JPH09145604A - 液体付着検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】反射光の光量の微量な変化を大きくし、透明体
に付着した液体を検出し易くする液体付着検出装置を提
供する。 【解決手段】発光ダイオード１２によってガラス１１に
向けて発光された光はガラス１１で反射し、フォトダイ
オード１３によってその反射光Ｒは受光される。フォト
ダイオード１３はその反射光Ｒの光量に応じた検出信号
を出力する。又、直線偏光素子１５は前記発光ダイオー
ド１２からフォトダイオード１３までの光路上に配設さ
れ、屈折率に対する反射率の変動が大きい光の一方向成
分を透過させる。制御回路１４の中に設けられた判別回
路はフォトダイオード１３からの検出信号と、予め定め
た基準値とを比較しその比較結果に基づいてガラス表面
１１ａに水滴Ｗが付着したか否かを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体付着検出装置
に係り、詳しくはガラス等の透明体に付着した液滴を検
出する液体付着検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、透明体の表面に付着した液体を検
出する液体付着検出装置には種々のものが提案されてい
る。

【０００３】図１１は、一般的なガラスに付着した水滴
を検出する水滴検出装置を示す。その水滴検出装置に
は、ガラス５１に向けて発光する発光ダイオード５２
と、ガラス表面５１ａで反射した反射光Ｒを受光するフ
ォトダイオード５３と、そのフォトダイオード５３から
出力される反射光Ｒの光量に応じた検出信号を入力し判
別して判別信号Ｓを出力する判別回路５４から構成され
ている。

【０００４】そして、ガラス表面５１ａに水滴Ｗが付着
すると、前記発光ダイオード１２が発光する光（入射
光）Ｉが、ガラス表面５１ａで透過光Ｔ及び反射光Ｒと
なる。この場合、ガラス表面５１ａに水滴Ｗが付着して
いないときと比べ反射光Ｒが減少する。つまり、水滴Ｗ
の屈折率（＝１．３３）は空気の屈折率（＝１）よりガ
ラス５１の屈折率（＝１．５）に近いからである。

【０００５】そして、反射光Ｒの光量の多少に比例した
フォトダイオード５３からの検出信号に基づいて前記判
別回路５４はガラス表面５１ａに水滴Ｗが付着している
かどうかを判別する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の水滴
検出装置では、ガラス表面５１ａに水滴Ｗが付着してい
る場合と付着していない場合との反射光の光量の変化は
微量である。判別回路５４はその微量の変化を判定しに
くく、精度の高い判定ができなかった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、反射光の光量の微量
な変化を大きくでき、透明体に付着した液体を検出し易
くしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、透明体に向けて発光する
発光手段と、前記発光手段により発光された光が前記透
明体で反射し、その反射光を受光しその反射光の光量に
応じた検出信号を出力する受光手段と、前記受光手段か
らの検出信号と、予め定めた基準値とを比較しその比較
結果に基づいて前記透明体表面に液体が付着したか否か
を判別する判別手段とからなる液体付着検出装置におい
て、前記発光手段から受光手段までの光路上に屈折率に
対する反射率の変動が大きい光の一方向成分を透過させ
る偏光手段を配設したことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、透明体に向けて
発光する発光手段と、前記発光手段により発光された光
が前記透明体で反射し、その反射光を受光しその反射光
の光量に応じた第１の検出信号を出力する第１の受光手
段と、前記発光手段により発光された光が前記透明体で
反射し、その反射光を受光しその反射光の光量に応じた
第２の検出信号を出力する第２の受光手段と、前記発光
手段から第１の受光手段までの光路上に配設され、屈折
率に対する反射率の変動が大きい光の一方向成分を透過
させる第１の偏光手段と、前記発光手段から第２の受光
手段までの光路上に配設され、屈折率に対する反射率の
変動が大きい前記光の一方向成分に対して直交する方向
の光の成分を透過させる第２の偏光手段と、前記第１の
検出信号と第２の検出信号の偏差を求めその偏差と予め
定めた基準値とを比較しその比較結果に基づいて前記透
明体表面に液体が付着したか否かを判別する判別手段と
からなる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、透明体に向けて
発光する発光手段と、前記発光手段により発光された光
が前記透明体で反射し、その反射光を受光しその反射光
の光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、前記発
光手段から受光手段までの光路上に配設され、光の一方
向成分のみを透過させる偏光手段と、前記偏光手段と前
記透明体との間に配設され、入射する光を非回転又は９
０度回転のいずれかの状態にして前記受光手段に供給す
る配向手段と、前記配向手段に対して入射する光を非回
転又は９０度回転のいずれかに制御する駆動手段と、前
記受光手段からの非回転時の検出信号と、９０度回転時
の検出信号の偏差を求めその偏差と予め定めた基準値と
を比較しその比較結果に基づいて前記透明体表面に液体
が付着したか否かを判別する判別手段とからなる。

