ２０は、マイクロプロセッサ２０に接続されているメモリに記憶されているソフトウェア・プログラムの制御の下で動作する。マイクロプロセッサ２０は、このソフトウェア・プログラムの制御の下で、所定の振幅及び所定の周波数を有する発振信号を周波数発生器２２に出力させる。非制限の一実施例では、この所定の周波数は、３００ｋＨｚと７００ｋＨｚの間、たとえば４００ｋＨｚと６００ｋＨｚの間である。発振信号は、湿気検出器４−１又は４−２の導体６、若しくは湿気検出器４−３又は４−４の電力導体１０６に結合された共振回路２４に供給される。共振回路２４は、発振信号を受け取ると、湿気検出器４−１又は４−２の導体６、若しくは湿気検出器４−３又は４−４の電力導体１０６に共振器信号を出力する。
【００６６】
図１０に示す本発明の特定の非制限実施例では、共振回路２４は、図に示すように直列に接続された抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１及びチョークＩ１を備えている。湿気検出器４−１又は４−２の導体６、若しくは湿気検出器４−３又は４−４の電力導体１０６は、コンデンサＣ１とチョークＩ１の間のノードに電気接続されている。インダクタＩ２は、このノードと基準電圧３４の間に接続されている。
【００６７】
また、フィルタ回路２６は、共振器信号を共振器回路２４からアナログ−ディジタル変換器２８へ向かって導くべく接続されたダイオードＤ１を備えている。コンデンサＣ２は、共振回路２４とは反対側のダイオードＤ１と基準電圧３４の間に接続されている。任意選択で、コンデンサＣ２と平行にインダクタＩ３が接続される。フィルタ回路２６の出力は、ディジタル−アナログ変換器２８に供給される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号である。アナログ−ディジタル変換器２８は、マイクロプロセッサ２０の制御の下で、整流され、且つ、フィルタリングされた信号をサンプリングし、マイクロプロセッサ２０によってサンプリングされる等価のディジタル信号に変換する。
【００６８】
以下の説明では、湿気検出器４が利用されている。しかしながら、湿気検出器４−１ないし４−４のうちの任意の１つを湿気検出器４として代用することも可能であることを理解されたい。
【００６９】
風防ガラス２に存在する湿気を検出するために、マイクロプロセッサ２０は、風防ガラス２の外側に面している表面に湿気が存在していない場合、周波数発生器２２に発振信号を生成させる。マイクロプロセッサ２０は、次に、湿気検出器４が発振信号を受け取っている間、アナログ−ディジタル変換器２８によって出力される第１のディジタル信号をサンプリングすることによって、発振信号に対する湿気検出器４の応答を決定する。マイクロプロセッサ２０は、この第１のディジタル信号を将来の使用のために記憶する。
【００７０】
次に、湿気、たとえば水などの凝縮又は拡散した液体が風防ガラス２の外側に面している表面に存在している場合、マイクロプロセッサ２０は、湿気検出器４が発振信号を受け取っている間、アナログ−ディジタル変換器２８によって出力される第２のディジタル信号をサンプリングする。
【００７１】
別法としては、マイクロプロセッサ２０は、湿気、たとえば水などの凝縮又は拡散した液体が風防ガラス２の外側に面している表面に存在している場合に第１のディジタル信号をサンプリングし、また、風防ガラス２の外側に面している表面に湿気が存在していない場合に第２のディジタル信号をサンプリングすることも可能である。そのために、風防ガラス２に存在する湿気の有無に対応している第１のディジタル信号を、第２のディジタル信号から風防ガラス２に存在する湿気の有無を決定するためのベースとして利用することができる。以下、風防ガラス２に存在する湿気の有無を決定するための第１及び第２のディジタル信号の使用について説明する。
【００７２】
