(57)【要約】【課題】分解能を増大させる分解能向上回路を備える、レインセンサ用の信号処理回路および方法を提供する。【解決手段】車両のウィンドシールド上の雨滴を排除するワイパーを自動制御するために、ＬＥＤからのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、ＰＤからのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する信号検出回路である。検出回路は、ＰＤ２０からのパルス信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換回路２４と、電流−電圧変換回路の出力信号のノイズを低減し、出力信号を増幅するバンドパスフィルタ回路／増幅回路２６と、バンドパスフィルタ回路／増幅回路の出力信号に対する分解能を増大させる分解能向上回路３８とを備える。【選択図】      図６
2004340709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のワイパーを制御するために、発光素子からのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、受光素子からのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する信号検出回路であって、
前記発光素子からのパルス信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換回路と、
前記電流−電圧変換回路の出力信号のノイズを低減し、かつ出力信号を増幅するバンドパスフィルタ回路／増幅回路と、
前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路の出力信号を分割して分解能を増大させる分解能向上回路と、
を備える信号検出回路。
【請求項２】
前記分解能向上回路は、前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの１個のパルス光の出力信号を、所定のしきい値電圧以上の第１成分としきい値電圧以下の第２成分とに分割し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドする、請求項１に記載の信号検出回路。
【請求項３】
前記分解能向上回路は、
前記しきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路と、
前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの出力信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路と、
前記マスク回路からの出力信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路と、
前記ハイパスフィルタ回路の出力信号を増幅し前記第１成分を出力する第１増幅回路と、
前記第１増幅回路の出力信号のピーク値をホールドする第１ピークホールド回路と、
前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路の出力信号を増幅して、前記第２成分を出力する第２増幅回路と、
前記第２の増幅回路の出力信号のピーク値をホールドする第２ピークホールド回路と、
を有する請求項２に記載の信号検出回路。
【請求項４】
前記ハイパスフィルタ回路と、前記第１および第２ピークホールド回路は、前記発光素子を駆動する駆動パルスに応じて動作する、請求項３に記載の信号検出回路。
【請求項５】
前記分解能向上回路は、前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの連続する２個のパルス光の２つの連続する第１および第２出力信号のうち、第１出力信号から所定のしきい値電圧以下の第２成分を取出し、第２出力信号から所定のしきい値電圧以上の第１成分を取出し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドする、請求項１に記載の信号検出回路。
【請求項６】
前記分解能向上回路は、
前記しきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路と、
前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの第２出力信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路と、
前記マスク回路からの出力信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路と、
前記ハイパスフィルタ回路からの出力と前記第１出力信号とを切替えて出力する出力切替スイッチ回路と、
前記出力切替スイッチ回路の出力信号を増幅する第２増幅回路と、
前記第２増幅回路の出力信号のピーク値をホールドするピークホールド回路と、
を有する請求項５に記載の信号検出回路。
【請求項７】
前記ハイパスフィルタ回路と、前記ピークホールド回路は、前記発光素子を駆動する駆動パルスに応じて動作する、請求項６に記載の信号検出回路。
【請求項８】
前記発光素子は、発光ダイオードであり、前記受光素子は、フォトダイオードである請求項１〜７のいずれかに記載の信号検出回路。
【請求項９】
車両のワイパーを制御するために、発光素子からのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、受光素子からのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する信号検出方法であって、
