WO2014087618A1 - 光センサ - Google Patents

Abstract

　透明板（ＷＳ）に装着される光センサ（１００）であって、透明板に光を照射する発光素子（１０）と、透明板にて反射された発光素子の光を受光する複数の受光素子（２０）と、受光素子の出力信号に基づいて、雨量を検出する検出部（３０）と、を有し、発光素子は、透明板における１つの照射領域（ＩＲ）に光を照射し、１つの照射領域に対して、複数の受光素子が対応しており、検出部は、１つの照射領域に対応する複数の受光素子の出力信号に基づいて雨量を検出する。

Description

光センサ 関連出願の相互参照

　本開示は、２０１２年１２月４日に出願された日本出願番号２０１２－２６５５５２号と、２０１３年９月９日に出願された日本出願番号２０１３－１８６５２２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、透明板に光を照射する発光素子と、透明板にて反射された発光素子の光を受光する受光素子と、を有する光センサに関するものである。

　従来、例えば特許文献１に示されるように、ウインドシールドの内壁側に光を照射する発光素子と、ウインドシールドで反射された光を計測する受光素子と、を有し、受光素子の受光量に基づいて、ウインドシールドの外壁面に付着した雨滴の量を検出する雨滴検出装置が提案されている。

　一方、従来、例えば特許文献２に示されるように、光を車両のガラス面に照射する発光部と、ガラス面から反射された光を検出し、その検出した光に応じた検出信号を出力する検出光検出部と、検出信号に基づいて降雨を判定する信号処理部と、を備える車載レインセンサが提案されている。信号処理部は、基準信号に対する検出信号の比である光量比を算出し、それと晴れ時光量比とを比較して降雨の有無と降雨量を判定する。

ＪＰ　２００６－０７１４９１　Ａ　（ＵＳ　２００６－０４３３２２　Ａ１） ＪＰ　２００７－２４０１８６　Ａ

　発光素子からウインドシールドの内壁面に光が照射されるが、雨滴の検出範囲を広く取ろうとして、光の照射領域を広くすると、照射領域の光の強度が全体的に弱くなり、この領域に当たる雨滴による光強度が弱くなる可能性がある。

　特許文献１に示される雨滴検出装置では、１つの発光素子に対して１つの受光素子を備えている。そのため、１つの照射領域に対して１つの受光素子が対応することとなり、光の照射領域を広くすると、雨滴の検出精度が低下する可能性がある。

　そこで、本開示の第一目的は、雨滴の検出精度の低下が抑制された光センサを提供することにある。

　一方、特許文献２に示される車載レインセンサにおいて、複数の検出光検出部を有し、これら検出感度を個別に調整しようとした場合、発光部から発光される光の量（発光量）を各検出光検出部に応じて個別に調整する構成が考えられる。しかしながらこの場合、検出光検出部の数だけ、発光量を逐一調整しなくてはならず、検出感度（検出信号の電圧レベル）の調整に時間がかかる可能性がある。

　そこで、本開示の第二の目的は、短時間で所望の電圧レベルの検出信号（電気信号）を得ることが可能な光センサを提供することである。

　上記した第一の目的を達成するために、本開示の第一の例によれば、透明板に装着される光センサは、次のように提供される。発光素子、複数の受光素子、検出部を含むように提供される。発光素子は、透明板に光を照射する。受光素子は、透明板にて反射された発光素子の光を受光する。検出部は、受光素子の出力信号に基づいて、雨量を検出する。この構成において、発光素子は、透明板における１つの照射領域に光を照射し、１つの照射領域に対して、複数の受光素子が対応しており、検出部は、１つの照射領域に対応する複数の受光素子の出力信号に基づいて雨量を検出する。

　この構造では、１つの照射領域に対して複数の受光素子が対応している。これによれば、１つの照射領域に対して１つの受光素子が対応する構成とは異なり、光の照射領域を広くしても、１つの受光素子にて検出される雨滴の検出精度の低下が抑制される。

　また、本例では、１つの照射領域に対応する複数の受光素子の出力信号に基づいて雨量を検出する。上記したように、１つの受光素子にて検出される雨滴の検出精度の低下が抑制されているので、１つの照射領域に対して１つの受光素子が対応する構成と比べて、雨量の検出精度の低下が抑制される。

　本例において、検出部は、透明板に付着物が無い状態において、複数の受光素子それぞれの検出感度が近づくように、複数の受光素子それぞれに入射する光の強度分布に応じた重みを、受光素子の出力信号に付ける重み付け部を有してもよい。

　発光素子から発せられた光には強度分布があるので、照射領域にて反射され、受光素子に入射する光にも強度分布がある。したがって、受光素子それぞれにおいて、各受光素子の検出感度が近づくように、光の強度分布に応じた重み付けを行えば、各受光素子の検出感度のばらつきによる雨量の検出精度の低下が抑制される。

　上記構成において、重み付け部は、複数の受光素子における、入射光の強度が高い受光素子の出力信号の強度に近づけるように、入射光の強度の低い受光素子の出力信号に重み付けを行ってもよい。

　上記したように、受光素子に入射する光に強度分布がある。そのため、入射光の強度が高い受光素子の出力信号は、入射光の強度の低い受光素子の出力信号よりも強度（電圧レベル）が高くなる。そこで、上記したように、入射光の強度が高い受光素子の出力信号の電圧レベルに近づけるように、入射光の強度の低い受光素子の出力信号に重み付けを行う。こうすることで、入射光の強度差による受光素子の検出感度の差を小さくすることができる。この結果、各受光素子の検出感度のばらつきによる雨量の検出精度の低下が抑制される。また、入射光の強度の低い受光素子の検出感度が高まるので、重み付けが行われない場合に、検出できないほどに微量な雨滴が透明板に付着した場合においても、その雨滴を検出することができる。これにより、照射領域全てで雨滴を検出できるようになり、検出範囲が拡大される。

　更に、上記構成において、重み付け部は、複数の受光素子の出力信号それぞれの強度が同一となるように、複数の受光素子の出力信号それぞれに重み付けを行ってもよい。

　これによれば、複数の受光素子それぞれの検出感度が同一となる。この結果、各受光素子の検出感度のばらつきによる雨量の検出精度の低下が抑制される。

　検出部は、重み付け部によって重み付けされた、複数の受光素子の出力信号それぞれと閾値電圧とを比較し、出力信号が閾値電圧よりも低い場合に第１信号、出力信号が閾値電圧よりも高い場合に第２信号を出力する比較部と、該比較部から出力される第１信号若しくは第２信号の数をカウントするカウント部と、カウント部にてカウントされたカウント数に基づいて、雨量を検出する雨量検出部と、を有してもよい。

　上記したように、１つの受光素子にて検出される雨滴の検出精度の低下が抑制されている。そのため、これら受光素子の出力信号に基づく第１信号若しくは第２信号の数に基づいて雨量を検出することで、雨量の検出精度の低下が抑制される。

　比較部は、閾値電圧として、値の異なる複数の閾値電圧を有し、順次、異なる閾値電圧と複数の受光素子の出力信号それぞれとを比較した第１信号若しくは第２信号をカウント部に出力し、雨量検出部は、値の異なる複数の閾値電圧それぞれに対応するカウント数に基づいて、雨量を検出してもよい。

