TWI740346B - 異物偵測系統及方法 - Google Patents

異物偵測系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI740346B
TWI740346B TW109100821A TW109100821A TWI740346B TW I740346 B TWI740346 B TW I740346B TW 109100821 A TW109100821 A TW 109100821A TW 109100821 A TW109100821 A TW 109100821A TW I740346 B TWI740346 B TW I740346B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
optical
receiver
foreign
control circuit
Prior art date
Application number
TW109100821A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202126519A (zh
Inventor
呂藝全
蘇持恒
Original Assignee
茂達電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 茂達電子股份有限公司 filed Critical 茂達電子股份有限公司
Priority to TW109100821A priority Critical patent/TWI740346B/zh
Priority to CN202010055536.9A priority patent/CN113132003B/zh
Priority to US16/843,631 priority patent/US11958413B2/en
Publication of TW202126519A publication Critical patent/TW202126519A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI740346B publication Critical patent/TWI740346B/zh

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/06Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior
    • B60R1/0602Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior comprising means for cleaning or deicing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0795Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818Wipers 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
    • B60S1/0822Wipers 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 characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833Optical rain sensor
    • B60S1/0844Optical rain sensor including a camera
    • B60S1/0848Cleaning devices for cameras on vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/0252Constructional arrangements for compensating for fluctuations caused by, e.g. temperature, or using cooling or temperature stabilization of parts of the device; Controlling the atmosphere inside a photometer; Purge systems, cleaning devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/077Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal
    • H04B10/0771Fault location on the transmission path

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本發明公開一種異物偵測系統及方法。控制電路配置以控制光發射器以及光接收器的運作。光發射器鄰設於受檢物體,配置以朝受檢物體發射光訊號。光接收器鄰設於受檢物體,並位於光訊號被受檢物體反射後行進的路徑上。光接收器配置以接收被反射至光接收器的光訊號。在前置作業中,控制電路取得並定義光接收器在受檢物體上無異物時所接收到的光訊號為一第一反射光訊號。在檢測作業中,控制電路比對光接收器目前接收到的光訊號與第一反射光訊號具有差值時,判定受檢物體上有異物。

Description

異物偵測系統及方法
本發明涉及偵測技術,特別是涉及一種異物偵測系統及方法。
在汽車日常的使用中,後視鏡是重要的安全裝置之一,掌握車身和後方的道路和車況,以提升駕駛者的交通安全。汽車在日常行駛時,後視鏡上容易附著雨雪灰塵等影響視線的異物,嚴重時會影響行車安全。現有後視鏡所採用的異物偵測技術通常採用影像辨識技術,然而相機鏡頭擷取到的後視鏡的鏡面影像會出現殘影,導致無法正確識別影像以判斷鏡面上是否有異物,進而無法適時清潔後視鏡的鏡面,導致駕駛者可能發生車禍等危險。
本發明所要解決的技術問題在於,針對現有技術的不足提供一種異物偵測系統,包含光發射器、光接收器以及控制電路。光發射器鄰設於受檢物體,配置以朝受檢物體發射光訊號。光接收器鄰設於受檢物體,並位於光訊號被受檢物體反射後行進的路徑上。光接收器配置以接收被反射至光接收器的光訊號。控制電路連接光發射器以及光接收器,配置以控制光發射器以及光接收器的運作。在前置作業中,控制電路取得並定義在受檢物體上無異物時,光接收器所接收到的光訊號為第一反射光訊號。在檢測作業中,控制電路比對光接收器接收到的光訊號與第一反射光訊號具有差值時,判定 受檢物體上有異物。
在一實施態樣中,光接收器包含第一子光接收器以及第二子光接收器,沿光發射器的對角線方向設置。
在一實施態樣中,光發射器包含第一子光發射器以及第二子光發射器,沿光接收器的對角線方向設置。
在一實施態樣中,光接收器接收預定偵測時間內的光訊號。
在一實施態樣中,控制電路判斷受檢物體上有異物時,控制清潔用具清除受檢物體上的異物。
另外,本發明提供一種異物偵測方法,包含以下步驟:利用控制電路控制光發射器以及光接收器的運作;利用光發射器朝受檢物體的受檢物體發射光訊號;利用光接收器偵測並接收被反射至光接收器的光訊號;以及利用控制電路,判斷光接收器目前接收到的光訊號,是否與在受檢物體上無異物時所接收到的光訊號具有差值,若否,判定受檢物體上無異物,若是,判定受檢物體上有異物。
在一實施態樣中,所述異物偵測方法更包含以下步驟:沿光發射器的對角線方向,設置第一子光接收器與第二子光接收器。
在一實施態樣中,所述異物偵測方法更包含以下步驟:沿光接收器的對角線方向,設置第一子光發射器以及第二子光發射器。
在一實施態樣中,所述異物偵測方法更包含以下步驟:設定一預定偵測時間;以及利用光接收器接收預定偵測時間內的光訊號。
在一實施態樣中,所述異物偵測方法更包含以下步驟:利用控制電路判斷受檢物體上有異物時,控制清潔用具清除受檢物體上的異物。
如上所述,本發明提供異物偵測系統及方法,其在受檢物體例如後視鏡頭上設置一組光發射器以及光接收器,採用漸進式感測方式,光發 射器發射光訊號至受檢物體的表面,光接收器偵測受反射後的光訊號,由控制電路判斷光接收器接收的光訊號的能量前後差值時,判定鏡面上有異物,而驅動清潔工具清除鏡面異物。因此,本發明僅需配置體積小的元件並整合內建電子模組,不需再額外增加硬體設備,即可精確地偵測受檢物體的表面上是否有異物,以適時地清潔。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
TX:光發射器
RX1:第一子光接收器
RX2:第二子光接收器
MRS:鏡體
HL:鏡架
RX:光接收器
TX1:第一子光發射器
TX2:第二子光發射器
CV:蓋體
SH:殼體
OB:異物
S101~S119:步驟
TXS:光發射器運作訊號
RXS:光接收器運作訊號
PH1:第一相位
PH2:第二相位
PH3:第三相位
DT:偵測週期
Φ1:第一相位時間
Φ2:第二相位時間
COT:控制電路
PD:光電元件
PR:處理電路
ADC:類比數位轉換器
LGC:邏輯控制電路
CNT:計數電路
DP:數位處理器
OFW:溢位單元
DC:數位控制電路
GA:增益放大電路
SGP:訊號處理單元
AMT:累加單元
FSM:有限狀態機
CLK:時脈訊號
TG:觸發單元
DR:驅動單元
CS:電流源
LED:發光二極體
圖1為本發明實施例的異物偵測系統的一個光發射器與兩個子光接收器應用於後視鏡的元件配置圖。
