JP2011232050A - 水滴検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水滴を高精度に検出することができる水滴検出装置を提供する。
【解決手段】水滴検出装置は、フロントガラスに設けられた第１検出電極２１及び第２検出電極２２からなる検出部２４と、第１及び第２検出電極２１，２２間の静電容量の変化に応じた静電容量検出信号Ｓ１を出力する静電容量検出回路４と、静電容量検出信号Ｓ１に基づいてフロントガラスに付着した水滴を検出する雨量判定回路とを備えている。また、水滴検出装置は、フロントガラスへの水滴の付着による静電容量の変化を検出しない一方で非検出電極２３にて検出した外来ノイズを含む非検出信号Ｓ３を出力する非検出部２５を備えている。前記検出部２４は、フロントガラスへの水滴の付着による第１及び第２検出電極２１，２２間の静電容量の変化に応じた検出信号Ｓ２を出力する。静電容量検出回路４は、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとって静電容量検出信号Ｓ１を生成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス体に付着した水滴を検出する水滴検出装置に関するものである。

従来、車両のフロントガラスに付着した雨滴等の水滴を水滴検出装置にて検出し、その検出結果に基づいて、ワイパの動作（払拭動作の開始・停止、払拭速度の変更等）を自動で行う車両用ワイパ装置が提案されている。そして、水滴検出装置は、例えば特許文献１に記載されているように、フロントガラスに設けられた複数の検出電極を用いて検出される静電容量の変化を検出し、その検出結果に基づいて同フロントガラスに付着した水滴を検出するものがある。

特開２００７−３１６０５３号公報

ところで、フロントガラスに水滴が付着していないときと付着したときとの検出電極間の静電容量の変化は微小である。そのため、車両に搭載された無線機等の電波ノイズ、車両の周辺の温度変動（温度ドリフト）によるノイズ、電極等の経年変化によるノイズ等の外来ノイズが検出電極にて検出されてしまうと、フロントガラスへの水滴の付着による微小な静電容量の変化を検出することが困難となることがあった。その結果、フロントガラスに付着した水滴を高精度に検出することが困難となる虞があった。

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、水滴を高精度に検出することができる水滴検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、水滴が付着するガラス体に設けられた複数の検出電極からなる検出部と、前記検出電極間の静電容量の変化に応じた静電容量検出信号を出力する静電容量検出回路と、前記静電容量検出信号に基づいて前記ガラス体に付着した前記水滴を検出する水滴検出回路とを備えた水滴検出装置において、非検出電極を有し、前記ガラス体への前記水滴の付着による静電容量の変化を検出しない一方で、前記非検出電極にて外来ノイズを検出して前記外来ノイズを含む非検出信号を出力する非検出部を備え、前記検出部は、前記ガラス体への前記水滴の付着による前記検出電極間の静電容量の変化に応じた検出信号を出力し、前記静電容量検出回路は、前記検出信号と前記非検出信号との差分をとって前記静電容量検出信号を生成することをその要旨とする。

同構成によれば、非検出部は、ガラス体への水滴の付着による静電容量の変化を検出しない一方で、外来ノイズを検出する。そして、静電容量検出回路は、検出部から出力された検出信号と非検出部から出力された非検出信号との差分をとって静電容量検出信号を生成する。従って、検出電極にて検出されたことにより検出信号に含まれる外来ノイズが、非検出信号に含まれる外来ノイズによって相殺されることにより、生成された静電容量検出信号に含まれる外来ノイズが減少される。は、検出電極によって検出された外来ノイズの影響が低減されている。従って、この静電容量検出信号に基づいてガラス体に付着した水滴を検出することにより、水滴を高精度に検出することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水滴検出装置において、前記非検出電極は、前記ガラス体に設けられていることをその要旨とする。
同構成によれば、非検出電極は、検出電極が設けられたガラス体に設けられている。そのため、非検出電極２３は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２と同様の経年変化及び温度変化を生じることになる。よって、非検出電極は、検出電極にて検出される外来ノイズと同様の外来ノイズを検出しやすくなる。従って、静電容量検出信号を、より外来ノイズの影響が低減されたものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の水滴検出装置において、前記非検出電極は、任意に設定された設定方向の長さが、前記検出部における前記設定方向の長さの１／Ｎ（Ｎは正の整数）であることをその要旨とする。

同構成によれば、検出電極と非検出電極とを、設定方向からの外来ノイズによって同じ波長で共振させることが可能となる。従って、検出信号と非検出信号との差分をとって生成される静電容量検出信号に含まれる外来ノイズを更に低減可能となる。

