JP2001180447A - 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置 - Google Patents

検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置

Info

Publication number
JP2001180447A
JP2001180447A JP37250499A JP37250499A JP2001180447A JP 2001180447 A JP2001180447 A JP 2001180447A JP 37250499 A JP37250499 A JP 37250499A JP 37250499 A JP37250499 A JP 37250499A JP 2001180447 A JP2001180447 A JP 2001180447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
detection
difference
detection surface
receiving element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP37250499A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuto Kokuryo
一人 國領
Naoji Nagao
直次 長尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP37250499A priority Critical patent/JP2001180447A/ja
Priority to US09/748,434 priority patent/US6590662B2/en
Priority to AT00311747T priority patent/ATE414900T1/de
Priority to DE60040832T priority patent/DE60040832D1/de
Priority to EP20000311747 priority patent/EP1113260B1/en
Publication of JP2001180447A publication Critical patent/JP2001180447A/ja
Priority to US10/412,738 priority patent/US7050949B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833—Optical rain sensor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検知面の状態検出を基準値との比較により行
なうのではなく、雨滴等の動的な付着（衝突）そのもの
を捕らえることのできる検出装置、およびその方法の提
供を目的とする。 【解決手段】 発光素子から発せられた光を検知面で反
射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態を
検出する検出装置において、前記受光素子からの信号か
ら遅れ信号を生成する手段、前記受光素子からの信号と
前記遅れ信号の差分を求める手段、および前記差分の発
生により、検知面の状態を判断する判断手段を有するこ
とを特徴とする検出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物品の表面に
付着した液体等を検出する装置およびその検出方法に関
する。特に車両用の降雨の有無を検出する検出装置、お
よびその検出方法に関し、さらにそれを用いたワイパー
制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両に用いられる降雨検出装
置が、数多く提案されている。光学方式を用いた構成例
としては、発光素子から発せられた光を検知面で反射さ
せ、この反射した光を受光素子で受光して雨滴の検出を
行っていた。すなわち、検知面に水等が付着すると、反
射条件が変化し、受光素子に入射する光量が減少する。
この変化をとらえて、雨滴の検出を行っていた。
【０００３】上述した変化の識別には、基準値との比較
により行う方式（閾値法）が多く採用されていた（例え
ば、特開平１０−１８６０５９号）。
【０００４】ところで、このような降雨検出装置の実地
使用では、種々の条件の下で行われるので、誤動作防止
の手だてが講じられていなければならない。このため、
種々のモードに応じて複数の基準値を設定したり（特開
平１０−１８６０５９号）、順次基準値を置換更新した
りしていた（特開平２−６８２４８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように上述した雨
滴検出装置では、雨滴検出のロジックが複雑化し、ひい
ては検出判断の高速処理を困難にしていた。さらに、こ
れらの方法はいずれも、検知面の状態を判断することを
基本とし、基準値との比較により雨滴検出を行ってい
る。したがって、外光による影響や、汚れ等の検知面の
状況に影響され、完全に誤動作を防止することは困難で
あった。
【０００６】また発光素子や受光素子には、温度変化に
よりその特性が変化するという不具合点があった。特に
ＬＥＤのような発光素子では、温度の上昇とともにその
出力が低下する特性を有している。このため、出力をモ
ニタするなどして、その補正をしないと、的確な検出が
できないという問題点があった。
【０００７】例えば、特開昭５７−１１８９５２号に
は、ワイパー制御装置が開示されている。この装置は、
発光素子から発せられ、ウインドガラスの表面で反射し
た光を、受光素子にて受光し、その受光信号により雨滴
量を判断し、ワイパーを駆動するとされている。さらに
詳しく説明すると、受光信号を検波し、検波された信号
を微分回路に供給して受光信号のエンベロープに対応す
るパルス信号を取り出して、このパルス信号をカウント
するものである。
【０００８】この特開昭５７−１１８９５２号におい
て、パルス信号の取り出しについて詳細は不明である
が、その第３図（Ｃ）から読み取ると、エンベロープと
ある閾値との交点の発生によるものと考えられる。
【０００９】つまり、特開昭５７−１１８９５２号に開
示された技術では、ウインドガラスの表面における雨滴
の衝突をカウントしうるものと考えられるが、雨滴の衝
突そのものの判定は、閾値との比較で行われていると考
えられる。
【００１０】そこで本発明の目的は、検知面からの信号
と基準値とを比較して、検知面の状態を判断するのでは
なく、雨滴等の動的な付着（衝突）そのものを捕らえる
