JP2003109184A - 受光ユニット及び車両用雨滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品のコスト及び設置工数を低減することが
できる受光ユニット及び車両用雨滴検出装置を提供す
る。 【解決手段】 車両のインストルメントパネル２には投
光ユニット４及び受光ユニット５が埋設されている。投
光ユニット４はフロントガラス３を介して光ビーコン用
のパルス光を投光する。ここで、投光ユニット４は、雨
滴検出用のパルス光を投光しており、このパルス光の一
部はフロントガラス３で反射して受光ユニット５に入光
する。この場合、フロントガラス３に雨滴が付着する
と、フロントガラス３で反射していた光が反射すること
なく透過するようになるので、レインセンサ受光部１９
で受光する光量が減少するようになる。これにより、レ
インセンサコントローラ２３は、雨滴が付着したと判断
してワイパを駆動するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に関する制御
を実行するための１つまたは複数の受光部を備えた受光
ユニット及びこの受光ユニットを備えた車両用雨滴検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばＶＩＣＳ（Vehicle Inform
ation and Communication System）として、光ビーコン
路上機と光信号で通信するための光ビーコン車載機が供
されており、光ビーコン路上機と光信号を送受信するた
めの小型の光ビーコン用通信部を例えば車両のインスト
ルメントパネル上に設置するようにしている。そして、
光ビーコン用通信部が受信した信号を光ビーコン車載機
に与えることにより、光ビーコン車載機が交通情報を受
信するようになっている。

【０００３】一方、車両には、上述した光ビーコン用通
信部の他に、外部からの光を受光することにより車両に
関する制御を実行するための各種光センサが搭載されて
いる。これらの光センサとしては、カーエアコン制御用
の日射センサ部、ワイパ自動駆動用のレインセンサ受光
部、ヘッドランプ自動点灯用のコンライトセンサ受光部
などである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の各種光センサは、それぞれの用途に応じて別製品とし
て車両に搭載されているという事情から、各光センサの
コスト及び車両への設置工数が高いという問題がある。
一方、フロントガラスに付着した雨滴量を検出してワイ
パを駆動するためのレインセンサコントローラは、投光
部から投光された光がフロントガラスで反射してレイン
センサ受光部に入光する受光量に基づいて雨滴を検出す
ることから、受光部に加えて投光部も設置する必要があ
り、投光部のコスト及び設置工数を低減することが望ま
れている。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、製品のコスト及び設置工数を低減すること
ができる受光ユニット及び車両用雨滴検出装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、車両に搭載された複数の受光部からの受光信号に基
づいて車両に関する制御を実行することができる。ここ
で、複数の受光部は受光ユニットにユニット化された状
態で車両に搭載されているので、各受光部を個別に設け
る構成に比較して、製品のコスト及び設置工数を大幅に
低減することができる。

【０００６】請求項２の発明によれば、複数の受光部は
１つの基板に実装されているので、受光ユニットに受光
部を個別の設ける構成に比較して、受光ユニットを容易
に製作することができる。

【０００７】請求項３の発明によれば、車両が路側光通
信基地局の通信エリアに位置したときは、交通情報通信
用投光部から所定の光信号を路側光通信基地局に送信す
る。すると、路側光通信基地局から交通情報を示す光信
号が送信され、その光信号を受光ユニットに設けられた
交通情報通信用受光部が受光するようになるので、交通
情報通信用受光部からの信号に基づいて交通情報を入手
することができる。

【０００８】ここで、雨滴検出手段は、雨滴を検出する
ために交通情報通信用投光部から雨滴検出用光を投光す
ると、その雨滴検出用光の一部はガラスで反射して受光
ユニットに到達して雨滴検出用受光部が受光するように
なる。この場合、ガラスに雨滴が付着している場合と付
着していない場合とではガラスによる光の反射率、ひい
ては雨滴検出用受光部の受光量が異なるので、雨滴検出
手段は、雨滴検出用受光部からの受光信号に基づいて雨
滴を検出することができる。従って、雨滴検出用の投光
部を設けることなく雨滴検出装置を製作することができ
る。

【０００９】請求項４の発明によれば、受光ユニットの
抽出手段は、受光部からの受光信号に含まれる所定信号
を抽出するので、抽出された所定信号に基づいて車両に
関する制御を実行することができる。この場合、受光ユ
ニットに受光部を１つ設けるだけで実施できる。