前記発光素子からのパルス信号を電圧信号に変換するステップと、
前記電圧信号のノイズを低減し、かつ電圧信号を増幅するステップと、
前記増幅された電圧信号に対する分解能を増大させるステップと、
を含む信号検出方法。
【請求項１０】
前記分解能を増大させるステップは、１個のパルス光の電圧信号を、所定のしきい値電圧以上の第１成分としきい値電圧以下の第２成分とに分割し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドするステップを含む、請求項９に記載の信号検出方法。
【請求項１１】
前記分解能を増大させるステップは、
前記しきい値電圧を設定するステップと、
前記増幅された電圧信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするステップと、
前記マスクされた電圧信号のＤＣ成分をカットするステップと、
前記ＤＣ成分のカットされた電圧信号を増幅し前記第１成分を取出すステップと、
前記第１成分のピーク値をホールドするステップと、
前記増幅された電圧信号を増幅して、前記第２成分を取出すステップと、
前記第２成分のピーク値をホールドするステップと、
を含む請求項１０に記載の信号検出方法。
【請求項１２】
前記分解能を増大させるステップは、連続する２個のパルス光の２つの連続する第１および第２電圧信号のうち、第１電圧信号からしきい値電圧以下の第２成分を取出し、第２電圧信号からしきい値電圧以上の第１成分を取出し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドするステップを含む、請求項９に記載の信号検出方法。
【請求項１３】
前記分解能を増大させるステップは、
前記しきい値電圧を設定するステップと、
前記増幅された第２の電圧信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするステップと、
前記マスクされた電圧信号のＤＣ成分をカットするステップと、
前記ＤＣ成分のカットされた電圧信号と前記第１電圧信号とを切替えて出力するステップと、
前記切替えて出力された電圧信号を増幅するステップと、
前記増幅された電圧信号のピーク値をホールドするステップと、
を含む請求項１２に記載の信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のウィンドシールド上の雨滴等を排除するワイパーを制御するための雨滴検出装置であるレインセンサに用いられる信号検出回路に関し、特に、受光素子からの入力信号に対する分解能を増大させる分解能向上回路を備える信号検出回路に関する。本発明は、さらに、レインセンサにおける入力信号に対する分解能を増大する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のレインセンサは、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を、一定の周期で点灯し、発光素子からのパルス光をウィンドシールド（フロントガラス）に照射し、反射光を、フォトダイオード（ＰＤ）などの受光素子で受光し、ＰＤの出力信号（パルス信号）に基づいて、雨滴の検出や雨滴の付着量の検出を行って、最終的に降雨レベルを測定している。
【０００３】
図１に、レインセンサの信号検出機構を示す。ＬＥＤ１０からのパルス光１１は、レンズ１２およびプリズム１４を経て、フロントガラス１６の表面で反射され、プリズム１４およびレンズ１８を経て、ＰＤ２０に入射する。
【０００４】
ＰＤの出力するパルス信号を検出する信号検出回路は、一般に、アナログ回路と、マイクロコンピュータ（マイコン）とから成る。現在のレインセンサでは、このようにマイコンを実装し、信号成分をソフトウェアにより処理することが行われている。
【０００５】
図２に、このような信号検出回路の一例を示す。アナログ回路２２は、Ｉ−Ｖ変換回路２４と、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６と、ピークホールド回路３０とから構成される。ＰＤから得られるパルス信号は、Ｉ−Ｖ変換回路２４を通して、電流値の変化から電圧値の変化に変換される。Ｉ−Ｖ変換回路２４の出力は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６を通して、ノイズ成分が除去され、マイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３４の入力幅に合わせ増幅される。最後に、増幅されたパルス信号のピーク値が、ピークホールド回路３０で保持される。保持されたピーク値は、マイコン３２に送られる。
【０００６】
マイコン３２は、Ａ／Ｄコンバータ３４から得られるディジタル値をソフトウェアにより処理し、雨滴情報を得て、この雨滴情報より、降雨レベルの判定を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなレインセンサは、現在、小型化が要求されている。このような要求に答えるために、信号検出機構の光学設計，ＬＥＤ，ＰＤを変更すると、従来のレインセンサに比べて、ＰＤから得られる出力が半分以下になることが、シミュレーション結果から推測されている。
【０００８】
ＰＤから得られる出力が半分以下になってしまうということは、従来のアナログ回路，マイコンのままで信号処理を行うとすると、分解能が半分以下になってしまうということを意味している。分解能が半分以下になってしまうということは、雨滴付着による信号変化が見つけにくくなることを意味しており、従来のレインセンサの検出性能を維持することが難しくなる。
【０００９】
