JPS63279145A - 着色ガラス板の光透過率を反射によって測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、着色ガラス板の光透過率を反射によって測定
する方法及び装置に関する。

［従来の技術］ 通常、ガラス板の光透過率は、そのガラス板を透過した
電磁放射束と透過を生じた入射電磁放射束との比の直接
測定によって確かめられている。

しかしこのためには、入射電磁放射用の送信器と透過し
た電磁放射用の受信器が、調べるべきガラス板の各側に
置かれるべきである。こうした標準的な方式は、ガラス
板が２つの環境間の壁で、一方のＩｎ！が悪天候及び／
又は厳しい周囲条件にざらされ、他方の環境がシールド
された環境または室である場合、容易に使うことができ
ない。これが該当するのは例えば、ガラス板が自動車や
航空機のフロントガラスを形成する場合である二つまり
この種ガラス板の光透過率は、ガラス板の透過率の正確
な知識を要求する付属の運転または操縦機器（霧検出器
や同様の機器等）の最適な動作機能を保証するため、定
期的に求められねばならない。上記標準的な方式では外
部環境に受信器を設置し、従ってこれらを厳しい環境条
件下に置いており、これは勿論使用コストを著しく高め
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、ガラス板の光透過率を反射によって測
定する方法及び装置を実現することで前記の欠点を取り
除くことにある。

本発明の別の目的は、使用する全ての機器がガラス板の
一方の同一側で、シールドされた環境内に配置されるよ
うな、ガラス板の透過率を反射によって測定する方法及
び装置の実現にある。

本発明の別の目的は、自動車や航空機のフロントガラス
を変えたときに、ガラス板の透過率を反射によって直接
求めるのを可能とし、前記透過率の値に動作機能が依存
する自動車や航空機の付属品の対応制御を与える方法及
び装置の実現にある。

また本発明の別の目的は、周囲の明度に従って色調及び
／又は不透明度が可変なガラス板が存在するとき、ガラ
ス板の色調及び／又は不透明度に依存した前記透過率の
値に動作機能が依存する自動車や航空機の付属品につい
て対応チェックするのに使用できる方法及び装置の実現
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に基づ（、着色ガラス板の光透過率を反射によっ
て測定する方法の木質的特徴は、入射電磁放射を着色ガ
ラス板に向かって発し、着色ガラス板によって反射され
た電磁放射の振幅を検出及び測定し、更に反射電磁放射
の振幅を、着色ガラス板の透過率をそれぞれ表わす幾つ
かの反射係数基準値と比較することを含む点にある。

本発明の上記方法を実施する装置の本質的特徴は、所定
波長の電磁放射を着色ガラス板に向かつて発信する手段
、着色ガラス板によって反射された電磁放射を受信する
手段で、該受信手段が着色ガラス板によって反射された
電磁放射の強度を表わす振幅の信号を出力する、及び着
色ガラス板によって反射された電磁放射を表わす信号を
、着色ガラス板の透過率をそれぞれ表わす反射係数１１
準しきい値と比較する手段を備えている点にある。

本発明の方法及び装置は、以下の説明と添付の図面から
より明瞭に理解されよう。

［実　施　例］ 着色ガラス板の光透過率を反射によって測定する本発明
の方法を、まず第１ａ図に関連して説明する。

第１ａ図によれば、本発明の方法゛は、ある強度の入射
電磁放射を着色ガラス板ＰＶに向かって送ることを含む
。第１８図中、入射放射の強度はφ・、入射放射は１で
それぞれ示しである。また本発明の方法は、着色ガラス
板ＰＶで反射された電磁放射の強度φｒを検出し、測定
することも含む。第１ａ図は入射放射１を示す。この放
射がガラス板ＰＶ内で部分的に放射２へと屈折される一
方、同じ入射放射１が部分的に第１の反射放射５へと屈
折され、この反射はガラス板ＰＶの入ロジオブトリ（屈
折面）に作用し、該ジオプトリ次■で示した環境、つま
り例えばシールドされた環境を形成する第１の環境とガ
ラス板ＰＶの構成物質とを分離している。屈折放射２は
、■で示した第２の環境からガラス板ＰＶを分離してい
る第２のジオプトリでさらに屈折され、強度φ■の透過
放射つまり出用放射７を生じる。ガラス板Ｐ■で屈折さ
れた第１の屈折放射２も別の屈折放ＯＡ３を生じ、これ
がガラス板ＰＶを第１の環境■から分離している第１の
ジオプトリによって屈折され、第２の反射放射６で生じ
る。勿論、放射４及びその他の引き続く放射等、第２の
ジオプトリ次いで第１のジオプトリで反射される放射の
連続反射が現われることもある。しかし、完全に正当な
理由から、これらの引ぎ続く反射放射の強度は無視でき
る。従って、強度φｒの反射電磁放射は実質上前記２つ
の反射放射５と６から成る。つまりこれが、着色ガラス
板ＰＶによって反射された強度φｒの電磁放射を構成す
る。

