KR20030063445A

KR20030063445A - 부착물 검출장치 및 이를 이용한 제어장치

Info

Publication number: KR20030063445A
Application number: KR10-2003-7008291A
Authority: KR
Inventors: 고바야시후미토시; 츠네토모게이지; 요시다하루노부; 도쿠다다츠미
Original assignee: 니혼 이타가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-28
Also published as: US7002480B2; EP1798540A2; JP3691488B2; EP1361423A1; EP1798540A3; JPWO2002052249A1; WO2002052249A1; US20040178760A1; EP1361423A4; KR100556992B1

Abstract

검지면의 부착물이 표면 형상 효과를 가지고, 외계로부터 부착물에 입사한 광의 난반사에 의한 섬광 현상 발생을 추정하는 부착물 검출장치를 제공한다. 부착물 검출모드에 있어서, 전반사용 광원(10)으로부터의 검지면(110)에 있어서의 전반사광을 수광 소자부(50)에서 수광한다. 또한, 각 요소는 부착물이 없는 경우에 전반사하고, 부착물이 있는 경우에 전반사 조건이 만족되지 않는 각도로 배치되어 있다. 또한, 광산란성 부착물 검출모드에 있어서, 산란용 광원(20)으로부터의 검지면에 있어서의 산란광을 수광 소자부(50)에서 수광한다. 외계광 증가 검출모드에 있어서, 외계광으로부터 광을 수광 소자부(50)에서 수광한다. 각 모드를 바꾸면서 얻어진 광검출 신호를 부착물 추정부(60)에서 해석하고, 빗방울의 부착과, 외계 입사 광량 증가를 검출하여, 부착물 형상 효과에 의한 난반사(섬광 현상)의 발생을 추정한다.

Description

부착물 검출장치 및 이를 이용한 제어장치{DEPOSIT DETECTOR AND CONTROL DEVICE USING IT}

부착물의 유무를 검출하여, 부착물의 존재가 검출된 것을 계기로 하여 제어 내용을 변경하는 시스템에는 다양한 것이 있다. 부착물의 일례로서 빗방울을 생각하면, 차의 윈드 실드의 윈도우 와이퍼 제어장치는 날씨의 변화가 있어 비가 내리기 시작된 것을 계기로 하여 제어 내용을 임기 응변으로 변경할 필요가 생긴다. 이 윈도우 와이퍼 제어장치의 편리성을 높이기 위한 중요한 과제의 하나로서, 비가 내리는지 여부를 검지하는 레인 센서의 개발을 들 수 있다. 이하에, 종래의 부착물 검출장치로서, 차의 윈드 실드에 있어서의 빗방울을 부착물로서 검출하는 종래의 레인 센서를 설명한다.

일반적으로 보급되어 있는 수동조작에 의한 윈도우 와이퍼의 경우, 운전자 자신이 비가 내리기 시작된 것을 인식하여, 자동차의 주행상태, 윈드 실드에 부착되는 빗방울의 양의 변화를 감안하여, 자동차 운전 시에 필요로 하는 윈드 실드 너머의 시계(視界)를 확보하고, 윈도우 와이퍼의 스위치를 오프로부터 온으로 수동으로 바꿀 필요가 있다. 이 수동에 의한 윈도우 와이퍼의 스위치 전환 조작의 번거로움을 완화시키기 위해, 레인 센서를 설치하여 자동차의 윈드 실드의 검지면상의 빗방울 등 부착물의 존재를 검지하여, 윈도우의 불식이 필요한지 여부를 판정하고 있다.

종래의 레인 센서에는 빗방울의 검지방법에 따라, 반사광 검지형 레인 센서 등이 알려져 있다. 도 25는 종래 기술의 반사광 검지형 레인 센서에 의한 빗방울 검출원리를 간단하게 설명한 도면이다. 도 25에 있어서, 1000은 자동차의 윈드 실드이다. 설명의 편의상, 윈드 실드(1000)의 상측 공간을 자동차 내부측, 즉 운전자 측의 공간, 하측 공간을 외계로 했다. 1010은 광원, 1020은 프리즘, 1030은 반사광을 윈드 실드 내로부터 끌어내기 위한 프리즘, 1040은 렌즈, 1050은 수광소자로서의 PD(광 검출소자), 1110이 검지면이다. 1120이 검지면상에 부착된 빗방울이다. 광원(1010)으로부터는 검지면 전체를 커버할 수 있는 넓이를 가지는 광속이 조사되고, 그 중 1130이 빗방울이 부착된 부분에 대해 입사한 광의 궤적, 1130 이외의 광(1140)이 빗방울이 부착되지 않은 검지면에 대해 입사한 광의 궤적을 나타내고 있다.

반사광 검지형 레인 센서에서는 각 요소의 부착 각도와 재질(특히 재질이 가지는 굴절률)의 조정이 중요하다. 빗방울 검출 원리를 간단히 말하면, 검지면중 빗방울이 부착된 부분에 대해 입사한 광은 윈드 실드(1000)의 외계면에서 전반사조건이 만족되지 않아 외계로 빠져나가고, 검지면중 빗방울이 부착되지 않은 부분에 대해 입사한 광은 윈드 실드(1000)의 외계면에서 전반사 조건이 만족되어 전반사되어, 해당 반사광의 강도 차를 검출하는 것이다.

이 때문에, 광원(1010)과 프리즘(1020)은 조사광이 윈드 실드(1000) 내부에 입사하는 입사조건을 만족하는 각도, 재질이 선택되고, 또한, 윈드 실드(1000)의 외계면상의 검지면에서 전반사하는 각도가 선택된다. 또한, 빗방울 부착에 의한 굴절률의 변화에 의해 검지면(1110)에 있어서의 전반사 조건의 만족·불만족이 바뀌도록 검지면에 대한 광입사 각도가 선택된다.

프리즘(1030)도 반사광이 윈드 실드(1000) 외부에 출사할 수 있도록 출사 조건을 만족하는, 즉 전반사 조건이 만족되지 않도록 재질, 각도가 선택된다. 렌즈(1040)와 수광 소자(1050)는 렌즈(1040)에 입사된 광이 수광 소자(1050)의 센서 부분에 집광하도록 각도와 거리가 조정되어 있다.

또한, 이들(1010∼1050) 요소는 윈드 실드(1000) 이외의 장소, 예를 들면 본네트 위나 지붕 위 등에도 부착되는 것이 가능한데, 검지 대상은 윈드 실드(1000)의 상태이므로 윈드 실드(1000)의 일부인 와이퍼 불식부에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 운전자의 시계를 좁히지 않도록 부착되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 원래 백 미러가 부착되어 시계가 가려지는 윈드 실드 부분 등에 부착되는 것이 바람직하다.

이상의 종래의 반사광 검지형 레인 센서의 동작을 간단히 설명하면, 광원(1010)으로부터 조사된 광속은 프리즘(1020)에 의해 윈드 실드(1000) 내부에도입되고, 검지면(1110) 전면에 걸쳐 입사된다. 지금, 검지면(1110)상에 빗방울(1120)이 부착되어 있는 것으로 하면, 검지면(1110)에 입사된 광 중 빗방울(1120)이 부착된 부분에 대해 입사한 광(1130)은 윈드 실드(1000)의 외계면에서, 굴절률 n이 약 1.3인 빗방울의 존재에 의해 전반사 조건이 만족되지 않고, 외계로 빠져나가, 해당 광이 수광 소자(1050)에서 검지되는 일은 없다. 한편, 검지면(1110)에 입사한 광 중 빗방울이 부착되지 않는 부분에 대해 입사한 광(1140)은 윈드 실드(1000)의 외계면에는 굴절률 n이 1인 공기의 존재에 의해 전반사 조건이 만족되어 전반사한다. 전반사된 광은 윈드 실드(1000)의 자동차 내측 면의 프리즘(1030)의 존재에 의해 전반사되지 않고 자동차 내에 출사한다. 출사된 광은 렌즈(1040)에서 수광 소자(1050)상의 광 센서 부분에 집광된다.

이와 같이, 수광 소자(1050)가 검지하는 광량은 빗방울(1120)이 존재하면 감소하고, 빗방울(1120)이 검지면(1110)상을 덮는 면적이 커질수록 수광하는 광량은 감소하게 된다. 이 광량의 변화를 검출하여 검지면(1110)상의 빗방울의 존재를 검지한다. 이상이 종래의 반사광 검지형 레인 센서에 의한 빗방울 검출원리이다.

또, 각각의 타입의 레인 센서는 상기한 것과 같은 신호 변화를 검지하면 빗방울 검출신호를 출력하도록 구성되어 있다. 레인 센서로부터의 빗방울 검출신호는 윈도우 와이퍼의 제어부에 입력되고, 해당 빗방울 검출신호의 입력을 계기로서 소정의 윈도우 와이퍼의 제어 등이 행해진다.

그러나, 상기 종래의 레인 센서에는 이하에 나타내는 것 같은 문제점이 있었다.

종래의 레인 센서에서는 섬광 현상을 검지할 수 없는 문제가 있었다. 부착물의 종류, 윈드 실드의 발수(물을 잘 받지 않는 것) 능력의 높음, 차의 운전주행 상태 등 다양한 요인에 의해 동일한 부착물이라도 그 형상은 다르게 된다. 이러한 빗방울 형상에 기인하여 외계광 입사에 의해 섬광 현상이 발생할 수 있는 것이 알려져 있다. 섬광 현상은 외계에 존재하는 광원으로서 외계 환경에서의 기준 광량보다 상대적으로 강한 광원에서의 조사광이 윈드 실드상의 부착물에 입사하고, 이 부착물의 형상에 기인하여 일어나는 현상을 말한다. 이 섬광 현상 발생을 검지할 수 있으면, 신속하게 윈드 실드면을 와이퍼로 불식하여 부착물을 제거하여 섬광 현상을 완화할 수 있다.

본 발명은 검지면상에 부착된 부착물의 존재를 검지하여, 해당 부착물의 형상 효과에 기인하는 강한 외계광의 입사가 있는 경우에 발생하는 소위 섬광(flashing) 현상을 자동적으로 검출할 수 있는 기능을 함께 가지는 부착물 검출장치 및 이를 이용한 제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 부착물에 의한 표면 형상 효과에 의해 난반사가 일어나는 모양을 도시하는 도면,

도 2는 본 발명의 제1의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 간단히 도시한 도식도,

도 3은 본 발명의 부착물 검출장치가 부착물 검출모드에 있는 경우의 검지면상의 부착물에 있어서의 모양을 도식적으로 도시한 도면,

도 4는 빗방울이 아닌 예로서 흙탕물(120a)이 검지면(110)상에 부착되어 있는 경우의 부착물 추정부(60)에 의한 추정처리의 개념을 설명한 도면,

도 5는 본 발명의 부착물 검출장치가 외계광 증가 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 도면,

도 6은 실제로 부착물의 형상 효과에 따라서 발생한 난반사광의 일부가 수광 소자부(50)에 수광될 수 있다는 것을 확인한 결과를 도시하는 도면,

도 7은 부착물이 빗방울이고, 빗방울의 형상 효과에 의해 난반사가 발생한 경우의 광검출 신호예를 도시한 도면,

도 8은 부착물 추정부(60)에 의한 부착물이 빗방울인지 섬광 현상이 발생하는지 여부의 추정 처리를 도시하는 순서도,

도 9는 본 발명의 제1의 부착물 검출장치에 있어서의 검출결과와 추정결과의 관계를 도시하는 도면,

도 10은 본 발명의 제1의 부착물 검출장치의 다른 장치 구성예를 간단히 도시한 도식도,

도 11은 본 발명의 제2의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 간단히 도시한 도식도,

도 12A가 광원부의 단면을 도식적으로 도시한 도면, 도 12B가 광원부를 개구부(14)가 보이는 면을 정면으로 한 도면,

도 13은 집광 렌즈(40a)의 일례를 도식적으로 도시한 도면,

도 14는 수광 소자부(50a)의 일례를 도식적으로 도시한 도면,

도 15는 본 발명의 제2의 부착물 검출장치가 부착물 검출모드에 있는 경우의 검지면상의 부착물에 있어서의 모양을 도식적으로 도시한 도면,

도 16은 부착물이 빗방울이고, 빗방울의 형상효과에 의해 굴절이나 난반사가 발생한 경우의 광 신호 검출을 도시한 도면,

도 17은 본 발명의 제2의 부착물 검출장치가 광산란성 부착물 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 도면,

도 18은 본 발명의 제2의 부착물 검출장치가 외계광 증가 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 도면,

도 19는 본 발명의 제2의 부착물 검출장치에 있어서의 각 모드의 신호 패턴을 도시하는 도면,

도 20은 본 발명의 제2의 부착물 검출장치의 부착물 추정부에 의한 부착물의 유무, 섬광 현상의 유무의 추정처리를 도시한 순서도,

도 21은 본 발명의 제2의 부착물 검출장치에 있어서의 신호 패턴 검출결과와 추정결과의 관계를 도시하는 도면,

도 22는 본 발명의 부착물 검출장치를 레인 센서로서 이용하는 윈도우 와이퍼 제어장치의 블록도,

도 23은 실시형태 4의 윈도우 와이퍼 제어장치의 처리동작의 흐름의 일례를 도시하는 순서도,

도 24는 본 발명의 부착물 검출장치를 레인 센서로서 이용한 윈도우 와이퍼 제어장치의 부착 구성예를 간단히 도시한 도면,

도 25는 종래의 반사광 검지형 레인 센서에 의한 빗방울 검출원리를 간단히 설명한 도면이다.

본 발명은 상기 문제점에 감안하여, 검지면상에 있어서의 부착물의 표면 형상 효과로서 생기는 섬광 현상을 검출할 수 있는 부착물 검출장치 및 그 해당 부착물 검출장치를 이용하여 추정한 섬광 현상에 대한 대응 제어를 행하는 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1의 부착물 검출장치는 전반사용 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 출사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고, 상기 검지면을 통해 외계로부터 입사하는 외계광 및 상기 검지면으로부터의 상기 전반사용 광원의 반사광을 검출하는 수광부와, 상기 수광부가 검지한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 검지면상에서의 반사 조건의 변화에 의한 신호 레벨 저하 변화를검출하여 상기 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출부와 상기 수광부에 수광되는 외계광에 의한 신호 레벨 증가의 유무를 검출하는 외계광 증가 검출부를 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서, 부착물 검출장치는 상기 부착물 검출부가 부착물의 존재를 검출하고, 상기 외계광 증가 검출부가 외계광에 의한 신호 레벨 증가를 검출한 경우, 섬광 현상이 일어나고 있는 것으로 추정한다.

