(57)【要約】【課題】ユーザーの視覚的な煩わしさを解消できる雨滴検出装置を提供する。【解決手段】ウインドガラス１外面に付着した雨滴を検出し且つ雨滴量に応じてワイパ装置２を制御するマイコン３０を備えたレインセンサ３において、マイコン３０が、ウインドガラス１外面に付着した雨滴Ｗを含むウインドガラス１よりも前方をＣＣＤカメラ１５で撮像して得られた輝度情報に基づいて輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム作成部３４と、輝度ヒストグラムの輝度分布Ｄ２のピークＰ２，Ｐ３が複数あるとき、輝度分布Ｄ１のピークＰ１が１つのときに比べてワイパ装置２の払拭能力を高くするワイパ制御部３５とを備えた。これにより、輝度ヒストグラムの輝度分布Ｄ１，Ｄ２によって外部照度と雨滴輝度とのコントラストの有無を検出することができる。【選択図】  図５
2014133425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドガラス外面に付着した雨滴量を検出し且つ前記雨滴量に応じてワイパ装置を制御する制御手段を備えた雨滴検出装置において、
前記制御手段が、
ウインドガラス外面に付着した雨滴を含むウインドガラスよりも前方を撮像手段で撮像して得られた輝度情報に基づいて輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム作成部と、
前記輝度ヒストグラムの輝度分布のピークが複数あるとき、輝度分布のピークが１つのときに比べて前記ワイパ装置の払拭能力を高くするワイパ制御部とを備えたことを特徴とする雨滴検出装置。
【請求項２】
前記ウインドガラス内面に光を照射し、ウインドガラスによって反射された反射光を検出する光学手段を設け、
前記光学手段の出力に基づいて雨滴量を検知する雨滴量検知部を前記制御部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の雨滴検出装置。
【請求項３】
前記制御手段と撮像手段が車体側制御手段に電気的に接続され、
前記輝度情報は前記撮像手段から前記車体側制御手段を介して前記輝度ヒストグラム作成部に送信されることを特徴とする請求項１又は２に記載の雨滴検出装置。
【請求項４】
前記ワイパ装置は払拭速度と間欠期間の少なくとも１つが変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の雨滴検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインドガラスに付着した雨滴量を検出する雨滴検出装置に関し、特にウインドガラス外面に付着した雨滴を含むウインドガラスよりも前方を撮像手段で撮像してワイパ装置を制御する雨滴検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウインドガラス外面に付着した雨滴量を検出する雨滴検出装置を設け、この雨滴検出装置によって検出された雨滴量に応じてワイパ装置の払拭速度や間欠時間等の作動態様を自動的に制御するものが知られている。
特許文献１のワイパ制御装置は、ウインドガラス内面に光を照射し且つこのウインドガラスによって反射された反射光に応じた出力を発生可能な雨滴検出手段と、前記出力に基づいてウインドガラス外面に付着した雨滴量を検出可能な雨滴量演算手段とを備え、この検出された雨滴量に基づいて雨滴を払拭するワイパの払拭速度と間欠時間を制御するワイパ制御装置において、雨滴が滴下して反射光が弱まる方向に出力が変化した後、再び反射光が強まる方向に出力が戻るとき、戻り量が設定値よりも大きいか否かで撥水性が高いか否かを判定する撥水性検知手段を備え、撥水性が高いとき、反射光が最も弱まる方向に変化したときの雨滴検出出力に基づいて雨滴量を演算し、撥水性が低いとき、雨滴検出出力を全て積算して雨滴量を演算している。
【０００３】
このワイパ制御装置の雨滴検出手段は、ウインドガラス外面の検知領域に雨滴が付着していない場合、投光された光がウインドガラスと外部空間との外側境界面から全反射されて受光素子（フォトダイオード）に受光される。また、ウインドガラス外面の検知領域に雨滴が付着している場合、雨滴に対応した部分に投光された光の一部がウインドガラスとこれに付着した雨滴とを透過するため、投光された光のうちウインドガラスと雨滴とを透過しない光の反射光のみが受光素子に受光される。即ち、この雨滴検出手段では、ウインドガラス外面に付着した雨滴量が少ない程、検出信号が大きくなり、ウインドガラス外面に付着した雨滴量が多い程、検出信号が小さくなる。
