JP2001166064A - Raindrop sensing device using light - Google Patents

Raindrop sensing device using light

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JP2001166064A
JP2001166064A JP34514399A JP34514399A JP2001166064A JP 2001166064 A JP2001166064 A JP 2001166064A JP 34514399 A JP34514399 A JP 34514399A JP 34514399 A JP34514399 A JP 34514399A JP 2001166064 A JP2001166064 A JP 2001166064A
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JP
Japan
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signal
light
raindrop
unit
external light
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JP34514399A
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Japanese (ja)
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Takahiro Shoda
隆博 荘田
Junya Tanigawa
純也 谷川
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光側の周波数が車両の特性等によって変わ
っても、内部回路を変更することなく、その発光側の周
波数に応じて外因光をカットできて正確に雨滴に対応す
る信号成分のみを検出できる光を用いた雨滴感知装置を
得る。 【解決手段】 発振部21からのパルス信号によって雨
滴センサの発光素子22a、22bを駆動して受光素子
23a、23bに受光させ、外光光量信号生成部25が
この受光信号を雨滴信号とし、この雨滴信号に発振部の
パルス信号の反転信号を同期させて雨滴信号から外光成
分の電圧を抽出して保持する。そして、雨滴量信号抽出
部26がこの外光成分の電圧と受光素子が受光した雨滴
信号の電圧差を得る。
(57) [Summary] [Problem] Even if the frequency on the light emitting side changes due to the characteristics of the vehicle, etc., external light can be cut off according to the frequency on the light emitting side without changing the internal circuit, and it can respond to raindrops accurately. To obtain a raindrop sensing device using light capable of detecting only a signal component to be changed. SOLUTION: A light emitting element 22a, 22b of a raindrop sensor is driven by a pulse signal from an oscillating section 21 to be received by light receiving elements 23a, 23b, and an external light quantity signal generating section 25 sets the received light signal as a raindrop signal. The voltage of the external light component is extracted from the raindrop signal and held by synchronizing the inverted signal of the pulse signal of the oscillation unit with the raindrop signal. Then, the raindrop amount signal extraction unit 26 obtains the voltage difference between the voltage of the external light component and the raindrop signal received by the light receiving element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光を用いた雨滴感知
装置に関し、特にパルス光で雨滴を検知する雨滴センサ
を外に設けたときに、外光成分を完全に除去して真の受
光信号成分(雨滴量)のみを抽出する光を用いた雨滴感
知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a raindrop sensing device using light, and more particularly to a true light receiving signal by completely removing an external light component when a raindrop sensor for detecting raindrops by pulse light is provided outside. The present invention relates to a raindrop sensing device using light for extracting only a component (raindrop amount).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年は、自動車のワイパーを間欠動作さ
せるために光学式の雨滴センサを用いるものもある。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical raindrop sensor has been used for intermittently operating a wiper of an automobile.

【0003】例えば、図8に示す平4ー38609号の
特許公報のワイパー駆動装置においては、発振器1によ
って発光素子2からのパルス光がパルス変調され、これ
が受光素子4によって受光される。
For example, in a wiper driving apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-38609 shown in FIG. 8, a pulse light from a light emitting element 2 is pulse-modulated by an oscillator 1 and received by a light receiving element 4.

【0004】そして、受光素子4からの受光信号をバン
ドパスフィルタ5が変調波だけを通過させ、増幅器6を
介して検波器7に入力させ検波器7が包絡線検波する。
[0004] The bandpass filter 5 passes only the modulated wave from the light receiving signal from the light receiving element 4, and inputs the modulated wave to the detector 7 via the amplifier 6, and the detector 7 performs envelope detection.

【0005】この包絡線検波された雨滴信号がバンドパ
スフィルタ8に入力し、このバンドパスフィルタ8によ
ってパルス変調によるリップルを除去する。
The envelope-detected raindrop signal is input to a bandpass filter 8 which removes ripples due to pulse modulation.

【0006】このバンドパスフィルタ8はアクティブフ
ィルタであり、レベル反転した出力を得るようにしてい
る。
The band pass filter 8 is an active filter, and obtains an output whose level is inverted.

【0007】また、検波器7からの雨滴信号は、ローパ
スフィルタ9に同時に入力し、このローパスフィルタ9
によって雨滴信号のレベルが平均化され、コンパレータ
10によって感度低下検出用基準値L2と比較される。
[0007] The raindrop signal from the detector 7 is simultaneously input to a low-pass filter 9.
The level of the raindrop signal is averaged by the comparator 10, and the average is compared by the comparator 10 with the reference value L <b> 2 for detecting a decrease in sensitivity.

【0008】そして、コンパレータ10からの比較結果
及びバンドパスフィルタ8からの出力が積分器11(ス
イッチS3、抵抗R、積分器12からなる)に入力す
る。
[0008] The comparison result from the comparator 10 and the output from the bandpass filter 8 are input to an integrator 11 (comprising a switch S3, a resistor R, and an integrator 12).

