JPS61231439A - 雨滴検知器 - Google Patents
雨滴検知器Info
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- JPS61231439A JPS61231439A JP60072179A JP7217985A JPS61231439A JP S61231439 A JPS61231439 A JP S61231439A JP 60072179 A JP60072179 A JP 60072179A JP 7217985 A JP7217985 A JP 7217985A JP S61231439 A JPS61231439 A JP S61231439A
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- pulse
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- raindrop
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
- G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60S1/00—Cleaning of vehicles
- B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
- B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
- B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
- B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
- B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、空間監視型の雨滴検出器に関し、特に外来雑
音の影響を低減しようとするものである。
音の影響を低減しようとするものである。
車両に搭載して例えばワイパ制御を行う雨滴検出器の一
つとして光学式の空間監視型がある。これは発光素子と
受光素子を対向させて配置し、その間の光路を通過する
雨滴を光学的に検出するものである。最も簡単には発光
素子から常に直流的な光を出力させておいて、それを受
光する受光素子の光量変化から雨滴によるレベル低下を
検出することができる。しかし、この直流方式では周囲
の光量変化を誤検出してしまうので、一般には発光素子
の出力にパルス変調をかけ、受光側では受光出力を包路
線検波して雨滴による光量変化を検出する変調方式が有
力である。第３図はこの説明図で、ａは受光出力のキャ
リア成分、ｂは包路線である。この方式ではキャリアａ
の周期、従って発光間隔が広いと雨滴検出率が低下する
ので、それを雨滴信号（雨滴１個によるレベル低下）よ
り狭く設定しである。
つとして光学式の空間監視型がある。これは発光素子と
受光素子を対向させて配置し、その間の光路を通過する
雨滴を光学的に検出するものである。最も簡単には発光
素子から常に直流的な光を出力させておいて、それを受
光する受光素子の光量変化から雨滴によるレベル低下を
検出することができる。しかし、この直流方式では周囲
の光量変化を誤検出してしまうので、一般には発光素子
の出力にパルス変調をかけ、受光側では受光出力を包路
線検波して雨滴による光量変化を検出する変調方式が有
力である。第３図はこの説明図で、ａは受光出力のキャ
リア成分、ｂは包路線である。この方式ではキャリアａ
の周期、従って発光間隔が広いと雨滴検出率が低下する
ので、それを雨滴信号（雨滴１個によるレベル低下）よ
り狭く設定しである。
しかしながら、このようにキャリアａの周波数が高いと
、車両には類似の周波数を生ずる雑音源が多いために、
この種の電磁気的な外来雑音（例えばイグニッションノ
イズ）の影響を受は易い欠点がある。また、この方式で
は受光側に検波器が必要で高価になる。本発明は上述し
た直流方式を改良して変調方式の各欠点を除去しようと
するものである。
、車両には類似の周波数を生ずる雑音源が多いために、
この種の電磁気的な外来雑音（例えばイグニッションノ
イズ）の影響を受は易い欠点がある。また、この方式で
は受光側に検波器が必要で高価になる。本発明は上述し
た直流方式を改良して変調方式の各欠点を除去しようと
するものである。
本発明は、発光素子と受光素子の間に雨滴が通過できる
光路を形成して該受光素子の出力変化から該雨滴を検出
する雨滴検知器において、発光側では該発光素子の出力
を長周期且つ幅広の発光パルスで変調し、受光側では該
受光素子の出力から定常光による直流成分を除去した後
該発光パルスと同期した区間の出力だけを切出し、更に