【０００４】
この種のワイパ制御装置は、雨滴検出装置をユーザーが任意に選択できるオプション機器として設定されている。また、ユーザーが独自に雨滴検出装置を特定の車種から別の車種へ付け替えて、ワイパ駆動装置に自動制御機能を付加することも少なくない。
それ故、ワイパ制御装置は、ワイパ駆動装置と雨滴検出装置とから構成され、雨滴検出装置にワイパ制御部が設けられていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４４８３６３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のワイパ制御装置では、雨滴からの乱反射の有無を監視し、雨滴による乱反射ありと判断されたときのワイパ駆動間隔を雨滴による乱反射なしと判断されたときのワイパ駆動間隔よりも短い時間に設定しているため、ユーザーに対する雨滴の乱反射による煩わしさとワイパ駆動による煩わしさとを共に緩和できることが開示されている。
しかし、特許文献１の技術では、周囲の明るさ等の外部刺激に拘わらず雨滴量に起因した乱反射が多いとき、雨滴量が少ないときに比べて一様に払拭能力を高くしている。
それ故、ユーザーが払拭不要と感じても雨滴量が多いときにはウインドガラスを払拭し、ユーザーが払拭要と感じても雨滴量が少ないときにはウインドガラスを払拭しない状況を招くため、ユーザーの煩わしさを十分に解消できない虞がある。
【０００７】
脳内生理学上の見地から、視野内に周囲の刺激と異なる特徴を持つ刺激が存在する場合、その刺激は目立つ（ポップアウトする）ため、ユーザーの注意を引き付ける特性を有することが知られている。そこで、本発明者は、複数の外部照度と複数の雨滴輝度において、ユーザーがワイパ装置の作動を開始するときの雨滴付着率を検証する実験を行った。
降雨中の昼間に相当する外部照度（中輝度）において、高輝度（白）の雨滴（図１３（ａ）参照）、中輝度（灰）の雨滴（図１３（ｂ）参照）、低輝度（黒）の雨滴（図１３（ｃ）参照）を準備し、ユーザーがワイパ装置によってウインドガラスに付着した雨滴の払拭を開始した雨滴付着率（％）（以下、払拭タイミングという）を夫々測定した。
また、上記と同様に、降雨中の夜間に相当する外部照度（低輝度）において、高輝度（白）の雨滴、中輝度（灰）の雨滴、低輝度（黒）の雨滴を準備し、ユーザーによる払拭タイミングを夫々測定した。尚、雨滴径、雨滴付着速度は一定である。
【０００８】
外部照度が高いときの複数のユーザーによる雨滴輝度別の払拭タイミングの平均値を図１４に示す。図１４に示すように、中輝度の背景の場合、高輝度雨滴と低輝度雨滴のときには、中輝度雨滴のときよりもユーザーによる払拭タイミングが早いことが認識できる。
外部照度が低いときの複数のユーザーによる雨滴輝度別の払拭タイミングの平均値を図１５に示す。図１５に示すように、背景が低輝度の場合、高輝度雨滴のとき、中輝度雨滴と低輝度雨滴のときよりもユーザーによる払拭タイミングが早いことが認識できる。
上記検証実験によって、周囲刺激の大部分に相当する外部照度とこの外部照度に対して明るさ（輝度）が著しく異なる雨滴がユーザーに認識された場合、ユーザーは外部照度と雨滴の双方に注意を払うため、視覚的に煩わしさを感じ、更に、その注意分散を解消するために一方の注意対象である雨滴をワイパ装置の作動によって消去していると推測される。
即ち、ユーザーによる雨滴の払拭開始タイミングは、単に、雨滴による前方視認性の低下によって決定されるのではなく、ユーザーの注意を引き付ける外部照度と雨滴輝度との明るさの違い（コントラスト）によって決定されることが知見された。
【０００９】
本発明の目的は、ユーザーの視覚的な煩わしさを解消可能な雨滴検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の雨滴検出装置は、ウインドガラス外面に付着した雨滴量を検出し且つ前記雨滴量に応じてワイパ装置を制御する制御手段を備えた雨滴検出装置において、前記制御手段が、ウインドガラス外面に付着した雨滴を含むウインドガラスよりも前方を撮像手段で撮像して得られた輝度情報に基づいて輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム作成部と、前記輝度ヒストグラムの輝度分布のピークが複数あるとき、輝度分布のピークが１つのときに比べて前記ワイパ装置の払拭能力を高くするワイパ制御部とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