【００１０】請求項５の発明によれば、雨滴検出手段が
雨滴を検出するために交通情報通信用投光部から雨滴検
出用光を投光すると、その雨滴検出用光の一部はガラス
で反射して受光ユニットに到達して受光部が受光するよ
うになる。この場合、ガラスに雨滴が付着している場合
と付着していない場合とではガラスによる光の反射率、
ひいては受光部の受光量が異なるので、雨滴検出手段
は、雨滴検出用として設けられた抽出手段が抽出した所
定信号に基づいて雨滴を検出することができる。従っ
て、雨滴検出用の投光部を設けることなく雨滴検出装置
を製作することができる。

【００１１】請求項６の発明によれば、受光ユニットに
は交通情報通信用投光部が含まれていないので、受光ユ
ニットを受光部のみから構成でき、交通情報通信用投光
部を受光ユニットに含む構成に比較して、受光ユニット
の構成を簡単化することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明す
る。図２は車両の助手席側インストルメントパネルの上
面の斜視図である。尚、インストルメントパネルとは、
運転席及び助手席からフロントガラスの下端部に至るパ
ネル領域全体を指す。この図２において、車両１の運転
席及び助手席の前面にはインストルメントパネル２が設
けられており、そのインストルメントパネル２において
フロントガラス３の下端部近傍の所定部位には投光ユニ
ット４及び受光ユニット５が上面の露出状態で埋設され
ている。

【００１３】これらの投光ユニット４及び受光ユニット
５は複数の機能を有しており、その一つとして、車両１
が路上に設置されたＶＩＣＳ（Vehicle Information an
d Communication System）用の光ビーコン路上機（路側
光通信基地局に相当）の下を通過する際に光信号と電気
信号との変換を行うもので、光ビーコン車載機は、投光
ユニット４及び受光ユニット５を介して光ビーコン路上
機と通信することにより車両の進行方向に存在する渋滞
情報或いは障害情報などの交通情報を入手するようにな
っている。従って、光ビーコン車載機が入手した渋滞情
報或いは障害情報などの交通情報を車両に搭載されてい
るカーナビゲーション装置に与えることにより、渋滞情
報或いは障害情報などの交通情報をカーナビゲーション
装置の経路案内に反映することができ、運転者は、カー
ナビゲーション装置により再設定された経路案内に沿っ
て車両を円滑に進行させることができる。

【００１４】ここで、光ビーコンについて間単に説明す
る。図３は、光ビーコン路上機の光通信領域を示してい
る。この図３において、光ビーコン路上機６は路上の所
定位置に設置されており、車両１側に光信号によりデー
タを送信するための投光手段と、車両１側から光信号に
よりデータを受信するための受光手段（何れも図示せ
ず）とを備えており、それぞれに光通信領域が設定され
ている。この場合、投光手段の光通信領域はダウンリン
ク領域と称され、受光手段の光通信領域はアップリンク
領域と称される。また、ダウンリンク領域は、通過車両
と光通信するための通信領域Ｘと、通行する車両を計数
するための車両感知領域Ｙとが設定されている。

【００１５】図４は、光ビーコン路上機６のダウンリン
ク領域及びアップリンク領域と、受光ユニット５の通信
領域との関係を示している。この図４において、光ビー
コン路上機６のダウンリンク領域は、車両１の進行方向
と反対方向に向かって水平方向から下側に４２゜から７
４゜の指向角が設定されている。これに対して、受光ユ
ニット５の受信領域は、車両１の進行方向に向かって水
平方向から上側に４２゜から７４゜の指向角が設定され
ている。このような互いの通信領域の設定により、受光
ユニット５が光ビーコン路上機６のダウンリンク領域に
位置している状態では、受光ユニット５は光ビーコン路
上機６からのダウンリンクデータを受信可能となってい
る。

【００１６】一方、同図に示すようにダウンリンク領域
内において車両が侵入してくる側にアップリンク領域が
重複して設定されており，投光ユニット４がアップリン
ク領域に位置した状態では、投光ユニット４は光ビーコ
ン路上機６に対してアップリンクデータを送信可能とな
っている。

【００１７】図５は投光ユニット４の縦断面図である。
この図５において、投光ユニット４は、本体ケース７
と、カバー８と、プリント配線回路基板９から構成され
ている。本体ケース７は、円板状のベース１０に第１の
支柱１１及び第２の支柱１２を一体に形成してなる。こ
れらの支柱１１、１２の外面はベース１０の外周面と面
一となるように湾曲形状に形成されていると共に、第１
の支柱１１は第２の支柱１２よりも高く形成されてい
る。また、各支柱１１，１２において互いに対向する内
面の上端部には爪部１１ａ，１２ａがそれぞれ形成され
ていると共に、その爪部１１ａ，１２ａよりも下方とな
る部位に突条部１１ｂ，１２ｂがそれぞれ形成されてい
る。