ことのでき、そのための複雑な判断ロジックを必要とし
ない検出装置、それを用いたワイパー制御装置、および
その方法の提供を目的とする。
【００１１】さらに発光素子や受光素子の温度特性によ
り、信号レベルが変動しても的確に検出可能な検出装
置、それを用いたワイパー制御装置、およびその方法の
提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１の発
明として、発光素子から発せられた光を検知面で反射さ
せ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態を検出
する検出装置において、前記受光素子からの信号から遅
れ信号を生成する手段、前記受光素子からの信号と前記
遅れ信号の差分を求める手段、および前記差分の発生に
より、検知面の状態を判断する判断手段を有することを
特徴とする検出装置である。
【００１３】請求項２の発明として、発光素子から発せ
られた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で受
光して検知面の状態を検出する検出装置において、前記
受光素子からの信号のノイズを除去する手段、前記ノイ
ズ除去された信号から遅れ信号を生成する手段、前記ノ
イズ除去された信号と前記遅れ信号の差分を求める手
段、および前記差分の発生を検出することにより、検知
面の状態を判断する判断手段を有することを特徴とする
検出装置である。
【００１４】請求項３の発明として、発光素子から発せ
られた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で受
光して検知面の状態を検出する検出装置において、前記
受光素子からの信号の１次遅れ信号を生成する手段、前
記１次遅れ信号から２次遅れ信号を生成する手段、前記
１次遅れ信号と前記２次遅れ信号の差分を求める手段、
および前記差分の発生を検出することにより、検知面の
状態を判断する判断手段を有することを特徴とする検出
装置である。
【００１５】請求項４の発明として、請求項１，２また
は３に記載の検出装置において、前記ノイズ除去手段お
よび／または遅れ信号を生成する手段は、順次入力され
る信号の所定のサンプル数を平均化して行われる手段で
ある検出装置である。
【００１６】請求項５の発明として、請求項１，２また
は３に記載の検出装置において、検出対象が、検知面へ
の水滴の衝突である検出装置である。
【００１７】請求項６の発明として、請求項１または２
に記載の検出装置において、検出対象が、検知面への水
滴の衝突であり、前記差分を前記遅れ信号から、前記受
光素子からの信号あるいは前記ノイズ除去された信号を
引いた値とするとき、正の差分が発生したとき、検知面
に水滴の衝突があったと判断する検出装置である。
【００１８】請求項７の発明として、請求項３に記載の
検出装置において、検出対象が、検知面への水滴の衝突
であり、前記差分を前記２次遅れ信号から、前記１次遅
れ信号を引いた値とするとき、正の差分の発生したと
き、検知面に水滴の衝突があったと判断する検出装置で
ある。
【００１９】請求項８の発明として、請求項６または７
に記載の検出装置において、検出対象が、雨滴である検
出装置である。
【００２０】請求項９の発明として、請求項８に記載の
検出装置において、さらに前記差分の値により、前記衝
突した水滴の大きさを判断する検出装置である。
【００２１】請求項１０の発明として、請求項１，２ま
たは３に記載の検出装置において、前記受光素子からの
信号は、予めスパイク性ノイズが除去されている検出装
置である。
【００２２】請求項１１の発明として、請求項１から１
０いずれかに記載の検出装置の判断出力によって、ワイ
パーの駆動を制御することを特徴とするワイパー制御装
置である。
【００２３】請求項１２の発明として、発光素子から発
せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で
受光して検知面の状態を検出する検出方法において、前
記受光素子からの信号から遅れ信号を生成し、前記受光
素子からの信号と前記遅れ信号の差分を求め、および前
記差分の発生により、検知面の状態を判断することを特
徴とする検出方法である。
【００２４】請求項１３の発明として、発光手段から発
せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で
受光して検知面の状態を検出する検出方法において、前
記受光素子からの信号からノイズを除去し、前記ノイズ
が除去された信号から遅れ信号を求め、前記ノイズが除
去された信号と前記遅れ信号の差分を求め、前記差分の
発生を検出することにより、検知面の状態を判断するこ
とを特徴とする検出方法である。
【００２５】請求項１４の発明として、発光素子から発
せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で
受光して検知面の状態を検出する検出方法において、前
記受光素子からの信号の１次遅れ信号を生成し、前記１
次遅れ信号から２次遅れ信号を生成し、前記１次遅れ信
号と前記２次遅れ信号の差分を求め、および前記差分の
発生を検出することにより、検知面の状態を判断するこ
とを特徴とする検出方法である。
【００２６】請求項１５の発明として、請求項１２〜１
４に記載の検出方法の判断出力によって、ワイパーの駆
動を制御することを特徴とするワイパー制御方法であ
る。
【００２７】本発明の特徴は、雨滴等の動的な付着その
ものを捕らえられることにある。これに対して従来技術
では、検知面の状態検出を基準値との比較により行って
いた。本発明者らは、検知面への水滴等の動的な付着
と、付着している水滴等の状況とを詳しく比較分析する
ことにより、本発明をなすに至った。
【００２８】（測定原理）まず図１に、雨滴検出装置等
に用いられる光学系の原理的な説明をする。図１に示す
ように、例えばＬＥＤ等の発光素子（３）から発せられ
た光は、水滴等の検出を行うべき透光性基板であるガラ
ス基板（２）に導かれる。導かれた光は、検知面（Ｓ
Ｓ）にて全反射し、例えばフォトダイオード等の受光素
子（４）に入射する。
【００２９】この検出装置では、水滴等の付着のない状
態で、受光素子には最大の出力が発生するように配置構
成されている。このとき、検知面に水滴等の付着がある
と、反射条件が変化して、受光素子の出力は低下する。
この出力低下を捕らえて、水滴等の付着を判断する。
【００３０】図２に、検知面に水滴が静的に付着してい
る場合の受光素子からの入力信号モデルを示す。検知面
になにも付着していない場合（すなわち、晴れの状態）
の信号レベル（２０）と、検知面に水が付着している場
合の信号レベル（２１）を示している。なお縦軸は入力