この請求項１の雨滴検出装置では、撮像手段がウインドガラス外面に付着した雨滴を含むウインドガラスよりも前方を撮像した輝度情報に基づいて輝度ヒストグラムを作成するため、輝度ヒストグラムの輝度分布によって外部照度と雨滴輝度とのコントラストの有無を検出することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ウインドガラス内面に光を照射し、ウインドガラスによって反射された反射光を検出する光学手段を設け、前記光学手段の出力に基づいて雨滴量を検知する雨滴量検知部を前記制御手段に設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記制御手段と撮像手段が車体側制御手段に電気的に接続され、前記輝度情報は前記撮像手段から前記車体側制御手段を介して前記輝度ヒストグラム作成部に送信されることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記ワイパ装置は払拭速度と間欠期間の少なくとも１つが変更可能に構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、輝度ヒストグラムの輝度分布によって外部照度と雨滴輝度とのコントラストの有無を検出できるため、輝度ヒストグラムの輝度分布のピーク数によってコントラストの大きさを判定でき、コントラストの大きさに応じてワイパ装置の払拭能力を高くすることができるため、ユーザーの視覚的な煩わしさを解消することができる。
また、モノクロカメラを用いた実施が可能であるため、雨滴検出装置専用のカメラを設けることなく車線検出装置等の他システムの撮像データを利用でき、コストダウンを図ることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、ウインドガラスによって反射された反射光に基づいて雨滴量を精度よく検出することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、別の車載機器の撮像手段が撮像した輝度情報をワイパ装置の制御に利用することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、外部照度に拘わらず、ユーザーの前方視認性を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係る自動車の通信系統のブロック図である。
【図２】車室内から車体前方を視た図である。
【図３】ワイパ装置とレインセンサとワイパスイッチに係る電気的構成を示す制御回路図である。
【図４】レインセンサの斜視図である。
【図５】レインセンサの全体構成を示すブロック図である。
【図６】ウインドガラスの雨滴検出原理を示す説明図である。
【図７】雨滴付着率と雨滴検出手段の出力との相関関係を示すグラフである。
【図８】ピークが１つのときの輝度分布を示す輝度ヒストグラムである。
【図９】ピークが２つのときの輝度分布を示す輝度ヒストグラムである。
【図１０】オートモード制御のときの払拭速度マップである。
【図１１】オートモード制御のときの間欠時間マップである。
【図１２】ワイパ制御処理に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】雨滴輝度別の払拭タイミングを検証する実験の説明図である。
【図１４】外部照度が高いときの雨滴輝度別の払拭タイミングを示す図である。
【図１５】外部照度が低いときの雨滴輝度別の払拭タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明の実施例１について図１〜図１２に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例では、フロントウインドガラス（以下、ウインドガラスという）１と、ウインドガラス１の外側面に付着した雨滴や汚れを払拭するワイパーブレード（図示略）やワイパモータ２ａ等によって構成されたワイパ装置２と、レインセンサ３（雨滴検出装置）等を備えた自動車Ｖを例として説明する。
【００２２】
まず、自動車Ｖの基本的な通信系統について説明する。
