JP2005233728A - 光センサ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 レインセンサと照度センサとを同一のケース内に備えつつ、体格を小型化できる光センサ装置を提供すること。
【解決手段】 同一のケース内にレインセンサと照度センサを備える光センサ装置１００において、レインセンサと照度センサの受光素子２１を共有化し、制御部３０によりレインセンサを構成する発光素子１１の発光パターンを制御するとともに、当該発光パターンに応じて、受光素子２１の出力をレインセンサの出力或いは照度センサの出力と切り替えるように構成した。このように受光素子２１が共有されているので、光センサ装置１００の体格を小型化することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、同一のケース内に、レインセンサと照度センサとを集積してなる光センサ装置に関するものである。
従来、例えば特許文献１に開示されるように、ワイパ自動制御装置に適用されるレインセンサとして、発光素子と受光素子とを有し、受光素子によって受光される受光量に応じて雨滴量を検出するレインセンサが知られている。
このレインセンサは、例えば車両のウインドシールド（フロントウインド）に設置され、発光素子がウインドシールドに向けて発光し、ウインドシールドによって反射された反射光を受光素子が受光する構成となっている。
特開２００１−９９９４８号公報
しかしながら、近年、車両ライトの自動点消灯制御を目的として、車両上方の照度を検出するオートライトセンサや車両前方の照度を検出するファーライトセンサといった照度センサが、車両に設置されることがある。
この場合、レインセンサ及び照度センサは、ともに受光素子を備える光センサでありながら別個に設けられているため、レインセンサのみを設置する場合よりも、センサの設置スペースが増加する。また、レインセンサ及び照度センサを同一のケース内に配置しても受光素子が別個に設けられていると、ケースの体格を小型化するのが困難である。
本発明は上記問題点に鑑み、レインセンサと照度センサとを同一ケース内に備えつつ、体格を小型化できる光センサ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する為に、請求項１に記載の光センサ装置は、移動体のウインドシールドに向けて発光する発光素子と、ウインドシールドにより反射された反射光を受光する受光素子とを有するレインセンサと、移動体の外部照度を検出する受光素子を有する照度センサとを、同一のケース内に備えている。そして、レインセンサと照度センサとの受光素子が共用され、所定の発光パターンをもって点灯するように発光素子の点消灯を制御するとともに、発光素子の発光パターンに応じて、受光素子の出力をレインセンサの出力或いは照度センサの出力とする制御部を備えることを特徴とする。
このように、本発明の光センサ装置によると、レインセンサと照度センサが同一のケース内に配置され、両センサの受光素子が共有されている。従って、レインセンサと照度センサを備える光センサ装置の体格を小型化することができる。また、受光素子が共有されているので、製造コストを低減することができる。
照度センサは、受光素子として、例えば請求項２に記載のように、移動体の上方照度を検出するオートライト用受光素子を有しても良いし、請求項３に記載のように、移動体の前方照度を検出するファーライト用受光素子を有しても良い。
また、請求項４に記載のように、照度センサは、受光素子として、オートライト用受光素子と、ファーライト用受光素子の両方を有し、オートライト用受光素子及びファーライト用受光素子のいずれかとレインセンサの受光素子が共用された構成としても良い。この場合、請求項５に記載のように、オートライト用受光素子及びファーライト用受光素子が同一基板に形成されていると、体格をさらに小型化することができる。
尚、移動体としては、例えば請求項６に記載のように、車両（自動車、列車等）を適用することができる。それ以外にも、航空機や船舶等に適用することができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、以下の実施形態においては、光センサ装置を、移動体としての車両（自動車）に適用した例を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における光センサ装置の概略を示すブロック図である。図２は、光センサ装置における特徴部分を説明するための模式図である。図２において、一点鎖線は赤外線を、破線で囲まれた領域は照度センサとしての受光領域を示している。
図１に示すように、光センサ装置１００は、発光部１０、受光部２０、及び制御部３０とにより構成される。
発光部１０は、発光素子１１と、発光素子１１を駆動させるための発光駆動回路１２からなる。本実施形態における発光素子１１は赤外線発光ダイオードであり、制御部３０からの発光指示信号を受けた発光駆動回路１２により駆動されて、図２に示すように、赤外線（一点鎖線）を自動車のフロントウインド４０に向けて出力する。
