JPH0527817B2 - - Google Patents

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JPH0527817B2
JPH0527817B2 JP60011680A JP1168085A JPH0527817B2 JP H0527817 B2 JPH0527817 B2 JP H0527817B2 JP 60011680 A JP60011680 A JP 60011680A JP 1168085 A JP1168085 A JP 1168085A JP H0527817 B2 JPH0527817 B2 JP H0527817B2
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JP
Japan
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light receiving
raindrops
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JP60011680A
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JPS61170638A (ja
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Manabu Matsubara
Masahito Muto
Noribumi Iyoda
Seiji Ishikawa
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Priority to JP60011680A priority Critical patent/JPS61170638A/ja
Publication of JPS61170638A publication Critical patent/JPS61170638A/ja
Publication of JPH0527817B2 publication Critical patent/JPH0527817B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、雨または液滴を検出する装置に関
し、たとえば自動車のフロントガラスなどの窓に
付着した雨滴などをワイパーブレードで払拭する
ためなどに有利に実施することができる車両用液
滴検出装置に関する。
背景技術 このような自動車のフロントガラスに付着した
雨滴をワイパーブレードで払拭するようにした先
行技術では、発光素子と発光素子からの光を受光
する受光素子との間の光経路に雨滴が通過するこ
とによつて変動する受光素子からの出力を検出し
て、ワイパーブレードを駆動するように構成され
る。雨滴が発光素子または受光素子の近傍の固定
位置に付着し、その付着した雨滴が光経路をさえ
ぎり、この雨滴が風などで振動したときにもま
た、雨が降つているものとして誤検出される。
発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、発光素子と受光素子との間の
光経路に臨んでいる固定位置に付着した雨滴など
の液滴が振動することによつて生じる受光素子か
らの出力を、補正するようにした改良された車両
用液滴検出装置を提供することである。
発明の構成 本発明は、発光素子と、 該発光素子からの光を受光する受光素子とを備
え、 前記受光素子の出力により、前記発光素子と該
受光素子との間の光経路を通過する液滴を検出す
る車両用液滴検出装置において、 受光素子からの出力を受信し、少なくとも500
Hz未満の低周波成分を前記受光素子の出力から除
去するフイルターを設けることを特徴とする車両
用液滴検出装置である。
作 用 自動車などの車両の固定位置に付着した液滴
が、発光素子と受光素子との間の光経路に臨んで
振動したときには、受光素子からの出力には、そ
の振動に起因した500Hz未満の低周波成分が含ま
れている。フイルターは受光素子の出力のうち、
少なくとも500Hz未満の低周波成分を除去する。
これによつてフイルターからの出力には、前記液
滴の振動に起因した500Hz未満の低周波成分が含
まれなくなる。したがつて、発光素子と受光素子
との間の光経路を通過する液滴だけを検出するこ
とができる。
この500Hzという値は、たとえば受光素子の付
