JP2002257947A - 雨滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外光に左右されずにガラスに雨滴が付着して
いるか否かを正確に検出することのできる雨滴検出装置
を提供すること。 【解決手段】 発光ダイオード１０１を中心として半円
状に４つのフォトトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄが配
置されている。また、導光体１０５には４つのレンズ１
０７ａ〜１０７ｄが設けられており、発光ダイオード１
０１で発生した光は各レンズ１０７ａ〜１０７ｄに入射
され、平行光になる。レンズ１０７ａ〜１０７ｄを透過
した各光は導光体１０５を透過してウインドウガラスの
車外面で反射し、ウインドウガラスおよび導光体１０５
を順次透過してフォトトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄ
によってそれぞれ受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は雨滴検出装置に係
り、特に、車両等のウインドウガラスの雨滴を検出する
雨滴検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等のウインドウガラスに雨滴が付着
すると視界が悪化して運転に支障をきたすため、ワイパ
ーを作動してウインドウガラスに付着した雨滴を取り除
いている。ワイパーは、通常、ドライバがスイッチを入
れることによって動作するよう設定されている場合が多
いが、雨滴を自動的に検出して、雨滴であればワイパー
が自動的に動作するよう設定されている場合もある。こ
のとき、雨滴を自動的に検出する雨滴検出装置が用いら
れる。

【０００３】従来の雨滴検出装置としては、例えば図４
に示すようなものがある。図４は、従来の雨滴検出装置
の断面図である。同図において、従来の雨滴検出装置１
０では、発光ダイオード等の発光素子１１から発生した
光が導光体１３のレンズ１５ａに入射し、導光体１３、
シリコン層１７およびウインドウガラス１９を順次透過
した後、ウインドウガラス１９の車外面で反射する。そ
して、反射した光がウインドウガラス１９、シリコン層
１７および導光体１３を順次透過し、今度は導光体１３
の上面で全反射する。このようにして、ウインドウガラ
ス１９の車外面および導光体１３の上面で反射を繰り返
し、最終的にレンズ１５ｂを透過して受光素子２１に達
する。

【０００４】ここで、発光素子１１の光軸とウインドウ
ガラス１９の車外側の面との交点に雨滴が付着している
とき、発光素子１１からの光が一部雨滴を透過するた
め、光はウインドウガラス１９の車外面で全反射しな
い。このとき、受光素子２１における受光量が減少して
受光素子２１の出力電圧が低下するため、この出力電圧
が予め設定した基準値以下になったときワイパーを動作
する。

【０００５】従来の雨滴検出装置１０では、発光素子１
１と受光素子２１の組を複数個設け、一方の側には発光
素子１１を配置し、他方の側には受光素子２１を配置し
た構成としている。図５に、発光素子と受光素子を２組
設けた従来の雨滴検出装置１０の上面図を示す。同図に
示すように、一方の側には発光素子１１ａ，１１ｂが配
置され、他方の側には受光素子２１ａ，２１ｂが配置さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の雨
滴検出装置１０が車両のウインドウガラス１９に取り付
けられた様子を図６に示す。前記車両をドライバが運転
しているとき、受光素子２１ａ，２１ｂが受光する光量
は、雨天でなくとも車両外部の環境によって大きく変化
することがある。例えば、車両がビルや樹木の脇を通過
した時、太陽光や車のヘッドライト等の外乱による影響
によって受光量は頻繁に変化する。特に、夕暮れ時は太
陽光による影響が顕著であり、夜間は車のヘッドライト
による影響が顕著である。

【０００７】このようなときのために、従来の雨滴検出
装置１０では、太陽光等の外光によって誤動作を起こさ
ないよう、太陽光と発光素子からの光を区別して太陽光
をキャンセルするための、コンデンサや抵抗等で構成さ
れたキャンセル回路（図示せず）を備えている。しかし
ながら、ある一方向からキャンセル回路の性能を上回る
外光が受光素子に影響を及ぼすとき、ワイパーが自動的
に動作しない恐れがあった。

