JPH10332575A - Detecting apparatus for raindrop - Google Patents

Detecting apparatus for raindrop

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JPH10332575A
JPH10332575A JP9140328A JP14032897A JPH10332575A JP H10332575 A JPH10332575 A JP H10332575A JP 9140328 A JP9140328 A JP 9140328A JP 14032897 A JP14032897 A JP 14032897A JP H10332575 A JPH10332575 A JP H10332575A
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light
raindrop
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incident
emitting element
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Masao Tokunaga
政男 徳永
Tsutomu Nakamura
中村  勉
Shinji Wakabayashi
伸二 若林
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Soken Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a detecting apparatus in which the detecting sensitivity of a raindrop is made uniform inside a raindrop detecting area. SOLUTION: A plurality of cylindrical protrusion parts 32 are installed in respective reflecting areas A to C on an optical prism 20. The protrusion parts 32 are formed integrally with the optical prism 20 in this example. In an oval central part as a part corresponding to the light-emitting axis of the light of an LED out of the reflecting areas A to C, the luminance (the optical intensity) of the LED is most intense, and the luminance (the optical intensity) of the LED becomes weak toward the outside from the central position. Then, the scattering of the light of the LED is made much larger in the central part, and the scattering of the light is made small toward the outside, and the distribution density of incident light on a photodiode is made uniform. Concretely, the density (the number of pieces per unit area) of the protrusion parts 32 is made largest in the central part, and the density of the protrusion parts 32 is made small toward the outside from the central part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、雨滴検出装置に関
するものであって、特に光学式の雨滴検出装置に関する
ものである。
The present invention relates to a raindrop detecting device, and more particularly to an optical raindrop detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学式の雨滴検出装置として、特
開昭61−116645号公報に記載されているものが
ある。この従来装置では、車両の窓ガラスに雨滴がある
と、自動的にワイパーを駆動するものである。そして、
この従来装置では、窓ガラスに雨滴が有ると無いときで
はガラスの反射率が異なることを利用し、発光素子(発
光ダイオード)の光窓ガラスの雨滴検出エリアに入射さ
せ、窓ガラスにて反射した光量を受光素子にて検出す
る。そして、この検出された雨滴検出信号は、雨滴の有
る無しで異なるので、雨滴検出信号の変化を見ること
で、上記雨滴検出エリアに付着する雨滴の有無を検知し
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an optical raindrop detecting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-116645. In this conventional apparatus, when a raindrop is present on a window glass of a vehicle, the wiper is automatically driven. And
This conventional device utilizes the fact that the reflectance of the glass is different when there is no raindrop on the windowpane, makes it incident on the raindrop detection area of the light windowpane of the light emitting element (light emitting diode), and reflects off the windowpane. The light amount is detected by the light receiving element. Since the detected raindrop detection signal differs depending on whether or not there is a raindrop, the presence or absence of the raindrop adhering to the raindrop detection area is detected by observing a change in the raindrop detection signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、発光素子自身の輝度(発光強度)のむらに
よって、雨滴検出感度が均一になりにくいという問題が
ある。具体的には、発光素子の発光中心部(発光軸)で
は最も光強度が強く、この発光中心部から離れるにつれ
て、光強度が弱くなる。従って、上記雨滴検出エリアの
うち、上記発光中心部に対応する部位に雨滴が付着する
と、雨滴検出信号は大きく変化するが、上記発光中心部
に対応する部位から離れた部位に雨滴が付着すると、雨
滴検出信号の変化は小さい。これにより、雨滴の大きさ
が同じであっても、雨滴検出エリアのうち何処に付着す
るかによって、雨滴検出の感度が著しく変化する。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, there is a problem that the detection sensitivity of the raindrops is hardly uniform due to the unevenness of the brightness (luminous intensity) of the light emitting element itself. Specifically, the light intensity is highest at the light emission center (light emission axis) of the light emitting element, and the light intensity decreases as the distance from the light emission center increases. Therefore, in the raindrop detection area, when a raindrop adheres to a portion corresponding to the light emission center, the raindrop detection signal greatly changes, but when a raindrop adheres to a portion remote from the portion corresponding to the light emission center, The change of the raindrop detection signal is small. Thus, even if the size of the raindrops is the same, the sensitivity of raindrop detection significantly changes depending on where in the raindrop detection area they adhere.

【0004】そこで、本発明は、雨滴検出エリア内での
雨滴検出感度を均一にすることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to make the raindrop detection sensitivity uniform within the raindrop detection area.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そして、上記目的を達成
するために、本発明者は、発光素子の光のうち、光強度
が強い光を散乱させることで、発光素子から受光素子へ
入射する入射光の光強度の分布を均一にすることができ
るのでないとかと着想した。このような着想により、請
求項1ないし3記載の発明では、発光素子(8)の光を
散乱させることで、発光素子(8)から前記受光素子
(9)へ入射する入射光の光強度の分布を均一化する均
一手段(25、32、34)を備えることを特徴として
いる。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventor scatters light having a high light intensity among the light of the light emitting element, so that the light is incident from the light emitting element to the light receiving element. I imagined that the distribution of the light intensity of the incident light could be made uniform. With such an idea, according to the first to third aspects of the present invention, by scattering the light of the light emitting element (8), the light intensity of the incident light entering the light receiving element (9) from the light emitting element (8) is reduced. It is characterized by having a uniforming means (25, 32, 34) for making the distribution uniform.