　これによれば、比較部が１つの閾値電圧を有する構成と比べて、雨量をより詳細に検出することができる。

　さらに上記した第二の目的を達成するために、本開示の第二の例によれば、光センサーは次のように提供される。、透明板に光を照射する発光素子と、透明板にて反射された発光素子の光を受光し、電気信号に変換する複数の受光素子と、複数の受光素子それぞれから出力される電気信号の電圧レベルを調整する電圧調整部と、を有する。複数の受光素子それぞれは光を電荷に変換し、その電荷に応じた電圧を電気信号として出力するものであり、電圧調整部は、複数の受光素子それぞれにて変換される電荷の量を個別に調整することで、複数の受光素子それぞれの電気信号の電圧レベルを個別に調整する。

　この構造によれば、電圧調整部によって複数の受光素子それぞれにて変換される電荷の量が個別に調整され、複数の受光素子それぞれの電気信号の電圧レベルが個別に調整される。したがって、複数の受光素子それぞれに対応して発光素子の発光量を個別に逐一調整することで、複数の受光素子それぞれから所望の電圧レベルの電気信号を得る構成とは異なり、発光素子にて１度発光させるだけで、複数の受光素子それぞれから所望の電圧レベルの電気信号を得ることができる。このように上記した比較構成と比べて短時間で所望の電気信号を得ることができる。また上記した比較構成とは異なり、透明板に付着した付着物を電気信号の増減に基づいて検出する場合、発光素子を１度発光するだけで、所望の電圧レベルに調整された各受光素子の電気信号を得ることができる。

　電圧調整部は、受光素子に蓄積された電荷を放電するためのスイッチと、スイッチの駆動を制御する制御部と、を有し、制御部は、透明板に付着物が何も付着していない場合において複数の受光素子それぞれの電気信号の電圧レベルが同一となるように、複数の受光素子それぞれに対応するスイッチの駆動時間と非駆動時間とを個別に調整する。

　発光素子から出射される光には指向特性があるため、透明板にて反射され、複数の受光素子それぞれに入射する光の量にはバラツキがある。そのため、複数の受光素子それぞれの検出感度が異なる。これに対して、上記したように制御部にて複数の受光素子それぞれの検出感度が同一となるようにスイッチの駆動時間と非駆動時間とを個別に調整する。これにより、受光素子それぞれにて変換される電荷量のバラツキが抑制され、受光素子それぞれの検出感度のバラツキが抑制される。この結果、透明板に付着した付着物を受光素子の電気信号の増減に基づいて検出する場合、付着物の検出感度が向上される。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
本開示の第１実施形態に係るレインセンサの概略構成を示す上面図であり、 レインセンサの概略構成を示す断面図であり、 反射光の強度分布と受光素子の配置を示すイメージ図であり、 重み付け部によって重み付けされた受光素子の検出感度を示すイメージ図であり、 レインセンサの第一実施形態の変形例を示す上面図であり、 図５に示すレインセンサの断面図であり、 本開示の第２施形態に係る光センサの概略構成と透明板との位置関係を示す断面図であり、 光センサの概略構成を示すブロック図であり、 受光素子とスイッチの接続を示す回路図であり、 発光素子の発光時間と受光素子の光電変換時間を示すタイムチャート図であり、 付着物の検出処理を示すフローチャート図であり、 受光素子とスイッチの接続の第２実施形態の変形例を示す回路図である。

　（第１実施形態）
　図１～図４に基づいて、本実施形態に係る光センサーとして機能するレインセンサを説明する。なお、図２では、後述する検出部３０を省略している。

　レインセンサ１００は、車両のウインドシールドＷＳに装着されて使用される。このウインドシールドＷＳが、透明板あるいは透明基板とも言及される。レインセンサ１００は、要部として、発光素子１０と、受光素子２０と、検出部３０と、を有する。発光素子１０から発せられた光がウインドシールドＷＳにて反射され、反射された光が受光素子２０に入射される。受光素子２０は、受光した光を電気信号に変換して、その変換した電気信号を検出部３０に出力する。検出部３０は、受光素子２０の出力信号に基づいて、ウインドシールドＷＳに付着した雨滴の量、すなわち、雨量を検出する。

　ウインドシールドＷＳに水が付着している場合、その水の付着領域に光が入射すると、ガラスと水との界面にて反射が起こらず、そのまま光は外へと透過する。この結果、受光素子２０にて受光する光の量が低減され、検出部３０に入力される受光素子２０の電気信号が低減される。このような現象が起こるので、受光素子２０の電気信号の減少量に基づくことで、雨量を検出することができる。なお、本実施形態では、上記した主要素１０～３０が、一つの基板４０に搭載されており、該基板４０は、取り付け部（図示略）によって、ウインドシールドＷＳの内面に取り付けられている。

　発光素子１０は、ウインドシールドＷＳの内面へ光を照射するものである。発光素子１０はＬＥＤであり、基板４０に対して１つの発光素子１０が設けられている。発光素子１０は、図２に破線で囲まれた１つの領域（照射領域ＩＲ）に光を照射する機能を果たす。本実施形態では、照射領域ＩＲの面積を確保するために、発光素子１０から発せられた光がウインドシールドＷＳに対して斜めに照射される。

　受光素子２０は、ウインドシールドＷＳにて反射された発光素子１０の光を受光するものである。受光素子２０は、ＰＤであり、基板４０に対して複数の受光素子２０が設けられている。図２に示すように、照射領域ＩＲに対して複数の受光素子２０が対応しており、本実施形態では、照射領域ＩＲに対して９つの受光素子２０が対応している。これら９つの受光素子２０それぞれが、照射領域ＩＲにて反射された光（以下、反射光と示す）を受光する機能を果たす。

　図１に示すように、９つの受光素子２０それぞれは、３行３列に配置されている。そして、図２に示すように、受光素子２０の形成された半導体基板２１上には、透過膜２２と、遮光膜２３と、が積層されている。透過膜２２は、反射光を透過し、受光素子２０を保護する機能を果たすものであり、遮光膜２３は、反射光を遮光し、受光素子２０の電極としての機能を果たすものである。

　上記したように、発光素子１０から発せられた光がウインドシールドＷＳに対して斜めに照射される。したがって、反射光を受光素子２０に入射させるために、発光素子１０と受光素子２０とは、所定距離離れている。同一基板に、発光素子１０と受光素子２０を配置する場合、所定距離離れているために間隔ができ、ここに、検出部３０を配置してもよい。

　検出部３０は、照射領域ＩＲに対応する複数の受光素子２０の出力信号に基づいて、雨量を検出するものである。本実施形態に係る検出部３０は、図１に示すように、重み付け部３１と、比較部３２と、カウント部３３と、雨量検出部３４と、を有し、発光素子１０と受光素子２０との間に配置されている。

