传感器模块和保护玻璃的制作方法

本发明涉及收容传感器和振子中的至少任一者的传感器模块以及保护传感器或振子的保护玻璃。

背景技术：

汽车、列车、无人驾驶飞机等移动设备以及室外传感器、监视照相机之类的安全装置搭载有具有多种功能的多个传感器。已知有使用树脂罩作为保护这些传感器的保护构件的传感器模块。将传感器配置于室外时，除要求保护传感器的保护构件的刚性、耐擦伤性以外，还要求选择耐烧伤、耐热冲击的原材料。

配置于保护构件内部的传感器的种类也成为选择保护构件的结构、原材料的重要要素。有时也会因保护构件的结构、原材料而阻碍传感器的用途。例如保护传感器的保护玻璃需要选择具有透过可见光的高透射性的原材料。

作为搭载于监视照相机、汽车的传感器，已知有使用超声波的传感器(专利文献1)。专利文献1中记载的超声波传感器能够利用配置有接收超声波的接收部的接收构件接收从发送超声波的发送元件发送并被被检测体反射的超声波。

另外，超声波除测定距离以外，也被用于防水、窗的清扫(专利文献2)。使用了超声波的传感器的用途预计将来会进一步扩大。

作为在保护构件内部配置了传感器的结构，已知有在使用了树脂的保护构件的内侧配置传感器的结构(专利文献3)。专利文献3中公开了使用树脂制的框体作为收容超声波传感器的保护构件，并且确保与设置于框体内部的振子的电极的电导通。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－174323号公报

专利文献2：日本特表2016－531792号公报

专利文献3：日本特开2006－203563号公报

技术实现要素：

但是，对于专利文献3中记载的使用了树脂的保护构件，存在设置于室外时，该保护构件的刚性低，耐擦伤性、耐候性不优异的课题。

鉴于上述情况而完成的本发明通过使用经化学强化的玻璃作为保护构件，能够提供与使用树脂作为保护构件的情况相比刚性高且耐擦伤性、耐候性等优异的传感器模块。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其特征在于，具有基座构件，配置在所述基座构件上的单个或多个的传感器和振子中的至少任一者，以及以覆盖所述传感器和振子中的至少任一者的方式设置的由至少1个平面或曲面构成的保护构件，所述保护构件的一部分或全部由强化玻璃形成，所述强化玻璃为化学强化玻璃或物理强化玻璃。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述强化玻璃的表面压缩应力值为400mpa以上且压缩应力层的深度为10μm以上。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述强化玻璃的所述表面压缩应力值为600mpa以上且所述压缩应力层的深度为40μm以上。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述强化玻璃为化学强化玻璃，板厚为0.5～3.5mm。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，所述强化玻璃为化学强化玻璃，板厚为1.5～3.5mm，压缩应力层的深度为200～580μm的范围。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述化学强化玻璃的表面压缩应力值为700mpa以上。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述化学强化玻璃的所述压缩应力层的深度为250～580μm的范围，且距表面100μm的深度的压缩应力值为100mpa以上。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述化学强化玻璃形成具有凸面和凹面的曲面形状，从所述凸面的表面压缩应力值减去所述凹面的表面压缩应力值而得的值为10mpa以上。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，从所述凸面的压缩应力层的深度减去所述凹面的压缩应力层的深度而得的值为10μm以上。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，在化学强化玻璃中，在形成压缩应力层的区域具有至少1个拐点，以所述拐点为边界具有斜率不同的应力分布曲线。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述振子具有超声波产生元件。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述保护构件具有透明加热器。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，所述强化玻璃具有第1主面和与所述第1主面对置的第2主面，在所述第1主面与所述第2主面之间具有端面，所述端面的表面粗糙度为0.01～1.0μm的范围。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，所述强化玻璃为结晶化玻璃。

根据本发明的一个方式，可提供一种传感器模块，其中，在所述强化玻璃的表面具有防水膜。

根据本发明的一个方式，可提供一种保护玻璃，其特征在于，是由平面或曲面构成的保护玻璃，所述保护玻璃的一部分或全部为强化玻璃，所述强化玻璃为化学强化玻璃或物理强化玻璃。

根据本发明的一个方式，可提供一种保护玻璃，其中，具有超声波振子。

根据本发明的一个方式，可提供一种保护玻璃，其中，具有透明加热器。

本发明的传感器模块由于使用强化玻璃作为保护构件，因此，面强度、边缘强度高，刚性和耐擦伤性高，并且耐候性(防烧伤性、耐热冲击性)高。因此，适于在室外设置。

附图说明

图1(a)～图1(c)是表示本实施方式的传感器模块的构成的一个例子的立体图。

图2是表示本实施方式的安装部的构成的一个例子的侧面图。

图3(a)和图3(b)是表示本实施方式的安装部的供电机构的一个例子的立体图，图3(a)表示有线供电的情形，图3(b)表示无线供电的情形。

图4(a)和图4(b)是表示本实施方式的振子或透明加热器的设置的一个例子的立体图。

具体实施方式

参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。应予说明，在附图中的记载中，对相同或对应的构件或部件附加相同或对应的符号，因此，省略重复的说明。

另外，本说明书中，表示数值范围的“～”以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义使用。

＜传感器模块＞

本实施方式的传感器模块具有：基座构件15，配置在基座构件15上的单个或多个的传感器20和振子40中的至少任一者，以及以覆盖传感器20和振子40中的至少任一者的方式设置的由至少1个平面或曲面构成的保护构件1。以下，对本实施方式的构成传感器模块的要素详细地进行说明。