信号の値を表し、横軸は時間軸である。
【００３１】水が静的に付着しており、その状態に変化
がない場合は、基本的にほとんど信号レベルに変化がな
い。したがって、この信号の遅れ信号は、原理的に発生
しない。もちろん、入力信号と遅れ信号との間に、差は
発生しない。この場合、信号レベルが適切に設定された
閾値（th）を下回ったとき、水が付着していると判断す
ればよい。
【００３２】つぎに、検知面に水滴が動的に付着した場
合（水滴が衝突した場合）の入力信号モデル例を図３の
（ａ）に示す。受光素子からは、その出力信号が入力
（ＤIN）されている。この入力信号（ＤIN）から、その
遅れ成分の信号（Ｆ１）を生成させることができる。さ
らに、前記遅れ信号（Ｆ１）から前記入力信号（ＤIN）
を差し引いた差分信号（Δ（Ｆ１−ＤIN））を生成させ
ることができる。図３の（ｂ）に、前記差分信号を模式
的に示した。
【００３３】差分信号（Δ（Ｆ１−ＤIN））では、ｔ0
からｔ1の間で正の差分が発生しており、ｔ1からｔ3の
間で負の差分が発生している。
【００３４】なお図３の（ａ）では、図中の矢印（↓）
の時点（ｔ0）から水滴が検知面に衝突し始め、さらに
Δｔの間で水滴がつぶれている状況に対応している。そ
の後の平坦な信号部分は、水滴が広がった様子を表して
いる信号モデルである。
【００３５】静的付着と動的付着を比較すると、動的付
着では差分が発生していることがわかる。つまり、差分
信号の発生を検知することで、検知面への水滴の衝突を
検出することができる。
【００３６】なおここで、前記差分を前記遅れ信号から
前記入力信号を引いた値とすると、前記差分が正のと
き、検知面に水滴の衝突があったと判断することができ
る。ただしこの場合、負の差分の発生は、水滴の衝突検
出には用いないものとする。
【００３７】水滴の動的な付着が判断できると、例えば
水滴の衝突個数を求めて、その結果によりワイパーの動
作を制御することが可能になる。
【００３８】なお以上の２つの場合、いずれも検知面に
水滴が付着していることには違いがない。したがって、
上述した従来の基準値との比較による判定方法（閾値
法）では、いずれも状態として、水滴が付着していると
判断されてしまう。
【００３９】もし付着（濡れ）の程度が小さいものであ
ると、受光素子からの信号の低下は小さいものになって
しまう。基準値との比較による判定では、ノイズレベル
と同程度の信号に対しては、閾値を設定することが不可
能となる。つまり、基準値との比較では、付着（濡れ）
の程度が小さいと、水の付着が判別できなくなる。
【００４０】一方本発明では、水滴の動的な付着が判断
できるので、ノイズレベルと区別がつかない程度の小さ
な水滴であっても、水滴の付着が的確に判断できる。つ
まり、小さな水滴の付着であっても、ワイパーによる払
拭が必要な場合には、的確にワイパーを動作させること
ができる。したがって、誤動作の起こる状況を極力少な
くすることが可能となる。なお、降雨の検出装置を用い
たオートワイパー装置における誤動作とは、必要なとき
に動作しないことと、不必要なときに動作することであ
る。
【００４１】以上説明したように、本発明における水滴
等の検出方法は、検知面に変化を微分的に捉えて判断し
ている、と把握されてもよい。これに対して、従来技術
の閾値による方法では、検知面の変化を積分的に捉えて
判断している、ということができる。したがって、本発
明における水滴等の検出方法は、検知面における微小な
変化を捉えることが可能である。
【００４２】なお以上の説明は、遅れ信号（Ｆ１）から
入力信号モデル（ＤIN）を差し引いた差分信号（Δ（Ｆ
１−ＤIN））の発生にて、判定する場合であった。しか
しさらに、Ｆ１信号から遅れ成分の信号（Ｆ２）を生成
し、Ｆ２とＦ１の差分、例えば（Δ（Ｆ２−Ｆ１））の
発生の検出により、水滴の動的な付着を判断すること
が、好ましい（図３の（ｃ）参照のこと）。
【００４３】その理由は、以下のようである。すなわ
ち、ＡＤ変換されている入力信号は量子化誤差を含んで
いることと、差分信号を用いたパターン処理は、微小な
差異を捕らえるのに適しているが、一般的にノイズに弱
いからである。
【００４４】差分信号（Δ（Ｆ２−Ｆ１））では、ｔ0
からｔ2の間で正の差分が発生しており、ｔ2からｔ4の
間で負の差分が発生している。
【００４５】
【発明の実施の形態】さらに本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の検出装置に用い得る光学系について説明
する。図４は、本発明の検出装置に用い光学系を説明す
る図であり、図５は、検出装置のハードウエアを説明す
るブロック図である。さらに図６は、本発明の特徴であ
る検出装置における検出ステップを説明するブロック図
である。
【００４６】図４に示すように、例えばＬＥＤ等の発光
素子（３）から発せられた光は、プリズムガラス（５）
等を通じて、水滴等の検出を行うべき透光性基板である
ガラス基板（２）に導かれる。導かれた光は、検知面
（ＳＳ）にて全反射し、前記プリズムガラス（５）を通
じて、例えばフォトダイオード等の受光素子（４）に入
射する。
【００４７】この図の検出装置では、水滴等の付着のな
い状態で、受光素子には最大の出力が発生するように配
置構成されている。このとき、検知面（ＳＳ）に水滴等
の付着（６）があると、受光素子の出力は低下する。な
お発光素子は、５００Ｈｚ以上の周波数（キャリア周波
数）のパルス波形で駆動されているとよい。また発光素
子（３）は温度による発光特性が変化するので、実際の
発光光量を、モニタ用受光素子（８）とモニタ用検出回
路（９）を用いてモニタしておくことが好ましい。さら
モニタ結果をフィードバックしながら、発光素子（３）
を駆動回路（７）で駆動することが好ましい（図５）。
【００４８】図５に示すように、検出装置（１）では、
受光素子（４）に光が入射することによって、出力信号
が発生する。このとき信号は、発光素子を駆動時のキャ
リア波形を含んでいるので、まず信号検出回路（１０）
にかけて、実信号のみを取り出す。また通常得られる受
光素子では、あまり大きな出力の信号を得ることができ
ないことが多いので、受光素子からの信号は増幅回路
（１１）にて増幅されることが好ましい。
【００４９】続いて当該信号は、Ａ／Ｄコンバータ（１
２）に入力されて、デジタル変換される。このとき、Ａ
／Ｄコンバータのダイナミックレンジは、上述した光学
系の出力から適宜定められるとよい。なお、検出装置
（１）は、ハードウエア部分（ＨＷ）とソフトウエア部
分（ＳＷ）から構成されている。
【００５０】つぎに、本発明の検出装置における水滴等
の検出ロジックについて、ステップ毎に説明する（図６
参照のこと）。
【００５１】なおこれに先立って、Ａ／Ｄコンバータか
