JPS58204337A - 水滴検知装置 - 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】 本発明は、自動車のフロントガラスに付着した水滴を検
出して自動的にワイパを制御する場合等に有効な水滴検
知装置に関する。

この種の水滴検知装置には従来第１図１ａ）に示すよう
に２本の導体１，２をくし形やうす巻き形にしてフロン
トガラス外面のワイパ払拭領域内に貼り付ける方式、或
いは同図（ｂｌのようにフロントガラス３の外面側に発
光部４を配してその透過光を内面側の受光部５で受光す
る方式がある。−）の方式は水滴によって導体１．２間
の抵抗値が変化することを利用するものであるが、一旦
ワイパが払拭しても前回の水滴は完全には除去されずに
残るので、次に新たな水滴が付着しても顕著に抵抗値が
変化しない（応答性が悪い）欠点がある。加えてワイパ
が導体１，２上を摺接して移動するため耐久性に劣る欠
点がある。

一方、（ｂ）の方式は光が水滴６に当ると光検知器５へ
の入射光量が減少することを利用するものであるが、発
、受光部４．５の配置箇所に問題がある上、その一方が
車室外に装着されるので保守がしに＜＜、且つ、耐久性
にも問題がある。

本発明は水滴の凹面を利用した反射光検出により上述し
た欠点のない水滴検知装置を実現しようとするものであ
る。

本発明は、ガラスの外面に付着した水滴をその内面から
光学的に検知する水滴検知装置において、該ガラスの一
部を内面側から照射する光源と、該ガラスによる正反射
光を受けない位置で該水滴からの反射光を受けるように
配設された集光レンズと、該レンズで集光された反射光
を光電変換する光検知器とを備えてなることを特徴とす
るが、以下図面を参照しながらこれを詳細に説明する。

第２図は本発明の原理説明図である。窓ガラス３の内面
３Ａに発光部４から光束７を照射すると一定の方向に正
反射光８が生ずる。このとき光束７が照射される領域の
外面３Ｂに水７ｉｉｌｉ６が付着していると、その反射
光９は水滴６の凹面により正反射光８とは異なる角度に
生ずる。つまり、窓ガラス３の内側から見た水滴６の表
面は、第３図のように一種の凹面１１６′として作用す
るので、ここに平行光線７゛が入射すると反射光９′は
焦点ｆで一旦集束した後拡散する。ｆの値は水滴６の曲
率半径Ｒが概ね１０ｍｍ以下であるからｆ＝Ｒ／２＝５
ｍｍＪｕ下である。実際には光束７は平行光線でなく、
またガラス３に直交する方向からは入射しないので水滴
反射光９の光軸もガラス３とは直交しない。しかし、そ
の方向は正反射光８とは明らかに異なる。

従って、水滴反射光が集光する付近に光検知器を置けば
、最も感度よく水滴反射光を検出することができるが、
水滴径はある程度小さい範囲に限定されるため集光点は
ガラス表面からほぼｌＱｍｍ前後の距離になる。すなわ
ち、光検知器をガラス面に密着させるか、又は数ｍｍ離
して取付けることになり、装着性が悪く、検知領域も狭
くなる。

またガラス面に近づくほど、光源のガラス面での正反射
光レベルが強くなり、水滴検知性能に悪影響を与える。

一方、焦点ｆから遠ざかるにつれ水滴反射光９は拡散す
るので、集光レンズを用いれば正反射光８を受光しない
位置で水滴反射光９だけを感度良く検出できる。

第４図はこの点に着目した本発明の一実施例で、自動ワ
イパコントロールに通用したものである。

同図においてｌＯはエンジンフード、１１はワイパブレ
ード、１２はダツシュボード、１３はハンドルであり、
水滴検知装置は運転視界を妨げないようにダツシュボー
ド１２内に設置する。本例の水滴検知装置は発光部４、
受光部５、集光レンズ１４、光学フィルタ１５からなり
、後３者は同一光軸上に配列される。この光軸１６はウ
ィンドシールド３の平面に垂直に近いほどよく、また受
光部の焦点は該平面付近に合せる。また検知領域１７は
ワイパーの払拭範囲内でなければならない。