【0009】つまり、コンパレータ10の比較結果でV
cc→R→積分器12のルートを選択できるようにする
ことによって、センサ感度が正常であればバンドパスフ
ィルタ8の出力を積分器12に直接入力して雨滴量に比
例したワイパー制御をさせている。
That is, the comparison result of the comparator 10
By allowing the route of cc → R → integrator 12 to be selected, if the sensor sensitivity is normal, the output of the band-pass filter 8 is directly input to the integrator 12 to perform wiper control in proportion to the amount of raindrops. I have.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワイパー駆動装置は、外因光のカットのために、発光素
子を用いてパルス発光させ、これを受光素子で受光した
後に、バンドパスフィルタ5によってパルス変調による
リップルを除去させたり、バンドパスフィルタ9によっ
て平滑及びバンドパスフィルタ8によってレベル反転し
た出力を得ている。
However, the conventional wiper driving device emits a pulse using a light emitting element to cut off external light, and after receiving the pulse with a light receiving element, the band pass filter 5 applies a pulse. An output whose ripple due to modulation is removed or whose level is inverted by the band-pass filter 8 and smoothed by the band-pass filter 9 is obtained.

【0011】このため、発光側の発振器1の出力信号の
周波数を変えて、発光素子からのパルス光の周波数を変
化させると、全てのバンドパスフィルタを変更しなけれ
ば外因光をカットできあくなるという課題があった。
For this reason, if the frequency of the pulse signal from the light emitting element is changed by changing the frequency of the output signal of the oscillator 1 on the light emitting side, external light cannot be cut unless all bandpass filters are changed. There was a problem that.

【0012】また、発光側の発振器1の出力信号の周波
数を変えて、発光素子からのパルス光の周波数を変化さ
せると、全てのバンドパスフィルタをその都度変更して
外因光をカットしなければならないさせなければならな
いので、コスト高になるという課題があった。
If the frequency of the pulse signal from the light emitting element is changed by changing the frequency of the output signal of the oscillator 1 on the light emitting side, all band pass filters must be changed each time to cut off the external light. There is a problem that the cost must be increased because it must be avoided.

【0013】本発明は以上の課題を解決するためになさ
れたもので、発光側の周波数が車両の特性等によって変
わっても、内部回路を変更することなく、その発光側の
周波数に応じて外因光をカットできて正確に雨滴に対応
する信号成分のみを検出できる光を用いた雨滴感知装置
を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Even if the frequency of the light emitting side changes due to the characteristics of the vehicle or the like, the external circuit can be changed according to the frequency of the light emitting side without changing the internal circuit. An object of the present invention is to provide a raindrop sensing device using light that can cut light and accurately detect only a signal component corresponding to a raindrop.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の光を用いた雨滴
感知装置は、発光素子と受光素子とを対向させて雨滴を
光学的に検出可能に設けられた雨滴センサと、この雨滴
センサの発光素子に所定周期のパルス信号を送出して発
光素子からパルス信号に対応するパルス光を発射させる
と共に、パルス信号の反転信号を送出する発振部と、雨
滴センサの受光素子のパルス光に対応する受光信号に、
発振部からのパルス信号の反転信号を同期させて、受光
信号のLレベルを抽出すると共に、このLレベルの電圧
を受光素子が受光した外光成分として保持する外光光量
信号生成部と、雨滴センサの受光素子のパルス光に対応
する受光信号の電圧と外光光量信号生成部で保持された
外光成分の電圧との差を受光素子が受光した真の雨滴量
電圧として抽出する雨滴量信号抽出部とを備えたことを
要旨とする。
A raindrop sensing device using light according to the present invention comprises a raindrop sensor provided with a light-emitting element and a light-receiving element opposed to each other so as to be capable of optically detecting raindrops. The oscillator emits a pulse signal corresponding to the pulse signal from the light emitting element by transmitting a pulse signal of a predetermined period to the light emitting element, and corresponds to the oscillating unit for transmitting an inverted signal of the pulse signal, and the pulse light of the light receiving element of the raindrop sensor. In the received light signal,
Synchronizing the inverted signal of the pulse signal from the oscillating unit to extract the L level of the light receiving signal, and generating an external light quantity signal generating unit for holding this L level voltage as an external light component received by the light receiving element; A raindrop signal that extracts the difference between the voltage of the light receiving signal corresponding to the pulsed light of the light receiving element of the sensor and the voltage of the external light component held by the external light quantity signal generating unit as the true raindrop voltage received by the light receiving element The gist of the present invention is that an extraction unit is provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明の光を用いた雨滴感
知装置の概略構成図である。図1に示す雨滴感知装置2
0は、発振部21からの所定周波数のパルス信号を発光
部22(発光素子22a、22b)に送出させ、この発
光部22からのパルス信号に対応するLED光を受光部
23(受光素子23a、23b)で受光させる。この受
光部23と発光部22(総称して雨滴センサという)
は、本装置が車両のワイパー駆動のための雨滴を感知に
用いる場合は、フロントガラスのバックミラーの裏側に
取り付ける。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic structural view of a raindrop detecting device using light according to the present invention. Raindrop sensing device 2 shown in FIG.
0 causes a pulse signal of a predetermined frequency from the oscillating unit 21 to be transmitted to the light emitting unit 22 (the light emitting elements 22a and 22b), and the LED light corresponding to the pulse signal from the light emitting unit 22 is transmitted to the light receiving unit 23 (the light receiving elements 23a and 23b). At 23b), light is received. The light receiving section 23 and the light emitting section 22 (collectively referred to as a raindrop sensor)
When this device is used for sensing raindrops for driving a wiper of a vehicle, it is attached to the rear side of the rearview mirror of the windshield.

【0016】そして、受光部23からの受光信号を雨滴
信号(外光量と雨滴量含む)として増幅部24が入力し
て増幅して後段の外光光量信号生成部25及び雨滴量信
号抽出部26に送出する。
The light receiving signal from the light receiving unit 23 is input as a raindrop signal (including an external light amount and a raindrop amount) to an amplifying unit 24, which amplifies and amplifies the signal. To send to.