【0006】これにより、均一手段により、発光素子の
光が散乱されて、発光素子から受光素子へ入射する入射
光の光強度の分布が均一化されるので、雨滴対象物の雨
滴検出エリア内で何処に雨滴が付着しようとも、雨滴検
出の感度を均一にでき、雨滴検出精度が向上できる。具
体的な手段としては、請求項2記載の発明のように発光
素子(8)と受光素子(9)との光路中に設けられた透
過部材(10、30、31)を有し、均一手段(32)
は、透過部材(10、30、31)に一体的に形成され
た凹凸部(32)であると良い。
Accordingly, the light of the light emitting element is scattered by the uniforming means, and the distribution of the light intensity of the incident light from the light emitting element to the light receiving element is made uniform. Regardless of where raindrops adhere, the sensitivity of raindrop detection can be made uniform, and the accuracy of raindrop detection can be improved. As specific means, there is provided a transmitting member (10, 30, 31) provided in the optical path between the light emitting element (8) and the light receiving element (9) as in the invention of claim 2, and a uniform means. (32)
Is preferably a concavo-convex portion (32) formed integrally with the transmission member (10, 30, 31).

【0007】なお、ここで言う凹凸部とは透過部材に単
に凸部を形成したものでも凹凸部であり、透過部材に単
に凹部を形成したものでも凹凸部と定義する。また、本
発明者は、上記目的を達成するために、別の手段として
発光素子の光のうち、光強度が強い光を遮光させること
で、発光素子から受光素子へ入射する入射光の光強度の
分布を均一にすることができるのでないとかと着想し
た。
[0007] Here, the concavo-convex portion is a concavo-convex portion even if the protruding portion is simply formed on the transmissive member, and a concavo-convex portion even if the concavity is simply formed on the transmissive member. In order to achieve the above object, the present inventor has proposed that, as another means, of the light emitted from the light emitting element, the light having a high light intensity is shielded so that the light intensity of the incident light entering the light receiving element from the light emitting element I thought that the distribution could be uniform.

【0008】このような着想により、請求項4記載の発
明では、発光素子(8)と受光素子(9)との光路中に
設けられ、受光素子(9)へ入射する入射光の光強度の
分布を均一化する遮光部材(25)を備えることを特徴
としている。これにより、遮光部材により、受光素子へ
入射する入射光の分布密度が均一化されるので、上記請
求項1記載の発明と同様の効果がある。
With this idea, the invention according to claim 4 is provided in the optical path between the light emitting element (8) and the light receiving element (9), and has a light intensity of the incident light incident on the light receiving element (9). A light shielding member (25) for making the distribution uniform is provided. Thereby, the distribution density of the incident light incident on the light receiving element is made uniform by the light shielding member, and thus the same effect as the first aspect of the present invention is obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)以下、本発明の実施形態について説明
する。なお、本実施形態は本発明の雨滴検出装置を、車
両のワイパー自動制御装置に適用したものである。図1
にワイパー自動制御装置の概略ブロック図を示す。
(First Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the raindrop detecting device of the present invention is applied to an automatic wiper control device of a vehicle. FIG.
1 shows a schematic block diagram of the automatic wiper control device.

【0010】図1に示すようにワイパー自動制御装置
は、車両のウインドガラス1(雨滴対象物)に付着する
雨滴を払拭するワイパーブレード2と、このワイパーブ
レード2を作動制御するワイパー制御装置3と雨滴検出
装置6からなる。ワイパー制御装置3は、上記ワイパー
ブレード2を駆動する電気的駆動手段であるワイパーモ
ータ4と、ワイパーモータ駆動回路5と、ワイパーブレ
ード2の自動制御の開始停止を設定するスイッチ手段で
あるワイパースイッチ7とを有する。
As shown in FIG. 1, the automatic wiper control device includes a wiper blade 2 for wiping raindrops attached to a window glass 1 (a raindrop target) of a vehicle, a wiper control device 3 for controlling the operation of the wiper blade 2, and It comprises a raindrop detector 6. The wiper control device 3 includes a wiper motor 4 that is an electric drive unit that drives the wiper blade 2, a wiper motor drive circuit 5, and a wiper switch 7 that is a switch unit that sets start and stop of automatic control of the wiper blade 2. And

【0011】このワイパースイッチ7は、乗員によりそ
の設定位置が5段階設定可能となっている。具体的に
は、ワイパーースイッチ7には、ワイパーブレード2に
よる雨滴の払拭を停止するオフ、ワイパブレード2によ
る払拭を自動制御するオート、ワイパーブレード2の作
動(周期)を間欠運転とするInt、ワイパーブレード
2の作動(周期)を低速運転とするLo、およびワイパ
ーブレード2の作動(周期)を高速運転とするHiの4
つの設置位置がある。
The position of the wiper switch 7 can be set in five steps by an occupant. Specifically, the wiper switch 7 includes an OFF for stopping the wiping of raindrops by the wiper blade 2, an automatic for automatically controlling the wiping by the wiper blade 2, an Int for setting the operation (cycle) of the wiper blade 2 to an intermittent operation. Lo, in which the operation (cycle) of the wiper blade 2 is operated at low speed, and Hi, in which the operation (cycle) of the wiper blade 2 is operated at high speed.
There are two installation positions.