　重み付け部３１は、受光素子２０の出力信号に重み付けを行うものであり、比較部３２は、重み付け部３１によって重み付けされた受光素子２０の出力信号それぞれと閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、第１信号若しくは第２信号を出力するものである。そして、カウント部３３は、比較部３２から出力される第１信号若しくは第２信号の数をカウントするものであり、雨量検出部３４は、カウント部３３にてカウントされたカウント数に基づいて、雨量を検出するものである。

　重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０それぞれの検出感度が近づくように、複数の受光素子２０それぞれに入射する入射光（反射光）の強度分布に応じた重みを、受光素子２０の出力信号に付加するものである。具体的に言えば、重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０における、反射光の強度が高い受光素子２０の出力信号の強度（電圧レベル）に近づけるように、反射光の強度の低い受光素子２０の出力信号に重み付けを行う。更に具体的に言えば、重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが同一となるように、１つの照射領域ＩＲに対応する複数の受光素子２０の出力信号それぞれに重み付けを行う。

　図３に、各受光素子２０に入射する反射光の強度分布をドットで示す。ドットの密度が濃いほどに反射光の強度が高いことを示している。したがって、反射光の強度が高い受光素子２０とは、図３で言えば、２行２列に位置する受光素子２０であり、反射光の強度の低い受光素子２０とは、１行１列、１行３列、３行１列、３行３列それぞれに位置する受光素子２０である。上記したように、重み付け部３１は、複数の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが同一となるように重み付けを行う。そのため、３行３列に配置された受光素子２０それぞれの出力信号の電圧レベルは、だいたい、９つの受光素子２０に入射する反射光の強度の平均である、１行２列、２行１列、２行３列、３行２列それぞれに位置する受光素子２０の出力信号と略同一の電圧レベルに調整される。これにより、各受光素子２０の検出感度は、図４にドットで示すように、重み付け部３１によって均一とされる。なお、重み付け部３１は、具体的に言えば、アンプである。そして、上記した重みとは、アンプの増幅度に相当し、各受光素子２０に対して１つの重み付け部３１が設けられている。

　比較部３２は、重み付け部３１によって重み付けされた受光素子２０の出力信号それぞれと閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、出力信号が閾値電圧Ｖｔｈよりも低い場合に第１信号、出力信号が閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合に第２信号を出力するものである。具体的に言えば、比較部３２は、コンパレータであり、第１信号はＨｉ信号、第２信号はＨｉ信号よりも電圧レベルの低いＬｏ信号である。各受光素子２０と比較部３２とは、対応する重み付け部３１とスイッチ（図示略）とを介して電気的に接続されており、スイッチを切り替えることで、順次、受光素子２０と比較部３２とが電気的に接続される。この結果、順次、比較部３２からＨｉ信号若しくはＬｏ信号がカウント部３３を介して雨量検出部３４に入力される。

　比較部３２は、閾値電圧Ｖｔｈとして、値の異なる複数の閾値電圧Ｖｔｈを有している。そこで、比較部３２は、ある閾値電圧Ｖｔｈと、複数の受光素子２０それぞれの出力信号とを比較した後、閾値電圧Ｖｔｈを切り替えて、切り替えられた閾値電圧Ｖｔｈと、複数の受光素子２０それぞれの出力信号とを比較することを順次繰り返す。この閾値電圧Ｖｔｈの切り替えは、後述する雨量検出部３４にて行われる。そのため、雨量検出部３４には、切り替えた閾値電圧Ｖｔｈに対応した比較部３２のＨｉ信号とＬｏ信号（後述するカウント数）が入力される。

　カウント部３３は、比較部３２から出力されるＨｉ信号若しくはＬｏ信号の数をカウントして、そのカウント数を含むカウント信号を雨量検出部３４に出力するものである。

　雨量検出部３４は、閾値電圧Ｖｔｈとカウント数とに基づいて、雨量を検出するものである。上記したように、比較部３２は、順次、値の異なる複数の閾値電圧Ｖｔｈと複数の受光素子２０の出力信号それぞれとを比較し、出力信号が閾値電圧Ｖｔｈよりも低い場合にＨｉ信号、出力信号が閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合にＬｏ信号を出力する。以下においては、雨量の検出を説明するために、値の異なる複数の閾値電圧Ｖｔｈの内、最も電圧レベルの高い閾値を第１閾値電圧Ｖｔｈ１とし、以下、電圧レベルが低くなる毎に、ナンバーリングを高くして表示する。

　先ず、雨量検出部３４は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１と９つの受光素子２０それぞれの出力信号とを比較した結果を、カウント部３３のカウント信号（カウント数）として、受信する。ウインドシールドＷＳに何も付着物が無い場合、反射光の強度は最も高いので、９つの受光素子２０それぞれの出力信号の電圧レベルも最も高い。したがって、閾値電圧Ｖｔｈが第１閾値電圧Ｖｔｈ１のときにおいて、例えば、Ｈｉ信号のカウント数が最小の０（Ｌｏ信号のカウント数が最大の９）である場合、雨量検出部３４は、ウインドシールドＷＳに雨滴は付着していないと判定して、雨量がゼロ、すなわち、雨は降っていないと判定する。しかしながら、閾値電圧Ｖｔｈが第１閾値電圧Ｖｔｈ１のときにおいて、Ｈｉ信号のカウント数がＬｏ信号のカウント数を上回った場合、雨量検出部３４は、ウインドシールドＷＳに雨滴が付着していると判定して、雨が降っていると判定する。また、雨量検出部３４は、小雨が降っていると判定する。ちなみに、上記した、Ｈｉ信号のカウント数がＬｏ信号のカウント数を上回った場合とは、カウント部３３がＨｉ信号をカウントする構成の場合、カウント数が、過半数を上回る５～９の場合であり、カウント部３３がＬｏ信号をカウントする構成の場合、カウント数が、過半数を下回る０～４の場合である。

　更に、閾値電圧が、第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも電圧レベルの低い第２閾値電圧Ｖｔｈ２に切り替わったときにおいて、Ｈｉ信号のカウント数がＬｏ信号のカウント数を上回った場合、雨量検出部３４は、ウインドシールドＷＳに雨滴が付着していると判定しつつ、通常の雨が降っていると判定する。

　また、閾値電圧が、第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも電圧レベルの低い第３閾値電圧Ｖｔｈ３に切り替わったときにおいて、Ｈｉ信号のカウント数がＬｏ信号のカウント数を上回った場合、雨量検出部３４は、ウインドシールドＷＳに雨滴が付着していると判定しつつ、大雨が降っていると判定する。

　ちなみに、上記した第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、ウインドシールドＷＳに雨滴が付着していない場合において、受光素子２０から出力されることが期待される出力信号（以下、期待信号と示す）の電圧レベルの９９％の値である。また、第２閾値電圧Ｖｔｈ２は、期待信号の電圧レベルの９５％の値であり、第３閾値電圧Ｖｔｈ３は、期待信号の電圧レベルの９０％の値である。