圖2為本發明實施例的異物偵測系統的一個光接收器與兩個子光發射器應用於後視鏡的元件配置圖。
圖3為本發明實施例的異物偵測系統的未偵測到受檢物體上有異物時的示意圖。
圖4為本發明實施例的異物偵測系統偵測到受檢物體上有異物時的示意圖。
圖5為本發明實施例的異物偵測方法的步驟流程圖。
圖6為本發明實施例的異物偵測系統的兩相位的訊號波形圖。
圖7為本發明實施例的異物偵測系統的四相位的訊號波形圖。
圖8為本發明實施例的異物偵測系統的光發射器、光接收器與控制電路的元件配置圖。
圖9為本發明實施例的異物偵測系統的光接收器的內部電路圖。
圖10為本發明實施例的異物偵測系統的控制電路的內部電路圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是,雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者訊號,但這些元件或者訊號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件,或者一訊號與另一訊號。另外,本文中所使用的術語“或”,應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
請參閱圖1,其為本發明實施例的異物偵測系統的一個光發射器與兩個子光接收器應用於後視鏡的元件配置圖。
本發明實施例的異物偵測系統適用於車輛的後視鏡的鏡體MRS,實務上亦可應用於後車顯示器、戶外監視器、相機的鏡頭、車輛的前檔玻璃等其他可採用光學方式偵測表面上的異物的受檢物體。
如圖1所示,本發明實施例的異物偵測系統包含光發射器TX,沿著車輛的後視鏡的鏡體MRS的鏡面外緣,鄰設於鏡體MRS的鏡面,例如但不限於設置在用於支撐鏡體MRS的鏡架HL上。光發射器TX配置以朝鏡體 MRS的鏡面同時或依序發射多個光訊號,或實務上僅發射單一光訊號。光發射器TX的型態以及所發射的光訊號的角度、方向、範圍、頻率、強度等條件可依據實際應用需求適當的調整。
本發明實施例的異物偵測系統可更包含光接收器。光接收器可包含第一子光接收器RX1以及第二子光接收器RX2,兩者可為相同或不同型態的光接收器。第一子光接收器RX1與第二子光接收器RX2設置於光發射器TX發射出的光訊號被受檢物體的鏡體MRS的鏡面反射後行進的路徑上。第一子光接收器RX1偵測並接收被受檢物體的鏡體MRS的鏡面反射至第一子光接收器RX1的光訊號。同理,第二子光接收器RX2偵測並接收被受檢物體的鏡體MRS的鏡面反射至第二子光接收器RX2的光訊號。
承如上述,在本實施例中,舉例設置一個光發射器TX搭配兩個光接收器即第一子光接收器RX1與第二子光接收器RX2。第一子光接收器RX1可沿光發射器TX的對角線方向與第二子光接收器RX2對稱設置,於鏡體MRS的鏡面上形成3條線(面)網,在此僅舉例說明,本發明不以此為限。應理解,實務上可依據應用的物體的表面形狀、反射係數等參數或因素,適當調整光發射器和光接收器的設置數量和位置。
請參閱圖2,其為本發明實施例的異物偵測系統的一個光接收器與兩個子光發射器應用於後視鏡的元件配置圖。
如圖2所示的實施例與圖1所示的實施例相同之處不在此贅述。兩實施例差異在於,光接收器與光發射器的配置數量和位置不同。詳言之,如圖2所示,本實施例的異物偵測系統包含兩個光發射器(即第一子光發射器TX1以及第二子光發射器TX2)以及一個光接收器RX,沿著受檢物體的表面例如鏡體MRS的鏡面的邊緣彼此相對設置。
舉例而言,第一子光發射器TX1可沿光接收器RX的對角線方向 與第二子光發射器TX2對稱設置。藉此,第一子光發射器TX1、第二子光發射器TX2)與一個光接收器RX三者,於鏡體MRS的鏡面上形成3條線(面)網,在此僅舉例說明,本發明不以此為限。
光接收器RX設置在光訊號被受檢物體的鏡體MRS的鏡面反射後行進的路徑上。在第一子光發射器TX1、第二子光發射器TX2或兩者對鏡體MRS的鏡面發射光訊號之後,光接收器RX接收光訊號受鏡體MRS的鏡面反射形成的光訊號。
請參閱圖3和圖4,其中圖3為本發明實施例的異物偵測系統的未偵測到受檢物體上有異物時的示意圖;圖4為本發明實施例的異物偵測系統偵測到受檢物體上有異物時的示意圖。
本發明實施例的異物偵測系統包含光發射器TX、光接收器RX以及控制電路,應用於偵測後視鏡的鏡頭的蓋體CV的表面上的異物,實務上亦可將本實施例所述的異物偵測系統應用至本發明其他實施例所舉例的其他受檢物體等。
如圖3所示,後視鏡的鏡架HL固定並支撐鏡體MRS在後視鏡的殼體SH內,並且後視鏡的殼體SH內設有蓋體CV,蓋體CV鄰設於鏡體MRS面對外部環境的一側,蓋闔於殼體SH,以透過蓋體CV將鏡體MRS與外部環境隔開,以阻擋外部環境的異物附著於鏡體MRS的鏡面上。
然而,外部環境的異物可能附著於蓋體CV(其為受檢物體)的表面上,因此在後視鏡的殼體SH內的蓋體CV旁,設置光發射器TX以及光接收器RX。光發射器TX面對鏡體MRS設置,而光接收器RX設置於光發射器TX發射的光訊號受蓋體CV的表面反射後行進的路徑上。光發射器TX與光接收器RX可視求擴增設置的數量和調整位置。