帯域通過フィルタを通して雨滴信号成分だけを抽出する
ようにしてなることを特徴とするものである。
光路を形成して該受光素子の出力変化から該雨滴を検出
する雨滴検知器において、発光側では該発光素子の出力
を長周期且つ幅広の発光パルスで変調し、受光側では該
受光素子の出力から定常光による直流成分を除去した後
該発光パルスと同期した区間の出力だけを切出し、更に
帯域通過フィルタを通して雨滴信号成分だけを抽出する
ようにしてなることを特徴とするものである。
発光側では長周期且つ幅広の発光パルスで発光素子を駆
動し、その光を受光側で受光したら受光出力を所定のバ
イアス電圧でスライスすることにより外囲の定常光成分
を除去できる。更にその出力を発光パルスと同期して切
出すと、発光素子が発光してない休止期間のノイズ成分
が一切除去されることになる。この後に雨滴信号成分を
フィルタで抽出するようにすれば、車載用の雨滴検出を
外来雑音の影響が少ない状態で実施できる。以下、図示
の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
動し、その光を受光側で受光したら受光出力を所定のバ
イアス電圧でスライスすることにより外囲の定常光成分
を除去できる。更にその出力を発光パルスと同期して切
出すと、発光素子が発光してない休止期間のノイズ成分
が一切除去されることになる。この後に雨滴信号成分を
フィルタで抽出するようにすれば、車載用の雨滴検出を
外来雑音の影響が少ない状態で実施できる。以下、図示
の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図で、第２図
はその各部動作波形図である。第１図において、１は発
光素子（例えばＬＥＤ） 、２は受光素子（例えばホト
ダイオード）、３はその間に形成されたビーム状の光路
で、雨滴はここを通過できる。４は発光素子１の出力光
註パルス変調をかけるパルス発振器であるが、その発光
パルスＢは幅広で且つ周期が長い、受光素子２の出力は
プリアンプ５で増幅され、差動アンプ６の入力Ａとなる
。この差動アンプ６の他方の入力はバイアス電圧源７か
らのバイアス電圧Ｖａである。この電圧Ｖａは受光出力
Ａから定常的な外囲光成分を除去するためのもので、Ａ
−ＶＢの関係となる差動出力Ｃのうち雨滴信号成分だけ
がＯｖを越えるように設定する。８はこの差動出力Ｃの
０７以上の部分から発光パルスＢに同期した区間の信号
りだけを切出す同期回路、９はそのうち雨滴信号成分だ
けを通過させるバンドパスフィルタ、１０はその出力を
増幅するバッファアンプである。１１はアンプ１０の出
力Ｅを積分するパルス積分器、１２はその積分出力Ｆを
基準電圧Ｖ ｒｅｆと比較して雨滴検出信号Ｇを生ずる
コンパレータ、１３はＶ ｒｅｆを発生する基準電圧源
である。
はその各部動作波形図である。第１図において、１は発
光素子（例えばＬＥＤ） 、２は受光素子（例えばホト
ダイオード）、３はその間に形成されたビーム状の光路
で、雨滴はここを通過できる。４は発光素子１の出力光
註パルス変調をかけるパルス発振器であるが、その発光
パルスＢは幅広で且つ周期が長い、受光素子２の出力は
プリアンプ５で増幅され、差動アンプ６の入力Ａとなる
。この差動アンプ６の他方の入力はバイアス電圧源７か
らのバイアス電圧Ｖａである。この電圧Ｖａは受光出力
Ａから定常的な外囲光成分を除去するためのもので、Ａ
−ＶＢの関係となる差動出力Ｃのうち雨滴信号成分だけ
がＯｖを越えるように設定する。８はこの差動出力Ｃの
０７以上の部分から発光パルスＢに同期した区間の信号
りだけを切出す同期回路、９はそのうち雨滴信号成分だ
けを通過させるバンドパスフィルタ、１０はその出力を
増幅するバッファアンプである。１１はアンプ１０の出
力Ｅを積分するパルス積分器、１２はその積分出力Ｆを
基準電圧Ｖ ｒｅｆと比較して雨滴検出信号Ｇを生ずる
コンパレータ、１３はＶ ｒｅｆを発生する基準電圧源
である。
動作を説明する。パルス発振器４は発光パルスＢを繰り
返し出力して発光素子１からそのタイミングで光ビーム
を生じさせる。この光は光路３に障害物が存在しなけれ
ばさほど減衰せずに受光素子２で受光されるので、受光
パルスＡは第２図左側のように発光パルスと同様に頭部
が平坦である。
返し出力して発光素子１からそのタイミングで光ビーム
を生じさせる。この光は光路３に障害物が存在しなけれ
ばさほど減衰せずに受光素子２で受光されるので、受光
パルスＡは第２図左側のように発光パルスと同様に頭部
が平坦である。
これに対し光路３を雨滴が通過すると各雨滴によって受
光素子２への入射光量が減少するので、受光パルスＡは
第２図右側のよう、に頭部に雨滴数に応じた波数のレベ
ル変化（第３図の雨滴信号が多数存在する雨滴信号群）
が生ずる。このレベル変化が生じているときだけフィル