このような問題に対して、マイコンに内蔵されているＡ／Ｄコンバータの分解能を上げることが考えられる。例えば、Ａ／Ｄコンバータが１０ビットであるとすると、このＡ／Ｄコンバータは、０Ｖ〜５Ｖの電圧入力範囲に対して、１０ビットのディジタル値（０〜１０２３）で出力する。したがって、分解能を増大させるには、１０ビットより大きい（例えば、１１ビット，１２ビット，…）Ａ／Ｄコンバータを用いることになる。
【００１０】
しかし、Ａ／Ｄコンバータの分解能を上げると、マイコン本体の価格が高くなる。レインセンサの回路を構成する部品の中で、マイコンの価格が一番高く、価格の面から、Ａ／Ｄコンバータの分解能を増大させることが困難である。
【００１１】
したがって本発明の目的は、Ａ／Ｄコンバータの分解能はそのままで、アナログ回路で分解能を増大させることにある。
【００１２】
本発明の目的は、アナログ回路内に、分解能を増大させる分解能向上回路を備える、レインセンサ用の信号検出回路および方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、レインセンサ用の信号検出回路において分解能を増大させる分解能向上回路を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両のワイパーを制御するために、発光素子からのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、受光素子からのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する信号検出回路であって、前記発光素子からのパルス信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換回路と、前記電流−電圧変換回路の出力信号のノイズを低減し、かつ出力信号を増幅するバンドパスフィルタ回路／増幅回路と、前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路の出力信号を分割して分解能を増大させる分解能向上回路とを備える。
【００１５】
本発明によれば、分解能向上回路には、２つの態様のものがある。
【００１６】
第１の態様の分解能向上回路は、前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの１個のパルス光の出力信号を、所定のしきい値電圧以上の第１成分としきい値電圧以下の第２成分とに分割し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドする。このように１個のパルス光による方式を、１回点灯方式というものとする。この１回点灯方式では、マイコンのＡ／Ｄコンバータの入力端子（チャンネル）数は、２個のものが用いられる。
【００１７】
第２の態様の分解能向上回路は、前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの連続する２個のパルス光による前記増幅回路からの２つの連続する第１および第２出力信号のうち、第１出力信号から所定のしきい値電圧以上の第２成分を取出し、第２出力信号から所定のしきい値電圧以上の第１成分を取出し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドする。このように連続する２個のパルス光による方式を、２回点灯方式というものとする。この２回点灯方式では、マイコンのＡ／Ｄコンバータの入力端子（チャンネル）数は、１個のものが用いられる。
【００１８】
１回点灯方式の分解能向上回路は、前記しきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路と、前記バンドパスフィルタ回路／増幅回路からの第２出力信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路と、前記マスク回路からの出力信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路と、前記ハイパスフィルタ回路からの出力と前記第１出力信号とを切替えて出力する出力切替スイッチ回路と、前記出力切替スイッチ回路の出力信号を増幅する第２増幅回路と、前記第２増幅回路の出力信号のピーク値をホールドするピークホールド回路とを有する。
【００１９】
２回点灯方式の分解能向上回路は、前記しきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路と、前記第２のパルス信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路と、前記マスク回路からの出力信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路と、前記ハイパスフィルタ回路からの出力と前記第１パルス信号とを切替えて出力する出力切替スイッチ回路と、前記出力切替スイッチ回路の出力信号を増幅する第２増幅回路と、前記第２増幅回路の出力信号のピーク値をホールドするピークホールド回路とを有する。
【００２０】
なお、この明細書において、“しきい値電圧以上”，“しきい値電圧以下”という表現における“以上”，“以下”という用語は、一方が“以上”または“以下であれば、他方は“より小さい”または“より大きい”ことを意味するものとする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
【第１の実施の形態】