図１に示すように、自動車Ｖは、ボディコントロールモジュール（Body Control Module：以下、ＢＣＭという）４と、エンジンコントロールモジュール（Engine Control Module：以下、ＥＣＭという）５と、ブレーキ制御機構６と、ヘッドライト制御機構（Adaptive Front-Lighting System：以下、ＡＦＳという）７等を備え、これら各制御機構４〜７はＣＡＮ（Controller Area Network）８によって相互に送受信可能に接続されている。
【００２３】
図３に示すように、ＢＣＭ４（車体側制御手段）は、ワイパ装置２（ワイパモータ２ａ）やレインセンサ３等の複数の装置を総合制御可能に構成され、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）９と、第１リレー回路１０と、第２リレー回路１１等を備えている。第１リレー回路１０がオン作動され第２リレー回路１１がオフ作動されたとき、ワイパモータ２ａが低速駆動され、第１リレー回路１０がオフ作動され第２リレー回路１１がオン作動されたとき、ワイパモータ２ａが高速駆動される。
【００２４】
マイコン９は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵと、各種プログラムや制御係数等の各種データを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、各制御機構４〜７や複数のセンサ等から出力された各種データを書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）と、電源回路等を含んで構成されている（何れも図示略）。このマイコン９は、後述するマイコン３０からの制御信号を変換し、ワイパ装置２へ送信する。
【００２５】
ＥＣＭ５は、複数のセンサ出力に基づいて、エンジンの点火機構、燃料噴射装置、吸排気系統、動弁機構、始動制御等を制御可能に構成されている（何れも図示略）。また、このＥＣＭ５は、自動車Ｖの進行方向前方を撮像可能なＣＣＤカメラ（撮像手段）１５に電気的に接続され、自動車Ｖが走行する走行車線から逸脱したか否か判定するための走行支援機能を有している。
【００２６】
図２に示すように、ＣＣＤカメラ１５は、ルームミラー１４の前方且つウインドガラス１の外面上端位置に装着されている。ＣＣＤカメラ１５は、ウインドガラス１を介して前方の自車両走行車線及びこれを区分する白線と、雨滴を含む進行方向前方の背景画像をフレーム内に撮像可能に構成されている。このＣＣＤカメラ１５で撮像された画像情報は、アナログ画像信号としてＥＣＭ５へ出力される。
【００２７】
図５に示すように、ＥＣＭ５は、画像処理部５ａと、車線認識部５ｂと、逸脱判定部５ｃ等を備えている。
画像処理部５ａは、アナログ画像信号をＡ／Ｄ変換器（図示略）によって８ビットのデジタル画像信号に変換している。ＣＣＤカメラ１５で撮像された１フレームの画像は輝度（明るさ）を備えた複数の画素の集合体として表現されているため、デジタル画像信号は、１フレームの各画素を８ビットの濃淡値（０〜２５５）で表現した輝度情報である。
デジタル画像信号は、撮像された画像の特徴量を強調するために、フィルタリング処理が施された後、輝度に関する所定の閾値に基づいて二値化処理が行われる。
【００２８】
車線認識部５ｂでは、二値化処理された画像情報に基づいて自車両走行車線を認識する。
二値化処理された画像に対して水平走査法或いは垂直走査法を適用し、白線候補点である白線境界部分に対応した画素を複数抽出し、これら画素を結んで近似曲線を演算する。また、白線検出用のテンプレートを準備し、このテンプレートと特徴点との照合によって白線判定しても良い。これらの車線認識方法は、公知であるため、詳細な説明を省略する。
逸脱判定部５ｃは、自動車Ｖが走行中の車線から逸脱したと判定されたとき、警報手段（例えば、ブザー）を作動させる。
【００２９】
ブレーキ制御機構６は、急ブレーキをかけつつ衝突回避する機構（Antilock Brake System）と、車両旋回時におけるアンダーステアやオーバーステアを防止する機構（Dynamic Stability Control）とを制御可能に構成されている（何れも図示略）。
ＡＦＳ７は、傾動可能に形成されたヘッドライト（図示略）の向きをハンドル舵角や車速に基づいて走行中の自動車Ｖの進行方向に適合した方向へ変更可能に構成されている。
【００３０】
図１に示すように、ＣＡＮ８は、ＣＡＮバス８ａによって各制御機構４〜７を多重通信可能に接続し、フレーム（図示略）単位でデータを送信するマルチマスター方式によってバスアクセス制御している。各フレームには、フレーム毎にアービトレーションＩＤと自動車Ｖの型式に対応した車両ＩＤが予め設定されており、アービトレーションＩＤが小さい程、フレームをＣＡＮバス８ａに流すための優先順位が高くされている。