らの出力は、例えば車内外から飛来するスパイク性のノ
イズ等を除去するために、予めノイズカットフィルタを
通しておくことが好ましい。このノイズカットもソフト
ウエアで処理することができる。
【００５２】・〔ＬＰＦ１〕：量子化ノイズの除去 まずノイズカットフィルタからの出力は、さらにデジタ
ルフィルタ１（ＬＰＦ１）に通される。このフィルタ１
は、前記Ａ／Ｄコンバータのデジタル変換の際に発生し
た量子化誤差や、回路ノイズ等を除去するために用いら
れる。なお、フィルタ１からの出力（Ｆ１）は、入力さ
れた信号（ＤIN）に対する、１次遅れ信号と理解されて
もよい。
【００５３】このＬＰＦ１におけるノイズ除去は、以下
のようにして行われる。順次入力される信号の所定のサ
ンプル数の合計を、サンプル数で除して平均化すること
である。なおこのＬＰＦ１においても、ある程度のスパ
イク性ノイズを除去できるように、前記所定のサンプル
数は決められるとよい。
【００５４】所定のサンプル数は、以下のようにして求
めるとよい。まず、この回路において考えうる最大ノイ
ズを測定し、それに対応するディジット値を設定する。
この最大ノイズを除去できるように、つまり前記ディジ
ット値をあるサンプル数で除したときの値が「０」とな
るように、所定のサンプル数を定めればよい。また通常
のノイズは、入力を順次平均化することで取り除くこと
ができる。なお本発明によるデータ処理は、高速処理の
ために、浮動点処理を行わず、小数以下を切り捨てて処
理することが好ましい。
【００５５】図７を参照して、平均化処理についてさら
に詳しく説明する。入力されるデータ（Ｄn）があり、
平均化の対象となるデータセルを考える。例えば、平均
化の対象とするサンプル数を「８」とした場合、８個の
データセルに順次データが入力される。その合計をサン
プル数８で除して、平均化出力（Ｆ(1)）が出力され
る。次にＤ9が、データセルに入力され、Ｄ1が払い出さ
れる。またその合計をサンプル数で除して、平均化出力
（Ｆ(2)）が出力される。以下同様にして、順次平均化
出力（Ｆ(n)）が出力される。
【００５６】・〔ＬＰＦ２〕：遅れ成分の生成 以上のようにして量子化ノイズ等が除去された信号（Ｆ
１）を、さらにデジタルフィルタ２（ＬＰＦ２）に入力
する。このフィルタ２も、上記フィルタ１と同様に、順
次入力される信号の所定のサンプル数の合計を、サンプ
ル数で除して平均化している。このように入力信号を平
均化することにより、ノイズ除去された信号（Ｆ１）か
らその遅れ成分となる信号（Ｆ２）を発生させることが
できる。なお、フィルタ２からの出力（Ｆ２）は、入力
された信号（ＤIN）に対する、２次遅れ信号と理解され
てもよい。
【００５７】上述した２段階のフィルタリングは、高周
波成分をカットするローパスフィルタとして理解されて
もよい。またこれは、アナログ回路でも実現可能であ
る。しかし、アナログ回路では、回路定数を簡単に変化
させることが困難なため、デジタルフィルタを用いるこ
とが好ましい。
【００５８】・〔ＨＰＦ〕：差分の生成 つづいて、前記フィルタ１と前記フィルタ２からの２つ
の信号を、デジタルフィルタ３（ＨＰＦ）に入力して、
前記Ｆ１とＦ２の差を求めて差分信号を発生させる。例
えば、Ｆ２信号からＦ１信号を差し引けばよい。差分の
生成を行うフィルタリングは、前記Ｆ１とＦ２の差の高
周波成分を抽出するハイパスフィルタとして理解されて
もよい。
【００５９】・〔差分の検出〕：衝突の検出 この差分信号の発生を捕らえることで、水滴等の動的な
付着（衝突）を判断することができる。例えば、差分信
号をＦ２信号からＦ１信号を差し引いた値とすると、前
記差分値が正のとき、検知面に水滴等の衝突があったと
判断すればよい。逆に、差分信号をＦ１信号からＦ２信
号を差し引いた値とするならば、前記差分値が負のと
き、検知面に水滴等の衝突があったと判断すればよい。
【００６０】以下に具体的な検出装置における、差分検
出の例を説明する。図６に示した光学系を用い、受光素
子および発光素子には以下のものを使用した。 ・発光素子：ＬＥＤ；京都セミコンダクター製、ＫＥＤ
３５２ＲＨＡ ・受光素子：ＰＤ；京都セミコンダクター製、ＫＰＤ４
５０３Ｋ
【００６１】さらに受光素子の出力を以下に示すＩＣに
より、電流／電圧変換を行い、さらに電圧を増幅した。
この信号を、ＣＰＵに内蔵されているＡ／Ｄコンバータ
でＡ／Ｄ変換を行った。このＡ／Ｄ変換された信号をＣ
ＰＵに入力して信号処理を行った。 ・電流／電圧変換および増幅回路：ＮＥＣ製；μＰＣ８
４４ ・ＣＰＵ：日立製；Ｈ８Ｓ／２１３４（Ａ／Ｄコンバー
タ内蔵）
【００６２】なお、量子化ノイズの除去（１次遅れ成分
（ＬＰＦ１））は、ｎ＝８のデータの平均化により行
い、遅れ成分の生成（２次遅れ成分（ＬＰＦ２））は、
ｎ＝４のデータの平均化により行っている。ここで、Ｌ
ＰＦ２のｎ数が少ないのは、ＬＰＦ１でノイズが除去さ
れているためである。
【００６３】図８には、実際の信号およびその信号を処
理した結果を示した。図８（ａ）のグラフには、実際の
入力信号（ＤIN）、ノイズ等が除去された（１次遅れ）
信号（Ｆ１）、およびその（２次）遅れ信号（Ｆ２）を
示した。さらに図８（ｂ）のグラフには、Ｆ２信号から
Ｆ１信号を差し引いた差分信号を示した。なお横軸は時
間軸である。なお図中、矢印（↓）のタイミングで、雨
滴が検知面に衝突し始めている。
【００６４】図８から明らかなように、雨滴の衝突に対
応して、この場合正の差分信号（Δ（Ｆ２−Ｆ１））が
発生していることがわかる。
【００６５】さらに図８に示した結果７より、以下のこ
とが確認される。すなわち、ノイズ等が除去された信号
（Ｆ１）に対して、その遅れ信号（Ｆ２）を生成させた
とき、Ｆ１信号が急に変化している場合にはその遅れ量
が大きくなり、逆にＦ１信号があまり変化しない場合に
は、その遅れ量が小さなものになることである。
【００６６】さらに、Ｆ２とＦ１の差分Δ（Ｆ２−Ｆ
１）を生成させると、Ｆ１信号が急に変化している場合
には大きな差分が発生し、逆にＦ１信号があまり変化し
ない場合には、ほとんど差分が発生しないことも確認で
きる。
【００６７】また例えば、発光素子の出力がゆっくりと
シフトしているような場合は、受光素子の出力もシフト
することになる。このような場合、従来技術で説明した
ように、閾値を用いた検出方法においては、閾値を固定
したままでは正確な検出が困難である。したがって、自
ずと複雑な判断ロジックが必要となってくる。
【００６８】これに対して、本発明による遅れ信号との
差分を検出する方法では、差分をとることにより、シフ
ト量をキャンセルすることができるので、雨滴の衝突に
対応して、的確な検出が可能である。またその判断ロジ
ックも、差分の発生の検出だけでよく、非常にシンプル
