(57)【要約】【課題】部品点数を減少させて製造コストを抑えつつ小型化を図ることができるワイパ装置を提供する。【解決手段】バイモルフ型圧電素子を振動させて駆動体を回転軸を中心にして回動させる駆動装置５１を備えたワイパ装置１であって、駆動装置５１は、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいてレンズ（カバーガラス）に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う画像処理装置５７と、画像処理装置５７の判断に基づいてバイモルフ型圧電素子に電圧を供給する圧電ワイパ駆動回路５５とを備えている。【選択図】図３
2010081273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に一端が取り付けられ、圧電素子が設けられた駆動体と、
前記駆動体に設けられ、オートフォーカス機能を有するカメラのカバーガラスを払拭するワイパブレードと、
前記回転軸に形成された接触面に当接する軸受け面を有する本体部と、
前記軸受け面に前記接触面を押接させ、これら軸受け面と接触面との摩擦抵抗によって前記回転軸に回転抵抗力を付与する抵抗付与部材と、
前記圧電素子に接続され、前記圧電素子を振動させて前記駆動体を前記回転軸を中心にして回動させる駆動装置とを備えたワイパ装置であって、
前記駆動装置は、
前記カメラによって撮像された画像に基づいて前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う画像処理装置と、
前記画像処理装置の判断に基づいて前記圧電素子に電圧を供給する駆動回路とを備えていることを特徴とするワイパ装置。
【請求項２】
前記本体部に前記駆動体の回動範囲を規制する一対の規制部を設けると共に、前記駆動体を前記一対の規制部の間を往復運動するように構成し、
前記駆動装置に、前記駆動回路から出力される電圧値から前記駆動体が前記一対の規制部に当接したことを検出し、この検出結果に基づいて反転位置検出信号を出力する反転制御手段を設け、
前記画像処理装置は、前記反転制御手段の前記反転位置検出信号が出力されたとき、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置。
【請求項３】
前記画像処置装置は、
前記カメラの焦点距離を計測する焦点距離計測部と、
所定の焦点距離を閾値として設定可能なメモリ部と、
前記焦点距離計測部によって計測した焦点距離と前記メモリ部に設定されている閾値とを比較し、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う焦点距離比較手段とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパ装置。
【請求項４】
前記画像処置装置は、
前記カメラによって撮像された画像内の物体の輪郭抽出を行う輪郭抽出部と、
所定の輪郭の大きさを閾値として設定可能なメモリ部と、
前記輪郭抽出部によって抽出された前記物体の輪郭の大きさと前記メモリ部に設定されている閾値とを比較すると共に、前記輪郭抽出部によって前記物体の輪郭抽出を行えたか否かの判断を行い、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う輪郭比較手段とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパ装置。
【請求項５】
前記画像処置装置は、
前記カメラによって撮像された画像のコントラストを検出するコントラスト検出部と、
所定のコントラストを閾値として設定可能なメモリ部と、
前記コントラスト検出部によって検出されたコントラストと前記メモリ部に設定されている閾値とを比較し、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うコントラスト比較手段とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電素子を利用してカメラのカバーガラスを払拭するワイパ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、道路の路肩に監視カメラを設置し、監視カメラによって撮像された画像を犯罪の有力な証拠情報として用いたり、自動車などの車両に監視カメラを搭載し、運転席からでは見え難い箇所の障害物を車内に搭載した監視モニタなどを用いて運転者が容易に認識できるようにしたりする技術が知られている。
この種の監視カメラは、大気にさらされた状態になる場合が多い。このような場合、監視カメラのカバーガラスに異物や水滴が付着しやすく、監視カメラの視野が狭くなったり、撮像された画像がぼやけてしまったりする。
【０００３】