強度φｒを持つ入射放射の入射角、放射１、及びガラス
板ＰＶを環境■と■から分離する２つのジオプトリにつ
いて見ると、第１及び第２ジオプトリの反射係数には対
象となる入射について実質上向等である。

本発明の方法の一特徴によれば、例えば自動車用の積層
ガラス製フロントガラス等同じ性質を持つガラス板Ｐ■
が異なって着色された場合、それらガラス板ＰＶは対象
となるそれらの色調にかかわりなく実質上等しい屈折率
ｎを持つことが観測されている。従って、入口及び出ロ
ジオブトリの反射係数には色調に応じ実質上一定で、一
般に１０％より低い。これに対し、対象となる各色調毎
の透過率Ｔと吸収係数ａは、上記色調に応じ非常に異な
って現われる。

つまり、ガラス板ＰＶの内側ジオプトリと外側ジオプト
リのそれぞれ近傍で且つ内側において電磁放射２上に位
置した点ＡとＢ１点Ｂとへのそれぞれ近傍で電磁放射３
上に位置した点Ｃとり、電磁放射５と６上にそれぞれ位
置した点ＥとＦｌ及び出射放射７上に位置した点Ｇにつ
いて、以下の関係を順次書くことができ、対応した強度
を入射強度φｒの関数として与えられる： Ａ点：　（１−ｋ）φ・ ８点：　（１−ｋ）（１−ａ）φｉ Ｃ点：　ｋ（１−ｋ）（１−ａ）φ。

０点：　ｋ（１−ｋ）（１−ａ）　２φ・直 −Ｒφ。

５点：　ｋφ１１ Ｆ点：　ｋ（１−ｋ）　　（１−ａ）　２φｒ　　＝Ｒ
φ。

Ｇ点：　（１−ｋ）　２（１−ａ）φｒ　＝Ｔφ・上記
の関係から、ガラス板ＰＶの反射係数Ｒをその透過率Ｔ
と結びつける関係を、入口及び出ロジオブトリの反射係
数にの関数として次のように導ける： 尚、ガラス板をはり垂直入射の入射放射で照明した場合
、入口及び出ロジオブトリの反射係数には１よりはるか
に小さく４％に近い。つまり、ガラス板ＰＶの色調が変
化しても、ｋは実質上一定に留まり、従ってガラス板Ｐ
■の反射係数Ｒがその光透過率Ｔを表わす。

そこで第１ａ図に模式的に表わしたように、本発明の方
法は反射電磁放射の強度と入射電磁放射の強度との比Ｒ
＝φ　／φｉを比較することを含み、この比がガラス板
ＰＶの反射係数Ｒを表わし、幾つかの反射係数の基準値
が図中Ｒ２１・・・Ｒｒｎで示しである。反射係数の各
基準値が着色基準ガラス板の透過率値Ｔ１・・・Ｔ４を
表わし、従って同定によってガラス板ＰＶの光透過率Ｔ
を求めることができる。

本発明の方法の特に有利な特徴によれば、着色基準ガラ
ス板の反射係数基準値Ｒｒｌ〜Ｒｒｎが、例えば自動車
や航空機用フロンＩ−ガラス等大間生産ガラス板の製造
にＪ３いて標準的な方法で通常使われている色調に対応
した、基本色調と呼ばれる色調について求められる。

本発明の方法の別の右利な特徴によれば、着色ガラス基
準板の反射係数基準値Ｒｒ１〜Ｒｒｎが、下記の制限基
準値内に含められる： −透明ガラス板の場合１〜０．９５ −ブロンズ着色ガラス板の場合０．６９〜０，６４−近
赤外放射用緑着色ガラス板の場合０．４５〜０．４０ 勿論、各色調毎の前記反射係数基準値の範囲は、製造上
の変化に依存した、対象となる色調用反射係数の値にお
ける不可避の変化を考慮に入れたものである。