図３は、１回点灯方式の場合の分解能向上回路３８のブロック図である。この分解能向上回路は、所定のしきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路４０と、しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路４２と、信号のＤＣ成分をカットしてしきい値電圧以上の成分を出力するハイパスフィルタ回路４４と、しきい値電圧以上の成分を増幅する増幅回路４６と、この増幅回路の出力のピークを保持するピークホールド回路４８と、しきい値電圧以下の成分を増幅する増幅回路５０と、この増幅回路の出力のピークを保持するピークホールド回路５２とから構成されている。
【００２２】
図４に、図３の分解能向上回路の具体的な回路構成を示す。ハイパスフィルタ回路４４，ピークホールド回路４８，５２には、スイッチ素子５４，５６，５８がそれぞれ設けられており、これらスイッチ素子は、ＬＥＤを駆動するパルスによって、オン，オフが制御される。
【００２３】
フィルタ回路４４のスイッチ素子５４の働きについては、後述する。ピークホールド回路４８，５２のスイッチ素子５６，５８は、次のピークホールド動作に備えて、コンデンサ５５，５７をそれぞれ放電させる働きをする。
【００２４】
図５は、しきい値電圧以上およびしきい値電圧以下の信号成分を出力する様子を説明するための図である。図５（Ａ）に示すように、マスク回路４２では、しきい値電圧以下の成分をマスクした信号が形成され、これがハイパスフィルタ回路に入力されるとしきい値電圧以下の成分がカットされ、しきい値電圧を超えた成分のみが増幅回路４６で増幅される。一方、図５（Ｂ）に示すように、しきい値電圧以下の信号成分は、そのまま増幅回路５０で増幅される。増幅後のパルス信号は、それぞれピークホールド回路４８，５２でピーク値がホールドされ、ホールドされたピーク値は、いずれもマイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３４の電圧入力範囲に入っている。
【００２５】
以上のような分解能向上回路は、図２の信号検出回路のピークホールド回路３０に置き換えられて、用いられる。
【００２６】
図６は、分解能向上回路３８を設けた信号検出回路を示す。分解能向上回路３８には、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６の出力である増幅されたＰＤからのパルス信号が入力される。マイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３５は、２個の入力端子ＣＨ１，ＣＨ２を有するものが用いられる。
【００２７】
以下、分解能向上回路３８の動作を説明する。
【００２８】
図７は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、しきい値電圧以下のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００２９】
図８は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、しきい値電圧以上のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００３０】
図７（ｄ）および図８（ｄ）に示すように、ＬＥＤの駆動パルスは、周期５００μｓ，パルス幅１２．８μｓであるものとする。駆動パルスがＨレベルのときにＬＥＤ１０は点灯し、ＬレベルのときにＬＥＤは消灯する。したがって、ＰＤ２０からのパルス信号は、ＬＥＤの駆動パルスのＨレベルに対応して出力される。
【００３１】
前述したように、ＬＥＤ駆動パルスは、ハイパスフィルタ回路４４のスイッチ素子５４、およびピークホールド回路４８，５２のスイッチ素子５６，５８をオン，オフさせるために用いられる。
【００３２】
しきい値電圧設定回路４０では、ＶＣＣ電源（５Ｖ）を、２個の抵抗３７，３９で分圧することによりしきい値電圧を作り出している。しきい値電圧は、マスク回路４２に与えられる。マスク回路４２には、また、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が入力される。
【００３３】
マスク回路４２では、しきい値電圧にパルス信号が重畳されるので、しきい値電圧をＤＣ成分とする、すなわちパルス信号のしきい値電圧以下がマスクされた信号が形成される。
【００３４】
マスクされたパルス信号は、ハイパスフィルタ回路４４で、しきい値電圧が除去され、しきい値電圧以上の信号成分が増幅回路４６に入力される。ハイパスフィルタ回路４４には、前述したようにスイッチ素子５４が設けられており、ＬＥＤ駆動パルスでオン，オフされている。
【００３５】
このスイッチ素子５４の働きについて、説明しておく。マスク回路４２の出力が、ハイパスフィルタ回路４４を通過すると、傾き成分（高周波成分）が出力される結果、出力値がグラウンド以下に下がる、すなわち負になることがある。負の出力値が増幅回路４６のオペアンプ４５に入力されたときに、負の出力値がオペアンプの入力電圧範囲の下限値以下になると、オペアンプを破壊するおそれがある。これを防止するために、ＬＥＤ駆動パルスのＨレベルのときのみ、スイッチ素子５４をオフして、負の出力値がオペアンプ４５に印加されないようにしている。
【００３６】
今、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、図７（ａ）に示すように、しきい値電圧以下のものであるとする。パルス信号は、マスク回路４２および増幅回路５０の両方に入力される。増幅回路４６からは、図７（ｂ）に示すように、マスク回路４２でのマスクの結果、信号は出力されない。一方、増幅回路５０からは、図７（ｃ）に示すように、増幅された信号が出力される。
【００３７】