　したがって、過半数を上回る５つ以上の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが１％以上５％未満ほど下がる雨滴が、ウインドシールドＷＳの照射領域ＩＲに付着している場合、雨滴検出部３４は、小雨が降っていると判定する。また、雨滴検出部３４は、過半数を上回る５つ以上の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが５％以上１０％未満ほど落ちる雨滴が、ウインドシールドＷＳの照射領域ＩＲに付着している場合、通常の雨が降っていると判定する。そして、雨滴検出部３４は、過半数を上回る５つ以上の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが１０％以上落ちるほどの雨滴がウインドシールドＷＳの照射領域ＩＲに付着している場合、大雨が降っていると判定する。

　以上、示したように、雨量検出部３４は、閾値電圧Ｖｔｈの電圧レベルと、カウント数とに基づいて、雨滴の有無と雨量の程度を判定する。なお、本実施形態のように、レインセンサ１００が車両に搭載される場合、雨量検出部３４は、車両に設けられたワイパーの駆動を指令する駆動信号を、車両のＣＰＵに伝達する機能も果たす。雨量検出部３４は、小雨が降っていると判定した場合、第１駆動信号をＣＰＵに出力し、通常の雨が降っていると判定した場合、第２駆動信号をＣＰＵに出力する。そして、雨量検出部３４は、大雨が降っていると判定した場合、第３駆動信号をＣＰＵに出力する。第１駆動信号は、ワイパーを第１速さで動作させる指令を含み、第２駆動信号はワイパーを第１速さよりも早い第２速さで動作させる指令を含む。そして、第３駆動信号は、ワイパーを第２速さよりも早い第３速さで動作させる指令を含む。

　次に、本実施形態に係るレインセンサ１００の作用効果を説明する。上記したように、１つの照射領域ＩＲに対して９つの受光素子２０が対応している。これによれば、１つの照射領域に対して１つの受光素子が対応する構成とは異なり、光の照射領域ＩＲを広くしても、１つの受光素子２０にて検出される雨滴の検出精度の低下が抑制される。

　また、検出部３０は、１つの照射領域ＩＲに対応する９つの受光素子２０の出力信号に基づいて雨量を検出する。上記したように、１つの受光素子２０にて検出される雨滴の検出精度の低下が抑制されているので、１つの照射領域に対して１つの受光素子が対応する構成と比べて、雨量の検出精度の低下が抑制される。

　重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０それぞれの検出感度が近づくように、複数の受光素子２０それぞれに入射する反射光の強度分布に応じた重みを、受光素子２０の出力信号に付ける。

　図３に示すように、受光素子に入射する光（反射光）には強度分布がある。したがって、受光素子２０それぞれにおいて、複数の受光素子２０それぞれの検出感度が近づくように、光の強度分布に応じた重み付けを行えば、各受光素子２０の検出感度のばらつきによる雨量の検出精度の低下が抑制される。

　上記構成として、具体的には、重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０における、反射光の強度が高い受光素子２０の出力信号の電圧レベルに近づけるように、反射光の強度の低い受光素子２０の出力信号に重み付けを行う。

　上記したように、受光素子２０に入射する反射光に強度分布がある。そのため、反射光の強度が高い受光素子２０の出力信号は、反射光の強度の低い受光素子２０の出力信号よりも電圧レベルが高くなる。そこで、上記したように、反射光の強度が高い受光素子２０の出力信号の電圧レベルに近づけるように、反射光の強度の低い受光素子２０の出力信号に重み付けを行う。こうすることで、反射光の強度差による受光素子２０の検出感度の差を小さくすることができる。この結果、各受光素子２０の検出感度のばらつきによる雨量の検出精度の低下が抑制される。また、反射光の強度の低い受光素子２０の検出感度が高まるので、重み付けが行われない場合に、検出できないほどに微量な雨滴がウインドシールドＷＳに付着した場合においても、その雨滴を検出することができる。これにより、検出範囲が拡大される。

　上記構成として、更に具体的には、重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが同一となるように、複数の受光素子２０の出力信号それぞれに重み付けを行う。これによれば、複数の受光素子２０それぞれの検出感度が同一となる。この結果、各受光素子２０の検出感度のばらつきによる雨量の検出精度の低下が抑制される。

　検出部３０は、重み付け部３１によって重み付けされた受光素子２０の出力信号それぞれと閾値電圧Ｖｔｈとを比較する比較部３２と、比較部３２の出力信号の数をカウントするカウント部３３と、カウント部３３にてカウントされたカウント数に基づいて、雨量を検出する雨量検出部３４と、を有する。

　上記したように、１つの受光素子２０にて検出される雨滴の検出精度の低下が抑制されている。そのため、これら受光素子２０の出力信号に基づくＨｉ信号若しくはＬｏ信号の数（カウント数）に基づいて雨量を検出することで、雨量の検出精度の低下が抑制される。

　比較部３２は、閾値電圧Ｖｔｈとして、値の異なる複数の閾値電圧Ｖｔｈを有している。そして、比較部３２は、ある閾値電圧Ｖｔｈと、受光素子２０の出力信号それぞれとを比較した後、閾値電圧Ｖｔｈを切り替えて、再び、受光素子２０の出力信号それぞれと閾値電圧Ｖｔｈとを比較することを順次繰り返す。雨量検出部３４には、切り替えた閾値電圧Ｖｔｈに対応した比較部３２のＨｉ信号とＬｏ信号（カウント数）が入力される。そこで、雨量検出部３４は、閾値電圧Ｖｔｈの電圧レベルと、カウント数とに基づいて、雨滴の有無と雨量の程度を判定する。これによれば、比較部が１つの閾値電圧を有する構成と比べて、雨量をより詳細に検出することができる。

　検出部３０は、発光素子１０と受光素子２０との間に配置されている。照射領域ＩＲを広くするためには、発光素子１０から発せられた光を、ウインドシールドＷＳに対して斜めに照射しなくてはならない。そのため、発光素子１０から発せられ、ウインドシールドにて反射された光は、斜めになる。したがって、ウインドシールドＷＳにて反射された光（反射光）を受光素子２０に入射させるためには、発光素子１０と受光素子２０との間の距離をある程度確保しなくてはならず、その領域がデッドスペースとなる。これに対して、上記のように、このデッドスペースとなる発光素子１０と受光素子２０との間に、検出部３０が配置されている。これによれば、デッドスペース以外の領域に検出部３０が配置される構成と比べて、レインセンサ１００の体格の増大が抑制される。

　以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

　本実施形態では、９つの受光素子２０が基板２１に形成されている例を示した。しかしながら、受光素子２０の数としては、上記例に限定されず、複数であれば良い。例えば、図５に示すように、受光素子２０の数としては、２つでも良い。

　本実施形態では、特に言及しなかったが、図１に示すように、９つの受光素子２０それぞれの平面形状が正方形である例を示した。しかしながら、図５に示すように、受光素子２０の平面形状としては、上記例に限定されない。受光素子２０の配置や平面形状としては、受光素子２０に入射する光の強度分布に応じて設定されればよい。

　本実施形態では、図１に示すように、ウインドシールドＷＳにて反射された反射光が、透過膜２２を介して受光素子２０に入射される例を示した。しかしながら、図６に示すように、レインセンサ１００が、受光素子２０に入射する光の入射角度を調整するレンズ３５を有し、このレンズ３５と透過膜２２を介して、受光素子２０に反射光が入射する構成を採用することもできる。これによれば、本実施形態とは異なり、反射光を受光素子２０に入射させるために、発光素子１０と受光素子２０とを所定距離離さなくともよくなる。