【0017】前述の発振部21はフリップフロップ等に
よって構成され、正論理出力を発光部22への変調パル
ス信号として送出すると共に、これを後述するアナログ
スイッチSWBに送出している。
The oscillating section 21 is constituted by a flip-flop or the like, and sends a positive logic output as a modulated pulse signal to the light emitting section 22 and sends it to an analog switch SWB described later.

【0018】また、発振部21はパルス信号の反転信号
を外光光量信号生成部25に送出している。
The oscillating section 21 sends an inverted signal of the pulse signal to the external light quantity signal generating section 25.

【0019】外光光量信号生成部25は、発振部21か
らのパルス信号の反転信号及び増幅部24からの雨滴信
号を入力し、反転したパルス信号に同期した雨滴信号の
成分を外光量信号(パルス)として抽出し、この抽出に
伴う外光量信号を所定の直流レベルにして蓄積する。
The external light quantity signal generating section 25 receives the inverted signal of the pulse signal from the oscillating section 21 and the raindrop signal from the amplifying section 24, and converts the component of the raindrop signal synchronized with the inverted pulse signal into the external light quantity signal ( Pulse), and the external light quantity signal accompanying this extraction is stored at a predetermined DC level.

【0020】雨滴量信号抽出部26は、増幅部24から
の雨滴信号と、外光信号生成部25で得られた直流レベ
ルの外光量信号との差を、真の雨滴量信号として抽出す
る。
The raindrop amount signal extraction unit 26 extracts a difference between the raindrop signal from the amplification unit 24 and the DC level external light amount signal obtained by the external light signal generation unit 25 as a true raindrop amount signal.

【0021】この雨滴量信号抽出部26の出力には、発
振部21からのパルス信号によって開閉するアナログス
イッチSWBが接続され、このアナログスイッチSWB
の出力には平滑部27が接続されている。
The output of the raindrop amount signal extraction unit 26 is connected to an analog switch SWB which is opened and closed by a pulse signal from the oscillation unit 21.
Is connected to a smoothing unit 27.

【0022】また、平滑部27の出力には、スイッチ部
28からのオンオフ信号によって開閉するアナログスイ
ッチSWCが接続されている。
The output of the smoothing unit 27 is connected to an analog switch SWC that opens and closes according to an on / off signal from a switch unit 28.

【0023】さらに、スイッチ部28からのオンオフ信
号と外光信号生成部25で生成された直流レベルの外光
量信号を入力し、この外光量信号が所定レベル以上のと
きに閉路状態となって、スイッチ部28のスイッチSW
1が押下されてもこの押下信号を無効にさせるアナログ
スイッチSWDが設けられている。
Further, an on / off signal from the switch unit 28 and a DC level external light amount signal generated by the external light signal generating unit 25 are input. When the external light amount signal is equal to or higher than a predetermined level, the circuit is closed. Switch SW of switch section 28
An analog switch SWD is provided to invalidate the pressing signal even when 1 is pressed.

【0024】さらに、前述のアナログスイッチSWCの
出力には、Vcc電源に接続されたプルアップ抵抗Ro
が設けられている。
Further, the output of the analog switch SWC is connected to a pull-up resistor Ro connected to the Vcc power supply.
Is provided.

【0025】(各部の詳細)増幅部24は、受光部23
の各受光素子23a、23bのアノードに一方を接続
し、他方をアースに接続した抵抗R1と、この抵抗R1
に接続されてアンプAPM1のプラス入力に接続された
抵抗R2と、アースに一方を接続しアンプAMP1のマ
イナス入力に接続された抵抗R3と、アンプAMP1の
フィードバック抵抗R4、VR1とから構成され、受光
部23からの受光信号を増幅した雨滴信号eとして外光
光量信号生成部25及び雨滴量信号抽出部26に送出す
る。
(Details of Each Unit) The amplification unit 24 includes a light receiving unit 23
And a resistor R1 having one connected to the anode of each of the light receiving elements 23a and 23b and the other connected to ground.
And a resistor R2 connected to the plus input of the amplifier APM1, a resistor R3 connected to the ground and connected to the minus input of the amplifier AMP1, and feedback resistors R4 and VR1 of the amplifier AMP1. The received light signal from the section 23 is sent out as an amplified raindrop signal e to the external light quantity signal generation section 25 and the raindrop quantity signal extraction section 26.

【0026】外光光量信号生成部25は、発振部21か
らの発光部22を駆動するための反転したパルス信号a
を抵抗R5、R6、ダイオードD1、コンデンサC1で
1パルス分遅延及び波形整形した信号を外光抽出信号と
してアナログスイッチSWAに送出させる。
The external light intensity signal generation unit 25 generates an inverted pulse signal a for driving the light emitting unit 22 from the oscillation unit 21.
Is delayed by one pulse and shaped by the resistors R5 and R6, the diode D1, and the capacitor C1 and the signal is sent to the analog switch SWA as an external light extraction signal.

【0027】このアナログスイッチSWAは、入力に増
幅部24からの雨滴信号を入力し、オンオフ制御端子に
外光抽出信号を入力している。
The analog switch SWA receives as input a raindrop signal from the amplifier 24 and an on / off control terminal for an external light extraction signal.