ここで、監視カメラのカバーガラスに付着した異物や水滴を払拭することを考えると、作業者が目視によって画像の鮮明度を確認し、人為的にカバーガラスを払拭していたのでは作業が煩わしいばかりか、常に鮮明な画像を得難い。このため、カバーガラスの異物や水滴の付着を自動的に検出し、この検出結果に基づいて自動的にワイパを駆動させてカバーガラスを払拭するさまざまな技術が提案されている。
【０００４】
例えば、カバーガラス（板状部材）の内部に光を出射する発光素子と、この発光素子から出射された光を受光する受光素子とをカバーガラスを挟んで対向配置した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１によれば、カバーガラスに何ら付着していない場合、発光素子から出射された光は、カバーガラスと空気層との境界で全反射を繰り返しながら殆ど光の量が減少せずに受光素子に到達する。これに対し、カバーガラスに異物や水滴が付着している場合、発光素子から出射された光は、異物や水滴に吸収されるか、または乱反射してしまう。このため、受光素子に到達する光の量が減少するので、カバーガラスの異物や水滴の付着を自動的に検出することができる。
【特許文献１】特開平２−２８１１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、監視カメラに発光素子や受光素子を設ける必要があり、部品点数が増えるばかりかコストが嵩んでしまうという課題がある。
とりわけ、監視カメラとして小型カメラを用いる場合にあっては、異物や水滴を検出する装置を含む装置全体が大型化してしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品点数を減少させて製造コストを抑えつつ小型化を図ることができるワイパ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転軸と、前記回転軸に一端が取り付けられ、圧電素子が設けられた駆動体と、前記駆動体に設けられ、オートフォーカス機能を有するカメラのカバーガラスを払拭するワイパブレードと、前記回転軸に形成された接触面に当接する軸受け面を有する本体部と、前記軸受け面に前記接触面を押接させ、これら軸受け面と接触面との摩擦抵抗によって前記回転軸に回転抵抗力を付与する抵抗付与部材と、前記圧電素子に接続され、前記圧電素子を振動させて前記駆動体を前記回転軸を中心にして回動させる駆動装置とを備えたワイパ装置であって、前記駆動装置は、前記カメラによって撮像された画像に基づいて前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う画像処理装置と、前記画像処理装置の判断に基づいて前記圧電素子に電圧を供給する駆動回路とを備えていることを特徴とする。
このように構成することで、カメラによって撮像された画像を用いてカバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うことができるので、部品点数が増加することなく、製造コストの低減化、およびワイパ装置の小型化を図ることができる。
また、ワイパブレードを駆動させる駆動源として、例えば、電動モータなどに代わって圧電素子を用いることで、さらにワイパ装置を小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、前記本体部に前記駆動体の回動範囲を規制する一対の規制部を設けると共に、前記駆動体を前記一対の規制部の間を往復運動するように構成し、前記駆動装置に、前記駆動回路から出力される電圧値から前記駆動体が前記一対の規制部に当接したことを検出し、この検出結果に基づいて反転位置検出信号を出力する反転制御手段を設け、前記画像処理装置は、前記反転制御手段の前記反転位置検出信号が出力されたとき、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うことを特徴とする。
このように構成することで、確実にワイパブレードが撮像されていないときの画像を用いてカバーガラスの異物や水滴の付着を判断することができる。このため、ワイパ装置の誤作動を確実に防止することができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記画像処置装置は、前記カメラの焦点距離を計測する焦点距離計測部と、所定の焦点距離を閾値として設定可能なメモリ部と、前記焦点距離計測部によって計測した焦点距離と前記メモリ部に設定されている閾値とを比較し、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う焦点距離比較手段とを備えていることを特徴とする。