　本実施形態では、特に、基板４０と基板２１との関係について述べなかったが、これらは同一部材であっても良いし、異なる部材であっても良い。

　本実施形態に係る重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０の出力信号それぞれの電圧レベルが同一となるように、複数の受光素子２０の出力信号それぞれに重み付けを行う例を示した。しかしながら、重み付け部３１は、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０における、反射光の強度が高い受光素子２０の出力信号の強度（電圧レベル）に近づけるように、反射光の強度の低い受光素子２０の出力信号に重み付けを行う構成を採用することもできる。重み付け部３１の機能としては、ウインドシールドＷＳに付着物が無い状態において、複数の受光素子２０それぞれの検出感度が近づくように、複数の受光素子２０それぞれに入射する入射光（反射光）の強度分布に応じた重みを、受光素子２０の出力信号に付加するものであれば良い。

　本実施形態では、図１に９つの受光素子２０を図示したが、最低でも２個以上、最大でイメージャなどのように数万画素でもよい。

　本実施形態では、第１信号はＨｉ信号、第２信号はＬｏ信号である例を示した。しかしながら、第１信号はＬｏ信号、第２信号はＨｉ信号でも良い。

　本実施形態では、比較部３２は、閾値電圧Ｖｔｈとして、値の異なる複数の閾値電圧Ｖｔｈを有する例を示した。しかしながら、比較部３２は、少なくとも１つの閾値電圧Ｖｔｈを有していればよい。ちなみに、比較部３２が閾値電圧Ｖｔｈを１つだけ有する場合、雨量検出部３４は、カウント数のみによって、雨滴の有無と雨量の程度とを判定する。

　本実施形態では、第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、期待信号の電圧レベルの９９％の値、第２閾値電圧Ｖｔｈ２は、期待信号の電圧レベルの９５％の値、第３閾値電圧Ｖｔｈ３は、期待信号の電圧レベルの９０％の値である例を示した。しかしながら、これは一例に過ぎず、閾値電圧Ｖｔｈの値としては、上記例に限定されない。

　（第２実施形態）
　図７～図１１に基づいて、本開示の第２実施形態に係る光センサを説明する。なお図８では、複数の受光素子２３０が配線基板２７０の一箇所に集積されていることを示すために、複数の受光素子２３０を破線で囲って示している。この破線で囲まれた領域内に、下記に示すスイッチ２５４と抵抗２５６がある。そして図１０の横軸は時間を示し、各信号の値は電圧レベルを示している。発光素子２１０に対応する信号は発光素子２１０に流される電流量とその通電時間、すなわち、発光素子２１０の発光量と発光時間を示し、受光素子２３０に対応する信号は受光素子２３０にて光電変換された電荷、すなわちその電荷に応じた電圧を示している。

　図７に示すように、光センサ２００は、発光素子２１０と、受光素子２３０と、回路部２５０と、配線基板２７０と、を有する。発光素子２１０は透明板２９０に光を照射し、受光素子２３０は透明板２９０にて反射された発光素子２１０の光を受光し、それを電気信号に変換する。図８に示すように回路部２５０は電圧調整部２５１と処理部２５２を有する。電圧調整部２５１は複数の受光素子２３０それぞれから出力される電気信号の電圧レベルを調整し、処理部２５２はその電圧レベルの調整された複数の受光素子２３０それぞれから出力される電気信号を処理する。本実施形態において回路部２５０は発光量調整部２５３も有し、発光量調整部２５３は発光素子２１０の発光量を調整する機能を果たす。

　発光素子２１０は透明板２９０を介して受光素子２３０に光を照射するものである。本実施形態に係る発光素子２１０はＬＥＤであり、配線基板２７０に１つ設けられている。したがって、この１つの発光素子２１０から出射され、透明板２９０にて反射された反射光が複数の受光素子２３０それぞれに入射する。なお、発光素子２１０から出射される光には強度分布がある。そのため透明板２９０に付着物が付着していなかったとしても反射光にも強度分布があり、所定時間当たりにおいて複数の受光素子２３０それぞれに入射する光量には差がある。

　複数の受光素子２３０それぞれは光を電荷に変換し、その電荷に応じた電圧を電気信号として出力するものである。本実施形態に係る受光素子２３０はＰＤであり、配線基板２７０にマトリクス状に９つ設けられている（３行３列）。これら９つの受光素子２３０それぞれに反射光が入射するが、上記したように複数の受光素子２３０それぞれに入射する光量には差がある。しかしながら、後述するように複数の受光素子２３０それぞれに対応するスイッチ２５４の駆動時間と非駆動時間を個別に調整することで、見かけ上、複数の受光素子２３０に入射する光量が等しくなり、複数の受光素子２３０それぞれから出力される電荷（電流）が等しくなる。

　上記したように回路部２５０は、電圧調整部２５１と、処理部２５２と、発光量調整部２５３と、を有する。電圧調整部２５１は複数の受光素子２３０それぞれにて変換される電荷の量を個別に調整することで、複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルを個別に調整する。電圧調整部２５１は、複数の受光素子２３０それぞれに対応し、受光素子２３０に蓄積された電荷を放電するための複数のスイッチ２５４と、複数のスイッチ２５４それぞれの駆動状態を制御する制御部２５５と、を有する。図９に示すように、電源からグランドに向かってスイッチ２５４、受光素子２３０、および、抵抗２５６が順に直列接続され、受光素子２３０と抵抗２５６の中点電位が受光素子２３０の電気信号（出力信号）となっている。スイッチ２５４が非駆動状態の場合、上記した中点電位は受光素子２３０に蓄積される電荷に応じて変動する。非駆動時間が長ければ長いほど電荷の蓄積量が増大し、中点電位が上昇する。しかしながらスイッチ２５４が駆動状態の場合、受光素子２３０の両端電圧は一律に定まるので、受光素子２３０への光の入射に関わらずに中点電位は一定となる。このように、中点電位はスイッチ２５４の駆動時間と非駆動時間それぞれによって定まる。

　制御部２５５は、図１０に示すように、発光素子２１０が発光している状態における複数の受光素子２３０それぞれに対応するスイッチ２５４の駆動時間と非駆動時間とを個別に調整することで、複数の受光素子２３０それぞれにて変換される電荷の量を個別に調整し、複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルを個別に調整する。本実施形態において制御部２５５は、透明板２９０に付着物が何も付着していない場合において複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが同一となるように、複数の受光素子２３０それぞれに対応するスイッチ２５４の非駆動時間を個別に調整する。より具体的に言えば、制御部２５５は、複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが、透明板２９０に付着物が何も付着していない場合に複数の受光素子２３０の内の１つから出力されることが期待される電気信号（以下、期待信号と示す）の電圧レベルとなるように、複数のスイッチ２５４それぞれの非駆動時間を個別に調整する。