【０００８】従来の雨滴検出装置１０では、図４に示し
たように一方の側に全ての受光素子が設けられている。
したがって、ある一方向から太陽光等の外光の影響を受
けると全ての受光素子が影響を受けてしまう。このと
き、受光素子の出力電圧は高くなるため、ワイパーを動
作すべき天候状態、すなわちウインドウガラスに雨滴が
付着しているような状態にあっても、ワイパーが自動的
に動作しない恐れがあった。このように、従来の雨滴検
出装置１０には外光により検出精度が左右されてしまう
という問題点があった。

【０００９】本発明は、上記従来の事情および問題点に
鑑みてなされたものであって、外光に左右されずにガラ
スに雨滴が付着しているか否かを正確に検出することの
できる雨滴検出装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る雨滴検出装置は、光透過材
料によって形成されガラスに貼着される導光体を有し、
前記ガラスの外気側表面で反射して前記導光体を透過し
た光の光量に基づいて前記ガラスに雨滴が付着している
かを検出する雨滴検出装置であって、前記導光体に光を
投光する投光手段と、前記ガラスの外気側表面で反射し
て前記導光体を透過した光を受光する複数の受光手段
と、を備え、前記複数の受光手段は、前記投光手段を中
心として半円状または円状に配置されている。

【００１１】また、請求項２に係る雨滴検出装置は、請
求項１に記載の雨滴検出装置において、前記導光体は前
記複数の受光手段と同数のレンズを有し、前記投光手段
から発光された光は前記レンズを透過する。

【００１２】また、請求項３に係る雨滴検出装置は、請
求項１または２に記載の雨滴検出装置において、前記受
光手段は受光した光を光電変換し、当該雨滴検出装置
は、各受光手段の出力電圧の平均値を算出する平均値算
出手段を備えたものである。

【００１３】また、請求項４に係る雨滴検出装置は、請
求項３に記載の雨滴検出装置において、前記平均値算出
手段は、外光によって多大な影響を受けた受光手段の出
力電圧は無視して平均値を算出する。

【００１４】さらに、請求項５に係る雨滴検出装置は、
請求項４に記載の雨滴検出装置において、前記平均値算
出手段で算出された平均値に基づいて、前記平均値が基
準値より小さいとき、前記ガラスに雨滴が付着している
と判断するものである。

【００１５】本発明の請求項１に係る雨滴検出装置で
は、光透過材料によって形成されガラスに貼着される導
光体に投光手段が光を投光し、ガラスの外気側表面で反
射して導光体を透過した光を受光手段が受光し、受光手
段が受光した光の光量に基づいて前記ガラスに雨滴が付
着しているかを検出しており、導光体に光を投光する投
光手段を中心として、ガラスの外気側表面で反射して導
光体を透過した光を受光する複数の受光手段が半円状ま
たは円状に配置されている。

【００１６】また、請求項２に係る雨滴検出装置では、
導光体は複数の受光手段と同数のレンズを有し、投光手
段から発光された光はレンズを透過する。

【００１７】したがって、太陽光や車のヘッドライト等
の外光が雨滴検出装置をある一方向から照らしたとして
も外光の影響が及ぶ受光手段は一部に限られる。結果と
して、ガラスに雨滴が付着している状態において外光に
よる影響があったとしても雨滴検出装置が誤動作する確
立を低くすることができ、ガラスに雨滴が付着している
か否かを正確に検出することができる。

【００１８】また、請求項３に係る雨滴検出装置では、
平均値算出手段において、各受光手段が受光した光を光
電変換して得られた出力電圧の平均値を算出している。
特に、請求項４に係る雨滴検出装置では、平均値算出手
段は、外光によって多大な影響を受けた受光手段の出力
電圧は無視して平均値を算出している。このため、平均
値は外光の影響により大幅に変動することがなくなり、
雨滴検出の信頼性を上げることができる。

【００１９】さらに、請求項５に係る雨滴検出装置で
は、平均値算出手段で算出された平均値に基づいて、平
均値が基準値より小さいとき、ガラスに雨滴が付着して
いると判断することが望ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の雨滴検出装置の実
施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図
１は、本発明の一実施形態に係る雨滴検出装置の上面図
である。また、図２は、本実施形態の雨滴検出装置の図
１に示すＡ−Ａ線断面図である。本実施形態の雨滴検出
装置１００は、車両等のウインドウガラスに付着した雨
滴を検出してワイパーを動作するものであり、特許請求
の範囲の投光手段に該当する発光ダイオード１０１と、
受光手段に該当するフォトトランジスタ１０３ａ〜１０
３ｄと、導光体１０５とを備えて構成されている。