【００１１】従って、請求項１に記載の発明によれば、
発光手段によって透明体に向けて発光された光は透明体
で反射し、受光手段によってその反射光は受光される。
受光手段はその反射光の光量に応じた検出信号を出力す
る。又、偏光手段は前記発光手段から受光手段までの光
路上に配設され、屈折率に対する反射率の変動が大きい
光の一方向成分を透過させる。判別手段は前記受光手段
からの検出信号と、予め定めた基準値とを比較しその比
較結果に基づいて前記透明体表面に液体が付着したか否
かを判別する。

【００１２】又、請求項２に記載の発明によれば、発光
手段によって透明体に向けて発光された光は透明体で反
射する。第１の受光手段はその反射光を受光しその反射
光の光量に応じた第１の検出信号を出力する。又、第１
の偏光手段は前記発光手段から第１の受光手段までの光
路上に配設され、屈折率に対する反射率の変動が大きい
光の一方向成分を透過させる。第２の受光手段は反射光
を受光しその反射光の光量に応じた第２の検出信号を出
力する。又、第２の偏光手段は前記発光手段から第２の
受光手段までの光路上に配設され、屈折率に対する反射
率の変動が大きい前記光の一方向成分に対して直交する
方向の光の成分を透過させる。判別手段は前記第１の検
出信号と第２の検出信号の偏差を求めその偏差と予め定
めた基準値とを比較しその比較結果に基づいて前記透明
体表面に液体が付着したか否かを判別する。

【００１３】又、請求項３に記載の発明によれば、発光
手段によって透明体に向けて発光された光は透明体で反
射する。受光手段はその反射光を受光しその反射光の光
量に応じた検出信号を出力する。又、偏光手段は前記発
光手段から受光手段までの光路上に配設され、光の一方
向成分のみを透過させる。配向手段は前記偏光手段と透
明体との間に配設され、入射する光を非回転又は９０度
回転のいずれかの状態にして受光手段に供給する。駆動
手段は配向手段に対して入射する光を非回転又は９０度
回転のいずれかに制御する。判別手段は受光手段からの
非回転時の検出信号と、９０度回転時の検出信号の偏差
を求めその偏差と予め定めた基準値とを比較しその比較
結果に基づいて前記透明体表面に液体が付着したか否か
を判別する。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（第一の実施の形態）本発明を水滴検出装置に具体化し
た第一の実施の形態を図１〜図５に従って説明する。

【００１５】図１は、車のワイパー装置に設けられた水
滴検出装置を示す。水滴検出装置は、発光ダイオード１
２、フォトダイオード１３、制御回路１４及び直線偏光
素子１５とから構成されている。

【００１６】発光ダイオード１２は透明体としてのフロ
ントウィンドガラス（以下ガラスという）１１の裏側に
設けられている。発光ダイオード１２は制御回路１４か
らの駆動信号に基づいて発光する。そして、発光ダイオ
ード１２の光は前記ガラス１１に対して所定の入射角度
θ１で照射されるようになっている。

【００１７】ガラス１１の裏面に対して入射角度θ１で
照射された光は屈折角θ２でガラス１１内を透過しガラ
ス１１の表面（境界面）１１ａに対して所定の入射角度
θ２で入射される。ガラス１１表面に照射された光は所
定の反射角度θ２で反射され反射光Ｒとなってガラス１
１の裏面（境界面）に向かう。又、ガラス１１表面に照
射された光の一部は透過光Ｔとしてガラス１１の表側に
放射される。裏面に入射角θ２で到達した反射光Ｒは屈
折角θ１でガラス１１から放射される。

【００１８】フォトダイオード１３はガラス１１裏面か
ら屈折角θ１で放射される反射光Ｒを受光する。フォト
ダイオード１３は反射光Ｒを垂直に受光するためにガラ
ス１１に対して（９０°−θ１）の角度で傾斜させてい
る。フォトダイオード１３は制御回路１４に接続されて
いる。そして、フォトダイオード１３は反射光Ｒの光量
に比例した検出信号を出力し、その検出信号は制御回路
１４に入力される。