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項に記載の水滴検出装置において、前記非検出電極の抵抗値は、前記検出部の等価回路における等価抵抗の抵抗値と同等であることをその要旨とする。

同構成によれば、非検出電極で検出される外来ノイズを、検出電極で検出される外来ノイズと同等にすることができる。従って、検出信号と非検出信号との差分をとって生成される静電容量検出信号に含まれる外来ノイズを一層低減することができる。

請求置５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の水滴検出装置において、前記非検出部は、抵抗値を有する前記非検出電極と、前記静電容量検出回路内に設けられた非検出コンデンサとを接続して形成された、前記検出部の等価回路であり、前記非検出部のインピーダンスの値は前記検出部のインピーダンスの値と同等であることをその要旨とする。

同構成によれば、非検出部は、検出部の等価回路であるとともに、そのインピーダンスの値が検出部のインピーダンスの値と同等である。従って、検出部から出力される検出信号に含まれる外来ノイズと、非検出部から出力される非検出信号に含まれる外来ノイズとが同等になる。従って、検出信号と非検出信号との差分をとって生成される静電容量検出信号に含まれる外来ノイズをより一層低減することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の水滴検出装置において、前記静電容量検出回路は、前記検出部、前記非検出部及び２つのインピーダンスをブリッジ接続してなるインピーダンスブリッジに接続された差動増幅回路を備え、前記差動増幅回路は、前記検出信号と前記非検出信号との差分をとって前記静電容量検出信号を生成して出力することをその要旨とする。

同構成によれば、差動増幅回路において検出信号と非検出信号との差分をとることにより、検出信号に含まれる外来ノイズと非検出信号に含まれる外来ノイズとが相殺される。そのため、差動増幅回路は、ガラス体に付着した水滴によるインピーダンス変化（即ち検出電極間の静電容量変化）のみを増幅して静電容量検出信号として出力することが可能となる。従って、この静電容量検出信号に基づいてガラス体に付着した水滴を検出することにより、水滴の検出を高精度に行うことができる。

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項に記載の水滴検出装置において、前記検出電極及び前記非検出電極は透明電極よりなることをその要旨とする。
同構成によれば、検出電極及び非検出電極が設けられた場所の外観が損ねられることが抑制される。

本発明によれば、水滴を高精度に検出可能な水滴検出装置を提供することができる。

車両用ワイパ装置の電気的構成を示す概略図。 フロントガラスにおける電極の配置エリアを説明するための説明図。 センサ部の平面図。 水滴検出装置におけるインピーダンスブリッジを説明するための説明図。 静電容量検出回路の電気的構成図。 検出部の等価回路を示す回路図。 （ａ）〜（ｄ）は静電容量検出回路による静電容量の変化の検出を説明するための説明図。

以下、本発明を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、車両用ワイパ装置１を構成する水滴検出装置２は、センサ部３と、静電容量検出回路４と、雨量判定回路５とから構成されている。

図２に示すように、車両のフロントガラス１１における車両用ワイパ１２にて払拭されるワイパ払拭エリア１３（図２において破線で囲まれた領域）内には、配置エリア１４が設定されている。この配置エリア１４は、ワイパ払拭エリア１３の中央より上方に設けられている。そして、前記センサ部３は、この配置エリア１４内に設けられている。

図３に示すように、センサ部３は、四角形状をなす透明な樹脂フィルム２０上に形成された電極パターン（即ち第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３）から構成されている。尚、図３では、各電極２１〜２３の形状を理解し易くするために、各電極２１〜２３にハッチングを施して図示している。これらの第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３は、透明電極にて形成されている。そして、第１検出電極２１及び第２検出電極２２は検出部２４を構成する一方、非検出電極２３は非検出部２５を構成している。

第１検出電極２１を構成する囲繞部２１ａは、四角形の枠状をなしている。そして、この囲繞部２１ａから該囲繞部２１ａの内側に向かって一対の第１延設部２１ｂが延びている。一対の第１延設部２１ｂは、囲繞部２１ａにおける第１の設定方向（図３において左右方向）の両側の辺の長手方向の中央部から同囲繞部２１ａの内側に向かって延びるとともに、その長さが互いに等しく形成されている。また、囲繞部２１ａにおける下側の１辺の長手方向の中央部には、囲繞部２１ａの内側と外側とを連通する開口部２１ｃが形成されている。そして、囲繞部２１ａにおける開口部２１ｃの両側から同囲繞部２１ａの外側に向かって一対の第１導出部２１ｄが延びている。一対の第１導出部２１ｄは、前記第１の設定方向と直交するように設定された第２の設定方向（図３において上下方向）に沿って延びている。また、一対の第１導出部２１ｄは、互いに平行をなすとともに、樹脂フィルム２０の図３における下端まで延びている。尚、第１検出電極２１を構成する複数の直線状の部位は、全て同じ幅に形成されている。

