JPH0682550U - 雨検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロントガラスなどの透明体の交換などによ
って材質が変ったり、透明体が汚れたりして、透明体に
よる光の透過率や反射率が変動したとしても、感度調整
することなく透明体に付着した雨滴をばらつきなく高感
度に検出することができる雨検出装置を提供する。 【構成】 受光手段５からの出力が一定となるように発
光手段３の発光量を調整する制御手段１０を設け、当該
制御手段１０が受光手段５からの出力、すなわち受光手
段５の受光量が常に一定となるように発光手段３からの
発光量をフィードバック制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、雨滴の存在を検知することにより降雨を検出する雨検出装置に係わ り、例えば自動車に搭載されて、降雨時にワイパを自動的に作動させるのに利用 される雨検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上記のような雨検出装置を利用した自動車用の自動ワイパ装置としては 、例えば実開昭６３−６９６６１号公報に記載されたものがあった。

【０００３】 すなわち、図４（ａ）は上記公報に記載された雨検出装置の雨滴感知部の構造 を示すものであって、図に示す雨滴感知部１００は、車室内に設けた赤外線発光 ダイオード１０１と、同じく車室内に設けたフロントガラス１０２と、フォトト ランジスタ１０３とからなり、赤外線発光ダイオード１０１から発光され、フロ ントガラス１０２内に入射してフロントガラス１０２の外面１０２ａで反射した 赤外線を前記フォトトランジスタ１０３の中心位置で受光するように配設してあ り、当該フォトトランジスタ１０３は受光量に応じた出力を行うようになってい る。

【０００４】 そして、前記フロントガラス１０２の外面１０２ａに雨滴Ｄが付着すると、フ ロントガラス１０２内に入射した赤外線は、当該フロントガラス１０２と雨滴Ｄ との境界面で、雨滴Ｄ中に入射する赤外線とフロントガラス１０２中に反射する 赤外線とに分かれ、雨滴Ｄ中に入射した赤外線は、さらに雨滴Ｄの外面において 、車外空気中に入射する赤外線と雨滴Ｄ中に反射する赤外線とに分かれる。 雨 滴Ｄの外面において雨滴Ｄ中に反射した赤外線は、フロントガラス１０２と雨滴 Ｄとの境界面およびフロントガラス１０２の内面１０２ｂにおいて一部を反射す ることによって光量を減じつつ、図中に破線で示すように車室内の空気中に入射 する。 このとき、フロントガラス１０２と雨滴Ｄとの境界面においてフロント ガラス１０２中に反射する赤外線は、空気と雨滴Ｄの密度差により雨滴Ｄの付着 前に較べて光量の少ないものとなるので、前記フォトトランジスタ１０３が受け る赤外線の光量が減り、雨滴Ｄの付着によってフォトトランジスタ１０３の出力 が低下することになる。

【０００５】 このような構成の雨滴感知部１００は、図４（ｂ）に示すように、フィルタ１ １０，アンプ１１１，波形整形回路１１２およびＡ／Ｄコンバータ１１３を介し て、ＣＰＵ１１４ａ，ＲＯＭ１１４ｂおよびＲＡＭ１１４ｃを内蔵するワンチッ プマイコン１１４に接続され、雨滴Ｄの付着によって前記フォトトランジスタ１ ０３からの出力が、ワイパ装置１１５の初期動作によってフロントガラス１０２ 上の雨滴を図示しないワイパブレードが拭い取った直後のフォトトランジスタ１ ０３からの出力値を前記ワンチップマイコン１１４のＲＡＭ１１４ｃにメモリさ せた基準データ値から図示しない可変抵抗器によって設定した値を差引いた値よ りもさらに低くなったときに、前記ワンチップマイコン１１４からワイパ装置１ １５にワイパ駆動信号が出力され、これに基づいてワイパブレードが１往復する ようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来の自動ワイパ装置においては、前述のように、フ ォトトランジスタ１０３からの出力が初期動作による払拭直後の基準値より設定 値以上低下したときにワイパブレードを作動させるようにしており、赤外線発光 ダイオード１０１からの赤外線発光量が常に一定のものとなっているので，車両 への搭載時に、フロントガラス１０２ごとにそれぞれ異なる赤外線の透過率や反 射率に応じた感度調整（初期設定）が必要であるとともに、このような初期設定 を行ったとしても、その後のフロントガラス１０２の汚れや疵などによる赤外線 の透過率や反射率の変動によってフォトトランジスタ１０３の受光量が安定せず 、雨滴の検出感度にばらつきが生じ、ワイパが作動を開始する雨量が一定しない という問題点があり、このような問題点の解消がこの種雨検出装置における課題 となっていた。

