JP2007033400A - Surface deposit detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物の表面に付着した付着物を検出する表面付着物検出装置に関する。 The present invention relates to a surface adhering matter detection apparatus that detects adhering matter adhering to the surface of an object.
従来、対象物の表面に付着した付着物（水滴等）を検出する表面付着物検出装置としては、例えば特許文献１にて開示されているものがある。この表面付着物検出装置は、例えば車両のフロントガラスに付着した雨滴を検出するものであり、車両のボンネット上に固定された発光体と、インナミラー（ルームミラー）の背面に固定された雨滴センサユニットとを備えている。発光体は、フロントガラスにおける１箇所の所定領域を照射するものであり、所定領域は２５ｃｍ２程度の円形領域である。そして、所定領域内に雨滴が付着すると、付着した雨滴によって発光体の照射光が屈折されその屈折光の一部が雨滴検出ユニットにて受光される。雨滴検出ユニットは、屈折光を受光することにより、フロントガラス上の雨滴の存在を検出する。このような雨滴検出装置を用いることにより、例えば雨滴の検出に基づいてワイパを自動で駆動させることが可能である。
ところで、特許文献１に記載の表面付着物検出装置において、発光体によって照射される所定領域は、ある程度の広がりを持った領域ではあるものの、フロントガラスにおける所定領域の割合は小さい。従って、所定領域内の雨滴の数は、フロントガラス全体に付着した雨滴の数に比べて少ない。このように、発光体によって照射される雨滴の数が少ないと、発光体の照射光が雨滴によって屈折されても、屈折光が雨滴検出ユニットにて受光されない虞がある。雨滴によって屈折された屈折光が雨滴検出ユニットにて受光されないと、雨滴の存在を検出することができない。
By the way, in the surface deposit detection apparatus described in
また、フロントガラスにおける所定領域の割合が小さいと、降雨量が少ない場合等、フロントガラスに付着した雨滴が少ない場合には、フロントガラスにおける所定領域以外の箇所に雨滴が付着しているにも拘わらず、所定領域内に雨滴が付着しない場合もある。このような場合には、フロントガラスに雨滴が付着していても、所定領域内に雨滴が付着していないことから、フロントガラスに雨滴が付着していることを検出することができない。 In addition, when the ratio of the predetermined area on the windshield is small, when there are few raindrops attached to the windshield, such as when the amount of rainfall is small, the raindrops adhere to places other than the predetermined area on the windshield. In some cases, raindrops do not adhere to the predetermined area. In such a case, even if raindrops are attached to the windshield, it is not possible to detect that raindrops are attached to the windshield because no raindrops are attached within the predetermined area.
このように、従来の表面付着物検出装置は、フロントガラスに雨滴が付着しているにも拘わらず、付着した雨滴を検出することができないことがあった。そのため、表面付着物検出装置の検出性能の向上が望まれていた。 As described above, the conventional surface adhering matter detection apparatus sometimes cannot detect the adhering raindrops even though the raindrops adhere to the windshield. Therefore, improvement of the detection performance of the surface deposit detection device has been desired.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検出性能を向上させることができる表面付着物検出装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the surface deposit | attachment detection apparatus which can improve detection performance.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光透過性を有する対象物に楕円状の光を照射する照射手段と、前記対象物における照射位置が変更されるように前記光を一方向に往復移動させる照射位置変更手段と、前記照射手段から照射された前記光であって前記対象物の表面に付着した付着物により反射された光を受光する受光手段とを備えていることを特徴とする表面付着物検出装置とした。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表面付着物検出装置において、前記照射手段は、光を発する発光手段と、前記発光手段から発せられた前記光を楕円状に整形する光整形手段とを備えている。 According to a second aspect of the present invention, in the surface deposit detection apparatus according to the first aspect, the irradiating unit includes a light emitting unit that emits light, and light that shapes the light emitted from the light emitting unit into an elliptical shape. Shaping means.
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表面付着物検出装置において、前記光整形手段は、前記発光手段から発せられて透過する前記光を楕円状に整形するレンズである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の表面付着物検出装置において、前記照射位置変更手段は、前記対象物に照射するための前記光を反射する反射面と、前記反射面を揺動させる揺動手段とを有し、前記揺動手段にて前記反射面を揺動させることにより、前記対象物に照射するための前記光の向きを変更して当該光を前記対象物に向ける。
According to a third aspect of the present invention, in the surface deposit detection apparatus according to the second aspect, the light shaping means is a lens that shapes the light emitted from the light emitting means and transmitted therethrough into an elliptical shape.
According to a fourth aspect of the present invention, in the surface deposit detection apparatus according to any one of the first to third aspects, the irradiation position changing means reflects the light for irradiating the object. And changing the direction of the light for irradiating the object by oscillating the reflecting surface by the oscillating means. Then, the light is directed to the object.
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の表面付着物検出装置において、前記揺動手段は、前記反射面を備え、前記反射面と平行に配置されると共に揺動可能に支持された揺動軸を有する保持部と、前記反射面との間に前記揺動軸が介在するように前記保持部に収容され、前記揺動軸の周方向に沿って異極となるように着磁された磁石と、片側端部が前記磁石に対向する鉄心と、前記鉄心の外周に設けられ、前記鉄心における前記磁石と対向する前記端部にＮ極及びＳ極を交互に発生させるために通電されるコイルとを備えている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the surface deposit detection apparatus according to the fourth aspect, the swinging means includes the reflective surface, and is arranged in parallel with the reflective surface and supported so as to be swingable. The swinging shaft is accommodated in the holding portion so that the swinging shaft is interposed between the holding portion having the swinging shaft and the reflection surface, and is attached so as to have different polarities along the circumferential direction of the swinging shaft. In order to alternately generate a north pole and a south pole at the end of the iron core that is provided on the outer periphery of the iron core and opposite to the magnet, the magnetized magnet, one end of the iron core facing the magnet A coil to be energized.