受光部２０は、受光素子２１と、受光素子２１の出力を増幅する出力増幅回路２２からなる。本実施形態における受光素子２１はフォトダイオードであり、図２に示すように、フロントウインド４０の車外面にて反射された赤外線の反射光とともに、車両上方の照度も検出するように配置されている。従って、一対の発光素子１１及び受光素子２１が、受光素子２１の赤外線受光量に基づいて降雨量を検出するレインセンサを構成し、検出された降雨量に基づいてワイパ駆動が自動制御される。また、受光素子２１が、車両上方の照度を検出する照度センサ（オートライトセンサ）を構成し、この照度に基づいてヘッドライト等のライトが自動点消灯制御される。尚、本実施形態において、発光素子１１と受光素子２１は、図２に示すように同一の基板５０に形成されている。
受光素子２１は検出信号を出力増幅回路２２に出力し、出力増幅回路２２は検出信号を線形増幅し、制御部３０に出力する。
制御部３０は、マイクロコンピュータ等で構成され、各種処理を実行する中央処理ユニット３１（以下ＣＰＵと示す）と、発光素子１１の発光パターンに応じて受光素子２０の出力を、レインセンサ出力と照度センサ出力とに切り替える出力切替回路（スイッチ）３２、及び図示されない内部メモリ等により構成される。本実施形態において、ＣＰＵ３１は、発光駆動回路１２に発光指示信号を出力し、発光指示信号に同期した出力切替信号を出力切替回路３２に出力する。これにより、出力切替回路３２は発光素子１１が点消灯するタイミングに合わせて受光素子２１の出力をレインセンサ出力と照度センサ出力とに切り替えてＣＰＵ３１に出力する。また、出力切替回路３２からの信号を受けたＣＰＵ３１は、各種処理を実行し、センサ信号をボディＥＣＵ２００に出力する。
そして、発光部１０、受光部２０、及び制御部３０が同一のケース（図示せず）内に収納されて光センサ装置１００を構成している。
このように、本実施形態における光センサ装置１００は、レインセンサと照度センサが同一のケース内に配置され、受光素子２１が共有されている。従って、レインセンサと照度センサを備える光センサ装置１００の体格を小型化することができる。また、受光素子２１が共有されているので、製造コストを低減することができる。
次に、制御部３０による発光部１０及び受光部２０の制御と、受光素子２１の出力の切替について、図１及び図３を用いて説明する。図３は、受光素子２１の出力切替を説明するための図である。
本制御は、イグニッションＳＷ（図示せず）がオンされた状態で、ワイパを自動制御するオートワイパＳＷ（図示せず）及びライトを自動点消灯制御するオートライトＳＷ（図示せず）がオンされたときに開始され、オフされたときに終了される。
イグニッションＳＷがオンされた状態で、オートワイパＳＷ及びオートライトＳＷがオンされると、制御部３０のＣＰＵ３１は、発光部１０の発光駆動回路１１に対し、所定の発光パターンをもって発光素子１１が点消灯するように発光指示信号を出力する。それとともに、ＣＰＵ３１は、制御部３０を構成する出力切替回路３２にも、上述の発行指示信号に同期させて、発行指示信号に応じた出力切替信号を出力する。
発光指示信号を受けた発光部１０の発光駆動回路１２は、発光指示信号に従って発光素子１１を駆動させる。これにより、例えば発光素子１１の出力波形は、図３に示すように、所定の発光パターンを示す。尚、本実施形態においては、一定の周期をもって点消灯が繰り返されるように、発光素子１１の発光が制御される。
また、受光素子２１は、受光による検出信号を検波回路（図示せず）を介して出力増幅回路２２に出力し、出力増幅回路２２は検出信号を増幅して出力切替回路３２に出力する。ここで、出力切替回路３２は、出力増幅回路２２からの検出信号を、ＣＰＵ３１からの出力切替信号（発光素子１１の発光パターンに同期）に応じて、レインセンサ出力或いは照度センサ出力としてＣＰＵ３１に出力する。
具体的には、受光素子２１は常に車両上方の照度を検出しており、発光素子１１の発した赤外線を受けたときにその出力（受光量）が増加する。すなわち、図３に示すように、発光素子１１の発光（出力）パターンに応じて、受光素子２１の出力も変化する。また、出力切替回路３２は、受光素子２１の出力を発光素子１１の発光パターンに応じて、ＣＰＵ３１にレインセンサ出力或いは照度センサ出力として出力する。従って、出力切替回路３２からＣＰＵ３１に出力される信号は、図３に示すように、発光素子１１が発光している間はレインセンサ出力となり、発光素子１１が発光していない間は照度センサ出力となる。
そして、ＣＰＵ３１は、レインセンサ出力或いは照度センサ出力をワイパを駆動させるための閾値或いはライトを点灯（消灯）させるための閾値と比較し、判定結果に応じたセンサ信号を、ワイパ駆動装置やライトコントロール装置等を備えるボディＥＣＵ２００に出力する。