在前置作業中,光發射器TX朝蓋體CV的表面發射的光訊號(可 為單一或多束光線)後,光接收器RX接收受蓋體CV的表面反射的光訊號。控制電路取得並定義在受檢物體上無任何異物時,光接收器RX所接收到的光訊號為第一反射光訊號,之後執行下述實際應用的檢測作業。
在檢測作業中,如圖3所示,沒有任何異物在蓋體CV上。在此情況下,光發射器TX朝蓋體CV的表面發射與在前置作業發射相同的光訊號之後,光訊號將受蓋體CV的表面反射形成第一反射光訊號,入射至光接收器RX。光接收器RX偵測並接收第一反射光訊號。
值得注意的是,如圖4所示,若在蓋體CV上有異物OB。在此情況下,在光發射器TX朝蓋體CV發射與在前置作業發射相同的光訊號之後,部分光訊號將受異物OB反射或折射而發散出去,而未入射至光接收器RX,剩餘的光訊號受蓋體CV的表面反射形成第二反射光訊號,入射至光接收器RX。因此,在蓋體CV的表面上有異物OB時,光發射器TX接收到的第二反射光訊號的能量低於第一反射光訊號。
也就是說,當控制電路比較光接收器RX接收到受反射後的光訊號與第一反射光訊號的能量(例如光強度)相同,可判定蓋體CV上沒有任何異物。然而,當光接收器RX接收到受反射後的光訊號與第一反射光訊號的能量不同,例如接收到能量較低的第二反射光訊號(即部分的第一反射光訊號)時,則判定蓋體CV上有異物OB。
請參閱圖5~圖7,其中圖5為本發明實施例的異物偵測方法的步驟流程圖;圖6為本發明實施例的異物偵測系統的兩相位的訊號波形圖;圖7為本發明實施例的異物偵測系統的四相位的訊號波形圖。本發明實施例的異物偵測方法包含如圖5所示的步驟S101~S119,這些步驟可利用本文實施例的異物偵測系統執行,具體說明如下。
在步驟S101,提供外部電源。
在步驟S103,在外部電源供應電力至控制電路,啟動控制電路。
在步驟S105,利用控制電路,驅動光發射器朝受檢物體(後車顯示器、戶外監視器、相機的鏡頭、車輛的前檔玻璃等)的表面發射光訊號。
在步驟S107,利用發光元件例如發光二極體,依據光發射器的運作狀態而發光,例如但不限於發出紅光。
在步驟S109,利用控制電路驅動光接收器。
在步驟S111,光接收器開始偵測是否有光訊號反射至光接收器。
在步驟S113,光接收器可偵測一預定偵測時間內的光訊號,例如進行N次相位偵測,其中N可為任意適當數值。
例如,如圖6所示,光發射器運作訊號TXS的工作週期為光發射器的運作時間,而光接收器運作訊號RXS的工作週期為光接收器的運作時間。在工作週期內,光發射器朝受檢物體的表面發射光訊號,而光接收器例如但不限於進行2次(N=2)的相位偵測,即第一相位PH1與第二相位PH2,積分時間不限,以偵測被反射至光接收器的光訊號。
又例如,如圖7所示,在偵測週期DT的第一相位時間Φ1和第二相位Φ2內,光接收器例如但不限於分別進行3次(N=3)的相位偵測,即第一相位PH1、第二相位PH2、第三相位PH3,偵測週期時間不限,以偵測被反射至光接收器的光訊號。
在步驟S115,利用控制電路判斷光接收器目前接收到的光訊號,是否與在受檢物體上無異物時所接收到的光訊號具有差值。舉例而言,所述參數可包含光強度、由光電元件將光接收器所接收的光訊號的光能轉換而成的光電流、從光電元件的光電流轉換而成的電壓(例如由光電流對電容充電後,電容具有的電壓)、以及積分時間。
若否,光接收器接收到的受反射的光訊號為上述第一反射光訊 號。在此情況下,控制電路判定受檢物體的表面上沒有任何異物。因此,不需執行步驟S117、S119,若有需要,可回到步驟S111再次執行偵測作業。
然而,若是,利用控制電路則判定受檢物體的表面上具有異物,例如灰塵、砂礫、汙垢等。這意味著,此異物反射、折射或阻擋了光訊號,影響了光訊號的行進路徑,或吸收了光訊號的能量,而削弱了入射至光接收器的光訊號的能量。也就是說,光接收器接收到的受反射的光訊號為上述的第二反射光訊號。在此情況下,接著依序執行步驟S117、S119。
在步驟S117,利用控制電路致能清潔工具。
在步驟S119,利用控制電路控制清潔工具移動至異物所在位置,以清潔受檢物體的表面上的異物,例如利用雨刷清潔前擋玻璃等,在此僅舉例說明,本發明不以此為限。
更精確地,控制電路依據在步驟S115所述的差值,即依據光訊號受異物影響所損耗的光能量,來判斷異物是否需要使用清潔工具進行清潔作業,例如差值大於一差值門檻值時,始執行步驟S117、S119。
又或者,控制電路可依據在步驟S115所述的差值,以及受檢物體的反射係數、光訊號發射角度和入射至光接收器的角度,來判斷異物在受檢物體上的情況,例如異物的所在位置和大小,來判斷異物是否需要使用清潔工具進行清潔作業,並可作為控制清潔工具移動位置的依據。