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の表面付着物検出装置において、前記揺動手段は、前記磁石の揺動位置を検出する磁石位置検出手段を備え、前記コイルは、前記磁石位置検出手段の検出する前記磁石の揺動位置に応じて通電される。 According to a sixth aspect of the present invention, in the surface adhering matter detection device according to the fifth aspect, the swinging means includes a magnet position detecting means for detecting a swinging position of the magnet, and the coil includes the magnet Energization is performed according to the swing position of the magnet detected by the position detection means.
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の表面付着物検出装置において、前記対象物は車両のガラスであり、前記ガラスに付着した前記付着物としての水滴を検出する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the surface deposit detection apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the object is a glass of a vehicle, and the deposit is attached to the glass. Detecting water droplets.
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、対象物には、照射手段によって楕円状の光が照射される。この楕円状の光は、照射位置変更手段によって、一方向に往復移動される。そして、照射手段から照射された光であって対象物の表面に付着した付着物により反射された光が受光手段によって受光され、受光手段での受光量に基づいて楕円状の光に照射された対象物の表面に付着物が存在するか否かを検出することができる。このように、本発明では、照射手段により照射された楕円状の光は、照射位置変更手段によって一方向に往復移動されるため、従来のように対象物の一箇所のみを照射する場合よりも、対象物における広い範囲を照射可能である。即ち、対象物の表面におけるより広い範囲に付着した付着物に光を照射することができる。従って、対象物における付着物の付着状態が同じであるならば、従来の表面付着物検出装置を使用する場合よりも、本発明の表面付着物検出装置を使用する場合の方が、照射される付着物の数が多くなる。その結果、表面付着物検出装置から対象物に照射された光であって対象物の表面に付着した付着物により反射される光の量が多くなり、当該光が受光部にて受光され易くなる。従って、表面付着物検出装置における検出性能を向上させることができる。
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the object is irradiated with the elliptical light by the irradiation means. This elliptical light is reciprocated in one direction by the irradiation position changing means. Then, the light irradiated from the irradiation unit and reflected by the adhering matter attached to the surface of the object is received by the light receiving unit, and the elliptical light is irradiated based on the amount of light received by the light receiving unit. It is possible to detect whether or not there is a deposit on the surface of the object. As described above, in the present invention, the elliptical light irradiated by the irradiation unit is reciprocated in one direction by the irradiation position changing unit, so that it is more than the conventional case of irradiating only one part of the object. A wide range of the object can be irradiated. In other words, it is possible to irradiate light on a deposit attached to a wider area on the surface of the object. Therefore, if the adhesion state of the deposit on the object is the same, the irradiation with the surface deposit detection device of the present invention is performed rather than when the conventional surface deposit detection device is used. The number of deposits increases. As a result, the amount of light irradiated to the object from the surface adhering object detection device and reflected by the object adhering to the surface of the object increases, and the light is easily received by the light receiving unit. . Therefore, the detection performance in the surface deposit detection device can be improved.
尚、本発明において、「楕円状」とは、所謂楕円形状（平面上で２定点からの距離の和が一定であるような点の軌跡）のみを意味するのではなく、光の断面中心で直交する２方向に沿った長さが異なる形状（長手方向と短手方向とを有する形状）を含む。 In the present invention, the term “elliptical” does not mean only a so-called elliptical shape (a locus of points where the sum of distances from two fixed points on a plane is constant), but at the center of the cross section of light. A shape (a shape having a longitudinal direction and a short direction) having different lengths along two orthogonal directions is included.
請求項２に記載の発明によれば、発光手段から発せられた光は、光整形手段によって楕円形状に整形される。従って、照射手段は、発光手段から直接楕円状の光を発するよりも容易に対象物に楕円状の光を照射することができる。 According to the second aspect of the present invention, the light emitted from the light emitting means is shaped into an elliptical shape by the light shaping means. Therefore, the irradiating means can irradiate the object with the elliptical light more easily than emitting the elliptical light directly from the light emitting means.
請求項３に記載の発明によれば、発光手段から発せられた光は、レンズを透過するだけで楕円状に整形される。従って、対象物に照射する楕円状の光を容易に形成することができる。 According to the third aspect of the present invention, the light emitted from the light emitting means is shaped into an ellipse simply by passing through the lens. Therefore, it is possible to easily form elliptical light that irradiates the object.
請求項４に記載の発明によれば、揺動手段が反射面を揺動させるだけの簡単な動作で、対象物を照射するための光は、その向きが変更されて対象物に向けられる。即ち、揺動手段が反射面を揺動させるだけの簡単な動作で、対象物における照射位置を変更させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the light for irradiating the object is directed to the object with its direction changed by a simple operation in which the rocking means only rocks the reflecting surface. That is, the irradiation position on the object can be changed by a simple operation in which the swinging means swings the reflecting surface.
請求項５に記載の発明によれば、コイルに通電されると、磁石と対向する鉄心の端部にＮ極及びＳ極が交互に発生される。これにより、磁石のＮ極及びＳ極が鉄心の端部に交互に引きつけられる。すると、磁石を収容している保持部が揺動され、保持部と共に反射面が揺動される。このように、コイルに通電して磁石と対向する鉄心の端部にＮ極及びＳ極を交互に発生させるだけで、容易に反射面が揺動される。 According to the fifth aspect of the present invention, when the coil is energized, the N pole and the S pole are alternately generated at the end of the iron core facing the magnet. Thereby, the N pole and the S pole of the magnet are alternately attracted to the end of the iron core. Then, the holding part that accommodates the magnet is swung, and the reflecting surface is swung together with the holding part. In this way, the reflective surface can be easily swung simply by energizing the coil and alternately generating the north and south poles at the end of the iron core facing the magnet.
請求項６に記載の発明によれば、磁石位置検出手段にて検出された磁石の揺動位置に基づいてコイルへの通電が行われることにより、反射面の揺動が適切に行われる。
請求項７に記載の発明によれば、表面付着物検出装置は、楕円状の光を車両のガラスに照射すると共に、車両のガラスにおける照射位置が変更されるように楕円状の光を一方向に往復移動させる。その結果、車両のガラスにおけるより広い範囲が照射される。従って、車両の表面に付着した水滴の存在を検出する表面付着物検出装置の検出性能は向上される。
According to the sixth aspect of the invention, the coil is energized based on the swing position of the magnet detected by the magnet position detecting means, so that the reflecting surface is swung appropriately.