第２検出電極２２は、前記第１検出電極２１の内側に形成されている。第２検出電極２２を構成する中心部２２ａは、囲繞部２１ａの内側で一対の第１延設部２１ｂの先端部間を通るように第２の設定方向に沿って延びている。そして、中心部２２ａの下端部において囲繞部２１ａの外側に出た部位は、第２導出部２２ｂとされるとともに、該第２導出部２２ｂは、樹脂フィルム２０の図３における下端まで延びている。この第２導出部２２ｂは、一対の第１導出部２１ｄ間で、これら第１導出部２１ｄと平行に延びている。また、中心部２２ａの上端部及び同中心部２２ａの略中央部との合計２箇所から、同中心部２２ａの幅方向の両側に向かって第２延設部２２ｃが延びている。４本の第２延設部２２ｃは、それぞれ第１延設部２１ｂと等しい長さに形成されるとともに、第１延設部２１ｂと平行をなしている。また、囲繞部２１ａにおける第２の設定方向の両側の２辺、第１延設部２１ｂ及び第２延設部２２ｃは、第２の設定方向に等間隔となっている。尚、第２検出電極２２を構成する複数の直線状の部位は、全て同じ幅に形成されるとともに、その幅は、第１検出電極を構成する複数の直線状の部位の幅と等しい。

非検出電極２３は、囲繞部２１ａの外側で、一対の第１導出部２１ｄのうち一方の第１導出部２１ｄ（図３において右側の第１導出部２１ｄ）と隣り合う位置に形成されている。非検出電極２３は、図３における下方に開口するコ字状をなすとともに、第１の設定方向の両側の２辺が樹脂フィルム２０の下端まで延びている。また、非検出電極２３を構成する複数の直線状の部位は、全て同じ幅に形成されるとともに、その幅は、第１検出電極を構成する複数の直線状の部位の幅と等しい。

また、非検出電極２３における第１の設定方向の長さＬ１は、検出部２４における第１の設定方向の長さＬ２の１／Ｘ（Ｘは正の整数）に設定されている。更に、非検出電極２３における第２の設定方向の長さＬ３は、検出部２４における第２の設定方向の長さＬ４の１／Ｙ（Ｙは正の整数）に設定されている。尚、第１の設定方向及び第２の設定方向は、任意に設定される方向である。例えば、検出部２４にて検出される外来ノイズの進行方向に沿った方向に設定される。また、検出部２４の長さは、本実施形態では、検出部２４を構成する第１検出電極２１及び第２検出電極２２において、第１導出部２１ｄ及び第２導出部２２ｂを除いて一番外側となる囲繞部２１ａの長さを意味している。更に、「Ｘ」及び「Ｙ」は、それぞれ特許請求の範囲における「Ｎ」に該当する。

図２及び図３に示すように、上記のような第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３は、フロントガラス１１における車室内側の表面において配置エリア１４内となる部位に樹脂フィルム２０が貼り付けられることにより、同フロントガラス１１に対して配置されている。そして、非検出電極２３は、フロントガラス１１における車室内側の表面であって配置エリア１４内となる部位に検出部２４と共に貼り付けられているため、第１検出電極２１及び第２検出電極２２と同様に外来ノイズを検出することになる。尚、外来ノイズとしては、車両に搭載された無線機等の電波ノイズ、車両の周辺の温度変動（温度ドリフト）によるノイズ、電極等の経年変化によるノイズ等が挙げられる。

図５に示すように、第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３は、それぞれ前記静電容量検出回路４に電気的に接続されている。静電容量検出回路４は、車体の内部であって、フロントガラス１１（図２参照）から離れた位置に配置されている。即ち、静電容量検出回路４は、雨滴等の水滴が付着しない位置に配置されている。

静電容量検出回路４は、差動増幅回路３１を備えるとともに、該差動増幅回路３１の非反転入力端子には、第２検出電極２２が接続されている。第２検出電極２２と共に検出部２４を構成する第１検出電極２１には、交流電源３２から一定の電圧が印加される。そして、第１検出電極２１及び第２検出電極２２（即ち検出部２４）は、第１のインピーダンス３３を構成している。また、交流電源３２と差動増幅回路３１の非反転入力端子との間には、第２のインピーダンス３４となる抵抗３５が接続されている。