＜保护构件1＞

图1(a)和图1(b)是表示本实施方式的保护构件1的构成的一个例子的立体图。图1(a)是在收容传感器20的圆筒型的框体(保护构件1)的盖部使用保护玻璃10的结构，图1(b)是在收容传感器20的半球体的球面使用玻璃的结构。保护构件1的一部分或全部使用保护玻璃10而形成，但如图1(a)所示，也可以在保护构件1的一部分形成支撑保护玻璃10的支撑部2。支撑部2可以为玻璃，但也可以使用不锈钢、防蚀铝这样的金属。保护构件1并不限于圆筒型、半球体，也可以为圆柱型、棱柱形以及球状的正多面体之类的立体形状(图1(c))。另外，保护构件1可以贴合多片玻璃而形成，形成支撑部2时，可以在支撑部2与保护玻璃10之间形成粘接层，将支撑部2与保护玻璃10粘接。

保护构件1收容具有使用了毫米波、超声波、可见光、红外光、lidar或者复合使用它们的检测功能或感知功能的传感器20。将本实施方式的传感器模块设置于室外时，作为框体的保护构件1为了保护安装部5免受雨、雪等气候因素、因飞石所致的冲击等外部因素，对它们而言需要一定的强度。

将保护玻璃10与支撑部2之间粘接的粘接层(未图示)优选含有选自聚乙酸乙烯酯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、乙烯共聚物系树脂、聚丙烯酸酯系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、饱和聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、线状聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、酚醛树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、不饱和聚酯系树脂、反应性丙烯酸系树脂、橡胶系树脂、有机硅系树脂、改性有机硅系树脂、玻璃料和焊料中的至少1种。使用如上所述的树脂等形成即使设置在室外也不会变形、风化的材质的粘接层，从而能够提高保护构件1的耐久性。

另外，保护构件1如果具有透明加热器60，则能够发挥防雾、融雪之类的功能，能够防止因起雾、雪等而使传感器无法发挥作用，因而优选(参照图4(a)和图4(b))。作为透明加热器，例如可举出成膜于保护构件1的传感器侧的ito等透明电极，在该透明电极流过电流而使其发热。由此，通过热使水滴、雪气化，能够将水滴、雪从保护构件1的表面除去。为了发挥同样的功能，也可以使用没有透明性的金属作为加热器，此时，可以覆盖传感器使用的窗口以外的部分，作为加热器而发挥作用。

＜保护玻璃10＞

保护玻璃10可以如下形成，即，将大尺寸的平板玻璃较小地切割，经过切削、研磨的各工序而得到玻璃，并对该玻璃进行化学强化、物理强化等强化处理而形成。作为平板玻璃的切割方法，除例如利用金刚石刀片的切割以外，还可以应用划线切割法、激光切割法等。在想要提高保护玻璃10的强度的情况下，优选对保护玻璃10的表层部进行化学强化或物理强化，更优选将表层部全部进行化学强化或物理强化。作为实施切削加工或研磨加工的工具，可以使用磨石，此外，可以使用由布、皮、橡胶等构成的砂轮、刷子等。此时，可以使用氧化铈、氧化铝、金刚砂、胶体二氧化硅等研磨剂。其中，从尺寸稳定性的观点考虑，可以使用磨石作为研磨具。

保护玻璃10通过对与支撑部2、安装部5接触的部分(例如，相当于保护玻璃的端面的部分)进行粗面化，能够提高与支撑部2、安装部5的密合性。保护玻璃10只要具有第1主面和与第1主面对置的第2主面，并且在第1主面与第2主面之间具有端面，则形状没有特别限制。例如，从凹面侧观察图1(b)所示的半球体的保护玻璃10时，如果对具有规定的宽度且描绘了圆的部分(端面)进行粗面化，则显示该圆的面与粘接的对置部分的密合性提高，因此，容易固定，能够使保护玻璃10的安装稳定化。在此，作为粗面化的水平，具体而言，表面粗糙度ra只要为0.01μm以上即可，优选为0.05μm以上，更优选为0.1μm以上，进一步优选为0.2μm以上。另外，如果超出必要地对端面进行粗面化，则有可能损伤端面与对置部分的密合性，因此，端面的表面粗糙度ra只要为1.0μm以下即可，优选为0.5μm以下，更优选为0.4μm以下。另外，支撑部2也由强化玻璃构成时，支撑部2的端面的表面粗糙度ra也优选上述的范围。应予说明，本说明书中，表面粗糙度ra是指由jisb0601:2001规定的算术平均粗糙度ra。

另外，并不限于图1(b)所代表的半球体的保护玻璃10，如果使用半球体以外且形成曲面状的圆顶形状的保护玻璃，则在传感器20为例如可见光用的照相机的情况下，具有扩大摄像范围(视野)的效果，因而优选。保护玻璃为圆顶形状(曲面状)时，其尺寸没有特别限制，例如可以以外径为10mm～30mm的范围、内径为5mm～30mm的范围提供。包含半球体的圆顶形状的玻璃板如果在加工成圆顶形状后进行化学强化处理，则化学强化玻璃板的凸面侧由于形状效应，与凹面侧相比，可得到大的表面压缩应力。另外，该化学强化玻璃板的凸面侧与凹面侧相比，可得到大的压缩应力层深度。因此，特别是置于室外的环境下时，相当于表侧的凸面侧可得到更大的强化，因而优选。这样的圆顶形状的玻璃板通过适当调整化学强化处理的条件，能够实现期望的表面压缩应力、压缩应力层深度。

特别是对圆顶形状的玻璃板进行化学强化时，从凸面的表面压缩应力值减去凹面的表面压缩应力值而得的值优选为10mpa以上，更优选为15mpa以上，进一步优选为20mpa以上。另外，从凸面的dol减去凹面的dol而得的值优选为10μm以上，更优选为20μm以上，进一步优选为40μm以上。