本発明の方法の別の有利な特徴によれば、第１ａ図に示
すように、入射電磁放ｔＪ１１が小さい入射角で送られ
、反射電磁放射５と６がガラス板Ｐ■への垂線Ｎに関し
て対称的に検出される。

本発明の方法の別の有利な特徴によれば、入射電磁放射
を平面偏光として送ることができ、偏光ベクトルＰが第
１ａ図に示しである。従って、入射放射１の入射角は、
対象とするガラス板のブルースター角に等しく選ばれる
。勿論これに制限されず、入射放射１を平面偏光とせず
に対象ガラス板のブルースター角で送っても、本発明の
方法の範囲を逸脱せずに、反射電磁放射５．６を平面偏
光の形で検出できる。従って何れの場合も、ガラス板Ｐ
Ｖの入口ジオプトリで反射される放射の電磁放射５を消
去可能である。この場合、ガラス板ＰＶの反射係数は次
の新たな関係式によって、そのガラス板の光透過率Ｔと
関連付けられる：第１ｂ図に、ナノメータ（ｎｍ）表示
の電磁放射の波長を関数とした、ガラス板ＰＶの光透過
率Ｔの変化を支配している原則を、ガラス板の各種の基
本色調、特に透明、ブロンズ及び緑の各色調について示
す。第１ｂ図のグラフの縦軸を相対透過値で目盛表示す
ると、対象とした各基本色調について、最大の透過値は
はｉ　５３０ｒｖに対応した波長で得られる。９００ｎ
ｌに対応した電磁放射の波長、ずなわらその電磁放射の
赤外域における透過を見ると、透明、ブロンズ及び緑の
着色ガラス板の透過率はそれぞれ、はスフ５％、５５％
及び４０％に等しい値である。つまりこれらの異なる値
が、ガラス板の対応した色調を、そのガラス板の反射係
数Ｒで区別するのを可能とする。

第１８及び１ｂ図に基づいて上述した本発明の方法を実
施するのに使用できる装置のより詳細な説明を、以下箱
２ａ及び３ｂ図に基づいて行う。

第２ａ図によれば、前述の方法を実施可能とする本発明
の装置は、制限を意図しない特定の実施例において、所
定波長の電磁放射をガラス板ＰＶへ発するための回路１
０を備える。入０４電磁放射は強度φｉで発せられる。

本装置は更に、ガラス板Ｐｖで反射された強度φｒの電
磁放射を受は取る回路２０を備えている。

受信回路２０は、ガラス板Ｐｖで反射された電磁放射の
強度φｒを表わず振幅の信号を出力する。また第２ａ図
に示したように、反射電磁放射の強度φｒを表わす信号
の比較回路３０も設けられており、受信回路２０から出
力される上記信号は調べているガラス板ＰＶの反射係数
Ｒも表わし、この比較は着色基準ガラス板の透過率値Ｔ
１〜Ｔｎをそれぞれ表わす反射係数の基準値Ｒｒ１〜Ｒ
ｒｎに対してなされる。

第２ａ図に概略的に示したように、電磁放射発信回路１
０は、赤外数）ｊレンジ、好ましくは９００ｎｎ＋の波
長で発光する発光ダイオードを億えるのが望ましい。発
信回路１０には、集束手段１００及び直線偏光透過の場
合の偏光フィルター０１が付設されている。受信回路２
０は、発信回路１０を構成する発光ダイオードと対応し
た感度レンジを持つフィトダイオードで構成し得る。受
信回路２０にも、適切な集束手段２００が付設されてい
る。また同じく、発信側に偏光フィルター０１が存在し
ないとき、受信側に検光フィルタ２０１を加え、集束手
段２００と結合させることもできる。このようなセット
全体が、ガラス板ＰＶから適切な距離に発信回路と受信
回路を固定するのに使えるケース２０００内に収納可能
である。

勿論、反射電磁放射の強度φｒ及び反射係数Ｒ６を表わ
す信号の比較回路３０は、第２ａ図に概略的に示したよ
うに、電磁放射受信回路２０から直接出力された信号を
受は取る前置増幅器３０１を備えるのが望ましい。ｙＪ
前置幅器３０１はそこで増幅された信号を、幾つかの入
力で基準電圧Ｖｒ１〜Ｖ、。を受は取る比較器３０２の
第１人力に与え、これらの基準電圧は勿論、着色ガラス
基準板の反射係数Ｔ　　−Ｔ　　の値を表わす反射係数
Ｒｒ１〜゛Ｒｒｎのｎ 対応値をそれぞれ表わしている。前置増幅器３０１から
与えられる増幅信号と比較器３０２への基準入力との比
較が、調べているガラス板の光透過率Ｔを同定によって
求めるのを可能とする。