【００１９】制御回路１４は、フォトダイオード１３か
らの検出信号に基づいてガラス表面１１ａに水滴Ｗが付
着しているかどうかを判別する。制御回路１４は、図２
に示すように抵抗１４ａ、アンプ１４ｂ及び判別回路１
４ｃとから構成されている。抵抗１４ａの一端は電源の
プラス電極に接続され、他端は発光ダイオード１２に接
続されている。発光ダイオード１２は抵抗１４ａを介し
て電源より常時電流（駆動信号）が供給されているの
で、常時発光する。

【００２０】アンプ１４ｂの入力端子はフォトダイオー
ド１３が接続され、そのアンプ１４ｂの出力端子は判別
回路１４ｃが接続されている。アンプ１４ｂはフォトダ
イオード１３からの検出信号を増幅して判別回路１４ｃ
に出力する。判別回路１４ｃは予め設定されている基準
値とアンプ１４ｂから入力された検出信号とを比較す
る。判別回路１４ｃは検出信号の値が基準値以上のと
き、ガラス表面１１ａに水滴が付着していないと判断す
る。反対に、検出信号の値が基準値未満のとき、ガラス
表面１１ａに水滴が付着していると判断する。判別回路
１４ｃはその判断結果を判別信号Ｓとして出力する。

【００２１】前記フォトダイオード１３の前方には直線
偏光素子１５が配置されている。直線偏光素子１５はガ
ラス１１裏面から放射される反射光Ｒが垂直に入射され
るように配置されている。直線偏光素子１５は入射して
くる反射光Ｒを偏光させてフォトダイオード１３に照射
する。

【００２２】直線偏光素子１５は、屈折率ｎに対する反
射率の変動が大きい反射光Ｒに含まれる入射面に対して
垂直方向に振動する光の成分Ｒｓのみ透過させている。
図４は、ガラス表面１１ａでの入射光Ｉ，反射光Ｒ及び
透過光Ｔとの関係を示す。光がガラス１１を伝播してい
るとき、光ベクトルは互いに直角な二つの成分に分解さ
れるので、入射光Ｉはガラス表面１１ａへの入射面１１
ｂに対して垂直成分のＥｓと水平成分のＥｐに分解され
る。又、前記ガラス表面１１ａで反射された反射光Ｒ
も、前記入射面１１ｂに対して入射光Ｉの各成分に対応
した垂直成分のＲｓと水平成分のＲｐに分解される。

【００２３】ここで図５は、各反射光Ｒの各成分Ｒｓ及
びＲｐにおける屈折率ｎに対する反射率を示す。例え
ば、ガラス表面１１ａに水滴Ｗが付着したときの成分Ｒ
ｓ及び成分Ｒｐの反射率を示す。ガラスの屈折率が１．
５のとき、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐの反射率はそれぞれ約
１１．０％，約１．０％を示す。又、水滴Ｗの屈折率が
１．３３のとき、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐの反射率はそれ
ぞれ約５．０％，約０．５％を示す。ガラス表面１１ａ
に水滴Ｗが付着したときの成分Ｒｓ及び成分Ｒｐの反射
率は、ガラスのときの反射率の数値と水滴Ｗのときの反
射率の数値との差を取ると、成分Ｒｓは約６．０％で成
分Ｒｐは約０．５％となる。

【００２４】すなわち、成分Ｒｓの反射率は他の成分Ｒ
ｐよりも大きい。つまり、直線偏光素子１５は反射率の
変化が大きい成分Ｒｓの光のみを透過する。従って、ガ
ラス表面１１ａに水滴Ｗが付着した場合と水滴Ｗが付着
しない場合とでは反射光量の差が大きく、検出信号の差
が大きくなる。その結果、判別回路１４ｃでの判別が容
易となる。

【００２５】前記判別回路１４ｃからの判別信号Ｓは駆
動回路１６に出力される。駆動回路１６は、図３に示す
ようにマニュアルスイッチ１６ａ、オートスイッチ１６
ｂ及びワイパーを作動させるモータ１７が接続されてい
る。マニュアルスイッチ１６ａは運転席に設けられ、手
動で切り替えてワイパーを操作するものである。駆動回
路１６は、マニュアルスイッチ１６ａがオンに操作され
ると、モータ１７を駆動制御してワイパーを動作させ、
ガラス表面１１ａを払拭する。