상기 구성에 의해, 검지면상에, 예를 들면, 빗방울 같은 부착물이 존재하는 것이 검출되고, 또한, 외계광의 입사량의 증가가 검출된 경우, 해당 외계광의 입사량의 증가가 부착물의 형상 효과에 기인한 것으로 추정할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1의 부착물 검출장치의 별도 구성은 전반사용 광원과 산란용 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 출사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되고, 또한, 상기 산란용 광원으로부터 출사되어 상기 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 조사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고, 상기 검지면을 통해 외계에서 입사하는 외계광, 상기 검지면으로부터의 상기 전반사용 광원의 반사광 및 상기 검지면으로부터의 상기 산란용 광원의 산란광을 검출하는 수광부와, 상기 수광부가 검지한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 전반사용 광원으로부터의 신호 레벨의 변화를 검출하여 상기 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출부와, 상기 수광부가 검지한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 산란용 광원으로부터의 신호 레벨의 변화를 검출하여 상기 부착물이 광산란성이 있는 부착물인지 여부를 검출하는 광산란성부착물 검출부와, 상기 수광부에 수광되는 외계광에 의한 신호 증가의 유무를 검출하는 외계광 증가 검출부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 본 발명의 부착물 검출장치에 있어서, 우선, 부착물 검출부와 광산란성 부착물 검출부를 이용하여, 검지면상에 부착물이 존재하고, 해당 부착물이 광산란성을 갖고 있지 않은 것을 검출할 수 있다. 즉, 해당 부착물이 빗방울 등과 같이 광투과성을 가지고, 산란을 일으키지 않는 것으로 추정할 수 있다. 다음에, 외계광 증가 검출부를 이용하여 해당 부착물의 영향에 의해 외계광의 입사량이 증가한 것이 검출되므로, 부착물 추정부는 해당 외계광의 입사량의 증가가 부착물의 형상 효과에 기인한 것으로 추정할 수 있다.

또, 상기 부착물 검출부에 의해 부착물의 존재가 검출되고, 상기 광산란성 부착물 검출부에 의해 부착물의 광산란성이 검출되지 않고, 상기 외계광 증가 검출부에 의해 외계광 입사량 증가가 검출된 경우, 부착물 검출장치는 부착물의 형상 효과에 기인하여 섬광 현상이 발생한 것으로 추정할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 제1의 부착물 검출장치에 있어서, 상기 외계광 증가 검출부가 검출한 외계광의 입사량의 증가 비율에 따라 상기 섬광 현상의 강도를 평가할 수 있다.

운전자가 지각하는 섬광 현상의 강도는 증가한 외계광의 입사량의 절대치에 의해 결정되는 것이 아니라, 외계의 환경에 비해 입사하는 광량이 상대적으로 큰 경우에 지각되는 섬광 현상의 강도가 크다고 추정할 수 있기 때문이다. 예컨대, 대낮이면 외계 환경의 광량이 원래 크기 때문에, 어떠한 인공조명이 윈드 실드를통해서 입사하더라도 그 영향은 비교적 작은 경우가 있다. 한편, 야간에는 외계 환경의 광량이 원래 작기 때문에, 어떠한 인공조명이 윈드 실드를 통해서 입사함으로써 그 영향이 비교적 커지는 경우가 있다. 이와 같이, 야간 쪽이 섬광 현상이 일어나기 쉬운 것은 알려져 있다.

또한, 본 발명의 부착물 검출장치에 있어서, 상기 부착물 검출부가 가동되는 경우에는 상기 광산란용 광원을 소등하고, 상기 광산란성 부착물 검출부가 가동되는 경우에는 상기 전반사용 광원을 소등하며, 상기 외계광 증가 검출부가 가동되는 경우에는 상기 전반사용 광원 및 상기 광산란용 광원을 소등하고, 상기 부착물 검출부와 상기 광산란성 부착물 검출부와 상기 외계광 증가 검출부를 바꾸면서 이용하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출모드와, 부착물이 광산란성을 갖는 부착물인지 여부를 검출하는 광산란성 부착물 검출 모드와, 외계광 입사량의 증가를 검출하는 모드를 각각 분리해 나누어 가동시킬 수 있고, 각 모드에서의 검출 정밀도를 높일 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2의 부착물 검출장치는 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고, 외계광에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와, 상기 결상 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 수광 소자 어레이를 구비한 부착물 검출장치에 있어서, 상기 수광 소자 어레이가 다수의 미소 수광 소자를 구비하고, 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴을 생성하고, 상기 검지면상의 부착물의 부착 상태에대응한 신호 패턴을 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 각 미소 수광 소자에 의해 검출되는 광검출 신호를 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열하고, 신호 패턴(파형)을 얻을 수 있다. 신호 패턴은 검지면에서 얻어지는 신호 레벨을 서로 연결하여 패턴화한 것이고, 검지면상의 부착물 상태의 상이는 신호 패턴의 미소 구간의 상대적 변화로서 나타나게 된다. 본 발명은 신호 레벨의 절대치 그 자체를 해석할 필요는 없고, 신호 패턴중의 상대적 변화, 즉, 파형 변화를 해석함으로써, 높은 정밀도로 외계에서 입사하는 외계광의 증가를 검출할 수 있고, 섬광 현상 등 외계로부터 강한 광이 입사하는 현상을 포착할 수 있고, 해당 섬광 현상을 일으킨 부착물의 존재를 추정할 수 있다. 여기서, 신호 패턴에 있어서, 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분과 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분이 있는 경우, 섬광 현상이 일어나고 있는 것으로 추정한다.

다음에, 본 발명의 제2의 부착물 검출장치의 다른 구성은 전반사용의 광원을 구비하고, 상기 전반사용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고, 상기 전반사용의 광원에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와, 다수의 미소 수광 소자를 구비하고, 상기 결상계 렌즈로부터의 광을 수광하여, 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴으로서 출력하는 수광 소자 어레이와, 상기 전반사용 광원으로부터의 조사광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴 부분에 대응하는 검지면상의 부착물의 존재를 검출하여, 상기 전반사용의 광원을 소등하고, 외계광에 의해서 상기 수광소자 어레이에서 얻어지는 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 섬광이 일어나고 있는 것으로 추정하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 검지면상의 부착물의 유무에 의한 반사조건의 변화를 신호 패턴의 상대적 변화로서 포착할 수 있고, 예컨대, 빗방울 같은 부착물을 검출할 수 있으며, 또한, 외계광에 의한 신호 패턴의 상대적 변화에 의해 섬광 현상도 추정할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2의 부착물 검출장치의 다른 구성은 전반사용과 산란용의 광원을 구비하고, 상기 전반사용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되고, 또한, 상기 산란용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 산란되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하며, 상기 전반사용 및 산란용의 광원에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와, 다수의 미소 수광 소자를 구비하고, 상기 결상계 렌즈로부터의 광을 수광하여, 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴으로서 출력하는 수광 소자 어레이와, 상기 전반사용 광원으로부터의 조사광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴 부분에 대응하는 검지면상의 부착물의존재를 검출하고, 상기 산란용 광원으로부터의 산란광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴 부분에 대응하는 검지면상의 광산란성 부착물의 존재를 검출하여, 상기 전반사용 및 산란용의 광원을 소등하고, 외계광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 섬광이 일어나고 있는 것으로 추정하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 검지면상의 부착물의 유무에 의한 반사조건의 변화를 신호 패턴의 상대적 변화로서 포착할 수 있고, 또한 검지면상의 부착물의 유무에 의한 산란 조건의 변화를 신호 패턴의 상대적 변화로서 포착할 수 있으므로, 부착물이 빗방울인지 흙탕물인지 등 부착물의 종류와 상태에 관해서 정확한 추정을 할 수 있고, 또한, 외계광에 의한 신호 패턴의 상대적 변화에 의해 섬광 현상도 추정할 수 있다.

또한, 본 발명의 부착물 검출장치에 있어서, 상기 전반사용 광원 및 상기 산란용 광원을 소등하는 모드와, 상기 전반사용 광원을 점등하여, 상기 산란용 광원을 소등하는 모드와, 상기 전반사용 광원을 소등하고, 상기 산란용 광원을 점등하는 모드의 3개의 모드를 바꾸는 전환부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출모드와, 부착물이 광산란성을 갖는 부착물인지 여부를 검출하는 광산란성 부착물 검출모드와, 외계광 입사량의 증가를 검출하는 외계광 증가 검출모드를 각각 분리해 나누어 가동시킬수 있어, 각 모드에서의 검출 정밀도를 올릴 수 있다.

다음에, 본 발명의 제1 또는 제2의 부착물 검출장치는 상기 검지면을 자동차의 윈드 실드 상에 설치하고, 상기 윈드 실드 내에 입사하는 외계광의 증가를 상기 외계광 증가 검출부에 의해 검출하여, 섬광 현상을 추정하는 레인 센서로서 이용하는 것이 가능하고, 또한, 윈드 와이퍼 구동부와, 윈도우 와이퍼 제어부를 구비하고, 상기 윈도우 와이퍼 제어부가 상기 부착물 검출장치로부터의 섬광 현상의 추정결과에 따라서 상기 윈도우 와이퍼 구동부의 제어내용을 변경하는 윈도우 와이퍼 장치로서 구성할 수 있다.

상기 구성에 의해, 윈드 실드상의 부착물의 존재, 해당 부착물의 표면형상 효과의 영향에 의한 섬광 현상의 발생에 따라, 와이퍼의 불식 제어 내용이 적절하게 되도록 제어한 윈도우 와이퍼 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 제1의 부착물 검출장치로서, 검지면을 통해 수광 소자에서 얻어진 입사광의 광검출 신호의 레벨에 의해 섬광 현상의 발생을 추정하는 부착물 검출장치를 실시형태 1∼실시형태 2에 도시한다.

또한, 본 발명의 제2의 부착물 검출장치로서, 수광 소자로서 다수의 미소 수광 소자를 배열한 미소 수광 소자 어레이를 이용하여, 검지면을 통해서 각 미소 수광 소자에서 얻어진 입사광의 광검출 신호 레벨을 서로 연결해 얻은 신호 패턴을 해석함으로써 섬광 현상의 발생을 추정하는 부착물 검출장치를 실시형태 3에 도시한다.

또한, 본 발명의 제1 또는 제2의 부착물 검출장치를 레인 센서로서 이용한 윈도우 와이퍼 제어장치를 실시형태 4에 도시한다.

(실시형태 1)

우선, 본 발명의 제1의 부착물 검출장치를 설명한다.

본 발명의 제1의 부착물 검출장치는 투명성 기판의 검지면상에 있어서의 부착물의 유무뿐만 아니라, 외계광으로부터 입사하는 입사광량의 증가 비율을 검출하는 것을 통해 해당 부착물의 표면 형상이나, 표면 형상 효과에 의해 발생하는 섬광 현상을 추정하는 기능을 구비하고 있다. 이하의 실시형태에서는 특히 검지면상에 빗방울이 부착된 경우를 예로서 설명한다.

우선, 부착물에 의한 표면 형상 효과에 의해 섬광 현상이 일어나는 원리를 간단히 설명하고, 다음에, 본 발명의 부착물 검출장치의 장치 구성, 부착물 검출모드에 있어서의 동작 및 추정처리, 광산란성 부착물 검출모드에 있어서의 동작 및 추정처리, 또한, 수광부에 수광되는 외계광에 의한 신호 증가의 유무를 검출하는 모드(이하, 외계광 증가 검출모드라고 한다)에 있어서의 동작 및 추정처리를 설명하고, 마지막에 섬광 현상이 추정되는 처리를 설명한다.

우선, 부착물에 의한 표면 형상 효과에 의해 섬광 현상이 일어나는 원리를 간단히 설명한다.

도 1은 부착물에 의한 표면 형상 효과에 의해 난반사가 일어나는 모양을 도시하는 도면이다. 부착물은 빗방울(120)로 하고, 검지면(110)에 부착되어 있다. 빗방울(120)은 빗방울 자체가 가지는 표면 장력과 검지면(110)이 가지는 발수 효과에 의해, 반구상으로 솟아오른 형상을 가지고 있다. 여기서는 검지면(110)이 가지는 발수 효과가 크고, 빗방울(120)은 두껍게 솟아오르며, 표면 내면은 큰 곡률을 가진 상태로 한다. 지금, 외계 환경의 평균적 광량보다도 비교적 강한 광이 빗방울(120)에 입사한 것으로 하면, 빗방울(120)에 입사한 광은 빗방울의 표면 형상 효과에 의해 굴절되고, 난반사를 일으키는 경우가 있다. 이러한 현상이 섬광 현상이다. 상기의 빗방울 표면 내면에서 일어나는 반사는 빗방울 표면 내면의 곡률이 클수록 일어나기 쉽고, 또한, 검지면(110)의 내측을 향해 출사하는 광량이 크며, 섬광 현상의 강도가 커진다.

이상과 같이, 섬광 현상의 발생은 외계에서 입사하는 광량의 증가를 검출함으로써 어느 정도의 추정이 가능해진다. 여기서, 본 발명의 부착물 검출장치는 투명성 기판의 외표면 등을 검지면으로서 설치하고, 검지면을 통해 외계에서 입사하는 외계광을 검출하는 수광부와, 해당 수광부에 수광되는 외계광에 의한 신호 레벨의 증가의 유무를 검출하여 외계광의 입사량의 증가를 검출하는 외계광 증가 검출부를 구비하고, 외계광 증가를 초래하는 부착물의 존재를 추정하여, 섬광 현상의 발생을 추정하는 것이다.

본 발명의 제1의 부착물 검출장치에서는 또한 섬광 현상의 발생검지의 정밀도를 올리기 위해서, 다음 조건을 검출하고, 보다 정밀도가 높은 섬광 현상 발생의 추정을 가능하게 한다. 제1의 조건은 검지면에 빗방울이 존재하고 있는 것이다. 제2의 조건은 수광부에 의해 수광되는 광신호의 레벨이 급격하게 증가한 것이다. 이들 2개의 조건은 충분한 조건이 아니지만 섬광 현상이 성립하기 위한 중요한 필요 조건이라고 말 할 수 있다. 본 발명의 부착물 검출장치는 상기 제1의 조건에 추가하여 제2의 조건이 성립하고 있을 때에 섬광 현상의 발생을 추정하는 것이다.