また、差動増幅回路３１の反転入力端子は、非検出コンデンサ３６及び非検出電極２３を介して交流電源３２に接続されるとともに、非検出電極２３には、交流電源３２から一定の電圧が印加される。そして、前記非検出部２５は、非検出電極２３と、該非検出電極２３と直列に接続された非検出コンデンサ３６とから構成されている。この非検出部２５は、検出部２４の等価回路となるように形成されている。検出部２４の等価回路は、図６に示すように、抵抗４１（等価抵抗）とコンデンサ４２とを直列に接続した回路にて表される。抵抗４１は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２の電極抵抗に相当するとともに、コンデンサ４２は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２にて構成されるコンデンサ（２つの電極２１，２２間の静電容量Ｃ１）に該当する。そして、図５及び図６に示すように、非検出部２５においては、非検出電極２３が抵抗４１に相当するとともに、非検出コンデンサ３６がコンデンサ４２に相当する。また、本実施形態では、非検出電極２３の抵抗値は抵抗４１の抵抗値と同等の値に設定されるとともに、非検出コンデンサ３６の静電容量Ｃ３は、配置エリア１４に水滴が存在しないとき（即ち水滴による静電容量の変化が無いとき）のコンデンサ４２の静電容量Ｃ１と同等の値に設定されている。そして、非検出部２５は第３のインピーダンス３７となるとともに、該第３のインピーダンス３７は、検出部２４よりなる前記第１のインピーダンス３３と同等の値となっている。

また、交流電源３２と差動増幅回路３１の反転入力端子との間には、第４のインピーダンス３８となる抵抗３９が接続されている。この抵抗３９の抵抗値は、第２のインピーダンス３４となる前記抵抗３５の抵抗値と同じ値に設定されている。

上記したように、第１のインピーダンス３３（検出部２４）、第２のインピーダンス３４（抵抗３５）、第３のインピーダンス３７（非検出部２５）及び第４のインピーダンス３８（抵抗３９）の４つのインピーダンスは、ブリッジ接続されて図４に示すようなホイートストーンブリッジ形のインピーダンスブリッジを形成している。このインピーダンスブリッジに前記差動増幅回路３１が接続されるとともに、差動増幅回路３１の出力端子は雨量判定回路５（図１参照）に接続されている。そして、図５に示すように、静電容量検出回路４では、検出部２４を用いて検出される静電容量Ｃ１の変化を検出し、その検出結果に応じた電圧信号である静電容量検出信号Ｓ１を雨量判定回路５（図１参照）に出力する。即ち、静電容量検出回路４は、検出部２４を用いて検出される静電容量Ｃ１の変化によるインピーダンスブリッジの電圧出力（即ち電圧値がＶｏの信号）を増幅して静電容量検出信号Ｓ１として出力する。

ここで、静電容量検出回路４における検出部２４を用いた静電容量Ｃ１の変化の検出について詳述する。
まず、交流電源３２から第１のインピーダンス３３及び第３のインピーダンス３７に印加される電圧をＶｉ、第１のインピーダンス３３の値をＺ１、第２のインピーダンス３４の値をＺ２、第３のインピーダンス３７の値をＺ３、第４のインピーダンス３８の値をＺ４とすると、差動増幅回路３１が出力する静電容量検出信号Ｓ１の電圧値Ｖｏは次式にて表される。

Ｖｏ＝（Ｚ２（Ｚ１＋Ｚ２）−Ｚ４（Ｚ３＋Ｚ４））Ｖｉ
そして、第１のインピーダンス３３の値Ｚ１は、検出部２４の等価回路を構成する抵抗４１の抵抗値をＲ１、検出部２４の等価回路を構成するコンデンサ４２の静電容量をＣ１とすると、次のように表される。

Ｚ１＝Ｒ１−ｊ（１／（ω・Ｃ１））
また、第３のインピーダンス３７の値Ｚ３は、非検出電極２３の抵抗値をＲ３、非検出コンデンサ３６の静電容量をＣ３とすると、次のように表される。

Ｚ３＝Ｒ３−ｊ（１／（ω・Ｃ３））
尚、第１のインピーダンス３３の値Ｚ１及び第３のインピーダンス３７の値Ｚ３を表す上記の２つの式において、「ω」は交流電源の角周波数、「ｊ」は虚数単位である。

更に、第２のインピーダンス３４の値Ｚ２と、第４のインピーダンス３８の値Ｚ４とは等しい値であるとともに、抵抗４１の抵抗値Ｒ１と非検出電極２３の抵抗値Ｒ３とは同等の値である。