　処理部２５２は透明板２９０に付着した付着物を受光素子２３０の電気信号の増減に基づいて検出する。より詳しく言えば、処理部２５２は、期待信号の電圧レベルから複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルを減算した検査値が閾値よりも大きい場合、透明板２９０に付着物が付着していると判定する。本実施形態において処理部２５２は、複数の受光素子２３０それぞれに対応する複数の検査値の内、最も低い検査値が閾値よりも大きい場合、透明板２９０に付着物が付着していると判定する。

　発光量調整部２５３は、発光素子２１０に単位時間当たりに流す電流量、および、通電時間の少なくとも一方を調整することで、発光素子２１０の発光量を調整する。このように発光量を調整することで、例え透明板２９０の表面が一様に汚れていたとしても、受光素子２３０から所望の電気信号を得ることができる。なお、透明板２９０の表面が一様に汚れているか否かの判定は、複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが一様に低下しているか否かによって判定される。この判定は処理部２５２にて行われ、その結果が発光量調整部２５３に入力される。発光量調整部２５３は処理部２５２から入力される透明板２９０の表面の状態に応じて、発光素子２１０の発光量を調整する。具体的に言えば、透明板２９０の表面が一様に汚れている場合、透明板２９０の表面がクリーンな場合よりも発光素子２１０に単位時間あたりに流す電流量を増大する。

　次に、図１１に基づいて付着物の判定を説明する。本実施形態における光センサ２００は車両に搭載されており、上記した透明板２９０はウインドシールドあるいはフロントウインドシールド、付着物は雨滴である。雨滴を検出するに当たって、先ず発光量調整部２５３によって発光素子２１０に電流が供給され、それによって発光素子２１０から光がウインドシールド２９０に向かって照射される（ステップＳ１０）。これによってウインドシールド２９０に光が入射し、ウインドシールド２９０の状態に応じた反射光が複数の受光素子２３０それぞれに入射する。受光素子２３０は、自身に対応するスイッチ２５４の非駆動時間の間、自身に入射した反射光を電荷に変換し続ける（ステップＳ２０）。この光電変換によって生じた電荷に基づく電圧が処理部２５２に入力され、処理部２５２はこの入力電圧に基づいて雨滴の判定を行う（ステップＳ３０）。

　ウインドシールド２９０の外面に雨滴が付着していない場合、ウインドシールド２９０に入射した光のほぼ全てがウインドシールド２９０と空気との界面にて反射され、その反射光が受光素子２３０に入射する。しかしながらウインドシールド２９０に雨滴が付着している場合、その雨滴のために光がウインドシールド２９０から外に透過し、受光素子２３０に入射する反射光が減少する。また、ウインドシールド２９０の表面がクリーンでない場合、受光素子２３０に入射する反射光が減少する。以上により、ウインドシールド２９０の表面がクリーンであり、雨滴が付着していない場合には受光素子２３０から上記した期待信号が出力されることが期待され、ウインドシールド２９０の表面がクリーンでなかったり、雨滴が付着していたりした場合には受光素子２３０から期待信号よりも電圧レベルの減少した電気信号が出力されることが期待される。処理部２５２は、上記した期待信号の電圧レベルＡをあらかじめ保有しており、この期待信号の電圧レベルから実際に受光素子２３０から出力された電気信号の電圧レベルαを減算した検査値を算出する。また処理部２５２は、上記した雨滴が付着しているか否かを判定するための閾値をあらかじめ保有しており、検査値と閾値とを比較検討する。処理部２５２は検査値が閾値よりも大きい場合、ウインドシールド２９０に雨滴が付着していると判定し（ステップＳ４０）、検査値が閾値よりも小さい場合、ウインドシールド２９０に雨滴は付着していないと判定する（ステップＳ５０）。なお上記したように本実施形態に係る処理部２５２は、複数の受光素子２３０それぞれに対応する複数の検査値の内、最も低い検査値が閾値よりも大きい場合、ウインドシールド２９０に雨滴が付着していると判定する。

　処理部２５２は、雨滴が付着していると判定した場合、その判定信号を車両のワイパーを制御する制御回路に出力し、それによって車両に搭載のワイヤーを駆動制御させる（ステップＳ６０）。これとは異なり、雨滴がウインドシールド２９０に付着していないと判定した場合、処理部２５２は再び発光素子２１０から光が照射され、それに応じた電気信号が受光素子２３０から入力されるのを待ち、その入力に応じて雨滴の有無を判定する。なお、図１１には図示していないが、処理部２５２は上記した検査値の値に応じて、ワイパーの駆動速度を決定するための情報を上記した判定信号に付加している。検査値が閾値よりも大きく、その乖離幅が大きければ大きいほどウインドシールド２９０に付着している雨滴の量が多いこととなる。したがって処理部２５２は、検査値と閾値との乖離幅の大きさに正比例したワイパーの駆動速度を判定信号に付加している。

　次に、本実施形態に係る光センサ２００の作用効果を説明する。上記したように、電圧調整部２５１によって複数の受光素子２３０それぞれにて変換される電荷の量が個別に調整され、複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが個別に調整される。したがって、複数の受光素子それぞれに対応して発光素子の発光量を個別に逐一調整することで、複数の受光素子それぞれから所望の電圧レベルの電気信号を得る構成とは異なり、発光素子２１０にて１度発光させるだけで、複数の受光素子２３０それぞれから所望の電圧レベルの電気信号を得ることができる。このように本実施形態に係る光センサ２００は上記した比較構成と比べて短時間で所望の電気信号を得ることができる。また光センサ２００は上記した比較構成とは異なり、発光素子２１０を１度発光するだけで、所望の電圧レベルに調整された各受光素子２３０の電気信号を得ることができる。

　制御部２５５は、透明板２９０に付着物が何も付着していない場合において複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが同一となるように、複数の受光素子２３０それぞれに対応するスイッチ２５４の非駆動時間を個別に調整する。発光素子２１０から出射される光には指向特性があるため、透明板２９０にて反射され、複数の受光素子２３０それぞれに入射する光の量にはバラツキがある。そのため、複数の受光素子２３０それぞれの検出感度が異なる。これに対して制御部２５５は、上記したように複数の受光素子２３０それぞれの検出感度が同一となるようにスイッチ２５４の非駆動時間を個別に調整する。これにより、受光素子２３０それぞれにて変換される電荷量のバラツキが抑制され、複数の受光素子２３０それぞれの検出感度のバラツキが抑制される。この結果、付着物の検出感度が向上される。

　回路部２５０は、発光素子２１０の発光量を調整する発光量調整部２５３を有する。これによれば、発光量調整部２５３を有さない構成と比べて、各受光素子２３０の検出感度をより詳細に決定することができる。