である。
【００６９】つぎに図９には、小雨が衝突した際の信号
例を示した。図９において、矢印（↓）のタイミング
で、雨滴が検知面に衝突している。なお横軸の時間軸
は、図８のそれとは異なっている。さらにこの具体的な
検出装置のノイズレベルは、図１０に示したように、約
２５ｍＶである。
【００７０】小雨の衝突した場合の信号の変化量は、約
２３ｍＶあるいは約３０ｍＶであり、ノイズレベルと大
差のない小さなものである。しかし、雨滴の衝突に対応
して、正の差分信号が発生していることが確認できた。
つまり本発明では、ノイズレベルの小雨であっても、そ
の衝突を的確に検出することができる。
【００７１】・〔カウンター＆払拭要の判断〕以上のよ
うにして検出した雨滴の衝突の個数を、例えばカウンタ
ーにてカウントし、その累積個数によって、ワイパーの
駆動を制御すればよい（図６参照のこと）。なおカウン
ト数は、払拭指令の信号の発信により、リセットされる
とよい。
【００７２】（応用例１）本発明による検出方法におい
て、さらに差分信号の値によって検知面の状態を判断す
ることも可能である。例えば雨滴の大きさは一定ではな
いので、その大きさによって雨滴に重み付けをして、ウ
インドシールドガラスの状況を換算個数で評価すること
ができる。その場合は、重み付け評価された換算個数を
カウントするとよい。
【００７３】例えば、大きな雨滴が衝突したときは、Ｆ
１信号の急で大きな変化に対しては、大きな差分が発生
する。雨滴の大きさによって、発生する差分値が対応し
ていることを実験的に確認している。そこで発生した差
分に対して、例えば複数の異なる閾値を設定することに
よって、１つ１つの雨滴の衝突について重み付けをする
ことができる。
【００７４】図１１は、その一例を示したものである。
発生した差分は、衝突した雨滴の大きさに応じて、その
ピーク値が異なっている。ここでは２つの閾値を設定
し、雨滴を３つのランク（I,II,III）に分けている。こ
のランク分けは、差分信号をコンパレータにインプット
し、行えばよい。
【００７５】例えば、Iランクの換算乗数を１とし、II
ランクの換算乗数を２とし、IIIランクの換算乗数を３
とする。これに先立って、検出された差分のタイミング
に合わせながら、検出された差分に前記換算乗数を乗じ
て、換算個数を求めればよい。図１１の場合の合計の換
算個数は、２＋３＋１＝６となる。なお各ランクの換算
個数は、実験的に定められるとよい。
【００７６】こうして求められた換算個数をカウンター
回路にてカウントし、その累積個数によって、ワイパー
の駆動を制御すればよい。この応用例１のブロック図を
図１２に示す。
【００７７】なお上述した重み付け評価は、閾値との比
較により行っているが、入力される差分信号は、バック
グランドのシフトやノイズがカットされているので、閾
値法による判断を正しく行うことができる。
【００７８】（応用例２）図１３は、本発明による検出
装置を、自動車のウインドシールド（ＷＳ）に適用した
様子を説明する図である。検出装置は、運転者の視界を
妨げないように、運転者側からみてリアミラー（図示せ
ず）の後ろ側に設けられている。さらに検出装置の検知
面（ＳＳ）が、ワイパーの払拭範囲（ＷＡ）になるよう
に配置されている。
【００７９】なおこの明細書の記載から、検出装置に対
応する検出方法の発明も当然把握しうる。
【００８０】すなわち、請求項１２，１３または１４に
記載の検出方法において、前記ノイズ除去する方法およ
び／または遅れ信号を生成する方法は、順次入力される
信号の所定のサンプル数を平均化して行われる検出方法
である。
【００８１】請求項１２，１３または１４に記載の検出
方法において、検出対象が、検知面への水滴の衝突であ
る検出方法である。
【００８２】請求項１２または１３に記載の検出方法に
おいて、検出対象が、検知面への水滴の衝突であり、前
記差分を前記遅れ信号から、前記受光素子からの信号あ
るいは前記ノイズ除去された信号を引いた値とすると
き、正の差分が発生したとき、検知面に水滴の衝突があ
ったと判断する検出方法である。
【００８３】請求項１４に記載の検出方法装置におい
て、検出対象が、検知面への水滴の衝突であり、前記差
分を前記２次遅れ信号から、前記１次遅れ信号を引いた
値とするとき、正の差分の発生したとき、検知面に水滴
の衝突があったと判断する検出方法である。
【００８４】上述の検出方法において、検出対象が、雨
滴である検出方法である。
【００８５】上述の検出方法において、さらに前記差分
の値により、前記衝突した水滴の大きさを判断する検出
方法である。
【００８６】請求項１２または１３に記載の検出方法に
おいて、前記受光素子からの信号は、予めスパイク性ノ
イズが除去されている検出方法である。
【００８７】さらに上述した検出方法を用いたワイパー
制御方法も、本明細書から把握することができる。
【００８８】
【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
による検出装置では、以下のような効果を奏する。
【００８９】受光素子からの信号と、それの遅れ信号の
差分の発生を検出することにより、検知面の状態を判断
しているので、検知面への水滴等の衝突を検出判断する
ことができる。
【００９０】この検出は、差分信号の発生を検出するだ
けでよく、簡単な判断ロジックで行うことができる。
【００９１】さらに発光素子や受光素子の温度特性によ
り信号レベルが変動しても、検知面への水滴等の衝突を
的確に検出することができる。
【００９２】上述した検出装置の判断出力から、ワイパ
ーの駆動を制御することによって、誤動作の少ない的確
なワイパー制御が可能となる。
【００９３】さらに本発明では、差分信号の値によって
検知面の状態を判断することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学式検出装置の基本原理を説明する図であ
る。
【図２】検知面に静的に水が付着した場合における、受
光素子の信号低下を示す図である。
【図３】本発明の測定原理を説明する図である。
【図４】本発明の検出装置に適用し得る光学系の基本構
成を説明する図である。
【図５】本発明による検出装置のハードウエアの構成を
主に説明する図である。
【図６】本発明による検出装置の検出ステップ、および
ワイパー駆動を説明する図である。
【図７】デジタルフィルタを説明する図である。
【図８】雨滴の衝突時における信号、および処理した信
号を示した図である。
【図９】小雨時における信号を示した図である。
【図１０】検出装置のノイズレベルを示す図である。
【図１１】差分を複数の閾値による重み付けを説明する
図である。
【図１２】重み付け検出のステップを説明する図であ
る。