次に、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、図８（ａ）に示すように、しきい値電圧以上のものであるとする。パルス信号は増幅回路５０の飽和電圧を超えているので、増幅回路５０からの出力は、図８（ｃ）に示すように、潰れた波形となる。一方、増幅回路４６からは、図８（ｂ）に示すように、しきい値電圧以上の成分が増幅されて出力される。
【００３８】
増幅回路４６，５０の出力信号は、ピークホールド回路４８，５２で、それぞれピーク値がホールドされ、ピーク値は、マイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３５の２個の入力端子ＣＨ１，ＣＨ２にそれぞれ送られる。Ａ／Ｄコンバータ３５では、ＰＤからのパルス信号がしきい値以下の場合には、入力端子ＣＨ１にのみ信号が入力しており、これをディジタル値に変換して出力する。一方、ＰＤからのパルス信号がしきい値以上の場合には、入力端子ＣＨ１，ＣＨ２の両方に信号が入力されており、共にディジタル値に変換して出力される。マイコンでは、ＣＨ２に対応するディジタル値のみを選択することになる。
【００３９】
このように本実施形態の信号検出回路によれば、Ａ／Ｄコンバータの分解能はそのままで、アナログ回路にて分解能を増大させることができる。
【００４０】
【第２の実施の形態】
図９は、２回点灯方式の場合の分解能向上回路６０のブロック図である。所定のしきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路４０と、しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路４２と、信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路４４と、しきい値電圧以下の成分とハイパスフィルタ回路の出力とを切替える出力切替スイッチ回路６２と、切替スイッチ回路の出力を増幅する増幅回路６３と、この増幅回路のピーク値を保持するピークホールド回路６５とから構成されている。
【００４１】
図１０に、図９の分解能向上回路の具体的な回路構成を示す。しきい値電圧設定回路４０，マスク回路４２，ハイパスフィルタ回路４４，増幅回路６３，ピークホールド回路６５は、図４の構成と同一である。
【００４２】
出力切替スイッチ回路６２は、インバータ６４，２個のスイッチ素子６６，６８により構成されている。このスイッチ素子には、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号およびハイパスフィルタ回路４４からのパルス信号が入力される。スイッチ素子６６は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が通る経路に挿入され、スイッチ素子６８は、ハイパスフィルタ回路４４からの出力信号が通る経路に挿入されている。
【００４３】
図１１は、分解能向上回路６０を設けた信号検出回路を示す。マイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３４は、図２に示した従来の信号検出回路と同様に、入力端子が１個のＡ／Ｄコンバータを用いている。
【００４４】
以下、分解能向上回路６０の動作を説明する。
【００４５】
図１２は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、しきい値電圧以下のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４６】
図１３は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、しきい値電圧以上のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４７】
図１２（ｄ）および図１３（ｄ）に示すスイッチ切替制御信号は、出力切替スイッチ回路１２の２個のスイッチ素子６６，６８をオン，オフさせる信号である。切替制御信号がＨレベルのときには、スイッチ素子６６をオン、スイッチ素子６８をオフし、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号を出力させる。切替制御信号がＬレベルのときには、スイッチ素子６６をオフ、スイッチ素子６８をオンし、ハイパスフィルタ回路４４からのパルス信号を出力させる。
【００４８】
図１２（ｃ）および図１３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ点灯の駆動パルスは、周期２５０μｓ，パルス幅１２．８μｓであるものとする。ＰＤ２０からのパルス信号は、ＬＥＤの駆動パルスのＨレベルに対応して出力される。
【００４９】
図１０に示すように、ＬＥＤ駆動パルスは、ハイパスフィルタ回路４４のスイッチ素子５４、およびピークホールド回路６５のスイッチ素子７０をオン，オフさせるために用いられる。
【００５０】
しきい値電圧設定回路４０では、第１の実施の形態で説明したように、しきい値電圧を形成し、マスク回路４２に与える。マスク回路４２には、また、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が入力される。マスク回路では、前述したように、パルス信号のしきい値電圧以下がマスクされた信号が形成される。マスクされたパルス信号は、ハイパスフィルタ回路４４で、しきい値電圧が除去され、しきい値電圧以上の信号成分が出力切替スイッチ回路６２に入力される。
【００５１】
一方、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号も、出力切替スイッチ回路６２に入力される。
【００５２】
今、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、図１２（ａ）に示すように、しきい値電圧以下のものであるとする。