According to the seventh aspect of the invention, the surface deposit detection device irradiates the glass of the vehicle with the elliptical light and emits the elliptical light in one direction so that the irradiation position on the glass of the vehicle is changed. Move back and forth. As a result, a wider area in the vehicle glass is illuminated. Therefore, the detection performance of the surface adhering matter detection device that detects the presence of water droplets adhering to the surface of the vehicle is improved.
本発明によれば、検出性能が向上される表面付着物検出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface deposit detection device with improved detection performance.
以下、本発明を水滴検出装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１のフロントガラス２の上部中央には、車両１の室内に向かって延びるアーム部材３ａが設けられおり、該アーム部材３ａの先端にインナミラー３が回動可能に固定されている。表面付着物検出装置としての水滴検出装置４は、アーム部材３ａに固定され、インナミラー３よりも車両１の前方側に配置されている。水滴検出装置４は、フロントガラス２の表面に付着した水滴（雨滴等）を検出するためのものであり、本実施形態では、水滴検出装置４による水滴の検出に基づいて、車両用ワイパ装置５が駆動されるようになっている（図２参照）。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a water droplet detection device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an
水滴検出装置４は、アーム部材３ａに固定された収納ケース６と、該収納ケース６内に収納された照射手段としての照射部７及び受光手段としての受光部８と、照射部７の制御を行うと共に受光部８から入力される信号に基づいて車両用ワイパ装置５（図２参照）を駆動する制御部９とを備えて構成されている。
The water
収納ケース６は、有底筒状をなしており、その開口部が車両の前方を向くようにしてアーム部材３ａに固定されている。この収納ケース６内に収容された照射部７は、図３に示すように、発光手段としての発光源１１と、発光源１１から発せられた光Ｌが透過する光整形手段としてのシリンドリカルレンズ１２と、シリンドリカルレンズ１２を透過した光Ｌが入射する照射位置変更手段としての反射装置１３とを備えて構成されている。発光源１１、シリンドリカルレンズ１２、及び反射装置１３は、収納ケース６内で図示しない支持部材によって固定支持されている。また、発光源１１及び反射装置１３は、シリンドリカルレンズ１２を介して対向するように配置されている。
The
発光源１１は、通電されると、所定波長（例えば０．７５μｍ〜２５μｍとなる赤外線領域の波長）の光Ｌを発する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、発光源１１から発せられる光Ｌは、シリンドリカルレンズ１２を透過する前の状態では、光Ｌの進行方向と直交する方向に沿って切った断面形状が円形状をなしている。即ち、発光源１１が発する光Ｌは、シリンドリカルレンズ１２を透過する前の状態では、円光Ｌｃである。
When the
図４（ｄ）に示すように、シリンドリカルレンズ１２は蒲鉾状をなしている。そして、シリンドリカルレンズ１２は、軸方向から見た形状が半円状をなす曲面１２ａと、軸方向から見ると曲面１２ａの弦となる平面１２ｂとを有している。このシリンドリカルレンズ１２は、平面１２ｂを発光源１１側に向けると共に、曲面１２ａを反射装置１３側に向けて配置されている（図３参照）。よって、発光源１１から発せられた光Ｌは、平面１２ｂに直交するようにシリンドリカルレンズ１２に入射する。そして、発光源１１から発せられた円光Ｌｃは、シリンドリカルレンズ１２を透過することにより、光Ｌの進行方向と直交する方向に沿って切った断面の形状がトラック状をなす楕円光Ｌｅに整形される（図４（ｃ）参照）。この楕円光Ｌｅの長径は、円光Ｌｃの直径よりも長い。尚、図１、図３、及び図４（ａ）においては、シリンドリカルレンズ１２、発光源１１、及び光Ｌ（円光Ｌｃ，楕円光Ｌｅ）を模式的に図示しているため、必ずしも現物における配置の態様、位置関係、及び大きさと同じではない。
As shown in FIG. 4D, the
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、反射装置１３は、筐体２１と、該筐体２１内に収容された鉄心２２、コイル２３、保持部２４、揺動軸２５、反射鏡２６、及び磁石としての永久磁石２７とを備えて構成されている。筐体２１内に収容された鉄心２２、コイル２３、保持部２４、及び永久磁石２７は、揺動手段を構成する。尚、図１、図３、及び図７には、反射装置１３を構成する反射鏡２６のみを図示している。また、図１、図３、及び図７においては、シリンドリカルレンズ１２、発光源１１、及び光Ｌと同様に、反射鏡２６を模式的に図示しているため、必ずしも現物における配置の態様、位置関係、及び大きさと同じではない。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
筐体２１は、絶縁性を有する合成樹脂よりなり、有底筒状をなしている。この筐体２１は、その開口部２１ｃ側から見た形状が四角形状をなしている。そして、筐体２１の内部において、該筐体２１の底部２１ａの中央に、円柱状をなす前記鉄心２２が固定されており、該鉄心２２の外周に、１つのコイル２３が配置されている。鉄心２２及びコイル２３の軸方向の長さは、鉄心２２の軸方向に沿った筐体２１の側壁２１ｂの長さの半分よりも若干短い。コイル２３は、鉄心２２における底部２１ａと逆側の端部にＮ極及びＳ極を交互に発生させるように通電される。