【図１３】本発明による検出装置を自動車に自動車に取
り付けた様子を説明する図である。
【符号の説明】
１：検出装置、 ２：ガラス板、 ３：発光素子、 ４：受光素子、 ５：プリズムガラス、 ６：（付着した）水滴、 ７：発光素子駆動回路、 ８：モニタ用受光素子、 ９：モニタ用検出回路、 １０：信号検出回路、 １１：増幅回路、 １２：Ａ／Ｄコンバータ、 ２０：水が付着していないときの信号レベル ２１：水が付着しているときの信号レベル ＷＰ：ワイパー、 ＷＡ：ワイパーの払拭エリア、 ＷＳ：ウインドシールド（ガラス）、 ＳＳ：（ウインドシールドの）検知面、 ＨＷ：検出装置のハードウエア、 ＳＷ：検出装置のソフトウエア、

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子から発せられた光を検知面で反
    射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態を
    検出する検出装置において、 前記受光素子からの信号から遅れ信号を生成する手段、 前記受光素子からの信号と前記遅れ信号の差分を求める
    手段、および前記差分の発生により、検知面の状態を判
    断する判断手段を有することを特徴とする検出装置。
  2. 【請求項２】 発光素子から発せられた光を検知面で反
    射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態を
    検出する検出装置において、 前記受光素子からの信号のノイズを除去する手段、 前記ノイズ除去された信号から遅れ信号を生成する手
    段、 前記ノイズ除去された信号と前記遅れ信号の差分を求め
    る手段、および前記差分の発生を検出することにより、
    検知面の状態を判断する判断手段を有することを特徴と
    する検出装置。
  3. 【請求項３】 発光素子から発せられた光を検知面で反
    射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態を
    検出する検出装置において、 前記受光素子からの信号の１次遅れ信号を生成する手
    段、 前記１次遅れ信号から２次遅れ信号を生成する手段、 前記１次遅れ信号と前記２次遅れ信号の差分を求める手
    段、および前記差分の発生を検出することにより、検知
    面の状態を判断する判断手段を有することを特徴とする
    検出装置。
  4. 【請求項４】 請求項１，２または３に記載の検出装置
    において、 前記ノイズ除去手段および／または遅れ信号を生成する
    手段は、順次入力される信号の所定のサンプル数を平均
    化して行われる手段である検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項１，２または３に記載の検出装置
    において、 検出対象が、検知面への水滴の衝突である検出装置。
  6. 【請求項６】 請求項１または２に記載の検出装置にお
    いて、 検出対象が、検知面への水滴の衝突であり、 前記差分を前記遅れ信号から、前記受光素子からの信号
    あるいは前記ノイズ除去された信号を引いた値とすると
    き、正の差分が発生したとき、検知面に水滴の衝突があ
    ったと判断する検出装置。
  7. 【請求項７】 請求項３に記載の検出装置において、 検出対象が、検知面への水滴の衝突であり、 前記差分を前記２次遅れ信号から、前記１次遅れ信号を
    引いた値とするとき、正の差分の発生したとき、検知面
    に水滴の衝突があったと判断する検出装置。
  8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の検出装置にお
    いて、検出対象が、雨滴である検出装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の検出装置において、 さらに前記差分の値により、前記衝突した水滴の大きさ
    を判断する検出装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１，２または３に記載の検出装
    置において、 前記受光素子からの信号は、予めスパイク性ノイズが除
    去されている検出装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１から１０いずれかに記載の検
    出装置の判断出力によって、ワイパーの駆動を制御する
    ことを特徴とするワイパー制御装置。
  12. 【請求項１２】 発光素子から発せられた光を検知面で
    反射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態
    を検出する検出方法において、 前記受光素子からの信号から遅れ信号を生成し、 前記受光素子からの信号と前記遅れ信号の差分を求め、
    および前記差分の発生により、検知面の状態を判断する
    ことを特徴とする検出方法。
  13. 【請求項１３】 発光手段から発せられた光を検知面で
    反射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態
    を検出する検出方法において、 前記受光素子からの信号からノイズを除去し、 前記ノイズが除去された信号から遅れ信号を求め、 前記ノイズが除去された信号と前記遅れ信号の差分を求
    め、 前記差分の発生を検出することにより、検知面の状態を
    判断することを特徴とする検出方法。
  14. 【請求項１４】 発光素子から発せられた光を検知面で
    反射させ、該反射光を受光素子で受光して検知面の状態
    を検出する検出方法において、 前記受光素子からの信号の１次遅れ信号を生成し、 前記１次遅れ信号から２次遅れ信号を生成し、 前記１次遅れ信号と前記２次遅れ信号の差分を求め、お
    よび前記差分の発生を検出することにより、検知面の状
    態を判断することを特徴とする検出方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１２〜１４に記載の検出方法の
    判断出力によって、ワイパーの駆動を制御することを特
    徴とするワイパー制御方法。
JP37250499A 1999-12-28 1999-12-28 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置 Pending JP2001180447A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37250499A JP2001180447A (ja) 1999-12-28 1999-12-28 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置