【００５３】
第１回目のＬＥＤ駆動パルス７２が発生しているとき、図１２（ｄ）の切替制御信号は、Ｈレベルにある。したがって、スイッチ回路６２は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号を選択して増幅回路６３へ送る。増幅回路６３からは、図１２（ｂ）に示すように、増幅された信号が出力される。
【００５４】
第２回目のＬＥＤ駆動パルス７４が発生しているとき、図１２（ｄ）の切替制御信号は、Ｌレベルにある。したがって、スイッチ回路６２は、ハイパスフィルタ回路４４を選択する。この場合、ハイパスフィルタ回路４４からは、パルス信号が出力されないので、スイッチ回路６２からの出力はない。
【００５５】
したがって、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号がしきい値電圧以下の場合には、第１回目のＬＥＤ点灯の際に発生したパルス信号のピーク値がピークホールド回路３０でホールドされる。
【００５６】
次に、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号が、図１３（ａ）に示すように、しきい値電圧以上のものであるとする。
【００５７】
第１回目のＬＥＤ駆動パルス７２が発生しているとき、図１３（ｄ）のスイッチ切替制御信号は、Ｈレベルにある。したがって、スイッチ回路６２は、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号を選択して増幅回路６３へ送る。パルス信号は増幅回路６３の飽和電圧を超えているので、増幅回路６３からの出力は、図１３（ｂ）に示すように、潰れた波形となる。
【００５８】
第２回目のＬＥＤ駆動パルス７４が発生しているとき、図１３（ｄ）のスイッチ切替制御信号は、Ｌレベルにある。したがって、スイッチ回路６２は、ハイパスフィルタ回路４４を選択する。この場合、ハイパスフィルタ回路４４からは、しきい値電圧以上の成分が出力される。
【００５９】
したがって、バンドパスフィルタ回路／増幅回路２６からのパルス信号がしきい値電圧以上の場合には、第１回目のＬＥＤ点灯の際に、増幅回路６３から出力される飽和電圧と、第２回目のＬＥＤ点灯の際に、増幅回路６３から出力されるしきい値電圧以上の成分とが、連続してピークホールドされて、マイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３４の入力端子ＣＨ１に入力され、ディジタル値に変換されて出力される。マイコン３２では、連続して出力される２つのディジタル値のうち、後から出力されるディジタルを選択する。
【００６０】
マイコン３２のＡ／Ｄコンバータ３４に入力されるピーク値は、図５で説明したように、Ａ／Ｄコンバータの電圧入力範囲に入っているので、マイコンで正しく処理することができる。
【００６１】
本実施の形態によれば、Ａ／Ｄコンバータの分解能はそのままで、且つ、必要なＡ／Ｄコンバータの入力端子（チャンネル）数は従来と同様、１個のままにして、アナログ回路にて分解能を上げることができる。
【００６２】
以下に、本発明の分解能向上回路および分解能を増大させる方法の構成を列記する。
（１）車両のワイパーを制御するために、発光素子からのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、受光素子からのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する信号検出回路において、前記演算処理装置の前段に設けられ、前記処理されたパルス信号に対する分解能を増大させる分解能向上回路であって、
１個のパルス光によるパルス信号を、所定のしきい値電圧以上の第１成分としきい値電圧以下の第２成分とに分割し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドする、分解能向上回路。
（２）前記分解能向上回路は、
前記しきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路と、
前記処理されたパルス信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路と、
前記マスク回路からの出力信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路と、
前記ハイパスフィルタ回路の出力信号を増幅し前記第１成分を出力する第１増幅回路と、
前記第１増幅回路の出力信号のピーク値をホールドする第１ピークホールド回路と、
前記処理されたパルス信号を増幅して、前記第２成分を出力する第２増幅回路と、
前記第２増幅回路の出力信号のピーク値をホールドする第２ピークホールド回路と、
を備える上記（１）に記載の分解能向上回路。
（３）前記ハイパスフィルタ回路と、前記第１および第２ピークホールド回路は、前記発光素子を駆動する駆動パルスに応じて動作する、上記（２）に記載の分解能向上回路。
（４）車両のワイパーを制御するために、発光素子からのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、受光素子からのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する信号検出回路において、前記演算処理装置の前段に設けられ、前記処理されたパルス信号に対する分解能を増大させる分解能向上回路であって、
連続する２個のパルス光による２つの連続する第１および第２パルス信号のうち、第１パルス信号からしきい値電圧以下の第２成分を取出し、第２パルス信号からしきい値電圧以上の第１成分を取出し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドする、分解能向上回路。
