JP2595728Y2 - 雨検出装置 - Google Patents

雨検出装置

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JP2595728Y2
JP2595728Y2 JP1993023065U JP2306593U JP2595728Y2 JP 2595728 Y2 JP2595728 Y2 JP 2595728Y2 JP 1993023065 U JP1993023065 U JP 1993023065U JP 2306593 U JP2306593 U JP 2306593U JP 2595728 Y2 JP2595728 Y2 JP 2595728Y2
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本 俊 央 松
藤 勝 加
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自動車電機工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、雨滴の存在を検知する
ことにより降雨を検出する雨検出装置に係わり、例えば
自動車に搭載されて、降雨時にワイパを自動的に作動さ
せるのに利用される雨検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような雨検出装置を利用し
た自動ワイパ装置としては、例えば実開昭63−696
61号公報に記載されたものがあった。
【0003】すなわち、図4(a)は上記公報に記載さ
れた雨検出装置の雨滴感知部の構造を示すものであっ
て、図に示す雨滴感知部100は、赤外線発光ダイオー
ド101と、フロントガラス102と、フォトトランジ
スタ103とからなり、赤外線発光ダイオード101か
ら発光され、フロントガラス102内に入射してフロン
トガラス102の外面102aで反射した赤外線を前記
フォトトランジスタ103の中心で受光するように配設
してあり、当該フォトトランジスタ103は受光量に応
じた出力を行うようになっている。
【0004】そして、前記フロントガラス102の外面
102aに雨滴Dが付着すると、フロントガラス102
内に入射した赤外線は、当該フロントガラス102と雨
滴Dとの境界面で、雨滴D中に入射する赤外線とフロン
トガラス102中に反射する赤外線とに分かれ、雨滴D
中に入射した赤外線は、さらに雨滴Dの外面において、
空気中に入射する赤外線と雨滴D中に反射する赤外線と
に分かれる。 雨滴D中に反射した赤外線は、フロント
ガラス102と雨滴Dとの境界面およびフロントガラス
102の内面102bにおいて一部を反射することによ
って光量を減じつつ、図中に破線で示すように空気中に
入射する。 このとき、フロントガラス102と雨滴D
との境界面においてフロントガラス102中に反射する
赤外線は、空気と雨滴Dの密度差により雨滴Dの付着前
に較べて光量の少ないものとなるので、前記フォトトラ
ンジスタ103が受ける赤外線の光量が減り、雨滴Dの
付着によってフォトトランジスタ103の出力が低下す
ることになる。
【0005】このような構成の雨滴感知部100は、図
4(b)に示すように、フィルタ110,アンプ11
1,波形整形回路112およびA/Dコンバータ113
を介して、CPU114a,ROM114bおよびRA
M114cを内蔵するワンチップマイコン114に接続
され、雨滴Dの付着によって前記フォトトランジスタ1
03からの出力が、ワイパ装置115の初期動作によっ
てフロントガラス102上の雨滴を図示しないワイパブ
レードが拭い取った直後のフォトトランジスタ103か
らの出力値を前記ワンチップマイコン114のRAM1
14cにメモリさせた基準データ値から図示しない可変
抵抗器によって設定した値を差引いた値よりもさらに低
くなったときに、前記ワンチップマイコン114からワ
イパ装置115にワイパ駆動信号が出力され、これに基
づいてワイパブレードが1往復するようになっている。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の自動ワイパ装置においては、前述のように、フ
ォトトランジスタ103からの出力が初期動作による払
拭直後の基準値より設定値以上低下したときにワイパブ
レードを作動させるようにしており、赤外線発光ダイオ
ード101からの赤外線発光量が常に一定のものとなっ
ているので,車両への搭載時に、フロントガラス102
ごとにそれぞれ異なる赤外線の透過率や反射率に応じた
感度調整(初期設定)が必要であるとともに、このよう
な初期設定を行ったとしても汚れや疵などフロントガラ
ス102の状態によってフォトトランジスタ103の受
光量が安定せず、雨滴の検出感度にばらつきが生じると
いう問題点があり、このような問題点の解消がこの種雨
検出装置における課題となっていた。
【0007】
【考案の目的】本考案は、従来の雨検出装置における上
記課題に着目してなされたものであって、受光手段の受
光量を安定させることができ、とくに感度調整をしなく
てもフロントガラスなどの透明体に付着した雨滴を応答
性良く、しかも高感度に検出することができる雨検出装
置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案に係わる雨検出装
置は、光(可視光線に限定されない)を発する発光手段