【００２６】オートスイッチ１６ｂは、運転席に設けら
れている。駆動回路１６は、オートスイッチ１６ｂがオ
ンに操作されると、前記判別回路１４ｃにてガラス表面
１１ａに水滴Ｗが付着したと判断して出力された判別信
号Ｓに基づいてモータ１７を駆動制御してワイパーを動
作させ、ガラス表面１１ａを払拭する。

【００２７】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の特徴を有する。 （１）反射光Ｒの成分Ｒｓ及び成分Ｒｐを直線偏光素子
１５に透過させることによって、屈折率ｎに対する反射
率の変動が大きい成分Ｒｓのみ取り出すことができる。
従って、水滴Ｗが付着した場合と付着しない場合でその
反射率が大きく変化する成分Ｒｓを受光する。フォトダ
イオード１３は、その光量に比例した検出信号も大きく
変化するので判別回路１４ｃでの判別がし易い。

【００２８】（２）ガラス表面１１ａに水滴Ｗが付着し
たと判断し判別回路１４ｃから判別信号Ｓが出力される
と、ワイパーを作動させるモータ１７が駆動し自動的に
ガラス表面１１ａをワイパーで払拭する。従って、ワイ
パーを切り換え操作する手間が省け、運転が快適に行う
ことができる。

【００２９】（第二の実施の形態）以下、本発明を具体
化した第二の実施の形態を図６及び図７に従って説明す
る。尚、この実施の形態において、前記第一の実施の形
態の同様の部材については同一の符号を付して説明を省
略する。従って、以下には第一の実施の形態と異なった
点を中心に説明する。

【００３０】図６は、第二の実施の形態の水滴検出装置
を示す。前記第一の実施の形態と異なる点として、フォ
トダイオード１３ａ及び第二直線偏光素子１５ａが新た
に設けられている。フォトダイオード１３ａは前記フォ
トダイオード１３に並列に設けられおり、反射光Ｒを垂
直に受光するためにガラス１１に対して（９０°−θ
１）の角度で傾斜させている。そのフォトダイオード１
３ａは制御回路１４に接続されている。そして、フォト
ダイオード１３ａは反射光Ｒの光量に比例した検出信号
を出力し、その検出信号は制御回路１４に入力される。

【００３１】制御回路１４は、フォトダイオード１３及
び１３ａからの検出信号に基づいてガラス表面１１ａに
水滴Ｗが付着しているかどうかを判別する。制御回路１
４は、図７に示すように前記第一の実施の形態と異なる
点として、フォトダイオード１３ａ、アンプ１４ｄ及び
差動増幅器１４ｅが新たに設けられている。

【００３２】アンプ１４ｄの入力端子はフォトダイオー
ド１３ａが接続され、そのアンプ１４ｄの出力端子は差
動増幅器１４ｅの一方の入力端子に接続されている。ア
ンプ１４ｄはフォトダイオード１３ａからの検出信号を
増幅して差動増幅器１４ｅの一方の入力端子に出力す
る。差動増幅器１４ｅの他方の入力端子は前記アンプ１
４ｂを介して前記フォトダイオード１３に接続されてい
る。差動増幅器１４ｅの他方の入力端子はフォトダイオ
ード１３から増幅された検出信号が入力される。差動増
幅器１４ｅの出力端子は判別回路１４ｃに接続されてい
る。

【００３３】差動増幅器１４ｅは二つの入力信号の差を
演算増幅して判別回路１４ｃに出力する。判別回路１４
ｃは予め設定されている基準値と差動増幅器１４ｅから
入力された検出信号とを比較する。判別回路１４ｃは検
出信号の値が基準値以上のとき、ガラス表面１１ａに水
滴が付着していないと判断する。反対に、検出信号の値
が基準値未満のとき、ガラス表面１１ａに水滴が付着し
ていると判断する。判別回路１４ｃはその判断結果を判
別信号Ｓとして出力する。

【００３４】前記フォトダイオード１３ａの前方には第
二直線偏光素子１５ａが配置されている。直線偏光素子
１５ａはガラス１１裏面から放射される反射光Ｒが垂直
に入射されるように配置されている。直線偏光素子１５
ａは入射してくる反射光Ｒを偏光させてフォトダイオー
ド１３に照射する。

【００３５】直線偏光素子１５ａは、屈折率ｎに対する
反射率の変動が小さい反射光Ｒに含まれる入射面に対し
て水平方向に振動する光の成分Ｒｐのみ透過させてい
る。従って、第二の実施の形態の水滴検出装置は、成分
Ｒｓ及び成分Ｒｐの光量に比例した検出信号が制御回路
１４に入力され、二つの検出信号の差を演算し判別する
回路を備えている。