このように構成することで、例えば、カメラとカバーガラスとの間の距離を閾値として設定しておけば、カバーガラスに異物や水滴が付着していることが確認できるので、ワイパ装置の複雑化を抑制することができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、前記画像処置装置は、前記カメラによって撮像された画像内の物体の輪郭抽出を行う輪郭抽出部と、所定の輪郭の大きさを閾値として設定可能なメモリ部と、前記輪郭抽出部によって抽出された前記物体の輪郭の大きさと前記メモリ部に設定されている閾値とを比較すると共に、前記輪郭抽出部によって前記物体の輪郭抽出を行えたか否かの判断を行い、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う輪郭比較手段とを備えていることを特徴とする。
このように構成することで、予め異物や水滴の輪郭を閾値として設定しておけば、カメラによって撮像された画像に基づいて、カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を容易に行うことができる。また、カメラによって撮像された画像から物体の輪郭を抽出できない場合、カバーガラスに異物や水滴が付着することによってカメラの焦点が合わないと判断することができる。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、前記画像処置装置は、前記カメラによって撮像された画像のコントラストを検出するコントラスト検出部と、所定のコントラストを閾値として設定可能なメモリ部と、前記コントラスト検出部によって検出されたコントラストと前記メモリ部に設定されている閾値とを比較し、前記カバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うコントラスト比較手段とを備えていることを特徴とする。
このように構成することで、カメラによって撮像された画像のコントラストを評価することでカバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、カメラによって撮像された画像を用いてカバーガラスに異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うことができるので、部品点数が増加することなく、製造コストの低減化、およびワイパ装置の小型化を図ることができる。
また、ワイパブレードを駆動させる駆動源として、例えば、電動モータなどに代わって圧電素子を用いることで、さらにワイパ装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明の第一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、ワイパ装置１は、例えば、自動車のリヤガラス、サイドバンパー、フロントグリル内などに配設される監視カメラ４１のレンズカバー（不図示）に取り付けられている。
監視カメラ４１としては、例えば、ＣＣＤ（ＣＣＤ；Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラなどのオートフォーカス機能を有するものが用いられる。監視カメラ４１には、撮像された画像を出力する監視モニタ４５が接続されている。監視モニタ４５は車内などに取り付けられ、運転者などが監視カメラ４１によって撮像された画像を監視することができるようになっている。
【００１４】
ワイパ装置１は、圧電ワイパ２と、この圧電ワイパ２を駆動させるための駆動装置５１とを備えている。
圧電ワイパ２は、略円環状のレンズホルダ３と、この一側に設けられたアクチュエータ部４とを備え、このアクチュエータ部４に駆動装置５１が接続された状態になっている。
レンズホルダ３は、ステンレス材（例えば、ＳＵＳ３０４Ｌ）で形成されたものであって、内周面５にはレンズホルダ３に対応するレンズ６が内嵌固定されている。このレンズ６は、監視カメラ４１のレンズカバー（不図示）の前面を覆うように配置される。すなわち、レンズ６は、監視カメラ４１のカバーガラスとして機能している。
【００１５】
アクチュエータ部４は、レンズホルダ３と一体成形されている平面視略長方形状のベースプレート７と、このベースプレート７に回転自在に支持された回転軸８と、回転軸８に取付けられた駆動体２７とを備えている。
駆動体２７は、回転軸８の外周面８ａから径方向外側に向かって延出形成されている。駆動体２７には、電気−機械変換素子の１つであるバイモルフ型圧電素子１０が使用されている。
【００１６】
バイモルフ型圧電素子１０は、薄い金属板の中心電極両面に圧電セラミックスを貼り合わせた構造となっている。バイモルフ型圧電素子１０は、この全体の大部分がゴム製のブレードラバー１２で被覆された状態になっている。
駆動体２７の下側、つまり、レンズ６側には、駆動体２７の長さに対応するゴム製のワイパブレード１１が設けられている。このワイパブレード１１は、レンズ６を払拭するためのものであって、ブレードラバー１２と一体成形されている。
【００１７】
回転軸８は、コプナ樹脂等の熱硬化性樹脂（例えば、株式会社大西ライト工業所製「ＳＫレジン（商品名）」等）で形成されたものである。回転軸８の下端８ｂ（図２における下側）には、段差によって縮径された縮径部１４が一体成形されている。
【００１８】