（５）前記分解能向上回路は、
前記しきい値電圧を設定するしきい値電圧設定回路と、
前記第２のパルス信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするマスク回路と、
前記マスク回路からの出力信号のＤＣ成分をカットするハイパスフィルタ回路と、
前記ハイパスフィルタ回路からの出力と前記第１パルス信号とを切替えて出力する出力切替スイッチ回路と、
前記出力切替スイッチ回路の出力信号を増幅する第２増幅回路と、
前記第２増幅回路の出力信号のピーク値をホールドするピークホールド回路と、
を有する上記（４）に記載の分解能向上回路。
（６）車両のワイパーを制御するために、発光素子からのパルス光を車両のウィンドシールドに照射し、反射光を受光素子で受光し、受光素子からのパルス信号を処理して、演算処理装置に入力する場合に、前記処理されたパルス信号に対する分解能を増大させる方法であって、
１個のパルス光による前記処理されたパルス信号を、しきい値電圧以上の第１成分としきい値電圧以下の第２成分とに分け、これら第１および第２成分のピーク値をホールドするステップを含む、分解能を増大させる方法。
（７）前記分解能を増大させるステップは、
前記しきい値電圧を設定するステップと、
前記処理されたパルス信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするステップと、
前記マスクされた電圧信号のＤＣ成分をカットするステップと、
前記ＤＣ成分のカットされたパルス信号を増幅し前記第１成分を取出すステップと、
前記第１成分のピーク値をホールドするステップと、
前記処理されたパルス信号を増幅して、前記第２成分を取出すステップと、
前記第２成分のピーク値をホールドするステップと、
を含む上記（６）に記載の分解能を増大させる方法。
（８）前記分解能を増大させるステップは、連続する２個のパルス光による前記処理された２つの連続する第１および第２パルス信号のうち、第１パルス信号からしきい値電圧以下の第２成分を取出し、第２パルス信号からしきい値電圧以上の第１成分を取出し、これら第１および第２成分のピーク値をホールドするステップを含む、上記（６）に記載の分解能を増大させる方法。
（９）前記分解能を増大させるステップは、
前記しきい値電圧を設定するステップと、
前記処理された第２のパルス信号の、前記しきい値電圧以下の成分をマスクするステップと、
前記マスクされた電圧信号のＤＣ成分をカットするステップと、
前記ＤＣ成分のカットされたパルス信号と前記第１パルス信号とを切替えて出力するステップと、
前記切替えて出力されたパルス信号を増幅するステップと、
前記増幅されたパルス信号のピーク値をホールドするステップと、
を含む上記（８）に記載の分解能を増大させる方法。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、Ａ／Ｄコンバータの分解能はそのままで、アナログ回路にて分解能を増大させることができる。したがって、Ａ／Ｄコンバータ自体の分解能を増大させる必要がないので、従来通りのマイコンを使用できるので、安価なレインセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レインセンサの信号検出機構を示す図である。
【図２】信号検出回路を示す図である。
【図３】１回点灯方式の場合の分解能向上回路のブロック図である。
【図４】図３の分解能向上回路の具体的な回路構成を示す図である。
【図５】しきい値電圧以上、およびしきい値電圧以下の信号成分を出力する様子を説明するための図である。
【図６】分解能向上回路を設けた信号検出回路を示す図である。
【図７】バンドパスフィルタ回路／増幅回路からのパルス信号が、しきい値電圧以下のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】バンドパスフィルタ回路／増幅回路からのパルス信号が、しきい値電圧以上のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】２回点灯方式の場合の分解能向上回路のブロック図である。
【図１０】図９の分解能向上回路の具体的な回路構成を示す図である。
【図１１】分解能向上回路を設けた信号検出回路を示す図である。
【図１２】バンドパスフィルタ回路／増幅回路からのパルス信号が、しきい値電圧以下のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】バンドパスフィルタ回路／増幅回路からのパルス信号が、しきい値電圧以上のときの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０  ＬＥＤ
１１  パルス光
１２，１８  レンズ
１４  プリズム
１６  フロントガラス
２０  ＰＤ
２２  アナログ回路
２４  Ｉ−Ｖ変換回路
２６  バンドパスフィルタ回路／増幅回路
５０，６３  バンドパスフィルタ回路
３０，４８，５２，６５  ピークホールド回路
３２  マイコン
３４，３５  Ａ／Ｄコンバータ
３８，６０  分解能向上回路
４０  しきい値電圧設定回路
４２  マスク回路
４４  ハイパスフィルタ回路
４５  オペアンプ
４６，５０，６３  増幅回路
５４，５６，５８  スイッチ素子
６２  出力切替スイッチ回路
６６，６８，７０  スイッチ素子
７２，７４  ＬＥＤ駆動パルス
【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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