The housing | casing 21 consists of synthetic resin which has insulation, and has comprised the bottomed cylinder shape. The
前記保持部２４は、合成樹脂よりなり、前記コイル２３よりも筐体２１の開口部２１ｃ側に配置されている。この保持部２４は、前記揺動軸２５が嵌通される保持部本体３１と、保持部本体３１における筐体２１の開口部２１ｃ側に一体形成された鏡固定部３２と、保持部本体３１における筐体２１の底部２１ａ側に一体形成された磁石固定部３３とから構成されている。そして、保持部本体３１に嵌通された揺動軸２５の両端が、筐体２１の側壁２１ｂに設けられた２つの軸受３４，３５によって軸支されることにより、保持部２４は筐体２１内で揺動可能に支持されている。
The holding
前記鏡固定部３２は、保持部本体３１に一体に形成され略四角形の板状をなす鏡配置部３２ａと、鏡配置部３２ａの周縁部に立設された側壁部３２ｂとを備えている。そして、鏡配置部３２ａ上に四角形状をなす前記反射鏡２６が配置されている。反射鏡２６は、反射面としての鏡面２６ａが筐体２１の開口部２１ｃ側を向くようにして、鏡配置部３２ａ上に配置されている。鏡配置部３２ａ上に配置された反射鏡２６の鏡面２６ａは、前記揺動軸２５と平行をなしている。前記側壁部３２ｂは、反射鏡２６の周縁部を覆っており、該側壁部３２ｂの先端には、鏡面２６ａに沿って延設された延設部３２ｃが設けられている。この延設部３２ｃは、反射鏡２６の保持部２４からの落下を防止している。このように鏡固定部３２に固定された反射鏡２６は、保持部２４と共に揺動する。
The
前記磁石固定部３３において、前記鉄心２２と該鉄心２２の軸方向に対向する位置には、鉄心２２の軸方向から見た形状が略四角形状をなす磁石収容凹部３３ａが設けられている。この磁石収容凹部３３ａには、前記永久磁石２７が収容固定されている。永久磁石２７は、前記揺動軸２５の周方向に沿って湾曲しており、周方向に異極となるように着磁が施されている。詳しくは、本実施形態における永久磁石２７は、径方向外側の面（鉄心２２と対向する側の面）が着磁面となっている。そして、図５（ｂ）においては、周方向中央よりも左側がＮ極に着磁され、周方向中央よりも右側がＳ極に着磁されている。
In the
上記のように構成された反射装置１３では、コイル２３に通電されると、鉄心２２における底部２１ａと逆側の端部、即ち鉄心２２における永久磁石２７側の端部にＮ極及びＳ極の何れか一方の磁極が発生される。例えば、図６（ａ）に示すように、鉄心２２における永久磁石２７側の端部にＳ極が発生されると、永久磁石２７のＮ極が鉄心２２における永久磁石２７側の端部に引きつけられる。これにより、保持部２４は、永久磁石２７と共に揺動軸２５を中心として反時計方向に回転する。その結果、反射鏡２６の鏡面２６ａは、図６（ａ）において左側を向く。一方、図６（ｂ）に示すように、鉄心２２における永久磁石２７側の端部にＮ極が発生されると、永久磁石２７のＳ極が鉄心２２における永久磁石２７側の端部に引きつけられる。これにより、保持部２４は、永久磁石２７と共に揺動軸２５を中心として時計方向に回転する。その結果、反射鏡２６の鏡面２６ａは、図６（ｂ）において右側を向く。従って、コイル２３に互いに逆向きとなる電流が交互に供給されると、鉄心２２における永久磁石２７側の端部にＮ極及びＳ極が交互に発生され、保持部２４の反時計方向及び時計方向への回転が繰り返されて反射鏡２６が揺動される。
In the
上記のような反射装置１３は、前記収納ケース６内で、反射鏡２６の鏡面が車両１の前方側を向くと共に、保持部２４（反射鏡２６）が車両１の左右方向に揺動するように配置されている。また、反射装置１３は、シリンドリカルレンズ１２を透過することにより整形された楕円光Ｌｅを反射鏡２６によってフロントガラス２に向けて反射するように配置されている。そのため、図３に示すように、フロントガラス２には、反射鏡２６を介してトラック状をなす楕円光Ｌｅが照射される。この時、フロントガラス２を照射する楕円光Ｌｅは、長径がフロントガラス２の上下方向に沿うと共に、短径がフロントガラス２の左右方向に沿っている。更に、本実施形態では、反射鏡２６を介してフロントガラス２に照射される楕円光Ｌｅの進行方向（図７中矢印αにて図示）がフロントガラス２に対して直角とならない所定の角度となるように反射装置１３（反射鏡２６）の配置位置が設定されている。従って、フロントガラス２における楕円光Ｌｅの長径をより長いものとすることが可能である。
The
このように配置された反射装置１３において、保持部２４と共に反射鏡２６が左右方向に揺動されると、反射鏡２６にて反射された楕円光Ｌｅは、フロントガラス２の左右方向に往復移動される。即ち、フロントガラス２を照射する楕円光Ｌｅは、反射鏡２６が揺動されることにより、その向き（照射角度）が変更され、該楕円光Ｌｅの長径と直交する方向に沿って移動される。その結果、図３に示すように、フロントガラス２の所定範囲Ａ（破線で囲まれた範囲）が照射される。尚、本実施形態では、楕円光Ｌｅの往復移動は、１秒間に数回程度である。
In the reflecting
図７に示すように、前記受光部８は、フロントガラス２に付着した雨滴等の水滴にて反射された光を受光するためのものであり、受光素子４１と、該受光素子４１とフロントガラス２との間に配置される集光レンズ４２とを備えて構成されている。そして、この受光部８は、収納ケース６の開口部において、フロントガラス２の表面で反射した前記楕円光Ｌｅが入射しない位置に配置されている。
As shown in FIG. 7, the
フロントガラス２に水滴が付着していない場合には、フロントガラス２を照射する楕円光Ｌｅは、フロントガラス２を透過して車室外に抜けるか、若しくは、フロントガラス２の表面で反射される。従って、受光部８は、フロントガラス２に水滴が付着していない場合には、フロントガラス２に照射された楕円光Ｌｅを受光することはない。一方、フロントガラス２に水滴Ｕが付着している場合には、フロントガラス２を照射する楕円光Ｌｅの一部は、水滴Ｕの表面が三次元曲面を有するために水滴Ｕにて反射（乱反射）される。そして、受光部８は、水滴Ｕにて反射された楕円光Ｌｅの一部の光Ｌｒを受光する。
When no water droplets are attached to the
受光部８を構成する集光レンズ４２は、水滴Ｕにて反射された光のうち、該集光レンズ４２に入射する光Ｌｒを集光する。そして、前記受光素子４１は、集光レンズ４２にて集光された光Ｌｒを受光し、受光した光Ｌｒの受光量Ｑに応じた受光量検出信号を前記制御部９に出力する。受光素子検出信号は、例えば、受光量Ｑに応じた大きさの電圧として出力される。
The condensing
