JP2003500636A - 予復調・増幅・高次フィルタを備えた水分センサ - Google Patents

予復調・増幅・高次フィルタを備えた水分センサ

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Abstract

(57)【要約】 透明な材料表面に於ける水分を検出するための水分センサ。水分センサは、透明な材料上の水分の存在によって影響を受け、水分信号を発生する１つ又は複数のエミッタと、水分検出信号を受け、ディテクタ出力信号を発生する１つ又は複数のディテクタとを有する。水分センサは、更に、ノイズが存在しても正確な水分検出が可能であるように、ディテクタ出力信号から望ましくない外界光ノイズ及びＥＭＩ外乱の多くを除去するための高次フィルタを含む予復調増幅フィルタ回路を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は透明な材料表面上の水分を検出するための光学的水分センサに関し、
特に、不必要な信号要素の影響を減少させるための、広バンド幅、高次予復調フ
ィルタリングに関する。
【０００２】 （背景技術） ガラス若しくはプレキシグラスのような透明な材料の表面での水分の堆積は、
該材料を介した人間の視界を妨げる。自動車には、従前より、少なくとも運転者
の視界範囲或いはより広範囲に渡り、ウィンドシールドの外部表面から水分を取
り去り、ウィンドシールドを介した運転者の視覚を向上させる目的で、電動のウ
ィンドシールドワイパーが装備されている。
【０００３】 今日の乗り物の多くに於いて、ウィンドシールドワイパーシステムは、複数位
置スイッチ若しくは可変速スイッチを有する。可変速スイッチは、連続的に可変
でないとしても、運転者に対して状況に応じた広い範囲に渡るスピードの選択を
可能にする。ワイパーの制御装置は手動で操作され、典型的には遅延機能を有す
る。それによってワイパーは選択された時間の遅延間隔で間欠的に動作する。
【０００４】 近年、水分が車両の窓の表面に付着したとき自動的にワイパーモータを作動さ
せるべく、車両の窓の１つにマウントされた水分センサを含むワイパーコントロ
ールシステムが開発されてきた。水分センサを備えたワイパーコントロールシス
テムは、水分が取り除かれようとするリアウインド若しくはその他のガラス表面
にマウントされても良いが、最も典型的にはウィンドシールドにマウントされる
。そのようなワイパー制御システムは、ドライビング状況の変化に応じてワイパ
ーのスピードを調整する不自由さからドライバーを解放する。
【０００５】 光学式センサは、光のビームがウィンドシールドの外部表面に於ける水分の存
在によって、その通常の経路より拡散され、変向されるという原理に基づいて作
動する。通常の光学式センサは、好ましくは赤外線放射信号からなる光信号（以
下、水分検出信号とする）を発生するエミッタを備えている。水分検出信号は、
ウィンドシールドの水分検出領域に向けられ、ウィンドシールドの外側表面で反
射され、ディテクタへと戻される。ウィンドシールド表面上に於ける水分の存在
は、この反射信号の振幅を低減する。ディテクタは、反射された水分検出信号を
パルス状の電気信号に変換し、この電気信号は、水分検出領域に於ける水分の量
を表す信号を提供するために復調される。
【０００６】 光学的水分センサにとって、明るい太陽光は困難な作動環境を生み出す。多く
の光学的水分センサに用いられる半導体エミッタは、数ミリワットの光学エネル
ギーを発生する。しかしながら、商業的に実用化されるべき水分センサは、昼夜
を問わず作動可能であって、水分センサ内に、受信信号レベルに於ける極く僅か
なシフトを提供するのみであるような極めて小さな水滴を検出し得るものでなけ
ればならない。太陽光は、地球の表面に対して１平方メートル当たり約１０００
ワットの光学的エネルギーを照射する。太陽光は、水分センサの作動を妨げるよ
うな広帯域の強い外界光ノイズを発生する。
【０００７】 外界光の影響を補償するために、水分センサは通常、水分検出信号から可及的
に外界光を除去するべく構成された高価な光学システムを備えているのが一般的
である。しかしながら、低コストの光学システムを備えた水分センサを提供する
ことが望まれる。