【００３６】ここで図５で示したように、ガラスの屈折
率が１．５のとき、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐの反射率はそ
れぞれ約１１．０％，約１．０％を示す。又、水滴Ｗの
屈折率が１．３３のとき、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐの反射
率はそれぞれ約５．０％，約０．５％を示す。従って、
ガラス１１に水滴Ｗが付着したときの成分Ｒｓ及び成分
Ｒｐの反射率は、ガラスのときの反射率の数値と水滴Ｗ
のときの反射率の数値との差を取って、成分Ｒｓは約
６．０％で成分Ｒｐは約０．５％となる。成分Ｒｓ及び
成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐは約５．５％となる。

【００３７】反射光Ｒはガラスの屈折率が１．５のとき
の反射率は約５．５％を示す。又、水滴Ｗの屈折率が
１．３３のときの反射率は約２．５％を示す。ガラス１
１に水滴Ｗが付着したときの反射光Ｒの反射率は、ガラ
スのときの反射率の数値と水滴Ｗのときの反射率の数値
との差を取って約３．０％となる。従って、成分Ｒｓ及
び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐにおける反射率は反射光Ｒ
よりも大きい。

【００３８】ところで、ガラス表面１１ａが曇った場合
には、その曇り面での反射光Ｒは偏光状態を示さないの
で、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐはほぼ等しくなり成分Ｒｓ及
び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐはほぼ零となる。従って、
前記差動増幅器１４ｅの出力信号はほぼ零で、前記判別
回路１４ｃに入力される。判別回路１４ｃに予め基準値
を設定しておくとガラス表面１１ａが曇った状態と判断
する。

【００３９】さらに、前記直線偏光素子１５及び第二直
線偏光素子１５ａには、ガラス１１によって反射された
発光ダイオード１２の反射光Ｒだけでなく周囲の自然光
が入射されることが考えられる。しかし、自然光は一般
に非偏光状態であるので、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐはほぼ
等しくなり自然光の成分Ｒｓ及び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−
Ｒｐはほぼ零となる。従って、前記差動増幅器１４ｅの
出力信号に自然光は含まれなくなり、自然光によるノイ
ズを除去できる。

【００４０】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の特徴を有する。 （１）反射光Ｒの成分Ｒｓ及び成分Ｒｐを直線偏光素子
１５及び１５ａにそれぞれ透過させることによって、成
分Ｒｓ及び成分Ｒｐをそれぞれ取り出すことかできる。
そして、フォトダイオード１３及び１３ａの受光した光
量に比例した検出信号は差動増幅器１４ｅに入力され、
成分Ｒｓ及び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐの検出信号は反
射光Ｒの検出信号よりも大きく変化するので判別回路１
４ｃでの判別がし易い。

【００４１】（２）ガラス表面１１ａが曇った場合に
は、その曇り面での反射光Ｒは偏光状態を示さないの
で、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐはほぼ等しくなり成分Ｒｓ及
び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐはほぼ零となる。従って、
成分Ｒｓ及び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐの検出信号を取
り出すことでガラス表面１１ａの曇り状態を検出でき
る。

【００４２】（３）自然光は一般に非偏光状態であるの
で、成分Ｒｓ及び成分Ｒｐはほぼ等しくなり成分Ｒｓ及
び成分Ｒｐとの差Ｒｓ−Ｒｐはほぼ零となる。従って、
周囲の自然光を除去でき、安定な検出が可能である。

【００４３】（第三の実施の形態）以下、本発明を具体
化した第三の実施の形態を図８及〜図１０に従って説明
する。尚、この実施の形態において、前記第一の実施の
形態の同様の部材については同一の符号を付して説明を
省略する。従って、以下には第一の実施の形態と異なっ
た点を中心に説明する。

【００４４】図８は、第三の実施の形態の水滴検出装置
を示す。前記第一の実施の形態と異なる点として、配向
手段としてのＴＮ液晶セル１５ｂが直線偏光素子１５の
前方に新たに設けられている。ＴＮ液晶セル１５ｂはガ
ラス１１裏面から放射される反射光Ｒが垂直に入射され
るように配置されている。

