JPH0656360B2

JPH0656360B2 - 光学式検出装置

Info

Publication number: JPH0656360B2
Application number: JP1010242A
Authority: JP
Inventors: 光田中; 栄樹野呂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPH02189444A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光学式検出装置に関し、特に車両のオートワ
イパ制御などにおいて用いられる光を使用する水滴セン
サ等による光学的物理量のセンシング時の信号処理、誤
作動防止に改良を加えた光学式検出装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）光を使用するセンサを用いた光学式検出装置は、種々の
分野で利用されている。

例えば、車両制御における光学的物理量の定量的センシ
ングを行うものとして、具体的には、オートワイパ用の
いわゆる雨センサとしての水滴（雨滴）センサを備えた
装置があり、その他光を利用するセンサとしてはオート
ライトセンサ、くもりセンサ等も用いられている。

上記水滴センサの場合においては、ガラス面の水滴の付
着状態によって赤外線等の光量変化を電気信号として捕
らえることにより検出を行うことができ、従来、車両の
フロントウインドガラスの内側に離間対向して設けられ
て該フロントウインドガラスの内・外側面の水滴の有無
を検出する発光素子と受光素子（例えばフォトダイオー
ドとフォトトランジスタ等）とからなる光反射式の水滴
検出センサを備えたフロントウインドガラスの水滴検出
装置は公知である（例えば、特開昭６０−２５２０４４
号公報参照）。

この種の検出装置において、光電変換された光電気信号
の処理系に信号の包絡線検出を行う回路が組み込まれて
いるものでは、例えば入力信号が第６図（ａ）に示す如
きものであるとすると、一般的なピーク検出の場合に
は、全ての時間に亘ってピークが検出できないためロス
が多く、同図（ａ）に示すように、ノイズが入ったと
き、すなわち入力信号がノイズ成分を含むものであると
きは、そのノイズの影響が後にまで残り、これが正確な
検出を妨げ、誤作動の原因となる。すなわち、第６図
（ｂ）に斜線で示すように、ノイズの影響が尾を引き易
く、ノイズ混入以後の一定期間内において、その後の本
来の検出出力を示すべき信号がわからなくなってしま
う。

そこで、入力信号中のノイズの影響をでき得る限り低減
させるための手段が必要であり、そのための対策とし
て、第６図（ｄ）に示すようなピークホールド処理を行
うことが考えられる。このものは、同図（ｄ）に示すよ
うに、波形のピークを波形自身の信号から取りピークホ
ールド処理を行うものであり、この場合には、ノイズの
影響は尾を引かず、従って、前記第６図（ｂ）の方法に
比べノイズの影響を軽減できるし、ロスは少ないが、回
路は複雑となってしまう。

また、入力アナログ信号をアナログ／ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換してそのデータをディジタル処理可能なＣＰＵ
に取り込むような信号処理手法を採る場合に、Ａ／Ｄ変
換のサンプリングを十分に早くすれば、波形全体を取る
ことができるが、この場合、高速処理が要求され、従っ
て高速のＡ／Ｄ変換器が必要となり、またデータが多く
なり過ぎるので、データ処理能力も高めなければなら
ず、高速高性能のＡ／Ｄ変換器、ＣＰＵ等を使用しなけ
ればならないといった問題がある。

更に、光学式検出装置では、ノイズ発生の原因が光電変
換後の信号処理系での混入重畳にある場合よりも、受光
部への入射光自体に起因する場合も多く、故に光ノイズ
対策も重要である。すなわち、検出対象光以外の光が入
ることがノイズの原因となる場合が多々あり、従って、
かかる外乱光ノイズに対し何ら対策を講じなければ、こ
の点でも正確な検出は期待できない。特に、第６図
（ａ）の如く、ノイズが上述のような光ノイズであっ
て、しかもそれが周期的なものの場合には、信号処理系
に所定周波数帯のフィルタを用いたとしても、外乱光の
高周波成分が該周波数帯に一致しているようなときに
は、もはや当該フィルタによってはその外乱光ノイズは
除去できない結果、所定の制御に必要な本来の検出出力
であるのかそれとも光ノイズによるものであるのかの区
別ができない。