【０００８】 Noack（米国特許第4,355,271）に於いて教示されているような、受信された水
分検出信号から不必要な外界光を除去するために電子的フィルタを用いているも
のがある。Noackは、一次のハイパスフィルタに接続された出力を有するディテ
クタを有する水分センサを開示している。フィルタは、ディテクタからの信号の
低周波ノイズ成分を除去し、信号を、復調する前に増幅する。しかしながら、No
ackにより教示された一次フィルタは、フィルタのカットオフ周波数より低い周
波数に対して、デケード当たり２０ｄＢ程度の緩やかな減衰特性を示すものであ
る。フィルタの緩やかな減衰特性は、受信された水分検出信号に、それが復調さ
れた時にかなりの量の外界光ノイズが含まれることを防ぐことができない。外界
光ノイズは、明るい太陽光の下で作動する水分センサが、影に入った時に水分が
検出されたものと誤った検出結果を発生するような問題を引き起こす。明るい晴
れた日に誤った水分検出信号を発生しないようにするのが望ましい。
【０００９】 車両用水分センサは、異なる透過率を有する様々なウインドシールドに用い得
るものでなければならない。ウインドシールドのガラスの透過率は、ガラスを透
過する光の量に対して影響を及ぼし、この透過量がディテクタに到達する反射エ
ミッタ信号の強さを決定する。例えば、米国のLibbey-Owens-Ford社によりＥＺ
−ＫＯＯＬとして市販されている太陽光遮断ウインドシールドは、多くの光学的
水分センサにより利用される赤外線エネルギーの多くを吸収するために、反射さ
れたエミッタ信号の強度を大幅に減少させる。従って、ディテクタに到達する信
号が、使用可能な信号として十分な強度を有するようにするためには、高い強度
の水分検出信号を発生するのが望ましい。しかも、外界光により発生するノイズ
を克服するために、高強度のエミッタ信号を提供するのが望ましい。
【００１０】 エミッタ信号の強度は、エミッタにより提供される電気エネルギーの量により
決定される。しかしながら、通常のエミッタは、限られた出力容量しか有してい
ない。大量のエネルギーは、電流パルスとしてであれば、通常エミッタの平均パ
ワー容量を超えることなく、短時間に渡ってエミッタに対して提供することがで
きる。電流パルスは、十分な強度を有するパルス状のエミッタ信号を発生する。
パルス状のエミッタ信号は、信号パルスの部分が信号の他の部分に比較して持続
時間が比較的短い場合には、低デューティサイクルであると呼ばれる。できるだ
け有用な水分検出信号を捕捉する一方、外界ノイズの多くを除去することにより
、センサの水分検出能力を向上し得るようなフィルタを備えた、低デューティサ
イクル水分検出信号を発生するようなローコストの水分センサを提供することが
望まれる。
【００１１】 （発明の開示） 透明な材料表面に於ける水分を検出するための水分センサ。水分センサは、透
明な材料上の水分の存在によって影響を受け、水分信号を発生する１つ又は複数
のエミッタと、水分検出信号を受け、ディテクタ出力信号を発生する１つ又は複
数のディテクタとを有する。
【００１２】 水分センサは、更に、外界光及びＥＭＩからのノイズを含む不必要な信号成分
の多くを除去するための予復調増幅フィルタ回路を有する。高次フィルタを用い
て、外界光ノイズを急峻に減衰させる一方、ディテクタ出力信号に含まれる有用
な水分検出信号の殆ど全てを通過させる。復調回路は、水分の存在を示すＤＣ信
号を発生する。
【００１３】 （発明を実施するための最良の形態） 添付の図面に示され、以下の明細書中に記述された特定の装置及び過程は、添
付の請求項によって定義される発明概念の単なる実施例であることがご理解頂け
ることと思う。これより、実施例に於ける特定の寸法や物理的な特徴は、特に請
求項で限定されない限り、本発明を限定するものではない。
【００１４】 図１に於いて、本発明に基づく水分センサが１８で示されている。本実施例に
於ける水分センサ１８は、好ましくは赤外線放射信号からなる水分検出信号２２
を、１対のディテクタ２４に向けて発生する１対の信号エミッタ２０を有する。
信号エミッタ２０は、好ましくは赤外線発光ダイオードからなるが、任意の信号
エミッタを用いることができる。ディテクタ２４は、好ましくはフォトダイオー
