JPH0682549U - 雨検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光手段の受光量を安定させることができ、
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。 【構成】 反転増幅手段８を介して第１コンデンサ７に
接続され、反転増幅された第１コンデンサ７の出力に応
じて発光手段３の電圧を決定する第２コンデンサ９を設
けるとともに、反転増幅された第１コンデンサ７の出力
と前記第２コンデンサ９の出力とを比較して信号を発生
する比較手段１１を設ける。

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６３−６９６６１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１０ １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１０ ３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１ １０，アンプ１１１，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ＲＡＭ１１４ｃ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１ ０３からの出力値を前記ワンチップマイコン１１４のＲＡＭ１１４ｃ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１ １５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１ １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

Claims (2)

【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。