【0028】すなわち、発光部22から光の発射を停止
したときに得られる外光信号のみをアナログスイッチS
WAの制御で抽出している。
That is, only the external light signal obtained when the emission of light from the light emitting section 22 is stopped is converted to the analog switch S
It is extracted under the control of WA.

【0029】そして、この外光信号をコンデンサC2に
充電させることによって、直流レベルの外光光量信号を
得ている。
The external light signal is charged in the capacitor C2 to obtain a DC level external light quantity signal.

【0030】雨滴量信号抽出部26は、増幅部24から
の雨滴信号eを抵抗R8、R9を介してアンプAMP2
のプラス入力に入力する。マイナス入力にフィードバッ
ク抵抗R10を接続している。
The raindrop amount signal extraction unit 26 converts the raindrop signal e from the amplification unit 24 into an amplifier AMP2 via resistors R8 and R9.
To the plus input of. The feedback resistor R10 is connected to the minus input.

【0031】また、このマイナス入力には抵抗R7の一
方を接続し、その他方をコンデンサC2及び外光光量信
号生成部25のアナログスイッチSWAの出力、並びに
抵抗R11、R12に接続している。
One terminal of the resistor R7 is connected to the negative input, and the other terminal is connected to the capacitor C2, the output of the analog switch SWA of the external light intensity signal generator 25, and the resistors R11 and R12.

【0032】平滑部27は、アナログスイッチSWBを
有し、ダイオードD2のアノードをアナログスイッチS
WBの出力に接続している。また、ダイオードD2のカ
ソードをコンデンサC3、抵抗R13からなる平滑回路
に接続している。
The smoothing section 27 has an analog switch SWB. The anode of the diode D2 is connected to the analog switch SWB.
Connected to WB output. Further, the cathode of the diode D2 is connected to a smoothing circuit including a capacitor C3 and a resistor R13.

【0033】さらに、スイッチ部28は、スイッチSW
1と抵抗R14、コンデンサC5と直列接続している。
このスイッチSW1の一方は電源Vccに接続され、コ
ンデンサC5の他方はアースに接続されている。
Further, the switch unit 28 includes a switch SW
1 and a resistor R14 and a capacitor C5 are connected in series.
One of the switches SW1 is connected to the power supply Vcc, and the other of the capacitor C5 is connected to the ground.

【0034】上記のように構成された光を用いた雨滴感
知装置20について図2、図3のタイミングチャートを
用いて説明する。
The raindrop sensing device 20 using the light configured as described above will be described with reference to the timing charts of FIGS.

【0035】(雨が降っていないときの動作)例えば、
図2に示すように、発振部21からのパルス信号aが出
力されると、このパルス信号に対応する発光パルスcが
発光部22から発射される。
(Operation when it is not raining) For example,
As shown in FIG. 2, when a pulse signal a is output from the oscillation unit 21, a light emission pulse c corresponding to the pulse signal is emitted from the light emission unit 22.

【0036】このとき、発振部21からパルス信号aを
反転させた反転信号が外光光量信号生成部25の抵抗R
5、R6、コンデンサC1、ダイオードD1を介して外
光抽出信号fとしてアナログスイッチSWAの制御端子
に入力する。
At this time, an inverted signal obtained by inverting the pulse signal a from the oscillation unit 21 is output from the resistance R of the external light amount signal generation unit 25.
5, R6, the capacitor C1, and the diode D1 are input to the control terminal of the analog switch SWA as the external light extraction signal f.

【0037】また、発光部22からの発光パルスcは受
光部23によって受光される。この受光に伴って外光が
受光される。
The light emitting pulse c from the light emitting section 22 is received by the light receiving section 23. External light is received along with this light reception.

【0038】このため、図2に示すように外光Qiに実
際の受光信号Piが畳重した受光信号dとなる。
Therefore, as shown in FIG. 2, a light receiving signal d is obtained by superimposing the actual light receiving signal Pi on the external light Qi.

【0039】そして、この受光信号dが増幅部24によ
って増幅され、増幅した受光信号Pih(外光も増幅さ
れるQih)となる。
The light receiving signal d is amplified by the amplifying unit 24, and becomes an amplified light receiving signal Pih (Qih in which external light is also amplified).

【0040】また、前述の外光抽出信号f(Hレベル)
が入力する毎に、アナログスイッチSWAはオン状態と
なる。
The above-mentioned external light extraction signal f (H level)
Is input, the analog switch SWA is turned on.

【0041】つまり、発振部21のパルス信号aに外光
抽出信号fが同期していることになるから増幅された受
光信号eの内で外光レベルQihのみが順次抽出される
ことになる。
That is, since the external light extraction signal f is synchronized with the pulse signal a of the oscillation section 21, only the external light level Qih is sequentially extracted from the amplified light receiving signal e.

【0042】この外光レベルQihが得られる毎に、コ
ンデンサC2に充電される。また、外光抽出信号fがL
レベルになる毎にSWAが開くので、コンデンサC2か
らは放電電流が抵抗R11、R12を介して流れる。こ
のため、図2に示すようにSWAの出力は、コンデンサ
C2の放電電圧Cpiと外光レベルQihとによって直
流レベルとなる。つまり、外光量に応じた直流レベルの
電圧を得るこができている。
Each time the external light level Qih is obtained, the capacitor C2 is charged. When the external light extraction signal f is L
Since the SWA is opened each time the level becomes high, a discharge current flows from the capacitor C2 via the resistors R11 and R12. Therefore, as shown in FIG. 2, the output of the SWA becomes a DC level due to the discharge voltage Cpi of the capacitor C2 and the external light level Qih. That is, a DC level voltage corresponding to the external light amount can be obtained.