湿気検出器４に隣接する風防ガラス２に湿気が存在している場合、フィルタ回路２６によって出力される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号は、異なる振幅を有することが分かっている。より詳細には、フィルタ回路２６によって出力される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号は、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の湿気が多いほど、その振幅がリミットまで大きくなるか或いは小さくなる。たとえば、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２に湿気が存在していない場合、整流され、且つ、フィルタリングされた信号は、第１の振幅を有している。しかしながら、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２に水滴の形態の湿気が存在している場合、フィルタ回路２６によって出力される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号は、第１の振幅とは異なる第２の振幅を有している。また、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２に拡散水の形態の湿気が存在している場合、フィルタ回路２６によって出力される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号は、第２の振幅とは異なる第３の振幅を有している。
【００７３】
この振幅の変化は、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の湿気の量が増減することによって変化する湿気検出器４のインピーダンスによるものである。より詳細には、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の湿気の量が増加すると、湿気検出器４のインピーダンスが小さくなり、したがってフィルタ回路２６によって出力される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号の振幅が小さくなる。同様に、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の湿気の量が減少すると、湿気検出器４のインピーダンスが大きくなり、したがってフィルタ回路２６によって出力される、整流され、且つ、フィルタリングされた信号の振幅が大きくなる。
【００７４】
湿気検出器４に結合された電子回路は、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の湿気の、湿気が存在しない状態と拡散液が存在する状態との間の変化による湿気検出器４のインピーダンスの変化を検出することができる。
【００７５】
マイクロプロセッサ２０は、次に、第１のディジタル信号と第２のディジタル信号を比較し、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２に存在している湿気の量を決定する。より詳細には、マイクロプロセッサ２０は、第１のディジタル信号と第２のディジタル信号の差を取り、その差から湿気の存在を決定する。非制限の一実施例では、その差から、湿気検出器４に隣接する風防ガラス２に存在する湿気の量が決定される。マイクロプロセッサ２０は、この決定に基づいて、風防ガラス２に存在する湿気の有無及び／又は湿気の量に基づいて風防ガラス２の動作を制御するための制御信号を風防ガラス・ワイパ・システム３０に出力する。
【００７６】
引き続いてこれまでのすべての図を参照しながら図１１を参照すると、風防ガラス・ワイパ・システム３０は、マイクロプロセッサ２０から制御信号を受け取る風防ガラス・ワイパ・モータ・コントロール３６、及び風防ガラス２の上に配置された風防ガラス・ワイパ・ブレード４０に結合された風防ガラス・ワイパ・モータ３８を備えている。上で説明したように、マイクロプロセッサ２０によって風防ガラス・ワイパ・モータ・コントロール３６に供給される制御信号は、マイクロプロセッサ２０によってサンプリングされる第１のディジタル信号と第２のディジタル信号の差に関連している。湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の湿気の量に基づいて風防ガラス・ワイパ・システム３０を制御するために、マイクロプロセッサ２０によって処理することができるディジタル差値の数値範囲が、風防ガラス・ワイパ・システム３０の所望の制御に基づいて複数のセクションに分割される。たとえば、ディジタル差値の範囲を２つのセクションに分割する場合、差の値の上位の数値範囲に対応するセクションは、風防ガラス・ワイパ・システム３０の高速動作に対応し、一方、差の値の下位の数値範囲は、風防ガラス・ワイパ・システム３０の低速動作に対応している。したがって、第２のディジタル信号及び第１のディジタル信号の現行のサンプル値の差が、差の値の上位の数値範囲内である場合、マイクロプロセッサ２０は、風防ガラス・ワイパ・モータ・コントロール３６に制御信号を出力し、風防ガラス・ワイパ・モータ３８を制御して風防ガラス・ワイパ・ブレード４０を高速で動作させる。同様に、第２のディジタル信号及び第１のディジタル信号の現行のサンプル値の差が、差の値の下位の数値範囲内である場合、マイクロプロセッサ２０は、同じく風防ガラス・ワイパ・モータ・コントロール３６に制御信号を出力し、風防ガラス・ワイパ・モータ３８を制御して風防ガラス・ワイパ・ブレード４０を低速で動作させる。