　発光素子２１０を１つ有する。これによれば、発光素子２１０を複数有する構成と比べて、光センサ２００の体格が小さくなる。

　処理部２５２は、期待信号の電圧レベルから複数の受光素子２３０の電気信号の電圧レベルを減算した検査値が閾値よりも大きい場合、透明板２９０に付着物が付着していると判定する。透明板２９０の表面がいつもきれいであるとは限らず、透明板２９０にて反射され、受光素子２３０に入射する反射光の量が同一であるとは限らない。透明板２９０の表面がきれいでない場合、透明板２９０に付着物が付着していないにも関わらず、受光素子２３０に入射する光の量が低下する虞がある。したがって、単に、透明板に付着物が何も付着していない場合において受光素子から出力される電気信号の電圧レベル（以下、期待電圧レベルと示す）よりも受光素子の電気信号の電圧レベルが低い場合に、透明板に付着物が付着していると判定する構成では、付着物を誤検出する虞がある。したがって、上記したように、期待信号の電圧レベルから受光素子２３０の電気信号の電圧レベルを減算した検査値が閾値よりも大きい場合、透明板２９０に付着物が付着していると判定する。これにより、付着物を誤検出することが抑制される。

　処理部２５２は、複数の受光素子２３０それぞれに対応する複数の検査値の内、最も低い検査値が閾値よりも大きい場合、透明板２９０に付着物が付着していると判定する。付着物が透明板２９０に付着するのはランダムであり、付着物のために、複数の受光素子２３０それぞれに入射する光の量が低減される量はランダムである。したがって、複数の受光素子２３０それぞれに対応する検査値もランダムである。しかしながら、付着物が透明板２９０に付着したか否かを判定するだけであるならば、上記したように、複数の検査値の内、最も付着物の影響を受けていると期待される、最も低い検査値に基づいて付着物が透明板２９０に付着しているか否かを判定することが好ましい。

　以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

　本実施形態では回路部２５０が発光量調整部２５３を有する例を示した。しかしながら回路部２５０は発光量調整部２５３を有していなくとも良い。

　本実施形態では発光素子２１０がＬＥＤである例を示した。しかしながら発光素子２１０としては上記例に限定されず、光を発光するものであれが適宜採用することができる。

　本実施形態では１つの発光素子２１０が配線基板２７０に設けられた例を示した。しかしながら発光素子２１０の数としては上記例に限定されず、複数でも良い。

　本実施形態では受光素子２３０がＰＤである例を示した。しかしながら受光素子２３０としては上記例に限定されず、光電変換する機能を有するものであれば適宜採用することができる。

　本実施形態では、９つの受光素子２３０が配線基板２７０に設けられた例を示した。しかしながら受光素子２３０の数としては上記例に限定されず、複数であればよい。

　本実施形態では、複数の受光素子２３０がマトリクス状に９つ設けられた例を示した。しかしながら複数の受光素子２３０の配置としては上記例に限定されない。

　本実施形態では、図９に示すように、電源からグランドに向かってスイッチ２５４、受光素子２３０、および、抵抗２５６が順に直列接続され、受光素子２３０と抵抗２５６の中点電位が受光素子２３０の電気信号となっている例を示した。しかしながら例えば図１２に示す構成を採用することもできる。この変形例では、電圧調整部２５１は転送トランジスタ２５７、コンデンサ２５８、電圧変換トランジスタ２５９、リセットトランジスタ２６０、抵抗２５６、および、スイッチ２５４ａ，２５４ｂを有する。第１電源とグランドとの間で受光素子２３０とコンデンサ２５８とが並列接続されており、受光素子２３０とコンデンサ２５８それぞれが転送トランジスタ２５７と第１スイッチ２５４ａを介して第１電源と電気的に接続されている。第１スイッチ２５４ａの一端が第１電源に接続され、他端が転送トランジスタ２５７の制御電極に接続されている。この構成により、第１スイッチ２５４ａが制御部２５５によって駆動状態とされると、第１電源の電圧が転送トランジスタ２５７の制御電極に入力される。この電圧入力によって転送トランジスタ２５７が駆動状態とされ、受光素子２３０とコンデンサ２５８とが電気的に接続される。この結果、受光素子２３０で光電変換された電荷が転送トランジスタ２５７を介してコンデンサ２５８に転送され、コンデンサ２５８に電荷が蓄積される。この電荷の蓄積に応じた電圧がコンデンサ２５８に生じ、この電圧が電圧変換トランジスタ２５９の制御電極に入力される。図１２に示すように第２電源からグランドに向かって電圧変換トランジスタ２５９と抵抗２５６とが直列接続されており、両者の中点電位が受光素子２３０の電気信号として処理部２５２に入力される。上記したように受光素子２３０にて変換された電荷に応じた電圧がコンデンサ２５８に生じ、その電圧が電圧変換トランジスタ２５９の制御電極に入力される。この電圧の入力に応じて電圧変換トランジスタ２５９の駆動状態が変動し、電圧変換トランジスタ２５９と抵抗２５６の中点電位が変動する。なお図１２に示すように、第２電源からグランドに向かって、リセットトランジスタ２６０とコンデンサ２５８とが直列接続されており、リセットトランジスタ２６０の制御電極が第２スイッチ２５４ｂを介して第１電源と電気的に接続されている。この構成により、第２スイッチ２５４ｂが制御部２５５によって駆動状態とされると、第１電源の電圧がリセットトランジスタ２６０の制御電極に入力され、コンデンサ２５８が第２電源と電気的に接続される。この結果、コンデンサ２５８に蓄積された受光素子２３０の光電変換に応じた電荷がリセットされる。

　以上示したように、図１２に示す変形例の場合、受光素子２３０にて光電変換された電荷に応じた電圧を出力する場合、第１スイッチ２５４ａを駆動状態とし、第２スイッチ２５４ｂを非駆動状態とする。これにより転送トランジスタ２５７を駆動状態として受光素子２３０にて変換された電荷をコンデンサ２５８に転送し、コンデンサ２５８にて生じた電圧に応じて電圧変換トランジスタ２５９の駆動状態を変化させ、電圧変換トランジスタ２５９と抵抗２５６との中点電位を処理部２５２に出力する。これとは異なり、光電変換された電荷をリセットする場合、第１スイッチ２５４ａを非駆動状態とし、第２スイッチ２５４ｂを駆動状態とする。これによりリセットトランジスタ２６０を駆動状態としてコンデンサ２５８と第２電源とを電気的に接続し、コンデンサ２５８に蓄積された電荷をリセットする。

　本実施形態において制御部２５５は、複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが、期待信号の電圧レベルとなるように、複数のスイッチ２５４それぞれの非駆動時間を個別に調整する例を示した。しかしながら、制御部２５５は、透明板２９０に付着物が何も付着していない場合において複数の受光素子２３０それぞれの電気信号の電圧レベルが同一となるように、複数の受光素子２３０それぞれに対応するスイッチ２５４の非駆動時間を個別に調整すればよく、上記例に限定されない。

　本実施形態において処理部２５２は、複数の受光素子２３０それぞれに対応する複数の検査値の内、最も低い検査値が閾値よりも大きい場合、透明板２９０に付着物が付着していると判定する例を示した。しかしながら、処理部２５２は、透明板２９０に付着した付着物を受光素子２３０の電気信号の増減に基づいて検出すればよく、上記例に限定されない。

　本実施形態では発光量調整部２５３が透明板２９０の表面状態に応じて発光素子２１０に流す単位時間当たりに流す電流量、および、通電時間の少なくとも一方を調整することで、発光素子２１０の発光量を調整する例を示した。しかしながら発光量調整部２５３は、車両に設けられた湿度センサや温度センサ、および、日射センサの出力信号に基づいて発光素子２１０に流す電流量や通電時間を調整してもよい。