圆顶形状的保护玻璃10可以通过例如弯曲加工而得到。以下对弯曲加工的优选的方式进行说明，但本实施方式中得到形成曲面形状的保护玻璃10的方法并不限定于下述说明的方式。

在弯曲加工中，首先，在大气压环境下，在由碳构成的模上载置玻璃，加热至600℃至950℃的温度区域，一边维持温度30秒～180秒一边进行热压，进行缓冷而形成曲面状的玻璃板。然后，将曲面状的玻璃板切削成规定的外形并对玻璃板表面进行研磨，从而可得到具有期望的形状、期望的表面粗糙度并形成圆顶状等曲面形状的保护玻璃10。

另外，得到形成曲面形状的保护玻璃10的方法并不限定于弯曲加工，例如也可以通过板厚大的玻璃板的切削加工等而得到。

进而，保护玻璃10可以在其主表面具备未图示的防水膜。防水膜的材料具体而言只要为具有高的防水性的材料即可，优选还进一步具备防污性的材料。作为这样的防水膜的材料，可举出含氟有机化合物、氟系树脂，更具体而言，可举出含氟有机硅化合物、具有水解性的含氟有机化合物等。这样的防水膜的厚度只要是不损害保护玻璃10的透射性的程度就没有特别限制，例如，如果为10nm以上，则能够发挥防水性的效果，因而优选，更优选为100nm以上。另外，对于防水膜的厚度，其上限没有特别限制，但从生产率的观点考虑，如果为1μm以下，则优选。

保护玻璃10可以由透明度高的玻璃构成。作为用作保护玻璃10的玻璃的材料，可以使用多成分系的氧化物玻璃。

将用作保护玻璃10的玻璃的组成的具体例示于以下，但该玻璃的组成并不限定于这些。本发明中使用的玻璃只要含有钠即可，只要具有能够成型、通过化学强化处理或物理强化处理进行强化的组成，就可以使用各种组成的玻璃。

具体而言，可举出铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、碱钡玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、结晶化玻璃、含碱光学玻璃等。其中，结晶化玻璃由于强度较高，因此，如果进行物理强化处理或化学强化处理，则容易得到更高强度的强化玻璃。

结晶化玻璃是使晶体在玻璃中析出的玻璃，与不含晶体的非晶玻璃相比，具有硬、不易划伤的特征。另外，通过对结晶化玻璃实施离子交换处理进行化学强化，能够进一步提高强度。

结晶化玻璃是将非晶玻璃在适当的条件下进行加热处理而得到的，例如，换算为厚度0.8mm的可见光雾度值为1.0％以下的结晶化玻璃等作为保护玻璃10有用。应予说明，雾度值例如可以使用suga试验机株式会社制的雾度仪“hz－2”，使用cie规定的标准光源的标准即c光源进行测定。

用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有56～66％的sio2、8～18％的al2o3、9～17％的na2o、1～11％的k2o、2～12％的mgo、0～5％的cao、0～5％的sro、0～5％的bao和0～5％的zro2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有58～65％的sio2、14～21％的al2o3、12～19％的na2o、3～10％的mgo、0.5～1.3％的k2o、0.1～0.5％的zro2和0.0～0.1％的tio2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有55～65％的sio2、12～22％的al2o3、10～20％的na2o、0～2％的k2o、1～9％的mgo和0～5％的zro2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有55～65％的sio2、12～22％的al2o3、10～20％的na2o、0～2％的k2o、1～9％的mgo、0～1％的zro2和0～1％的tio2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有60～70％的sio2、9～19％的al2o3、9～19％的na2o、0～4％的k2o、3～6％的mgo、0～1％的cao和0～1％的zro2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有45～70％的sio2、1～9％的b2o3、15～25％的al2o3、7～18％的na2o、0～1％的k2o、0～5％的mgo、0～1％的cao和0～1％的tio2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有45～70％的sio2、1～9％的b2o3、15～25％的al2o3、7～18％的na2o、0～1％的k2o、0～5％的mgo、0～1％的cao和0～1％的sno2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有50～80％的sio2、1～30％的al2o3、0～6％的b2o3、0～6％的p2o5、0～20％的li2o、0～20％的na2o、0～10％的k2o、0～20％的mgo、0～20％的cao、0～20％的sro、0～15％的bao、0～10％的zno、0～5％的ti2o和0～8％的zro2。

另外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有65～75％的sio2、1～5％的al2o3、7～17％的na2o、0～1％的k2o、3～6％的mgo和6～9％的cao。

此外，用作保护玻璃10的玻璃的一构成例以氧化物基准的质量百分率表示计含有65～75％的sio2、3～10％的al2o3、7～17％的na2o、0～1％的k2o、3～6％的mgo、6～9％的cao和0～1％的作为微量成分的zro2。