タ９に出力が生じ、それが積分されて一定値Ｖ ｒｅｆ
を越えるとコンパレータ１２は雨滴検出信号Ｇを出力す
る。
光素子２への入射光量が減少するので、受光パルスＡは
第２図右側のよう、に頭部に雨滴数に応じた波数のレベ
ル変化（第３図の雨滴信号が多数存在する雨滴信号群）
が生ずる。このレベル変化が生じているときだけフィル
タ９に出力が生じ、それが積分されて一定値Ｖ ｒｅｆ
を越えるとコンパレータ１２は雨滴検出信号Ｇを出力す
る。
発光パルスＢのパルス幅（発光時間）は、光路３を雨滴
が通過する時間より長くする。第４図はこの雨滴通過時
間の説明図である。同図（ａ）に示すように径Ｗの光路
（光ビーム）３が車両の走行に伴い速度Ｖａ（ｍ／ｓ）
で移動しているとき、これと直交する方向から速度ＶＲ
（ｍ／ｓ）で雨滴が落下するとすれば、各雨滴は速度Ｖ
ａ、ＶＲをベクトル合成した速度Ｖｒ＝ Ｖａ”＋Ｖ
Ｂ” で光路３を通過することになる。従って、その
雨滴通過時間ＴＲは となる。ｖＲは自然落下であるから概ね１０ｍ／Ｓ以下
であるが、霧雨、大滴の雨等の空気抵抗の違いにより差
が生ずる。これに対しＶａは例えば時速ＯＫｍ／ｈ〜１
００Ｋｍ／ｈまで変゛化するとして、Ｑ ｍ ／ ｓ〜
２８ｍ／ｓの範囲で変化する。
が通過する時間より長くする。第４図はこの雨滴通過時
間の説明図である。同図（ａ）に示すように径Ｗの光路
（光ビーム）３が車両の走行に伴い速度Ｖａ（ｍ／ｓ）
で移動しているとき、これと直交する方向から速度ＶＲ
（ｍ／ｓ）で雨滴が落下するとすれば、各雨滴は速度Ｖ
ａ、ＶＲをベクトル合成した速度Ｖｒ＝ Ｖａ”＋Ｖ
Ｂ” で光路３を通過することになる。従って、その
雨滴通過時間ＴＲは となる。ｖＲは自然落下であるから概ね１０ｍ／Ｓ以下
であるが、霧雨、大滴の雨等の空気抵抗の違いにより差
が生ずる。これに対しＶａは例えば時速ＯＫｍ／ｈ〜１
００Ｋｍ／ｈまで変゛化するとして、Ｑ ｍ ／ ｓ〜
２８ｍ／ｓの範囲で変化する。
従って、高速走行中は車速Ｖａが支配的になり、雨滴の
種類によらず一定値となる。例えばＷ＝３寵とすれば雨
滴通過時間の最小値は５０μｓ程度である。同図（ｂ）
はこの特性を定性的に示したものである。
種類によらず一定値となる。例えばＷ＝３寵とすれば雨
滴通過時間の最小値は５０μｓ程度である。同図（ｂ）
はこの特性を定性的に示したものである。
従来の変調方式ではＴＲの最小値でもピンクアップでき
るようにそのｌＯ倍程度の周波数（２００ＫＨｚ）で発
光素子に変調をかけていたが、本発明ではこれを止め、
代りに１回の発光時間を上述した雨滴通過時間ＴＲの最
大値（例えば霧雨下の低速走行時）より充分長（設定し
て、これを長周期で繰り返すようにする。この発光周期
は第３図に示す雨滴信号より充分長いもので、例えば数
Ｈｚ程度である。
るようにそのｌＯ倍程度の周波数（２００ＫＨｚ）で発
光素子に変調をかけていたが、本発明ではこれを止め、
代りに１回の発光時間を上述した雨滴通過時間ＴＲの最
大値（例えば霧雨下の低速走行時）より充分長（設定し
て、これを長周期で繰り返すようにする。この発光周期
は第３図に示す雨滴信号より充分長いもので、例えば数
Ｈｚ程度である。
このようにすればイグニッションノイズ等の外来雑音の
影響は著しく低減される。しかも、受光側では包路線検
波しないのでその検波器が不要になり、安価に構成でき
る。
影響は著しく低減される。しかも、受光側では包路線検
波しないのでその検波器が不要になり、安価に構成でき
る。
以上述べたように本発明によれば、長周期且つ幅広の発
光パルスにより発光素子を駆動し、受光側では定常光に
相当するバイアス電圧で受光出力をスライスした後該発
光パルスに同期して出力を切出すので外来雑音の影響を
受けにくく、且つ検波器不要のため構成が簡単になる利
点がある。
光パルスにより発光素子を駆動し、受光側では定常光に
相当するバイアス電圧で受光出力をスライスした後該発
光パルスに同期して出力を切出すので外来雑音の影響を
受けにくく、且つ検波器不要のため構成が簡単になる利
点がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
その動作波形図、第３図は従来方式の説明図、第４図は
雨滴通過時間の説明図である。 図中、■は発光素子、２は受光素子、３は光路、４はパ
ルス発振器、６は差動アンプ、７はバイアス電圧源、８
は同期回路、９はバンドパスフィルタ、１１はパルス積
分器、１２はコンパレータである。 出 願 人 富士通テン株式会社 出 願 人 トヨタ自動車株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 Ａ【発Ｂ１１１ のフ（）１シイラリ 第１図 ｑ４’、＠ｒＪシ÷＋ｌｌｌ＆９ 動作ＩＬ形の ｊｌｌＺ図
その動作波形図、第３図は従来方式の説明図、第４図は