ドからなるが、水分検出信号２２を受信し得る任意のディテクタを用いることが
できる。
【００１５】 エミッタドライバ３６は、水分検出信号２２の振幅即ち強度を決定するような
量をもって信号エミッタ２０に電力を供給するように、信号エミッタ２０に接続
されている。周期的に繰り返されるゲート信号パルス３７が、以下に説明される
ように、エミッタドライバ３６に加えられる。
【００１６】 ディテクタ２４は、水分検出信号２２の少なくとも一部分を受けるためにエミ
ッタ２０に接続され、またもそれに応答して、個々のディテクタ信号（図示せず
）を提供する。ディテクタ２４は、ディテクタ信号を組み合わせることによりデ
ィテクタ出力信号３９を供給するための共通のノード３８へと接続される。
【００１７】 水分センサの動作中に於いて、エミッタ２０は、水分を検出するべき図示され
ない検出領域に於けるガラスの外面に向けて、赤外線水分検出信号２２を投射す
る。水分検出信号２２の少なくとも一部は、反射されて、再びガラスを通過し、
ディテクタ２４に到達する。
【００１８】 検出領域に水分が堆積していれば、ディテクタにより受信された水分検出信号
２２は、振幅の変化として、それを示す。ディテクタ２４は、検出された水分を
表す受信水分検出信号を含む信号３９を発生する。
【００１９】 図２には、エミッタドライバ３６によって受信された周期的に繰り返されるパ
ルスゲート信号３７が示されている。ゲートパルス信号３７のパルスは、好適に
は５０マイクロ秒の持続時間を有し、また１２００Ｈｚの周波数で繰り返される
が、その他の適切な持続時間及び周波数が用いられてもよい。エミッタドライバ
３６は、好適には、各ゲート信号パルス３７に応答して、エミッタ２０に対して
電流のパルスを供給する電流源からなる。
【００２０】 エミッタ２０は、符号２２で示されたパルス状のエミッタ信号を提供すること
により各々の電流パルスに応答する。好適実施例では、水分検出信号２２は、信
号周期Ｉをもって繰り返される赤外線パルス信号からなる。上記したゲートパル
ス信号３７の周波数が１２００Ｈｚであるような場合、各周期Ｉは、８３３マイ
クロ秒の持続時間を有するものであって良いが、その他の適切な持続時間及び周
波数が用いられてもよい。
【００２１】 各周期Ｉは、Ｐにより示される赤外線光のパルスを１個含み、エミッタがオフ
の区間がＯにより示されている。水分検出信号のデューティーサイクルは、周期
Ｉに対する、エミッタ２０がオンであるような区間の割合である。本発明に基づ
く好適なデューティーサイクルは、約６％である。しかしながら、任意の小さな
デューティーサイクルを採用することができる。小さなデューティーサイクルと
は、２５％以下、好ましくは１５％以下のデューティーサイクルを指すものとす
る。
【００２２】 ディテクタ２４は、受光された反射エミッタ信号２２の強さに比例した量の電
流が流れるようにする。ディテクタの電流（図示せず）は、符号３９で示される
ディテクタ出力信号を供給するためにノード３８で組合される。ディテクタ出力
信号３９は、上記した周期Ｉと同様な信号周期Ｉ’を有する。ディテクタ出力信
号周期Ｉ’は、水分検出領域に於ける水分に関する情報及びディテクタ２４に入
射する外界光の影響を含む受信水分検出信号に対応する部分Ｍを有する。各ディ
テクタ出力信号周期Ｉ’は、エミッタが作動していない時間を表す光信号区間Ｌ
を有するが、この区間は外界光の影響を含む。パルス状のディテクタ出力信号は
、この場合１２００Ｈｚである水分検出信号と同一の基本周波数を有する。基本
周波数に加えて、ディテクタ出力信号は、基本周波数の高調波の信号成分も含む
。基本周波数から上側の帯域に分布する高調波は、検出された水分に関する有用
な信号情報を含む。
【００２３】 ここで再び図１を参照する。ディテクタ出力信号３９は、必要としない信号要
素を取り除くために、高いゲイン及び広帯域幅を有する予復調・増幅・フィルタ
回路４０の入力４０ａに接続されている。予復調・増幅・フィルタ回路４０は、
ディテクタ出力信号３９の低周波数の信号要素を除去することによって外界光の
外乱の影響を減少させるためのハイパスフィルタ４１を有する。ハイパスフィル
タ４１は、ディテクタ出力信号３９の水分検出部分Ｍの大部分が通過する一方、
低周波数の外乱を鋭く減衰させる１ｋＨｚのコーナー周波数を有する５次のフィ