以下对具有上述成分的本实施方式的保护玻璃10的玻璃的组成的各成分的组成范围和其它任意成分进行说明。应予说明，各组成的含量的单位均为氧化物基准的质量百分率表示或质量ppm表示，分别简单地表示为“％”“ppm”。

sio2为玻璃的主成分。为了保持玻璃的耐候性、抑制失透，sio2的含量优选为45％以上，更优选为55％以上，进一步优选为60％以上。

另一方面，为了使熔解容易、使泡品质良好，sio2的含量优选为80％以下，更优选为70％以下。

al2o3是使玻璃的耐候性提高的必需成分。在本实施方式的玻璃中，为了维持实用上需要的耐候性，al2o3的含量优选为7％以上，更优选为10％以上。

但是，为了使光学特性良好、使泡品质良好，al2o3的含量优选为30％以下，更优选为23％以下，进一步优选为20％以下。

b2o3是促进玻璃原料的熔融、提高机械特性、耐候性的成分，但为了不出现因挥发所致的纹理的生成、炉壁的侵蚀等不良情况，b2o3的含量优选为6％以下，更优选为3％以下。

li2o、na2o和k2o之类的碱金属氧化物是对于促进玻璃原料的熔融，调整热膨胀、粘性等有用的成分。

na2o的含量优选为8％以上，更优选为10％以上。

k2o的含量优选为3％以下，更优选为1％以下。

另外，li2o是任意成分，但为了使玻璃化容易，并且将作为来自原料的杂质所含有的铁含量抑制得较低，本实施方式的保护玻璃10可以含有2％以下的li2o。

此外，为了保持熔解时的澄清性，并且保持所制造的玻璃的泡品质，这些碱金属氧化物的合计含量(li2o+na2o+k2o)优选为5％～20％，更优选为8％～15％。

mgo、cao、sro和bao之类的碱土金属氧化物是对促进玻璃原料的熔融，调整热膨胀、粘性等有用的成分。

mgo具有降低玻璃熔解时的粘性、促进熔解的作用。另外，具有使比重降低、不易对保护玻璃10造成损伤的作用。另外，为了降低玻璃的热膨胀系数、抑制失透，mgo的含量优选为10％以下，更优选为8％以下。

cao是促进玻璃原料的熔融并且调整粘性、热膨胀等的成分。为了得到上述作用，cao的含量优选为0.5％以上，更优选为1％以上。另外，为了防止失透、得到良好的透射性，cao的含量优选为6％以下，更优选为4％以下。

sro具有增大热膨胀系数和降低玻璃的高温粘度的效果。为了得到该效果，本实施方式的保护玻璃10可以含有sro。但是，为了将玻璃的热膨胀系数抑制得较低，sro的含量优选为3％以下，更优选为1％以下。

bao与sro同样地具有增大热膨胀系数和降低玻璃的高温粘度的效果。为了得到上述的效果，本实施方式的保护玻璃10可以含有bao。但是，为了将玻璃的热膨胀系数抑制得较低，bao的含量优选为5％以下，更优选为3％以下。

另外，为了将热膨胀系数抑制得较低、抑制失透、维持强度，这些碱土金属氧化物的合计含量(mgo+cao+sro+bao)优选为1％～15％，更优选为3％～10％。

在本实施方式的保护玻璃10的组成中，为了提高玻璃的耐热性和表面硬度，优选可以含有10％以下、更优选可以含有5％以下的作为任意成分的zro2。通过使zro2的含量为10％以下，玻璃不易失透。

另外，本实施方式的保护玻璃10可以含有so3作为澄清剂。此时，so3含量以质量百分率表示计优选超过0％且为0.5％以下。更优选为0.4％以下，进一步优选为0.3％以下，更进一步优选为0.25％以下。

另外，本实施方式的保护玻璃10可以含有sb2o3、sno2和as2o3中的一种以上作为氧化剂和澄清剂。此时，sb2o3、sno2或as2o3的含量分别以质量百分率表示计优选为0～0.5％。更优选0.2％以下，进一步优选为0.1％以下，进一步优选实质上不含有。

另外，本实施方式的保护玻璃10可以含有nio。含有nio时，nio由于也作为着色成分发挥作用，因此，nio的含量相对于上述的玻璃组成的合计量，优选为10ppm以下。

本实施方式的保护玻璃10可以含有cr2o3。含有cr2o3时，cr2o3由于也作为着色成分发挥作用，因此，cr2o3的含量相对于上述的玻璃组成的合计量，优选为10ppm以下。

本实施方式的保护玻璃10可以含有mno2。含有mno2时，mno2由于也作为吸收可见光的成分发挥作用，因此，mno2的含量相对于上述的玻璃组成的合计量，优选为50ppm以下。

本实施方式的保护玻璃10可以含有tio2。含有tio2时，tio2由于也作为吸收可见光的成分发挥作用，因此，tio2的含量相对于上述的玻璃组成的合计量，优选为1000ppm以下。

本实施方式的保护玻璃10可以含有选自coo、v2o5和cuo中的至少1种成分。含有这些成分时，由于也作为吸收可见光的成分发挥作用，并且降低可见光透射率，因此，上述成分的含量相对于上述的玻璃组成的合计量，优选为10ppm以下。

＜化学强化处理＞

化学强化处理通过使含有钠的玻璃浸渍于含有特定的盐或碱的玻璃转变点以下的温度的熔融盐，将钠离子离子交换为原子半径更大的钾离子来进行。另外，对含有锂的玻璃进行化学强化时，包括将锂离子离子交换为原子半径更大的钠离子来进行化学强化处理。此外，在含有钠和锂两者的玻璃的情况下，化学强化处理可以包含将钠离子离子交换为钾离子的处理以及将锂离子交换为钠离子的处理这2个处理。

化学强化工序是例如使含有钠的玻璃与含有选自硝酸钾、硝酸钠、k2co3、na2co3、khco3、nahco3、k3po4、na3po4、k2so4、na2so4、koh和naoh中的至少一种盐或碱的无机盐接触而将玻璃中的na离子与上述无机盐中的k离子进行离子交换，从而在玻璃表面形成压缩应力层的工序。