そして、交流電源３２から交流電圧（図７（ａ）参照）が第１のインピーダンス３３（検出部２４）及び第３のインピーダンス３７（非検出部２５）に分圧して印加されると、検出部２４は検出信号Ｓ２を出力するとともに、非検出部２５は非検出信号Ｓ３を出力する。検出信号Ｓ２は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２間の静電容量Ｃ１に応じた電位の信号であって、第１検出電極２１及び第２検出電極２２にて検出される外来ノイズを含む信号である。一方、非検出信号Ｓ３は、フロントガラス１１における車室外側の表面への水滴の付着の有無によって電位が変化しない信号であって、非検出電極２３にて検出される外来ノイズを含む信号である。また、検出信号Ｓ２の位相及び非検出信号Ｓ３の位相は、交流電源３２が印加する交流電圧の位相と同じである。

そして、フロントガラス１１における車室外側の表面に水滴が付着していないときには、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との電位が等しくなるため、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとって差動増幅回路３１が生成する静電容量検出信号Ｓ１の電圧値Ｖｏは零となる。即ち、フロントガラス１１における車室外側の表面に水滴が付着していないときには、差動増幅回路３１は、電圧値Ｖｏが零の静電容量検出信号Ｓ１を出力する。

一方、フロントガラス１１における車室外側の表面に水滴が付着すると、第１検出電極２１及び第２検出電極２２間の静電容量Ｃ１が増加するため、第１のインピーダンス３３の値Ｚ１が増大する。従って、図７（ｂ）に示すように、検出部２４から出力される検出信号Ｓ２の電位は、フロントガラス１１における車室外側の表面に水滴が付着していないときよりも高くなる。これに対し非検出信号Ｓ３の電位は、図７（ｃ）に示すように、フロントガラス１１における車室外側の表面に水滴が付着しても変化しない。そのため、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとると、図７（ｄ）に示すように、検出信号Ｓ２における分圧して印加された交流電圧及び検出部２４にて検出された外来ノイズが非検出信号Ｓ３よって相殺され、静電容量Ｃ１の変化による電位の変化が取り出される。従って、静電容量検出回路４は、静電容量Ｃ１の変化による電位の変化のみを静電容量検出信号Ｓ１として出力することができる。

図１に示すように、前記雨量判定回路５は、車両用ワイパ装置１の制御を行うワイパ制御回路５１に電気的に接続されている。この雨量判定回路５は、静電容量検出回路４から入力された静電容量検出信号Ｓ１に基づいて、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した雨滴等の水滴を検出するとともに、当該水滴の量が、車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量か否かを判定する。本実施形態では、雨量判定回路５は、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴の量が車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量か否かを判定するための閾値を持っている。そして、雨量判定回路５は、静電容量検出信号Ｓ１と閾値とを比較し、静電容量検出信号Ｓ１の電圧値Ｖｏが予め設定された当該閾値より小さい場合には、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴の量は車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量ではないと判定する。一方、静電容量検出信号Ｓ１の電圧値Ｖｏが前記閾値以上の値である場合には、雨量判定回路５は、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴の量は車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量であると判定し、車両用ワイパ１２によるフロントガラス１１の払拭が必要であることを示す払拭指令信号Ｓ４をワイパ制御回路５１に出力する。

ワイパ制御回路５１には、車両用ワイパ１２を往復回動運動させるための駆動源となるワイパモータ５２が電気的に接続されている。そして、ワイパ制御回路５１は、車両用ワイパ１２の動作を制御すべくワイパモータ５２の駆動を制御する。

上記のように構成された車両用ワイパ装置１においては、フロントガラス１１の車室外側の表面に雨滴等の水滴が付着して該水滴が所定量以上になったことが水滴検出装置２にて検出されると、該水滴検出装置２の雨量判定回路５からワイパ制御回路５１に払拭指令信号Ｓ４が出力される。ワイパ制御回路５１は、払拭指令信号Ｓ４が入力されると、ワイパモータ５２を駆動して車両用ワイパ１２を作動させる。これにより、車両用ワイパ１２によってフロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴が払拭される。

車両用ワイパ１２によってフロントガラス１１の車室外側の表面が払拭されると、センサ部３はワイパ払拭エリア１３内に配置されているため、ワイパ払拭エリア１３内の水滴の減少に伴ってセンサ部３の近傍の水滴が減少する。そして、水滴検出装置２では、センサ部３にて検出される静電容量Ｃ１に応じた静電容量検出信号Ｓ１に基づいて、雨量判定回路５において、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴の量が車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量か否かが判定される。雨量判定回路５は、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴の量が車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量であると判定した場合には、払拭指令信号Ｓ４を出力し、ワイパ制御回路５１は、該払拭指令信号Ｓ４に基づいて引き続きワイパモータ５２を駆動して車両用ワイパ１２による払拭作動を継続する。一方、雨量判定回路５は、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴の量が車両用ワイパ１２による払拭を必要とする量ではないと判定した場合には、払拭指令信号Ｓ４の出力を停止し、ワイパ制御回路５１によってワイパモータ５２の駆動が停止される。このとき、ワイパモータ５２は、車両用ワイパ１２が格納位置に配置された後に停止される。このように、本実施形態の車両用ワイパ装置１は、水滴検出装置２の検出結果に基づいて自動的に車両用ワイパ１２を駆動する。