【0012】つまり、本実施形態では上記ワイパースイ
ッチ7がオートに設定されているときに、雨滴検出装置
6が検出する雨滴信号検出値に基づきワイパー払拭モー
ドを決定し、これに応じたワイパー制御信号をワイパー
モータ駆動回路5に出力することで、ワイパーブレード
2が自動制御されるようになっている。また、図1に示
すように、雨滴検出装置6には、CPU14に電源が投
入されることで、後述のプリズム10を加熱する加熱手
段であるヒータ20を制御するヒータ回路21が接続さ
れている。
That is, in the present embodiment, when the wiper switch 7 is set to auto, the wiper wiping mode is determined based on the raindrop signal detection value detected by the raindrop detector 6, and the wiper control signal corresponding to this is determined. Is output to the wiper motor drive circuit 5 so that the wiper blade 2 is automatically controlled. As shown in FIG. 1, the raindrop detecting device 6 is connected to a heater circuit 21 that controls a heater 20, which is a heating unit that heats the prism 10 described later, when the CPU 14 is powered on. .

【0013】また、本実施形態では、上記ワイパースイ
ッチ7がオートに設定されているときに、ワイパー制御
装置3および雨滴検出装置6に車載電源30から電力が
供給されるようになっている。次に上記雨滴検出装置6
について図1、2に基づき説明する。なお、この雨滴検
出装置6の構造については、特開昭61−37560号
公報とほぼ同様であるため、説明を簡略化する。
In the present embodiment, when the wiper switch 7 is set to the automatic mode, power is supplied from the vehicle power supply 30 to the wiper control device 3 and the raindrop detection device 6. Next, the raindrop detecting device 6
Will be described with reference to FIGS. Note that the structure of the raindrop detecting device 6 is almost the same as that of Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-37560, and therefore the description is simplified.

【0014】図1に示すように、雨滴検出装置6の演算
処理装置であるCPU14には、電源が投入されること
で、後述の光学プリズム10を加熱する加熱手段である
ヒータ20を制御するヒータ回路21が接続されてい
る。また、上記ワイパースイッチ7がオートに設定され
ているときに、雨滴検出装置6に車載電源30から電力
が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a CPU 14 which is an arithmetic processing unit of the raindrop detecting device 6 is turned on, so that a heater 20 which controls a heater 20 which is a heating means for heating an optical prism 10 to be described later is provided. Circuit 21 is connected. Further, when the wiper switch 7 is set to the automatic mode, power is supplied to the raindrop detecting device 6 from the vehicle-mounted power supply 30.

【0015】図2に示すように雨滴検出装置6は、ウイ
ンドガラス1の内面に取り付けられている。そして、本
実施形態における雨滴検出装置6は、LED8(発光素
子、赤外線を発光する発光ダイオード、以下、LED)
による光(赤外線)をウインドガラス1に入射し、この
光をウインドガラス1にて反射させて、この反射光を受
光素子(以下、フォトダイオード)9にて受光し、フォ
トダイオード9にて上記反射光の光量に基づいて、ウイ
ンドガラス1に付着する雨滴量を検出する。
As shown in FIG. 2, the raindrop detector 6 is mounted on the inner surface of the window glass 1. The raindrop detecting device 6 according to the present embodiment includes an LED 8 (a light emitting element, a light emitting diode that emits infrared light, hereinafter, an LED).
(Infrared light) is incident on the window glass 1, the light is reflected by the window glass 1, the reflected light is received by a light receiving element (hereinafter, referred to as a photodiode) 9, and the reflected light is reflected by the photodiode 9. The amount of raindrops attached to the window glass 1 is detected based on the amount of light.

【0016】つまり、雨滴検出装置6は、ウインドガラ
ス1に雨滴が付着しているとウインドガラス1での反射
率が変化(小さくなる)して、フォトダイオード9での
受光量が減少することを利用して雨滴量を検出してい
る。そして、上記LED8は、図1に示すようにCPU
14によりLED駆動回路15を通じて発光タイミング
(車載電源30からの電源投入と電源遮断のタイミン
グ)が制御される。また、上記フォトダイオード9の出
力値は、図1に示すように検波増幅回路16により、光
−電圧変換されて、CPU14に入力されるようになっ
ている。
That is, the raindrop detecting device 6 detects that when the raindrops adhere to the window glass 1, the reflectance at the window glass 1 changes (decreases), and the amount of light received by the photodiode 9 decreases. The amount of raindrops is detected using this. The LED 8 is connected to a CPU as shown in FIG.
The light emission timing (the timing of turning on and off the power from the vehicle-mounted power supply 30) is controlled by the LED drive circuit 15 through the LED drive circuit 15. The output value of the photodiode 9 is subjected to light-to-voltage conversion by a detection amplification circuit 16 as shown in FIG.