【0043】この外光量信号gが雨滴量信号抽出部26
の作動アンプ(APM2、R7、R8、R9、R10)
に入力する。
The external light quantity signal g is used as the raindrop quantity signal extraction unit 26.
Operating amplifier (APM2, R7, R8, R9, R10)
To enter.

【0044】すなわち、図2に示すように増幅部24か
らの増幅された受光信号e(Pih、Qih)と外光量
信号gとの差(PHi=PihーCpi)を求めること
によって図2に示すような外光成分を完全に除去した信
号hを得る。
That is, as shown in FIG. 2, the difference (PHi = Pih-Cpi) between the amplified light receiving signal e (Pih, Qih) from the amplifying unit 24 and the external light amount signal g is obtained as shown in FIG. The signal h from which such external light components are completely removed is obtained.

【0045】また、図3に示すように発振部21のパル
ス信号aは、SWBの制御信号として送出されている。
このため、発光パルスc(Hレベル)に同期した雨滴量
信号抽出部26が抽出した真の受光信号成分のみの信号
h(PHi)がSWBの出力となる。
As shown in FIG. 3, the pulse signal a of the oscillating unit 21 is sent out as a SWB control signal.
For this reason, the signal h (PHi) of only the true light receiving signal component extracted by the raindrop amount signal extracting unit 26 synchronized with the light emission pulse c (H level) becomes the output of the SWB.

【0046】そして、平滑部27のダイオードD2の電
圧降下による信号h(PHi´)がコンデンサC3、抵
抗R13によって平滑される。つまり、真の受光信号成
分のみの直流レベル信号k(PHi´´)をアナログス
イッチSWCに送出する。
Then, the signal h (PHi ') caused by the voltage drop of the diode D2 of the smoothing section 27 is smoothed by the capacitor C3 and the resistor R13. That is, the DC level signal k (PHi ″) including only the true light receiving signal component is transmitted to the analog switch SWC.

【0047】このとき、スイッチ部28のスイッチSW
1がオフ状態であれば、SWCは開路状態であるから図
3に示すように、その出力はVccレベルとなる。
At this time, the switch SW of the switch unit 28
If 1 is in the OFF state, the output of the SWC is at the Vcc level as shown in FIG. 3 since the SWC is in the open circuit state.

【0048】このプルアップ抵抗Rpを設けているの
は、ワイパー制御部30の入力回路が図4に示すように
抵抗R15、R16、VR2、アンプAMP3等からな
るコンパレータを形成し、このコンパレータが基準値よ
り雨滴量信号の電圧が低下しているとき(雨が降ったと
判定している)に、コンパレータの出力でトランジスタ
Q1をオンさせる回路であり、また、ワイパー側がこの
トランジスタQ1のオンオフでリレー31を動作させて
ワイパーモータMを駆動してワイパー33を動作させる
ようにしている場合とする。
The reason why the pull-up resistor Rp is provided is that the input circuit of the wiper control unit 30 forms a comparator composed of resistors R15, R16, VR2, an amplifier AMP3 and the like as shown in FIG. When the voltage of the raindrop amount signal is lower than the value (it is determined that it has rained), the transistor Q1 is turned on by the output of the comparator. Is operated to drive the wiper motor M to operate the wiper 33.

【0049】一方、スイッチ部28のスイッチSW1は
手動によってオンオフされるものであるから、晴天にお
いてもオン状態にされる。
On the other hand, since the switch SW1 of the switch section 28 is manually turned on and off, it is turned on even in fine weather.

【0050】この晴天においてSW1がオン状態にされ
ると、図5に示すように、SWCの出力はプルアップ抵
抗RDによってHレベルに上がる。そして、スイッチ部
28の出力がコンデンサC5の充電によってゆっくりと
立ち上がったときに、平滑部27の出力レベルPhiに
なる。
When the switch SW1 is turned on in this fine weather, the output of the switch SWC rises to the H level by the pull-up resistor RD as shown in FIG. When the output of the switch unit 28 rises slowly due to the charging of the capacitor C5, the output level of the smoothing unit 27 becomes Phi.

【0051】(雨が降ったときの動作)次に、雨が降っ
たときの動作を説明する。図2に示すように雨(W)が
降って来ると、受光部23での受光量は減衰する。この
受光信号dを雨滴信号d(Pp)と称する。増幅部24
の出力は図2においては外光レベルをQph、雨滴レベ
ルをPphとしている。
(Operation when it rains) Next, the operation when it rains will be described. As shown in FIG. 2, when rain (W) falls, the amount of light received by the light receiving unit 23 is attenuated. This light receiving signal d is referred to as a raindrop signal d (Pp). Amplifier 24
In FIG. 2, the external light level is Qph and the raindrop level is Pph in FIG.

【0052】このとき、外光量信号生成部25には発振
部21からパルス信号aの反転信号bに基づく外光抽出
信号fがSWAに送出され、この外光抽出信号fに同期
して閉開している。
At this time, an external light extraction signal f based on the inverted signal b of the pulse signal a is sent to the SWA from the oscillation unit 21 to the external light signal generation unit 25, and is closed and opened in synchronization with the external light extraction signal f. are doing.