【００７７】
また、マイクロプロセッサ２０及び風防ガラス・ワイパ・モータ・コントロール３６を使用することにより、第２のディジタル信号及び第１のディジタル信号の現行のサンプル値の差を関数とした風防ガラス・ワイパ・システム３０の他の様々な動作モードが可能である。これらのモードには、風防ガラス・ワイパ・ブレード４０が一度だけ風防ガラス２を拭い、たとえば露又は霧を風防ガラス２から除去する単一パルス・モード、たとえば風防ガラス・ワイパ・システム３０を低速で動作させるほどではないが、一定の割合で水滴が風防ガラス２に蓄積する場合の連続デューティ・サイクル・パルス・モード、及び風防ガラス２に蓄積する湿気の量及び／又は速度を関数として変化する風防ガラス・ワイパ・ブレード４０によって風防ガラス２を拭う可変デューティ・サイクル・パルス・モードを含むことができる。
【００７８】
マイクロプロセッサ２０は、複数の異なる制御信号を出力し、それにより風防ガラス２の湿気の量の変化に応答して風防ガラス・ワイパ・システム３０に上記動作モードのうちの複数の動作モードを実施させるように構成することができる。風防ガラス２に湿気が存在していない場合、マイクロプロセッサ２０は、風防ガラス・ワイパ・システム３０に、風防ガラス・ワイパ・ブレード４０を使用した風防ガラス２のワイピングを中止させるか、或いはワイピングを起動しないようにさせることができる。
【００７９】
風防ガラス２の温度は、上で説明した湿気検出器４の個々の実施例の感度に影響を及ぼすことがあることが分かっている。したがって、湿気検出器４の部分の風防ガラス２又は湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の温度を検出するために、上で説明した温度センサ１２２のような温度センサを、対応する湿気検出器４に対して動作関係で配置することができ、或いは風防ガラス２の上に配置されるたわみ基板１６又は１０４の上、たとえばガラス層１０、ガラス層１２、プラスチック中間層１４、たわみ基板１６又は１０４の複数の表面のうちの１つに配置することができる。
【００８０】
動作に関しては、マイクロプロセッサ２０は、湿気検出器４が発振信号を受け取っている間、アナログ−ディジタル変換器２８によって出力される１つ又は複数のディジタル信号をサンプリングすることにより、周波数発生器２２によって出力される発振信号に対する湿気検出器４の応答を決定している。アナログ−ディジタル変換器２８によって出力される個々のディジタル信号をマイクロプロセッサ２０がサンプリングするか、或いはサンプリングする時間に近づくと、マイクロプロセッサ２０は、温度センサ１２２の部分又は温度センサ１２２に隣接する部分の温度に応答して変化する温度センサ１２２の特性を測定する。マイクロプロセッサ２０は、測定したこの特性を関数として、アナログ−ディジタル変換器２８からマイクロプロセッサ２０が受け取るディジタル信号の各々に修正係数を適用する。マイクロプロセッサ２０が受け取るディジタル信号の各々に修正係数を適用することにより、測定した湿気検出器４の部分又は湿気検出器４に隣接する部分の温度に基づいてディジタル信号の値が調整され、延いてはマイクロプロセッサ２０によって風防ガラス・ワイパ・システム３０に出力される制御信号が温度に対して調整され、それにより風防ガラス・ワイパ・システム３０のうかつな動作又は非動作が回避される。したがって、風防ガラス・ワイパ・システム３０は、測定した湿気検出器４及び温度センサ１２２の特性を関数として動作する。
【００８１】
非制限の一実施例では、温度センサ１２２は、温度の関数として変化する抵抗を有するサーミスタである。別法としては、温度センサ１２２は、バイメタル接合温度センサであっても、温度の関数として変化する抵抗を有する導体であっても、或いは湿気検出器４上の風防ガラス２の温度又は湿気検出器４に隣接する風防ガラス２の温度を光学手段によって光学的に検出し、検出した温度を表す信号をマイクロプロセッサ２０に出力する光温度センサであってもよい。