化学强化处理而得到的化学强化玻璃通过控制离子交换的时间、温度、使用的盐、其它处理条件等而所形成的应力曲线(将纵轴设为压缩应力值(cs)，将横轴设为压缩应力层深度(dol))发生变化。例如，对1个玻璃实施将锂离子离子交换为钠离子的离子交换处理和将钠离子离子交换为钾离子的离子交换处理，测定得到的化学强化玻璃的应力值时，其应力曲线以拐点为边界描绘了斜率不同的弯曲的曲线。即，将对玻璃进行离子交换的组合设为2组以上，对玻璃中的2种以上的离子进行交换，从而能够增大表面压缩应力值并且增大压缩应力层深度，可得到高强度的化学强化玻璃。作为离子交换的方法，有在含有2种离子的熔融盐中对玻璃进行浸渍处理的方法，使用不同的2种以上的熔融盐以多个阶段进行浸渍处理的方法。如此，通过经过提供2组以上的进行离子交换的组合的工艺，可得到上述的存在拐点的应力曲线。

如果对玻璃的表面进行离子交换而形成残留有压缩应力的表面层，则压缩应力残留于玻璃的表面，玻璃的强度提高。得到的强化玻璃根据玻璃的板厚、组成而发生变化，可以根据玻璃的用途而进行设计以便更可靠地进行强化。

从防止由化学强化处理而得到的化学强化玻璃的因碱的溶出引起的变质(烧伤)的观点考虑，可以在化学强化处理温度为300～500℃的范围内进行。另外，可以在熔融盐中加入硫酸氢盐等具有防止碱的溶出的效果的盐。

本实施方式的化学强化玻璃的板厚t有助于轻量化，因此，只要为3.5mm以下即可，优选为2.5mm以下。更优选板厚t为2.0mm以下，进一步优选为1.7mm以下，更进一步优选为1.5mm以下，还进一步优选为1.3mm以下，特别优选为1.0mm以下。另外，板厚t小于0.5mm的玻璃容易破裂，因此，板厚t优选为0.5mm以上。

本实施方式的化学强化玻璃通过离子交换处理在表面具备压缩应力层，如果表面压缩应力值高，则玻璃不易因弯曲的模式而被破坏。因此，化学强化玻璃的表面压缩应力值优选为200mpa以上，依次更优选为400mpa以上、600mpa以上、800mpa以上、900mpa以上、1000mpa以上、1100mpa以上。

另外，如果在使用化学强化玻璃时受到超过压缩应力层深度(dol)的值的深度的损伤，则容易产生化学强化玻璃的破坏。因此，化学强化玻璃的dol越深越优选，更优选为10μm以上，依次更优选为40μm以上、60μm以上、70μm以上、80μm以上、90μm以上、100μm以上、110μm以上、120μm以上、130μm以上、140μm以上、150μm以上、200μm以上、300μm以上、400μm以上、500μm以上、550μm以上。

特别是在本实施方式的保护玻璃所使用的化学强化玻璃中，作为板厚t与dol的组合，如果板厚t为1.5mm～3.5mm的范围、dol为200μm～580μm的范围，则即使在室外的环境下也不易破坏，因而优选。板厚t与dol的组合优选板厚t为1.8mm～3.5mm的范围且dol为250μm～580μm的范围，更优选板厚t为2.0mm～3.5mm的范围且dol为300μm～580μm的范围。

另外，在本实施方式的保护玻璃所使用的化学强化玻璃中，除上述的板厚t与dol的关系以外，表面压缩应力值优选为700mpa以上，如果为800ma以上则更优选，如果为900mpa以上则进一步优选。

此外，在本实施方式的保护玻璃所使用的化学强化玻璃中，除上述的板厚t、dol与表面压缩应力值的关系以外，距表面100μm深度的压缩应力值优选为100mpa以上，更优选为105mpa以上。

另外，强化玻璃为物理强化玻璃的情况也同样地，表面压缩应力值和压缩应力的深度优选上述范围。对玻璃进行物理强化时，对玻璃表面进行骤冷，以玻璃内部的温度缓慢下降的方式设定温度条件而得到(物理)强化玻璃。此时，玻璃表面以伸长的状态恢复到室温，玻璃内部缓慢收缩，因此，在表面产生压缩应力层，在内部产生拉伸应力。物理强化玻璃的特征在于虽然表面的压缩应力小，但压缩应力存在至深部。例如，表面压缩应力值为200mpa左右而压缩应力层的深度为100μm以上。另外，例如，也可以表面压缩应力值为100～150mpa左右而压缩应力层的深度为玻璃的板厚的1/5～1/6。

化学强化玻璃在提供纵轴cs、横轴dol的应力曲线时，可以在形成压缩应力层的区域具有至少1个拐点。化学强化玻璃通过以该拐点为边界具有斜率不同的应力分布曲线，从而压缩应力层进入到深部，玻璃不易破裂，从该方面出发优选，并且起到防止因飞石等使保护玻璃破裂的效果。

应予说明，对于得到的化学强化玻璃、物理强化玻璃的强度，可以援引上述的基于飞石的评价指标。具体而言，可以基于saej400、jasom104、iso20567－1进行评价。例如，可以基于jasom104的条件，使用9～15mm的花岗岩(砾石)作为放射物，确认以0.1mpa、0.2mpa或0.4mpa对(也包含圆顶形状)强化玻璃射出时的破裂状态并进行评价。