【０００７】

【考案の目的】

本考案は、従来の雨検出装置における上記課題に着目してなされたものであっ て、フロントガラスなどの透明体の交換などによって材質が変ったり、透明体が 汚れたりして、透明体による光の透過率や反射率が変動したとしても、感度調整 することなく、透明体に付着した雨滴を高感度に、ばらつきなく検出することが できる雨検出装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案に係わる雨検出装置は、光（可視光線に限定されない）を発する発光手 段と、前記発光手段からの光の一部を反射する透明体と、前記透明体により反射 された発光手段からの光を受けて受光量に応じた出力を行う受光手段を備えた雨 検出装置において、前記受光手段からの出力が一定となるように発光手段の発光 量を調整する制御手段を備えた構成としたことを特徴としており、好ましい実施 態様としては、前記発光手段と透明体との間に、発光手段からの光を収束させる 集光手段を配設してなる構成としたことを特徴としており、雨検出装置における このような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

【０００９】

【考案の作用】

本考案に係わる雨検出装置は、受光手段からの出力が一定となるように発光手 段の発光量を調整する制御手段を備えており、当該制御手段が受光手段の受光量 が常に一定となるように発光手段からの発光量をフィードバック制御しているの で、発光手段からの光を受光手段に反射させる透明体の材質が変わったり、汚れ たりすることによって光の透過率や反射率が変化したとしても、それに応じて発 光手段からの発光量が調整され、受光手段の受光量を常に一定にして、受光手段 の出力を一定に保持するので、感度調整の必要がなくなると共に、透明体への雨 滴の付着が高感度のもとに検出されることになる。

【００１０】

【実施例】 以下、本考案を図面に基づいて具体的に説明する。

【００１１】 図１は、本考案の一実施例に係わる雨検出装置の構成を示すブロック図であっ て、この実施例においては、当該雨検出装置を自動車のワイパ装置に接続し、雨 滴を検知することによってワイパを自動的に間欠作動させるようにした例を示す ものである。

【００１２】 図に示す雨検出装置１は、発光手段としての赤外線発光ダイオード３と、この 実施例において透明体として利用するフロントガラス４（図２参照）により反射 された前記発光ダイオード３からの赤外線を受光し、受光量に応じた出力を行う 受光手段としての赤外フォトダイオード５を備えた雨滴感知部２と、雨滴感知部 ２の赤外フォトダイオード５に接続されて当該フォトダイオード５からの出力を 増幅する増幅回路１１と、増幅回路１１を介して赤外フォトダイオード５に接続 され増幅された前記フォトダイオード５からの出力を平均化する第１コンデンサ １２と、第１コンデンサ１２に接続されて当該第１コンデンサ１２からの出力を 反転増幅する反転増幅回路１３と、反転増幅回路１３に接続され反転増幅された 前記第１コンデンサ１２からの出力に応じて雨滴感知部２の赤外線発光ダイオー ド３に引加する電圧を決定する第２コンデンサ１４と、第２コンデンサ１４の出 力に基づいて前赤外線発光ダイオード３に電圧を引加する発光電源１５とを備え 、これら増幅回路１１，第１コンデンサ１２、反転増幅回路１３，第２コンデン サ１４および発光電源１５により発光ダイオード３からの発光量を調整する制御 回路１０（制御手段）が構成されている。

【００１３】 また、記号１６は、前記反転増幅回路１３により反転増幅された第１コンデン サ１２からの出力と第２コンデンサ１４の出力とを比較し、第２コンデンサ１４ からの出力よりも反転増幅された第１コンデンサ１２からの出力の方が大きいと きに、ワイパ装置Ｗに対してワイパ駆動信号を出力する比較回路であって、記号 １７は、前記第２コンデンサ１４と発光電源１５との間に接続され、発振器１８ からの所定周波数のパルスに基づいて第２コンデンサ１４からの出力を断続させ ることによって発光電源１５から前記赤外線発光ダイオード３にパルス電圧を引 加して当該発光ダイオード３を高速点滅させ、これによって赤外線発光ダイオー ド３からの光を太陽光などの外乱光と区別するための断続回路である。

【００１４】 前記雨滴感知部２は、図２に示すように、赤外線発光ダイオード３と赤外フォ トダイオード５とをフロントガラス４の直下の車室内側に備えるとともに、この 実施例においては前記赤外線発光ダイオード３とフロントガラス４の間に凸レン ズ３ａが配設され、赤外線発光ダイオード３からの赤外線を収束し、後述するよ うに、フロントガラス４の外面４ａにおいて反射した赤外線が赤外フォトダイオ ード５の中央部に集光されるようにしてある。

【００１５】 これら赤外線発光ダイオード３および赤外フォトダイオード５は、図２に示す ように、当該赤外線発光ダイオード３から発せられ、凸レンズ３ａにより収束さ れながらフロントガラス４の外面４ａにおいて反射した赤外線が車室内に入射し 、赤外フォトダイオード５の中央部に集光されるように配設されており、フロン トガラス４の外面４ａに雨滴が付着していないこの状態において当該フォトダイ オード５からの出力が最大となるようにしてある。