と、前記発光手段からの光の一部を反射する透明体と、
前記透明体により反射された発光手段からの光を受けて
受光量に応じた出力を行う受光手段と、前記受光手段に
接続され、当該受光手段からの出力を平均化する第1コ
ンデンサと、前記第1コンデンサに接続され、当該第1
コンデンサからの出力を反転増幅する反転増幅手段と、
前記反転増幅手段を介して第1コンデンサに接続され、
反転増幅された前記第1コンデンサの出力に応じて発光
電源から前記発光手段に引加される電圧を決定する第2
コンデンサと、前記反転増幅手段により反転増幅された
前記第1コンデンサの出力と前記第2コンデンサの出力
とを比較し、比較結果に基づいて信号を出力する比較手
段を備えた構成としたことを特徴としており、好ましい
実施態様としては、前記第2コンデンサと発光電源との
間に、発振器に応じて前記第2コンデンサの出力を断続
させる断続手段を備えた構成としたことを特徴としてお
り、雨検出装置におけるこのような構成を前述した従来
の課題を解決するための手段としている。
【0009】
【考案の作用】本考案に係わる雨検出装置においては、
受光手段に接続された第1コンデンサにより受光手段か
らの出力を平均化することによってノイズを除去すると
ともに、反転増幅手段を介して第1コンデンサに接続さ
れた第2コンデンサが反転増幅された第1コンデンサか
らの出力に応じて発光手段の電圧を決定するようになっ
ている。 すなわち、受光手段からの出力が減少した場
合には、発光手段に加える電圧を増し、発光手段による
発光量を増加させることによって受光手段からの出力が
常に一定となるように、言い換えると受光手段の受光量
が常に一定となるようにフィードバック制御しているの
で、発光手段からの光を受光手段に反射させる透明体の
材質が変わったり、汚れたりすることによって光の透過
率や反射率が変化したとしても受光手段の受光量には変
化がなく、感度調整の必要がなくなる。
【0010】そして、反転増幅された第1コンデンサの
出力と、第2コンデンサにより遅延された出力とを比較
手段によって比較することによって光量の変化率の変化
を検出するようにしているので、前記透明体の表面に付
着した雨滴の検出が応答性良く、高感度に行われること
になる。
【0011】
【実施例】以下、本考案を図面に基づいて具体的に説明
する。
【0012】図1は、本考案の一実施例に係わる雨検出
装置の構成を示すブロック図であって、この実施例にお
いては、当該雨検出装置を自動車のワイパ装置に接続
し、雨滴を検知することによってワイパを自動的に間欠
作動させるようにした例を示すものである。
【0013】図に示す雨検出装置1は、発光手段として
の赤外線発光ダイオード3と、この実施例において透明
体として利用するフロントガラス4により反射された前
記発光ダイオード3からの赤外線を受光し、受光量に応
じた出力を行う受光手段としての赤外フォトダイオード
5を備えた雨滴感知部2と、雨滴感知部2の赤外フォト
ダイオード5に接続されて当該フォトダイオード5から
の出力を増幅する増幅回路6と、増幅回路6を介して赤
外フォトダイオード5に接続され増幅された前記フォト
ダイオード5からの出力を平均化する第1コンデンサ7
と、第1コンデンサ7に接続されて当該第1コンデンサ
7からの出力を反転増幅する反転増幅回路8(反転増幅
手段)と、反転増幅回路8に接続され反転増幅された前
記第1コンデンサ7からの出力に応じて発光電源10を
介して雨滴感知部2の赤外線発光ダイオード3に引加す
る電圧を決定する第2コンデンサ9と、前記反転増幅回
路8により反転増幅された第1コンデンサ7からの出力
と第2コンデンサ9の出力を比較し、第2コンデンサ9
からの出力よりも反転増幅された第1コンデンサ7から
の出力の方が大きいときに、ワイパ装置Wに対してワイ
パ駆動信号を出力する比較回路11(比較手段)を備え
ているとともに、この実施例では、前記第2コンデンサ
9と発光電源10との間に断続回路12(断続手段)が
接続されており、発振器13からの所定周波数のパルス
に基づいて第2コンデンサ9からの出力を断続させるこ
とによって発光電源10から前記赤外線発光ダイオード
3にパルス電圧を引加して当該発光ダイオード3を高速
点滅させるようにしており、これによって赤外線発光ダ
イオード3からの光を太陽光などの外乱光と区別するよ
うになっている。
【0014】前記雨滴感知部2は、図2に示すように、
赤外線発光ダイオード3と赤外フォトダイオード5とを
フロントガラス4の直下の車室内側に備えるとともに、
この実施例においては前記赤外線発光ダイオード3とフ
ロントガラス4の間に凸レンズ3aが配設され、赤外線
発光ダイオード3からの赤外線が集光されるようにして
ある。
【0015】これら赤外線発光ダイオード3および赤外
フォトダイオード5は、図2に示すように、当該赤外線
発光ダイオード3から発せられ、凸レンズ3aにより収
束されながらフロントガラス4の外面4aにおいて反射
した赤外線が車室内に入射し、赤外フォトダイオード5
の中央部に集光されるように配設されており、フロント
ガラス4の外面4aに雨滴が付着していないこの状態に
おいて当該フォトダイオード5からの出力が最大となる
ようにしてある。
【0016】前記赤外フォトダイオード5からの出力
は、図1に示す増幅回路6において増幅され、第1コン
デンサ7によって平均化されたのち、反転増幅回路8に
おいて反転増幅され、反転増幅回路8からの出力は、比