制御部９は、前記発光源１１への通電及び前記コイル２３への通電を制御する。また、制御部９は、受光素子４１から出力される受光量検出信号に基づいてフロントガラス２に付着している水滴Ｕの量を検出する。即ち、制御部９は、受光量検出信号に基づいてフロントガラス２の表面（外表面及び内表面）に水滴が付着しているか否かを判定（検出）する。例えば、制御部９は、受光量検出信号が所定のしきい値（電圧値等）以下である場合には、フロントガラス２には水滴は付着していないと判断する。一方、制御部９は、受光量検出信号が所定のしきい値より大きい場合には、フロントガラス２に水滴Ｕが付着していると判断する。
The controller 9 controls energization to the
また、制御部９は、予め設定した量の水滴Ｕがフロントガラス２に付着していると判断すると、車両用ワイパ装置５に制御信号を出力する。これにより、車両用ワイパ装置５が駆動され、図示しないワイパによってフロントガラス２が払拭される。
If the control unit 9 determines that a predetermined amount of water droplets U are attached to the
ここで、上記のように構成された水滴検出装置４の動作について総括して説明する。
通電されることにより発光源１１が発した円光Ｌｃは、傾斜して配置されたシリンドリカルレンズ１２を透過することにより整形されて楕円光Ｌｅとなる。そして、この楕円光Ｌｅは、反射鏡２６にて反射されて、フロントガラス２を照射する。この時、制御部９は、反射装置１３のコイル２３に電流の向きが交互となるように通電を行っている。従って、保持部２４と共に反射鏡２６が揺動され、楕円光Ｌｅがフロントガラス２の左右方向に移動される。これにより、楕円光Ｌｅはフロントガラス２における所定範囲Ａを照射する。
Here, the operation of the water
The circular light Lc emitted from the
そして、フロントガラス２に水滴が付着していなければ、フロントガラス２に照射された楕円光Ｌｅは、受光部８にて受光されることはない。一方、フロントガラス２に水滴Ｕが付着していると、楕円光Ｌｅの一部の光が水滴Ｕにて反射し、水滴Ｕにて反射した一部の光Ｌｒが集光レンズ４２に入射する。そして、集光レンズ４２に入射した光Ｌｒは、集光レンズ４２にて集光され、受光素子４１にて受光される。受光素子４１は、受光した光Ｌｒの受光量Ｑに応じた受光量検出信号を制御部９に出力する。制御部９は、受光量検出信号に基づいて、フロントガラス２への水滴Ｕの付着の有無を判定（検出）する。
If no water droplets are attached to the
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）フロントガラス２には、断面がトラック状をなす楕円光Ｌｅが照射される。そして、この楕円光Ｌｅは、反射装置１３によってフロントガラス２の左右方向に往復移動される。従って、従来のようにフロントガラスの一箇所のみを照射する場合よりも、フロントガラス２における広い範囲を照射可能である。即ち、フロントガラス２の表面におけるより広い範囲に付着した水滴Ｕを照射することができる。そのため、フロントガラス２における水滴Ｕの付着状態が同じであるならば、従来の表面付着物検出装置を使用する場合よりも、本実施形態の水滴検出装置４を使用する場合の方が、照射される水滴Ｕの数が多くなる。従って、検出装置から照射された光であってフロントガラス２の表面に付着した水滴Ｕにより反射される光の量が多くなり、当該光が受光部８にて受光され易くなる。従って、水滴検出装置４における検出性能を向上させることができる。その結果、フロントガラス２の表面における水滴Ｕの付着状態がより一層適切に検出されるため、水滴検出装置４が検出した水滴Ｕの量に応じて駆動される車両用ワイパ装置５の払拭動作は、フロントガラス２の表面に付着した水滴Ｕに応じたより適切なものとなる。
As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) The
（２）発光源１１から発せられた円光Ｌｃは、シリンドリカルレンズ１２を透過するだけで断面トラック状の楕円光Ｌｅに整形される。従って、フロントガラス２に照射する楕円光Ｌｅを容易に形成することができる。そして、円光Ｌｃを楕円光Ｌｅに整形するために照射部７が複雑な構成となることが防止され、水滴検出装置４にかかる製造コストの低減を図ることができる。
(2) The circular light Lc emitted from the
（３）反射鏡２６を揺動させるだけの簡単な動作で、楕円光Ｌｅはその向きが変更され、フロントガラス２の左右方向に往復移動される。従って、例えば、シリンドリカルレンズ１２にて整形された楕円光Ｌｅを直接フロントガラス２に照射し、発光源１１及びシリンドリカルレンズ１２を移動させることにより楕円光Ｌｅをフロントガラス２の左右方向に往復移動させる場合よりも、楕円光Ｌｅを往復移動させるための装置を簡単且つ小型な構成とすることができる。その結果、車室内における水滴検出装置４の配置場所の自由度が増す。
(3) The direction of the elliptical light Le is changed and moved back and forth in the left-right direction of the
（４）反射装置１３では、互いに逆向きとなる電流が交互にコイル２３に供給されると、鉄心２２における永久磁石２７側の端部にＮ極及びＳ極が交互に発生され、反射鏡２６が揺動される。このように、コイル２３及び永久磁石２７を用いた簡単な構成の装置によって反射鏡２６を揺動させているため、製造コストの低減を図ることができる。
(4) In the
（５）本実施形態では、楕円光Ｌｅの往復移動は、１秒間に数回程度である。そのため、鉄心２２における永久磁石２７側の端部に発生される磁極に応じて揺動される保持部２４の応答性は、１００ｍｓ程度で十分である。従って、本実施形態においては、高速な応答性が要求されないため、制御部９における制御が簡単であると共に、高速な応答性を得るために反射装置１３の構成を複雑なものとしなくてもよい。
(5) In the present embodiment, the reciprocation of the elliptical light Le is about several times per second. Therefore, about 100 ms is sufficient for the responsiveness of the holding