【００８２】
図１２ａ〜１２ｄを参照すると、湿気検出器４−１及び４−２の第１及び第２の実施例の導体６の様々な異なる実施例が示されている。図１２ａ及び図５は、蛇行パターンで形成された導体６を示したものである。図１２ｂ及び１２ｃは、共通の接続部分から間隔を隔てて展開している３本の平行導体６を示したものである。図１２ｂ及び１２ｃにダッシュ線でその延長部分を示すように、導体６は、所望する任意の長さにすることができる。最後に、図１２ｄでは、２本の平行導体６が共通の接続部分から間隔を隔てて展開している。この場合も、図１２ｄの導体６から展開しているダッシュ線は、導体６が所望する任意の長さを有することができることを示している。
【００８３】
本発明は、湿気を検出するための従来技術によるシステムに優るいくつかの利点を有している。これらの利点には、約１メートル離れた裸眼には湿気検出器４が本質的に見えないこと、風防ガラス２の透明部分又は非透明部分に湿気検出器４を配置することができること、湿気検出器４が汚染に敏感ではないこと、湿気検出器４が、従来技術による匹敵するサイズのセンサより広い面積にわたって湿気の存在を検出することができること、様々な厚さ及び組成の基板を備えた湿気検出器４を利用することができること、湿気検出器４が、従来技術によるセンサより応答が一様であること、及び本発明は、湿気を検出するための従来技術によるシステムと比較すると、風防ガラス２上のより小さいサイズの湿気小滴、たとえば露又は霧の存在を検出することができることが含まれている。
【００８４】
図１３を参照し、且つ、もう一度図１０を参照すると、本発明を利用して、１つ又は複数の流体のレベル、たとえば車両内の流体のレベルを検出することも可能である。詳細には、電気的及び磁気的に非導電性の流体貯蔵容器４２の上に湿気検出器４を取り付けることができる。湿気検出器４は、流体貯蔵容器４２の外部に、その下端に隣接して取り付けられることが好ましい。しかしながら、これを本発明を制限するものとして解釈してはならない。流体貯蔵容器４２は、風防ガラス洗浄液、ラジエータ液又は車両に利用される他の任意の流体を受け取るように構成することができ、図１０に示す湿気検出器４及び電子回路を利用してその流体のレベルを測定することができる。
【００８５】
流体貯蔵容器４２内の流体のレベルを検出するために、流体貯蔵容器４２に流体が存在していない場合、湿気検出器４の導体６又は１０６に発振信号が供給される。湿気検出器４の第１の応答がサンプリングされ、後の使用のために記憶される。流体貯蔵容器が流体を受け取った後、適切な時間が経過した時点で、発振信号に対する湿気検出器４の複数の第２の応答がサンプリングされる。個々の第２の応答と第１の応答が比較される。第２の応答と第１の応答が所定の関係を有している場合、電子回路は、該当する指示器、たとえば「洗浄液点検」又は「ラジエータ液点検」等を起動する対応する制御信号を出力する。
【００８６】
流体貯蔵容器４２内の流体のレベルが低下すると、湿気検出器４の第１の応答と第２の応答の差が小さくなることを理解されたい。したがって、第２の応答と第１の応答が、所定のレベルまで流体のレベルが低下したことを表す所定の関係を有している場合、電子回路は制御信号を出力する。湿気検出器４の共振周波数変化の検出を容易にするために、発振信号の所定の周波数を選択して、流体貯蔵容器４２内に存在する流体による湿気検出器４のインピーダンス変化を最適化することができる。風防ガラス２に存在する湿気による湿気検出器４の共振周波数変化についても同様である。
【００８７】
車両が複数の湿気検出器４を備えている場合、図１０に示す個々の湿気検出器４と電子回路の間にマルチプレクサ（図示せず）を接続することができる。マルチプレクサは、マイクロプロセッサ２０の制御の下で電子回路を個々の湿気検出器４に選択的に接続し、それにより発振信号を適切な周波数で個々の湿気検出器４に供給し、且つ、供給された発振信号に対する個々の湿気検出器４の応答を検出することができる。マイクロプロセッサ２０は、ソフトウェア・プログラムの制御の下で、周波数発生器２２によって出力される発振信号の周波数を調整し、それにより、特定の流体の存在の有無を検出するべく個々の湿気検出器４の共振周波数変化を最適化することができることが好ましい。
【００８８】