【００２１】本実施形態では、図１に示すように、発光
ダイオード１０１を中心として半円状に４つのフォトト
ランジスタ１０３ａ〜１０３ｄが配置されている。ま
た、導光体１０５には４つのレンズ１０７ａ〜１０７ｄ
が設けられており、図２に示すように、発光ダイオード
１０１で発生した光は各レンズ１０７ａ〜１０７ｄに入
射され、平行光になる。レンズ１０７ａ〜１０７ｄを透
過した各光は導光体１０５を透過してウインドウガラス
１０９の車外面で反射し、ウインドウガラス１０９およ
び導光体１０５を順次透過してフォトトランジスタ１０
３ａ〜１０３ｄによってそれぞれ受光される。

【００２２】また、本実施形態の雨滴検出装置１００
は、フォトトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄが受光した
光を光電変換して得た電圧の平均値を算出する、特許請
求の範囲の平均値算出手段に該当するマイコン（図示せ
ず）を備えている。雨滴検出装置１００は、マイコンで
算出されたフォトトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄの出
力電圧の平均値に基づき、該平均値が基準値より大きい
か否かによってウインドウガラス１０９に雨滴が付着し
ているか否かを決定する。

【００２３】ウインドウガラス１０９に雨滴が付着して
いるとき、発光ダイオード１０１から発生した光はウイ
ンドウガラス１０９の車外面を全反射せずに一部発散し
てしまう。このとき、フォトトランジスタ１０３ａ〜１
０３ｄが受光する光量が小さくなるため、マイコンで算
出された平均値も下がる。雨滴検出装置１００は、得ら
れた平均値が基準値よりも下回ったとき、ウインドウガ
ラス１０９に雨滴が付着していると判断する。

【００２４】このように、雨滴検出装置１００は、フォ
トトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄからの出力電圧の平
均値に応じて雨滴の付着を検出しているが、フォトトラ
ンジスタ１０３ａ〜１０３ｄは太陽光や車のヘッドライ
ト等の外光にも反応してしまうため、外光の影響により
出力電圧の値が変化してしまう。しかしながら本実施形
態では、図１にも示したように、発光ダイオード１０１
から発生してレンズ１０７ａ〜１０７ｄを透過した光は
半放射状に進んでいく。したがって、図３に示すよう
に、本実施形態の雨滴検出装置１００が車両のウインド
ウガラス１０９に取り付けられたとき、ある一方向から
太陽光や車のヘッドライト等の外乱があっても、全ての
フォトトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄには影響が及ば
ない。

【００２５】例えば、太陽光がフォトトランジスタ１０
３ａに直接入射した場合においても、他のフォトトラン
ジスタ１０３ｂ〜１０３ｄはそれ影響を受けない。この
ときマイコンは、急激に出力電圧の上がったフォトトラ
ンジスタ１０３ａの出力電圧を無視して、フォトトラン
ジスタ１０３ｂ〜１０３ｄの出力電圧から平均値を算出
する。このように、本実施形態のマイコンは、外光によ
って強い影響を受けたフォトトランジスタの出力電圧を
除いて平均値を算出している。

【００２６】以上説明したように、本実施形態の雨滴検
出装置１００には発光ダイオード１０１を中心として複
数のフォトトランジスタ１０３ａ〜１０３ｄが半円状に
配置されているため、雨滴検出装置１００に対してある
一方向から太陽光や車のヘッドライト等の外光が照射さ
れても、一部のフォトトランジスタは外光の影響を強く
受けるが、他のフォトトランジスタは影響を強く受けな
い。また、本実施形態の雨滴検出装置１００は、各フォ
トトランジスタから出力される電圧の平均値に基づいて
ウインドウガラス１０９に雨滴が付着しているか否かを
検出しているが、マイコンが平均値を算出する際、外光
の影響を強く受けたフォトトランジスタの出力電圧は無
視され、外光の影響を受けていないフォトトランジスタ
の出力電圧から平均値が算出されている。