【0017】雨滴検出装置6は、上記ワイパーブレード
2の払拭範囲で、図2に示すようにウインドガラス1の
車室内面に設置されている。雨滴検出装置6には、図2
に示すようにウインドガラス1の内面側で、LED8か
らの光がフォトダイオード9に確実に入射するように
LED8の光を屈折させる透過部材である光学プリズム
10が設けられている。この光学プリズム10は、ポリ
カーボネイドアクリル等にて形成されており、透過性の
接着材17によってウインドガラス1に接するように取
り付けられている。
The raindrop detecting device 6 is installed on the inner surface of the window glass 1 in the interior of the vehicle, as shown in FIG. As shown in FIG.
As shown in the figure, on the inner surface side of the window glass 1, the light from the LED 8 is surely incident on the photodiode 9.
An optical prism 10 that is a transmission member that refracts the light of the LED 8 is provided. The optical prism 10 is made of polycarbonate acrylic or the like, and is attached to the window glass 1 with a transparent adhesive 17.

【0018】また、プリズム10は、ウインドガラス1
からの反射光を反射させてフォトダイオード9に受光さ
せるとともに、車室外からの日射がフォトダイオード9
に入射することを遮断するものである。つまり、例えば
ウインドガラス1に雨滴が全く付着していないときに
は、図1に示すようにLED8からの光は、光学プリズ
ム10を通過した後、ウインドガラス1の内面にて全反
射する。その後、この全反射された赤外線は、図1に示
すように光学プリズム10の反射部19にて全反射され
て、再度ウインドガラス1の内面に全反射して、フォト
ダイオード9に入射する。
The prism 10 is provided in the window glass 1.
The reflected light from the vehicle is reflected and received by the photodiode 9, and the solar radiation from outside the vehicle cabin
To block incident light. That is, for example, when no raindrops adhere to the window glass 1, the light from the LED 8 passes through the optical prism 10 and is totally reflected on the inner surface of the window glass 1 as shown in FIG. Thereafter, the totally reflected infrared light is totally reflected by the reflecting portion 19 of the optical prism 10 as shown in FIG. 1, is totally reflected again on the inner surface of the window glass 1, and enters the photodiode 9.

【0019】一方、例えばウインドガラス1に雨滴が付
着していると、図1に示すようにLED8からの光は、
光学プリズム10を通過してウインドガラス1の内面で
は全反射せずに、LED8からフォトダイオード9に入
射する光量が減少する。これにより、ウインドガラス1
に雨滴が有る時と無い時とでは、フォトダイーオ9の雨
滴検出信号が異なるので、この雨滴検出信号の変化を見
ることで、雨滴の有無を検知でき、これに応じてワイパ
ーブレード2を自動的に作動させる。
On the other hand, for example, when raindrops adhere to the window glass 1, the light from the LED 8 as shown in FIG.
The amount of light entering the photodiode 9 from the LED 8 is reduced without being totally reflected on the inner surface of the window glass 1 after passing through the optical prism 10. Thereby, the wind glass 1
Since the raindrop detection signal of the photodiode 9 is different between when the raindrop is present and when it is not present, the presence or absence of the raindrop can be detected by observing the change in the raindrop detection signal, and the wiper blade 2 is automatically turned on accordingly. Activate.

【0020】なお、図2中11は、上記LED8および
フォトダイオード9を保持するベース部であり、12は
上記LED駆動回路や、上記検波増幅回路16を有する
電気回路部である。また、このようなLED8、フォト
ダイオード9、ベース部11、および電気回路部12
は、カバーケース13a、13b内に収納されて一体化
されている。そして、このように一体化された雨滴検出
装置6は、接着材17等によりウインドガラス1の内面
に固定されている。
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a base for holding the LED 8 and the photodiode 9, and 12 denotes an electric circuit having the LED drive circuit and the detection and amplification circuit 16. Also, such an LED 8, a photodiode 9, a base unit 11, and an electric circuit unit 12
Are housed and integrated in the cover cases 13a and 13b. The raindrop detector 6 integrated in this manner is fixed to the inner surface of the window glass 1 with an adhesive 17 or the like.

【0021】ここで、本実施形態における光学プリズム
10は、図2中中央部が窪んで板状の反射部19を有す
る。そして、反射部19の背面(車室内側)には、伝熱
性の優れた金属にて形成された伝熱板22が配置されて
いる。そして、上記ヒータ20は、この伝熱板22の背
面で、丁度反射部19に対応する位置に配置されてい
る。
Here, the optical prism 10 according to the present embodiment has a plate-shaped reflecting portion 19 whose central portion in FIG. 2 is depressed. A heat transfer plate 22 made of a metal having excellent heat transfer properties is arranged on the back surface (inside of the vehicle compartment) of the reflection portion 19. The heater 20 is disposed at a position corresponding to the reflecting portion 19 on the back surface of the heat transfer plate 22.