本発明の目的は、検出信号と外乱光ノイズ等との弁別性
に優れると共に、高速処理用のＡ／Ｄ変換器等を必要と
せず簡易な回路で構成し得る光学式検出装置を提供する
ところにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するため、所定の高周波光を
投光する投光手段と、光を検出する検出手段とを備え、
該検出手段からの出力に応じて被検出対象の状態を検出
する光学式検出装置であって、光電変換して得たアナロ
グ信号のピーク値またはボトム値を検出するホールド回
路と、該ホールド回路の出力を商用電源周波数の約４倍
以上のタイミングでデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回
路と、該Ａ／Ｄ変換回路に同期して前記ホールド回路を
リセットするリセット手段と、前記Ａ／Ｄ変換回路から
の出力が所定回数連続で設定範囲外となった場合にのみ
被検出対象の状態についての判定を行う判定手段とを有
している。

また、ガラス面に向けて所定の高周波光を投光する投光
手段と、該ガラス面からの反射光を検出する検出手段と
を備え、該検出手段からの出力に応じて前記ガラス面の
水滴の状態を検出する学式検出装置であって、前記検出
手段からのアナログ信号のピーク値を検出するピークホ
ールド回路と、該ピークホールド回路の出力を商用電源
周波数の約４倍以上のタイミングでデジタル値に変換す
るＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路に同期して前記
ピークホールド回路をリセットするリセット手段と、前
記Ａ／Ｄ変換回路からの出力が所定回数連続で設定値を
こえたとき水滴有りと判定する判定手段とを有してい
る。

また、ガラス面に向けて所定の高周波光を投光する投光
手段と、該ガラス面からの反射光を検出する検出手段と
を備え、該検出手段からの出力に応じて前記ガラス面の
水滴の状態を検出する光学式検出装置であって、前記検
出手段からのアナログ信号のピーク値を検出するピーク
ホールド回路と、該ピークホールド回路の出力を商用電
源周波数の約４倍以上のタイミングでデジタル値に変換
するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路に同期して前
記ピークホールド回路をリセットするリセット手段と、
前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力を所定回数ストアし、ス
トアした出力値のうち最大値を除き平均値を求め、該平
均値が設定値をこえたとき水滴と判定する判定手段とを
有している。

また、前記リセット幅を前記投光手段の発光周波数の周
期の１／２をこえる値とするようにしている。

（実施例）以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る光学式検出装置を水滴検出装置に
適用した場合のワイパ自動制御装置の全体構成を示すブ
ロック図であり、同図中１はワイパ制御装置を示す。該
制御装置１は、ワイパ機構２内の図示しないワイパブレ
ードを回動するワイパモータ３の作動を制御するもの
で、制御ユニット100、及びワイパモータ駆動回路200か
ら成り、前記制御ユニット100には、ワイパスイッチ
４、水滴検出手段５が接続される。

前記ワイパスイッチ４は、その切換位置によりワイパブ
レードの作動モードを、例えば停止モード（停止位
置）、自動制御モード（自動作動位置）、手動モード
（低速連続作動位置、高速連続作動位置、間欠作動位置
の何れかを手動にて設定するモード）のいずれかに切換
えるためのスイッチとして用いることができる。

前記水滴検出手段５は、車両よりウインドガラスの外表
面の雨滴の有無を検出するもので、第２図の場合には、
フロントウインドガラス６のワイパ（図示省略）の払拭
範囲６ａ（二点鎖線で囲まれた範囲）内にその検出面０
設定されるように、例えば、第３図の如くメータバイザ
ー８上に配置されている。水滴検出手段５は、フロント
ウインドガラス面に所定周波数の光を照射する投光手段
と、該ガラス面からの反射した光を検出する検出手段と
を含む水滴センサを構成している。すなわち、具体的に
は、これは光反射式センサであって、第４図に示す如く
発光素子５ａと受光素子５ｂ（例えばフオトダイオード
とフォトトランジスタ）とから成る。第４図に示す如
く、発光素子５ａは発振回路９に電気的に接続されてお
り（第１図のラインｌａは、発光素子への発振回路出力
ラインを示す）、この発振回路９で、発光素子５ａを高
周波（例えば５ＫＨｚ）でスイッチング点灯することに
より高周波の光（赤外光等）を発射するもので、これに
より、自然界の光と区別できるようになっている。受光
素子５ｂは、発光素子５ａから発射された光を受けるも
ので、光電変換をして信号を電気的に処理する（第１図
のラインｌｂは、光電変換出力ラインを示す）。この受
光素子５ｂには、バンドパスフィルタ１０が接続されて
おり、該バンドパスフィルタ１０を介して必要な信号を
取り出すようになっている。