保护玻璃10的表面粗糙度(ra)可以适当设定。例如，保护玻璃10的表面粗糙度优选为100nm以下，更优选为70nm以下，进一步优选为50nm以下。

另外，保护玻璃10可以是以保护玻璃自身振动的方式设置有振子40的结构(参照图4(a)和图4(b))。保护玻璃10具备振子40时，保护构件1可以具备传感器20，也可以不具备。振子40可以直接安装于保护玻璃10，也可以安装于支撑部2。另外，保护玻璃10可以具有检测频率并抑制振动的振动抑制功能，由此，能够防止保护玻璃10的振动的衰减，维持规定的振动数。振子40可以是压电元件以及电磁致动器、压电元件、石英振子、陶瓷振荡器、磁致伸缩元件等以稳定的振动数振荡的元件。如此，通过振子40进行振动，保护玻璃作为扬声器发挥作用，搭载于汽车时，能够抑制行驶时的振动。此外，如后所述，也能够除去附着于保护玻璃10的污垢。

＜传感器20＞

所收容的传感器20具有使用毫米波、超声波、激光、可见光、红外光、lidar或者复合使用它们的检测功能或感知功能，可以作为光检测方式、超声波方式、电波方式、激光方式、放射线方式、图像判别方式等非接触式传感器使用。例如，将传感器20搭载于汽车时，可以使用检测功能测定与接近该汽车的相邻车辆、存在于行驶方向的障碍物的距离。另外，可以基于传感器20发出的信号，介由设置于外部的通信设备来驱动外部设置机构。例如，如果该通信设备为设置于前窗玻璃的换能器，则也可以介由该换能器来驱动雨刮器，或者使加热器工作。

传感器20也可以为超声波传感器。超声波除测定距离以外，也被用于防水、窗的清扫，因此，可得到总是稳定的视野、仪器的显示。特别是使传感器20搭载于汽车时，也能够利用该特性而应用于防雾、融雪。

另外，已知传感器20为超声波传感器时，发送接收的超声波的频带越高，超声波越衰减。因此，实际上利用1khz～20khz或40khz～60khz这样的低于100khz的频带的超声波。

＜照相机30＞

照相机30根据其用途存在1个或多个。例如在汽车、列车之类的移动装置、无人驾驶飞机这样的移动设备搭载照相机30时，可以按照用途不同设置多个以用于极近距离监视、前方监视、后方监视。另外，通过与基于传感器20的检测功能或感知功能一起使用，也能够获取接近的人、障碍物的图像、动画。

＜安装部5＞

图2是表示本实施方式的传感器构成的一个例子的侧面图。安装部5由传感器、照相机30、将它们连结的连结部构成。安装部5的供电可以为通过有线进行的供电(参照图3(a))，也可以为通过使用传感器终端的外部通信装置进行的无线供电(参照图3(b))。通过安装部5的供电机构取得导通，能够安装多个传感器。将传感器、照相机30连结的连结部可以使用导线，也可以在基座构件15上使用导电性的材料而形成。

安装部被设置在基座构件15上。基座构件15的材质除硅、玻璃以外，还可以为铁、铝等金属，也可以在基座构件15与安装部之间铺设导电性的材料。例如，搭载超声波传感器时，振子例如具有超声波产生元件50，超声波产生元件50可以以不露出到外部的方式安装于安装部5内。此时，振子可以使用铝、玻璃、聚酰亚胺、硅、聚碳酸酯等材料。

＜驱动原理＞

如图2所示的超声波产生元件50一般利用对压电元件施加高频电压而进行振动的原理。通过对压电元件施加高频电压而进行振动，产生的超声波向目标测定对象物发送，作为被测定对象物反射的反射波而被接收，从而能够测定例如与接近的相邻车辆、存在于行驶方向的障碍物的距离。超声波产生元件50通过具备间歇地发送脉冲信号的发送部和接收其反射波的接收部而作为传感器发挥作用。

另外，超声波产生元件50也可以利用如下原理，即，通过从电源向发热体流过以超声波周期变化的电流而驱动发热体，从而发热体的发热量追随电流的频率而周期性地变化。发热体发出的周期性的热传递至振子，振子的温度周期性地变化。通过该温度变化，振子根据该温度在厚度方向周期性地反复热膨胀和收缩而振动，通过该振动，从振子的振动面产生超声波。发热体可以使用铝等产生焦耳热的电阻体，也可以使用帕尔帖元件。

另外，超声波产生元件50可以使用具备压电式振动检测元件的接收部检测(来自障碍物等的)反射波。例如，压电式振动检测元件可以通过mems技术制作在soi基板上，以将压电体薄膜用下面电极和上面电极夹持的方式进行层叠而形成。压电体薄膜例如为钛酸锆酸铅(pzt)，压电式振动检测元件将相邻而设置的振动部的位移转换为电信号而检测超声波。

压电式振动检测元件可以基于输出到电路元件的电信号进行运算处理，进行信号的放大和噪音的除去，对从发送部发送的超声波与检测的超声波的相位差、时间差进行比较。振子除压电元件以外，可以为电磁致动器、压电元件、石英振子、陶瓷振荡器、磁致伸缩元件等以稳定的振动数振荡的元件。

此外，作为协同得到的效果，通过搭载超声波产生元件50作为传感器并对保护玻璃照射超声波，能够除去附着于保护玻璃的水滴、污垢。

根据上述内容，可提供兼具距离的检测、污垢的除去之类的多种传感器功能以及具备高刚性的化学强化玻璃这两个性质的、具备保护构件的传感器模块。

实施例

以下，基于具体的实施例对本发明进行说明。应予说明，本发明并不限定于以下的实施例。

＜实施例1～5和比较例1～4＞

准备由通过浮法制造的铝硅酸盐玻璃构成的厚度0.5mm的大尺寸的平板玻璃a～e。该铝硅酸盐玻璃以氧化物基准的质量百分率表示为以下的组成。

玻璃a：sio260.9％、al2o312.8％、na2o12.2％、k2o5.9％、mgo6.7％、cao0.1％、sro0.2％、bao0.2％、和zro20.1％