更に第２ａ図に示しであるように、電磁放射の発信回路
１０と受信回路２０は、ガラス板ＰＶへの垂線Ｎに対し
てわずかに傾斜している。好ましくは、入射放射発信回
路１０と反射放射受信回路２０が上記垂、線Ｎに関して
対称的に配置される。

第２ａ図に示したような本発明による装置の比較回路３
０の特に有利な実施例を、以下第２ｂ図に基づいて説明
する。

第２ｂ図の実施例では、比較回路３０が、ガラス板ＰＶ
の反射係数を表わす比Ｒとそれに最も近い基準の反射係
数値Ｒｒ１〜Ｒｒｎとの差に比例した信号■。を発生す
るのに使うことができる。この差が、ガラス板ＰＶの透
過率Ｔを表わす。この実施例は、色調ひいては透過率が
周囲の明度の関数として、その周囲の明度を関数とした
実質上連続的な方法で変化するようなガラス板に特に適
する。

この場合、比較回路３０から出力される信号■。

が、ガラスＰＶの透過率Ｔの値の連続した測定尺度を構
成する。

このため第２ｂ図に示したように、前置増幅器３０１が
、前増幅された信号をサンプリングしその信号のアナロ
グ／デジタル変換を行うモジュール３０３に直接接続さ
れている。サンプリング及びアナログ／デジタル変換モ
ジュール３０３は、記憶装置３０４及び中央演算装置３
０５と相互接続されている。中央演算ｖｌ置は、自動車
の乗員スペースまたは航空機のコックビットの機能を管
理するのに使われるマイクロプロセッサ等のマイクロプ
ロセッサによって構成されるのが望ましい。制限を意図
しない有利な特徴によれば、記憶装置３０４はランダム
アクセスメモリ領域Δと読取専用メモリ領域Ｂに細分割
されているのが望ましい。ランダムアクセスメモリ領域
Ａは前増幅信号のデジタル化値を記憶するのに使用でき
、これらの値が調べるべきガラス板ＰＶの反射係数Ｒを
表わしている。これに対し、読取専用メモリ領域Ｂはｌ
１５Ｑ−反射の係数ｆａＲ，〜Ｒｒｎを含み、これらの
値は各着色ガラス基準板の透過率値Ｔ１〜Ｔ、を表わす
か、あるいは１つの同じ色調に関する、吸収率または透
過率が周囲の明度の関数として変化するガラス板ＰＶの
異なる透過率を表わしている。

中央演算装置３０５は、記憶装置３０４のランダムアク
セスメモリｆｆ１ｌＡＡ内に記憶された反射係数Ｒの測
定値を、同じ記憶装置の読取専用メモリ領域Ｂ内に記憶
された基準値と比較するのに使用可能なマイクロプログ
ラム式システムを備えている。

演算プログラムを用いて、反射係数Ｒの測定値を２つの
基準反射係数値Ｒｒ１〜Ｒｒｎに対する内挿法で求める
ことができ、これらの基準値の１つ以上との差がガラス
板ＰＶの透過率Ｔを表わす。

更に、比較回路３０は中央部篩装置３０５に接続された
インタフェースポード３０６も備え、インタフェースポ
ード３０６は前記信号■。を出力するデジタル／アナロ
グ変換ボードからなる。

第２ｂ図に示したような比較器は、勿論一般に市販され
ている部品で構成でき、これらの部品については詳しく
説明しない。

第２ｂ及び２ａ図に特に示したような本発明の比較器及
び装置の実施例が使用するのに有利で、比較回路３０か
ら出力される信号Ｖ。が、第２ｂ図中３１で示した自動
車付属品または航空様付属品の電磁放射の強度を調整可
能とする。勿論この場合、ガラス板ＰＶは自動車や航空
橢のフロントガラスで構成され、付属品３１は、例えば
フロントガラスつまりガラス板１）　Ｖに取り付【プら
れた霜検出器によって構成される。従って、本発明の装
置から発生される信号Ｖ。は、フロントガラスの色調ま
たはその透過率に応じ、霜検出器の透過強度を制御する
のに使える。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の方法の実施を例示する図；第１ｂ図
は基本色調として指定されているガラス板の各種色調に
つき、波長を関数としてガラス板の光透過率Ｔを表わす
グラフ；第２ａ及び２ｂ図は本発明に従って本方法を実
施する装置の機能ブロック図を示す。 １・・・入射数ｒＡ　　　　　　５．６・・・反射放射
１０・・・入射放射発信手段 ２０・・・反射放射受信手段　　３０・・・比較回路３
１・・・付属品 外１名