【００４５】ＴＮ液晶セル１５ｂは、図９に示すように
ガラス１５ｃ，１５ｄ、透明電極１５ｅ，１５ｆ及びＴ
Ｎ液晶１５ｇとから構成されている。ＴＮ液晶セル１５
ｂは、片面に透明電極１５ｅ及び１５ｆを設けたガラス
１５ｃ及び１５ｄを対向させて一定間隔（例えば１０μ
ｍ程度）で平行に合せてあり、そのガラス１５ｃ及び１
５ｄの周囲を封止したセル内にＴＮ液晶１５ｇをガラス
１５ｃ及び１５ｄに平行に且つ９０°ねじれ配向させた
ものである。透明電極１５ｅ及び１５ｆ間に電圧が印加
されるとＴＮ液晶１５ｇの配向状態がガラス１５ｃ及び
１５ｄの面に垂直に変化する。

【００４６】ＴＮ液晶セル１５ｂは制御回路１４に接続
され、駆動信号が送られている。制御回路１４は、図１
０に示すように、前記第一の実施の形態と異なる点とし
て、駆動回路１４ｆ、クロック発生器１４ｇ、インバー
タ１４ｈ、サンプルアンドホールド１４ｉ及び１４ｊが
新たに設けられ、構成されている。

【００４７】ＴＮ液晶セル１５ｂは駆動回路１４ｆに接
続され、その駆動回路１４ｆはクロック発生器１４ｇに
接続されている。クロック発生器１４ｇはクロック信号
を駆動回路１４ｆに出力し、駆動回路１４ｆは入力され
たクロック信号を駆動信号に変換してＴＮ液晶セル１５
ｂに供給している。

【００４８】クロック発生器１４ｇはサンプルアンドホ
ールド１４ｉの制御端子及びサンプルアンドホールド１
４ｊの制御端子にインバータ１４ｈを介してそれぞれ接
続されている。クロック発生器１４ｇはサンプルアンド
ホールド１４ｉに駆動回路１４ｆと同期したクロック信
号を供給し、反対に、サンプルアンドホールド１４ｊに
は位相が反転したクロック信号を供給している。すなわ
ち、サンプルアンドホールド１４ｉ及び１４ｊは相補的
に動作する。又、サンプルアンドホールド１４ｉ及び１
４ｊはそれぞれ制御端子から入力されたクロック信号が
ロウ（Ｌ）のとき入力端子より入力された検出信号を取
り込み（サンプリング状態）、反対に、クロック信号が
ハイ（Ｈ）のとき入力端子より入力された検出信号を保
持する（ホールド状態）。

【００４９】従って、サンプルアンドホールド１４ｉが
サンプリング状態のときはサンプルアンドホールド１４
ｊはホールド状態であり、反対に、サンプルアンドホー
ルド１４ｉがホールド状態のときはサンプルアンドホー
ルド１４ｊはサンプリング状態である。

【００５０】アンプ１４ｂの出力端子は各サンプルアン
ドホールド１４ｉ，１４ｊのそれぞれの入力端子に接続
されている。アンプ１４ｄはフォトダイオード１３から
の検出信号を増幅して各サンプルアンドホールド１４
ｉ，１４ｊに出力する。各サンプルアンドホールド１４
ｉ，１４ｊの出力端子は差動増幅器１４ｅの入力端子に
それぞれ接続されている。各サンプルアンドホールド１
４ｉ，１４ｊの出力信号は差動増幅器１４ｅにそれぞれ
入力される。

【００５１】差動増幅器１４ｅは二つの入力信号の差を
演算増幅して判別回路１４ｃに出力する。判別回路１４
ｃは予め設定されている基準値と差動増幅器１４ｅから
入力された検出信号とを比較する。判別回路１４ｃは検
出信号の値が基準値以上のとき、ガラス表面１１ａに水
滴が付着していないと判断する。反対に、検出信号の値
が基準値未満のとき、ガラス表面１１ａに水滴が付着し
ていると判断する。判別回路１４ｃはその判断結果を判
別信号Ｓとして出力する。

【００５２】前記駆動回路１４ｆに入力されるクロック
信号がＨ状態のとき、駆動回路１４ｆはＴＮ液晶セル１
５ｂに電圧を供給する。電圧が印加されたＴＮ液晶セル
１５ｂは、そのＴＮ液晶セル１５ｂの液晶分子がガラス
１５ｃ及び１５ｄに垂直になり光の偏光方向を回転させ
ずにそのまま透過させる。ガラス１１裏面から放射され
る反射光Ｒの成分Ｒｓ及び成分Ｒｐはそのまま透過され
るので、前記直線偏光素子１５は成分Ｒｓのみ透過させ
る。フォトダイオード１３は成分Ｒｓの光量を検出し、
成分Ｒｓの光量に比例した検出信号をサンプルアンドホ
ールド１４ｉに出力する。このとき、サンプルアンドホ
ールド１４ｉはホールド状態でサンプルアンドホールド
１４ｊはサンプリング状態であるので、サンプルアンド
ホールド１４ｊは成分Ｒｓの検出信号を前記差動増幅器
１４ｅに出力する。