第１図に戻り、制御ユニット100は、ワイパスイッチ４
の操作や水滴の有無の判別等に必要な情報を取り込むた
めの入力回路、ＣＰＵ、ＣＰＵで実行される後述のノイ
ズ判定プログラム及び演算結果等を格納する記憶手段、
及び前記ワイパモータ駆動回路200等に駆動信号を供給
する出力回路等から構成される。

前記したバンドパスフィルタ１０、投光手段としての発
光素子５ａを高周波でスイッチングせしめるための発振
回路９等も該制御ユニット100に含まれる。

第５図は、制御ユニット100内における光電気信号処理
系の一例を示し、本例では、ピークホールド（Ｐ／Ｈ）
またはボトムホールド（Ｂ／Ｈ）回路100aと、Ａ／Ｄ変
換回路100bと、ＣＰＵ100cとから成る。

ホールド回路100aには、前記第４図に示した検出系から
の入力アナログ信号が供給され、該アナログ信号のピー
ク値またはボトム値を検出し、その出力をＡ／Ｄ変換回
路100bに供給する。また、該ホールド回路100aにはリセ
ット信号が供給され、これによって所定のタイミングで
リセットされる。該リセットについては、後述のよう
に、Ａ／Ｄ変換と同期して行われる。

前記Ａ／Ｄ変換回路100bは、比較的低速のＡ／Ｄ変換回
路で構成されており、前記ホールド回路100aの出力を所
定周期毎にデジタル量に変換する。

このように、データをＣＰＵ100cに取り込むためにＡ／
Ｄ変換を行うが、そのＡ／Ｄ変換のタイミングとピーク
ホールド回路（またはボトムホールド回路）100aのリセ
ットを同期させて、リセットからＡ／Ｄ変換までの間の
最大値（ＭＡＸ値）（ボトムホールドの場合は最小値
（ＭＩＮ値））をＣＰＵ100cが取り込むようにする。本
例では、Ａ／Ｄ変換に同期してホールド回路100aをリセ
ットする手段は、ＣＰＵ100cによって構成されており、
ＣＰＵ100cからリセット信号が与えられるようになって
いる。

ＣＰＵ100cは、取り込んだデータに基づき後述の手法に
従って水滴の有無についての判別処理を実行する。な
お、ＣＰＵでなくても、デジタル処理できるものであれ
ばよい。

第５図に示したＡ／Ｄ変換とピークホールドまたはボト
ムホールドとを組合せた信号処理系での各信号のタイミ
ングについては、具体的には、第７図に示すようなもの
とすることができる。

同図（ａ）及び（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換タイミング及びリ
セットパルスを示し、また、同図（ｃ）はホールド回路
100aへの入力アナログ信号を示す。更に、同図（ｄ）
は、ホールド回路100aがピークホールド回路である場合
におけるその入力アナログ信号のピーク値の検出の様子
を示す。

第５図において、Ａ／Ｄ変換は、第７図（ａ）に示すよ
うなＡ／Ｄ変換タイミングで所定周期毎に行い、該Ａ／
Ｄ変換を行った後、ピークホールド回路（ボトムホール
ド回路）100aをリセットするリセットパルスをリセット
信号として出し（第７図（ｂ））、これによりピークホ
ールド回路（ボトムホールド回路）100aをリセットす
る。しかして、リセット後、ピークホールド回路（ボト
ムホールド回路）100aにて次のＡ／Ｄ変換タイミングで
Ａ／Ｄ変換を行うまでの時間の最大値（最小値）をホー
ルドし、Ａ／Ｄ変換をし、その期間の最大値（最小値）
を順次取り入れ、処理を行うようにする。