【0022】また、光学プリズム10は、図2に示すよ
うにウインドガラス1の近傍に配置されているので、例
えば外気温が低い冬季においては、車両走行等によって
低温となり易い。そして、上記反射部19は、図2に示
すように光路の中間部位で、他の部分より板厚がかなり
小さくなっている。従って、特に反射部19は低温とな
り易く、結露が発生しやすい。また、反射部19の板厚
を他の部位より小さくしたのは、図2中上下方向におけ
る雨滴検出装置6の体格を小さくすることができるから
である。
Further, since the optical prism 10 is disposed near the window glass 1 as shown in FIG. 2, for example, in winter when the outside air temperature is low, the temperature tends to be low due to running of the vehicle or the like. As shown in FIG. 2, the reflection portion 19 has an intermediate portion in the optical path and has a considerably smaller thickness than other portions. Therefore, particularly, the temperature of the reflection portion 19 tends to be low, and dew condensation tends to occur. The reason why the thickness of the reflecting portion 19 is made smaller than that of the other portions is that the physical size of the raindrop detecting device 6 in the vertical direction in FIG. 2 can be reduced.

【0023】このような理由からして、本実施形態では
上記ヒータ20を反射部19の背面に配置することで、
反射部19の結露を未然に防止している。また、ヒータ
20は、ニクロム線等の電熱線にて構成されており、図
2に示すようにゴムよりなる板状のカバーケース23内
に収納されている。従って、図2中ヒータ20は、実際
には図示されていない。また、カバーケース23内に
は、上記電熱線の他に、電熱線(カバーケース23、光
学プリズム10)の温度を検出する手段である温度セン
サ24(図1参照)が内蔵されている。そして、上記ヒ
ータ制御回路21は、上記温度センサ24が検出する温
度に基づいて、光学プリズム10の温度を所定温度(例
えば、40℃)に制御するようになっている。
For this reason, in the present embodiment, by disposing the heater 20 on the back of the reflector 19,
The dew condensation of the reflection part 19 is prevented beforehand. The heater 20 is made of a heating wire such as a nichrome wire, and is housed in a plate-like cover case 23 made of rubber as shown in FIG. Therefore, the heater 20 is not actually shown in FIG. In addition, in the cover case 23, in addition to the heating wire, a temperature sensor 24 (see FIG. 1) serving as a means for detecting the temperature of the heating wire (the cover case 23, the optical prism 10) is built. The heater control circuit 21 controls the temperature of the optical prism 10 to a predetermined temperature (for example, 40 ° C.) based on the temperature detected by the temperature sensor 24.

【0024】上記伝熱板22は、上記反射部19の背面
と、若干の空間35を隔てて配置されている。これは、
光学プリズム10が反射率が、上記LED8からの赤外
光が空気に対して全反射するように設定されているから
である。さらに上記伝熱板22は、上記ヒータ20にて
発生する熱を光学プリズム10の全体に効率良く伝える
ためののものある。従って、本実施形態における伝熱板
22は、図2に示すように反射部22の背面のみなら
ず、図中光学プリズム10の両端部に向かって延びるよ
うに配置されている。
The heat transfer plate 22 is arranged with a slight space 35 separated from the back surface of the reflection section 19. this is,
This is because the reflectance of the optical prism 10 is set such that the infrared light from the LED 8 is totally reflected to the air. Further, the heat transfer plate 22 is for efficiently transmitting the heat generated by the heater 20 to the entire optical prism 10. Therefore, the heat transfer plate 22 in the present embodiment is arranged so as to extend not only to the rear surface of the reflection unit 22 but also to both ends of the optical prism 10 in the figure as shown in FIG.

【0025】図2中25は、フォトダイオード9への可
視光の入射を遮断する可視光カットフィルターで、例え
ばアクリル樹脂にて形成されている。ここで、ウインド
ガラス1には当然ながら太陽の日射が入射する。そし
て、上記光学プリズム10は、この日射がフォトダイオ
ード9に入射することを防止するものである。しかしな
がら、光学プリズム10を用いても、完全に日射をフォ
トダイオード9から遮断することは難しい。そこで、上
記可視光カットフィルター25は、日射によるフォトダ
イオード9のへの影響を打ち消すために設けられてい
る。
In FIG. 2, reference numeral 25 denotes a visible light cut filter for blocking the incidence of visible light on the photodiode 9, and is formed of, for example, acrylic resin. Here, the solar radiation of course enters the window glass 1. The optical prism 10 prevents this solar radiation from entering the photodiode 9. However, even if the optical prism 10 is used, it is difficult to completely block sunlight from the photodiode 9. Therefore, the visible light cut filter 25 is provided to cancel the influence of the solar radiation on the photodiode 9.

【0026】また、図中30は、LED8からの光を平
行光に変換してから、光学プリズム10を透過させるレ
ンズであり、図中31は、光学プリズム10を透過した
光をさらに平行光に変換して、フォトダイオード9に入
射させるレンズである。次に本発明の要部である上記光
学プリズム10の詳細について、図3に基づき説明す
る。なお、図3(a)は、光学プリズム10の単体図で
あり、図1に対応する。図3(b)は、図3(a)を紙
面上方から下方に向けて見た上面図である。
In the drawing, reference numeral 30 denotes a lens which converts the light from the LED 8 into parallel light and then transmits the light through the optical prism 10, and reference numeral 31 denotes a light which has passed through the optical prism 10 and further converted into parallel light. It is a lens that converts the light and makes it incident on the photodiode 9. Next, details of the optical prism 10, which is a main part of the present invention, will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a single view of the optical prism 10 and corresponds to FIG. FIG. 3B is a top view of FIG. 3A viewed from above to below.