본 발명의 제1의 부착물 검출장치는 상기 제1의 조건인 빗방울을 검출하기 위해서 하기의 부착물 검출모드를 가지고 있다. 여기서는 빗방울 검출 추정 정밀도를 높이기 위해 또한 하기의 광산란성 부착물 검출모드를 가지는 예를 든다. 다른 실시형태로서, 광산란성 부착물 검출모드를 가지지 않고, 부착물 검출모드만으로 하는 구성도 가능하다. 또한, 본 발명의 부착물 검출장치는 상기 제2의 조건을 검출하기 위해서 하기의 외계광 증가 검출모드를 가지고 있다.

부착물 검출모드란, 투명성 기판의 검지면상에 있어서의 부착물의 유무를 검출하기 위한 모드이다. 광산란성 부착물 검출모드란, 검지면상에 있어서의 부착물이 광산란성을 갖는 것인지 여부, 예를 들면, 부착물이 흙탕물이나 조류의 분 등광산란성을 갖는 것인지 여부를 검지하는 모드이다. 외계광 증가 검출모드란, 수광부에 수광되는 외계광 증가의 유무를 검출하는 모드이고, 윈드 실드를 통해 입사하는 외계광의 증가 비율을 검출하는 모드이다.

본 발명의 제1의 부착물 검출장치는 부착물 검출모드에 있어서 검지면상에 있어서의 부착물의 존재가 검출되고, 광산란성 부착물 검출모드에 있어서 광산란성이 검출되지 않은 경우, 우선, 해당 부착물이 빗방울 등 광투과성을 가지는 것임을 추정할 수 있다. 또한 추가하여, 외계광 증가 검출모드에 있어서 외계로부터 입사하는 광량의 증가가 검출된 경우에, 해당 입사광량의 증가는 부착물의 영향, 즉, 부착물의 표면 형상 효과에 의해 검출광량이 증가한 것으로 추정하는 것이다. 특히, 본 발명의 부착물 검출장치는 외계광 증가 검출모드에 있어서 외계로부터 입사하는 광량의 증가의 비율이 큰 경우에는 빗방울 등의 부착물이 두껍게 솟아오른 형상을 하고 있어, 운전자의 시계를 비뚤어지게 하는 것으로 추정하고, 또한, 특히 외계광 증가 검출모드에 있어서 외계에서 입사하는 광량의 증가의 비율이 큰 경우에는 섬광 현상이 강하게 지각될 수 있는 상태가 발생한 것으로 추정하는 것이다.

본 발명의 제1의 부착물 검출장치에서는 대낮의 밝기 등 외계환경은 단시간에는 변화하지 않으므로, 금회 외계광 증가 검출모드로 검출된 광검출 신호와 전회의 외계광 증가 검출모드로 검출된 광검출 신호를 비교하여, 단시간 동안에 급격히 검출된 광량이 증가한 경우에는 대향 차의 헤드 라이트광 등, 외계 환경의 광 레벨에 비해 강한 광이 부착물에 닿고, 도 1에 도시한 바와 같이, 해당 부착물의 형상 효과에 따라서 발생한 난반사광의 일부가 수광된 것으로 추정한다.

다음에, 본 발명의 제1의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 도시한다.

도 2는 본 발명의 제1의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 간단히 도시한 도식도이다. 도 2에 있어서, 100은 투명성 기판의 일례로서의 윈드 실드(100)이다. 윈드 실드(100)의 하층은 외계이다. 검지면(110)은 윈드 실드(100)와 외계의 경계면의 일정 영역에 있다. 10이 전반사용 광원, 20이 산란용 광원이다. 30a, 30c가 프리즘이다. 40이 집광 렌즈, 50이 수광부로서의 수광 소자부이다. 60이 부착물 추정부이다. 또한, 이 예에서는 전반사용 광원(10), 프리즘(30a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)의 구성 요소에 의해 부착물 검출부가 구성되어 있다. 또한, 산란용 광원(20), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)의 구성요소에 의해 광산란성 부착물 검출부가 구성되어 있다. 또, 산란용 광원(20)과 윈드 실드(100)와의 사이의 컨택트를 취하는 프리즘은 필수적이지 않지만, 양자간에 프리즘을 개재시켜도 된다. 또한, 상기 구성예에서는 집광 렌즈(40)를 이용했는데, 본 장치 구성으로는 전반사광이나 산란광 등 프리즘(30c)을 통해 출사하는 광이 수광 소자부(50)에 입사하도록 배치되어 있으면 되고, 이 경우는 프리즘(30c)과 수광 소자(50)간에 집광 렌즈(40)를 개재시켜도 되고, 개재시키지 않아도 된다.

전반사용 광원(10)은 지향성이 있는 조사광을 조사할 수 있고, 조사광이 검지면(110)에 대해 소정 각도로 입사하는 위치 및 각도로 배치되어 있다. 전반사용 광원(10)으로부터 출사되어 프리즘(30a)을 통해 윈드 실드(100)에 도입된 광이 검지면(110)에 입사하고, 도 2C와 같이 검지면(110)에 부착물이 없는 경우, 즉, 공기가 접해 있는 경우, 검지면상에서의 전반사 조건이 만족되도록 조정되어 있다.또, 프리즘(30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)는 검지면(110)에 있어서 윈드 실드(100)내에 전반사한 반사광이 윈드 실드(100) 표면에 부착된 프리즘(30c)을 통해 윈드 실드(100)외로 출사하고, 집광 렌즈(40)에 의해 수광 소자부(50)의 수광면상에 결상하도록 조정되어 있다. 또한, 전반사용 광원(10)이나 상기 요소(20)의 배치 및 부착 각도는 도 2B와 같이 빗방울(수분)이 접해 있는 경우에는 검지면(110)상에서의 전반사 조건이 만족되지 않도록 조정된다.

지금, 외계의 매질의 굴절률을 n₁, 윈드 실드(100)의 굴절률을 n₂로 하고, 조사광의 검지면에의 입사각도를 θ₁로 하면, 전반사 조건은 (식 1)로 표시된다.

(식 1)

여기서, 도 2C와 같이 빗방울이 없는 경우의 외계의 매질, 즉, 공기의 굴절률로서 n₁이 1로 되고, 윈드 실드(100)의 굴절률 n₂의 예로서 약 1.51로 하면 (식 1)에서 41.47°<θ₁로 된다. 또한, 도 2B와 같이 빗방울 부착의 경우는 물의 굴절률이 약 1.33이므로, θ₁<61.74°이면 된다. 즉, 검지면(110)에 있어서 (식 1)로 나타낸 전반사 조건의 만족·불만족이 바뀌는 광입사 각도 θ₁은 41.47°<θ₁<61.74°의 범위에서 선택된다. 이들 조건을 만족하는 요소의 배치 및 부착 각도의 예로서 이 예에서는 광원(10)으로부터의 조사광의 검지면(110)에의 입사각도 및 반사각도가 47°가 되도록 조정한다.

다음에, 산란용 광원(20)을 설명한다. 산란용 광원(20)도 지향성이 있는 조사광을 조사할 수 있고, 조사광이 검지면(110)에 대해 소정각도로 입사하는 위치 및 각도로 배치되어 있다. 여기서는 수광 소자부(50)에 있어서 부착물에 의해서 산란된 광의 유무를 감도 좋게 확인할 필요가 있고, 부착물이 검지면상에 없는 상태에서 산란용 광원(20)의 조사광이 직접 수광 소자부(50)에 입사하지 않도록 구성한다. 즉, 전반사용 광원(10)으로 설정하는 각도로부터 비켜 놓아, 산란용 광원의 윈드 실드에 의한 전반사광이 직접 수광 소자부(50)에 입사하지 않도록 배치한다. 또한, 예를 들면, 산란용 광원(20)의 조사광의 입사각도를, 검지면(110)에 대해 전반사 조건인 상기 (식 1)이 성립하지 않는 각도, 즉, 외계의 매질의 굴절률을 n₁, 윈드 실드(100)의 굴절률을 n₂로 하고, 조사광의 검지면에의 입사각도를 θ₁’로 하면, θ₁’의 각도는 산란용 광원으로부터의 광이 전반사하지 않는 조건인 41.47°이하로 한다. 이 예에서는 θ₁’을 0°로 하고 있다.

프리즘(30a)은 전반사용 광원(10)과 윈드 실드(l00)의 양자를 광학적으로 컨택트시키는 매체가 되는 프리즘이고, 전반사용 광원(10)으로부터 조사된 광을 윈드 실드(100)내로 이끄는 기능을 한다.

프리즘(30c)은 검지면(110)에 있어서의 전반사용 광원(10)으로부터의 반사광 및 산란용 광원(20)으로부터의 산란광을 윈드 실드(100)내에서 끌어내는 기능을 한다.

집광 렌즈(40)는 프리즘(30c)에서 입력된 광을 수광 소자부(50)상에 집광하기 위한 렌즈이다. 또, 이 예에서는 집광 렌즈(40)를 갖는 구성예를 나타냈는데, 이에 한정되지 않고, 렌즈가 없는 구성이어도 되고, 또한 결상 렌즈를 이용하는 구성이어도 된다. 예를 들면, 등배 결상계에서 정립 화상을 결상하는 로드 렌즈를 이용할 수 있다.

수광 소자부(50)는 조사광량에 따라 광검출 신호를 출력하는 수광 소자를 구비하고 있는 것으로, 집광 렌즈(40)와 수광 소자부(50)의 수광 소자는 집광 렌즈(40)에 입사한 광이 수광 소자부(50)의 수광 소자 상에서 결상하도록 각도와 거리가 조정되어 있다.

상기한 바와 같이, 전반사용 광원(10), 프리즘(30a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)에 의해 부착물 검출부가 구성되고, 또한, 산란용 광원(20), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)에 의해 광산란성 부착물 검출부가 구성되어 있는데, 본 실시형태 1의 부착물 검출장치는 전반사용 광원(10)에 의한 광조사 타이밍과, 산란용 광원(20)에 의한 광조사 타이밍을 바꿈으로써, 부착물 검출모드와, 광산란성 부착물 검출모드와, 외계광 증가 검출모드를 바꿀 수 있는 것으로 한다. 제어부분은 도 2에는 도시하지 않았지만, 전반사용 광원(10)의 온 오프 제어, 산란용 광원(20)의 온 오프 제어, 부착물 추정부(60)에의 가동 모드 통지, 즉, 부착물 검출모드인지 광산란성 부착물 검출모드인지 외계광 증가 검출모드인지를 통지하는 기능을 구비한 제어부분이 있는 것으로 한다. 부착물 추정부(60)가 해당 제어 부분을 겸하는 구성으로 해도 된다.

다음에, 부착물 추정부(60)를 설명한다. 부착물 추정부(60)는 수광 소자부(50)로부터의 광검출 신호를 받아, 광검출 신호를 해석함으로써, 부착물의 유무, 부착물의 종류, 부착물의 부착 형상을 추정 처리하는 부분이다. 또한, 추정처리에서는 각 모드에 있어서의 전회의 광검출 신호치로부터의 상대변화를 이용하여 추정하므로, 부착물 추정부(60)는 각 모드의 전회에 검출한 광검출 신호치를 래치하는 래치부를 구비하고 있는 것으로 한다. 또한, 부착물 검출모드에 있어서의 광검출 신호의 래치부를 61, 광산란성 부착물 검출모드에 있어서의 광검출 신호의 래치부를 62, 외계광 증가 검출모드에 있어서의 광검출 신호의 래치부를 63으로 한다.

다음에, 부착물 검출모드, 광산란성 부착물 검출모드, 외계광 증가 검출모드의 각 모드에 있어서의 동작 및 추정처리를 설명한다. 최초에 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 없는 경우를 설명하고, 후에 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 있는 경우를 설명한다.

도 3A는 본 발명의 부착물 검출장치가 부착물 검출모드에 있는 경우의 검지면상의 부착물에 있어서의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 부착물 검출모드에서는 전반사용 광원(10)으로부터 광이 검지면(110)에 조사되고, 산란용 광원(20)은 소등되어 있다. 검지면(110)에 빗방울이 있는 경우에는 상기에 검토한 바와 같이 검지면(110)에 있어서의 전반사 조건이 만족되지 않고, 조사광이 외계로 빠져나가 버린다. 이 경우, 수광 소자부(50)에는 광이 수광되지 않게 된다. 이 때문에 부착물 추정부(60)가 부착물 검출모드로 받아들이는 광검출 신호는 원리적으로 전회의 신호 레벨에 대한 “신호 레벨 저하”를 검출하게 된다.

도 7은 수광 소자부(50)에서 검출된 광검출 신호의 예를 도시하는 도면이다. 또, 횡축은 시간축이고, 각 모드가 교대로 바뀌고 있다. 401이 부착물 검출모드, 402가 광산란성 부착물 검출모드, 403이 외계광 증가 검출모드, 404가 부착물 검출모드, 405가 광산란성 부착물 검출모드, 406이 외계광 증가 검출모드로 교대로 되어 있다. 또한, 도 7A와 도 7C에서 부착물 검출모드(401)로부터 외계 입사광량 증가 검출모드(403)는 빗방울 부착 전에 검출된 신호로 하고, 부착물 검출모드(404)로부터 외계 입사광량 증가 검출모드(406)는 빗방울 부착 후에 검출된 신호로 한다. 또한 마찬가지로, 도 7B에서 부착물 검출모드(401)로부터 외계입사 광량증가 검출모드(403)는 흙탕물 부착 전에 검출된 신호로 하고, 부착물 검출모드(404)로부터 외계 입사광량 증가 검출모드(406)는 흙탕물 부착 후에 검출된 신호로 한다.

도 7A는 부착물이 빗방울인 경우(섬광 현상 무)의 광검출 신호예를 나타내고 있다. 도 7A에 도시하는 바와 같이, 빗방울 부착후의 부착물 검출모드(404)의 신호 레벨은 래치부(61)에 래치되어 있는 빗방울 부착 직전의 부착물 검출모드(401)의 신호 레벨과 비교해, 저하되어 있다. 또한, 기준 신호치는 절대치로 관리할 필요는 없고, 장치가 디폴트(default) 상태로부터 가동을 시작하고, 전회에 부착물 검출모드에 있어서 포착한 신호치로부터의 상대 변화만으로 판단해도 된다. 무엇보다도, 노이즈에 의한 영향을 제거하기 위해, 상대 변화의 비율에 있어서의 임계치를 설정해 두고, 해당 임계치를 넘는 신호 레벨의 저하가 있는 경우에만 “신호 레벨 저하”라고 판단하는 것이 바람직하다.