以上のように、比較的低速のＡ／Ｄ変換とピークホール
ド（ボトムホールド）とリセットとを組み合わせれば、
信号処理ロスはなく、たとえば第７図（ｃ）の如く入力
にノイズが含まれていても、ノイズの影響は１回は出る
ものの次以後には残らず、機械的にも有利である。

第６図（ｃ）は、上述の組み合わせ方式の原理を同図
（ｄ）に示す処理等によるものと対比して示すためのも
のであり、これらを参照して更に比較説明すれば、下記
の通りである。

即ち、既述の如く、第６図（ｄ）のような処理を行う場
合は、ノイズの影響は尾を引かないし、ロスは少ないの
であるけれども、回路は複雑となるのであり、また、こ
れも既に述べたように、Ａ／Ｄ変換のサンプリングを早
くすれば、波形全体を取ることができるが、高速のＡ／
Ｄ変換が必要となると同時にデータ処理能力を高めなけ
ればならないのに対し、その点、第６図（ｃ）のような
処理を組み合わせれば、ロスはなく、ノイズの影響は１
回は確実に出るが、それはリセット処理によってリセッ
ト以後には残らないのであり、しかも、回路は簡単なも
ので済むのである。

また、かように回路が簡単である上、上記のように確実
にノイズが入ることから、周期的なノイズについては、
これは信号としてとらえることができ、このように周期
的なノイズを信号としてとらえることができることは、
特に、前記バンドパスフィルタ１０を用いてなお避けら
れない周期的な外乱光ノイズとの弁別に役立つこととな
る。

周期的なノイズとの弁別にあたっては、ピークホールド
回路（ボトムホールド回路）100aのリセット時間を十分
に短くすることが望ましい。例えば、周期的ノイズの２
倍以上の周期でＡ／Ｄ変換を行えば、十分に周期的ノイ
ズと本来の信号との区別ができ、また、それ以外のノイ
ズについては、信号処理や周期を少し短くすることで対
策できるため、高速処理用のＡ／Ｄ変換器、ＣＰＵ等も
必要ない。

上記した周期的なノイズとなり得るものは、例えば蛍光
灯であり、以下では、特に光を使用するセンサ系におい
て誤検知を防止する上で重要となる光ノイズ対策につい
て具体的に説明する。

蛍光灯等には100〜120Hz成分があり、従って、光学的物
理量の定量的センシングを行うとき、この光がノイズと
して入る場合がある。そのため、オートライトにおいて
は、ノイズを信号に変えて100〜120Hz成分を検出してい
るが、この方式であれば、蛍光灯等の光が簡単に確実に
とらえることができる。

また、本実施例のような雨、くもりセンサについては、
既述の如く、まず、これらの光の影響を受けないように
それ以上の高周波を利用する。すなわち、第４図に示し
たように、発振回路９を用い、自然光の影響をできる限
り受けないようにセンサ系を構成するべく自然界にない
周波数で光をスイッチングするようにしており、これに
よって基本的に自然界の光との区別を行うのである。

一般に、自然界の光は数百Hz以内であるため、それ以上
の高周波でスイッチングを行うようにし、具体的には、
既述のように、例えば5KHzでスイッチングを行わせる。
そして、これに伴い、光の受け側においては、その周波
数だけを通すフィルタを使用すればよく、第４図に示し
たように、バンドパスフィルタ１０を用いて必要な信号
を取り出すことが可能である。

かかる手法は外乱光の排除に有効であるが、より高度の
誤検知防止が要求される場合には十分でない場合があ
る。すなわち、使用フィルタは完全ではない場合もある
し、また、ノイズ成分が大きく、スイッチングを行うよ
うなときは高周波成分も含んでいるため、フィルタを用
いてもなおそのフィルタを通してノイズが入ることがあ
る。蛍光灯等には100〜120Hzの成分の中に高周波成分も
含むので、かかる場合には、周波数に基づく弁別だけに
依ってはもはやノイズか否かの区別はできないこととな
る。

このようにフィルタを使用してもなお入ってしまうノイ
ズは、周期的なものである点に着目し、逆にこれを利用
して、該ノイズを除去または排除するため、下記のよう
に周期的なノイズとして処理することによって、本来の
信号とノイズが容易に区別できる。