各制御機構４〜７や各種センサから出力された通信信号は、フレームのデータフィールドに格納されてＣＡＮバス８ａを介して夫々の送信先へ送信される。
【００３１】
次に、ワイパ装置２について説明する。
図３に示すように、ワイパ装置２は、ワイパーブレードと、ワイパーアーム（図示略）と、ワイパモータ２ａと、オートストップスイッチ２ｂ等を備え、ユーザーによるワイパスイッチ１２（図２参照）の手動操作によって各モード制御を実行可能に構成されている。
オートストップスイッチ２ｂは、回転維持回路であり、ユーザーがワイパスイッチ１２をオフ操作したとき、ワイパーブレードが下側反転位置（停止位置）に到達していない場合には、ワイパモータ２ａへの電流供給を継続してワイパーブレードを停止位置に停止させる。
【００３２】
図２に示すように、ワイパスイッチ１２は、ステアリング１３の側部に設けられ、上下方向へ段階的に移動可能に構成されている。図３に示すように、このワイパスイッチ１２は、手動操作によって、ＯＦＦ位置１２ａと、ＭＩＳＴ位置１２ｂと、ＡＵＴＯ位置１２ｃと、ＬＯＷ位置１２ｄと、ＨＩＧＨ位置１２ｅとに電気的接続を変更することによって各モード制御を切替え可能に形成されている。
ワイパスイッチ１２は、雨が降っていないとき、ユーザーのオフ操作によってＯＦＦ位置１２ａに設定されている。ワイパスイッチ１２がＯＦＦ位置１２ａからＭＩＳＴ位置１２ｂに操作されたとき、ワイパ装置２がウインドガラス１を１回だけ払拭するミストモード制御を実行した後、ワイパスイッチ１２は圧縮バネの付勢力によって自動的にＯＦＦ位置１２ａへ戻される。
【００３３】
ワイパスイッチ１２がＯＦＦ位置１２ａからＡＵＴＯ位置１２ｃに操作されたとき、ワイパ装置２は、雨滴量に応じた間欠払拭動作を行うオートモード制御に設定される。ワイパスイッチ１２の先端側部分には、間欠払拭動作の間欠時間を手動設定可能な間欠時間設定部１２ｆ（オートボリューム）が設けられている。この間欠時間設定部１２ｆは、ワイパスイッチ１２の軸心回りの回動量調節によって間欠時間を設定可能に構成されている。
ワイパスイッチ１２がＯＦＦ位置１２ａからＬＯＷ位置１２ｄに操作されたとき、第１リレー回路１０がオンすると同時に第２リレー回路１１がオフされるため、ワイパ装置２は停止時間を有さない低速の連続払拭動作を行う第１連続払拭モード制御が設定される。ワイパスイッチ１２がＯＦＦ位置１２ａからＨＩＧＨ位置１２ｅに操作されたとき、第１リレー回路１０がオフすると同時に第２リレー回路１１がオンされるため、ワイパ装置２は第１連続払拭モード制御よりも高速で連続払拭動作を行う第２連続払拭モード制御に設定される。
【００３４】
次に、レインセンサ３について説明する。
図１〜図６に示すように、レインセンサ３は、ＣＣＤカメラ１５に並設され、ルームミラー１４の前方且つウインドガラス１の外面上端部分に設定された雨滴検出領域に対向した位置に着脱可能に装備されている。それ故、レインセンサ３とＢＣＭ４を電気的にＣＡＮ接続することにより、ウインドガラス１の傾斜角度や車体寸法等設計仕様の異なる自動車Ｖに対してレインセンサ３を後から任意に装着することが可能である。
レインセンサ３は、４組の雨滴検出手段２０と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３０（制御手段）と、これらを収容可能な略直方体形状の筐体３ａ等を備えている。
【００３５】
図４に示すように、４組の雨滴検出手段２０は同じ構成であるため、１組の雨滴検出手段２０について主に説明する。
図５，図６に示すように、雨滴検出手段２０は、投光部２２と、この投光部２２を制御する投光部制御部２３と、平行光レンズ２４と、集光レンズ２５と、受光部２６（光学手段）と、この受光部２６を制御する受光部制御部２７等を備えている。
【００３６】
投光部２２は、発光素子（例えば、ＬＥＤ）によって形成され、赤外線αをウインドガラス１内面の雨滴検出領域に対応した部分へ照射可能に構成されている。
投光部制御部２３は、マイコン３０からの制御信号に基づいて投光部２２の作動タイミングや赤外線αの照射量（強度）等を制御可能に構成されている。
図６に示すように、平行光レンズ２４は、投光部２２側の面が凸状且つウインドガラス１側の面が平面状に形成され、投光部２２から照射された赤外線αの進行方向を拡散方向から平行方向に変更している。この平行光レンズ２４は、ウインドガラス１外面に雨滴Ｗが付着していないとき、赤外線αがウインドガラス１の外側境界面から全反射されるように傾斜角度等が設定されている。