ベースプレート７のベース面７ａには、回転軸８の縮径部１４に対応する部位に、この縮径部１４が内嵌される平面視略円環状の凸部１５が立ち上がり形成されている。凸部１５の内周面に回転軸８の縮径部１４が内嵌されることにより、回転軸８は、ベースプレート７に回転自在に支持された状態になる。また、ベースプレート７に形成されている凸部１５の端面１５ａと、回転軸８の下端８ｂとが互いに摺接した状態になっている。
【００１９】
さらに、ベースプレート７のベース面７ａには、一対の支柱３１，３１が回転軸８を中心にしてベースプレート７の長手方向に振り分け配置されている。一対の支柱３１，３１には、それぞれ軸方向に貫通する貫通孔３４が形成されている。また、一対の支柱３１，３１の上端３１ａ，３１ａには、両者３１ａ，３１ａに跨るようにプレート３２が設けられている。
【００２０】
プレート３２には、各支柱３１，３１の貫通孔３４，３４に対応する部位に、段付き状のボルト孔３３，３３が形成されている。一方、ベースプレート７には、支柱３１の貫通孔３４に対応する部位に、雌ネジ部２５が刻設されている。支柱３１、およびプレート３２は、貫通孔３４、およびボルト孔３３にボルト３５が挿通され、このボルト３５がベースプレート７の雌ネジ部２５に螺入されることによって、ベースプレート７に締結固定される。
【００２１】
プレート３２の長手方向略中央には、バネホルダ挿通孔３６が形成されており、ここにバネホルダ３７が圧入固定されている。バネホルダ３７は有底筒状に形成されたものであって、エンド部（底部）３７ａを軸方向外側に向けた状態で配置されている。バネホルダ３７の内側には、コイルバネ３８が設けられている。コイルバネ３８は、一端がバネホルダ３７のエンド部３７ａに当接するように配置されている。
【００２２】
コイルバネ３８の他端には、スチールボール３９が設けられている。スチールボール３９は、コイルバネ３８によって回転軸８側へと付勢されている。ここで、回転軸８の上端８ｃとバネホルダ３７との間には僅かに間隙が形成されるようになっており、回転軸８の上端８ｃはスチールボール３９にのみ当接した状態になっている。回転軸８の上端８ｃにおいて、スチールボール３９のみが当接することにより、回転抵抗を減少させることができる。
【００２３】
一方、コイルバネ３８、およびスチールボール３９によって押圧された回転軸８とベースプレート７との間には摩擦力が発生し、回転軸８とベースプレート７の間に回転抵抗力が生じるようになっている。
すなわち、回転軸８の下端８ｂは、ベースプレート７に接触する接触面としての機能を有すると共に、回転軸８の下端８ｂを受けるベースプレート７の凸部１５の端面１５ａは軸受け面としての機能を有する。
【００２４】
ここで、回転軸８は、内部が中空状に形成されており、ここに駆動体２７、つまり、バイモルフ型圧電素子１０に対して電圧を印加するためのリード線５２が配線されている。このリード線５２の一端は、駆動体２７に接続されている。一方、リード線５２の他端は、駆動装置５１に接続されている。
【００２５】
図３に示すように、駆動装置５１は、圧電ワイパ２を駆動させるか否かの判断を行う画像処理システム５３と、画像処理システム５３による判断結果に基づいて圧電ワイパ２を駆動させる指令信号を出力するワイパ駆動指令部５４と、ワイパ駆動指令部５４からの指令信号に基づいて圧電ワイパ２の駆動体２７に電圧を印加する圧電ワイパ駆動回路５５と、圧電ワイパ駆動回路５５から出力される電圧値を検出する出力電圧検出回路５６とを備えている。
【００２６】
画像処理システム５３は、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいて圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う画像処理装置５７と、出力電圧検出回路５６の検出結果に基づいて圧電ワイパ２の駆動体２７の制御を行う反転制御手段５８と、反転制御手段５８の制御信号に基づいて画像処理装置５７を動作させる指令信号を出力する画像処理指令手段５９とを備えている。
【００２７】
監視カメラ４１によって撮像された画像は、監視モニタ４５に出力されると共に、画像処理システム５３の画像処理装置５７に出力される。
画像処理装置５７は、焦点距離計測部６１と、メモリ６２と、焦点距離比較手段６３と、汚れ・雨滴付着判定部６４とを有しており、焦点距離計測部６１に監視カメラ４１の画像が入力される。
【００２８】
焦点距離計測部６１は、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいて被写体までの焦点距離を計測する。
メモリ６２は、予め所定の焦点距離、例えば、監視カメラ４１とレンズ６との間の距離をレンズに異物や水滴などが付着したか否かの閾値として設定し、記憶させておくことができるようになっている。ここで、例えば、圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴などが付着した場合、監視カメラ４１は異物や水滴に焦点を合わせるので、焦点距離は監視カメラ４１とレンズ６との間の距離ということになる。このため、この距離を閾値としてメモリ６２に予め設定しておくことで、この閾値よりも焦点距離が短い場合には圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着していると判断することができる。