近などに付着した液滴が、車両のエンジンの振動
等により500Hz未満の振動を起こすことを、本件
発明者の実験によつて求めたものである。具体的
には、液滴が受光素子付近に付着した状態と、付
着していない状態とにおける受光素子の出力の周
波数分布を比較することで、後述の第8図のよう
に、液滴が付着していると500Hz未満の成分が多
くなるという結果を得ており、このような500Hz
という値に意味を持たせるため、本発明では、そ
の用途が車両用としてある。
実施例 第1図は本発明の一実施例の電気的構成を示す
ブロツク図である。発光素子1からの光は受光素
子2によつて受光される。これらの間の光経路3
を雨滴が通過することによつて受光素子2の受光
量が変化する。これによつて後述のように自動車
のフロントガラスを払拭するワイパーブレードが
モータ4によつて角変位駆動される。
第2図は、発光素子1および受光素子2に関連
する構成を示す一部切欠き斜視図である。合成樹
脂などの材料から成る本体5には、水平方向に間
隔をあけて一対の突部6,7が形成される。これ
らの突部6,7は、上方に突出する。一方の突部
6には、発光素子1が設けられる。発光素子1は
赤外線などを発射する発光ダイオードであつても
よい。発光素子1からの光は、もう1つの突部7
に設けられた受光素子2によつて受光される。こ
うして雨滴検出手段8が構成される。
このような雨滴検出手段8は、第3図に示され
るように自動車9のドア10に取り付けられたバ
ツクミラー11の上部12に装着される。この雨
滴検出手段8によつて雨滴が検出されたときフロ
ントガラス13を払触するワイパーブレード14
がモータ4によつて自動的に往復角変位して駆動
される。
第4図は、雨滴検出手段8の突部6付近の断面
図である。バツクミラー11のケーシング16に
は、突部6が挿通する取り付け孔17が形成され
ており、突部6は上方に突出している。もう1つ
の突部7についても同様な構成となつている。雨
が降つてきて参照符18で示される雨滴が、上部
12などに当たり、または直接に、発光素子1の
光経路3内における表面に付着し、参照符18a
で示される状態となる。この雨滴18aは、自動
車9の振動および走行中の風などによつて、光経
路3内で振動する。したがつて受光素子2からの
出力には、この雨滴18aの振動に起因した低周
波成分が含まれることになる。本発明に従えばこ
のような雨滴18aの振動に起因した受光素子2
からの出力によつてはモータ4が駆動されず、ワ
イパーブレード14が不所望に駆動されることが
防がれる。
一般に、雨滴の地上への落下速度v1はその雨
滴の外径によつて決まる。たとえば外径が1.0mm
φ以上の雨滴を検出しようとした場合、落下速度
v1は、4m/s以上になる。光経路3の外径hを
2mmφとすると雨滴が光経路3を通過することに
よつて受光素子2の出力に含まれる電気信号の周
波数1は第1式に示されるとおりとなる。
1=v1/h……(1) したがつてこの雨滴の光経路3を通過すること
による周波数1は、たとえば4000Hz/2=2kHz
である。
自動車9が走行中であるときには、第5図を参
照して、光経路3を通過する雨滴によつて受光素
子2の出力に含まれる周波数成分の周波数は次の
ように考えることができる。自動車9の速度v2
は、たとえば40Km/hであり、雨滴は地上に前述
の速度v1で落下するものとすると、雨滴は参照
符19で示される速度成分をする。この速度成分
19は、たとえば11.8m/secである。したがつ
て第1式に基づき周波数1は5.9kHzとなる。
このようにして自動車9が停止および走行して
いるときに、地上に降下する雨滴が光経路3を通
過したときには2kHz以上の周波数を有する信号
が受光素子2から導出されることが理解される。
発振回路21は、たとえば100kHzの発振動作
を行い、その出力は駆動回路22に与えられ、発
光素子1が駆動される。受光素子2から出力され
る電気信号はバンドパスフイルター23に与えら
れる。バンドパスフイルター23は100kHz±10k
Hzの周波数信号を通過して波し、太陽光などに
よる雑音が除去される。バンドパスフイルター2
3からの出力は、増幅回路24によつて増幅さ
れ、検波回路25に与えられる。これによつて発
光素子1と受光素子2との間の光経路3が雨滴に
よつてさえぎられるときに生じる受光素子2の出
力変動の成分だけが取り出される。検波回路25