US09/748,434 US6590662B2 (en) 1999-12-28 2000-12-26 Object sensor and a windshield wiper controller using the same
AT00311747T ATE414900T1 (de) 1999-12-28 2000-12-28 Objektsensor und seine anwendung in einer scheibenwischersteuerungsschaltung
DE60040832T DE60040832D1 (de) 1999-12-28 2000-12-28 Objektsensor und seine Anwendung in einer Scheibenwischersteuerungsschaltung
EP20000311747 EP1113260B1 (en) 1999-12-28 2000-12-28 An object sensor and a windshield wiper controller using the same
US10/412,738 US7050949B2 (en) 1999-12-28 2003-04-11 Signal processing method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37250499A JP2001180447A (ja) 1999-12-28 1999-12-28 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001180447A true JP2001180447A (ja) 2001-07-03

Family

ID=18500560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP37250499A Pending JP2001180447A (ja) 1999-12-28 1999-12-28 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6590662B2 (ja)
EP (1) EP1113260B1 (ja)
JP (1) JP2001180447A (ja)
AT (1) ATE414900T1 (ja)
DE (1) DE60040832D1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004101334A1 (ja) 2003-05-15 2004-11-25 Niles Co.,Ltd. ワイパー制御方法、およびワイパー制御装置
JP2009010368A (ja) * 2007-06-04 2009-01-15 Trw Automotive Electronics & Components Gmbh 光センサ装置及び光センサ装置を製造する方法
US7772794B2 (en) 2005-11-08 2010-08-10 Niles Co., Ltd. Apparatus and method for controlling vehicular wiper
JP2012235267A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Fujitsu Ltd マイクロホンアレイ装置及び音信号処理プログラム
CN113108323A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 重庆蓝岸通讯技术有限公司 智能燃气灶控制系统及控制方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7050949B2 (en) * 1999-12-28 2006-05-23 Niles Co., Ltd. Signal processing method and device
FR2810605B1 (fr) * 2000-06-22 2002-09-20 Valeo Systemes Dessuyage Equipement de commande automatique de nettoyage d'une surface de plaque presentant des etats de salissure varies, et procede de mise en oeuvre
JP3961823B2 (ja) * 2001-01-10 2007-08-22 ナイルス株式会社 検出装置およびその検出方法、それを用いたワイパー制御装置
DE60318828T2 (de) * 2002-03-13 2009-01-15 Niles Co. Ltd. Verfahren zur steuerung eines wischers und wischersteuerung
WO2004059517A1 (ja) * 2002-12-24 2004-07-15 IWASATO, Sigeru 数字系列データの突然変化信号チェックと構造模擬分析に関する方法
DE10340702A1 (de) * 2003-09-04 2005-03-31 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung zur Detektion von Störeinflüssen auf der Außenseite eines optisch durchlässigen Körpers
US6937477B2 (en) * 2004-01-21 2005-08-30 Global Advanced Packaging Technology H.K. Limited Structure of gold fingers
DE102004054465A1 (de) * 2004-11-11 2006-05-24 Robert Bosch Gmbh Optischer Sensor zur Detektion von Feuchtigkeit auf einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs
JP4249785B2 (ja) * 2007-02-01 2009-04-08 統寶光電股▲ふん▼有限公司 液晶表示素子の駆動方法および液晶表示装置
US11168854B2 (en) * 2016-11-28 2021-11-09 Signify Holding B.V. Precipitation sensing via intelligent lighting