【００２９】
焦点距離比較手段６３は、焦点距離計測部６１によって計測された焦点距離とメモリ６２に記憶されている閾値とを比較する。そして、比較結果の信号を汚れ・雨滴付着判定部６４に出力する。汚れ・雨滴付着判定部６４は、比較結果の信号に基づいて圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行い、判断結果の信号をワイパ駆動指令部５４に出力する。
具体的には、焦点距離が閾値よりも長ければレンズ６に異物や水滴が付着していないと判断する。これに対し、焦点距離が閾値以下であればレンズ６に異物や水滴が付着していると判断する。
【００３０】
ワイパ駆動指令部５４は、汚れ・雨滴付着判定部６４によりレンズ６に異物や水滴が付着していると判断されたとき、圧電ワイパ駆動回路５５に圧電ワイパ２を駆動させる指令信号を出力する。
圧電ワイパ駆動回路５５は、ワイパ駆動指令部５４からの指令信号に基づいて所定の電圧を圧電ワイパ２の駆動体２７に印加する。
【００３１】
ここで、図４に基づいて、圧電ワイパ駆動回路５５から駆動体２７に印加される電圧波形の一例と、この電圧波形に基づく駆動体２７の挙動について説明する。
図４は、縦軸を電圧（Ｖ）とし、横軸を時間（ｓ）とした場合の駆動体２７の駆動体２７に印加される電圧の入力波形αを示し、この下方に駆動体２７の挙動を示した説明図である。なお、この実施形態において、駆動体２７はプラス電圧のときには回転軸８を中心にして紙面右方向に変位し、マイナス電圧のときには紙面左方向に変位するものとする。
【００３２】
同図に示すように、まず、駆動体２７にマイナス電圧を印加させた状態では、駆動体２７は回転軸８を中心にして左方向に変位した状態にある（図４におけるＸ１）。
次に、電圧をマイナスからプラスにゆっくり変化させると駆動体２７もそれに応じてゆっくりと右方向に変位する（図４におけるＸ２）。
【００３３】
続いて、電圧をプラスからマイナスに変化させる（Ｘ３→Ｘ５）。このとき、電圧変化を（Ｘ１→Ｘ２）のときよりも急激にする。すると、（Ｘ３→Ｘ５）では、駆動体２７が（Ｘ１→Ｘ２）のときよりも急激に変形する（曲がる）。つまり、電圧変化がゆっくりである場合と急激である場合とでは、駆動体２７の変形速度に差が生じる。
【００３４】
駆動体２７が急激に変位すると、駆動体２７にはその重量によってその場に残ろうとする慣性力が発生する。そして、駆動体２７の変形速度差から（Ｘ１→Ｘ２）のときの慣性力よりも（Ｘ３→Ｘ５）のときの慣性力の方が大きくなる。
この慣性力に対しては、回転軸８に付与される回転抵抗力が作用する。すなわち、駆動体２７の変形に伴い慣性力と摩擦力とが対抗する形となる。アクチュエータ部４では、回転抵抗力Ｆｒが（Ｘ１→Ｘ２）のときの慣性力Ｆ１２よりも大きく、（Ｘ３→Ｘ５）のときの慣性力Ｆ３５よりも小さくなるように設定されている（Ｆ１２＜Ｆｒ＜Ｆ３５）。
【００３５】
したがって、（Ｘ１→Ｘ２）の場合の慣性力Ｆ１２は、回転抵抗力Ｆｒによって打ち消される形となり、駆動体２７は電圧値に応じた角度だけゆっくりと変位するが、回転軸８は回転しない。これに対して、（Ｘ３→Ｘ５）の場合には、慣性力Ｆ３５は、回転抵抗力Ｆｒによって打ち消されない。このため、駆動体２７が電圧変化に伴い急激に反対方向へ変位するに伴い、慣性力Ｆ３５によって回転軸８が駆動体２７の変形方向と逆の方向（図４においては反時計回り）に回転する。
【００３６】
そして、これを順次繰り返し行うことによって、駆動体２７は、ゆっくりと曲げたときの変位側に自走する。なお、電圧変化を図４とは逆に、ゆっくりとマイナス側へと変化させ、急激にプラス側へと変化させると、駆動体２７は図４において右方向（時計回り）に回転する。つまり、アクチュエータ部４では、この電圧変化パターンの切り換えにより駆動体２７を適宜往復運動させることができる。
【００３７】
また、電圧変化の周波数を変化させることにより駆動体２７の移動速度も制御できる。
このように（Ｘ１→Ｘ２）では静摩擦トルクが、（Ｘ３→Ｘ５）では動摩擦トルクが駆動体２７の挙動に影響し、これら静摩擦トルクと動摩擦トルクとの差を利用して駆動体２７が回転軸８を中心に所定方向に回動するようになっている。
【００３８】
さらに、バイモルフ型圧電素子１０への印加電圧（波形α）では、鋸歯波形の上下に電圧を一体に保持した休止時間ｔ１，ｔ２が設定されている。
ここで、鋸歯波形に休止時間を設けることなく電圧印加方向を即座に急転させると、急転時に駆動体２７が駆動方向とは逆方向にすべり、このすべり発生により駆動速度が低下する場合がある。そこで、鋸歯波形に休止時間ｔ１，ｔ２を設定し、印加電圧を台形波形とすると、駆動方向に反する逆すべりが減少し、駆動速度低下を抑制することができる。