較回路11および第2コンデンサ9に入力され、当該比
較回路11において、遅れの生じた第2コンデンサ9か
らの出力と比較されるが、フロントガラス4の外面4a
に雨滴が付着していない状態においては前記フォトダイ
オード5からの出力変化がなく、反転増幅回路8からの
出力値と第2コンデンサ9からの出力値との間に差がな
いので比較回路11からの信号出力はない。
【0017】この状態において、フロントガラス4の外
面4aに雨滴Dが付着すると、図3に示すように、フロ
ントガラス4と雨滴Dとの境界面において雨滴D中に入
射する赤外線量が多くなり、境界面においてフロントガ
ラス4中に反射して車室内に入射する赤外線量が少なく
なって、赤外フォトダイオード5からの出力が減少す
る。 赤外フォトダイオード5からの出力が減少する
と、第1コンデンサ7からの出力が低下し、これを反転
させた反転増幅回路8からの出力が増加するので、当該
反転増幅回路8の出力値は、遅延させた第2コンデンサ
9からの出力値よりも大きなものとなるので、比較回路
11からワイパ駆動信号が出力され、これに基づいてワ
イパ装置Wが作動し、ワイパブレードが1往復する。
【0018】そして、第2コンデンサ9の出力が増加す
ると、発光電源10から赤外線発光ダイオード3に引加
される電圧が増加されることから当該発光ダイオード3
からの赤外線発光量が増し、赤外フォトダイオード5の
受光量が雨滴Dの付着前と同じレベルに戻ることにな
る。 このとき、赤外フォトダイオード5からの出力が
増加し、反転増幅回路8からの出力値と第2コンデンサ
9からの出力値との間に差が生じるが、第2コンデンサ
9からの出力値の方が大きくなるので、比較回路11か
らワイパ駆動信号は出力されない。
【0019】なお、この実施例においては、当該雨検出
装置を自動車のワイパ装置に接続し、雨滴を受け、光を
反射させる透明体として自動車のフロントガラスを利用
した例を示したが、フロントガラスとは別体のガラスや
アクリル板などを使用して、自動車の屋根やボンネット
上に配置することもできる。 また、当該雨検出装置は
自動車の自動ワイパ装置のみならず、例えば、降雨時に
住宅や温室などの天窓を自動的に閉鎖するのに利用する
こともできる。
【0020】
【考案の効果】以上説明したように、本考案に係わる雨
検出装置は、上記構成、とくに反転増幅手段を介して第
1コンデンサに接続され、反転増幅された第1コンデン
サの出力に応じて発光手段の電圧を決定する第2コンデ
ンサを備えるとともに、反転増幅された第1コンデンサ
の出力と前記第2コンデンサの出力とを比較し、比較結
果に基づいて信号を発生する比較手段を備えたものであ
って、受光手段の受光量が常に一定となるように発光手
段の発光量を制御しているので、フロントガラスなどの
透明体の材質を変えたり、透明体が汚れたりした場合で
も感度調整の必要がなく、また、第1コンデンサと第2
コンデンサによって光量の変化率の変化を検出するよう
にしているので、透明体の表面に付着した雨滴を応答性
良く、高感度に検出することができるという優れた効果
をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例に係わる雨検出装置の構成を
説明するブロック図である。
【図2】図1に示した雨検出装置の雨滴感知部の構造お
よび光路を示す概略説明図である。
【図3】図2に示した雨滴感知部に雨滴が付着した場合
の光路を示す概略説明図である。
【図4】(a) 従来の雨検出装置における雨滴感知部
の構造および光路を示す概略説明図である。 (b) 従来の雨検出装置の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 雨検出装置 3 赤外線発光ダイオード(発光手段) 4 ウインドガラス(透明体) 5 赤外フォトダイオード(受光手段) 7 第1コンデンサ 8 反転増幅回路(反転増幅手段) 9 第2コンデンサ 10 発光電源 11 比較回路(比較手段) 12 断続回路(断続手段) 13 発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を発する発光手段と、 前記発光手段からの光の一部を反射する透明体と、 前記透明体により反射された発光手段からの光を受けて
    受光量に応じた出力を行う受光手段と、 前記受光手段に接続され、当該受光手段からの出力を平
    均化する第1コンデンサと、 前記第1コンデンサに接続され、当該第1コンデンサか
    らの出力を反転増幅する反転増幅手段と、 前記反転増幅手段を介して第1コンデンサに接続され、
    反転増幅された前記第1コンデンサの出力に応じて発光
    電源から前記発光手段に引加される電圧を決定する第2
    コンデンサと、 前記反転増幅手段により反転増幅された前記第1コンデ
    ンサの出力と前記第2コンデンサの出力とを比較し、比
    較結果に基づいて信号を出力する比較手段を備えたこと
    を特徴とする雨検出装置。
  2. 【請求項2】 前記第2コンデンサと発光電源との間
    に、発振器に応じて前記第2コンデンサの出力を断続さ
    せる断続手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の
    雨検出装置。
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