ルタであってよい。しかしながら、適切なコーナー周波数を有する、適切な次数
の任意のハイパスフィルタが用いられてもよい。
【００２４】 予復調・増幅・フィルタ回路４０はまた、フォトダイオードディテクタ２４に
於ける電子や正孔の電磁気的影響及びランダムな再結合のような高い周波数ノイ
ズを除去するためにローパスフィルタ４２を有する。ローパスフィルタ４２は、
ディテクタ出力信号３９に含まれるエネルギーの大部分を通過させる一方、高周
波数の外乱を減衰させるために、３３ＫＨｚのコーナー周波数を有する２次のフ
ィルタであってよい。しかしながら、適切なコーナー周波数を有する適切な次数
の任意のローパスフィルタが用いられてもよい。
【００２５】 予復調・増幅・フィルタ回路４０の好適な実施例は、５次のハイパスフィルタ
４１及び２次のローパスフィルタを実現するために、２つのバンドパスフィルタ
及び３つのハイパスフィルタ（図示せず）を含む多段式のフィルタを用いる。し
かしながら、任意のフィルタの組合せを用いることができる。これらのフィルタ
４１及び４２は、演算増幅器、抵抗器及びコンデンサ（図示せず）を公知の要領
をもって組合わせることにより構成することができる。
【００２６】 予復調・増幅・フィルタ回路４０はまた、ディテクタ出力信号３９を増幅させ
るための増幅段４３を有する。それによって得られるゲインは、上記した多段式
フィルタからのディテクタ出力信号に対して適用される。 予復調・増幅・フィルタ回路４０は、図２に示すようにパルス状のディテクタ
出力電流信号３９を、フィルタされ、増幅されたパルス状の予復調電圧信号４４
へと変換する。予復調信号４４は、予復調回路の出力４０ｂからマイクロコンピ
ュータ４５へと送られる。マイクロコンピュータ４５は、好適にはMicrochip Co
rporation製の製造番号PIC12C672の８ピンデバイスであるが、他の好適なマイク
ロコンピュータが用いられてもよい。
【００２７】 マイクロコンピュータ４５は、ＡＤコンバータ４６を有し、該コンバータは、
アナログ予復調電圧パルス４４をマイクロプロセッサ４５によって更に処理する
ためにデジタル信号へと変換する。このＡＤコンバータ４６は、好適には約２０
ｍＶの感度限界を有する８ビットのコンバータであればよく、しかしその他の適
切な感度限界を有するＡＤコンバータが用いられてもよい。
【００２８】 デジタル信号は、センサによって検出された水分を表す振幅を有するＤＣ電圧
信号４９を形成する目的でパルス状の信号を復調させる復調段４８に於いて復調
される。マイクロコンピュータ内のソフトウェアは、検出された信号を高速で順
次２回サンプリングする。そのうちの１回は、水分検出信号及び付随する外界光
の外乱が存在する場合の信号周期Ｉの水分検出区間Ｍに於けるサンプリングであ
り、もう１回は外界光のみが存在する場合の信号周期Ｉの光信号区間Ｌに於ける
サンプリングである。外界光の外乱の影響は、タイムシフトされた線形差分増幅
をソフトウェア的に実現したものにより線形的に減算される。これは、Tederに
よる米国特許第5,059,877号に教示されており、ここに言及したことで、その内
容を本出願の一部とされたい。
【００２９】 復調段４８の出力は、デジタル信号処理（DSP）フィルタ段５０の入力５０ａ
に接続されている。DSPフィルタ段５０は、ローパスフィルタ５２及びバンドパ
スフィルタ５４を含む。DSPフィルタ段出力５０ｂは、事象検出ソフトウェアを
用いる水分事象検出段５６へと接続され、部分５８に於いて、ガラス表面上の水
分の存在を示す出力信号が得られる。前記ソフトウェアは、Tederによって米国
特許第5,568,027号で教示されたものであるのが好ましく、ここで言及したこと
で、その内容を本明細書の一部とされたい。
【００３０】 水分事象検出段５６の出力５８は、自動車のワイパー制御ユニットであってよ
い水分除去コントローラ６０へと接続されている。自動車のワイパー制御ユニッ
トは、水分事象検出信号を用いることで、ガラス表面の水分の存在に応じてウィ
ンドシールドのワイパーを制御するためのマイクロコンピュータを有する。
【００３１】 車両のウインドシールドに用いられる光学的水分センサについての外界光ノイ