【００３９】
ここで、図５に示すように、駆動体２７の回動範囲は、圧電ワイパ２のベースプレート７に設けられている一対の支柱３１，３１によって決定する。すなわち、一対の支柱３１，３１が回転軸８を中心にしてベースプレート７の長手方向に振り分け配置されていることから、これら支柱３１，３１が駆動体２７の回動範囲を規制する規制部として機能する。このため、駆動体２７は、一対の支柱３１，３１の間を往復移動するように駆動装置５１によって制御される。
【００４０】
図３、図５に示すように、支柱３１に駆動体２７が当接すると駆動装置５１の圧電ワイパ駆動回路５５から出力される電圧に変化が生じる。この駆動体２７が支柱３１に当接することによる電圧の変化は、圧電ワイパ駆動回路５５に出力電圧検出回路５６を介して接続されている反転制御手段５８によって検出される。
出力電圧検出回路５６は、圧電ワイパ駆動回路５５から出力される電圧を検出し、検出した電圧値（電位）を反転制御手段５８に出力する。
【００４１】
反転制御手段５８は、Ａ／Ｄ変換器６５と、メモリ６６と、電圧比較手段６７と、反転位置検出部６８とを備えており、Ａ／Ｄ変換器６５に出力電圧検出回路５６が接続されている。
Ａ／Ｄ変換器６５は、出力電圧検出回路５６による検出された電圧値をデジタル信号に変換し、電圧比較手段６７に出力する。
メモリ６６には、予め所定の電圧値が閾値として記憶されている。
【００４２】
電圧比較手段６７は、Ａ／Ｄ変換器６５から入力されるデジタル信号（電圧値）とメモリ６６に記憶されている閾値とを比較する。そして、Ａ／Ｄ変換器６５から入力される電圧値がメモリ６６に記憶されている閾値よりも低い場合、この比較結果を示す信号（比較信号）を反転位置検出部６８に出力する。
【００４３】
反転位置検出部６８は、電圧比較手段６７から入力される信号に基づいて、駆動体２７が時計回り、および反時計回りに交互に動作するように電圧変化パターンを変化させる信号（反転位置信号）を画像処理指令手段５９に出力する。すなわち、反転位置検出部６８から電圧変化パターンを変化させる信号が出力されたとき、駆動体２７は支柱３１に当接した状態にあるということになる。
【００４４】
画像処理指令手段５９は、反転位置検出部６８から信号出力されたとき、画像処理装置５７に指令信号を出力する。
ここで、画像処理装置５７は、画像処理指令手段５９からの指令信号に基づいて駆動するようになっている。すなわち、画像処理装置５７は、圧電ワイパ２の駆動体２７が一対の支柱３１，３１に当接する箇所に位置しているとき、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいて圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う。このように構成することで、監視カメラ４１の焦点距離が圧電ワイパ２の駆動体２７を撮像することによって短くなったとき、これを画像処理装置５７がレンズ６に異物や水滴が付着していると誤判断してしまうことを防止できるようになっている。
【００４５】
次に、図３、図６に基づいて、ワイパ装置１の動作について説明する。
まず、監視カメラ４１の電源をＯＮにする（ＳＴ１）。ここで、監視カメラ４１の電源は常にＯＮにしておく。
次に、監視カメラ４１のオートフォーカスを開始する（ＳＴ２）。
続いて、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいて、画像処理システム５３の画像処理装置５７によって焦点距離を計測し、この計測結果とメモリ６２に記憶されている閾値との比較を行う（ＳＴ３）。
【００４６】
焦点距離が所定の閾値以下である場合、つまり、焦点距離が圧電ワイパ２のレンズ６面になっている、または焦点が合わない場合、圧電ワイパ２のレンズ６に異物、または水滴が付着していると判断する（ＳＴ４）。
そして、ワイパ駆動指令部５４から指令信号が出力される（ＳＴ５）。
次に、圧電ワイパ駆動回路５５から圧電ワイパ２の駆動体２７に電圧が印加され、圧電ワイパ２が駆動する（ＳＴ６）。
【００４７】
続いて、圧電ワイパ駆動回路５５から出力される電圧値に基づいて、駆動体２７が反転位置であるか否か、つまり、駆動体２７が支柱３１に当接しているか否かを反転制御手段５８によって検出する（ＳＴ７）。
反転制御手段５８の反転位置検出部６８により反転位置信号が出力された場合、つまり、駆動体２７が支柱３１に当接している場合（ＳＴ８の場合）、再びＳＴ３に戻り、焦点距離を計測し、閾値との比較を行う。
【００４８】
一方、反転制御手段５８の反転位置検出部６８により反転位置信号が出力されていない場合、つまり、駆動体２７が支柱３１に当接していない場合（ＳＴ９の場合）、再びＳＴ５に戻り、ワイパ駆動指令部５４から指令信号を出力する。
【００４９】
また、ＳＴ３における比較判断によって、焦点距離が所定の閾値よりも長いと判断された場合、圧電ワイパ２のレンズ６に異物、または水滴が付着していないと判断する（ＳＴ１０）。
