JPH09126979A - 水滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明板以外にも適用でき、光等の外乱の影響
を受けにくく、厳密な調整の不要な簡単な構造の水滴検
出装置を提供する。 【解決手段】 被検出面１Ａ上に付着した水滴Ｗを検出
する装置であって、前記被検出面１Ａの裏面１Ｂに凹所
２を設けることで形成された部分的な薄肉部３と、前記
薄肉部３の前記被検出面１Ａの裏面１Ｂ側に取り付けら
れた圧電振動子４と、前記圧電振動子４と前記薄肉部３
とからなる振動系の固有共振周波数ｆ₀ で前記圧電振動
子４を振動させるべく駆動信号を間欠的に前記圧電振動
子４に供給する振動手段５と、前記駆動信号の供給停止
期間における前記振動系の振動周波数を検知するととも
に、前記固有共振周波数ｆ₀ と比較し、周波数のずれが
検知された時に水滴除去装置１６に制御信号を出力する
検出手段５とを備えたことを特徴とする水滴検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検出面上に付着
した水滴を検出する水滴検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水滴検出装置として、図３に示す
ような光学的手段によるものが種々提案されている。例
えば、特開昭５９−４４６４１号公報に開示された水滴
検出装置は、図３に示すように、発光素子ａと受光素子
２ｂとを透明板ｃの被検出面ｄと反対側の面に配置し、
被検出面ｄに水滴が付着していないときに、発光素子ａ
の発した光が透明板ｃ内で全反射して受光素子ｂに入射
するように構成されている。そして、被検出面ｄに水滴
が付着すると、水滴付着部分で発光素子ａからの光の反
射が変化し、受光素子ｂに入射する光量が減少して受光
レベルが低下する。この受光レベルの低下から、水滴の
付着を検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種のもの
は光学式であるため、透明板にしか適用できないこと、
外乱（周囲の光）による影響が大きいこと、厳密な光軸
調整が必要で構造が複雑なこと、等の問題があった。

【０００４】本発明は、上記事情を考慮し、透明板以外
にも適用でき、光等の外乱の影響を受けにくく、しかも
厳密な調整の不要な簡単な構造の水滴検出装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の水滴検
出装置は、被検出面上に付着した水滴を検出する装置で
あって、前記被検出面の裏面に凹所を設けることで形成
された部分的な薄肉部と、前記薄肉部の前記被検出面の
裏面側に取り付けられた圧電振動子と、前記圧電振動子
と前記薄肉部とからなる振動系の固有共振周波数で前記
圧電振動子を振動させるべく駆動信号を間欠的に前記圧
電振動子に供給する振動手段と、前記駆動信号の供給停
止期間における前記振動系の振動周波数を検知するとと
もに、前記固有共振周波数と比較し、周波数のずれが検
知された時に水滴除去装置に制御信号を出力する検出手
段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明の水滴検出装置は、請求項
１において、前記振動系の固有共振周波数を、外部環境
における振動周波数と異ならせたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本実施例の水滴検出装置は、図１に示
すように、例えば自動車のウインドウガラスやミラー等
の板体１の被検出面１Ａ上に付着した水滴Ｗの検出を行
うものであり、板体１の裏面１Ｂに凹所２を設けること
で形成された部分的な薄肉部３と、薄肉部３の被検出面
１Ａの裏面側に接着固定された圧電振動子４と、圧電振
動子４を駆動すると共に圧電振動子４からの信号により
水滴Ｗの付着を検出する検出装置５とからなる。なお、
ガラス板１の裏面１Ｂの凹所２は、エッチングまたは機
械的研磨により形成可能であり、薄肉部３はダイアフラ
ムとして機能する。また、圧電振動子４としては、圧電
セラミックスや水晶振動子等を採用できる。

【０００８】検出装置５は、発振回路７と共振回路８と
を有している。共振回路８は、コイル１０とコンデンサ
１１とを並列に接続して構成されており、該回路の共振
周波数が圧電振動子４と薄肉部３からなる振動系の固有
共振周波数ｆ₀ （図２参照）と等しくなるように設定さ
れている。また、共振回路８の一端は、コンデンサ１２
を介して圧電振動子４に接続されると共に、発振回路７
に接続されている。更に、共振回路８の他端は、制御部
１３によって電流が監視される電流検出器１４を介し
て、プラス側端子１５に接続されている。