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）非検出部２５は、フロントガラス１１における車室外側の表面に付着した水滴によって静電容量の変化を検出しない一方で、外来ノイズを検出する。そして、静電容量検出回路４は、検出部２４から出力された検出信号Ｓ２と非検出部２５から出力された非検出信号Ｓ３との差分をとって静電容量検出信号Ｓ１を生成する。従って、第１検出電極２１及び第２検出電極２２によって検出されたことにより検出信号Ｓ２に含まれる外来ノイズが、非検出信号Ｓ３に含まれる外来ノイズによって相殺されることにより、生成された静電容量検出信号Ｓ１に含まれる外来ノイズが減少される。従って、この静電容量検出信号Ｓ１に基づいてフロントガラス１１における車室外側の表面に付着した水滴を検出することにより、水滴を高精度に検出することができる。そして、フロントガラス１１に付着した水滴を高精度に検出することができる水滴検出装置２の検出結果に基づいて、自動的に車両用ワイパ１２が駆動されるため、車両用ワイパ１２は、フロントガラス１１における車室外側の表面に付着した水滴の量に応じて適切に駆動される。

（２）非検出電極２３は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２が設けられたフロントガラス１１に設けられている。更に、非検出電極２３は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２の近傍で、第１検出電極２１及び第２検出電極２２と同様にフロントガラス１１における車室内側の表面に貼着されている。そのため、非検出電極２３は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２と同様の経年変化及び温度変化を生じることになる。よって、非検出電極２３は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２にて検出される外来ノイズと同様の外来ノイズを検出することができる。従って、静電容量検出信号Ｓ１を、より外来ノイズの影響が低減されたものとすることができる。

（３）非検出電極２３は、第１の設定方向の長さＬ１が、検出部２４における第１の設定方向の長さＬ２の１／Ｘに設定されている。従って、第１及び第２検出電極２１，２２と非検出電極２３とを、第１の設定方向からの外来ノイズによって同じ波長で共振させることができる。更に、非検出電極２３は、第２の設定方向の長さＬ３が、検出部２４における第２の設定方向の長さＬ４の１／Ｙに設定されている。従って、第１及び第２検出電極２１，２２と非検出電極２３とを、第２の設定方向からの外来ノイズによって同じ波長で共振させることができる。従って、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとって生成される静電容量検出信号Ｓ１に含まれる外来ノイズを更に低減することができる。

（４）非検出電極２３の抵抗値Ｒ３は、検出部２４の等価回路を構成する抵抗４１の抵抗値Ｒ１と同等である。そのため、非検出電極２３で検出される外来ノイズを、第１検出電極２１及び第２検出電極２２で検出される外来ノイズと同等にすることができる。従って、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとって生成される静電容量検出信号Ｓ１に含まれる外来ノイズを一層低減することができる。

（５）非検出部２５は、検出部２４の等価回路であるとともに、そのインピーダンスの値Ｚ３が検出部２４のインピーダンスの値Ｚ１と同等である。従って、検出部２４から出力される検出信号Ｓ２に含まれる外来ノイズと、非検出部２５から出力される非検出信号Ｓ３に含まれる外来ノイズとが同等になる。従って、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとって生成される静電容量検出信号Ｓ１に含まれる外来ノイズをより一層低減することができる。

（６）差動増幅回路３１において検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとることにより、検出信号Ｓ２に含まれる外来ノイズと非検出信号Ｓ３に含まれる外来ノイズとが相殺される。そのため、差動増幅回路３１は、フロントガラス１１における車室外側の表面に付着した水滴によるインピーダンス変化（即ち第１及び第２検出電極２１，２２間の静電容量Ｃ１の変化）のみを増幅して静電容量検出信号Ｓ１として出力することが可能となる。従って、この静電容量検出信号Ｓ１に基づいてフロントガラス１１における車室外側の表面に付着した水滴を検出することにより、水滴の検出を高精度に行うことができる。

（７）第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３は、何れも透明電極にて形成されている。従って、第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３が設けられた場所（即ちフロントガラス１１）の外観が損ねられることが抑制される。更に、第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３によって運転視界が妨げられることが抑制される。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３は、透明電極よりなるが、不透明な電極よりなるものであってもよい。