【００３７】
集光レンズ２５は、ウインドガラス１側の面が凸状且つ受光部２６側の面が平面状に形成されている。ウインドガラス１の外側境界面から反射した赤外線α又は雨滴Ｗの外側境界面から反射した赤外線α２は、何れも平行状に進行するため、集光レンズ２５は、これら平行状の赤外線α又はα２が受光部２６に集中するように赤外線α又はα２の進行方向を平行方向から集束方向に変更している。
受光部２６は、受光素子（例えば、フォトダイオード）によって構成され、ウインドガラス１の外側境界面と雨滴Ｗの外側境界面から反射された赤外線αとα２を検出可能に構成されている。受光部制御部２７は、マイコン３０からの制御信号に基づいて受光部２６の受光感度や焦点等を制御可能に構成され、受光部２６で検出された赤外線α又はα２の検出信号をマイコン３０へ出力している。
【００３８】
ここで、雨滴検出手段２０の雨滴検出原理について図６に基づき簡単に説明する。
図６に示すように、ウインドガラス１の親水特性と重力との影響によって雨滴Ｗは扁平状に形成されている。
平行光レンズ２４は、投光部２２から照射された赤外線αがウインドガラス１と外部空間との平面状外側境界面から全反射するように傾斜角度等が設定されているため、ウインドガラス１の外側面に雨滴Ｗが付着していない部分では、投光部２２から照射された赤外線αはウインドガラス１を透過することなくウインドガラス１の外側境界面から全反射される。また、雨滴Ｗが滴下してウインドガラス１の外側面に扁平状の雨滴Ｗが付着している部分では、投光部２２から照射された赤外線αのうち、一部の赤外線α１がウインドガラス１と雨滴Ｗを透過するため、残りの赤外線α２（α−α１）が雨滴Ｗと外部空間との外側境界面から反射される。これにより、雨滴検出手段２０は、ウインドガラス１又は雨滴Ｗの外側面からの反射光である赤外線α又はα２の反射光量を検出する。
【００３９】
次に、マイコン３０について説明する。
マイコン３０は、雨滴検出手段２０で検出された赤外線α又はα２の反射光量に基づいてウインドガラス１の外側面に付着した雨滴量を検出し、ＣＣＤカメラ１５で撮像された１フレームの画像のデジタル画像信号に基づいてワイパ装置２の払拭特性を変更している。
図５に示すように、マイコン３０は、雨滴検出処理部３１と、雨滴量測定部３２（雨滴量検知部）と、オートワイパ判断部３３と、輝度ヒストグラム作成部３４と、ワイパ制御部３５等を備えた制御基盤によって構成されている。
【００４０】
雨滴検出処理部３１では、４組の受光部２６で受光した夫々の反射光の出力について平均出力を演算し、この平均出力を負に変換した値であって最小値を零に調整した値を出力ｘとして設定している。
図７に示すように、ウインドガラス１への雨滴Ｗの付着率は出力ｘと比例関係が成立しているため、この相関関係に基づいて、雨滴量測定部３２では、雨滴検出処理部３１で設定された出力ｘを付着率Ｘ（％）に変換している。
ここで、出力ｘから変換された雨滴検出手段２０の付着率Ｘは、ウインドガラス１に付着した雨滴Ｗがないとき、付着率０％に設定され、ウインドガラス１の全面に雨滴Ｗが付着したとき、付着率１００％になるように設定される。
尚、図７おいて、所定雨滴付着率（例えば、１．０％）以下では、雨滴検出手段２０の検出精度の関係上、出力ｘは出力されない。
【００４１】
雨滴量測定部３２では、雨滴検出手段２０の４組の受光部２６で受光した夫々の反射光の平均出力の減少傾向（減少幅）に基づいてウインドガラス１に付着した雨滴量を測定している。この雨滴検出手段２０の出力値に基づいて測定された雨滴量が、レインセンサ３が検出した雨滴量に相当する。尚、本実施例では、外部要因等を考慮して、付着率Ｘが２％以上のとき、降雨による雨滴有りと判定している。
オートワイパ判断部３３は、ユーザーがワイパスイッチ１２（図２，図３参照）を操作してオートモード制御が選択されたか否かを判定する。
【００４２】
輝度ヒストグラム作成部３４は、ＣＡＮバス８ａを介してＣＣＤカメラ１５から受信したデジタル画像信号に基づいて輝度ヒストグラムを作成するように構成されている。
輝度ヒストグラムは、横軸が輝度値（濃淡値）、縦軸が頻度（累積画素数）によって形成されている（図８，図９参照）。
図８に示すように、ウインドガラス１よりも前方の外部照度が低く、雨滴Ｗの輝度も低い（夜間において雨滴Ｗから反射光が殆どない）場合には、外部照度と雨滴輝度とのコントラストが小さいため、輝度値が低い領域に単一且つ所定値以上のピークＰ１を備えた輝度分布Ｄ１が作成される。このとき、ユーザーは、ピークＰ１周辺の輝度だけに注意が集中しているため、視覚的に煩わしさを殆ど感じることがない。