尚、発光素子１１が発光している間の受光素子２１の出力は、発光素子１１からの赤外線受光量と車両上方からの光量を合わせたものとなる。従って、本実施形態においては、ＣＰＵ３１がワイパを駆動させるための閾値と比較判定を実行する前に、制御部３０にて、車両上方からの光量分（例えばその直前の受光素子２１出力（照度センサ出力））を除去し、ＣＰＵ３１は除去した出力を閾値と比較する構成としている。しかしながら、それ以外にも、ＣＰＵ３１は車両上方からの光量分（例えばその直前の受光素子２１出力（照度センサ出力））に応じて閾値を変化させ、当該閾値と発光素子１１からの赤外線受光量と車両上方からの光量を合わせた出力をレインセンサ出力として比較する構成としても良い。尚、この場合、閾値は予め複数設定されてＥＥＰＲＯＭ等に記憶されていても良いし、例えばその直前の受光素子２１出力（照度センサ出力）をもとに算出されても良い。
このように、本実施形態における光センサ装置１００によると、受光素子２１を共有しても、レインセンサ及び照度センサとしての機能を果たすことができる。
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。
本実施形態においては、光センサ装置１００を移動体としての自動車に適用する例をしめした。しかしながら、それ以外にも自動車以外の車両（例えば列車やフォークリフト等）、航空機、船舶等に適用することができる。
尚、本実施形態においては、照度センサとしてオートライトセンサを例にあげたが、それ以外にも、受光素子２１が車両前方の照度によりトンネルや橋下等があることを検出するファーライトセンサを適用することができる。
また、ファーライトセンサも光センサであるので、レインセンサ、オートライトセンサ、及びファーライトセンサを同一のケース内に収納した構成とすることもできる。例えば図４に示すように、受光素子２１としてオートライト用受光素子２１ａとファーライト用受光素子２１ｂを形成し、オートライト用受光素子２１ａ及びファーライト用受光素子２１ｂのいずれかとレインセンサの受光素子を共用（図４においてはファーライト用受光素子２１ｂと共用）する構成とすれば良い。特に、図４に示すように、オートライト用受光素子２１ａとファーライト用受光素子２１ｂが同一基板５０に形成されていると、光センサ装置１００の体格をさらに小型化することができる。尚、図４は、本実施形態の変形例を示す図であり、図４において、一点鎖線は赤外線を、破線で囲まれた領域は照度センサとしての受光領域を示している。
尚、照度センサとしては、上記例に限定されるものでない。それ以外にも、例えば太陽方位を検出する日射センサを適用することができる。
本発明の第１の実施形態における光センサ装置の概略を示すブロック図である。 光センサ装置における特徴部分を説明するための模式図である。 受光素子の出力切替を説明するための図である。 本実施形態の変形例を示す図である。
符号の説明
１０・・・発光部
１１・・・発光素子
２０・・・受光部
２１・・・受光素子
３０・・・制御部
３１・・・ＣＰＵ
３２・・・出力切替回路（スイッチ）
１００・・・光センサ装置

Claims (6)

  1. 移動体のウインドシールドに向けて発光する発光素子と、前記ウインドシールドにより反射された反射光を受光する受光素子とを有するレインセンサと、
    前記移動体の外部照度を検出する受光素子を有する照度センサとを、同一のケース内に備える光センサ装置において、
    前記レインセンサと前記照度センサとの前記受光素子が共用され、
    所定の発光パターンをもって点灯するように前記発光素子の点消灯を制御するとともに、前記発光素子の発光パターンに応じて、前記受光素子の出力を前記レインセンサの出力或いは前記照度センサの出力とする制御部を備えることを特徴とする光センサ装置。
  2. 前記照度センサは、前記受光素子として、前記移動体の上方照度を検出するオートライト用受光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
  3. 前記照度センサは、前記受光素子として、前記移動体の前方照度を検出するファーライト用受光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
  4. 前記照度センサは、前記受光素子として、前記移動体の上方照度を検出するオートライト用受光素子と、前記移動体の前方照度を検出するファーライト用受光素子を有し、前記オートライト用受光素子及び前記ファーライト用受光素子のいずれかと前記レインセンサの受光素子が共用されていることを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
  5. 前記オートライト用受光素子及び前記ファーライト用受光素子が、同一基板に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光センサ装置。
  6. 前記移動体は車両であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の光センサ装置。
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