このような判断の場合、ワイパ駆動指令部５４から指令信号が出力されない（ＳＴ１１）。
そして、圧電ワイパ２の駆動体２７は、支柱３１に当接した状態で停止する（ＳＴ１２）。
【００５０】
したがって、上述の第一実施形態によれば、監視カメラ４１によって撮像された画像を用いてレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うことができるので、部品点数が増加することなく、製造コストの低減化、およびワイパ装置１の小型化を図ることができる。
また、ワイパブレード１１を駆動させる駆動源として、例えば、電動モータなどに代わってバイモルフ型圧電素子１０を用いることで、さらにワイパ装置１を小型化することができる。
【００５１】
さらに、画像処理装置５７は、圧電ワイパ２の駆動体２７が一対の支柱３１，３１に当接する箇所に位置しているとき、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいて圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行う。このため、確実にワイパブレード１１が撮像されていないときの画像を用いてレンズ６の異物や水滴の付着を判断することができる。このため、ワイパ装置１の誤作動を確実に防止することができる。
【００５２】
そして、レンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行うにあたって、監視カメラ４１としてオートフォーカス機能を有するものを用い、画像処理装置５７に予め所定の焦点距離を閾値として設定し、かつ焦点距離計測部６１によって計測された焦点距離とメモリ６２に記憶されている閾値とを焦点距離比較手段６３で比較するようにしている。このため、駆動装置５１を複雑化することなく、適宜ワイパ装置１を駆動させることができる。
【００５３】
次に、この発明の第二実施形態を図７に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態でも同様）。
この第二実施形態において、ワイパ装置１０１は、例えば、自動車のリヤガラス、サイドバンパー、フロントグリル内などに配設される監視カメラ４１のレンズカバー（不図示）に取り付けられている点、監視カメラ４１はオートフォーカス機能を有している点、ワイパ装置１０１は、略円環状のレンズホルダ３と、この一側に設けられたアクチュエータ部４とを備えた圧電ワイパ２と、圧電ワイパ２のアクチュエータ部４に、これを駆動させるための駆動装置１５１とで構成されている点、駆動装置１５１は、画像処理システム１５３と、ワイパ駆動指令部５４と、圧電ワイパ駆動回路５５と、出力電圧検出回路５６とを備えている点、画像処理システム１５３は、反転制御手段５８と、画像処理指令手段５９とを備えている点等の基本的構成は上述の第一実施形態と同様である（以下の実施形態でも同様）。
【００５４】
ここで、第一実施形態と第二実施形態の相違点は、第一実施形態の画像処理装置５７と第二実施形態の画像処理装置１５７との構成が違うという点にある。
すなわち、第二実施形態の画像処理システム１５３に設けられている画像処理装置１５７は、輪郭抽出部７１と、メモリ７２と、輪郭比較手段７３と、汚れ・雨滴付着判定部７４とを有している。
【００５５】
輪郭抽出部７１は、監視カメラ４１によって撮像された物体の輪郭を抽出する。
メモリ７２には、予め所定の輪郭の大きさ、例えば、レンズ６に付着すると予測される異物の輪郭の大きさが閾値として記憶されている。また、付着すると予測される水滴の輪郭の大きさが閾値として記憶されている。
輪郭比較手段７３は、輪郭抽出部７１によって抽出された物体の輪郭とメモリ７２に記憶されている閾値とを比較する。そして、比較結果の信号を汚れ・雨滴付着判定部７４に出力する。
【００５６】
具体的には、輪郭抽出部７１によって抽出された物体の輪郭の大きさがメモリ７２に記憶されている閾値よりも大きい場合、レンズ６に異物や水滴が付着していないと判断する。これに対し、物体の輪郭の大きさがメモリ７２に記憶されている閾値以下であればレンズ６に異物や水滴が付着していると判断する。
また、例えば、圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴などが付着した場合、監視カメラ４１は無理に異物や水滴に焦点を合わそうとしたり、焦点が何れの物体にも合わなくなったりしてしまう。このため、画像がぼやけて物体の輪郭が抽出できなくなる。この場合にもレンズ６に異物や水滴が付着していると判断する。
【００５７】
汚れ・雨滴付着判定部７４は、比較結果の信号に基づいて圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行い、判断結果の信号をワイパ駆動指令部５４に出力する。
【００５８】