（６）フロントガラス２に照射された楕円光Ｌｅは、該楕円光Ｌｅの断面における楕円形状の短径が左右方向に沿っている。そして、フロントガラス２に照射された楕円光Ｌｅは、反射装置１３によって、楕円光Ｌｅの長径と直交する短径に沿った方向に往復移動される。従って、反射鏡２６の揺動量が同じ場合、楕円光Ｌｅが該楕円光Ｌｅの断面における短径に対して傾斜した方向に沿って移動されるよりも、フロントガラス２における広い範囲を楕円光Ｌｅによって照射することができる。従って、楕円光Ｌｅが楕円光Ｌｅの長径と直交する短径に沿った方向に往復移動されることにより、水滴検出装置４の検出性能をより向上させることができる。
(6) The elliptical light Le applied to the
（７）例えば、発光源１１から発せられた円光Ｌｃを直接フロントガラス２に照射する場合には、所定範囲Ａを照射しようとすると、円光Ｌｃをフロントガラス２の左右方向及び上下方向の２方向に移動させることになる。しかしながら、本実施形態では、フロントガラス２には、断面形状が楕円形状をなす楕円光Ｌｅが照射されるため、楕円光Ｌｅを左右方向に移動させれば所定範囲Ａを照射することができる。従って、円光Ｌｃを直接フロントガラス２に照射する場合に比べて、フロントガラス２を照射する光の移動量が少なくて済む。その結果、短時間で所定範囲Ａ全域を照射することができる。また、楕円光Ｌｅを左右方向のみに移動させれば所定範囲Ａを照射することができるため、楕円光Ｌｅを移動させるための反射装置１３の構成を簡易なものとすることができる。更に、楕円光Ｌｅを移動させるための制御部９の制御も簡単となる。
(7) For example, when the
（８）受光部８は、集光レンズ４２を備えている。そして、フロントガラス２に照射された楕円光Ｌｅであってフロントガラス２の表面に付着した水滴Ｕにて反射した光のうち、集光レンズ４２に入射した光Ｌｒは、集光レンズ４２によって集光された後に受光素子４１にて受光される。従って、受光素子４１は、集光レンズ４２を備えない場合に比べて、光Ｌｒを効率良く受光することができる。
(8) The
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の反射装置１３に替えて、図８に示す反射装置５１を用いてもよい。図８においては、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付している。反射装置５１は、側壁２１ｂの内周面に固定された磁石位置検出手段としての一対の磁石位置検出器５２，５３を備えている。各磁石位置検出器５２，５３は、側壁２１ｂの内周面に保持部２４を挟んで対向するように固定された検出用鉄心５２ａ，５３ａと、該検出用鉄心５２ａ，５３ａの外周に配置された検出用コイル５２ｂ，５３ｂとを備えて構成されている。検出用コイル５２ｂ，５３ｂは、制御部９に電気的に接続されている。ここで、各磁石位置検出器５２，５３の配置位置について詳述すると、磁石位置検出器５２は、鉄心２２の永久磁石２７側の端部にＳ極が発生された場合において、保持部２４が最大限回転された状態の時に、検出用鉄心５２ａの先端面５２ｃに永久磁石２７のＳ極側の周方向端部が対向される位置に配置されている。一方、磁石位置検出器５３は、鉄心２２の永久磁石２７側の端部にＮ極が発生された場合において、保持部２４が最大限回転された状態の時に、検出用鉄心５３ａの先端面５３ｃに永久磁石２７のＮ極側の周方向端部が対向される位置に配置されている。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
-Instead of the
鉄心２２の永久磁石２７側の端部にＮ極及びＳ極が交互に発生されるようにコイル２３に通電が行われると、保持部２４が揺動されることから、検出用コイル５２ｂ，５３ｂには、永久磁石２７の磁束によって図９に示すような電流が発生する。詳しくは、図９には、保持部２４が中立状態（磁石の周方向中央部と鉄心の径方向中央部とが対向し、保持部が左右方向の何れの方向にも回転していない状態）から反時計方向及び時計方向に１回ずつ揺動して再度中立状態に戻った場合に、検出用コイル５２ｂ，５３ｂを流れる電流の値を示している。そして、図９に示す区間ａでは、保持部２４は、中立状態から保持部２４の揺動範囲内で最も反時計方向に回転される。区間ｂでは、保持部２４は、最も反時計方向に回転された状態で停止している。区間ｃでは、保持部２４は、最も反時計方向に回転された状態から中立状態となる位置まで回転される。区間ｄでは、保持部２４は、中立状態から保持部２４の揺動範囲内で最も時計方向に回転される。区間ｅでは、保持部２４は、最も時計方向に回転された状態で停止している。そして、区間ｆでは、最も時計方向に回転された状態から中立状態となる位置まで回転される。
When the
図９を見ると、図８において右側に配置された検出用コイル５２ｂで発生する電流は、保持部２４がその揺動範囲内で最も反時計方向に回転された時に最大となることがわかる。一方、図８において左側に配置された検出用コイル５３ｂで発生する電流は、図９より、保持部２４がその揺動範囲内で最も時計方向に回転された時に最大となることがわかる。
As can be seen from FIG. 9, the current generated in the
制御部９は、永久磁石２７の磁束の変化によって検出用コイル５２ｂ，５３ｂで発生する電流の値を検出し、検出した電流の値に基づいて永久磁石２７の位置、即ち保持部２４の揺動位置を検出する。例えば、制御部９は、検出用コイル５２ｂ，５３ｂで発生する電流の大きさと、保持部２４の揺動位置とが対応付けられた制御マップを備えており、該制御マップに基づいて保持部２４の揺動位置を検出する。そして、制御部９は、検出した保持部２４の揺動位置に応じてコイル２３への通電を制御する。即ち、制御部９は、検出用コイル５２ｂ，５３ｂを流れる電流の値に応じてコイル２３への通電を制御する。このようにすると、保持部２４の揺動位置に応じた適切なタイミングでコイル２３への通電を行うことができるため、保持部２４の揺動が適切に行われる。従って、保持部２４が揺動し損なうことを防止することができる。また、反射装置１３における反射鏡２６の揺動範囲を最大とすることが可能となり、反射鏡２６を介して照射される楕円光Ｌｅの移動範囲を最大とすることができる。更に、磁石位置検出器５２，５３は、検出用鉄心５２ａ，５３ａ及び検出用コイル５２ｂ，５３ｂを備えた簡単な構成であるため、反射装置１３に磁石位置検出器５２，５３を備えたことによる製造コストの増大が抑制される。
The control unit 9 detects the value of the current generated in the detection coils 52b and 53b by the change in the magnetic flux of the