在執行步驟S119之後,亦可再次回到步驟S111,以確保鏡面是否已清潔乾淨。舉例而言,如圖7所示的偵測週期DT的第一相位時間Φ1內可以多次偵測,相位次數不限(例如第一相位PH1、第二相位PH2等),偵測到受檢物體的表面上有異物,避免外界干擾造成誤動作偵測,而後在偵測週期DT的第二相位時間Φ2內可以多次偵測,相位次數不限(第一相位PH1、第二相位PH2等),偵測受檢物體的表面上的異物已清除,避免外界干擾造成誤動作偵 測。
請參閱圖8,其為本發明實施例的異物偵測系統的光發射器、光接收器與控制電路的元件配置圖。
如圖8所示,本發明實施例的異物偵測系統包含光發射器TX、光接收器RX以及控制電路COT,適用於偵測受檢物體的表面上是否有異物。控制電路COT連接光發射器TX以及光接收器RX。控制電路COT配置以控制光發射器TX朝受檢物體發射光訊號,並控制光接收器RX偵測並接收被反射至光接收器RX的光訊號。
在前置作業中,受檢物體的表面上尚無異物。此時,控制電路COT定義光接收器RX此時接收到的光訊號為一第一反射光訊號。在後續的檢測作業中,控制電路COT比對光接收器RX目前接收到的光訊號與第一反射光訊號不具有差值時,判定受檢物體的表面上無異物。反之,控制電路COT比對光接收器RX目前接收到的光訊號與第一反射光訊號具有差值時,判定受檢物體的表面上有異物。
請參閱圖9,其為本發明實施例的異物偵測系統的光接收器的內部電路圖。本發明實施例的異物偵測系統包含光發射器、光接收器以及控制電路。光接收器(如圖2~圖4所示的光接收器RX或其他圖式中的光接收器)可包含如圖9所示的光電元件PD、處理電路PR、類比數位轉換器ADC、邏輯控制電路LGC、計數電路CNT、數位處理器DP、溢位單元OFW、數位控制電路DC以及增益放大電路GA。
處理電路PR連接光電元件PD、類比數位轉換器ADC、數位控制電路DC以及增益放大電路GA。邏輯控制電路LGC連接類比數位轉換器ADC、數位控制電路DC以及計數電路CNT。數位處理器DP連接增益放大電路GA、計數電路CNT、溢位單元OFW以及數位控制電路DC。數位控制電路DC 連接類比數位轉換器ADC以及邏輯控制電路LGC。
首先,光發射器朝受檢物體的表面發射光訊號,完全或部分光訊號被受檢物體反射至光電元件PD。接著,光電元件PD將反射後的光訊號的光能轉換成光電流提供至處理電路PR,以由處理電路PR將光電流轉換成電壓。舉例而言,處理電路PR可包含電容,光電元件PD產生的光電流對電容進行充電,使電容具有此電壓。
若有需要,處理電路PR可輸出具有處理電路PR轉換產生的電壓的一類比電壓訊號至類比數位轉換器ADC。類比數位轉換器ADC可將此類比電壓訊號轉換成一數位電壓訊號。邏輯控制電路LGC可為D型正反器、SR正反器或其他型態的邏輯電路,其在受到觸發時,可依據數位電壓訊號輸出邏輯訊號(例如邏輯準位"0"或"1")至計數電路CNT。
計數電路CNT可在邏輯訊號到達高準位時,進行計數,以計數邏輯訊號的脈波數量。在一預定偵測時間內,光接收器的光電元件PD接收到的光訊號的光能越強,則計數電路CNT將計數到越多的脈波數量。
數位處理器DP包含訊號處理單元SGP、累加單元AMT以及有限狀態機FSM。訊號處理單元SGP作為後端處理器,配置以判斷邏輯訊號在轉換的作業中,訊號有失真或光電流能量損失等情況,導致計數電路CNT計數的脈波數量不正確時,校正邏輯訊號。訊號處理單元SGP可將邏輯訊號的高邏輯準位"1"和低邏輯準位"0"輸入有限狀態機FSM,以透過有限狀態機FSM判斷訊號計數電路CNT對邏輯準位的判讀是否正確。
計數電路CNT可依據校正後的邏輯訊號,重新計數脈波數量。計數電路CNT在每次計數到一個脈波時,可提供至累加單元AMT進行累加。若邏輯訊號的"1"和"0"的數量多於每次可輸入限狀態機FSM的數量,可將多出來的"1"或"0"暫時傳輸至溢位單元OFW存放。
數位處理器DP可依據邏輯訊號的正確性,控制數位處理器DP以及增益放大電路GA的運作。例如,數位處理器DP可控制增益放大電路GA將處理電路PR轉換出的類比電壓訊號的電壓乘上一增益值,以補償失真的電壓,使計數電路CNT數位處理器DP取得正確的脈波數量。最後,控制電路(如圖8所示的控制電路COT)依據正確的脈波數量判斷光接收器目前接收到的光訊號與上述第一反射光訊號是否具有差值,以精確地判斷受檢物體上是否有異物。
請參閱圖10,其為本發明實施例的異物偵測系統的控制電路的內部電路圖。本發明實施例的異物偵測系統包含光發射器、光接收器以及控制電路。
光發射器(例如圖1、圖3、圖4的光發射器TX或其他圖式中的光接收器)可包含如圖10所示的觸發單元TG、驅動單元DR以及電流源CS。觸發單元TG連接至驅動單元DR以及電流源CS,並且電流源CS與驅動單元DR相互連接。
觸發單元TG配置以接收時脈訊號CLK,並在時脈訊號CLK到達參考準位例如高準位時,觸發驅動單元DR驅動發光元件例如發光二極體LED發光。在驅動單元DR被觸發後,電流源CS可提供電流至驅動單元DR或其他電路元件例如光接收器。