【0027】図3(b)に示すように本例では、上述し
たレンズ30、31は、それぞれ3つずつ設けられてい
る。従って、本例では、フロントガラス1のうち、3つ
の雨滴検出エリアに向かってLED8の光を照射してい
る。そして、図3(a)に示すように各レンズ30、3
1に対応して反射部19には、3つの反射エリアA〜C
が存在している。なお、これら反射エリアA〜Cは、図
面上分かり易くするために、楕円にて図示した。
As shown in FIG. 3B, in this example, three lenses 30 and 31 are provided respectively. Therefore, in this example, the light of the LED 8 is emitted toward three raindrop detection areas in the windshield 1. Then, as shown in FIG.
1, three reflection areas A to C
Exists. These reflection areas A to C are shown by ellipses for easy understanding in the drawing.

【0028】この反射エリアA〜Cそれぞれには、図3
(a)、(b)に示すように円柱状の複数の凸部32
(直径0.5mmの半球)が設けられている。これら凸
部32は、本例では上記光学プリズム10と一体成形さ
れており、電熱板22と反射部19との間の空間35に
突出するように成形されている。そして、凸部32は、
さらにLED8からの光を散乱させることで、フォトダ
イオード9への入射光の光強度の分布を均一化する均一
手段である。そして、本例では反射エリアA〜Cのう
ち、図3(b)に示すようにLED8の光の発光軸に対
応する部位である、楕円状の中心部位は最もLED8の
輝度(光強度)が強い所となり、この中心部位から外側
に行くほど、LED8の輝度(光強度)が弱くなる。
Each of the reflection areas A to C has the structure shown in FIG.
(A) As shown in (b), a plurality of columnar projections 32
(A hemisphere having a diameter of 0.5 mm). In the present example, these convex portions 32 are formed integrally with the optical prism 10 and are formed so as to protrude into a space 35 between the electric heating plate 22 and the reflecting portion 19. And the convex part 32
Further, the light from the LED 8 is scattered to make the distribution of the light intensity of the light incident on the photodiode 9 uniform. In the present example, among the reflection areas A to C, as shown in FIG. 3B, the elliptical central portion, which is the portion corresponding to the light emission axis of the light of the LED 8, has the highest luminance (light intensity) of the LED 8. It becomes a strong place, and the brightness (light intensity) of the LED 8 becomes weaker toward the outside from this central part.

【0029】そこで、本例では、上記中心部位では、よ
り一層LED8の光の散乱を大きくし、外側に行くほど
光の散乱を小さくすることで、フォトダイオード9への
入射光の分布密度を均一化している。具体的には、図3
(b)に示すように上記中心部位では、上記凸部32の
密度(面積当たりの個数)を最も大きくし、この中心部
位から外側に行くほど、凸部32の密度を小さくした。
これにより、以下の効果がある。
Therefore, in this embodiment, the distribution of the light incident on the photodiode 9 is made uniform by increasing the scattering of the light from the LED 8 at the center portion and decreasing the scattering of the light toward the outside. Is becoming Specifically, FIG.
As shown in (b), the density (the number per area) of the convex portions 32 was maximized at the central portion, and the density of the convex portions 32 was reduced toward the outside from the central portion.
This has the following effects.

【0030】図4に本発明者が検討した試験結果を示
す。但し、この試験条件は、フロントガラス1に雨滴が
無い状態を基準とし、図1中33で示す雨滴検出エリア
のうち、異なる部位に雨滴径1mmの雨滴が付着したと
きのフォトダイオード9の出力変化を見たものである。
これを見て分かるように、従来品では、例えば雨滴検
出エリアのうちX軸方向の異なる位置に雨滴が付着する
と、同じ雨滴径であっても出力変化が大きくことなる。
従って、雨滴検出エリアのうち、何処に雨滴が付着する
かによって、大きく雨滴検出精度が異なる。これによ
り、フロントガラス1に付着する雨滴量を精度良く検知
できず、雨滴量に応じたワイパーの自動制御も困難にな
る。
FIG. 4 shows the test results studied by the present inventors. However, this test condition is based on the condition that there is no raindrop on the windshield 1, and the output change of the photodiode 9 when a raindrop having a raindrop diameter of 1 mm adheres to a different part in the raindrop detection area indicated by 33 in FIG. It is what saw.
As can be seen from this, in the conventional product, for example, if raindrops adhere to different positions in the X-axis direction in the raindrop detection area, the output changes greatly even if the raindrop diameter is the same.
Accordingly, the accuracy of raindrop detection greatly differs depending on where in the raindrop detection area raindrops adhere. As a result, the amount of raindrops adhering to the windshield 1 cannot be accurately detected, and it becomes difficult to automatically control the wiper according to the amount of raindrops.