・上記実施形態では、鉄心２２の外周には、１つのコイル２３が配置されている。しかしながら、鉄心２２の外周に、鉄心２２の軸方向に並ぶ２つのコイルを配置してもよい。この場合、一方のコイルは、通電されることにより鉄心２２の永久磁石２７側の端部にＮ極を発生させ、他方のコイルは、通電されることにより鉄心２２の永久磁石２７側の端部にＳ極を発生させるように構成される。
In the above embodiment, one
・上記実施形態では、シリンドリカルレンズ１２を用いて発光源１１から発せられた円光Ｌｃを楕円光Ｌｅに整形している。しかしながら、円光Ｌｃを楕円光Ｌｅに整形するために使用されるレンズは、シリンドリカルレンズ１２に限らない。例えば、シリンドリカルレンズ１２の平面１２ｂが軸方向から見て円弧状（但し、曲面１２ａよりも曲率が小さい）に膨出した形状のレンズを用いてもよい。また、正面から見た形状は四角形状をなし、側方から見た形状は一辺が円弧状に凹設された略四角形状をなすレンズであってもよい。更に、正面から見た形状が円形状をなす凹レンズ若しくは凸レンズを用いてもよい。例えば、両凸レンズを用いた場合について説明すると、図１０（ａ）に示すように、両凸レンズ６１は、発光源から発せられた光Ｌの進行方向に対してその中心軸Ｃａが傾斜するように配置される。そして、発光源から発せられた断面円形状の円光Ｌｃ（図４（ｂ）参照）は、上記のように配置された両凸レンズ６１を透過することにより、断面楕円形状の楕円光Ｌｅに整形される（図４（ｃ）参照）。尚、両凸レンズ６１を透過した光Ｌは、一点に集束した後、光Ｌの進行方向と直交する方向の断面の断面積が大きくなるように拡がる。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。凹レンズや、両凸レンズ以外の凸レンズを用いる場合にも、光Ｌの進行方向に対して中心軸が傾斜するように配置することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、使用するレンズの枚数は、１枚に限らず、複数枚であってもよい。更に、凹レンズ以外のものを用いて円光Ｌｃを楕円光Ｌｅに整形してもよい。
・上記実施形態では、フロントガラス２に照射される楕円光Ｌｅは、その長径がフロントガラス２の上下方向に沿うと共に、その短径がフロントガラス２の左右方向に沿うように照射されているが、これに限らない。また、楕円光Ｌｅは、フロントガラス２の左右方向に往復移動されるが、これに限らない。楕円光Ｌｅは、例えば、その長径がフロントガラス２の左右方向に沿うと共に、その短径がフロントガラス２の上下方向に沿うように照射されてもよい。この場合、楕円光Ｌｅは、反射装置１３により該楕円光Ｌｅの短径に沿う方向（楕円光Ｌｅの断面形状の長手方向と直交する方向）に沿って往復移動されると、フロントガラス２おけるより広い範囲を照射することができる。尚、楕円光Ｌｅは、長手方向を除く一方向に沿って往復移動されればよい。
In the above embodiment, the circular light Lc emitted from the
In the above embodiment, the elliptical light Le irradiated on the
・上記実施形態では、楕円光Ｌｅは、揺動される反射鏡２６によってフロントガラス２の左右方向に往復移動され、フロントガラス２における照射位置が変更されるが、これに限らない。例えば、楕円光Ｌｅは、発光源１１とシリンドリカルレンズ１２とが移動されることにより、フロントガラス２の左右方向に移動されるものであってもよい。この場合、発光源１１とシリンドリカルレンズ１２とを移動させる機構が照射位置変更手段を構成する。
In the above embodiment, the elliptical light Le is reciprocated in the left-right direction of the
・上記実施形態では、発光源１１は円光Ｌｃを発するが、これに限らない。例えば、発光源１１は、断面形状が楕円形状をなす光を発するものであってもよい。
・上記実施形態では、水滴検出装置４は、アーム部材３ａに固定されている。しかしながら、水滴検出装置４は、フロントガラス２に楕円光Ｌｅを照射することが可能な位置に配置されていればよく、例えば、車両１の天井部や、ダッシュボード上に配置されてもよい。また、水滴検出装置４を構成する照射部７及び受光部８は、収納ケース６に収容されて同じ場所に配置されているが、それぞれ別の場所に配置されてもよい。照射部７と受光部８とがそれぞれ別の場所に配置される場合には、受光部８は、照射部７が配置された位置に応じて、フロントガラス２にて反射された楕円光Ｌｅを受光しない位置に配置される。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the water
・上記実施形態では、フロントガラス２には、断面形状がトラック状をなす楕円光Ｌｅが照射される。しかしながら、照射部７からフロントガラス２に照射される光の形状（断面形状）は、トラック状に限らない。照射部７からフロントガラス２に照射される光の形状（断面形状）は、該光の断面の中心で直交する２方向に沿った長さが異なる形状（言い換えると、長手方向と短手方向とを有する形状）をなしていればよい。従って、照射部７からフロントガラス２に照射される光は、例えば、長方形状や、所謂楕円形状等であってもよい。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、水滴検出装置４は、車両１のフロントガラス２に付着した水滴Ｕを検出するために用いられている。しかしながら、水滴検出装置４は、例えば、車両１のリヤガラスやウインドウガラスに付着した水滴Ｕを検出するために用いられてもよい。また、アクリル板等の光透過性を有する対象物の表面に付着した付着物（水滴、鳥の糞等）を検出するために水滴検出装置４を用いてもよい。
In the above embodiment, the water
上記各実施形態、及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の表面付着物検出装置において、前記位置変更手段は、楕円状の前記光における前記光の進行方向と直交する断面の断面形状の長手方向と直交する方向に沿って前記光を往復移動させることを特徴とする表面付着物検出装置。このようにすると、対象物の表面における光の移動量が同じである場合、光が該光の断面の長手方向と直交する方向に対して傾斜した方向に沿って移動されるよりも、対象物の表面における広い範囲を照射することができる。従って、表面付着物検出装置の検出性能を更に向上させることができる。
The technical ideas that can be grasped from each of the above embodiments and each of the above modifications are described below.