도 3B는 본 발명의 부착물 검출장치가 광산란성 부착물 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 광산란성 부착물 검출모드에서는 산란용 광원(20)으로부터 광이 검지면(110)에 조사되고, 전반사용 광원(10)은 소등되어 있다. 여기서는 검지면(110)에는 빗방울이 있지만, 빗방울은 광산란성이 부족하고, 원리적으로는 광산란이 일어나지 않으므로, 조사광이 외계로 빠져나가 버린다. 이 경우, 수광 소자부(50)에는 광이 수광되지 않게 된다. 이 때문에 광산란성 부착물 검출모드에 있어서의 광검출 신호는 낮은 레벨 그대로 변화가 없게 된다. 도 7A의 광검출 신호예에 있어서, 빗방울 부착후의 광산란성 부착물 검출모드(405)의 신호 레벨은 래치부(62)에 래치되어 있는 빗방울 부착 직전의 광산란성 부착물 검출모드(402)의 광검출 신호 레벨과 마찬가지로 낮은 레벨에 있는 것을 알 수 있다. 무엇보다도 노이즈의 영향을 고려하기 위해 변화의 유무를 판단하기 위한 임계치를 마련해 놓는 것이 바람직하다.

부착물 추정부(60)는 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 저하”, 광산란성 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 변화 무”가 얻어진 경우, 빗방울의 존재, 즉, 광산란성이 부족한 부착물의 존재를 추정한다.

상기 처리에 의해 제1의 조건인 빗방울의 존재를 검지할 수 있다. 다음에, 부착물이 빗방울이 아니라고 판별하는 경우의 처리에 관해서 기술한다.

도 4는 빗방울이 아닌 예로서 흙탕물(120a)이 검지면(110)상에 부착되는 경우의 부착물 추정부(60)에 의한 추정처리의 개념을 설명한 도면이다.

도 4A는 도 3A와 마찬가지로, 본 발명의 부착물 검출장치가 부착물 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 도 3A의 경우와 마찬가지로 전반사용 광원(10)으로부터 조사광이 검지면(110)에 조사되고, 산란용 광원(20)은 소등되어 있다. 검지면(110)의 흙탕물(120a)의 존재에 의해 검지면(110)에 있어서의 전반사 조건은 만족되지 않고, 조사광은 반사되지 않으며, 흙탕물(120a)내에 흡수되거나 산란하기도 하고, 수광 소자부(50)에는 소정 세기의 광이 수광되지 않는다. 무엇보다도 흙탕물(120a)의 광산란성에 의한 산란광의 일부가 수광 소자부(50)에서 수광되는 경우가 있을 수 있는데, 전반사광을 수광하는 경우에 비교해 상대적으로 작은 것으로 된다. 이 때문에 부착물 추정부(60)는 부착물 검출모드에서 받아들이는 광검출 신호를 비교·해석하여, 전회의 신호 레벨에 대한 “신호 레벨 저하”를 검출할 수 있게 된다.

도 7B는 부착물이 흙탕물인 경우(섬광 현상 무)의 광검출 신호예를 도시하고 있다. 도 7A의 경우와 마찬가지로 흙탕물(120a) 부착후의 부착물 검출모드(404)의 신호 레벨은 래치부(61)에 래치되어 있는 흙탕물(120a) 부착 직전의 부착물 검출모드(401)의 신호 레벨과 비교해 저하되어 있다.

도 4B는 도 3B와 마찬가지로 본 발명의 부착물 검출장치가 광산란성 부착물 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 산란용 광원(20)으로부터 조사광이 검지면(110)에 조사되고, 전반사용 광원(10)은 소등되어 있다. 이 경우, 산란용 광원광이 흙탕물(120a)인 부착물에 닿는다. 여기서, 조사광의 일부는 흙탕물(120a)내에서 흡수되지만, 흙탕물(120a)은 광산란성을 갖고 있기 때문에 광산란이 일어나게 된다. 이 때문에 흙탕물(120a)에서 주위에는 산란광이 발생되어, 그 일부가 프리즘(30c), 집광 렌즈(40)를 통해 수광 소자부(50)에서 수광되게 된다. 이 때문에 부착물 추정부(60)가 광산란성 부착물 검출모드에서 받아들이는 광검출 신호는 원리적으로 전회의 신호 레벨에 비해 “신호 레벨 증가”가 검출되게 된다. 흙탕물 부착후의 광산란성 부착물 검출모드(405)의 신호 레벨은 래치부(62)에 래치되어 있는 흙탕물 부착 직전의 광산란성 부착물 검출모드(402)가 낮은 신호 레벨과 비교해, 신호 레벨이 증가해 있는 것을 알 수 있다. 무엇보다도 노이즈에 의한 영향을 제거하기 위해서, 일정한 임계치를 설정해 두고, 해당 임계치를 넘는 경우만 “신호 레벨 증가”라고 판단하는 것이 바람직하다.

부착물 추정부(60)는 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 저하”, 광산란성 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 증가”가 얻어진 경우, 흙탕물의 존재, 즉, 광산란성을 갖는 부착물의 존재를 추정하고, 해당 부착물이 빗방울이 아닌 것을 추정할 수 있다.

또, 부착물 추정부(60)는 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 증가”가 검출된 경우에는 부착물이 검지면상에서 제거된 것으로 추정하고, 광산란성 검출모드에서 “신호 레벨 저하”가 검출된 경우에는 광산란성 부착물이 검지면상에서 제거된 것으로 추정할 수 있다.

다음에, 외계광 증가 검출모드에 있어서의 동작 및 추정처리를 설명한다. 도 5는 본 발명의 부착물 검출장치가 외계광 증가 검출모드에 있는 경우의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 외계광 증가 검출모드에서는 전반사용 광원(10) 및 산란용 광원(20) 양방 모두 소등되고, 양 광원으로부터의 조사광이 검지면(110)에 조사되는 일은 없다. 즉, 이 외계광 증가 검출모드에서는 외계로부터 입사하고, 직접 수광 소자부(50)에 수광되는 외계광(10)의 광량을 검출한다. 여기서, 외계로부터 입사하고, 직접 수광 소자부(50)에 수광되는 외계광의 광은 크게 2개로 나눌 수 있다. 하나는 외계 환경의 밝기에 의해, 외계에서 직접 입사하는 광이다. 예컨대, 대낮이면 대낮의 자연광, 야간이면 가로등 등의 인공 조명 등 직접 수광 소자부(50)가 수광하는 광이 상정된다. 다른 하나는 검지면(110)상에 부착된 부착물의 형상 효과에 의해, 부착물 내에서 난반사한 광으로, 그 일부가 수광 소자부(50)에 수광된 경우가 상정된다.

또, 상기의 장치 구성의 설명에 있어서 기술한 바와 같이, 이 예에 있어서, 수광 소자부(50)는 전반사용 광원이 47°의 각도로 배치되어 있으므로, 수광 소자부(50)도 대강 47°부근의 각도로 배치되게 된다. 이 때문에, 외계로부터 직접 입사하는 광의 대부분은 입사되지 않게 된다.

시간에 의존하는 태양광의 밝기 등의 외계 환경은 단시간에는 변화하지 않는 것이므로, 시계열에 얻어지는 광검출 신호에 있어서, 어느 타이밍에 있어서의 외계광 증가 검출모드에서 검출된 광검출 신호와 그 전회의 외계광 증가 검출모드에서 검출된 광검출 신호의 크기를 비교해, 단시간 동안에 급격하게 검출광량이 증가하는 경우에는 대향 차의 헤드 라이트광 등, 외계 환경의 광 레벨에 비해 강한 광이 부착물에 닿고, 도 1에 도시한 바와 같이, 해당 부착물의 형상 효과에 의거해 발생한 난반사광의 일부가 수광 소자부(50)에 수광된 것으로 추정할 수 있다.

도 6은 실제로 부착물의 형상 효과 등의 원인으로 섬광 현상이 발생하는 경우에 그 난반사광의 일부가 수광 소자부(50)에 수광될 수 있는 것을 확인한 결과를 도시하는 도면이다. 외계 환경에 대해 충분히 강한 광을 다양한 각도로 입사시키고, 수광 소자부(50)에 있어서 광검출 신호가 증가하는 것을 확인했다. 도 6A에 보는 바와 같이, 대향 차로부터의 헤드 라이트광 등의 강한 광을 그 각도를 바꿔 검지면(110)상에 두껍게 솟아오른 빗방울(120)에 대해 입사시켰다. 도 6B는 -80°의 각도에서 강한 광을 닿게 한 경우에 수광 소자부(50)에서 얻어진 광검출 신호의 모양을 도시하고 있고, 도 6C는 +80°의 각도에서 강한 광을 닿게 한 경우에 수광 소자부(50)에서 얻어진 광검출 신호의 모양을 도시하고 있다. 도 6B에 보는 바와 같이 빗방울(120)에 대해 -80°의 각도로 입사한 광에 의해서도 강한 광검출 신호가 얻어지고, 또한, 도 6C에 보는 바와 같이, 빗방울(120)에 대해 +80°의 각도로 입사한 경우에도 강한 광검출 신호가 얻어졌다. 이와 같이 외계 환경에 대해 충분히 강한 광이 두껍게 솟아오른 빗방울(120)에 입사하면, 어느 입사각도라도 난반사가 발생하여, 수광 소자부(50)에서 광검출 신호가 증가한다. 즉, 외계광 증가 검출모드의 구성에서 수광 소자부(50)의 광검출 신호를 조사하면, 부착물의 형상 효과에 따라서 발생한 난반사광의 영향에 의한 외계 입사 광량의 증가를 검출할 수 있다.

섬광 현상을 일으키는 강한 외계광의 입사가 있는 경우의 각 모드에 있어서의 광검출 신호 레벨의 변화는 이하와 같이 된다.

도 7C는 부착물이 빗방울이고, 빗방울의 형상효과에 의해 섬광 현상이 발생한 경우의 광검출 신호예를 도시하고 있다. 부착물 검출모드(401)로부터 외계광증가 검출모드(403)까지는 섬광 현상이 발생하지 않고, 부착물 검출모드(404) 이후 섬광 현상이 발생한다. 도 7C에 도시하는 바와 같이, 부착물 검출모드(401)로부터 광산란성 부착물 검출모드(403)까지의 광검출 신호결과는 도 7A와 동일하다. 외계광 증가 검출모드(406)의 신호 레벨은 래치부(63)에 래치되어 있는 전회의 외계광 증가 검출모드(403) 신호 레벨과 비교해 증가하는 것이 검지된다. 이와 같이, 신호 레벨이 급격하게 증가하는 경우는 시계에 들어가는 광량이 갑자기 변화하게 되어, 부착물 추정부(60)는 대향 차의 헤드 라이트광 등, 외계 환경의 광 레벨에 비교해 강한 광이 부착물에 닿고, 도 1에 도시한 바와 같이, 해당 부착물의 형상 효과에 따라서 발생한 난반사광의 일부가 수광 소자부(50)에 수광된 것으로 추정할 수 있다. 또한, 빗방울 형상이 솟아오른 형을 하고 있어, 섬광 현상이 생기는 것으로 추정한다. 또한 이 증가 비율이 클수록 빗방울 형상의 곡률이 크고, 섬광 현상의 강도도 강하다고 추정할 수 있다.

또, 기준 신호치는 절대치로 관리할 필요는 없고, 장치가 디폴트 상태로부터 가동을 시작하고, 전회에 부착물 검출모드에서 포착한 신호치로부터의 상대 변화만으로 판단해도 된다. 무엇보다도 노이즈에 의한 영향을 제거하기 위해, 상대 변화의 비율의 임계치를 설정해 두고, 해당 임계치를 넘는 신호 레벨의 증가가 있는 경우에만 “신호 레벨 증가”라고 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 외계광 증가 검출모드에 있어서의 신호 레벨은 섬광 현상이 발생하지 않아도 강한 외계광이 입사한 경우에도 증가하는 경우가 있을 수 있다. 섬광 현상의 발생은 빗방울에 의한 표면 형상 효과에 기인하는 것으로, 부착물 추정부(60)는부착물 검출모드, 광산란성 부착물 검출모드에 있어서 빗방울 부착이 검출되고, 또한, 외계광 증가 검출모드에 있어서의 신호 레벨이 증가한 경우에 섬광 현상이 발생하는 것으로 추정한다.

도 9는 수광 소자부(50)에 있어서의 광검출 신호의 신호 레벨 변화를 기초로 한, 부착물 추정부(60)에 의한 검지면상의 부착물 유무의 추정과 섬광 현상 발생 유무의 추정을 도시한 것이다. 도 9(2)는 외계광 증가 검출모드에 있어서의 신호 레벨의 증가가 검지되었지만 빗방울 부착은 볼 수 없으므로 섬광 현상 발생은 추정되지 않는다. 마찬가지로, 도 9(6)는 외계광 증가 검출모드에 있어서의 신호 레벨의 증가가 검지되었지만 흙탕물 부착이 추정되어 있으므로 섬광 현상 발생은 추정되지 않는다. 도9(4)는 외계광 증가 검출모드에 있어서의 신호 레벨의 증가가 검지되고, 또한, 빗방울 부착이 추정되어 있으므로 섬광 현상 발생이 추정된다.

도 8은 본 실시형태 1의 부착물 검출장치의 부착물 추정부(60)에 의한, 부착물이 빗방울인지 섬광 현상이 발생하는지 여부의 추정처리를 도시하는 순서도이다. 또, 이 예에서는 부착물 추정부(60)가 부착물 검출모드와 광산란성 부착물 검출모드와 외계광 증가 검출모드를 바꾸는 제어부분을 겸하고, 광검출 신호치를 래치하는 래치 기능을 구비하는 구성예로 했다.

우선, 부착물 추정부(60)는 가동 모드를 부착물 검출모드에 설정하고, 전반사용 광원(10)에 광조사 제어신호를 보낸다(단계 S801). 전반사용 광원(10)은 검지면(110)에 조사광을 조사하고, 수광 소자부(50)는 검지면(110)으로부터의 반사광을 수광한다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 취득한다(단계 S802). 이 금회의 신호 레벨이 부착물 유무를 추정하기 위한 대상 신호가 된다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 래치부(61)에 래치되어 있는 전회의 부착물 검출모드에서 수광 소자부(50)로부터 검출된 광검출 신호 레벨을 취득한다(단계 S803). 또한, 전회 래치되어 있는 신호가 없는 초기 상태에서의 처리는 초기치로서 “0” 신호 레벨을 이용하면 된다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 금회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨과 전회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 비교·해석하고, 그 변화를 검지한다(단계 S804).

부착물 추정부(60)는 양자의 상대적 변화 비율에 대해 “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”라고 판단하는 임계치를 가지고, “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”, “신호 레벨 변화 무”의 3상태 중 어느 하나를 검지한다(단계 S805).