【0031】しかし、本案では、上記凸部32により
フォトダイオード9に入射されるLED8の光の輝度が
均一になるように補正されるので、図4に示すようにX
軸方向において、出力変化がフラットな特性となる。従
って、雨滴検出エリア内で何処に雨滴が付着しようと
も、雨滴検出感度を均一にでき、雨滴検出精度が向上で
きる。この結果、フロントガラス1に付着する雨滴を精
度良く検知でき、雨滴に応じたワイパーの自動制御を精
度良くできる。
However, in the present invention, since the brightness of the light of the LED 8 incident on the photodiode 9 is corrected by the convex portion 32 to be uniform, as shown in FIG.
The output change has a flat characteristic in the axial direction. Therefore, no matter where the raindrops are attached in the raindrop detection area, the raindrop detection sensitivity can be made uniform, and the raindrop detection accuracy can be improved. As a result, raindrops adhering to the windshield 1 can be accurately detected, and automatic control of the wiper according to the raindrops can be accurately performed.

【0032】(第2実施形態)上記第1実施形態では、
反射部19に凸部32を形成することで、フォトダイオ
ード9に入射される入射光の光強度の分布が均一になる
ようにしたが、本例でのこの代わりにLED8とフォト
ダイオード9との光路中に遮光板を設けた。そして、本
例では、この遮光板として、図5に示すように上記可視
光カットフィルター25の表面に遮光材34(例えば、
エポキシ、アクリル系樹脂 )を塗布してある。また、
この遮光材34は、光が可視光カットフィルター25を
通過する部位のうち、図5に示すようにLED8の光の
発光軸に対応する部位が面積当たりの塗布面積が大きく
なっている。この遮光材34は、図5に示すようにLE
D8の光の発光軸に対応する部位から外側に行くほど、
面積当たりの塗布面積が小さくなっている。
(Second Embodiment) In the first embodiment,
By forming the convex portion 32 on the reflecting portion 19, the distribution of the light intensity of the incident light incident on the photodiode 9 is made uniform, but instead of the LED 8 and the photodiode 9 in this example, A light shielding plate was provided in the optical path. In this example, as this light shielding plate, as shown in FIG. 5, a light shielding material 34 (for example,
Epoxy, acrylic resin) is applied. Also,
As shown in FIG. 5, the light-shielding member 34 has a large application area per area at a part corresponding to the light emission axis of the light of the LED 8 among the parts where the light passes through the visible light cut filter 25, as shown in FIG. 5. As shown in FIG.
The further outward from the portion corresponding to the light emission axis of D8 light,
The application area per area is small.

【0033】これにより、本例では可視光カットフィル
ター25に遮光材34を塗布するだけで、別個に遮光部
材を設けずに、上記第1実施形態と同様の効果が得られ
る。 (他の実施形態)上記第1実施形態では、光学プリズム
10に凸部32を形成したが、その代わりにレンズ3
0、31に凸部32を形成しても良い。
Thus, in this example, the same effect as that of the first embodiment can be obtained only by applying the light shielding material 34 to the visible light cut filter 25 and without providing a separate light shielding member. (Other Embodiments) In the first embodiment, the projections 32 are formed on the optical prism 10.
The convex portions 32 may be formed on 0 and 31.

【0034】また、上記各実施形態では、フォトダイオ
ード9に入射される入射光の光強度の分布が均一になる
ように凸部32を形成したが、逆に凹部を形成しても良
い。また、上記第2実施形態では、可視光カットフィル
ター25を遮光板として利用したが、別個に遮光板を設
けても良いし、反射部19の外面やレンズ30、31に
遮光板を塗布しても良い。
In each of the above embodiments, the convex portion 32 is formed so that the distribution of the light intensity of the incident light incident on the photodiode 9 becomes uniform. However, the concave portion may be formed in reverse. In the second embodiment, the visible light cut filter 25 is used as a light-shielding plate. However, a separate light-shielding plate may be provided, or a light-shielding plate may be applied to the outer surface of the reflection unit 19 and the lenses 30 and 31. Is also good.

【0035】また、上記各実施形態において、可視光カ
ットフィルター25に遮光材34を塗布したが、遮光材
34を蒸着や印刷等にて形成しても良い。また、上記各
実施形態において、遮光板として、網目格子状の板部材
を使用しても良い。また、上記各実施形態では、本発明
を、雨滴検出装置の検出結果に応じて車両のワイパーブ
レード2を自動的に制御するワイパー自動制御装置に適
用したものであったが、本発明は、例えば船舶や航空機
に適用しても良いし、雨滴を検出するものであれば、ど
のようなものでも適用できる。
In the above embodiments, the light shielding material 34 is applied to the visible light cut filter 25. However, the light shielding material 34 may be formed by vapor deposition, printing, or the like. Further, in each of the above embodiments, a mesh-like plate member may be used as the light shielding plate. In each of the above embodiments, the present invention is applied to a wiper automatic control device that automatically controls the wiper blade 2 of the vehicle according to the detection result of the raindrop detection device. The present invention may be applied to a ship or an aircraft, and may be applied to any device that detects raindrops.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態におけるワイパー自動制御装
置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a wiper automatic control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施形態における雨滴検出装置の構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of a raindrop detection device in the embodiment.

【図3】(a)は、上記実施形態における光学プリズム
の詳細図であり、(b)は図3(a)を図中上方から下
方に向けて見た上面図である。
FIG. 3A is a detailed view of an optical prism in the embodiment, and FIG. 3B is a top view of FIG. 3A as viewed from above in the figure.