[實施例的有益效果]
綜上所述,本發明的有益效果在於,本發明所提供異物偵測系統及方法,其在受檢物體例如後視鏡頭上設置一組光發射器以及光接收器,採用漸進式感測方式,光發射器發射光訊號至受檢物體的表面,光接收器偵測受反射後的光訊號,由控制電路判斷光接收器接收的光訊號的能量前後差值時,判定鏡面上有異物,而驅動清潔工具清除鏡面異物。因此,本發明僅 需配置體積小的元件並整合內建電子模組,不需再額外增加硬體設備,即可精確地偵測受檢物體的表面上是否有異物,以適時地清潔。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
光發射器:TX 第一子光接收器:RX1 第二子光接收器:RX2 鏡體:MRS 鏡架:HL

Claims (10)

  1. 一種異物偵測系統,包含:一光發射器,鄰設於一受檢物體,配置以朝該受檢物體發射一光訊號;一光接收器,鄰設於該受檢物體,位於該光訊號被該受檢物體反射後行進的路徑上,配置以接收被反射至該光接收器的該光訊號;以及一控制電路,連接該光發射器以及該光接收器,配置以控制該光發射器以及該光接收器的運作;其中該控制電路取得並定義在該受檢物體上無異物時,該光接收器所接收到的該光訊號為一第一反射光訊號;以及其中該控制電路比對該光接收器接收到的該光訊號與該第一反射光訊號具有一差值時,判定該受檢物體上有異物。
  2. 如請求項1所述的異物偵測系統,其中該光接收器包含一第一子光接收器以及一第二子光接收器,沿該光發射器的對角線方向設置。
  3. 如請求項1所述的異物偵測系統,其中該光發射器包含一第一子光發射器以及一第二子光發射器,沿該光接收器的對角線方向設置。
  4. 如請求項1所述的異物偵測系統,其中該光接收器接收一預定偵測時間內的該光訊號。
  5. 如請求項1所述的異物偵測系統,其中該控制電路判斷該受檢物體上有異物時,控制一清潔用具清除該受檢物體上的異物。
  6. 一種異物偵測方法,包含以下步驟:利用一光發射器朝一受檢物體發射一光訊號;利用一光接收器,接收被反射至該光接收器的該光訊號; 以及利用一控制電路,判斷該光接收器目前接收到的該光訊號,是否與在該受檢物體上無異物時所接收到的該光訊號具有一差值,若否,判定該受檢物體上無異物,若是,判定該受檢物體上有異物。
  7. 如請求項6所述的異物偵測方法,更包含以下步驟:沿該光發射器的對角線方向,設置一第一子光接收器與一第二子光接收器。
  8. 如請求項6所述的異物偵測方法,更包含以下步驟:沿該光接收器的對角線方向,設置一第一子光發射器以及一第二子光發射器。
  9. 如請求項6所述的異物偵測方法,更包含以下步驟:設定一預定偵測時間;以及利用該光接收器接收該預定偵測時間內的該光訊號。
  10. 如請求項6所述的異物偵測方法,更包含以下步驟:利用該控制電路判斷該受檢物體上有異物時,控制一清潔用具清除該受檢物體上的異物。
TW109100821A 2020-01-10 2020-01-10 異物偵測系統及方法 TWI740346B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109100821A TWI740346B (zh) 2020-01-10 2020-01-10 異物偵測系統及方法
CN202010055536.9A CN113132003B (zh) 2020-01-10 2020-01-17 异物检测系统及方法
US16/843,631 US11958413B2 (en) 2020-01-10 2020-04-08 Foreign object detecting system and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109100821A TWI740346B (zh) 2020-01-10 2020-01-10 異物偵測系統及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202126519A TW202126519A (zh) 2021-07-16
TWI740346B true TWI740346B (zh) 2021-09-21

Family

ID=76760803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109100821A TWI740346B (zh) 2020-01-10 2020-01-10 異物偵測系統及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11958413B2 (zh)
CN (1) CN113132003B (zh)