図９に示すように、ウインドガラス１よりも前方の外部照度が低く、雨滴Ｗの輝度が高い（夜間において雨滴Ｗから反射光が大きい）場合には、外部照度と雨滴輝度とのコントラストが大きいため、輝度値が低い領域に所定値以上のピークＰ２を有する山状の集合と輝度値が高い領域に所定値以上のピークＰ３を有する山状の集合とを備えた輝度分布Ｄ２が作成される。このとき、ユーザーは、ピークＰ２とピークＰ３周辺の輝度に注意が分散するため、視覚的に煩わしさを感じる。
【００４３】
ワイパ制御部３５は、ユーザーが選択したモード制御に応じてワイパ装置２を制御する基本機能と、オートモード制御においてレインセンサ３が検出した雨滴量に基づいてワイパ装置２の払拭能力を設定する払拭能力設定機能と、輝度ヒストグラム作成部３４で作成された輝度ヒストグラム（図８及び図９参照）に基づいてワイパ装置２の払拭能力を高くする払拭能力変更機能とを備えている。
【００４４】
ワイパ制御部３５の払拭能力設定機能について説明する。
図１０，図１１に示すように、ワイパ制御部３５は、オートモード制御が選択されたときに用いられる払拭速度マップＭ１と間欠時間マップＭ２とを備えている。
図１０に示すように、払拭速度マップＭ１は、レインセンサ３が検出した雨滴量とワイパ装置２の払拭速度との相関関係を設定している。払拭速度マップＭ１には、雨滴量Ｌ１まで雨滴量に応じて増加し雨滴量Ｌ１以上では一定速度にする払拭速度特性Ｖ１と、雨滴量Ｌ１よりも少ない雨滴量Ｌ２まで雨滴量に応じて増加し雨滴量Ｌ２以上では払拭速度特性Ｖ１と同じ一定速度にする払拭速度特性Ｖ２とが設定されている。
図１１に示すように、間欠時間マップＭ２は、レインセンサ３が検出した雨滴量とワイパ装置２の間欠時間との相関関係を設定している。間欠時間マップＭ２には、雨滴量Ｌ１まで雨滴量に応じて減少し雨滴量Ｌ１以上では間欠時間が零になる間欠時間特性Ｔ１と、雨滴量Ｌ１よりも少ない雨滴量Ｌ２まで雨滴量に応じて減少し雨滴量Ｌ２以上では間欠時間が零になる間欠時間特性Ｔ２とが設定されている。
【００４５】
次に、ワイパ制御部３５の払拭能力変更機能について説明する。
ワイパ制御部３５は、輝度ヒストグラム作成部３４によって作成された輝度ヒストグラムが複数のピークＰ２，Ｐ３を備えた輝度分布Ｄ２のとき、払拭速度特性Ｖ１よりも払拭速度が速い払拭速度特性Ｖ２に変更し、間欠時間特性Ｔ１よりも間欠時間が短い間欠時間特性Ｔ２に変更している。これにより、雨滴量に応じてワイパ装置２を自動制御することができ、ユーザーが視覚的に煩わしいと感じる、所謂コントラストが大きなとき、払拭能力を高くすることができる。
【００４６】
次に、図１２のフローチャートに基づいて、ワイパ制御処理について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示す。
まず、自動車Ｖのイグニッションがオン状態か否か判定する（Ｓ１）。イグニッションがオン状態ではない場合、Ｓ１を繰り返す。
イグニッションがオン状態の場合、Ｓ２へ移行し、ワイパスイッチ１２がオフ操作以外のオン状態か否か判定する。ワイパスイッチ１２がオン状態ではない場合、Ｓ２を繰り返す。
【００４７】
ワイパスイッチ１２がオン状態の場合、Ｓ３へ移行し、オートモード制御が設定されているか否か判定する。オートモード制御が設定されていない場合、Ｓ９へ移行し、ユーザーによって設定されたオートモード制御以外のモード制御を実行してリターンする。
オートモード制御が設定されている場合、Ｓ４へ移行し、雨滴が検知されたか否かを判定する。Ｓ４の判定により、雨滴が検知されない場合、Ｓ４を繰り返す。
Ｓ４の判定の結果、雨滴が検知された場合、Ｓ５へ移行し、ＣＣＤカメラ１５が撮像したウインドガラス１の前方のデジタル画像信号に基づいて輝度ヒストグラムを作成する。
【００４８】
次に、Ｓ６へ移行し、輝度ヒストグラムの輝度分布のピークが１以下か否か判定する。
Ｓ６の判定の結果、輝度分布のピークが１以下の場合、マップＭ１，Ｍ２から払拭速度特性Ｖ１及び間欠時間特性Ｔ１が決定され（Ｓ７）、Ｓ８へ移行する。
Ｓ８では、先行ステップで決定された払拭速度特性と間欠時間特性によってオートモード制御を実行した後、リターンする。
Ｓ６の判定の結果、輝度分布のピークが１よりも大きな場合、マップＭ１，Ｍ２から払拭速度特性Ｖ２及び間欠時間特性Ｔ２が決定され（Ｓ１０）、Ｓ８へ移行する。
【００４９】