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）着色ガラス板の光透過率を反射によって測定する
   方法において： −ある一定強度（φ＿ｉ）の入射電磁放射が前記着色ガ
   ラス板に向かって発せられ、 −前記着色ガラス板によって反射された電磁放射の強度
   （φ＿ｒ）が検出及び測定され、 −前記反射電磁放射の強度と入射電磁放射の強度との比
   Ｒ＝（φ＿ｒ）／（φ＿ｉ）が幾つかの反射係数基準値
   （Ｒ＿ｒ＿１・・・Ｒ＿ｒ＿ｎ）と比較され、各反射係
   数基準値が着色ガラス基準板の透過率値（Ｔ＿１・・・
   Ｔ＿ｎ）を表わし、前記着色ガラス板の光透過率Ｔを同
   定によって求めることを特徴とする方法。
2. （２）前記反射係数基準値（Ｒ＿ｒ＿１・・・Ｒ＿ｒ＿
   ｎ）が以下の制限基準値： −透明ガラス板の場合１から０．９５、 −ブロンズ着色ガラス板の場合０．６９から０．６４、
   −近赤外放射用緑着色ガラス板の場合０．４５から０．
   ４０、 の範囲内に含まれている請求項１記載の方法。
3. （３）前記入射電磁放射が小さい入射角で発せられ、反
   射電磁放射の検出が前記着色ガラス板に対する垂線に関
   して対称的に行われる請求項１または２の何れか一項記
   載の方法。
4. （４）前記入射電磁放射が平面偏光としてブルースター
   角で発せられる請求項１記載の方法。
5. （５）前記電磁放射が赤外放射である請求項１記載の方
   法。
6. （６）前記請求項１記載の方法を実施するための装置に
   おいて： −所定波長の電磁放射を前記着色ガラス板に向かつて発
   信する手段、 −前記着色ガラス板によって反射された電磁放射を受信
   する手段で、該受信手段が前記着色ガラス板によって反
   射された電磁放射の強度（φ＿ｒ）を表わす振幅の信号
   を出力する、 −反射電磁放射の強度（φ＿ｒ）を表わす前記信号及び
   着色ガラス板による反射係数（Ｒ＿ｒ）を、着色ガラス
   基準板の透過率基準値（Ｔ＿１・・・Ｔ＿ｎ）をそれぞ
   れ表わす反射係数基準値（Ｒ＿ｒ＿１・・・Ｒ＿ｒ＿ｎ
   ）と比較し、前記着色ガラス板の光透過率Ｔを同定によ
   って求める手段を備えたことを特徴とする装置。
7. （７）前記電磁放射の発信及び受信手段が前記着色ガラ
   ス板に対する垂線に関してわずかに傾斜している請求項
   ６記載の装置。
8. （８）前記入射及び反射電磁放射の発信及び受信手段が
   前記着色ガラス板に対する垂線に関して対称的に配置さ
   れている請求項７記載の装置。
9. （９）前記比較手段が、着色ガラス板の反射係数を表わ
   す比Ｒと基準反射係数（Ｒ＿ｒ＿１・・・Ｒ＿ｒ＿ｎ）
   のうち最も近い値との間の差に比例した信号を発生する
   のに使用可能で、該差が着色ガラス板の光透過率（Ｔ）
   を表わす請求項５から８の何れか一項記載の装置。
10. （１０）前記比較手段から出力される信号が、前記着色
    ガラス板の光透過率（Ｔ）の値の連続状尺度を構成する
    請求項９記載の装置。
11. （１１）前記比較手段から出力される信号が、自動車付
    属品または航空機付属品の電磁放射の強度調整を制御す
    るのに使われ、前記着色ガラス板が自動車または航空機
    のフロントガラスによって構成され、前記付属品が霧検
    出器によって構成された請求項６記載の装置用途。