以下、ノイズ発生源が光のＯＮ，ＯＦＦを行っている蛍
光灯である場合を例に採って、第８図以下をも参照して
説明する。

第８図（ａ）は、ノイズを含まない場合の本来の入力ア
ナログ信号の波形を示し、また同図（ｂ）は蛍光灯ノイ
ズが付加された場合の波形を示す。

同図（ｂ）において、周期Ｔは、周期的なノイズの周期
を示し、本例では、商用電源周波数の２倍の周波数（10
0Hzまたは120Hz）の周期であって、１０msecまたは約
８．３msecである。かかる周期的なノイズを含んだ状態
のアナログ信号が前記第５図の信号処理系に入力される
が、ここで、周期Ｔより十分に短い周期でサンプリング
及びリセットを行うことにより、ノイズの入っていない
時のデータが得られるサンプリングがあり、それによ
り、ノイズがあることを判断し、そのデータを除去する
などして、ノイズのないデータだけを利用することがで
きる。すなわち、検出系の出力に応じてガラス６面の水
滴の有無を判別する際に、たとえフィルタを通してなお
ノイズ成分が入ってきていても、当該判別にはノイズの
ないデータだけを対象として的確な判定を行わせること
ができる。

具体的には、５０Hz及び６０Hzの商用電源周波数のいず
れの場合にも対応し得るように、8.3msec の半分以下、
例えば４msec以下でサンプリング及びリセットを行う。
これにより、Ａ／Ｄ変換とリセットを同期させつつデー
タをＣＰＵ100cに取り込む場合に、少なくとも２回に１
回以上はノイズのないデータが得られる。

また、リセツトのタイミングによっては、リセット前後
に同じノイズ成分によるものがそのまま入ることがない
ようにするため、リセット時間Ｔ_RESETは、第９図
（Ａ）に示すように少し長くして、第９図（Ｂ）の如く
リセットの前後で同じノイズが入らないようにする。

第１０図、第１１図は具体例を示す。

第１０図（ａ），（ｂ）の周期Ｔ₁，Ｔ₂は、それぞれノ
イズの周期及びＡ／Ｄ変換の周期（従って、該Ａ／Ｄ変
換に同期したリセットの周期でもある）を示し、この場
合は、周期Ｔ₂を周期Ｔ₁の1/3としているる。すなわ
ち、Ｔ₁：Ｔ₂＝３：１の関係に設定してある。従って、
本例の場合は、第１０図（ｃ）の信号は、ノイズがある
場合とない場合の比率が１：２となっており、同図に示
す状態では、３回に２回は連続してノイズのないデー
タ、すなわち本来の検出すべき信号成分によるＡ／Ｄ変
換データを得ることができる。

又、リセットパルス幅については、ノイズ波形による
が、単発のノイズが入るので（第１１図（Ｂ））、その
場合は、発光素子５ａはスイッチングするのに使用する
周波数の周期Ｔ_３(第１１図（Ａ）)の1/2以上にすれば
よい。

以下は、スイッチングを５KHZとした場合の周期Ｔ₁，Ｔ
₂，Ｔ₃及びリセット時間の一具体例である。

Ｔ₁＝１０msec，8.3msec Ｔ₂＝２msec Ｔ₃＝0.2msec Ｔ_RESET＝0.2msec 上記例では、周期Ｔ₂を２msecに設定しているので、商
用電源周波数が５０KHzの場合には、Ａ／Ｄ変換はその
１０倍の周波数(周期Ｔ₁(＝１０msec)の蛍光灯ノイズ成
分（100Hz）と比較すれば５倍）で行われるように設定
されており、このようにノイズ以上の周波数でサンプリ
ングを行い、ノイズに入ったものはＣＰＵ100cにおける
データ処理で除外することとする。すなわち、上記の設
定例では、５回に１回は蛍光灯ノイズによるものが生ず
るので、急激なデータ変化が１回だけ独立して発生すれ
ば、これをノイズと判断することができる。

次に、ノイズ判定例について説明する。

第１２図及び第１３図は、Ａ／Ｄ変換回路100bからの出
力が所定回数連続で設定値をこえたとき雨滴ありと判定
してワイパ機構２の作動を制御する場合の例を示し、第
１２図はＣＰＵ100c内で実行されるワイパモータ制御サ
ブルーチンを示すプログラムフローチャートである。