ズのスペクトル特性を調査した所、ノイズのスペクトル反応が主に低周波であっ
て、数十Ｈｚの範囲内に分布していることが見出された。図３では、車両のウイ
ンドシールドに用いられる光学的水分センサに作用する外界光ノイズの特性が符
号６２により示されている。スペクトル特性は、１Ｈｚに於いて０ｄＢとなるよ
うに正規化されている。
【００３２】 特に、晴れた日に、車両が影を通過すると、水分センサに入射する外界光のレ
ベルが変動することが見出された。変動する光のレベルは、振幅及び周波数が変
化する外界光ノイズを発生する。直射日光下に於ける橋や建物等大きな物体は水
分センサに入射する外界光レベルに対して最も大きな変化を引き起こす。これら
の物体は、数Ｈｚのオーダーの大きな振幅の低周波外界光外乱を発生する。しか
しながら、木の枝や電信柱等小さな物体は、車両が短時間で通過するような影を
発生する。またこれらの影は、大きな物体の影ほど暗くなく、従って小さな物体
は振幅が小さいが周波数の高い外界光ノイズを発生することになる。これらの高
周波外乱は、数十Ｈｚのオーダーのものである。外界光のエネルギーは、符号６
２が付されたスペクトル特性により示されるように、周波数が１デケード増大す
る毎に約２０ｄＢの割合で減衰するのが一般的である。
【００３３】 太陽により発生する外界光は極めて強いものであることから、水分検出信号を
正確に検出するためには、ノイズの振幅をかなり減少させなければならない。外
界光ノイズを効果的に除去するためには、水分センサは、外界光ノイズの多くを
減衰させ、受信された水分検出信号パルスのエネルギーの多くを通過させなけれ
ばならない。
【００３４】 図４に示されるように、符号６４により示される従来技術に基づく水分センサ
のフィルタスペクトル特性は限られた復調フィルタ特性を有している。低デュー
ティサイクル水分検出信号のスペクトル特性が符号６６により示されている。従
来技術に基づく水分センサは、一次のフィルタを用いて、１デケード当たり２０
ｄＢの外界光ノイズの減衰を提供する。しかしながら、一次フィルタでは、所望
の信号６６の殆ど全てを通過させ、ノイズ信号６２の殆ど全てを除去するように
カットオフ周波数を選択することができない。例えば、１ｋＨｚのコーナー周波
数を有する低次フィルタは、１０Ｈｚに於いて４０ｄＢ即ち電圧の倍数で言うと
１００分の１となるような程度で外界ノイズを減衰し得るのみである。太陽の効
果があまりにも強いため、残された外界光外乱は、依然として水分センサの作動
を損なうのに十分な強さである。
【００３５】 図５に於いては、本発明のフィルタによるスペクトル応答が符号６８により示
されている。この予復調フィルタは高次ハイパスフィルタを用い、それにより外
界光ノイズを大幅に減衰させることができる。高次フィルタは好ましくは２次ロ
ーパスフィルタと５次ハイパスフィルタとを組み合わせて構成され、以下に記載
するようなバンドパスフィルタを実現する。バンドパスフィルタは、晴れた日に
水分を正確に検出し得るように復調前に外界光ノイズを十分に減衰させる。
【００３６】 バンドパスフィルタは、上記したような低デューティサイクル水分センサ信号
パルスの高調波のエネルギーの多くを吸収するためには約３３ｋＨｚに至るよう
な周波数特性を有していなければならない。周波数応答の上限が低いことは、受
信水分検出信号パルス内に存在するエネルギーを捨て去ることになる。上限を高
くすると、ＥＭＩに対するシステムの抵抗力を減少させ、フォトダイオードディ
テクタからのノイズをより多く通過させることになる。
【００３７】 ハイパスフィルタの傾きは、１デケード当たり１００ｄＢと極めて急峻である
。コーナー周波数の選択は、水分検出信号の周波数及びデューティサイクルに依
存する。従って、高次ハイパスフィルタは、水分検出信号パルスのエネルギーの
数％を失うのみである。光の外乱により引き起こされるような低周波事象は強く
減衰される。例えば、１０Ｈｚの外界光外乱は１２０ｄＢ以上減衰され、これは
電圧の倍数でいうと１００万分の１以上である。ハイパスフィルタの周波数を上
昇させると、所望の受信信号の一部を捨て去ることとなる。ハイパスフィルタ周
波数を低下させると、より多くの低周波ノイズがシステムを通過し得るようにな
る。共振フィルタは、フィルタの傾きに関わらず、このような用途には適してい