【００１８】また、ベース１０には複数の信号端子１３
が一体成形されており、その信号端子１３にコネクタ１
４が接続されている。プリント配線回路基板９にはＬＥ
Ｄからなる投光部１５が実装されており、それらと図示
しない配線を介して接続された図示しないピンがプリン
ト配線回路基板９の裏側に立設されており、そのピンに
コネクタ１４が接続されている。そして、この投光部１
５はレンズ部１６に埋設した形態となっている。

【００１９】プリント配線回路基板９は、本体ケース７
の支柱１１，１２に形成された爪部１１ａ、１２ａと突
条部１１ｂ，１２ｂとのそれぞれの間に挿入されること
により支柱１１，１２間に支持されるもので、その支持
状態では、プリント配線回路基板９が水平方向に対して
所定角度傾いて配置される。この所定角度としては、プ
リント配線回路基板９に実装された投光部１５の投光領
域が図４に示す光ビーコン路上機６のアップリンク領域
の指向角と一致する４２゜〜５３゜を含むような角度で
ある。

【００２０】一方、本体ケース７にはカバー８が装着さ
れている。このカバー８は上面が湾曲形状に閉鎖された
略円筒形状をなしている。このカバー８の下端部には一
対の係合突部８ａが形成されており、その係合突部８ａ
がベース１０の外周面に形成された係合凹部１０ａに係
合することによりカバー８が本体ケース７に装着されて
いる。この場合、一方の係合突部８ａは他方の係合突部
８ａに対してベース１０の径方向から外れた位置関係と
なるように形成されており、これによりカバー８を本体
ケース７に対して正しい角度で装着することができるよ
うになっている。そして、上記構成の投光ユニット４は
インストルメントパネル２に埋没状態で装着されてお
り、その装着状態で車両に搭載した光ビーコン車載機１
７（図１参照）に接続されている。

【００２１】図６は受光ユニット５の断面を示してお
り、その構成は投光ユニット４と略同一であるので、同
一部分については同一符号を付して説明は省略し、異な
る部分について異なる符号を付して説明する。プリント
配線回路基板９は本体ケース７のベース１０に対して平
行となるように第１の支柱１１及び第２の支柱１２に支
持されており、そのプリント配線回路基板９にフォトダ
イオードからなる受光部１８〜２２が実装されている
（プリント配線回路基板９の平面を示す図７参照）。こ
れらの受光部１８〜２２は、光ビーコン受光部１８、レ
インセンサ受光部１９、ワイヤレスドアロック受光部２
０、日射量センサ部２１及びコンライト受光部２２であ
る。

【００２２】図１は、本発明に係る電気的構成を示すブ
ロック図である。この図１において、上述したように受
光ユニット５を構成する光ビーコン受光部１８、レイン
センサ受光部１９、ワイヤレスドアロック受光部２０、
日射量センサ部２１及びコンライト受光部２２からの受
光信号は、それぞれに対応して設けられたコントローラ
に出力されることにより、光ビーコン車載機１７による
交通情報受信動作、雨滴検出手段としてのレインセンサ
コントローラ２３によるワイパー制御動作、ドアロック
コントローラ２４によるドアロック制御動作、カーエア
コンコントローラ２５による空調制御動作、コンライト
コントローラ２６によるヘッドライト点灯制御動作が行
われるようになっている。これらの受光部１８〜２２の
受光波長特性は最適となるように調整されており、その
調整手段としては受光部１８〜２２の前面に所定の光学
フィルタを配置することにより実施されている。

【００２３】ここで、レインセンサコントローラ２３は
投光ユニット４の投光部１５に対して所定周期のパルス
信号（雨滴検出光）を出力するようになっており、これ
により投光部１５からパルス光が所定周期でフロントガ
ラス３を介して前方に投光される。このパルス光は、光
ビーコン車載機１７からの信号に応じて投光されるパル
ス光とは独立して投光されるようになっている。そし
て、受光ユニット５は、投光ユニット４から投光されて
フロントガラス３で反射した光が入光するようにインス
トルメントパネル２に埋没状態で装着されている。

【００２４】次に、上記投光ユニット４及び受光ユニッ
ト５の動作について説明する。路上に設置された光ビー
コン路上機６は、所定のダウンリンクデータを光信号で
投光している。さて、路上を進行している車両１に設け
られた受光ユニット５が光ビーコン路上機６のダウンリ
ンク領域（アップリンク領域でもある）に位置すると、
光ビーコン路上機６から送信されている所定のダウンリ
ンクデータを示す光信号を受光ユニット５の光ビーコン
受光部１８が受光して光ビーコン車載機１７に出力す
る。