玻璃b：sio260.9％、al2o316.8％、na2o15.6％、mgo5.3％、k2o1.2％、zro20.3％、和tio20.1％

玻璃c：sio271.6％、al2o31.9％、na2o13.4％、k2o0.3％、mgo4.7％、cao7.8％、和zro20.2％

玻璃d：sio259.9％、b2o37.7％、al2o317.2％、mgo3.3％、cao4.1％、sro7.7％、和bao0.1％

玻璃e：sio269.6％、al2o312.6％、li2o3.9、na2o5.4％、k2o1.6％、mgo4.7％、cao0.2％、和zro22.0％

接下来，对玻璃a～e经过以下所示的(1)平板玻璃切割加工工序、(2)切削工序、(3)研磨工序、(4－1)化学强化工序或(4－2)物理强化工序以及(5)贴合工序制造实施例1～5和比较例1～3的保护构件。各例中使用的玻璃材料如表1所示。应予说明，通过在制造玻璃时调整拉伸玻璃的速度以及根据需要进行研磨、蚀刻来制造期望板厚的玻璃板。

另外，使用树脂代替玻璃而制造比较例4的保护构件。

(1)平板玻璃切割加工工序

将该平板玻璃以成为规定大小的方式使用金刚石刀片进行切割。

(2)切削工序

接下来，进行已切割的玻璃的端面的切削加工。

(3)研磨工序

进一步对进行了切削加工的玻璃进行镜面研磨。由此，形成主表面的表面粗糙度ra为100nm以下的玻璃。

(4－1)化学强化工序

(实施例1～3)

将硝酸钾(kno3)的熔融盐加热至430℃后，在该熔融盐中将进行了研磨工序的玻璃进行浸渍，在实施例1和3中浸渍5小时，在实施例2中浸渍7小时，如此进行化学强化处理。进行化学强化处理后、将玻璃用50℃～90℃的离子交换水清洗2次，用室温的离子交换水进行流水清洗，在60℃干燥2小时。

(实施例4)

实施例4以2个阶段进行化学强化处理。具体而言，将实施了研磨工序的玻璃e在加热到450℃的由100％的nano3构成的熔融盐中浸渍2.5小时，清洗后，在加热到425℃的由100％的kno3构成的熔融盐中浸渍1.5小时，进行清洗，得到化学强化玻璃。这些清洗通过与实施例1～3同样的方法进行。

(4－2)物理强化工序

(实施例5)

将实施了研磨工序的玻璃c在骤冷开始温度(软化点附近)下在电炉内保持5分钟后，取出到电炉外并在大气中放冷，从而进行物理强化。

(5)贴合工序

在化学强化工序或物理强化工序之后，将得到的平板玻璃用粘接层与玻璃制的圆筒状的支撑部贴合，从而制作实施例1～5和比较例1～4的保护构件。

(6)评价工序

各例的保护构件(玻璃或树脂)的评价通过以下所示的分析方法进行。

在保护构件的透射率的评价中，使用光谱光度计(hitachihigh-technologies株式会社制u－4100)测定300nm～1000nm的波长区域的透射光谱。应予说明，算出400nm～800nm的波长区域的最小值tmin。

强化玻璃的表面压缩应力值(cs)和压缩应力层深度(dol)使用有限会社折原制作所的玻璃表面应力计fsm-6000或slp－1000测定。

[表1]

表1记载了对各例的保护构件评价刚性、光透射性、耐候性、基于超声波照射的水滴的除去、因超声波照射所致的玻璃的破裂、耐热性而得的评价结果。例如如果为刚性评价，则〇表示将具备该保护构件的传感器模块设置于室外时充分具有需要的刚性，△表示在一部分结果中不满足需要的刚性。×表示在全部情况下不满足需要的刚性。

1.刚性评价(飞石试验结果)

对各例的保护构件实施刚性评价(飞石试验)。为了保护传感器且内部的传感器保持一定的感测性能，需要在施加一定的力时的保护材料的变形量小。刚性评价基于jasom104的条件进行。具体而言，将作为放射物的9～15mm的花岗岩(砾石)以放射距离350mm、射出次数3次、90°的角度进行放射。改变射出压力进行该试验，将射出压力0.1mpa时破裂的情况设为×，将射出压力0.1mpa时不破裂而射出压力0.2mpa时破裂的情况设为△，将射出压力0.2mpa时不破裂而射出压力0.4mpa时破裂的情况设为〇，将射出压力0.4mpa时不破裂的情况设为◎，进行刚性评价。将结果示于表1。

2.破裂评价

另外，对保护材料赋予变形时，也需要保护材料不会破坏。利用岛津制作所制的自动绘图仪(autograph)，使用上环10mm、下环30mm的夹具对各例的保护构件进行环上环试验。在此，将各例的保护构件加工成50mm×50mm×1mm的样品，在施加拉伸应力时，将600mpa以上时破裂的情况设为〇，将小于600mpa时破裂的情况设为×。另外，树脂(比较例4)虽然没有破坏，但变形量大，在施加力时有可能与内部的传感器接触，因此，评价为×。其结果，可知实施了强化处理的实施例1～实施例5的玻璃具有需要的刚性、抗破裂性以保护传感器，但可知没有实施强化处理的玻璃(比较例1～3)和树脂(比较例4)不具有充分的刚性、抗破裂性。

3.光透射率

对各例的保护构件测定400nm～800nm的波长区域的透射光谱。将对各例的保护构件进行加工而得到的50mm×50mm×1mm的样品中tmin为85％以上的情况评价为〇，将小于85％的情况评价为×。其结果，可以确认不论有无强化处理，各玻璃和树脂罩均显示优选的结果。