次に、実施例１に係るレインセンサ３の作用・効果について説明する。
このレインセンサ３によれば、輝度ヒストグラムの輝度分布Ｄ１，Ｄ２によって外部照度と雨滴輝度とのコントラストの有無を検出できるため、輝度ヒストグラムの輝度分布Ｄ１，Ｄ２のピーク数によってコントラストの大きさを判定でき、コントラストの大きさに応じてワイパ装置２の払拭能力を高くすることができるため、ユーザーの視覚的な煩わしさを解消することができる。また、モノクロカメラを用いた実施が可能であるため、レインセンサ３専用のカメラを設けることなく他システムの車線検出用ＣＣＤカメラ１５の撮像データを利用でき、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
ウインドガラス１内面に光を照射し、ウインドガラス１によって反射された反射光を検出する受光部２６を設け、受光部２６の出力に基づいて雨滴量を検出する雨滴量測定部３２をマイコン３０に設けたため、ウインドガラス１によって反射された反射光に基づいて雨滴量を精度よく検出することができる。
【００５１】
マイコン３０とＣＣＤカメラ１５がＢＣＭ４に電気的に接続され、デジタル画像信号はＣＣＤカメラ１５からＢＣＭ４を介して輝度ヒストグラム作成部３４に送信されるため、走行支援機構の構成部材の１つであるＣＣＤカメラ１５が撮像したデジタル画像信号をワイパ装置２の制御に利用することができる。
【００５２】
ワイパ装置２は払拭速度と間欠期間の少なくとも１つが変更可能に構成されているため、外部照度に拘わらず、ユーザーの前方視認性を良好に保つことができる
【００５３】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、撮像手段として車線検出用ＣＣＤカメラを用いた例を説明したが、他の用途のＣＣＤカメラを用いても良く、レインセンサに輝度ヒストグラム作成専用のＣＣＤカメラを一体的に設けても良い。また、ＣＭＯＳカメラや他の輝度情報を作成可能な撮像手段を用いることも可能である。
【００５４】
２〕前記実施例においては、輝度分布のピークが１よりも大きな場合、マップＭ１，Ｍ２に予め設定された払拭速度特性Ｖ２及び間欠時間特性Ｔ２を用いた例を説明したが、ピーク間の間隔に応じた払拭速度特性及び間欠時間特性を用いても良い。この場合、ピーク間間隔に比例するような係数ｋ（１＜ｋ）を設定し、この係数ｋを基準特性に相当する払拭速度特性Ｖ１及び間欠時間特性Ｔ１に積算して新たな払拭速度特性及び間欠時間特性を決定する。
【００５５】
３〕前記実施例においては、払拭能力を高くするための制御対象として払拭速度及び間欠時間の例を説明したが、これらに加えて、雨滴検知レベルを変更しても良い。この場合、輝度ヒストグラム作成ステップを雨滴検知ステップよりも先に実行し、輝度分布のピークが複数存在する場合、雨滴判定レベルを雨滴付着率２％よりも小さく（例えば、１％）設定する。
【００５６】
４〕前記実施例においては、輝度ヒストグラム作成部によって輝度ヒストグラムを作成し、この輝度分布のピーク数をワイパ制御のみに用いた例を説明したが、ワイパ制御に加えて輝度ヒストグラムに基づいて二値化処理の閾値を補正しても良い。また、ＥＣＭが、画像処理用の輝度ヒストグラム作成部を備えている場合、ＥＣＭからピーク数に関する輝度情報を受信して払拭速度及び間欠時間を制御することも可能である。
【００５７】
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ウインドガラス外面に付着した雨滴を含むウインドガラスよりも前方を撮像手段で撮像してワイパ装置を制御する雨滴検出装置において、雨滴に起因した輝度分布のピーク数に基づきワイパ装置の払拭能力を制御することによって、ユーザーの視覚的な煩わしさを解消することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１            ウインドガラス
２            ワイパ装置
３            レインセンサ
４            ＢＣＭ
１５          ＣＣＤカメラ
２６          受光部
３０          マイコン
３２          雨滴量測定部
３４          輝度ヒストグラム作成部
３５          ワイパ制御部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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