まず、ステップ1201では、基準レベルＳ（第13図）を設
定する。該設定については、最初に取り込むデータから
求めることによってこれを行う。第１３図には基準レベ
ルとして所定の許容幅をもったものが示されている。

次いでステップ1202において、変数Ｎを値０に設定し、
続くステップ1203で、本プログラム例では、取り込んだ
データＤが前記基準レベルＳより小さいか否かを判別す
る。該ステップ1203の答が否定（Ｎｏ）のときは、ステ
ップ1202に戻り、ここで前記変数Ｎを再び値０に設定し
た後、再度ステップ1203に進み、次に取り込んだデータ
Ｄを用いて基準レベルＳとの比較を行う。

このようにして、順次取り込まれるデータＤｄが基準レ
ベルＳを下回らない限り、ステップ1202，1203を繰り返
し実行する。

しかして、第１３図（ａ）に示すように、蛍光灯ノイズ
によって、データＤｎの如く、取り込みデータが前記基
準レベルＳを下回った場合は、ステップ1203の判別結果
は肯定（Ｙｅｓ）となるので、このときはステップ1204
以下へ進み、前記変数Ｎに値１を加算した後、変数Ｎの
値が所定値Ｍ以上か否かを判別する（ステップ1205）。

上記所定値Ｍについては、第１３図に示すように、５回
に１回の比率でノイズによるデータが入るように設定さ
れているときは、２≦Ｍ≦４の範囲内のものに設定する
ことができる。前記ステップ1205の答が否定（Ｎｏ）、
すなわちＮの値が所定値Ｍにまで達していないときに
は、前記ステップ1203に戻り、ここで、次に取り込んだ
データＤを用いて基準レベルＳとの比較を行う。

蛍光灯ノイズによるデータＤｎの場合は、このようにし
て、一度はステップ1204以下が実行されるが、ステップ
1205からステップ1203へ戻ったときには、２度以上続け
てステップ1203からステップ1204へは進まない。すなわ
ち、蛍光灯の場合は単発なので基準レベル以下への変化
は１回となり、連続Ｍ回とはならない。このため、第１
３図（ａ）に示すように、水滴が付着していなければ、
蛍光灯ノイズがあっても、ステップ1202,1203のループ
及びステップ1203〜1205のループを繰り返すだけに留ま
り、ステップ1205から後述のワイパ作動のためのステッ
プ1206へ進むことはない。

このようにしてノイズを除去することができ、誤って水
滴がないにもかかわらずワイパを作動させることを回避
することができる。

また、第１３図（ｂ）に示すように雨滴がある場合に
は、基準レベルＳを下回る状態がＭ回連続して出現する
ので、この場合には雨滴ありと的確に判定することがで
きる。すなわち、降雨状態となれば、第１３図（ｂ）に
示す如くに取り込みデータは推移するため、雨滴の検出
に起因するデータＤｄ′が基準レベルＳを越えた時点か
ら、前記ステップ1203〜1205の処理が繰り返され、その
過程で変数Ｎの値が値１づつ加算されていく結果、ステ
ップ1205での判別結果として肯定（Ｙｅｓ）の答が得ら
れたときにステップ1206が実行され、ワイパモータ３が
駆動せしめられ、ワイパ機構２が作動する。このように
して、オートワイパ制御に必要な信号を蛍光灯ノイズを
除去しつつ正確に得ることができる。

第１４図乃至第１６図は他のノイズ判定例を示すもの
で、このものは、Ａ／Ｄ変換回路100bからの出力を所定
回数ストアし、ストアした出力値のうち最大値、最小値
を除き平均値を求め当該平均値が設定値をこえたとき雨
滴と判定するものである。

ワイパモータ制御サブルーチンを示す第１４図のプログ
ラムにおいて、先ずステップ1401ではデータ取込み処理
を実行する。該取込み処理は、例えば、第１５図に示す
プログラムサブルーチンに従って実行する。すなわち、
ステップ1501において、本プログラム例の場合は、連続
する４回のデータＤｄ（第１６図）を取り込む。かかる
４データの取り込みは、サンプリング周期を前述の如く
２msecとした場合において、商用電源周波数が50Hzのと
きは、その蛍光灯ノイズ(100Hz) によるデータＤｎは５
個に１個の比率であり、６０Hzのときは蛍光灯ノイズ(1
20Hz) は４個に１個なので、これらを考慮して４個のデ
ータを用いるようにする。かくして、順次４個のデータ
を読み込み、ストアを実行したならば、雨滴判断に平均
値を使用する。