다음에, 부착물 추정부(60)의 래치부(61)는 래치된 전회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨에 대신해, 금회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 래치한다(단계 S806).

다음에, 부착물 추정부(60)는 가동 모드를 광산란성 부착물 검출모드에 설정하고, 광산란용 광원(20)에 광조사 제어신호를 이송한다(단계 S807). 산란용 광원(20)은 검지면(110)에 조사광을 조사하고, 수광 소자부(50)는 검지면(110)으로부터의 산란광을 수광한다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 취득한다(단계 S808). 이 금회의 신호 레벨이 광산란성 부착물 유무를 추정하기 위한 대상신호가된다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 래치부(62)에 래치되어 있는 전회의 광산란성 부착물 검출모드에서 수광 소자부(50)로부터 검출된 광검출 신호 레벨을 취득한다(단계 S809). 또한, 전회 래치되어 있는 신호가 없는 초기 상태에서의 처리는 초기치로서 “0”신호 레벨을 이용하면 된다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 금회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨과 전회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 비교·해석하고, 그 변화를 검지한다(단계 S810).

부착물 추정부(60)는 양자의 상대적 변화 비율에 대해 “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”로 판단하는 임계치를 가지고 있고, “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”“신호 레벨 변화 무”의 3상태 중 어느 하나를 검지한다(단계 S811).

다음에, 부착물 추정부(60)의 래치부(62)는 래치되어 있는 전회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨에 대신해, 금회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 래치한다(단계 S812).

다음에, 부착물 추정부(60)는 가동 모드를 외계광 증가 검출모드에 설정하고, 전반사용 광원(10) 및 광산란용 광원(20) 양쪽을 소등하고, 광조사제어 신호를 보내지 않는다(단계 S813). 수광 소자부(50)는 외계에서 입사하는 광만을 수광한다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 취득한다(단계 S814). 이 금회의 신호 레벨이 부착물로부터의 난반사 발생의 유무를 추정하기 위한 대상신호가 된다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 래치부(63)에 래치되어 있는 전회의 외계광 증가 검출모드에서 수광 소자부(50)로부터 검출된 광검출 신호 레벨을 취득한다(단계 S815). 또, 전회 래치되어 있는 신호가 없는 초기 상태에서의 처리는 초기치로서 “0”신호 레벨을 이용하면 된다.

다음에, 부착물 추정부(60)는 금회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨과 전회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 비교·해석하여, 그 변화를 검지한다(단계 S816).

부착물 추정부(60)는 양자의 상대적 변화 비율에 대해 “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”라고 판단하는 임계치를 가지고 있고, “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”“신호 레벨 변화 무”의 3상태 중 어느 하나를 검지한다(단계 S817).

다음에, 부착물 추정부(60)의 래치부(63)는 래치되어 있는 전회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨에 대신해, 금회의 수광 소자부(50)의 신호 레벨을 래치한다(단계 S818).

다음에, 부착물 추정부(60)는 단계 S805에 있어서의 부착물 검출모드로 검지한 “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”“신호 레벨 변화 무”의 3상태 중 어느 하나와, 단계 S811에 있어서의 광산란성 부착물 검출모드로 검지한 “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”“신호 레벨 변화 무”의 3상태 중 어느 하나와, 단계 S817에 있어서의 외계광 증가 검출모드로 검지한 “신호 레벨 저하”,“신호 레벨 증가”“신호 레벨 변화 무”의 3상태 중 어느 하나의 조합에 따라, 부착물의 유무, 부착물의 종류, 부착물의 형상 효과에 근거하는 난반사를 추정한다(단계S819).

해당 광검출 결과와 추정 결과와의 관계를 도시한 도 9에 따라서 부착물의 유무와 섬광 현상 발생의 유무를 추정한다. 예를 들면, 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 저하”, 광산란성 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 변화 무”, 외계광 증가 검출모드에서 “신호 레벨 증가”가 검지된 경우, 빗방울의 형상 효과에 근거하는 섬광 현상이 발생한 것으로 추정한다.

부착물 추정부(60)는 상기 추정결과를 나타내는 출력신호를 출력하고 (단계 S820), 처리가 계속되는 경우(단계 S821: Y)에는 단계 S801로 되돌아가고, 처리가 계속되지 않는 경우(단계 S821: N)에는 종료한다.

또, 상기 설명에 있어서, 부착물 검출모드, 광산란성 부착물 검출모드, 외계광 증가 검출모드의 순서가 달라도 되는 것은 말할 것도 없다.

이상, 본 실시형태 1의 부착물 검출장치에 의하면, 검지면상에 있어서의 부착물이 있고, 해당 부착물이 빗방울인지, 해당 부착물에 의해 표면 형상효과가 일어났는지, 특히 섬광 현상이 일어났는지를 추정할 수 있다.

(실시형태 2)

본 실시형태 2는 본 발명의 제1의 부착물 검출장치의 다른 실시형태를 도시하는 것이다. 실시형태 1에 도시한 부착물 검출장치를 간편하게 한 것으로, 광산란성 부착물 검출부를 간략화한 구성으로 되어 있다. 부착물 검출부에 의한 검지면상에서의 빗방울 부착의 검출과, 외계광 증가 검출부에 의한 외계광으로부터 입사하는 입사광량의 증가 비율을 검출을 통해 빗방울에 의한 섬광 현상을 추정하는기능을 구비하고 있다.

도 10은 실시형태 2의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 간단하게 도시한 도식도이다. 도 10에 있어서, 윈드 실드(100), 검지면(110), 전반사용 광원(10), 프리즘(30a, 30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50), 부착물 추정부(60)이다. 실시형태 1과 마찬가지로 전반사용 광원(10), 프리즘(30a, 30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)의 구성 요소에 의해 부착물 검출부가 구성되고, 프리즘(30c), 집광 렌즈(40), 수광 소자부(50)의 구성 요소에 의해 외계광 증가 검출부가 구성되어 있다.

부착물 추정부(60)는 수광부인 수광 소자부(50)로부터의 광검출 신호(20)를 받아, 광검출 신호를 해석함으로써, 부착물의 유무, 부착물의 종류, 부착물의 부착 형상을 추정 처리하는 부분인데, 부착물 검출모드와 외계광 증가 검출모드만으로 가동되기 때문에 광검출 신호의 래치부는 61과 63만으로 되고, 실시형태 1에 있어서의 광산란성 부착물 검출모드에 있어서의 광검출 신호의 래치부(62)는 구비할 필요는 없다. 부착물 검출모드, 외계광 증가 검출모드의 2개의 모드를 바꾸면서 가동한다. 또한, 부착물 검출모드, 외계광 증가 검출모드에 있어서의 동작은 각각 실시형태 1과 동일하므로 여기서는 그 설명은 생략한다.

또한, 수광 소자부(50)로 검출된 광검출 신호의 예는 실시형태 1에서 설명한 도 7에 있어서의 부착물 검출모드(401 및 404), 외계광 증가 검출모드(403 및 406)와 동일하다.

또한, 부착물 추정부(60)의 추정 처리는 실시형태 1에서 설명한 도 9의 테이블중 (1)∼(4), (7)를 이용하여 행한다. 단 광산란성 부착물 검출모드의 결과를 제외하고 부착물 검출모드와 외계광량 증가 검출모드의 결과만으로 추정결과를 구한다. 실시형태 2의 구성에서는 도 9(4)에 도시하는 바와 같이, 부착물 검출모드에서 “신호 레벨 저하”가 검출되고, 외계광량 증가 검출모드에서 “신호 레벨 증가”가 검출되면, “섬광 현상 발생”을 추정한다.

(실시형태 3)

본 발명의 제2의 부착물 검출장치의 일 구성예를 실시형태 3에 도시한다. 실시형태 3에 관한 본 발명의 제2의 부착물 검출장치는 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고, 외계광에 의해 조사된 검지면을 결상계 렌즈에 의해, 다수의 미소 수광 소자를 가진 수광 소자 어레이에 수광시키고, 해당 수광 소자 어레이가 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴을 생성하고, 검지면상의 부착물의 부착 상태에 대응한 신호 패턴을 출력하는 것으로, 해당 신호 패턴의 변화 부분을 해석함으로써 검지면상의 부착물의 유무, 종류, 섬광 현상의 발생 등을 검출하는 것이다.

실시형태 3에 관한 본 발명의 제2의 부착물 검출장치는 섬광 현상의 발생검지의 정밀도를 높이기 위해, 부착물의 유무, 종류의 검출도 함께 실행하고, 그 검출결과도 고려하여 섬광 현상을 추정한다. 실시형태 3의 부착물 검출장치는 부착물의 유무를 검출하는 부착물 검출모드, 광산란성 부착물의 유무를 검출하는 광산란성 부착물 검출모드, 외계광만에 의해 검지면의 상태를 검출하는 외계광 증가 검출모드의 3개의 모드를 가지고 있다.

본 발명의 제2의 부착물 검출장치는 본 발명의 제1의 부착물 검출장치를 개량한 것이다. 본 발명의 제1의 부착물 검출장치에서는 수광부의 신호 레벨의 절대치의 변화를 정밀히 검출할 필요가 있는데, 차의 윈드 실드상 등 힘든 환경 하에서는 어려운 경우가 있다. 또한, 본 발명의 제1의 부착물 검출장치에서는 섬광 현상의 발생을 추정하는 신호 기준치를 설정할 필요가 있는데, 환경 변동 등을 가미하여 신호 기준치를 설정하는 것이 곤란한 경우가 있다. 또한, 본 발명의 제1의 부착물 검출장치에서는 섬광 현상이 일어나기 전의 수광부의 신호 레벨을 유지하고, 현시점의 수광부의 신호 레벨과 정밀하게 비교함으로써, 신호 레벨의 변화를 검출할 필요가 있는데, 그 신호 레벨의 유지·비교의 처리가 복잡하다. 그래서, 본 발명의 제2의 부착물 검출장치는 수광부인 수광 소자부가 다수의 미소 수광 소자를 가지는 수광 소자 어레이이고, 외계광에 의해 조사된 검지면을 결상 렌즈에 의해 수광 소자 어레이에 결상시켜, 각 미소 수광 소자로부터 얻어지는 신호 레벨을 서로 연결해 신호 패턴으로서 취득하고, 해당 신호 패턴을 해석함으로써, 섬광 현상의 발생을 추정할 수 있도록 한 것이다. 또한, 실시형태 3의 부착물 검출장치는 섬광 현상의 발생 검지의 정밀도를 높이기 위해, 부착물의 유무, 종류의 검출도 함께 실행하고, 그 검출 결과도 고려하여 섬광 현상을 추정하는 것으로 했다. 이 때문에 실시형태 3의 부착물 검출장치는 외계광 증가 검출모드에 추가하여 부착물 검출모드와 광산란성 부착물 검출모드를 구비한 구성예로 했다. 물론 다른 실시형태로서, 광산란성 부착물 검출모드를 가지지 않고, 부착물 검출모드만으로 하는 구성 등도 가능하다.

본 발명의 제2의 부착물 검출장치에 있어서, 외계광 증가 검출모드란 장치 측의 광원을 이용하지 않고 외계광에 의해 조사된 검지면에서 얻어진 신호 패턴을 검출·해석하는 모드이다. 부착물 검출모드란, 투명성 기판의 검지면상에 있어서의 부착물의 유무를 검출하기 위한 모드이고, 전반사용 광원에 의해 조사된 검지면에서 얻어진 신호 패턴을 검출·해석하는 것이다. 광산란성 부착물 검출모드란, 검지면상에 있어서의 부착물이 광산란성을 갖는 것인지 여부, 예를 들면, 부착물이 흙탕물이나 조류의 분 등 광산란성을 갖는 것인지 여부를 검지하는 모드이고, 광산란성용 광원에 의해 조사된 검지면에서 얻어진 신호 패턴을 검출·해석하는 것이다. 어느 쪽의 모드에 있어서도, 신호 패턴 중에 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분이나 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분 등 신호 패턴의 해석으로 되고, 신호 레벨의 절대치 자체를 취급할 필요는 없다. 또한, 각 모드에 있어서의 신호 패턴의 예와 해석방법에 관해서는 후술한다.

우선, 실시형태 3에 관한 본 발명의 제2의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 나타낸다. 도 11은 본 발명의 부착물 검출장치의 장치 구성예를 간단히 도시한 모식도이다. 또한, 장치 구성의 단면을 도시한 것이고, 후술하는 바와 같이 해당 단면의 각 구성 요소가 지면 수직 방향으로 어레이 상으로 다수 구성되어 있다. 도 11에 있어서, 윈드 실드(100), 검지면(110)은 실시형태 1에서 설명한 것과 동일하다. 10a가 전반사용 광원, 20a가 산란용 광원이다. 30a, 30c가 프리즘이다. 40a가 집광 렌즈, 50a가 수광부로서의 수광 소자부이다. 60a가 부착물 추정부이다. 전반사용 광원(10a), 프리즘(30a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40a), 수광소자부(50a)의 구성요소에 의해 부착물 검출부가 구성되어 있다. 또한, 산란용 광원(20a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40a), 수광 소자부(50a)의 구성요소에 의해 광산란성 부착물 검출부가 구성되어 있다.

여기서, 전반사용 광원(10a), 산란용 광원(20a), 프리즘(30a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40a), 수광 소자부(50a)의 배치관계는 실시형태 1에서 설명한 배치관계와 동일한 것으로 한다. 즉, 전반사용 광원(10a)의 배치에 관해서는, 검지면(110)에 부착물이 없는 경우, 검지면상에서의 전반사 조건이 만족되도록 조정되고, 빗방울이 접해 있는 경우에는 검지면(110)상에서의 전반사 조건이 만족되지 않도록 조정되며, 입사각도 θ₁은 (식 1)로 표시한 전반사 조건의 만족·불만족이 바뀌도록 41.47°<θ₁< 61.74°의 범위에서 선택된다. 여기서는 47°로 한다. 또한, 산란용 광원(20a)은 조사광의 입사각도 θ₁’를, 검지면(110)에 대해 전반사 조건인 상기 (식 1)이 성립하지 않는 각도, 즉, 외계의 매질의 굴절률을 n₁, 윈드 실드(100)의 굴절률을 n₂로 하면, 41.47°<θ₁’의 범위에서 선택된다. 이 예에서는 θ₁’을 0°로 하고 있다.

전반사용 광원(10a)은 다수의 LED 등의 광원을 일단 또는 양단 등 단부에 가지고, 선상으로 설치되는 개구부에서 광을 인출하는 것이고, 선상의 개구부에서 광선이 인출된다.