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57118952A (en) 1981-01-12 1982-07-24 Toshiba Corp Wiper controller
JP2829520B2 (ja) 1988-09-02 1998-11-25 本田技研工業株式会社 ワイパ制御装置
US4916374A (en) 1989-02-28 1990-04-10 Donnelly Corporation Continuously adaptive moisture sensor system for wiper control
DE4036407C2 (de) 1990-11-15 1994-06-01 Telefunken Microelectron Sensorsystem
JPH10186059A (ja) 1996-12-20 1998-07-14 Dx Antenna Co Ltd 降水検出装置
FR2787406B1 (fr) 1998-12-21 2001-02-16 Valeo Systemes Dessuyage Procede de commande de nettoyage d'une surface de plaque par controle optique dynamique, et equipement de mise en oeuvre

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004101334A1 (ja) 2003-05-15 2004-11-25 Niles Co.,Ltd. ワイパー制御方法、およびワイパー制御装置
US7772794B2 (en) 2005-11-08 2010-08-10 Niles Co., Ltd. Apparatus and method for controlling vehicular wiper
JP2009010368A (ja) * 2007-06-04 2009-01-15 Trw Automotive Electronics & Components Gmbh 光センサ装置及び光センサ装置を製造する方法
JP2012235267A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Fujitsu Ltd マイクロホンアレイ装置及び音信号処理プログラム
CN113108323A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 重庆蓝岸通讯技术有限公司 智能燃气灶控制系统及控制方法
CN113108323B (zh) * 2021-04-16 2023-07-21 重庆蓝岸科技股份有限公司 智能燃气灶控制系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE60040832D1 (de) 2009-01-02
US20010012106A1 (en) 2001-08-09
EP1113260A3 (en) 2002-05-22
EP1113260A2 (en) 2001-07-04
US6590662B2 (en) 2003-07-08
EP1113260B1 (en) 2008-11-19
ATE414900T1 (de) 2008-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001180447A (ja) 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置
US4867561A (en) Apparatus for optically detecting an extraneous matter on a translucent shield
JP3029357B2 (ja) 距離測定装置の汚れ検出装置
JP4717075B2 (ja) 車両用ワイパー制御装置および方法
EP1495928B1 (en) Method for controlling wiper and wiper controller
JP3478869B2 (ja) 窓自動洗浄装置用の超音波検出装置
JP6265882B2 (ja) 物体検出装置及び物体検出方法
US5623334A (en) Optical distance measurement apparatus and method using cleaning device
US7050949B2 (en) Signal processing method and device
EP2048047B1 (en) Wiper controller
JP4065713B2 (ja) ワイパー制御方法、およびワイパー制御装置
EP2677289B1 (en) State detecting device
KR100558934B1 (ko) 감지 장치와 그 감지 방법, 및 이것을 이용한 와이퍼 제어장치
KR20060023126A (ko) 와이퍼 제어방법, 및 와이퍼 제어장치
JPS6353444A (ja) 光学式液体検出装置
JPH1020021A (ja) レーザ測距装置
US20050001149A1 (en) Stray light correction method for an optical sensor array
JP2004338523A (ja) ワイパー制御方法、およびワイパー制御装置
JPH06102092A (ja) 光センサ
JP2661171B2 (ja) 雨滴感応式オートワイパ制御装置
FR2787406A1 (fr) Procede de commande de nettoyage d'une surface de plaque par controle optique dynamique, et equipement de mise en oeuvre
JPH055698B2 (ja)
JP2606864Y2 (ja) 自動車用の自動ワイパ装置
JPS58204337A (ja) 水滴検知装置
JP5221096B2 (ja) 車両用ワイパー制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050114

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20050106

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050706

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060223