【0053】このため、図2に示すように、この外光レ
ベルQphが得られる毎に、コンデンサC2に充電され
る。また、外光抽出信号fがLレベルになる毎にSWA
が開くので、コンデンサC2からは放電電流が抵抗R1
1、R12を介して流れる。
Therefore, as shown in FIG. 2, every time the external light level Qph is obtained, the capacitor C2 is charged. Each time the external light extraction signal f becomes L level, SWA
Is opened, the discharge current flows from the capacitor C2 to the resistor R1.
1. Flow through R12.

【0054】このコンデンサC2、抵抗R11、R12
を総称して外光量保持回路と称する。
This capacitor C2, resistors R11 and R12
Are collectively called an external light amount holding circuit.

【0055】このため、図2に示すようにSWAの出力
は、コンデンサC2の放電電圧Cphと外光レベルQp
hとによって直流レベルとなる。つまり、雨時の外光量
に応じた直流レベルの電圧を得るこができている。
For this reason, as shown in FIG. 2, the output of the SWA is determined by the discharge voltage Cph of the capacitor C2 and the external light level Qp.
h and the DC level. That is, it is possible to obtain a DC-level voltage corresponding to the amount of external light during rain.

【0056】この外光量信号gが雨滴量信号抽出部26
の作動アンプ(APM2、R7、R8、R9、R10)
に入力する。
The external light quantity signal g is used as the raindrop quantity signal extraction unit 26.
Operating amplifier (APM2, R7, R8, R9, R10)
To enter.

【0057】すなわち、図2に示すように増幅部24か
らの増幅された受光信号e(Pph、Qph)と雨時の
外光量信号gとの差(PPH=PphーCph)を求め
ることによって図2に示すように雨時における外光成分
を完全に除去した信号hを得ることが可能となる。
That is, as shown in FIG. 2, the difference (PPH = Pph-Cph) between the amplified light receiving signal e (Pph, Qph) from the amplifying unit 24 and the external light amount signal g during rain is obtained. As shown in FIG. 2, it is possible to obtain a signal h from which external light components during rain have been completely removed.

【0058】一方、雨になると、図3に示すように、ス
イッチ部28のスイッチSW1がオンにされる。これに
よって、VccがコンデンサC5に充電されてゆっくり
と立ち上がったワイパーオン信号mを送出する。
On the other hand, when it rains, the switch SW1 of the switch unit 28 is turned on as shown in FIG. As a result, Vcc is charged in the capacitor C5, and the wiper-on signal m which rises slowly is transmitted.

【0059】このとき、外光量信号生成部25の抵抗R
11、R12の分圧点の電位である外光レベルg(Cp
h、Qph)は、雨時には低下しているからSWDは開
路している。このため、図3に示すように、ワイパーオ
ン信号mはHレベルを維持してSWCを閉路(オン)さ
せる。
At this time, the resistance R of the external light amount signal
11, the external light level g (Cp
h, Qph) decrease during rain, so the SWD is open. For this reason, as shown in FIG. 3, the wiper-on signal m maintains the H level to close (turn on) the SWC.

【0060】すなわち、プルアップ抵抗Rpと平滑部2
7の抵抗R13によってVccが無視できる電位となる
から図3に示すように、雨時の雨滴量信号である直流レ
ベル信号k(Pph´´:スイッチSW1オフ時より低
下)が後段のワイパー制御部30に送出されることにな
る。
That is, the pull-up resistor Rp and the smoothing unit 2
7, the Vcc becomes a negligible potential due to the resistor R13. As shown in FIG. 3, a DC level signal k (Pph ″: lower than when the switch SW1 is turned off), which is a raindrop amount signal during rain, is provided in the subsequent wiper control unit. 30.

【0061】このため、この真の雨滴量信号である直流
レベル信号k(Pph´´)に応じてワイパー33が駆
動される。従って、雨滴量に応じて精度のよい制御が行
われる。
For this reason, the wiper 33 is driven according to the DC level signal k (Pph ″) that is the true raindrop amount signal. Therefore, accurate control is performed according to the amount of raindrops.

【0062】すなわち、発光素子を駆動する発光部から
のパルス信号の反転信号に同期させて受光素子が受光し
た雨滴信号から外光成分を抽出しているので、何らかの
理由で発振部21のパルス信号の周波数を変更して発光
素子22a、22bからのパルス光の周期が変わって
も、何ら回路を変更する必要がないと共に、精度の高い
雨滴量を抽出できている。
That is, since the external light component is extracted from the raindrop signal received by the light receiving element in synchronization with the inversion signal of the pulse signal from the light emitting section for driving the light emitting element, the pulse signal of the oscillation section 21 is extracted for some reason. Even if the period of the pulsed light from the light emitting elements 22a and 22b is changed by changing the frequency, the circuit does not need to be changed at all and the amount of raindrops with high accuracy can be extracted.

【0063】前述のスイッチ部28と、平滑部27及び
SWDについて説明を補充する。雨時にSW1がオン状
態にされると、図6に示すように、SWCの出力は晴天
時と同様にプルアップ抵抗RDによってHレベルに上が
る。そして、スイッチ部28の出力がコンデンサC5の
充電によってゆっくりと立ち上がったときに、平滑部2
7の出力レベルPphになる。
The description of the switch unit 28, the smoothing unit 27 and the SWD will be supplemented. When the switch SW1 is turned on during rain, as shown in FIG. 6, the output of the switch SWC rises to the H level by the pull-up resistor RD as in the case of fine weather. When the output of the switch unit 28 rises slowly due to the charging of the capacitor C5, the smoothing unit 2
7, the output level Pph.