(A) In the surface adhering matter detection device according to any one of
１…車両、２…対象物及びガラスとしてのフロントガラス、４…表面付着物検出装置としての水滴検出装置、７…照射手段としての照射部、８…受光手段としての受光部、１１…発光手段としての発光源、１２…光整形手段としてのシリンドリカルレンズ、１３，５１…照射位置変更手段としての反射装置、２２…揺動手段を構成する鉄心、２３…揺動手段を構成するコイル、２４…揺動手段を構成する保持部、２５…揺動軸、２６ａ…反射面としての鏡面、２７…揺動手段を構成する磁石としての永久磁石、５２，５３…磁石位置検出手段としての磁石位置検出器、６１…光整形手段としての両凸レンズ、Ｌ…光、Ｌｅ…楕円状の光としての楕円光、Ｌｒ…照射手段から照射された光であって対象物の表面に付着した付着物により反射された光、Ｕ…付着物としての水滴。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記対象物における照射位置が変更されるように前記光を一方向に往復移動させる照射位置変更手段と、
前記照射手段から照射された前記光であって前記対象物の表面に付着した付着物により反射された光を受光する受光手段と
を備えていることを特徴とする表面付着物検出装置。 Irradiating means for irradiating the object having light transmittance with elliptical light;
Irradiation position changing means for reciprocating the light in one direction so that the irradiation position on the object is changed;
A surface adhering matter detection apparatus comprising: a light receiving unit configured to receive the light emitted from the irradiation unit and reflected by the adhering matter adhering to the surface of the object.
前記照射手段は、光を発する発光手段と、前記発光手段から発せられた前記光を楕円状に整形する光整形手段とを備えていることを特徴とする表面付着物検出装置。 The surface deposit detection apparatus according to claim 1,
The said irradiation means is provided with the light emission means which emits light, and the light shaping means which shapes the said light emitted from the said light emission means into an ellipse shape, The surface deposit | attachment detection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記光整形手段は、前記発光手段から発せられて透過する前記光を楕円状に整形するレンズであることを特徴とする表面付着物検出装置。 In the surface deposit detection apparatus according to claim 2,
The surface adhering matter detection device, wherein the light shaping means is a lens that shapes the light emitted from the light emitting means and transmitted therethrough into an elliptical shape.
前記照射位置変更手段は、前記対象物に照射するための前記光を反射する反射面と、前記反射面を揺動させる揺動手段とを有し、前記揺動手段にて前記反射面を揺動させることにより、前記対象物に照射するための前記光の向きを変更して当該光を前記対象物に向けることを特徴とする表面付着物検出装置。 The surface adhering matter detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The irradiation position changing means includes a reflecting surface that reflects the light for irradiating the object, and a swinging means that swings the reflecting surface. The swinging means swings the reflecting surface. A surface adhering matter detection apparatus characterized in that, by moving, the direction of the light for irradiating the object is changed and the light is directed to the object.
前記揺動手段は、
前記反射面を備え、前記反射面と平行に配置されると共に揺動可能に支持された揺動軸を有する保持部と、
前記反射面との間に前記揺動軸が介在するように前記保持部に収容され、前記揺動軸の周方向に沿って異極となるように着磁された磁石と、
片側端部が前記磁石に対向する鉄心と、
前記鉄心の外周に設けられ、前記鉄心における前記磁石と対向する前記端部にＮ極及びＳ極を交互に発生させるために通電されるコイルと
を備えていることを特徴とする表面付着物検出装置。 In the surface deposit detection apparatus according to claim 4,
The swinging means is
A holding portion having a rocking shaft that is provided in parallel with the reflecting surface and supported so as to be able to rock;
A magnet housed in the holding portion so that the swing shaft is interposed between the reflection surface and magnetized so as to have a different polarity along a circumferential direction of the swing shaft;
An iron core with one end facing the magnet;
Surface adhering matter detection comprising: a coil provided on an outer periphery of the iron core and energized to alternately generate N poles and S poles at the end portions of the iron core facing the magnets apparatus.
前記揺動手段は、前記磁石の揺動位置を検出する磁石位置検出手段を備え、
前記コイルは、前記磁石位置検出手段の検出する前記磁石の揺動位置に応じて通電されることを特徴とする表面付着物検出装置。 In the surface adhering matter detection device according to claim 5,
The swing means includes magnet position detection means for detecting the swing position of the magnet,
The surface adhering matter detection apparatus, wherein the coil is energized in accordance with a swing position of the magnet detected by the magnet position detecting means.
前記対象物は車両のガラスであり、
前記ガラスに付着した前記付着物としての水滴を検出することを特徴とする表面付着物検出装置。 The surface adhering matter detection apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The object is a glass of a vehicle;
A surface adhering matter detection apparatus for detecting a water droplet as the adhering matter adhering to the glass.
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