【００５３】一方、駆動回路１４ｆに入力されるクロッ
ク信号がＬ状態のとき、駆動回路１４ｆはＴＮ液晶セル
１５ｂに電圧を供給しない。電圧が印加されていないＴ
Ｎ液晶セル１５ｂは光の偏光方向を９０°回転させて透
過させる。ガラス１１裏面から放射される反射光Ｒの成
分Ｒｓ及び成分Ｒｐは方向が９０°回転されるので、前
記直線偏光素子１５は成分Ｒｐのみ透過させる。フォト
ダイオード１３は成分Ｒｐの光量を検出し、成分Ｒｐの
光量に比例した検出信号をサンプルアンドホールド１４
ｊに出力する。このとき、サンプルアンドホールド１４
ｉはサンプリング状態でサンプルアンドホールド１４ｊ
はホールド状態であるので、サンプルアンドホールド１
４ｉは成分Ｒｐの検出信号を前記差動増幅器１４ｅに出
力する。

【００５４】このように、サンプルアンドホールド１４
ｉ及びサンプルアンドホールド１４ｊはそれぞれ成分Ｒ
ｐ及び成分Ｒｓの光量に比例した検出信号を常に出力し
ている。

【００５５】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の特徴を有する。 （１）ＴＮ液晶セル１５ｂで光の偏光方向を交互に回転
制御し、１つのフォトダイオード１３のみで成分Ｒｓ及
び成分Ｒｐを検出できる。しかも、第二の実施の形態と
同様の効果が得られる。

【００５６】尚、本発明は以下のように変更してもよ
く、その場合にも同様の作用及び効果が得られる。 （１）上記第一の実施の形態では、フォトダイオード１
３の前方に直線偏光素子１５を配置し反射光Ｒの偏光を
行っていたが、発光ダイオードの前方に直線偏光素子１
５を配置し予め偏光を行ってもよい。

【００５７】（２）上記第一の実施の形態では、車のフ
ロントウィンドガラス１１に設けて水滴Ｗを検出する装
置を具体化したが、リアウィンド部に取り付けてリアウ
ィンドに付着した水滴を検出する装置に具体化して実施
してもよい。

【００５８】（３）上記各実施の形態では、受光手段と
してフォトダイオード１３，１３ａを用いたが、フォト
トランジスター等を用いて実施してもよい。 （４）上記第三の実施の形態では、反射光Ｒ側に直線偏
光素子１５及びＴＮ液晶セル１５ｂを配置し反射光Ｒの
偏光を行っていたが、入射光Ｉ側に直線偏光素子１５及
びＴＮ液晶セル１５ｂを配置し予め偏光を行ってもよ
い。ただし、入射光Ｉの進行方向に対して、先ず直線偏
光素子１５を配置して光を偏光し、次にＴＮ液晶セル１
５ｂを配置し光の偏光方向を交互に回転制御する。

【００５９】（５）上記第三の実施の形態では、配向手
段としてのＴＮ液晶セル１５ｂを用いたが、ＳＴＮ液晶
セル、ＴＦＴ液晶セル、ＭＩＭ液晶セル等を用いて実施
してもよい。

【００６０】（６）上記各実施の形態では、車に水滴検
出装置を設けたが、車以外に設けてもよい。 （７）上記各実施の形態では、透明体としてのガラス１
１を用いたが、合成樹脂等を用いてもよい。又、有色等
の半透明体を用いてもよい。

【００６１】（８）上記各実施の形態では、水滴Ｗを用
いたが、水滴以外の液体が付着してもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、反
射光の光量の微量な変化を大きくでき、透明体に付着し
た液滴を検出し易くしたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一の実施の形態の水滴検出装置概略図。

