JPH0682551U - 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によって反射さ
れる発光手段からの光の増減を受光手段によって検出
し、雨滴の存在を判別する雨検出装置であって、受光手
段による太陽光線の受光量が変動したとしても、誤作動
することのない雨検出装置を提供する。 【構成】 レベル変化検出手段１６により受光手段５か
らの出力のレベル変化を検出し、受光手段５からの出力
レベルに所定値以上の変動が認められたときに、受光手
段５の出力変化に基づいて雨滴の付着を判定する判定手
段１０からの判定信号の出力を禁止する出力禁止手段１
７を設ける。

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、フロントガラス１０２と、同じく車室内に設けたフォトト ランジスタ１０３とからなり、これら赤外線発光ダイオード１０１およびフォト トランジスタ１０３は、当該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、車 室内側からフロントガラス１０２内に入射した赤外線は、当該フロントガラス１ ０２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 その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から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、フィルタ１１０を 設けたり、前記ワンチップマイコン１１４のＣＰＵ１１４ａからの矩形波信号に よって赤外線発光ダイオード１０１を高速点滅させたりすることによって、前記 赤外線発光ダイオード１０１から赤外線と該発光ダイオード１０１以外からの外 乱光とを区別するようにしてはいるものの、前述のように、雨滴感知部１００の フォトトランジスタ１０３は、雨を受けるフロントガラス１０２の直下位置に配 設されており、赤外線発光ダイオード１０１からの赤外線のみならず、太陽光線 をも受ける位置にあることから、自動車が、例えばトンネルを通過するような場 合には、太陽の光量が大きく変化することによってフォトトランジスタ１０３か らの出力の電圧レベルに変動が生じる結果、当該雨検出装置が誤動作することが あり得るという問題点があり、このような問題点の解消がこの種反射光感知式の 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、自動車のトンネル通過などによって受光手段による太陽光線の受光量が変動 したとしても、誤作動することのない反射光感知式の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と、前記受 光手段からの出力の変化に基づいて、前記透明体への雨滴の付着の有無を判定す るとともに判定結果に応じて判定信号を出力する判定手段と、前記受光手段から の出力のレベル変化を検出するレベル変化検出手段と、前記レベル変化検出手段 が前記受光手段の出力レベルに所定値以上の変動があることを検出したときに前 記判定手段からの判定信号の出力を禁止する出力禁止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、レベル変化検出手段と出力禁止手段を備え、受 光手段からの出力のレベル変化を検出し、受光手段からの出力レベルに所定値以 上の変動が認められたときに、受光手段の出力変化に基づいて雨滴の付着を判定 する判定手段からの判定信号の出力を禁止するようにしている。 すなわち、受 光手段からの出力に所定値以上のレベル変化があった場合には、これを外乱光に よるノイズであるとみなして判定信号の出力を禁止するようにしており、受光手 段による太陽光線受光量に変動があったとしても、前記判定回路から判定信号が 出力されることがないので、誤動作することもない。

【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からの出力を遅延させる第２コンデンサ１４と、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（判定信号）を出力する比較回路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および比較回路 １５により前記フロントガラス４への雨滴の付着の有無を判定する判定回路１０ （判定手段）が構成されている。

【００１３】 さらに、雨滴感知部２の前記赤外フォトダイオード５には、当該フォトダイオ ード５からの出力電圧のレベル変化を検出するレベル変化検出回路１６（レベル 変化検出手段）を介して出力禁止回路１７（出力禁止手段）が接続され、前記フ ォトダイオード５からの出力電圧レベルに所定値以上の変動があったときに、判 定回路１０の前記比較回路１５からのワイパ駆動信号の出力を禁止するようにな っている。

【００１４】 また、記号１８は、前記第２コンデンサ１４からの出力に応じて雨滴感知部２ の前記赤外線発光ダイオード３に電圧を引加する発光電源であり、記号１９は、 前記第２コンデンサ１４と発光電源１８との間に接続され、発振器２０からの所 定周波数のパルス信号に基づいて第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１８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 からの光を外乱光と区別するための断続回路である。

【００１５】 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。

【００１６】 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図２に示す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。

【００１７】 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１５および第２ コンデンサ１４に入力され、当該比較回路１５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１５からの信号出力はない。

【００１８】 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１５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。

【００１９】 また、当該雨検出装置１においては、前述のように、前記フォトダイオード５ からの出力の電圧レベルに所定値以上の変動があった場合には、レベル変化検出 回路１６がこれを検出し、この電圧レベルの変動を太陽光による外乱と判断して 、禁止回路１７を介して判定回路１０の前記比較回路１５からのワイパ駆動信号 の出力を禁止するようになっているので、当該雨検出装置１を搭載した自動車が 、例えばトンネルなどを通過するに際して、フォトダイオード５に当たっていた 太陽光線量が変化したとしても、ワイパ駆動信号が出力されず、ワイパ装置の誤 動作を防止することができる。

【００２０】 なお、この実施例において当該雨検出装置１は、判定回路１０中に反転増幅回 路１３を備えていることから、赤外フォトダイオード５の受光量が減少して第１ コンデンサ１２の出力が低下すると、第２コンデンサ１４の出力が増加し、発光 電源１８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によっ て当該発光ダイオード３からの赤外線発光量が増して、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、フォトダイオード５からの出力が常に一 定に保持されるようになっている。 したがって、フロントガラス４の交換や、 その後の汚れなどによって、赤外線の透過率や反射率が変動したとしても、同様 に赤外フォトダイオード５の受光量が常に一定となるので、フォトダイオード５ からの出力が一定に保持され、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。

【００２１】 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。

【００２２】

【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、とくに受光手 段からの出力のレベル変化を検出するレベル変化検出手段と、当該レベル変化検 出手段が受光手段の出力レベルに所定値以上の変動があることを検出したときに 判定手段からの判定信号の出力を禁止する出力禁止手段を備えた構成としたもの であるから、受光手段からの出力に所定値以上のレベル変化があった場合には、 これを外乱光によるものとみなして、降雨を判定する判定手段からの判定信号の 出力が禁止されるので、例えば自動車がトンネルなどに入って太陽光線が遮られ たとしても、ワイパ装置の誤動作を防止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 判定回路（判定手段） １６ レベル変化検出回路（レベル変化検出手段） １７ 出力禁止回路（出力禁止手段）

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と、 前記受光手段からの出力の変化に基づいて、前記透明体
   への雨滴の付着の有無を判定するとともに判定結果に応
   じて判定信号を出力する判定手段と、 前記受光手段からの出力のレベル変化を検出するレベル
   変化検出手段と、 前記レベル変化検出手段が前記受光手段の出力レベルに
   所定値以上の変動があることを検出したときに前記判定
   手段からの判定信号の出力を禁止する出力禁止手段を備
   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。