本例では太陽光や他の外来光の影響を低減するために発
光部４の発光波長以外を遮断する光学フィルタ１５を集
光レンズ１４の前面に設けているが、同趣旨からこれら
の直流光との差を明確にするため発光部４の出力光にパ
ルス変調をかけるとよい。

反射型の水滴検知装置では検知領域１７に水滴が付着す
ると受光部５へ入射する反射光９の強度が著しく増加す
るが、これによるワイパコントロールを第５図および第
６図を参照して説明する。

発光部４は発光ダイオード等の光源２０と、その出力光
ａをパルス変調する駆動回路２１からなる。

他は受光部５の構成で入力段は光検知器２２である（こ
の間に光学フィルタ１５、レンズ１４が介在する）。光
検知器２２は複数個の光検知素子アレイからなり、その
出力はマルチプレクサ２３で時系列に取り出される。ク
ロック発生器２４とその出力を分局する分周器２５はマ
ルチプレクサ２３の選択順序を定める。マルチプレクサ
２３の出力はアンプ２６で増幅され、更にバンドパスフ
ィルタ２７で信号光成分すだけが抽出される。ｊ８６図
（ｂ）に示すバイアス成分は検知領域１７に水ｒＩＩＩ
６が付着していない場合であり、該水滴が付着している
と信号光成分すのレベルは顕著に増加する。

信号すは光検知素子アレイの素子番号■、■、■５・・
・・・・順に時系列に配列されたものである。検波器２
８は信号すを包絡線検波する。そして、バイパスフィル
タ２９を通過した信号ＣをコンパレートレベルＴＨＩの
コンパレータ３ｏに入力して水滴反射光に対応した出力
ｄを得る。この判断信号ｄのそれぞれは水滴付着を意味
するが、誤動作を低減し、また感度調整をしやすくする
ため信号ｄを積分器３１に通す。そして積分出力ｅがコ
ンパレータ３２のコンパレートレベルＴＨ２を越えたら
水滴検知信号ｆを発生する（感度調整はＴＨ２で行なう
）。この信号ｆのパルス幅Ｔ、は水滴の付着状態によっ
て変化するが、その立上りでワイパ駆動回路３３にトリ
ガをかけ、ワイパ駆動信号ｇを一定時間Ｔｗ発生させる
。これによりワイパモータ３４が動作すると信号ｆの発
生原因であった水滴が除去されるので、次の水滴が付着
するまでワイパ動作は待機状態となる。第６図ｆｆｌの
Ｉ　Ｎ　Ｔ　、。

はワイパが間欠動作するインタバルであるが、この期間
は水滴の付着状態（雨の降り方等）に応して変化する。

第７図および第８図は本発明の他の実施例で、第７図は
発光強度を増すために複数個の光源２゜を配置したもの
、第８図は更に反射鏡４０を配設したものである。各側
の光学系の配置は次の様な値が１つの目安になる。受光
部５の光検知器２２とガラス３との間の距離は７０〜１
００ｍｍ、検知領域１７は５Ｑｍｍ、光源２０と受光部
光軸１６との間の距離は６０ｍｍ程度である。これによ
ると光源２０はガラス３を４０°程度傾いた位置から照
射する。

以上述べた本発明の水滴検知装置には次の利点がある。

＋１１正反射光の影響がないため、良好なＳＮ比で水滴
が検知できる。（２）光検知器アレイと集光レンズを用
いているため広い範囲を検知できる。

（３）反射型であるため装着性が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水滴検知装置の説明図、第２図および第
３図は本発明の原理説明図、第４図は本発明の一実施例
を示す構成図、第５図および第６図はワイパコントロー
ルの信号処理を示すブロック図および各部信号波形図、
第７図および第８図は本発明の他の実施例を示す構成図
である。 図中、３は窓ガラス、４は発光部、５は受光部、６は水
滴、８は正反射光、９は水滴反射光、１４は集光レンズ
である・ 出　願　人　　富士通テン株式会社 代理人弁理士　　青　柳　　　　稔 第６図 第７図 λ２゜ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラスの外面に付着した水滴をその内面か・ら光学的に
   検知する水滴検知装置において、該ガラスの一部を内面
   側から照射する光源と、該ガラスによる正反射光を受け
   ない位置で該水滴からの反射光を受けるように配設され
   た集光レンズと、該レンズで集光された反射光を光電変
   換する光検知器とを備えてなることを特徴とする水滴検
   知装置。