【0064】一方、SWDは外光レベルgの電位を検出
している。しかし、雨時でも強い外光が入る場合があ
る。このように強い外光が入ると、受光素子の出力波形
のパルスの振幅がつぶれてしまい、雨が降っていないの
に、雨滴量信号抽出部26の出力、すなわち図2の
(h)の振幅がつぶれて、ワイパーが動作することがあ
る。この誤動作を防止するのがSWDである。
On the other hand, the SWD detects the potential of the external light level g. However, strong external light may enter even during rain. When such strong external light enters, the amplitude of the pulse of the output waveform of the light receiving element is broken, and the output of the raindrop amount signal extraction unit 26, that is, the amplitude of (h) in FIG. May be broken and the wiper may operate. The SWD prevents this malfunction.

【0065】前述の受光素子の出力波形の振幅がつぶれ
てしまう原因は、図7に示すように電源は5Vを使用し
ている。このため、強い光があると、外光レベルQiは
5V以上上がらなくなって振幅が小さくなるからであ
る。
The cause of the collapse of the amplitude of the output waveform of the light receiving element is that the power supply uses 5 V as shown in FIG. For this reason, if there is strong light, the external light level Qi does not increase by 5 V or more, and the amplitude decreases.

【0066】また、SWDは、外光レベルg(C2の電
位)がSWDのオンする電位になると(外光が非常に強
く、振幅がつぶれてしまう直前の電圧)、SWDの出力
はGNDに繋がっているので、SWCがオフになる。こ
のため、ワイパー制御部には平滑部27の出力は伝わら
ずにプルアップ抵抗RDの5Vが伝わる。
When the external light level g (potential of C2) becomes the potential at which the SWD is turned on (the voltage immediately before the external light is very strong and the amplitude is collapsed), the output of the SWD is connected to GND. SWC is turned off. Therefore, 5 V of the pull-up resistor RD is transmitted to the wiper control unit without transmitting the output of the smoothing unit 27.

【0067】そして、外光が弱くなると、再びSWDは
OFFとなり、SWCがオンとなるので、平滑部27の
出力がワイパー制御部へ伝わる。つまり、雨時において
は、SWDがオンになることはほとんどない。すなわ
ち、雨が降っていないときに太陽光によって誤動作する
ことが無いようにしている。
Then, when the external light becomes weak, the SWD is turned off again and the SWC is turned on, so that the output of the smoothing unit 27 is transmitted to the wiper control unit. In other words, the SWD is hardly turned on during rain. That is, malfunction is not caused by sunlight when it is not raining.

【0068】なお、上記実施の形態では、ワイパーに用
いる雨滴感知装置として説明したが外光がどうしても入
るときに真の受光量のみを検出する感知装置として用い
てもよい。
Although the above embodiment has been described as a raindrop sensing device used for a wiper, it may be used as a sensing device that detects only a true amount of received light when external light inevitably enters.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
振部からのパルス信号によって雨滴センサの発光素子を
駆動して受光素子に受光させ、この受光信号を雨滴信号
とし、この雨滴信号に発振部のパルス信号の反転信号を
同期させて雨滴信号から外光成分の電圧を抽出して保持
し、この外光成分の電圧と受光素子が受光した雨滴信号
の電圧差を得る。
As described above, according to the present invention, the light emitting element of the raindrop sensor is driven by the pulse signal from the oscillating section and received by the light receiving element, and the received light signal is used as a raindrop signal. The voltage of the external light component is extracted from the raindrop signal and held by synchronizing the inverted signal of the pulse signal of the oscillator, and the voltage difference between the voltage of the external light component and the raindrop signal received by the light receiving element is obtained.

【0070】このため、パルス光で雨滴量をセンシング
するようにしていても真の雨滴量のみを容易に抽出でき
るという効果が得られている。
For this reason, even if the amount of raindrops is sensed by pulsed light, the effect is obtained that only the true amount of raindrops can be easily extracted.

【0071】また、発光素子を駆動する発光部からのパ
ルス信号の反転信号に同期させて受光素子が受光した雨
滴信号から外光成分を抽出しているので、何らかの理由
で発振部のパルス信号の周波数を変更して発光素子から
のパルス光の周期が変わっても何ら回路を変更する必要
がないという効果が得られている。このため、コストを
低減できることになる。
Since the external light component is extracted from the raindrop signal received by the light receiving element in synchronization with the inversion signal of the pulse signal from the light emitting section for driving the light emitting element, the pulse signal of the oscillation section is extracted for some reason. Even if the frequency is changed and the period of the pulse light from the light emitting element is changed, there is an effect that there is no need to change the circuit. For this reason, cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態の雨滴感知装置の概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a raindrop sensing device according to the present embodiment.

【図2】本実施の形態の雨滴感知装置の動作を説明する
タイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart illustrating the operation of the raindrop sensing device according to the present embodiment.

【図3】本実施の形態の雨滴感知装置の動作を説明する
タイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of the raindrop sensing device according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態の雨滴感知装置を用いるワイパー
制御部の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a wiper control unit using the raindrop sensing device of the present embodiment.

【図5】晴天時におけるスイッチ部、アナログスイッチ
SWCの出力を説明する波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram illustrating an output of a switch unit and an analog switch SWC in fine weather.

【図6】雨天時におけるスイッチ部、アナログスイッチ
SWCの出力を説明する波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating an output of a switch unit and an analog switch SWC during rainy weather.