【図２】 第一の実施の形態の制御回路図。

【図３】 駆動装置のブロック図。

【図４】 ガラス表面における光の入射経路、反射経路
及び透過経路を説明するための説明図。

【図５】 反射率ｎに対する光の各成分の反射率の特性
を示すグラフ。

【図６】 第二の実施の形態の水滴検出装置概略図。

【図７】 第二の実施の形態の制御回路図。

【図８】 第三の実施の形態の水滴検出装置概略図。

【図９】 ＴＮ液晶セルの概略断面図。

【図１０】 第三の実施の形態の制御回路図。

【図１１】 従来の水滴検出装置概略図。

【符号の説明】

１１…透明体としてのガラス、１１ａ…透明体表面とし
てのガラス表面、１２…発光手段としての発光ダイオー
ド、１３…受光手段としてのフォトダイオード、１４…
判別手段としての判別回路を備えた制御回路、１４ｆ…
駆動手段としての駆動回路、１５，１５ａ…偏光手段と
しての直線偏光素子、１５ｂ…配光手段としてのＴＮ液
晶セル、ｎ…屈折率、Ｒ…反射光、Ｅｓ，Ｒｓ…屈折率
に対する反射率の変動が大きい光の一方向成分、Ｅｐ，
Ｒｐ…成分Ｒｓに対して直交する方向の光の成分、Ｗ…
液体としての水滴。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明体（１１）に向けて発光する発光手
   段（１２）と、 前記発光手段（１２）により発光された光が前記透明体
   （１１）で反射し、その反射光（Ｒ）を受光しその反射
   光（Ｒ）の光量に応じた検出信号を出力する受光手段
   （１３）と、 前記受光手段（１３）からの検出信号と、予め定めた基
   準値とを比較しその比較結果に基づいて前記透明体表面
   （１１ａ）に液体（Ｗ）が付着したか否かを判別する判
   別手段（１４）とからなる液体付着検出装置において、 前記発光手段（１２）から受光手段（１３）までの光路
   上に屈折率（ｎ）に対する反射率の変動が大きい光の一
   方向成分（Ｅｓ，Ｒｓ）を透過させる偏光手段（１５）
   を配設したことを特徴とする液体付着検出装置。
2. 【請求項２】 透明体（１１）に向けて発光する発光手
   段（１２）と、 前記発光手段（１２）により発光された光が前記透明体
   （１１）で反射し、その反射光（Ｒ）を受光しその反射
   光（Ｒ）の光量に応じた第１の検出信号を出力する第１
   の受光手段（１３）と、 前記発光手段（１２）により発光された光が前記透明体
   （１１）で反射し、その反射光（Ｒ）を受光しその反射
   光（Ｒ）の光量に応じた第２の検出信号を出力する第２
   の受光手段（１３ａ）と、 前記発光手段（１２）から第１の受光手段（１３）まで
   の光路上に配設され、屈折率（ｎ）に対する反射率の変
   動が大きい光の一方向成分（Ｅｓ，Ｒｓ）を透過させる
   第１の偏光手段（１５）と、 前記発光手段（１２）から第２の受光手段（１３ａ）ま
   での光路上に配設され、屈折率（ｎ）に対する反射率の
   変動が大きい前記光の一方向成分（Ｅｓ，Ｒｓ）に対し
   て直交する方向の光の成分（Ｅｐ，Ｒｐ）を透過させる
   第２の偏光手段（１５ａ）と、 前記第１の検出信号と第２の検出信号の偏差を求めその
   偏差と予め定めた基準値とを比較しその比較結果に基づ
   いて前記透明体表面（１１ａ）に液体（Ｗ）が付着した
   か否かを判別する判別手段（１４）とからなる液体付着
   検出装置。
3. 【請求項３】 透明体（１１）に向けて発光する発光手
   段（１２）と、 前記発光手段（１２）により発光された光が前記透明体
   （１１）で反射し、その反射光（Ｒ）を受光しその反射
   光（Ｒ）の光量に応じた検出信号を出力する受光手段
   （１３）と、 前記発光手段（１２）から受光手段（１３）までの光路
   上に配設され、光の一方向成分（Ｅｓ，Ｅｐ，Ｒｓ，Ｒ
   ｐ）のみを透過させる偏光手段（１５）と、 前記偏光手段（１５）と前記透明体（１１）との間に配
   設され、入射する光を非回転又は９０度回転のいずれか
   の状態にして前記受光手段（１３）に供給する配向手段
   （１５ｂ）と、 前記配向手段（１５ｂ）に対して入射する光を非回転又
   は９０度回転のいずれかに制御する駆動手段（１４ｆ）
   と、 前記受光手段（１３）からの非回転時の検出信号と、９
   ０度回転時の検出信号の偏差を求めその偏差と予め定め
   た基準値とを比較しその比較結果に基づいて前記透明体
   表面（１１ａ）に液体（Ｗ）が付着したか否かを判別す
   る判別手段（１４）とからなる液体付着検出装置。