산란용 광원(20a)도 전반사용 광원(10a)과 마찬가지로, 다수의 LED 등의 광원을 일단 또는 양단 등 단부에 가지고, 선상의 개구부에서 광선이 인출된다.

도 12A가 전반사용 광원(10a) 및 산란용 광원(20a)의 단면을 나타내고, 도 12B가 전반사용 광원(10a) 및 산란용 광원(20a)의 개구부(14)를 정면에서 본 모양을 도시하고 있다. 전반사용 광원(10a) 및 광산란용 광원(20a)은 예를 들면 광원을 단부에 설치하고, 선상으로 형성된 개구부(14)로부터 인출하는 것이다. 도 12A에서 11이 광원으로서의 LED, 12가 투광성 재료로 이루어지는 도광체, 13이 광을 차폐하는 커버, 14가 LED광을 인출하는 개구부, 15가 LED(11)로부터 출사된 광선이다. 또한, LED(11)는 도 12B의 좌우의 일단 또는 양단부를 설치하고, 커버(13)의 내면에 있어서의 반사를 반복하여 개구부(14)의 각 부분으로 이끄는 구성이다. 또한, LED는 도광체의 개구부(14)에 대향하는 면에 등간격으로 배치해도 된다.

도 12B의 개구부(14)로부터 인출된 광은 프리즘(30a)에 입사된다.

프리즘(30a)은 전반사용 광원(10a)과 윈드 실드(100)의 양자를 광학적으로 컨택트시키는 매체로 되는 프리즘이고, 전반사용 광원(10a)에서 조사된 광을 윈드 실드(100)내로 이끄는 기능을 한다.

프리즘(30c)은 검지면(110)에 있어서의 전반사용 광원(10a)에서의 반사광 및 산란용 광원(20a)에서의 산란광을 윈드 실드(100)내에서 끌어내는 기능을 한다.

다음에, 집광 렌즈(40a)를 설명한다. 집광 렌즈(40a)는 검지면(110)의 상을 수광 소자부(50a)의 미소 수광 소자 상에 결상시킨다. 집광 렌즈(40a)와 수광 소자부(50a)는 집광 렌즈(40a)에 입사한 광으로 조사된 검지면이 수광 소자부(50a) 상에서 결상하도록 각도와 거리가 조정되어 있다.

도 13은 집광 렌즈(40a)의 일례를 도식적으로 도시한 도면이다. 본 실시형태에서는 집광 렌즈(40a)로서 굴절률 분포형 렌즈 어레이를 이용하는 예를 설명한다. 도 13은 등배 결상계의 굴절률 분포형 렌즈 어레이의 일종인 SLA^(R)(Selfoc Lense Array)의 간단한 구성을 도시한 도면이다. 41이 미소 렌즈로서의 로드 렌즈, 42가 흑색 수지, 43이 FRP판이다. 로드 렌즈(41)는 막대 형상이고, 도 13에서 그 렌즈 면이 보이고 있다. 또한, 도 11의 구성도에서는 이 로드 렌즈(41) 하나만의 측단면을 도시하고 있다. 이 SLA를 이용하면, 입사된 광선을 굴곡시키고, 소정 위치에 정립(正立)·등배의 상을 결상시킬 수 있다. 즉, 검지면(110)의 상을 그대로 수광 소자 어레이 상에 결상시킬 수 있다.

상기 예는 로드 렌즈(41)가 직선 상으로 배치된 것인데, 전반사용 광원(10a) 및 광산란용 광원(20a)에서 인출하는 광선 및 후술하는 수광 소자부(50a)의 각 수광 소자의 배치에 따른 렌즈 배치로 한다.

또, 상기 설명은 등배 결상계의 예인데, 수광 소자부(50a)의 수광 소자인 각각의 수광 소자 수광 면과 검지면(110)이 결상 광학계를 형성하고 있는 것이 중요하다.

다음에, 수광부인 수광 소자부(50a)를 설명한다.

수광 소자부(50a)는 다수의 미소 수광 소자를 가지고, 이들은 전반사용 광원(10a) 또는 광산란용 광원(20a)의 광에 의해 조사되는 검지면에 대응하도록 다수 배치되어 있다.

도 14는 수광 소자부(50a)의 일례를 도식적으로 도시한 도면이다. 도 14의 예는 각 수광 소자부(50a)의 각 수광 소자를 직선상으로 배치한 예로 되어 있다.51은 각 수광 소자이고 수광면을 개념적으로 도시한 것이다. 또, 수광 소자(51) 내부의 커패시터나 트랜지스터 회로, 센스 앰프 회로 등은 도시를 생략하고, 수광 소자(51)의 수광 면이 직선상으로 배치되어 있는 것을 알 수 있는 도면으로 했다. 각 수광 소자(51)의 수광 면은 전반사용 광원(10a) 및 광산란용 광원(20a)의 개구부(14)의 배치와 대응하도록 배치되고, 집광 렌즈(40a)를 통해 검지면(110)의 상이 결상하도록, 그 거리, 각도가 조정되어 부착된다.

또, 수광 소자(51)의 수광 면의 유효 면적은 검출해야 할 부착물의 면적에 대응하여 선택한다.

이하에, 윈드 실드(100)상에 부착하는 빗방울의 크기를 검토했다. 단 내리는 빗방울의 크기나 윈드 실드(100)상에서의 부착의 상태에 의해 부착한 빗방울의 크기는 다양하게 변화하는데, 기준으로서 구체적 수치를 들어 검토했다. 일반적으로, 이슬비라고 불리는 빗방울의 공기 중에서의 직경은 0.1∼0.2㎜ 정도, 가는 비라고 불리는 빗방울의 공기 중에서의 직경은 0.2∼1㎜ 정도, 굵은 비라고 불리는 빗방울의 공기 중에서의 직경은 2∼4㎜정도, 소나기 등 특히 센 비의 빗방울의 공기 중에서의 직경은 4∼6㎜ 정도이다. 이들 빗방울이 윈드 실드(100)에 부착되었을 때의 크기는 유리 표면이 친수성인가 발수성인가에 따라 변화하는데, 발수성이라고 상정하면, 빗방울은 거의 공기중의 크기와 같은 크기로 표면에 부착된다. 여기서, 검출해야할 최소의 빗방울로서, 가는 비의 평균적 사이즈, 즉, 0.5㎜ 직경의 빗방울을 선택하면, 해당 빗방울 한 방울에 상당하는 미소 영역의 면적은 약 0.2㎟이다. 또한 감도를 높이기 위해서, 검출해야 할 최소의 빗방울로서 가는 비의 최소 사이즈, 0.2㎜ 직경의 빗방울을 선택하면, 해당 빗방울 한 방울에 상당하는 미소 영역의 면적은 약 0.03㎟이다.

상기한 검지면(110) 상에서 검지해야 할 부착물의 크기의 검토에 따라서, 집광 렌즈(40a)가 등배 결상계이면, 바람직하게는 약 0.2㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.03㎟ 이하로 한다. 단 상기 범위와 다른 수광면 유효 면적을 가지는 수광 소자를 이용할 수도 있다.

이상의 각 구성 요소에 있어서, 전반사용 광원(10a), 프리즘(30a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40a), 수광 소자부(50a)에 의해 부착물 검출부가 구성되고, 또한, 산란용 광원(20a), 프리즘(30c), 집광 렌즈(40a), 수광 소자부(50a)에 의해 광산란성 부착물 검출부가 구성되며, 또한, 입사하는 외계광과, 프리즘(30c), 집광 렌즈(40a), 수광 소자부(50a)에 의해 외계광 증가 검출부가 구성되는데, 본 실시형태 3의 부착물 검출장치는 전반사용 광원(10a)에 의한 광조사 타이밍과 산란용 광원(20a)에 의한 광조사 타이밍을 바꿈으로써, 부착물 검출모드와, 광산란성 부착물 검출모드와, 외계광 증가 검출모드를 바꿀 수 있게 한다. 제어부분은 도 11에는 도시하지 않았지만, 전반사용 광원(10a)의 온 오프 제어, 산란용 광원(20a)의 온 오프 제어, 부착물 추정부(60a)에의 가동 모드 통지, 즉, 부착물 검출모드인지 광산란성 부착물 검출모드인지 외계광 증가 검출모드인지를 통지하는 기능을 구비한 제어 부분이 있는 것으로 한다. 부착물 추정부(60a)가 해당 제어 부분을 겸하는 구성으로 해도 된다.

다음에, 부착물 추정부(60a)를 설명한다.

부착물 추정부(60a)는 수광 소자부(50a)에서의 광검출 신호를 받아, 광검출 신호를 해석함으로써, 부착물의 유무, 부착물의 종류, 부착물의 부착 형상을 추정 처리하는 부분이다. 본 발명에 이용하는 수광 소자는 미소 어레이 구성으로 되어 있으므로, 부착물 추정부(60a)는 수광 소자부(50a)의 각 수광 소자(51)로부터의 광검출 신호를 받아, 광검출 신호를 해석함으로써, 하나의 모드에 있어서 각 수광 소자가 검출한 광검출 신호의 신호 레벨을 미소 어레이 구성의 배치에 따라서 신호 레벨을 서로 연결하고, 신호 패턴을 이끈다. 검지면(110)상에 있어서의 빗방울 부착에 의한 전반사 조건의 상이나 산란 조건의 상이 등이 있으면, 대응하는 각각의 미소 수광 소자에 있어서의 광검출 신호 레벨이 개개로 다르게 되고, 신호 패턴 중에 저하 부분이나 증가부분 등이 출현한다. 본원은 이와 같이 신호 패턴을 해석함으로써, 검지면상의 부착물의 유무, 종류, 섬광 현상 발생의 유무 등을 검출하는 것이다.

이하에, 부착물 검출모드의 신호 패턴, 광산란성 부착물 검출모드의 신호 패턴, 외계광 증가 검출모드의 신호 패턴과 이들 신호 패턴을 이용한 해석을 상세하게 설명한다. 예로서 검지면(110)상에 나란한 3개의 빗방울이 존재하는 것으로 하고, 상기 3개의 동작 각각에 대해 최초에 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 없는 경우를 설명하고, 다음에 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 있는 경우를 설명한다.

우선, 부착물 검출모드에 있어서의 동작을 설명한다.

도 15는 본 발명의 부착물 검출장치가 부착물 검출모드에 있는 경우의 검지면상의 l개의 빗방울 부착물에 있어서의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 부착물 검출모드에서는 전반사용 광원(10a)으로부터 광이 검지면(110)에 조사되고, 산란용 광원(20a)은 정지되어 있다. 검지면(110)의 빗방울 부착 부분에 있어서는, 상기에 검토한 바와 같이 검지면(110)에 있어서의 전반사 조건이 만족되지 않고, 조사광이 외계로 빠져나가 버린다. 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 없는 경우, 수광 소자부(50a)의 대응하는 수광 소자에는 원리적으로는 광이 수광되지 않게 된다. 이 때문에 신호 패턴의 대응하는 부분에 있어서, 상대적으로 주위의 신호 레벨에 대한 신호 레벨 저하 부분이 검출되게 된다. 이 예에서는 빗방울이 3군데 있으므로 신호 패턴에 있어서 저하 부분을 3군데 볼 수 있게 된다. 그 모양을 나타낸 것이 도 19의 상단 좌측의 신호 패턴이다. 도 19의 상단 좌측에 도시하는 바와 같이, 주위의 신호 레벨에 비해 상대적으로 저하하고 있는 패턴 부분을 3군데 볼 수 있다.

다음에, 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 있는 경우에 있어서의 부착물 검출모드의 동작을 설명한다. 도 16은 섬광 현상을 일으키는 외계광이 부착물 검출장치에 입사한 경우의 모양을 도시하는 도면이다. 도 16과 같이 외계광이 검지면(110)상의 빗방울에 입사한 경우, 빗방울의 표면 형상 효과에 의해 섬광 현상이 일어나고, 외계광의 일부가 수광 소자부(50a)의 미소 수광 소자(51)에서 수광된다. 그 신호 패턴을 도 19의 상단 우측에 도시한다. 전반사용 광원으로부터의 조사광은 상기한 바와 같이 빗방울 부착 부분에서는 외계로 빠져나가 그만큼의 광검출 신호 레벨이 저하하게 되는데, 빗방울의 형상 효과에 의해 굴절되거나 난반사된외계광의 수광에 의해, 검출되는 광량 레벨이 전체적으로 증가하고, 특히 빗방울 부착 부분에 대응하는 미소 수광 소자에서는 상대적으로 많은 외계광이 수광되게 된다. 이 때문에, 광검출 신호에 있어서, 전반사광에 의한 신호 레벨의 저하분과 섬광에 의한 신호 레벨 증가분이 상쇄되게 된다. 도 19의 상단 우측에 도시하는 바와 같이, 도 19의 상단 좌측의 섬광 현상을 일으키는 외계광 입사가 없는 경우에 비해, 신호 패턴에 있어서의 저하 부분의 상대적 크기가 둔해지는 것을 알 수 있다. 또, 이 예에서는 빗방울의 존재에 의한 전반사용 광원광의 신호 레벨의 상대적 저하분이, 외계광에 의한 신호 레벨의 상대적 증가분보다 큰 경우로 되어 있는데, 빗방울의 존재에 의한 전반사용 광원광의 신호 레벨의 상대적 저하분이 외계광에 의한 신호 레벨의 상대적 증가분보다 작은 경우에는 빗방울 부착에 대응하는 신호 패턴 부분에 증가 패턴을 볼 수 있게 된다.

다음에, 광산란성 부착물 검출모드에 있어서의 동작을 설명한다.