したがって、上述の第二実施形態によれば、画像処理装置１５７に予め異物や水滴の輪郭を閾値として設定しておくことで、監視カメラ４１によって撮像された画像に基づいて、レンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を容易に行うことができる。
また、監視カメラ４１によって撮像された画像から物体の輪郭を抽出できない場合、レンズ６に異物や水滴が付着することによって監視カメラ４１の焦点が合わないと判断することができる。
【００５９】
次に、この発明の第三実施形態を図８に基づいて説明する。
ここで、第三実施形態の画像処理システム２５３に設けられている画像処理装置２５７は、コントラスト計測部８１と、メモリ８２と、コントラスト比較手段８３と、汚れ・雨滴付着判定部８４とを有している。
【００６０】
コントラスト計測部８１は、監視カメラ４１によって撮像された画像のコントラストを計測する。
メモリ８２には、予め所定のコントラスト設定し、これを閾値として記憶されるようになっている。ここで、例えば、圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴などが付着した場合、監視カメラ４１は無理に異物や水滴に焦点を合わそうとしたり、焦点が何れの物体にも合わなくなったりしてしまう。このため、画像がぼやけてコントラストが低下する。よって、所定のコントラストを閾値としてメモリ８２に予め設定しておくことで、この閾値よりもコントラストが低い場合には、圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着していると判断することができる。
【００６１】
コントラスト比較手段８３は、コントラスト計測部８１によって計測されたコントラストとメモリ８２に記憶されている閾値とを比較する。そして、比較結果の信号を汚れ・雨滴付着判定部８４に出力する。
汚れ・雨滴付着判定部８４は、比較結果の信号に基づいて圧電ワイパ２のレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を行い、判断結果の信号をワイパ駆動指令部５４に出力する。
【００６２】
したがって、上述の第三実施形態によれば、監視カメラ４１によって撮像された画像のコントラストを評価することでレンズ６に異物や水滴が付着しているか否かの判断を容易に行うことができる。
【００６３】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、圧電ワイパ２のプレート３２にコイルバネ３８を設け、このコイルバネ３８によって、回転軸８がベースプレート７側に向かって押接されて回転軸８とベースプレート７の間に回転抵抗力が生じる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、回転軸８がベースプレート７側に向かって押接され、回転軸８とベースプレート７の間に回転抵抗力が生じるように構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一実施形態におけるワイパ装置の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態におけるワイパ装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における電圧の出力波形、および駆動体の挙動を示す説明図である。
【図５】本発明の第実施形態における駆動体の回動範囲を示す説明図である。
【図６】本発明の第一実施形態におけるワイパ装置の動作のフローチャートである。
【図７】本発明の第二実施形態におけるワイパ装置の機能ブロック図である。
【図８】本発明の第三実施形態におけるワイパ装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１，１０１  ワイパ装置
２  圧電ワイパ
３  レンズホルダ
４  アクチュエータ部
５  回転軸
６  レンズ（カバーガラス）
７  ベースプレート（本体部）
８  回転軸
８ｂ  下端（接触面）
１０  バイモルフ型圧電素子（圧電素子）
１１  ワイパブレード
１５  凸部
１５ａ  端面（軸受け面）
２７  駆動体
３１  支柱（規制部）
３８  コイルバネ（抵抗付与部材）
３９  スチールボール
４１  監視カメラ（カメラ）
５１，１５１  駆動装置
５３，１５３，２５３  画像処理システム
５５  圧電ワイパ駆動回路（駆動回路）
５７，１５７，２５７  画像処理装置
５８  反転制御手段
６１  焦点距離計測部
６２，７２，８２  メモリ
６３  焦点距離比較手段
６４，７４，８４  汚れ・雨滴付着判定部
７１  輪郭抽出部
７３  輪郭比較手段
８１  コントラスト計測部
８３  コントラスト比較手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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