4.耐候性

通过以下的试验来评价将具备各例的保护构件的传感器模块设置于室外时的对烧伤、热冲击的耐性(耐候性)。

耐候性的评价通过将各例的保护构件以60℃、湿度80％保持100小时的试验以及其后照射10小时波长300nm以下的uv光的试验这两者来进行。经过这两个试验后，将外观上表面薄薄地发白混浊(烧伤)的情况设为△，将没有变化的情况设为〇，将变形变色的情况设为×。结果可以确认除树脂罩(比较例4)以外的各玻璃显示优选的结果。

5.水滴除去

在各例的保护构件内配置超声波振子而照射超声波，进行能够除去附着于保护构件的水滴(评价：〇)或者不能除去(评价：×)的评价。结果，全部保护构件可以确认到除去水滴的效果，但没有进行强化的玻璃(比较例1～3)产生破裂。另一方面，经强化的玻璃(实施例1～5)中没有产生破裂。

6.耐热评价

在各例的保护构件中嵌入透明加热器，在升温的状态下经过一定时间后进行外观评价。具体而言，在100℃下将保护构件保持1小时后，目视观察有无显著的变形、变色。将有变形变色的情况设为×，将没有变形变色的情况设为〇。结果可知，使用玻璃的实施例1～5、比较例1～3的各例的保护构件显示优选的结果。

根据上述1.～6.的评价结果综合地进行判断，可知保护构件的性能较强地依赖于由玻璃的组成引起的强化处理后的压缩应力值(cs)和压缩应力层深度(dol)。另外，基于得到的评价结果，可知保护玻璃的cs和dol优选dol为10μm以上且cs为100mpa以上，如果dol为40μm以上且cs为600mpa以上，则更优选。

＜实施例6～10＞

对玻璃e经过(1)平板玻璃切割加工工序、(2)切削工序、(3)研磨工序、(4－1)化学强化工序以及(5)贴合工序而制造实施例6～10的保护构件，进行上述1.～6.的评价。

实施例6、7、和10以2个阶段进行化学强化处理。具体而言，将研磨工序后的玻璃e在由100％的nano3构成的熔融盐中浸渍，清洗后，在由100％的kno3构成的熔融盐中浸渍，进行清洗，得到化学强化玻璃。处理温度和时间如表2所示。

实施例8、9以1个阶段进行化学强化处理。具体而言，将研磨工序后的玻璃e在由100％的nano3构成的熔融盐中浸渍，进行清洗而得到化学强化玻璃。处理温度和时间如表2所示。

＜实施例11～13＞

对玻璃b经过(1)平板玻璃切割加工工序、(2)切削工序、(3)研磨工序、(4－1)化学强化工序以及(5)贴合工序而制造实施例11～13的保护构件，进行上述1.～6.的评价。

化学强化处理以1个阶段进行。具体而言，将研磨工序后的玻璃b在将na2no3以规定的重量比添加于kno3而成的熔融盐中浸渍，进行清洗而得到化学强化玻璃。熔融盐中的kno3与na2no3的重量比、处理温度和时间如表2所示。

[表2]

根据表2的结果，可知实施例6～13中得到的保护构件(化学强化玻璃)在刚性评价(飞石试验结果)中至少在基于jasom104的射出压力0.1mpa时没有产生破裂。另外，在光透射率、耐光性、破裂评价和耐热评价的各评价中均可得到期望的评价结果。

＜实施例14～16＞

对板厚6mm的平板状的玻璃e进行切削加工，形成内侧的半径18mm(内径36mm)、外侧的半径20mm(外径40mm)、板厚(壁厚)2mm的圆顶形状的玻璃。切削加工后的玻璃板对表面进行研磨，使凸面和凹面的表面粗糙度ra为8nm，并且使端面的表面粗糙度ra为0.15μm。此时，圆顶形状的玻璃板为宽度25mm、高度5.3mm的部分半球形的玻璃。然后，将部分半球形的玻璃在由100％的nano3构成的熔融盐中浸渍，清洗后，在由100％的kno3构成的熔融盐中浸渍，进行清洗而得到实施例14、15的保护构件(部分半球形的化学强化玻璃)。另外，使用板厚6mm的平板状的玻璃e形成内侧的半径16.8mm(内径33.6mm)、外侧的半径20mm(外径40mm)、板厚(壁厚)3.2mm的圆顶形状的玻璃，除此以外，同样地得到实施例16的保护构件(部分半球形的化学强化玻璃)。化学强化的处理温度和时间如表3所示。对得到的实施例14～16的保护构件进行刚性评价。

[表3]

根据表3的结果，实施例14～16中得到的部分半球形的化学强化玻璃(保护构件)在刚性评价(飞石试验结果)中至少在基于jasom104的射出压力0.2mpa时均不产生破裂，具有高刚性。

根据本实施方式，能够提供刚性、耐擦伤性和耐候性优异、适于室外用途的传感器模块。

以上，对本发明的优选的实施方式进行详述，但本发明并不限定于上述的特定的实施方式，可以在权利要求中记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形·变更。

参照特定的方式对本发明详细地进行了说明，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更和修正对本领域技术人员而言是清楚的。应予说明，本申请基于在2017年7月5日提出申请的日本专利申请(日本特愿2017－132137)，通过引用而援引其整体。另外，在此引用的全部参照作为整体被引入本说明书中。

符号说明

1保护构件

2支撑部

5安装部

10保护玻璃

15基座构件

20传感器

25电源

30照相机

40振子

50超声波产生元件

60透明加热器