【００１６】 前記赤外フォトダイオード５からの出力は、図１に示す増幅回路１１において 増幅され、第１コンデンサ１２によって平均化されたのち、反転増幅回路１３に おいて反転増幅され、反転増幅回路１３からの出力は、比較回路１６および第２ コンデンサ１４に入力され、当該比較回路１６において、遅れの生じた第２コン デンサ１４からの出力と比較されるが、フロントガラス４の外面４ａに雨滴が付 着していない状態（図２に示す状態）においては前記フォトダイオード５からの 出力に変化はなく、反転増幅回路１３からの出力値と第２コンデンサ１４からの 出力値との間に差が生じないので比較回路１６からの信号出力はない。

【００１７】 この状態において、フロントガラス４の外面４ａに雨滴Ｄが付着すると、空気 と雨滴Ｄとの密度差により、図３に示すように、フロントガラス４と雨滴Ｄとの 境界面において雨滴Ｄ中に入射する赤外線の光量が多くなり、境界面においてフ ロントガラス４中に反射して車室内に入射する赤外線の光量が少なくなって、赤 外フォトダイオード５の受光量が低下する結果、赤外フォトダイオード５からの 出力が減少する。 赤外フォトダイオード５からの出力が減少すると、第１コン デンサ１２からの出力が低下し、これを反転させた反転増幅回路１３からの出力 が増加するので、当該反転増幅回路１３の出力値は、遅延させた第２コンデンサ １４からの出力値よりも大きなものとなるので、比較回路１６からワイパ駆動信 号が出力され、これに基づいてワイパ装置Ｗが作動し、ワイパブレードが１往復 する。

【００１８】 そして、第２コンデンサ１４の出力が増加すると、発光電源１５から赤外線発 光ダイオード３に引加される電圧が増加されることから当該発光ダイオード３か らの赤外線発光量が増し、赤外フォトダイオード５の受光量が雨滴Ｄの付着前と 同じレベルに戻ることになる。 このとき、赤外フォトダイオード５からの出力 が増加し、反転増幅回路１３からの出力値と第２コンデンサ１４からの出力値と の間に差が生じるが、第２コンデンサ１４からの出力値の方が大きくなるので、 比較回路１６からワイパ駆動信号は出力されない。

【００１９】 また、フロントガラス４を交換したり、フロントガラス４が汚れたりすること によって、赤外線の透過率や反射率が変動した場合においても、同様に、制御回 路１０によって赤外線発光ダイオード３にかかる電圧が自動調整され、当該発光 ダイオード３からの発光量が増減して赤外フォトダイオード５の受光量が一定と なるように制御されるので、フォトダイオード５からの出力が常に一定に保持さ れ、感度調整をしなくても雨滴の検出感度にばらつきを生じることはない。

【００２０】 なお、この実施例においては、当該雨検出装置を自動車のワイパ装置に接続し 、雨滴を受け、光を反射させる透明体として自動車のフロントガラスを利用した 例を示したが、フロントガラスとは別体のガラスやアクリル板などを使用して、 自動車の屋根やボンネット上に配置することもできる。 また、当該雨検出装置 は自動車の自動ワイパ装置のみならず、例えば、降雨時に住宅や温室などの天窓 を自動的に閉鎖するのに利用することもできる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係わる雨検出装置は、上記構成、とくに制御手 段を備えたことにより、受光手段からの出力、すなわち受光手段の受光量が常に 一定となるように発光手段の発光量を制御しているので、フロントガラスなどの 透明体の材質が変わったり、透明体が汚れたりして透明体による光の透過率や反 射率が変化した場合でも感度調整の必要がなく、透明体の表面に付着した雨滴を ばらつきなく、高感度に検出することができるという優れた効果をもたらすもの である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係わる雨検出装置の構成を
説明するブロック図である。

【図２】図１に示した雨検出装置の雨滴感知部の構造お
よび光路を示す概略説明図である。

【図３】図２に示した雨滴感知部に雨滴が付着した場合
の光路を示す概略説明図である。

【図４】（ａ） 従来の雨検出装置における雨滴感知部
の構造および光路を示す概略説明図である。 （ｂ） 従来の雨検出装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 雨検出装置 ３ 赤外線発光ダイオード（発光手段） ３ａ 凸レンズ（集光手段） ４ ウインドガラス（透明体） ５ 赤外フォトダイオード（受光手段） １０ 制御回路（制御手段）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を発する発光手段と、 前記発光手段からの光の一部を反射する透明体と、 前記透明体により反射された発光手段からの光を受けて
   受光量に応じた出力を行う受光手段を備えた雨検出装置
   において、 前記受光手段からの出力が一定となるように発光手段の
   発光量を調整する制御手段を備えたことを特徴とする雨
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記発光手段と透明体との間に、発光手
   段からの光を収束させる集光手段を配設してなることを
   特徴とする請求項１記載の雨検出装置。