４個の平均のとり方は、具体的には、最大値、最小値を
除いて行う。すなわち、続くステップ1502では、前記ス
トアした各データ値のうち最大値、最小値のものを取り
除き、残余のデータ、すなわち残り２個のデータの平均
を求めてこれを平均値データとする（ステップ1503）。
このようにして、最大値、最小値を除き、後の２個の平
均を使用するようにすれば、第１６図（ａ），（ｂ）の
ように蛍光灯ノイズがあっても、判定の対象となるデー
タとしては、蛍光灯ノイズは除去したものとすることが
できる。

第１４図に戻り、ステップ1401で上述のようなデータ取
込み処理が行われたならば、次いでステップ1402におい
て、ＭＡＸに上記ステップ1401での処理で求めた平均値
データＡを設定し、更にステップ1403で引き続く４個の
データを対象として前記と同様のデータ取込み処理、す
なわち第１５図に示した処理を実行する。

しかして、ステップ1404では、前記ステップ1402で設定
されたＭＡＸ値と前記ステップ1403で求められた平均値
データＡとの比較を行う。

ここで、該比較の結果、最初の４個のデータを対象とす
る前記データ取込み処理で求めた２個の平均値データＭ
ＡＸに対し、後続の４個を対象としてステップ1403で求
めた２個の平均値データＡがＭＡＸ値以上のとき、すな
わちＡ≧ＭＡＸの場合には、前記ステップ1402に戻り、
ここで当該Ａ値を新たにＭＡＸ値として設定し、ステッ
プ1403以下を繰り返し実行する。換言すれば、かかる処
理によって、ステップ1404において適用されるＭＡＸ値
を更新して行くことになる。しかも、該更新について
は、前述のような２個のデータを平均値を求めた場合
に、その平均値データが前と同じかもしくは増加する方
向に移行する場合に実行される。

また、ステップ1404での比較の結果、直前のステップ14
03で求めた平均値データＡが、ＭＡＸ値から所要許容幅
を設定するための所定値Ｎｏを差し引いた値、すなわち
ＭＡＸ−Ｎｏ値より大きいが、ＭＡＸ値よりは小さいと
きは、直接ステップ1403に戻り、同様の処理を実行す
る。このようにして、第１６図（ａ）に示す雨なしの場
合の各データの推移の状態では、上述した処理によっ
て、ワイパ作動のためのステップ1405へは進まず、前記
例と同様に蛍光灯ノイズがあってもオートワイッパが誤
作動することはない。

これに対し、ステプ1404での比較の結果、平均値データ
Ａが前記ＭＡＸ−Ｎｏ値以下になった場合には、平均値
データＡのかかる低下が雨滴によるものとみて、すなわ
ち、降雨状態では、第16図（ｂ）に示すようにデータが
変化するのでこの場合には雨滴ありと判断して、ワイパ
機構２を作動させる（ステップ1405）。

以上のように、本制御によっても、データ処理でノイズ
を除去することができ、第１２図及び第１３図によるも
のと同様、信号処理ロスのない簡易な回路で構成できる
と共に、特に外乱光ノイズとの弁別性にも優れた水滴検
出装置を得ることができる。

なお、光学式検出装置ではないが、内燃機関用ノッキン
グ検出装置としてノイズ対策にリセット処理を用いたも
のは既知であり（特公昭62−8737号公報）、このノッキ
ング検出の場合は、エンジンの回転角がわかるので、そ
れによって上記リセット時期を決定できるところ、かか
る技術を単に適用しても、既述したような的確な光ノイ
ズ対策は実現し得ない。すなわち、前掲公報のような発
生時期が予測可能な点火ノイズ等とは違って、外のノイ
ズであるため発生時期は不明であり、従って、リセット
時期については決められないものであるが、前述のよう
にノイズ以上の周波数でサンプリングを行い、ノイズが
入ったものについてはこれをデータ処理で適切に除外す
ることができ、光学式の検出装置として光ノイズ対策と
して好適なものである。