TW (1) TWI740346B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021112097A1 (de) * 2021-05-10 2022-11-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Frontscheiben-Anzeigesystems mit einer Abdeckerkennung sowie Frontscheiben-Anzeigesystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW448874U (en) * 1999-11-11 2001-08-01 Suen Tzung Yang Automatic adjustment device for rear-view mirrors of a car
CN2707567Y (zh) * 2004-02-06 2005-07-06 健生工厂股份有限公司 改良的多功能车镜
TWI664400B (zh) * 2018-10-17 2019-07-01 茂達電子股份有限公司 環境光感測器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2053283B2 (de) * 1970-10-30 1979-05-23 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Einrichtung zur photoelektrischen Abtastung von Registermarken auf einer Druckbahn
JP4411373B2 (ja) * 1999-06-01 2010-02-10 株式会社トプコン 表面検査装置及び方法
DE19947023A1 (de) * 1999-09-30 2001-05-10 Siemens Gebaeudesicherheit Gmb Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von lichtstreuenden Objekten
KR20030024032A (ko) * 2001-09-15 2003-03-26 주식회사 옵텔콤 교육용 광통신시스템
CA2384627A1 (en) * 2002-05-03 2003-11-03 Mcgill University Method and device for use in dc parametric tests
CN100433156C (zh) * 2002-08-15 2008-11-12 联发科技股份有限公司 光盘机中具有最大似然数据检测电路的数据读出系统
FR2880222B1 (fr) * 2004-12-23 2007-08-10 Cie Financiere Alcatel Sa Dispositif de conversion analogique-numerique avec circuit de decision et seuil de decision optimise
JP2014032174A (ja) * 2012-07-13 2014-02-20 Ricoh Co Ltd 撮像装置、付着物検出装置、移動装置用機器制御システム及び移動装置
CN102879092A (zh) * 2012-08-29 2013-01-16 昆山书豪仪器科技有限公司 一种模拟滤波与数字积分相结合的直读光谱信号采集电路
CN102944232B (zh) * 2012-11-28 2016-01-20 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种光纤陀螺调制电压的在线对准装置及在线对准方法
CN104808213A (zh) * 2015-05-11 2015-07-29 合肥京东方光电科技有限公司 异物检测装置和涂布系统
KR101766018B1 (ko) * 2015-07-03 2017-08-07 현대자동차주식회사 반사형 센서가 포함된 일체형 레인센서
CN105959012B (zh) * 2016-04-21 2019-05-07 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 电压型模数转换电路及应用其的光电传感器
US10527843B2 (en) * 2017-05-12 2020-01-07 International Business Machines Corporation Ultra-sonic self-cleaning system