ない。何故なら、共振フィルタは比較的狭いパスバンド特性を有しており、それ
では低デューティサイクル信号の高調波を含む有用な水分検出信号の全てを通過
させ、上記したような不必要なノイズ成分を減衰させるようなことができないか
らである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による予復調・増幅・フィルタを含む水分センサのブロック図である。
【図２】 図１に示した水分センサの水分センサ信号を表すグラフである。
【図３】 車両用ウインドシールドに用いられる光学的水分センサについての外界光ノイ
ズのスペクトル応答を表すグラフである。
【図４】予復調フィルタを有する従来技術に基づく水分センサのスペクトル
特性を表すグラフである。
【図５】 高次予復調フィルタの効果を示す本発明のスペクトル特性を表す
グラフである。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年６月２８日（２００１．６．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB04 CC09 EE02 GG02 GG08 HH01 KK04 MM01 MM09 MM20 NN01 3D025 AA01 AC01 AD01 AG42

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明な材料表面に於ける水分を検出し、それに応じて水分
    除去システムの動作を制御するための水分センサであって、 透明な材料の前記表面に於ける水分の存在によって影響を受ける低デューティ
    ーサイクルのパルス状のエミッタ信号を生成するためのエミッタと、 前記パルス状のエミッタ信号を受け、基本周波数及び該基本周波数の高調波を
    含む成分を有するパルス状のディテクタ出力信号の生成に寄与するディテクタと
    、 前記ディテクタに接続され、また前記パルス状ディテクタ出力信号を受けるた
    めの入力、パルス状の予復調信号を提供するための出力、前記パルス状予復調信
    号に対してゲインを提供する増幅器及び、望ましくない低周波外界光ノイズ信号
    成分を減衰させ、また前記高調波の多くを含む前記パルス状ディテクタ出力信号
    からの使用可能な信号情報の多くを通過させるような、前記入力に接続されたバ
    ンドパスフィルタとを有する予復調回路と、 前記パルス状の予復調信号を、前記透明材料表面に於ける水分の存在を示すＤ
    Ｃ信号へと変換する復調回路とを有することを特徴とする水分センサ。
  2. 【請求項２】 前記バンドパスフィルタが高次ハイパスフィルタ及びロー
    パスフィルタを有することを特徴とする請求項１に記載の水分センサ。
  3. 【請求項３】 前記高次ハイパスフィルタの次数が少なくとも３次である
    ことを特徴とする請求項２に記載の水分センサ。
  4. 【請求項４】 前記高次ハイパスフィルタの次数が５次であることを特徴
    とする請求項３に記載の水分センサ。
  5. 【請求項５】 前記高次ハイパスフィルタが、７０ｄＢ以上の減衰率をも
    って前記パルス状ディテクタ出力信号からの前記低周波外界光ノイズ信号成分を
    減衰させることを特徴とする請求項２に記載の水分センサ。
  6. 【請求項６】 前記高次ハイパスフィルタが、１００ｄＢ以上の減衰率を
    もって１０Ｈｚ以下の前記低周波外界光ノイズ信号成分を減衰させることを特徴
    とする請求項５に記載の水分センサ。
  7. 【請求項７】 前記高次ハイパスフィルタが、３つのカスケード接続され
    たフィルタを有することを特徴とする請求項２に記載の水分センサ。
  8. 【請求項８】 前記予復調回路の前記増幅器が、前記パルス状予復調信号
    に対して３０ｄＢ以上のゲインを提供することを特徴とする請求項１に記載の水
    分センサ。
JP2000619670A 1999-05-25 2000-05-10 予復調・増幅・高次フィルタを備えた水分センサ Pending JP2003500636A (ja)

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