（発明の効果）本発明によれば、光学式検出装置において、ノイズ発生
の原因がたとえ光電変換の際の外乱光にあった場合で
も、判別処理においてこれを適切に除去し、本来の信号
とノイズとを容易に区別できるので、外乱光ノイズ等の
弁別性に優れており、かつ信号処理ロスのない簡易な回
路で構成することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置を適用したワイパ自動制
御装置の全体構成を示すブロック図、第２図は車両のフ
ロントウインドガラスのワイパ払拭範囲を示す図、第３
図は水滴センサの設置の一例を示す図、第４図は水滴セ
ンサの検出系の一例を示すブロック図、第５図は第１図
の制御ユニット内における光電気信号処理系の要部の一
例を示す図、第６図は本発明の原理説明に供する波形
図、第７図は第５図に示した処理系での各信号のタイミ
ングの一例を示す図、第８図は本来の信号と蛍光灯ノイ
ズが付加された場合の信号とを対比して示す波形図、第
９図はリセット時間の設定の説明に供する図、第１０図
はＡ／Ｄ変換及びリセット処理の周期の設定の一例を示
す図、第１１図はリセットパルス幅の設定の一例を示す
図、第１２図はノイズ判定の一例を含めて説明するため
のワイパモータ制御サブルーチンを示すプログラムフロ
ーチャート、第１３図はその説明に供する取り込みデー
タの様子を示す模式図、第１４図はノイズ判定の他の例
を含めて説明するための同じくプログラムフローチャー
ト、第１５図は第１４図のステップ1401，1403で実行さ
れるデータ取込み処理の内容を示すプログラムフローチ
ャート、第１６図は第１４図及び第１５図の説明に供す
る取り込みデータの様子を示す模式図である。１……ワイパ制御装置、５ａ……発光素子、５ｂ……受
光素子、６……フロントウインドガラス、９……発振回
路、100……制御ユニット、100a……ピークホールドま
たはボトムホールド回路、100b……Ａ／Ｄ変換回路、10
0c……ＣＰＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の高周波光を投光する投光手段と、光
を検出する検出手段とを備え、該検出手段からの出力に
応じて被検出対象の状態を検出する光学式検出装置であ
って、光電変換して得たアナログ信号のピーク値または
ボトム値を検出するホールド回路と、該ホールド回路の
出力を商用電源周波数の約４倍以上のタイミングでデジ
タル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路
に同期して前記ホールド回路をリセットするリセット手
段と、前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力が所定回数連続で
設定範囲外となった場合にのみ被検出対象の状態につい
ての判定を行う判定手段とを有することを特徴とする光
学式検出装置。
【請求項２】ガラス面に向けて所定の高周波光を投光す
る投光手段と、該ガラス面からの反射光を検出する検出
手段とを備え、該検出手段からの出力に応じて前記ガラ
ス面の水滴の状態を検出する学式検出装置であって、前
記検出手段からのアナログ信号のピーク値を検出するピ
ークホールド回路と、該ピークホールド回路の出力を商
用電源周波数の約４倍以上のタイミングでデジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路に同期し
て前記ピークホールド回路をリセットするリセット手段
と、前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力が所定回数連続で設
定値をこえたとき水滴有りと判定する判定手段とを有す
ることを特徴とする光学式検出装置。
【請求項３】ガラス面に向けて所定の高周波光を投光す
る投光手段と、該ガラス面からの反射光を検出する検出
手段とを備え、該検出手段からの出力に応じて前記ガラ
ス面の水滴の状態を検出する光学式検出装置であって、
前記検出手段からのアナログ信号のピーク値を検出する
ピークホールド回路と、該ピークホールド回路の出力を
商用電源周波数の約４倍以上のタイミングでデジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路に同期
して前記ピークホールド回路をリセットするリセット手
段と、前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力を所定回数ストア
し、ストアした出力値のうち最大値を除き平均値を求
め、該平均値が設定値をこえたとき水滴と判定する判定
手段とを有することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項４】前記リセット幅を前記投光手段の発光周波
数の周期の１／２をこえる値とすることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載の光学式検出装置。