도 17은 본 발명의 부착물 검출장치가 광산란성 부착물 검출모드에 있는 경우의 검지면상의 1개의 빗방울 부착물에 있어서의 모양을 도식적으로 도시한 것이다. 광산란성 부착물 검출모드에서는 산란용 광원(20a)으로부터 광이 검지면(110)에 조사되고, 전반사용 광원(10a)은 정지되어 있다. 빗방울은 광산란성이 부족하고, 원리적으로는 광산란이 일어나지 않으므로, 조사광이 외계로 빠져나가 버린다. 이 경우도, 원리적으로는 수광 소자부(50a)의 대응하는 수광 소자에는 광이 수광되지 않게 된다. 이 때문에 산란광은 투과되어 버리고, 빗방울 부착의 구별 없이 각 수광 소자의 광검출 신호는 어느 것이나 동일하게 낮은 신호 레벨이 된다. 신호패턴을 도시한 것이 도 19의 중단 좌측이다. 도 19의 중단 좌측에 보는 바와 같이 신호 패턴은 낮게 평탄하고, “신호 레벨 패턴 변화 무”가 검출되게 된다. 다음에, 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 있는 경우에 있어서의 광산란성 부착물 검출모드의 신호 패턴을 도시한다. 도 16에 도시한 바와 같이 섬광을 일으키는 강한 광이 입사한 경우에는 빗방울에 있어서 굴절되거나 난반사된 외계광이 수광 소자부(50a)에서 수광되고, 미소 수광 소자 전체에 걸쳐 검출되는 광량 레벨이 증가하고, 또한, 빗방울 부착 부분에서는 상대적으로 많은 광이 수광되게 되어, 상대적으로 신호 레벨이 증가하게 된다. 이 때문에 도 19의 중단 우측에 도시하는 바와 같이, 신호 패턴에 있어서 빗방울 부착에 대응하는 부분에서 신호 레벨 증가 패턴을 볼 수 있게 된다.

다음에, 외계광 증가 검출모드에 있어서의 동작을 설명한다.

도 18은 본 발명의 부착물 검출장치의 외계광 증가 검출모드의 동작을 도식적으로 도시한 것이다. 외계광 증가 검출모드에서는 전반사용 광원(10a) 및 산란용 광원(20a) 양방 모두 소등되고, 양 광원으로부터의 조사광이 검지면(110)에 조사되는 일은 없다. 즉 이 외계광 증가 검출모드에서는 외계로부터 입사하고, 직접 수광 소자부(50a)에 수광되는 외계광의 광량을 검출한다.

또한, 상기의 장치 구성의 설명에 있어서 기술한 바와 같이, 이 예에서, 수광 소자부(50a)는 전반사용 광원이 47°의 각도로 배치되어 있으므로, 수광 소자부(50a)도 대략 47°부근의 각도로 배치되게 된다. 이 때문에, 외계로부터 직접 입사하는 광의 대부분은 입사되지 않게 되고, 빗방울의 형상 효과에 의거하는섬광에 의한 외계광만이 수광 소자부(50a)에서 수광되게 된다.

또, 섬광을 일으키는 강한 외계광은 가로등의 광이나 대향 차의 헤드 라이트광이 상정된다. 본 발명의 부착물 검출장치를 탑재한 차 등이 가로등 아래를 통과한 경우나, 대향 차의 헤드 라이트광에 의해 비추어진 경우 등은 외계환경의 광 레벨에 비해 강한 광이 부착물에 닿고, 도 1에 도시한 바와 같이 부착물의 형상 효과에 따라서 난반사광이 발생하고, 그 난반사광의 일부가 수광 소자부(50a)에 수광된 것으로 추정할 수 있다.

신호 패턴의 예를 도시한다. 도 19의 하단의 좌측이 섬광 현상을 일으키는 강한 외계광 입사가 없는 경우, 도 19의 하단 우측이 섬광 현상을 일으키는 강한 외계광 입사가 있는 경우이다. 섬광 현상을 일으키는 강한 외계광 입사가 없는 경우는 원리적으로 수광 소자부(50a)의 각 미소 수광 소자에 있어서 광 신호의 검출은 없고, 도 19의 하단 좌측에 보는 바와 같이 신호 패턴은 낮고 평탄하며, “신호 레벨 패턴 변화 무”가 검출되게 된다. 섬광 현상을 일으키는 외계광의 입사가 있는 경우는 각 미소 수광 소자에 있어서 검출되는 광량 레벨은 전체적으로 증가하고, 또한, 빗방울 부착부분에서는 상대적으로 많은 굴절광이나 난반사광이 수광되게 되고, 신호 레벨이 증가하게 된다. 도 19의 하단 우측에 도시하는 바와 같이, 빗방울 부착에 대응하는 신호 패턴에 있어서 증가 부분을 볼 수 있게 된다.

또, 외계광의 각도인데, 섬광 현상은 난반사를 일으키기 때문에 외계광의 각도에 의존하지 않는다. 도 18B 및 C는 실제로 부착물의 형상 효과에 따라서 발생한 난반사광의 일부가 수광 소자부(50a)에 수광될 수 있는 것을 확인한 결과를 도시하는 도면이다. 도 18A에서 보는 바와 같이, 가로등의 광이나 대향 차로부터의 헤드 라이트광 등 강한 광을 각도를 바꿔 검지면(110)상에 두껍게 솟아오른 빗방울(120)에 대해 입사시키고, 도 18B는 -80°의 각도로부터 강한 광을 닿게 한 경우에 수광 소자부(50a)에서 얻어진 광검출 신호 패턴을 도시하고 있고, 도 18C는 +80°의 각도에서 강한 광을 닿게 한 경우에 수광 소자부(50a)에서 얻어진 광검출 신호 패턴의 모양을 도시하고 있다. 또, 도 18A의 장치 구성에서는 각 구성 요소가 지면에 수직방향으로 어레이상으로 형성되어 있는데, 도 18B와 도 18C는 설명의 편의상, 지면 수평방향에 각 미소 수광 소자로부터 얻어진 신호 레벨을 연결한 형의 신호 패턴을 도시하고 있다. 도 18B에 보는 바와 같이 빗방울(120)에 대해 -80°의 각도로 입사한 광에 의해서도 도 19의 하단 우측과 동일한 광검출 신호 패턴이 얻어지고, 또한, 도 18C에 보는 바와 같이 빗방울(120)에 대해 +80°의 각도에서 입사한 경우라도 동일한 광검출 신호 패턴이 얻어진다. 이와 같이 외계환경에 대해 충분히 강한 광이 두껍게 솟아오른 빗방울(120)에 입사하면, 어느 쪽의 입사 각도라도 난반사가 발생하고, 수광 소자부(50a)에서 광검출 신호가 증가한다. 즉, 외계광 증가 검출모드의 구성에서 수광 소자부(50)의 광검출 신호를 조사하면, 부착물의 형상효과에 의거해 발생한 난반사광의 영향에 의한 광량의 증가를 검출할 수 있다.

이상, 부착물 추정부(60a)는 도 19의 하단 좌우의 신호 패턴의 비교로부터, 신호 패턴 중에 증가 부분이 보이는 경우에는, 빗방울 부착의 표면 형상 효과에 의한 섬광 현상이 발생하는 것으로 추정할 수 있다.

이상, 부착물 검출모드의 신호 패턴, 광산란성 부착물 검출모드의 신호 패턴, 외계광 증가 검출모드의 신호 패턴을 이용하여 해석을 행함으로써, 섬광 현상의 발생을 추정하는 것이 가능해진다.

도 20은 부착물 추정부(60a)에 의한, 부착물이 빗방울인지 섬광 현상이 발생하는지 여부의 추정 처리를 도시하는 순서도이다.

우선, 부착물 추정부(60a)는 가동 모드를 부착물 검출모드에 설정하고, 전반사용 광원(10a)에 광조사 제어 신호를 보낸다(단계 S2001). 전반사용 광원(10a)은 검지면(110)에 조사광을 조사하고, 수광 소자부(50a)는 검지면(110)에서의 반사광을 수광한다.

다음에, 부착물 추정부(60a)는 수광 소자부(50a)의 각 수광 소자로부터의 검출 신호를 기초로 신호 패턴을 취득한다(단계 S2002).

다음에, 부착물 추정부(60a)는 신호 패턴을 해석하여, 그 변화를 검지한다(단계 S2003).

부착물 추정부(60a)는 신호 패턴을 기초로 “신호 패턴 저하 부분 유”,“신호 패턴 증가 부분 유”,“신호 패턴 변화 부분 무”의 3상태 중 어느 하나를 검지한다(단계 S2004).

다음에, 부착물 추정부(60a)는 가동 모드를 광산란성 부착물 검출모드에 설정하고, 광산란용 광원(20a)에 광조사 제어신호를 보낸다(단계 S2005). 산란용 광원(20a)은 검지면(110)에 조사광을 조사하고, 수광 소자부(50a)는 검지면(110)으로부터의 산란광을 수광한다.

다음에, 부착물 추정부(60a)는 수광 소자부(50a)의 각 수광 소자로부터의 검출 신호를 기초로 신호 패턴을 취득한다(단계 S2006).

다음에, 부착물 추정부(60a)는 신호 패턴을 해석하여, 그 변화를 검지한다(단계 S2007).

부착물 추정부(60a)는 신호 패턴을 기초로 “신호 패턴 저하 부분 유”,“신호 패턴 증가 부분 유”,“신호 패턴 변화 부분 무”의 3상태 중 어느 하나를 검지한다(단계 S2008).

다음에, 부착물 추정부(60a)는 가동 모드를 외계광 증가 검출모드에 설정하고, 전반사용 광원(10a) 및 광산란용 광원(20a) 양방을 소등하고, 광조사 제어 신호를 보내지 않는다(단계 S2009). 수광 소자부(50a)는 외계에서 입사하는 광만을 수광한다.

다음에, 부착물 추정부(60a)는 수광 소자부(50a)의 각 수광 소자로부터의 검출신호를 기초로 신호 패턴을 취득한다(단계 S2010).

다음에, 부착물 추정부(60a)는 신호 패턴을 해석하고, 그 변화를 검지한다(단계 S2011).

부착물 추정부(60a)는 신호 패턴을 기초로 “신호 패턴 저하 부분 유”,“신호 패턴 증가 부분 유”,“신호 패턴 변화 부분 무”의 3상태 중 어느 하나를 검지한다(단계 S2012).

다음에, 부착물 추정부(60a)는 단계 S2004에 있어서의 부착물 검출모드에서의 검지 결과, 단계 S2008에 있어서의 광산란성 부착물 검출모드에서의 검지 결과,단계 S2012에 있어서의 외계광 증가 검출모드에서의 검지 결과의 조합에 따라, 부착물의 유무, 부착물의 형상효과에 의거하는 섬광 현상을 추정한다(단계 S2013).

해당 광검출 결과와 추정결과의 관계를 도 21에 도시한다. 도 21(1)란에 도시하는 바와 같이, 부착물 검출모드, 광산란성 부착물 검출모드, 외계광 증가 검출모드의 어느 것에 있어서도 “신호 패턴 변화 부분 무”가 얻어지는 경우는 부착물도 존재하지 않고, 섬광 현상도 발생하지 않는 것으로 추정한다. 도 21(2)란에 도시하는 바와 같이, 부착물 검출모드에서 “신호 패턴 저하 부분 유”, 광산란성 부착물 검출모드에서 “신호 패턴 변화 부분 유”, 외계광 증가 검출모드에서 “신호 패턴 변화 부분 무”가 검지된 경우, 빗방울 부착이 존재하지만 섬광 현상은 발생하지 않는 것으로 추정한다. 도 21(3)란에 도시하는 바와 같이, 부착물 검출모드에서 “신호 패턴 저하 부분 유”, 광산란성 부착물 검출모드에서 “신호 패턴 증가 부분 유”, 외계광 증가 검출모드에서 “신호 패턴 증가 부분 유”가 검지된 경우, 빗방울 부착이 존재하여, 섬광 현상이 발생하는 것으로 추정한다.

부착물 추정부(60a)는 상기 추정결과를 나타내는 출력신호를 출력하고(단계 S2014), 처리가 계속되는 경우(단계 S2015 : Y)에는 단계 S2001로 되돌아가고, 처리가 계속되지 않는 경우(단계 S2016 : N)에는 종료한다.

이상, 본 실시형태 3의 부착물 검출장치에 의하면, 검지면상에 있어서의 부착물이 있고, 해당 부착물이 빗방울인지, 해당 부착물에 의해 표면 형상 효과가 일어났는지, 특히 섬광 현상이 일어났는지를 추정할 수 있다. 또한, 미소 어레이 구성에 대응하여 얻어진 광검출 신호의 신호 패턴을 해석하여 상대적인 신호 패턴의 변화를 기초로 부착물의 유무, 섬광 현상의 유무를 추정할 수 있다. 신호 패턴중의 상대적인 변화를 해석하므로, 세세한 부착물의 유무도 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한, 온도 특성 등에 의한 환경의 변화의 영향도 잘 받지 않는다.

(실시형태 4)

실시형태 4는 본 발명의 제1 또는 제2의 부착물 검출장치를 이용한 제어장치의 일실시 형태로서, 부착물 검출장치를 레인 센서로서 이용하는 윈도우 와이퍼 제어장치의 장치 구성예를 도시하는 것이다.

도 22는 본 발명의 제1 또는 제2의 부착물 검출장치를 레인 센서로서 이용하는 윈도우 와이퍼 제어장치의 블록도의 예이다. 700이 실시형태 1∼3에서 도시한 본 발명의 제1 또는 제2의 부착물 검출장치를 이용한 레인 센서의 기능 블록, 710이 윈도우 와이퍼 제어부, 720이 윈도우 와이퍼 구동부, 730이 윈도우 와이퍼이고, 도시와 같이 접속되어 있다. 또한, 도 23은 본 실시형태 4의 윈도우 와이퍼 제어 장치의 처리 동작의 유통의 일례를 도시하는 순서도이다.

레인 센서(700)는 실시형태 1부터 실시형태 3에서 설명한 바와 같이 각 요소의 설치 각도나 재질이 선택된 것이고, 강우에 의한 빗방울을 검지 대상으로 하고, 각 수광 소자로부터의 광검출 신호를 출력하는 것이다. 또한, 레인 센서로서 사용하는 부착물 검출장치의 부착물 추정부는 실시형태 1에서 도시한 빗방울의 존재 검지, 빗방울에 의한 난반사 발생의 추정, 섬광 현상 발생의 추정이 가능한 것으로한다.

레인 센서(700)는 부착물 추정부의 출력 신호로서, “부착물 무” 추정 신호, “빗방울 부착 유”추정 신호, “광산란성 부착물 유”추정 신호, “섬광 현상 유” 추정 신호의 검출 신호를 출력하는 것으로 한다.

윈도우 와이퍼 제어부(710)는 레인 센서(700)의 부착물 추정부에서의 각종 추정신호를 입력으로 하고, 윈도우 와이퍼 구동부(720)에 대해, 윈드 실드 표면의 각 추정상태에 따른 와이퍼 제어신호를 출력하는 것이다.

예를 들면, “부착물 무”추정 신호에 대해서는 와이퍼 정지상태로 하는 제어신호를 출력한다.