からの出力はハイパスフイルター26に与えられ
る。ハイパスフイルター26は、光経路3内で固
定位置に付着した雨滴18aが振動したときに生
じる受光素子2の出力の周波数500Hz未満の信号
を遮断し、500Hz以上の信号を波して通過する。
このハイパスフイルター26からの出力は、ロー
パスフイルター27に与えられる。ローパスフイ
ルター27は信号のリプルを除き、直流分を遮断
し、さらに反転増幅を行なう。
ライン28からの出力は、積分回路29に与え
られる。積分回路29は、抵抗53と、コンデン
サ30と、このコンデンサに並列に接続されたス
イツチング用トランジスタ31とを含む。トラン
ジスタ31には、抵抗32が直列に接続される。
積分回路29からの出力は、ライン33からトラ
ンジスタ34に与えられる。トランジスタ34に
は、リレー35のリレーコイル36が接続され
る。リレー35のリレースイツチS1は、共通接
点38、個別接点39,40とを有する。リレー
コイル36が消磁されているとき、共通接点38
は個別接点40に導通しており、リレーコイル3
6が励磁されると、その励磁されている期間だけ
共通接点38は個別接点39に切り換つて導通す
る。個別接点39は、ライン41を介して電源に
接続される。もう1つの個別接点40は、ライン
42を介して単安定回路43にトリガ信号を与え
る。単安定回路43は、このトリガ信号を受信
し、予め定めたパルス幅を有する信号をトランジ
スタ31に与えてトランジスタ31を導通し、こ
れによつてコンデンサ30が放電されて積分回路
29がリセツトされる。
ライン42はまた、スイツチS2の共通接点4
4に接続される。スイツチS2の一方の個別接点
45は接地されており、もう1つの個別接点46
はライン41を介して電源に接続される。リレー
35のリレースイツチS1の共通接点38は、モ
ータ4に接続される。
第6図は、モータ4と、その付近の構造を示す
斜視図である。モータ4の出力軸47によつて電
気絶縁性材料から成る円板48が矢符49の方向
に回転駆動される。この円板48には、半径方向
に異なる位置で周方向に延びる導体50,51が
形成される。導体50,51に共通に接触するこ
とができるように半径方向に延びてスイツチS2
の共通接点44が取り付けられる。導体50に
は、個別接点45が接触することができる。導体
51には、個別接点46が接触することができ
る。ワイパーブレード14は、出力軸47からの
動力によつて角変位駆動される。ワイパーブレー
ド14が休止位置にあるとき、円板48の導体5
0,51の境界は基準位置52にあり、円板48
が一回転することによつてプレート14が一往復
駆動されて元の休止位置に戻ることができる。
動作中に、光経路3において雨滴によつて発光
素子1からの光がさえぎられるとき、バンドパス
フイルター23からの出力は第7図1で示される
ようになる。地上に降下する雨滴が光経路3を通
過したときには信号波形p1が得られる。雨滴1
8aが発光素子1に付着して振動を起したときに
は信号波形p2が得られる。このような信号波形
p2は受光素子2の光経路3内で付着したときに
も同様に得られる。したがつて検波回路25から
の出力は、第7図2および実験結果を示す第10
図(1)で示されるとおりである。
光経路3を雨滴が通過するとき検波回路25か
らの出力の周波数スペクトラムは本件発明者の実
験によると第8図1で示されるとおりである。
雨滴18aが固定位置に付着して光経路3に臨
んでおり、この雨滴18aが振動するとき、検波
回路25からの出力の周波数スペクトラムは第8
図2で示されるとおりである。
第8図1および第8図2の周波数スペクトラム
を比較すると、雨滴18aが固定位置に付着して
振動するときには500Hz未満の低周波成分が大き
いことがわかる。
ハイパスフイルター26は、第7図2における
雨滴18aの振動に起因した振動波形p2aを除去
し、雨滴が光経路3を通過した信号成分に対応し
た波形p1に対応した波形p1aを導出してローパス
フイルター27に与える。ローパスフイルター2
7は、前述のように、ハイパスフイルター26か
らの出力の100kHz発振信号に起因したリプルを
除いて円滑とし、かつ直流分を遮断し、しかも反
転増幅を行なう機能を有する。したがつてローパ
スフイルター27からライン28に導出される信
号波形は第7図3および実験結果を示す第10図
2で示されるようになり、雨滴が連続的に光経路