　本実施形態では特に詳しく説明しなかったが、９つの受光素子２３０それぞれは電気的に独立していた。しかしながら、複数の受光素子２３０によって、出力端子が共通化された複数の受光素子群が構成された構成を採用することもできる。この場合、電圧調整部２５１によって、複数の受光素子群それぞれの電荷の量が個別に調整され、その電気信号の電圧レベルが個別に調整される。

　光センサ２００の体格を小さくすることを意図した場合、各受光素子２３０に接続される配線パターンのレイアウトの設定が困難となる場合がある。そこで、上記のように各受光素子２３０の出力端子が共通化された受光素子群を複数構成し、これら複数の受光素子群によって透明板２９０にて反射された発光素子２１０の光を検出する構成を採用することもできる。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (18)

1. 　透明板（ＷＳ）に装着される光センサ（１００）であって、
   　前記透明板に光を照射する発光素子（１０）と、
   　前記透明板にて反射された前記発光素子の光を受光する複数の受光素子（２０）と、
   　前記複数の受光素子の出力信号に基づいて、雨量を検出する検出部（３０）と、を有し、
   　前記発光素子は、前記透明板における１つの照射領域（ＩＲ）に光を照射し、
   　１つの前記照射領域に対して、前記複数の受光素子が対応しており、
   　前記検出部は、１つの前記照射領域に対応する前記複数の受光素子の出力信号に基づいて雨量を検出する
   　光センサ。
2. 　前記検出部は、前記透明板に付着物が無い状態において、前記複数の受光素子それぞれの検出感度が近づくように、前記複数の受光素子それぞれに入射する光の強度分布に応じた重みを、前記複数の受光素子の出力信号に付ける重み付け部（３１）を有する
   　請求項１に記載の光センサ。
3. 　前記重み付け部は、前記複数の受光素子における、入射光の強度が高い受光素子の出力信号の強度に近づけるように、入射光の強度の低い受光素子の出力信号に重み付けを行う
   　請求項２に記載の光センサ。
4. 　前記重み付け部は、前記複数の受光素子の出力信号それぞれの強度が同一となるように、前記複数の受光素子の出力信号それぞれに重み付けを行う
   　請求項３に記載の光センサ。
5. 　前記検出部は、前記重み付け部によって重み付けされた、前記複数の受光素子の出力信号それぞれと閾値電圧（Ｖｔｈ）とを比較し、前記出力信号が前記閾値電圧よりも低い場合に第１信号、前記出力信号が前記閾値電圧よりも高い場合に第２信号を出力する比較部（３２）と、該比較部から出力される第１信号若しくは第２信号の数をカウントするカウント部（３３）と、前記カウント部（３３）にてカウントされたカウント数に基づいて、雨量を検出する雨量検出部（３４）と、を有する
   　請求項２～４いずれか１項に記載の光センサ。
6. 　前記比較部は、前記閾値電圧として、値の異なる複数の閾値電圧（Ｖｔｈ１～Ｖｔｈ３）を有し、順次、異なる前記閾値電圧と前記複数の受光素子の出力信号それぞれとを比較した前記第１信号若しくは前記第２信号を前記カウント部（３３）に出力し、
   　前記雨量検出部（３４）は、値の異なる前記複数の閾値電圧それぞれに対応するカウント数に基づいて、雨量を検出する
   　請求項５に記載の光センサ。
7. 　前記検出部は、前記発光素子と前記複数の受光素子との間に配置されている
   　請求項１～６いずれか１項に記載の光センサ。
8. 　前記透明板に設けられ、前記複数の受光素子に入射する光の入射角度を調整するレンズ（３５）を有する
   　請求項１～７いずれか１項に記載の光センサ。
9. 　前記複数の受光素子は、同一の半導体基板（２１）に形成されている
   　請求項１～８いずれか１項に記載の光センサ。
10. 　透明板（２９０）に光を照射する発光素子（２１０）と、
    　前記透明板にて反射された前記発光素子の光を受光し、電気信号に変換する複数の受光素子（２３０）と、
    　前記複数の受光素子それぞれから出力される電気信号の電圧レベルを調整する電圧調整部（２５１）と、を有する光センサ（２００）であって、
    　前記複数の受光素子それぞれは光を電荷に変換し、その電荷に応じた電圧を前記電気信号として出力するものであり、
    　前記電圧調整部は、前記複数の受光素子それぞれにて変換される電荷の量を個別に調整することで、前記複数の受光素子それぞれの電気信号の電圧レベルを個別に調整する
    　光センサ。
11. 　前記電圧調整部は、前記受光素子に蓄積された電荷を放電するためのスイッチ（２５４，２５４ａ，２５４ｂ）と、前記スイッチの駆動を制御する制御部（２５５）と、を有し、
    　前記制御部は、前記透明板に付着物が何も付着していない場合において前記複数の受光素子それぞれの電気信号の電圧レベルが同一となるように、前記複数の受光素子それぞれに対応する前記スイッチの駆動時間と非駆動時間とを個別に調整する
    　請求項１０に記載の光センサ。
12. 　前記制御部は、前記複数の受光素子それぞれの電気信号の電圧レベルが、前記透明板に付着物が何も付着していない場合に前記複数の受光素子の内の１つから出力されることが期待される電気信号の電圧レベルとなるように、前記複数の受光素子それぞれに対応する前記スイッチの駆動時間と非駆動時間とを個別に調整する
    　請求項１１に記載の光センサ。
13. 　前記発光素子の発光量を調整する発光量調整部（２５３）を有する
    　請求項１０～１２いずれか１項に記載の光センサ。
14. 　前記発光素子の数は１つである
    　請求項１０～１３いずれか１項に記載の光センサ。
15. 　前記複数の受光素子によって、出力端子が共通化された複数の受光素子群が構成されており、
    　前記電圧調整部によって、前記複数の受光素子群それぞれの電荷の量が個別に調整され、その電気信号の電圧レベルが個別に調整される
    　請求項１０～１４いずれか１項に記載の光センサ。
16. 　前記複数の受光素子それぞれから出力される電気信号を処理する処理部（２５２）を有し、
    　前記処理部は、前記透明板に付着物が何も付着していない場合において前記複数の受光素子それぞれから出力される電気信号の電圧レベルから前記複数の受光素子の電気信号の電圧レベルを減算した複数の検査値のそれぞれが閾値よりも大きい場合、前記透明板に付着物が付着していると判定する
    　請求項１０～１５いずれか１項に記載の光センサ。
17. 　前記処理部は、前記複数の受光素子それぞれに対応する前記複数の検査値の内、最も低い検査値が前記閾値よりも大きい場合、前記透明板に付着物が付着していると判定する
    　請求項１６に記載の光センサ。
18. 　前記付着物は雨滴であり、
    　前記処理部は、前記複数の受光素子それぞれから出力される電気信号と前記閾値とに基づいて、前記透明板に雨滴が付着しているか否かを判定する
    　請求項１６または請求項１７に記載の光センサ。

Images