EP3584567A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-25 Ficosa Adas, S.L.U. Speckle detection systems, image capturing devices and methods
CN109760587A (zh) * 2019-03-06 2019-05-17 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 车辆及其后视镜总成、后视镜的清洁方法
CN110455750B (zh) * 2019-08-21 2023-03-03 京东方科技集团股份有限公司 镜面除雾方法、镜面除雾装置以及智能镜子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW448874U (en) * 1999-11-11 2001-08-01 Suen Tzung Yang Automatic adjustment device for rear-view mirrors of a car
CN2707567Y (zh) * 2004-02-06 2005-07-06 健生工厂股份有限公司 改良的多功能车镜
TWI664400B (zh) * 2018-10-17 2019-07-01 茂達電子股份有限公司 環境光感測器

Also Published As

Publication number Publication date
US20210213883A1 (en) 2021-07-15
CN113132003B (zh) 2022-11-08
CN113132003A (zh) 2021-07-16
US11958413B2 (en) 2024-04-16
TW202126519A (zh) 2021-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6737629B2 (en) Light sensor
US20200142042A1 (en) Target object detection apparatus
US6402328B1 (en) Automatic dimming mirror using semiconductor light sensor with integral charge collection
US5229602A (en) Contamination sensor for transparent elements having a reflection light barrier and a working voltage controller
JPH04138390A (ja) 車両用測距装置
US20160341848A1 (en) Object detection apparatus, object removement control system, object detection method, and storage medium storing object detection program
EP0997360A2 (en) Rain sensor operation on solar reflective glass
JP2009092453A (ja) 雨滴量検出装置およびそれを用いたワイパ制御装置、ヘッドライト制御装置
TWI740346B (zh) 異物偵測系統及方法
JP2016085187A (ja) レーザレーダ装置
EP3217189A1 (en) Object detector and sensing apparatus
KR20220069001A (ko) 광 검출 장치 및 시스템
JP2019035690A (ja) 物体検出装置、センシング装置、移動体装置及び物体検出方法
CN112612032A (zh) 光检测设备、检测光的方法以及距离测量传感器
US11487008B2 (en) Distance measuring device
CN114616443A (zh) 感测装置和测距设备
CN116368628A (zh) 距离测量传感器和距离测量系统
JP2001180447A (ja) 検出装置およびそれを用いたワイパー制御装置
US20230332943A1 (en) Optical sensor device
US20230184893A1 (en) Lidar apparatus, lidar device and vehicle
JP4957254B2 (ja) 光電センサおよび光電センサの受光ユニット
EP2677289B1 (en) State detecting device
KR20140129196A (ko) 광 센서
JPS5924278A (ja) 車両用障害物検知装置
JPH02124418A (ja) 車輌搭載光学式距離測定装置