【００２５】光ビーコン車載機１７は、受光ユニット５
から所定のダウンリンクデータを入力したときは、アッ
プリンクデータを投光ユニット４に出力するので、投光
ユニット４の投光部１５から光ビーコン路上機６に対し
てアップリンクデータが送信される。このアップリンク
データとしては、車両のＩＤ、前回の光ビーコン路上機
６から今回の光ビーコン路上機６を通過するのに要する
時間などである。

【００２６】以上のようにして投光ユニットからアップ
リンクデータを受信した光ビーコン路上機６は、そのア
ップリンクデータをＶＩＣＳセンタに出力し、ＶＩＣＳ
センタは、光ビーコン路上機６から入力したアップリン
クデータに基づいて当該アップリンクデータを送信した
車両用のダウンリンクデータを作成して光ビーコン路上
機６に出力するので、光ビーコン路上機６からはダウン
リンクデータを示す光信号が送信される。このダウンリ
ンクデータとしては、通常の基本ダウンリンクデータに
渋滞時間などのオプションデータが付加されたものであ
る。

【００２７】そして、光ビーコン路上機６から送信され
たダウンリンクデータを示す光信号を受光ユニット５が
受光して光ビーコン車載機１７に出力し、光ビーコン車
載機１７がダウンリンクデータを処理してカーナビゲー
ション装置に与えるので、カーナビゲーション装置にお
いて経路案内の補正データとして利用することにより新
規の経路でもって運転者を適切に案内することができ
る。

【００２８】ところで、レインセンサコントローラ２３
は投光ユニット４にパルス信号を周期的に出力してお
り、それに応じて投光部１５からはパルス光が周期的に
投光されている。この投光部１５からのパルス光の一部
はフロントガラス３で反射して受光ユニット５に到達す
る。受光ユニット５においては、投光部１５からのパル
ス光が各受光部１８〜２２に入光するものの、受光部１
８〜２２の入光特性及び図示しないフィルタ特性により
レインセンサ受光部１９のみが投光部１５からのパルス
光に対応したパルス信号をレインセンサコントローラ２
３に出力することができる。

【００２９】さて、降雨によりフロントガラス３の表面
に雨滴が付着すると、フロントガラス３の表面の接触物
質が空気から水に変化することから、フロントガラス３
の表面で反射していた光の一部が反射することなく透過
するようになり、その結果として、レインセンサ受光部
１９の受光量が低下するようになる。この場合、レイン
センサ受光部１９の受光量は、フロントガラス３に付着
する雨滴量が多い程少なくなる。従って、レインセンサ
コントローラ２３は、レインセンサ受光部１９の受光量
が通常レベルよりも低下したときはフロントガラス３に
雨滴が付着したと判断してワイパを間欠的に駆動すると
共に、受光量に応じてワイパを間欠駆動する周期を短く
する。そして、受光量が第１の所定レベルよりも低下し
たときはワイパを常時駆動し、さらに受光量が第２の所
定レベルよりも低下したときはワイパを高速駆動するよ
うになる。

【００３０】このような実施の形態によれば、複数の受
光部１８〜２２を１つの受光ユニット５としてユニット
化するようにしたので、複数の受光センサを個別に設け
る従来構成に比較して、部品コストを低減することがで
きると共に、車両への設置工数を低減することができ
る。また、受光部１８〜２２を同一のプリント配線回路
基板９に実装するようにしたので、受光部１８〜２２を
個別にプリント配線回路基板に実装する構成に比較し
て、受光ユニット５の製造を簡単化することができる。

【００３１】しかも、レインセンサコントローラ２３
は、光ビーコン用の投光ユニット４から雨滴検出用のパ
ルス光を投光すると共に、フロントガラス３で反射した
パルス光をレインセンサ受光部１９で受光し、その受光
量に基づいて雨滴の有無を判断するようにしたので、雨
滴検出用の投光部を省略することができ、雨滴検出装置
の構成を簡単化することができる。さらに、投光部１５
から受光ユニット５を分離して設けるようにしたので、
投光部１５を受光ユニット５に含む構成に比較して、受
光ユニット５の構成を簡単化することができる。