・上記実施形態では、水滴による静電容量変化が無いときの検出部２４のインピーダンスの値Ｚ１と、非検出部２５のインピーダンスの値Ｚ３とは同等とされているが、異なる値に設定されてもよい。

・上記実施形態では、非検出コンデンサ３６は、車体の内部であって、フロントガラス１１から離れた位置に配置された静電容量検出回路４の内部に設けられている。しかしながら、非検出コンデンサ３６は、フロントガラス１１に付着する水滴によって自身の静電容量が変化しない位置であれば、静電容量検出回路４の外部に設けられてもよい。

・上記実施形態では、非検出電極２３の抵抗値Ｒ３は、検出部２４の等価回路における抵抗４１の抵抗値Ｒ１と同等とされているが、異なる値であってもよい。
・上記実施形態では、非検出電極２３は、第１の設定方向の長さＬ１が、検出部２４における第１の設定方向の長さＬ２の１／Ｘに設定されている。また、非検出電極２３は、第２の設定方向の長さＬ３が、検出部２４における第２の設定方向の長さＬ４の１／Ｙに設定されている。第１の設定方向及び第２の設定方向は、上記実施形態の方向に限らず、検出信号Ｓ２から除去したい外来ノイズの進行方向に応じて、任意に設定すればよい。そして、非検出電極２３は、第１の設定方向の長さＬ１が、検出部２４における第１の設定方向の長さＬ２の１／Ｘに設定される一方で、第２の設定方向の長さが、検出部２４における第２の設定方向の長さＬ４の１／Ｙとならない値に設定されてもよい。また、非検出電極２３は、第１の設定方向の長さＬ１が、検出部２４における第１の設定方向の長さＬ２の１／Ｘとならない値に設定される一方で、第２の設定方向の長さが、検出部２４における第２の設定方向の長さＬ４の１／Ｙとなるように設定されてもよい。また、非検出電極２３の長さは、検出部２４の長さと関係無く設定されてもよい。

・上記実施形態では、非検出電極２３は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２と共に、フロントガラス１１における車室内側の表面で配置エリア１４内に設けられている。しかしながら、非検出電極２３は、検出部２４が配置された配置エリア１４の外で、フロントガラス１１の車室内側の表面若しくは車室外側の表面に貼着されてもよい。また、２枚のガラス板を重ねてフロントガラスが形成される場合には、非検出電極２３は、２枚のガラス板の間に挟み込まれてもよい。また、非検出電極２３は、車両ボディの表面に貼着されてもよい。

・上記実施形態では、第１検出電極２１及び第２検出電極２２は、ワイパ払拭エリア１３内に配置されている。しかしながら、ワイパ払拭エリア１３の外に配置されてもよい。また、第１検出電極２１及び第２検出電極２２は、フロントガラス１１における車室外側の表面に貼着されてもよい。また、２枚のガラス板を重ねてフロントガラスが形成される場合には、第１検出電極２１及び第２検出電極２２は、２枚のガラス板の間に挟み込まれてもよい。

・第１検出電極２１、第２検出電極２２及び非検出電極２３の形状は、上記実施形態の形状に限らない。例えば、各電極２１〜２３は、帯状、環状、円形状等であってもよい。
・上記実施形態では、検出部２４は、第１検出電極２１及び第２検出電極２２の２つの検出電極にて構成されている。しかしながら、検出部２４は、３つ以上の検出電極から構成されてもよい。

・上記実施形態では、１つの交流電源３２（発振器）で第１のインピーダンス３３及び第３のインピーダンス３７の両方に交流電圧を印加している。しかしながら、２つの交流電源（発振器）を水滴検出装置２に備えてもよい。この場合、２つの交流電源のうち一方の交流電源によって第１のインピーダンス３３に交流電圧が印加されるとともに、他方の交流電源によって第３のインピーダンス３７に交流電源が印加される。尚、第２のインピーダンス３４及び第４のインピーダンス３８は、それぞれ車体に接地される。このようにしても、上記実施形態の（１）と同様の作用効果を得ることができる。この場合、一方の交流電源が第１のインピーダンス３３に印加する交流電圧と、他方の交流電源が第３のインピーダンス３７に印加する交流電圧との位相及び振幅を同じにすると、検出信号Ｓ２と非検出信号Ｓ３との差分をとって生成される静電容量検出信号Ｓ１に含まれる外来ノイズをより効率的に低減することができる。

・車両用ワイパ装置１は、水滴検出装置２において検出される静電容量Ｃ１に基づき、フロントガラス１１に付着した水滴の量に応じて車両用ワイパ１２の払拭速度を変更するように構成されてもよい。