【０００９】制御部３は、電流検出器１４を流れる電流
Ｉｓが，図２に示す最大値Ｉｓ_maxより所定値以上低下
した時に水滴除去装置１６に制御信号を出力し、水滴除
去装置１６を作動させる機能を有する。発振回路７は、
図示は省略するが、間欠的に圧電振動子４に駆動信号を
出力するとともに、圧電振動子４と薄肉部３からなる振
動系からの振動周波数を受信する機能を備えており、切
換手段（図示省略）により前記の入出力動作を所定間隔
で切り換える。また、この発振回路７と共振回路８と
は、コイル９、１０により誘導結合される。なお、コン
デンサ１２は、検出用直流成分を遮断する機能を果た
す。

【００１０】この検出装置５では、発振回路７および共
振回路８が、圧電振動子４を振動させるべく駆動信号を
圧電振動子４に供給する振動手段を構成し、他方、共振
回路８、コンデンサ１２、電流検出器１４および制御部
１３が、駆動信号の供給停止期間における振動系（圧電
振動子４と薄肉部３とからなる）からの振動周波数を検
知するとともに、該振動周波数が固有共振周波数ｆ₀ か
らずれた時に制御信号を出力する検出手段を構成してい
る。

【００１１】次に、上記の如く構成された検出回路５の
検出動作を説明する。発振回路７が間欠的に駆動信号を
出力すると、その出力は共振回路８を介して圧電振動子
４に供給され、圧電振動子４が薄肉部３を固有共振周波
数ｆ₀ で振動させる。この時の共振回路８の振動周波数
は、固有共振周波数ｆ₀ と同一である。そして、薄肉部
３の振動は、駆動信号の供給停止期間中に、圧電振動子
４により電気信号に変換されて共振回路８に戻り、共振
回路８を作動させる。この時、共振回路８が固有共振周
波数ｆ₀ で共振すると、共振回路８のインピーダンスが
最小になり、プラス側端子１５から電流検出器１４およ
び共振回路８を通って発振回路７に流れる電流Ｉｓが、
図２に示すように最大になる。

【００１２】一方、薄肉部３上に水滴Ｗが付着して振動
系の質量が増加すると、圧電振動子４から共振回路８に
戻る振動周波数が変位し、その結果共振回路８のインピ
ーダンスが高くなり、電流検出器１４を流れる電流Ｉｓ
が低下する。電流検出器１４の出力は制御部１３に入力
され、制御部１３ではこの検出電流Ｉｓを監視し、その
変化量（低下量）が予め設定された基準値以上になった
時に水滴Ｗの付着を検知して水滴除去装置１６を作動さ
せる。ここで、振動系の固有共振周波数ｆ₀ は、薄肉部
３の面積や厚さにより任意の値に設定可能であり、例え
ば自動車のウインドウガラスやミラー等に適用する場合
には、固有共振周波数ｆ₀ を走行中に発生する外部環境
（エンジン音や走行音等）の振動周波数範囲以外に設定
しておくだけで、特別な対策を施すことなく、外乱によ
る影響を受けない正確な検出を容易に実現することがで
きる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水滴検出
装置は、板体に形成した薄肉部を振動させ、その共振現
象を利用して水滴の検出を行うので、材料が透明体であ
るか否かに拘らず、水滴の検出が可能である。また、そ
の構成も、薄肉部の被検出面の裏面側に圧電振動子を取
り付けるだけであり、しかも共振振動数を薄肉部の設計
だけで容易に設定可能であるため、外乱に強く、信頼性
の高い水滴検出を低コストに実現できる。従って、本発
明の水滴検出装置を用いれば、自動車や様々な装置にお
ける自動水滴除去を容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。

【図２】同実施例の検出電流の特性図である。

【図３】従来の水滴検出装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 板体 １Ａ 被検出面 １Ｂ 裏面 ２ 凹所 ３ 薄肉部 ４ 圧電振動子 ５ 検出装置 Ｗ 水滴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出面上に付着した水滴を検出する装
   置であって、 前記被検出面の裏面に凹所を設けることで形成された部
   分的な薄肉部と、 前記薄肉部の前記被検出面の裏面側に取り付けられた圧
   電振動子と、 前記圧電振動子と前記薄肉部とからなる振動系の固有共
   振周波数で前記圧電振動子を振動させるべく駆動信号を
   間欠的に前記圧電振動子に供給する振動手段と、 前記駆動信号の供給停止期間における前記振動系の振動
   周波数を検知するとともに、前記固有共振周波数と比較
   し、周波数のずれが検知された時に水滴除去装置に制御
   信号を出力する検出手段とを備えたことを特徴とする水
   滴検出装置。
2. 【請求項２】 前記振動系の固有共振周波数を、外部環
   境における振動周波数と異ならせたことを特徴とする請
   求項１記載の水滴検出装置。