【００３２】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図８を参照して説明するに、第１の実施の
形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異
なる部分に符号を付して説明する。受光ユニット５には
１個の受光部３１のみが設けられており、この受光部３
１からの出力はフィルタ回路（抽出手段に相当）３２〜
３５を介して各コントローラ１７、２３〜２６に出力さ
れるようになっている。これらのフィルタ回路３２〜３
５は受光部３１から出力される信号から所定周波数帯域
の信号成分を抽出するもので、フィルタ回路３２は、光
ビーコン路上機６から投光されるダウンリンクデータ信
号の周波数成分を抽出して光ビーコン車載機１７に与
え、フィルタ回路３３は、投光ユニット４から投光され
る雨滴検出用のパルス信号の周波数成分を抽出してレイ
ンセンサコントローラ２３に与え、フィルタ回路３４
は、リモコンキーから投光されるパルス信号の周波数成
分を抽出してドアロックコントローラ２４に与え、フィ
ルタ回路３５は、直流成分を抽出してカーエアコンコン
トローラ２５及びコンライトコントローラ２６に与える
ようになっている。

【００３３】このような第２の実施の形態によれば、受
光ユニット５として１個の受光部３１のみを設け、その
受光部３１からの信号に含まれる所定の信号をフィルタ
回路３２〜３５により弁別して各コントローラ１７、２
３〜２６に与えるようにしたので、受光ユニット５の構
成の簡単化を図ることができる。

【００３４】本発明は、上記各実施の形態に限定される
ことなく、次のように変形または拡張することができ
る。受光部として、半導体チップ上に受光波長特性の異
なる受光素子を複数形成し、各受光素子からの信号を各
コントローラに出力するようにしてもよい。受光センサ
として、受光波長特性が変更可能なものを用い、所定波
長の光の受信状態における出力信号を所定のコントロー
ラに与えるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における全体構成を
示す概略図

【図２】投光ユニット及び受光ユニットの装着状態を示
すインストルメントパネルの斜視図

【図３】光ビーコン路上機の通信領域を示す斜視図

【図４】光ビーコン路上機と光ビーコン車載機との通信
領域の関係を示す図

【図５】投光ユニットの縦断面図

【図６】受光ユニットの縦断面図

【図７】プリント配線回路基板の平面図

【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図１相当図

【符号の説明】

１は車両、２はインストルメントパネル、３はフロント
ガラス、４は投光ユニット、５は受光ユニット、６は光
ビーコン路上機（路側光通信基地局）、１８は光ビーコ
ン受光部（交通情報通信受光部）、１９はレインセンサ
受光部（雨滴検出用受光部）、２０はワイヤレスドアロ
ック受光部、２１は日射量センサ部（受光部）、２２は
コンライト受光部、２３はレインセンサコントローラ
（雨滴検出手段）、３１は受光部、３２〜３５はフィル
タ回路（抽出手段）である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に関する制御を実行するための光を
   受光する複数の受光部を備えた構成において、 前記受光部をユニット化して設けたことを特徴とする受
   光ユニット。
2. 【請求項２】 前記複数の受光部は、１つの基板に実装
   されていることを特徴とする請求項１記載の受光ユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 路側光通信基地局に光信号を送信するた
   めの交通情報通信用投光部と、 この交通情報通信用投光部から雨滴検出用光を投光させ
   る雨滴検出手段とを備え、 請求項１または２記載の受光ユニットは、前記路側光通
   信基地局から交通情報を含む情報を光信号で受光するた
   めの交通情報通信用受光部と、ガラスからの反射光を受
   光するための雨滴検出用受光部とを含んで構成されてい
   ると共に、前記交通情報通信用投光部から投光され前記
   ガラスで反射した光を受光するように設けられ、 前記雨滴検出手段は、前記交通情報通信用投光部から雨
   滴検出光を投光した状態で前記雨滴検出用受光部からの
   受光信号に基づいて前記ガラスに付着した雨滴を検出す
   ることを特徴とする車両用雨滴検出装置。
4. 【請求項４】 車両に関する制御を実行するための光を
   受光する１つの受光部と、 この受光部からの受光信号に含まれる所定信号を抽出す
   る抽出手段とを備えたことを特徴とする受光ユニット。
5. 【請求項５】 路側光通信基地局に光信号を送信するた
   めの交通情報通信用投光部と、 この交通情報通信用投光部から雨滴検出用光を投光させ
   る雨滴検出手段とを備え、 請求項４記載の受光ユニットは、前記交通情報通信用投
   光部から投光されガラスで反射した光を受光するように
   設けられ、 前記雨滴検出手段は、前記交通情報通信用投光部から雨
   滴検出光を投光した状態で雨滴検出するために設けられ
   た抽出手段が抽出した所定信号に基づいて前記ガラスに
   付着した雨滴を検出することを特徴とする車両用雨滴検
   出装置。
6. 【請求項６】 前記交通情報通信用投光部は、前記受光
   ユニットから分離されて設けられていることを特徴とす
   る請求項３または５記載の車両用雨滴検出装置。