【図4】上記実施形態における雨滴検出装置の出力特性
図である。
FIG. 4 is an output characteristic diagram of the raindrop detecting device in the embodiment.

【図5】本発明の第2実施形態における可視光カットフ
ィルターの詳細図である。
FIG. 5 is a detailed view of a visible light cut filter according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フロントガラス、8…LED、9…フォトダイオー
ド、10…光学プリズム、25…可視光カットフィルタ
ー、31…レンズ、32…凸部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... windshield, 8 ... LED, 9 ... photodiode, 10 ... optical prism, 25 ... visible light cut filter, 31 ... lens, 32 ... convex part.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // G01W 1/14 G01V 9/04 G (72)発明者 若林 伸二 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // G01W 1/14 G01V 9/04 G (72) Inventor Shinji Wakabayashi 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Pref.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 雨滴が付着する雨滴対象物(1)に向か
って発光する発光素子(8)と、 前記発光素子(8)から前記雨滴対象物(1)に反射さ
れた反射光を受光する受光素子(9)とを有し、 前記受光素子(9)が受光する前記反射光の光量に基づ
いて前記雨滴対象物(1)に付着する雨滴を検出する雨
滴検出装置であって、 前記発光素子(8)の光を散乱させることで、前記発光
素子(8)から前記受光素子(9)へ入射する入射光の
光強度の分布を均一化する均一手段(25、32、3
4)を備えることを特徴とする雨滴検出装置。
1. A light emitting element (8) that emits light toward a raindrop object (1) to which a raindrop adheres, and receives light reflected by the raindrop object (1) from the light emitting element (8). A light-receiving element (9), wherein the light-receiving element (9) detects raindrops attached to the raindrop object (1) based on the amount of reflected light received by the light-receiving element (9); Uniform means (25, 32, 3) for scattering the light of the element (8) to uniform the distribution of the light intensity of the incident light incident on the light receiving element (9) from the light emitting element (8).
4) A raindrop detecting device, comprising:
【請求項2】 前記発光素子(8)と前記受光素子
(9)との光路中に設けられた透過部材(10、30、
31)を有し、 前記均一手段(32)は、前記透過部材(10、30、
31)に一体的に形成された凹凸部(32)であること
を特徴とする請求項1記載の雨滴検出装置。
2. A transmitting member (10, 30,...) Provided in an optical path between the light emitting element (8) and the light receiving element (9).
31), wherein the uniforming means (32) includes the transmitting member (10, 30,
2. The raindrop detecting device according to claim 1, wherein the unevenness portion is formed integrally with the raindrop portion.
【請求項3】 前記受光素子(9)へ、前記発光素子
(8)以外の光の入射を遮断する光学プリズム(10)
を有し、 前記発光素子(8)からの光は、前記光学プリズム(1
0)を通過したのち、前記雨滴対象物(1)に反射し、
その後前記光学プリズム(10)の反射部(19)にて
反射されて再度前記雨滴対象物(1)に反射して前記受
光素子(9)に入射するようになっており、 前記透過部材は、前記光学プリズム(10)であること
を特徴とする請求項2記載の雨滴検出装置。
3. An optical prism (10) for blocking light other than the light emitting element (8) from entering the light receiving element (9).
The light from the light emitting element (8) emits light from the optical prism (1).
After passing through 0), the light is reflected by the raindrop object (1),
Thereafter, the light is reflected by the reflecting portion (19) of the optical prism (10), is reflected again by the raindrop object (1), and is incident on the light receiving element (9). 3. The raindrop detection device according to claim 2, wherein the optical prism is the optical prism.
【請求項4】 雨滴が付着する雨滴対象物(1)に向か
って発光する発光素子(8)と、 前記発光素子(8)から前記雨滴対象物(1)に反射さ
れた反射光を受光する受光素子(9)とを有し、 前記受光素子(9)が受光する前記反射光の光量に基づ
いて前記雨滴対象物(1)に付着する雨滴を検出する雨
滴検出装置であって、 前記発光素子(8)と前記受光素子(9)との光路中に
設けられ、前記発光素子(8)から前記受光素子(9)
へ入射する入射光の光強度の分布を均一化する遮光部材
(25)を備えることを特徴とする雨滴検出装置。
4. A light emitting element (8) that emits light toward a raindrop object (1) to which a raindrop is attached, and receives light reflected by the raindrop object (1) from the light emitting element (8). A light-receiving element (9), wherein the light-receiving element (9) detects raindrops attached to the raindrop object (1) based on the amount of reflected light received by the light-receiving element (9); The light receiving element (9) is provided in an optical path between the element (8) and the light receiving element (9);
A raindrop detecting device, comprising: a light-blocking member (25) for equalizing the distribution of the light intensity of incident light incident on the device.
【請求項5】 前記遮光部材(25)は、前記受光素子
(9)への可視光の入射を遮断する可視光カットフィル
ターにて構成されていることを特徴とする請求項3記載
の雨滴検出装置。
5. The raindrop detecting device according to claim 3, wherein the light shielding member (25) is formed of a visible light cut filter that blocks incident visible light to the light receiving element (9). apparatus.
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