【００２７】したがって、ウインドウガラス１０９に雨
滴が付着している状態において、ある一方向から雨滴検
出装置１００に外光が照射されたとしても、マイコンに
よって得られる平均値は基準値以上にならない。このた
め、外光による平均値の変動によってウインドウガラス
１０９に雨滴が付着していても付着していないと誤判断
して、ワイパーの動作を止めてしまう可能性を小さくす
ることができる。また、従来では、太陽光と発光ダイオ
ードからの光を区別して太陽光をキャンセルするための
キャンセル回路を多数備えていたが、本実施形態の雨滴
検出装置１００はキャンセル回路を少数または不要とす
ることができる。

【００２８】なお、本実施形態では、発光ダイオード１
０１を中心としてフォトトランジスタ１０３ａ〜１０３
ｄが半円状に配置されているが、円状に配置しても良
く、フォトトランジスタの数は４つに限らず複数であれ
ば良い。また、フォトトランジスタの代わりにフォトダ
イオードを用いても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の雨滴検出
装置によれば、光透過材料によって形成されガラスに貼
着される導光体に投光手段が光を投光し、ガラスの外気
側表面で反射して導光体を透過した光を受光手段が受光
し、受光手段が受光した光の光量に基づいて前記ガラス
に雨滴が付着しているかを検出しており、導光体に光を
投光する投光手段を中心として、ガラスの外気側表面で
反射して導光体を透過した光を受光する複数の受光手段
が半円状または円状に配置されている。

【００３０】したがって、太陽光や車のヘッドライト等
の外光が雨滴検出装置をある一方向から照らしたとして
も外光の影響が及ぶ受光手段は一部に限られる。結果と
して、ガラスに雨滴が付着している状態において外光に
よる影響があったとしても雨滴検出装置が誤動作する確
立を低くすることができ、ガラスに雨滴が付着している
か否かを正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る雨滴検出装置の上面
図である。

【図２】図１に示す雨滴検出装置のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図３】一実施形態の雨滴検出装置が車両のウインドウ
ガラスに取り付けられた様子を示す説明図である。

【図４】従来の雨滴検出装置の断面図である。

【図５】発光素子と受光素子を２組設けた従来の雨滴検
出装置の上面図である。

【図６】従来の雨滴検出装置が車両のウインドウガラス
に取り付けられた様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１０１ 発光ダイオード １０３ａ〜１０３ｄ フォトトランジスタ １０５ 導光体 １０７ａ〜１０７ｄ レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過材料によって形成されガラスに貼
   着される導光体を有し、前記ガラスの外気側表面で反射
   して前記導光体を透過した光の光量に基づいて前記ガラ
   スに雨滴が付着しているかを検出する雨滴検出装置であ
   って、 前記導光体に光を投光する投光手段と、前記ガラスの外
   気側表面で反射して前記導光体を透過した光を受光する
   複数の受光手段と、を備え、 前記複数の受光手段は、前記投光手段を中心として半円
   状または円状に配置されていることを特徴とする雨滴検
   出装置。
2. 【請求項２】 前記導光体は前記複数の受光手段と同数
   のレンズを有し、 前記投光手段から発光された光は前記レンズを透過する
   ことを特徴とする請求項１記載の雨滴検出装置。
3. 【請求項３】 前記受光手段は受光した光を光電変換
   し、 当該雨滴検出装置は、各受光手段の出力電圧の平均値を
   算出する平均値算出手段を備えたことを特徴とする請求
   項１または２記載の雨滴検出装置。
4. 【請求項４】 前記平均値算出手段は、外光によって多
   大な影響を受けた受光手段の出力電圧は無視して平均値
   を算出することを特徴とする請求項３記載の雨滴検出装
   置。
5. 【請求項５】 当該雨滴検出装置は、前記平均値算出手
   段で算出された平均値に基づいて、前記平均値が基準値
   より小さいとき、前記ガラスに雨滴が付着していると判
   断することを特徴とする請求項４記載の雨滴検出装置。