雨滴通過時間の説明図である。 図中、■は発光素子、２は受光素子、３は光路、４はパ
ルス発振器、６は差動アンプ、７はバイアス電圧源、８
は同期回路、９はバンドパスフィルタ、１１はパルス積
分器、１２はコンパレータである。 出 願 人 富士通テン株式会社 出 願 人 トヨタ自動車株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 Ａ【発Ｂ１１１ のフ（）１シイラリ 第１図 ｑ４’、＠ｒＪシ÷＋ｌｌｌ＆９ 動作ＩＬ形の ｊｌｌＺ図
Claims (1)
- 発光素子と受光素子の間に雨滴が通過できる光路を形成
して該受光素子の出力変化から該雨滴を検出する雨滴検
知器において、発光側では該発光素子の出力を長周期且
つ幅広の発光パルスで変調し、受光側では該受光素子の
出力から定常光による直流成分を除去した後該発光パル
スと同期した区間の出力だけを切出し、更に帯域通過フ
ィルタを通して雨滴信号成分だけを抽出するようにして
なることを特徴とする雨滴検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072179A JPS61231439A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 雨滴検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072179A JPS61231439A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 雨滴検知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231439A true JPS61231439A (ja) | 1986-10-15 |
| JPH0453375B2 JPH0453375B2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=13481739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60072179A Granted JPS61231439A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 雨滴検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61231439A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987296A (en) * | 1988-08-11 | 1991-01-22 | Fujitsu Ten Limited | Rain sensor with improved avoidance of reflected light |
| US5298750A (en) * | 1992-01-15 | 1994-03-29 | Rericha Frank M | Laser precipitation sensor |
| JP2009128236A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Denso Corp | 霧検知装置及びその設置方法 |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP60072179A patent/JPS61231439A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987296A (en) * | 1988-08-11 | 1991-01-22 | Fujitsu Ten Limited | Rain sensor with improved avoidance of reflected light |
| US5298750A (en) * | 1992-01-15 | 1994-03-29 | Rericha Frank M | Laser precipitation sensor |
| JP2009128236A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Denso Corp | 霧検知装置及びその設置方法 |
| JP4506822B2 (ja) * | 2007-11-26 | 2010-07-21 | 株式会社デンソー | 霧検知装置及びその設置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0453375B2 (ja) | 1992-08-26 |
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