以上、本発明について、いくつかの非制限実施例を参照して説明した。以上の詳細説明を読み、且つ、理解することにより、当業者には改変及び変更が明らかであろう。たとえば、風防ガラス２の湿気の検出に関連して説明されているが、本発明を利用して、他のアプリケーションに関連して利用されている硬質基板又はたわみ基板の表面の湿気を検出することも可能である。同様に、車両に取り付けられた流体貯蔵容器４２内の流体レベルの検出に関連して説明されているが、本発明を利用して、他のアプリケーションに利用されている流体貯蔵容器に受け取られる流体のレベルを検出することも可能である。また、風防ガラス・ワイパ・システム３０の制御に関連して説明されているが、マイクロプロセッサ２０を利用して、車両ヘッドランプ・システム、車両風防ガラス脱湿システム、及び／又は基板に存在する湿気を関数として制御することが望ましい他の任意の車両又は非車両ベースのシステムを制御することも可能である。さらに、電子回路の様々なコンポーネントは導体によって接続されることが好ましいが、適切な無線周波数（ＲＦ）及び／又は光信号手段を介して、これらのコンポーネントのうちの複数のコンポーネント間で適切な信号を伝えることも可能であることを理解されたい。また、マイクロプロセッサ２０は、後続する検索及び表示のために、基板上で湿気が検出された日付及び／又は風防ガラス・ワイパ・システム３０の動作範囲を記録するように構成することも可能である。この情報は、次に、たとえば一ヶ月に雨が降った日数を決定し、且つ／又は風防ガラス・ワイパ・システム３０のブレードを交換する必要が生じる時期を予測するための情報目的に使用することができる。本発明は、特許請求の範囲又はその均等物の範疇である限り、このようなすべての改変及び変更が包含されるものとして解釈されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の特徴が組み込まれたシートの湿気を検出するための湿気検出器の第１の非制限実施例を備えたガラス・シート又は風防ガラスなどのシートの平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って取った断面図である。
【図３】本発明の特徴が組み込まれたシートの湿気を検出するための湿気検出器の第２の非制限実施例を備えたガラス・シート又は風防ガラスなどのシートの平面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿って取った断面図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿って取った、明確にするために一部が除去された図である。
【図６】基板の導体とは反対側の面に配置された導電性材料を備えた、図４に示す湿気検出器の第２の実施例の断面図である。
【図７】複数のガラス・シートのうちの１つの表面の内側に導電性コーティングを備えた、図４に示す湿気検出器の第２の実施例の断面図である。
【図８】図５に示す図と同様の、本発明の特徴が組み込まれたシートの湿気を検出するための湿気検出器の第３の非制限実施例の平面図である。
【図９】図５に示す図と同様の、本発明の特徴が組み込まれたシートの湿気を検出するための湿気検出器の第４の非制限実施例の平面図である。
【図１０】湿気検出器の第１ないし第４の実施例のうちの任意の１つの応答を誘導し、且つ、検出するために利用される回路の略図である。
【図１１】図１０に示す風防ガラス・ワイパ・システムの略図である。
【図１２ａ】湿気検出器の第１及び第２の実施例の導体の代替実施例を示す図である。
【図１２ｂ】湿気検出器の第１及び第２の実施例の導体の代替実施例を示す図である。
【図１２ｃ】湿気検出器の第１及び第２の実施例の導体の代替実施例を示す図である。
【図１２ｄ】湿気検出器の第１及び第２の実施例の導体の代替実施例を示す図である。
【図１３】湿気検出器の第１ないし第４の実施例のうちの任意の１つが配置された車両の流体貯蔵容器の個別斜視図である。
【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】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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2008516244.tif 000021
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