【図7】強い太陽光によるホトダイオードの出力波形図
である。
FIG. 7 is an output waveform diagram of a photodiode due to strong sunlight.

【図8】従来のワイパー駆動装置の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional wiper driving device.

【符号の説明】 21 発振部 22 発光部 23 受光部 24 増幅部 25 外光光量信号生成部 26 雨滴量信号抽出部 27 平滑部[Explanation of Symbols] 21 oscillating unit 22 light emitting unit 23 light receiving unit 24 amplifying unit 25 external light amount signal generating unit 26 raindrop amount signal extracting unit 27 smoothing unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光素子と受光素子とを対向させて雨滴
を光学的に検出可能に設けられた雨滴センサと、 この雨滴センサの発光素子に所定周期のパルス信号を送
出して前記発光素子から前記パルス信号に対応するパル
ス光を発射させると共に、前記パルス信号の反転信号を
送出する発振部と、 前記雨滴センサの受光素子の前記パルス光に対応する受
光信号に、前記発振部からの前記パルス信号の反転信号
を同期させて、前記受光信号のLレベルを抽出すると共
に、このLレベルの電圧を前記受光素子が受光した外光
成分として保持する外光光量信号生成部と、 前記雨滴センサの受光素子の前記パルス光に対応する受
光信号の電圧と前記外光光量信号生成部で保持された前
記外光成分の電圧との差を前記受光素子が受光した真の
雨滴量電圧として抽出する雨滴量信号抽出部とを有する
ことを特徴とする光を用いた雨滴感知装置。
1. A raindrop sensor provided with a light-emitting element and a light-receiving element opposed to each other so as to optically detect raindrops. An oscillating unit that emits a pulse light corresponding to the pulse signal and transmits an inverted signal of the pulse signal, and a light receiving signal corresponding to the pulse light of the light receiving element of the raindrop sensor, the pulse from the oscillating unit. Synchronizing the inverted signal of the signal, extracting the L level of the light receiving signal, and holding an L level voltage as an external light component received by the light receiving element; The difference between the voltage of the light receiving signal corresponding to the pulsed light of the light receiving element and the voltage of the external light component held by the external light amount signal generation unit is defined as the true raindrop voltage received by the light receiving element. A raindrop detecting device using light, comprising:
【請求項2】 前記外光光量信号生成部は、 前記受光信号を入力し、前記発振部からの前記反転信号
がHレベルのとき前記受光信号を出力端から通過させる
ゲート手段と、 前記複数の抵抗を直列接続し、この直列回路にコンデン
サを並列接続して前記ゲート手段の出力端及び前記雨滴
量信号抽出部の入力に前記コンデンサ及び前記直列回路
の一方を接続した外光量保持回路ととからなることを特
徴とする請求項1記載の光を用いた雨滴感知装置。
2. The external light quantity signal generation unit receives the light reception signal, and gates the light reception signal from an output terminal when the inverted signal from the oscillation unit is at an H level. A resistor is connected in series, a capacitor is connected in parallel to this series circuit, and an external light amount holding circuit in which one of the capacitor and the series circuit is connected to an output terminal of the gate means and an input of the raindrop amount signal extraction unit. The raindrop sensing device using light according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記受光素子からの受光信号を所定倍増
幅して前記外光光量信号生成部及び雨滴量信号抽出部に
送出する増幅部とを有することを特徴とする請求項1又
は2記載の光を用いた雨滴感知装置。
3. An amplification unit for amplifying a light receiving signal from the light receiving element by a predetermined factor and sending the amplified signal to the external light amount signal generating unit and the raindrop amount signal extracting unit. Raindrop sensing device using the light of the sky.
【請求項4】 前記雨滴量信号抽出からの雨滴量信号と
前記発振部からのパルス信号とを入力し、このパルス信
号を用いて前記雨滴量信号を平滑する平滑部とを有する
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の光を用いた
雨滴感知装置。
4. A smoothing unit which receives a raindrop amount signal from the raindrop amount signal extraction and a pulse signal from the oscillating unit, and uses the pulse signal to smooth the raindrop amount signal. A raindrop sensing device using light according to claim 1, 2 or 3.
【請求項5】 基準電圧より前記雨滴量信号の電圧が低
下したとき、ワイパーを駆動するワイパー制御に前記平
滑部からの雨滴量信号を用いる場合は、 ワイパー動作をスイッチが押下されるまで前記平滑部の
出力を前記基準電圧以上にし、前記スイッチが押下され
たとき、前記雨滴量信号が前記外光量保持回路の直列回
路の分圧値以下(基準値以下)のときに、前記スイッチ
の押下を有効として前記雨滴量信号を後段のワイパー制
御部に送出する手段とを有することを特徴とする請求項
1、2、3又は4記載の光を用いた雨滴感知装置。
5. When the raindrop amount signal from the smoothing unit is used for wiper control when the voltage of the raindrop amount signal is lower than a reference voltage, the wiper operation is performed until the switch is pressed down. The output of the unit is set to the reference voltage or more, and when the switch is pressed, when the raindrop amount signal is equal to or less than the divided voltage value of the series circuit of the external light amount holding circuit (less than the reference value), the switch is pressed. 5. The raindrop sensing device using light according to claim 1, further comprising: means for transmitting the raindrop amount signal to a subsequent wiper control unit as being effective.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011027491A (en) * 2009-07-23 2011-02-10 Denso Corp Raindrop detecting device
JP2015169571A (en) * 2014-03-07 2015-09-28 株式会社デンソー Optical device

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