“빗방울 부착 유”추정 신호와 “섬광 현상 유” 추정 신호에 대해서는, 와이퍼 구동상태로 하는 제어 신호를 출력한다. 특히 “섬광 현상 유”의 경우에 와이퍼 구동 간헐 시간을 짧게 하여 신속하게 섬광 현상을 해소할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 와이퍼의 동작에 있어서 간헐 모드를 갖고 있는 장치에 있어서, 빗방울의 부착량보다 와이퍼 동작은 간헐 모드가 적절하다고 판단되는 상태에서, 섬광 현상 유라고 판단된 경우에는 긴급적으로 와이퍼 구동하는 제어신호를 출력하도록 해도 된다.

“흙탕물 부착 유” 추정 신호에 대해서는, 세정액 분사를 행하고, 충분히 진흙이 달라붙지 않게 되어 와이퍼에 의한 불식을 할 수 있는 상태가 된 후에 와이퍼 구동상태로 하는 제어신호를 출력한다. 흙탕물의 불식에는 세정액에 의해 진흙의 달라붙음을 없애고 나서 와이퍼로 불식하는 것이 바람직하다고 상정되기 때문이다.

윈도우 와이퍼 구동부(720)는 윈도우 와이퍼 제어부(710)로부터의 제어신호를 입력으로 하고, 윈도우 와이퍼(730)의 구동을 제어하는 것이다.

윈도우 와이퍼(730)는 윈도우 와이퍼 구동부(720)에 의해 토크 등이 주어져 구동되고, 정지상태, 구동상태를 가진다. 구동상태에는 간헐 구동의 피치가 짧은 것이나 긴 것 등 다수의 상태가 있을 수 있다. 구동상태에 있어서 윈드 실드의 소정 표면을 불식한다.

도 23의 순서도를 참조하면서, 윈도우 와이퍼 제어 장치의 처리동작의 흐름을 설명한다.

윈도우 와이퍼 제어장치가 가동중인 경우(단계 S2301 : Y), 윈도우 와이퍼 제어부(710)는 레인 센서(700)의 부착물 추정부에서의 제어신호를 모니터한다(단계 S2302).

윈도우 와이퍼 제어부(710)는 부착물 추정부에서의 제어신호를 디코드하고, 그 제어내용을 해석한다(단계 S2303).

윈도우 와이퍼 제어부(710)는 단계 S2303에서 얻은 제어내용에 따라서, 윈도우 와이퍼(730)의 구동을 제어한다(단계 S2304). 단계 S2304의 후, 다시 단계 S2301에 루프하여 제어를 계속한다(단계 S2301로 되돌아간다).

도 24는 본 발명의 부착물 검출장치를 레인 센서로서 이용한 윈도우 와이퍼 제어장치의 부착 구성예를 간단히 도시한 도면이다. 도 24에 도시하는 바와 같이,부착물 검출장치인 레인 센서(700)를, 차의 백 미러(900)의 이면에 있는 윈드 실드 부분(910)에 부착하고 있다. 이와 같이 백 미러(900)의 이면의 윈드 실드 부분(910)에 부착함으로써 운전자의 운전 시계를 불필요하게 가리지 않고, 또한, 검지면을 윈드 실드 상에 확보할 수 있다. 윈도우 와이퍼 제어부(710)와 윈도우 와이퍼 구동부(720)는 도시하지 않지만, 윈도우 와이퍼(730) 부근의 차용품으로서 캐빈내에 저장되어 있는 것으로 한다.

이상, 본 실시형태 4에 도시한 부착물 검출장치를 이용한 제어장치는 일례이고, 본 발명의 부착물 검출장치는 상기의 구체적 장치 구성예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상에 따라서 다른 장치 구성도 가능하고, 윈도우 와이퍼 제어장치 이외의 용도에도 이용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

본 발명의 부착물 검출장치에 의하면, 검지면상에 있어서의 부착물의 존재 유무의 검출뿐만 아니라, 부착물의 표면 형상, 특히 표면 곡률이 작은 형상을 가지는 빗방울의 존재를 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 부착물 검출장치에 의하면, 검지면상에 있어서의 부착물의 표면 형상 효과로서 생기는 섬광 현상을 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 부착물 검출장치에 의하면, 미소 어레이 구성에 대응하여 얻어진 광검출 신호의 신호 패턴을 해석하고, 신호 패턴중의 상대적인 변화를 기초로, 부착물의 유무, 종류, 상태를 추정할 수 있다. 신호 패턴 중의 상대적인 변화를 해석하므로, 세세한 부착물의 유무도 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한, 온도특성 등에 의한 환경의 변화의 영향도 잘 받지 않는다.

또한, 본 발명의 부착물 검출장치를 이용한 제어장치에 의하면, 본 발명의 부착물 검출장치에 의해 부착물이 빗방울의 표면 형상, 섬광 현상 발생의 추정에 따라 그 제어내용을 제어할 수 있고, 예를 들면, 부착물 검출장치를 레인 센서로 하고, 부착물 검출장치를 이용한 제어장치를 와이퍼 제어장치로 하면, 윈드 실드 상의 빗방울의 표면 형상 효과의 추정에 따라 와이퍼 구동상태를 제어할 수 있다.

Claims

전반사용 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 출사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 검지면을 통해 외계로부터 입사하는 외계광 및 상기 검지면으로부터의 상기 전반사용 광원의 반사광을 검출하는 수광부와,

상기 수광부가 검지한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 검지면상에서의 반사 조건의 변화에 의한 신호 레벨 저하 변화를 검출하여 상기 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출부와,

상기 수광부에 수광되는 외계광에 의한 신호 증가의 유무를 검출하는 외계광 증가 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 외계광 증가 검출부에 의해 신호 레벨의 증가가 검출된 경우, 섬광 현상이 일어나는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 외계광 증가 검출부가 검출한 외계광의 입사량의 증가 비율에 따라 상기 섬광 현상의 강도를 평가하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
전반사용 광원과 산란용 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 출사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되고, 또한, 상기 산란용 광원으로부터 출사되어 상기 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 조사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 검지면을 통해 외계로부터 입사하는 외계광, 상기 검지면으로부터의 상기 전반사용 광원의 반사광 및 상기 검지면으로부터의 상기 산란용 광원의 산란광을 검출하는 수광부와,

상기 수광부가 검지한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 전반사용 광원으로부터의 신호 레벨의 변화를 검출하여 상기 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출부와,

상기 수광부가 검지한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 산란용 광원으로부터의 신호 레벨의 변화를 검출하여 상기 부착물이 광산란성이 있는 부착물인지 여부를 검출하는 광산란성 부착물 검출부와,

상기 수광부에 수광되는 외계광에 의한 신호 증가의 유무를 검출하는 외계광 증가 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제4항에 있어서, 상기 외계광 증가 검출부가 검출한 외계광의 입사량의 증가 비율에 따라 상기 섬광 현상의 강도를 평가하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제4항에 있어서, 상기 부착물 검출부에 의해 부착물의 존재가 검출되고, 상기 광산란성 부착물 검출부에 의해 부착물의 광산란성이 검출되지 않고, 상기 외계광 증가 검출부에 의해 외계광 입사량 증가가 검출된 경우, 상기 부착물의 형상 효과에 기인하여 섬광 현상이 발생한 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제4항에 있어서, 상기 부착물 검출부가 가동되는 경우에는 상기 광산란용 광원을 소등하고, 상기 광산란성 부착물 검출부가 가동되는 경우에는 상기 전반사용 광원을 소등하고, 상기 외계광 증가 검출부가 가동되는 경우에는 상기 전반사용 광원 및 상기 광산란용 광원을 소등하고, 상기 부착물 검출부와 상기 광산란성 부착물 검출부와 상기 외계광 증가 검출부를 바꾸면서 이용하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

외계광에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와,

상기 결상 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 수광 소자 어레이를 구비한 부착물 검출장치에 있어서,

상기 수광 소자 어레이가 다수의 미소 수광 소자를 구비하고, 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴을 생성하고,

상기 검지면상의 부착물의 부착상태에 대응한 신호 패턴을 출력하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제8항에 있어서, 상기 신호 패턴에 있어서, 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴부분과 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴부분이 있는 경우, 섬광 현상이 일어나는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제8항에 있어서, 부착물의 존재가 검출되고, 섬광이 일어나는 것으로 추정된 경우, 상기 부착물이 빗방울이고, 해당 빗방울의 형상 효과에 기인하여 섬광 현상이 발생한 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
전반사용의 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 전반사용의 광원에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와,

다수의 미소 수광 소자를 구비하고, 상기 결상계 렌즈로부터의 광을 수광하여, 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴으로서 출력하는 수광 소자 어레이와,

상기 전반사용 광원으로부터의 조사광에 의해 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴부분을 검출하면, 상기 패턴부분에 대응하는 검지면상의 부착물의 존재를 검출하고,

상기 전반사용의 광원을 소등하고, 외계광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 섬광이 일어나는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제11항에 있어서, 부착물의 존재가 검출되고, 섬광이 일어나는 것으로 추정된 경우, 상기 부착물이 빗방울이고, 해당 빗방울의 형상 효과에 기인하여 섬광 현상이 발생한 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
전반사용과 산란용의 광원을 구비하고, 상기 전반사용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되고, 또한, 상기 산란용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 산란되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 전반사용 및 산란용의 광원에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와,

다수의 미소 수광 소자를 구비하고, 상기 결상계 렌즈로부터의 광을 수광하고, 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라배열한 신호 패턴으로서 출력하는 수광 소자 어레이와,

상기 전반사용 광원으로부터의 조사광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴 부분에 대응하는 검지면상의 부착물의 존재를 검출하고,

상기 산란용 광원으로부터의 산란광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴 부분에 대응하는 검지면상의 광산란성 부착물의 존재를 검출하고,

상기 전반사용 및 산란용의 광원을 소등하고, 외계광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 섬광이 일어나는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제13항에 있어서, 부착물의 존재가 검출되고, 광산란성 부착물의 존재가 검출되지 않아, 섬광이 일어나는 것으로 추정된 경우, 상기 부착물이 빗방울이고, 해당 빗방울의 형상 효과에 기인하여 섬광 현상이 발생한 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
제13항에 있어서, 상기 전반사용 광원 및 상기 산란용 광원을 소등하는 모드와, 상기 전반사용 광원을 점등하고, 상기 산란용 광원을 소등하는 모드와, 상기 전반사용 광원을 소등하고, 상기 산란용 광원을 점등하는 모드의 3개의 모드를 바꾸는 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 부착물 검출장치.
상기 검지면을 자동차의 윈드 실드상에 설치하고, 상기 윈드 실드에 부착된 부착물의 존재를 검지하는 레인 센서로 한 청구항 1∼15 중 어느 한 항 기재의 부착물 검출장치와,

윈도우 와이퍼 구동부와,

윈도우 와이퍼 제어부를 구비하고,

상기 윈도우 와이퍼 제어부가 상기 부착물 검출장치로부터의 출력에 따라서 상기 윈도우 와이퍼 구동부의 제어내용을 변경하는 것을 특징으로 하는 윈도우 와이퍼 장치.
전반사용 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 출사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 검지면을 통해 외계로부터 입사하는 외계광 및 상기 검지면으로부터의 상기 전반사용 광원의 반사광을 검출하는 수광 처리와,

상기 수광 처리에서 검출한 광검출 신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 검지면상에서의 반사 조건의 변화에 의한 신호 레벨 저하 변화를 검출하여 상기 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출처리와,

상기 수광 처리에서 검출한 광신호에 있어서의, 외계광에 의한 신호 증가의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출방법.
전반사용 광원과 산란용 광원을 구비하고, 상기 전반사용 광원으로부터 출사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되고, 또한, 상기 산란용 광원으로부터 출사되어 상기 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 조사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 검지면을 통해 외계에서 입사하는 외계광, 상기 검지면으로부터의 상기 전반사용 광원의 반사광 및 상기 검지면으로부터의 상기 산란용 광원의 산란광을 검출하는 수광 처리와,

상기 수광 처리에서 검출한 광신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 전반사용 광원으로부터의 신호 레벨의 변화를 검출하여 상기 부착물의 존재를 검출하는 부착물 검출처리와,

상기 수광 처리에서 검출한 광신호에 있어서의, 부착물에 의한 상기 산란용 광원으로부터의 신호 레벨의 변화를 검출하여 상기 부착물이 광산란성이 있는 부착물인지 여부를 검출하는 부착물 검출처리와,

상기 수광 처리에서 검출한 광신호에 있어서의, 외계광에 의한 신호 증가의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출방법.
투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

외계광에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와, 상기 결상 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 다수의 미소 수광 소자를 구비한 수광 소자 어레이를 이용하여,

상기 수광 소자 어레이의 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴을 생성하고,

상기 검지면상의 부착물의 부착상태에 대응한 신호 패턴을 출력하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출방법.
전반사용의 광원을 구비하고, 상기 전반사용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 전반사용의 광원에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와, 상기 결상 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 다수의 미소 수광 소자를 구비한 수광 소자 어레이를 이용하고,

상기 수광 소자 어레이의 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴을 생성하고,

상기 전반사용 광원으로부터의 조사광에 의해 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴 부분에 대응하는 검지면상의 부착물의 존재를 검출하고,

상기 전반사용의 광원을 소등하고, 외계광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴 부분을 검출하면, 섬광이 일어나는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출방법.
전반사용과 산란용의 광원을 구비하고, 상기 전반사용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 반사되고, 또한, 상기 산란용의 광원으로부터 발사되어 투명성 기판 내에 도입된 입사광이 산란되는 상기 투명성 기판의 외표면을 검지면으로 하고,

상기 전반사용 및 산란용의 광원에 의해 조사된 상기 검지면을 결상시키는 결상계 렌즈와, 상기 결상 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 다수의 미소 수광 소자를 구비한 수광 소자 어레이를 이용하고,

상기 수광 소자 어레이의 각 미소 수광 소자로부터의 광검출 신호를 이들 미소 수광 소자의 배열에 따라 배열한 신호 패턴을 생성하고,

상기 전반사용 광원으로부터의 조사광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 낮은 신호 패턴 부분을 검출하면, 이 패턴부분에 대응하는 검지면상의 부착물의 존재를 검출하고,

상기 산란용 광원으로부터의 산란광에 의해 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 상기 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은신호 패턴 부분을 검출하면, 상기 패턴부분에 대응하는 검지면상의 광산란성 부착물의 존재를 검출하고,

상기 전반사용 및 산란용의 광원을 소등하고, 외계광에 의해서 상기 수광 소자 어레이에서 얻어지는 신호 패턴 중에, 주위의 신호 레벨로부터 상대적으로 신호 레벨이 높은 신호 패턴부분을 검출하면, 섬광이 일어나는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 부착물 검출방법.