3を通過するとき、ローパスフイルタ27からは
第9図1の波形が得られ、この波形は第7図の参
照符p1,p1aで示される信号成分に対応してい
る。積分回路29からライン33に導出される成
分出力は、第9図2で示される通りである。ライ
ン33の積分出力がトランジスタ34による弁別
レベルl1を超える時刻t1において、トランジスタ
34が導通する。このトランジスタ34の導通に
よつて、リレー35のリレーコイル36は励磁さ
れる。そのためリレースイツチS1の共通接点3
8は個別接点39に導通する。これによつてモー
タ4が電力付勢され、ワイパーブレード14が駆
動されるとともに、円板48が回転する。この回
転によつてスイツチS2の共通接点44は個別接
点46に切り換わつて導通したままの状態とな
る。ライン42から単安定回路43にスイツチ
S2を介してハイレベルのトリガ信号が与えられ
ることによつて、単安定回路43が予め定めたパ
ルス幅を有する信号を積分回路29に与えてトラ
ンジスタ31を導通する。こうしてコンデンサ3
0を放電する。そのためライン33がローレベル
となり、トランジスタ34が遮断する。したがつ
てリレースイツチS1の共通接点38は、個別接
点40に切り換わる。モータ4にはライン41か
らスイツチS2の個別接点46および共通接点4
4ならびにリレースイツチS1の個別接点40お
よび共通接点38を介して電力が供給され、モー
タ4は回転し続ける。モータ4の出力軸47が回
転して円板48が基準位置52に達すると、スイ
ツチS2の共通接点44は導体50を介して個別
接点45に導通し、これによつてモータ4が停止
する。こうしてワイパーブレード14の一往復動
作が完了する。こうして雨滴の光経路3における
通過個数が多くなるにつれて、ワイパーブレード
14は頻繁に往復角変位駆動されることになる。
本発明は自動車のワイパーブレードに関連して
実施されるだけでなく、自動車などの車両におけ
るその他の用途に広範囲に実施されることがで
き、雨滴の検出だけでなく、その他の液滴などの
検出が可能である。
効 果 以上のように本発明によれば、車両の固定位置
に付着した液滴が振動することによつて生じる受
光素子からの出力に含まれている少なくとも500
Hz未満の低周波成分が除去されるので、発光素子
と受光素子との間の光経路を通過する液滴だけを
検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気的構成を示す
ブロツク図、第2図は雨滴検出手段8の一部を切
り欠いた斜視図、第3図はバツクミラー11とそ
の付近を示す斜視図、第4図は突起6付近の断面
図、第5図は自動車9の走行中における雨滴の速
度を説明するための図、第6図はモータ4とその
付近の構造を示す斜視図、第7図は検波回路25
の動作を説明するための波形図、第8図は周波数
スペクトラムを示す図、第9図は積分回路29の
動作を説明するための波形図、第10図はハイパ
スフイルター26の動作を説明するための波形図
である。 1……発光素子、2……受光素子、3……光経
路、8……雨滴検出手段、9……自動車、11…
…バツクミラー、21……発振回路、22……駆
動回路、23……バンドパスフイルター、24…
…増幅回路、25……検波回路、26……ハイパ
スフイルター、27……ローパスフイルター、2
9……積分回路、35……リレー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 発光素子と、 該発光素子からの光を受光する受光素子とを備
    え、 前記受光素子の出力により、前記発光素子と該
    受光素子との間の光経路を通過する液滴を検出す
    る車両用液滴検出装置において、 受光素子からの出力を受信し、少なくとも500
    Hz未満の低周波成分を前記受光素子の出力から除
    去するフイルターを設けることを特徴とする車両
    用液滴検出装置。
JP60011680A 1985-01-24 1985-01-24 車両用液滴検出装置 Granted JPS61170638A (ja)

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JPS61170638A JPS61170638A (ja) 1986-08-01
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