・上記実施形態では、水滴検出装置２は、車両のフロントガラス１１を払拭する車両用ワイパ装置１に備えられ、フロントガラス１１の車室外側の表面に付着した水滴を検出している。しかしながら、水滴検出装置２は、車両のリヤガラスを払拭する車両用ワイパ装置に備えられ、リヤガラスの車室外側の表面に付着した水滴を検出するものであってもよい。この場合、第１検出電極２１及び第２検出電極２２はリヤガラスに設けられる。また、水滴検出装置２は、ガラス体に付着した水滴の検出に用いられるのであれば、車両用ワイパ装置以外の装置に備えられてもよい。

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項に記載の水滴検出装置において、前記非検出電極は、前記ガラス体に対する前記検出電極の配置態様と同様の配置態様で前記ガラス体に対して配置されていることを特徴とする水滴検出装置。同構成によれば、非検出電極は、検出電極にて検出される外来ノイズと同様の外来ノイズを検出することができる。従って、静電容量検出信号を、より外来ノイズの影響が低減されたものとすることができる。

（ロ）請求項１乃至請求項７及び前記（イ）の何れか１項に記載の水滴検出装置を備え、前記水滴検出装置の検出結果に基づいて、自動的に車両用ワイパを駆動して前記ガラス体を払拭することを特徴とする車両用ワイパ装置。同構成によれば、水滴を高精度に検出することができる水滴検出装置の検出結果に基づいて、自動的に車両用ワイパが駆動されるため、車両用ワイパは、ガラス体に付着した水滴の量に応じて適切に駆動される。

４…静電容量検出回路、５…水滴検出回路としての雨量判定回路、１１…ガラス体としてのフロントガラス、２１…検出電極としての第１検出電極、２２…検出電極としての第２検出電極、２３…非検出電極、２４…検出部、２５…非検出部、３１…差動増幅回路、４１…等価抵抗としての抵抗、３４…インピーダンスとしての第２のインピーダンス、３６…非検出コンデンサ、３８…インピーダンスとしての第４のインピーダンス、Ｃ１…静電容量、Ｌ１，Ｌ３…非検出電極の設定方向の長さ、Ｌ２，Ｌ４…検出部の設定方向の長さ、Ｒ１…等価抵抗としての抵抗の抵抗値、Ｒ３…非検出電極の抵抗値、Ｓ１…静電容量検出信号、Ｓ２…検出信号、Ｓ３…非検出信号、Ｚ１…検出部のインピーダンスの値、Ｚ３…非検出部のインピーダンスの値。

Claims (7)

1. 水滴が付着するガラス体に設けられた複数の検出電極からなる検出部と、
   前記検出電極間の静電容量の変化に応じた静電容量検出信号を出力する静電容量検出回路と、
   前記静電容量検出信号に基づいて前記ガラス体に付着した前記水滴を検出する水滴検出回路と
   を備えた水滴検出装置において、
   非検出電極を有し、前記ガラス体への前記水滴の付着による静電容量の変化を検出しない一方で、前記非検出電極にて外来ノイズを検出して前記外来ノイズを含む非検出信号を出力する非検出部を備え、
   前記検出部は、前記ガラス体への前記水滴の付着による前記検出電極間の静電容量の変化に応じた検出信号を出力し、
   前記静電容量検出回路は、前記検出信号と前記非検出信号との差分をとって前記静電容量検出信号を生成することを特徴とする水滴検出装置。
2. 請求項１に記載の水滴検出装置において、
   前記非検出電極は、前記ガラス体に設けられていることを特徴とする水滴検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の水滴検出装置において、
   前記非検出電極は、任意に設定された設定方向の長さが、前記検出部における前記設定方向の長さの１／Ｎ（Ｎは正の整数）であることを特徴とする水滴検出装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の水滴検出装置において、
   前記非検出電極の抵抗値は、前記検出部の等価回路における等価抵抗の抵抗値と同等であることを特徴とする水滴検出装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の水滴検出装置において、
   前記非検出部は、抵抗値を有する前記非検出電極と、前記静電容量検出回路内に設けられた非検出コンデンサとを接続して形成された、前記検出部の等価回路であり、
   前記非検出部のインピーダンスの値は前記検出部のインピーダンスの値と同等であることを特徴とする水滴検出装置。
6. 請求項５に記載の水滴検出装置において、
   前記静電容量検出回路は、前記検出部、前記非検出部及び２つのインピーダンスをブリッジ接続してなるインピーダンスブリッジに接続された差動増幅回路を備え、前記差動増幅回路は、前記検出信号と前記非検出信号との差分をとって前記静電容量検出信号を生成して出力することを特徴とする水滴検出装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の水滴検出装置において、
   前記検出電極及び前記非検出電極は透明電極よりなることを特徴とする水滴検出装置。

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