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JPH0220676Y2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0220676Y2
JPH0220676Y2 JP1984051431U JP5143184U JPH0220676Y2 JP H0220676 Y2 JPH0220676 Y2 JP H0220676Y2 JP 1984051431 U JP1984051431 U JP 1984051431U JP 5143184 U JP5143184 U JP 5143184U JP H0220676 Y2 JPH0220676 Y2 JP H0220676Y2
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JP
Japan
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light
raindrops
windshield
optical sensor
output
Prior art date
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Application number
JP1984051431U
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Japanese (ja)
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JPS60163350U (en
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
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、車輛用雨滴検知器に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a raindrop detector for a vehicle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

車輛は、降雨時の視界確保のためワイパーを駆
動して雨をふき取るが、一般に、運転者がフロン
トガラスに降雨したことを視認したところで手操
作によりワイパーを駆動させている。
2. Description of the Related Art Vehicles drive wipers to wipe away rain to ensure visibility during rainy weather, but generally, the driver manually drives the wipers when he or she visually recognizes rain on the windshield.

また降雨を検知する検知器を車体の一部に取付
け、降雨を検知してワイパーを自動的に駆動する
システムも提案されている。その降雨検知器とし
て圧電体を用いたものがある。これは、圧電体に
雨滴が落下すると、その衝撃で微少なピエゾ電圧
を発生するのでそれを雨検知信号として増幅し、
ワイパー駆動回路を起動するというものである。
A system has also been proposed in which a rain detector is attached to a part of the vehicle body, and the windshield wipers are automatically activated when rain is detected. Some rain detectors use piezoelectric materials. When raindrops fall on a piezoelectric material, the impact generates a small piezoelectric voltage, which is amplified as a rain detection signal.
This activates the wiper drive circuit.

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea attempts to solve]

しかしながら、上記の構成によると、降雨検知
器での出力電圧(ピエゾ電圧)は雨の重量と落下
速度に比例する衝撃力によつて検出するというも
のであるため、小雨のように1つぶの雨の重さが
小さいものや、雪のようにふわふわ落下する極め
て軽量のものは検知することができないという問
題があつた。
However, according to the above configuration, the output voltage (piezo voltage) of the rain detector is detected by the impact force that is proportional to the weight of the rain and the falling speed. There was a problem in that it was not possible to detect objects that were small in weight, or extremely light objects that fell fluffy like snow.

本考案は、前記した従来技術の問題点を改善
し、降雨、降雪状態にかかわらず、高精度で検知
することができる車輛用雨滴検知器を提供するこ
とを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a raindrop detector for a vehicle that can improve the problems of the prior art described above and can detect rain or snow with high accuracy regardless of the state of the rain or snow.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本考案は、前記の如き目的を達成するため、複
数の受光面を有する光センサーと、フロントガラ
ス等に付着した雨滴等に対し光を照射して特定の
反射光を得るための光源と、その反射光を前記光
センサーの複数の受光面に結像させる光学系と、
前記光センサーの複数の受光面で検出した光検出
信号の出力差を求める検出回路とから成り、該検
出回路で検出信号の差を判別することにより雨滴
等の有無を検出することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned objects, the present invention includes an optical sensor having a plurality of light-receiving surfaces, a light source for irradiating light onto raindrops etc. attached to a windshield etc. to obtain a specific reflected light, and the like. an optical system that images the reflected light on a plurality of light receiving surfaces of the optical sensor;
It is characterized by comprising a detection circuit that determines the output difference between the light detection signals detected by the plurality of light receiving surfaces of the optical sensor, and detects the presence or absence of raindrops, etc. by determining the difference between the detection signals with the detection circuit. .

〔作用〕[Effect]

雨滴や雪が物体の表面に付着するとき、その雨
滴等の位置や模様は千差万別である。このため、
複数の受光面に結像された雨滴像が同一になるこ
とがなく、従つて、出力信号にも差が生じて雨滴
などが付着したことを確実に検出することができ
る。
When raindrops or snow adhere to the surface of an object, the positions and patterns of the raindrops vary widely. For this reason,
The raindrop images formed on the plurality of light-receiving surfaces are never the same, and therefore there is a difference in the output signals, making it possible to reliably detect the presence of raindrops or the like.

〔実施例〕 以下、添付図面に従つて本考案の実施例を詳述
する。第1図は本考案の一実施例を示すもので、
雨滴検知器を車輛のルームミラーのステーに組込
んだ例を示すものである。図中、1はステー、2
はミラー、3は雨滴検出器、4は雨滴検出器の回
路基板、5はその回路基板4に取付けられた赤外
線発光素子、6は同じく回路基板4に取付けられ
た光センサーで、同一性を有する2枚の受光面6
a,6bを有している。7はレンズで、ステー1
に設けた仕切片1a,1bにより支持している。
発光素子5はステー1の下面壁1cと仕切片1a
により形成された凹所に収納され、光センサー6
は仕切片1aと1bにより形成された凹所に収納
されている。8はフロントガラスで、Aはフロン
トガラス8の表面に付着した雨滴を示す。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 1 shows an embodiment of the present invention.
This shows an example in which a raindrop detector is incorporated into a stay of a rearview mirror of a vehicle. In the diagram, 1 is a stay, 2
is a mirror, 3 is a raindrop detector, 4 is a circuit board for the raindrop detector, 5 is an infrared light emitting element attached to the circuit board 4, and 6 is an optical sensor also attached to the circuit board 4, and they have the same identity. Two light receiving surfaces 6
a, 6b. 7 is the lens, stay 1
It is supported by partition pieces 1a and 1b provided in the.
The light emitting element 5 is connected to the lower wall 1c of the stay 1 and the partition piece 1a.
The optical sensor 6 is housed in the recess formed by the optical sensor 6.
is housed in a recess formed by partition pieces 1a and 1b. 8 is a windshield, and A indicates raindrops attached to the surface of the windshield 8.

第2図は第1図に示す雨滴検出器を収納したル
ームミラーをフロントガラス側から見た図であ
る。
FIG. 2 is a view of the room mirror housing the raindrop detector shown in FIG. 1, viewed from the windshield side.

第2図に示すように、発光素子5よりの赤外線
はフロントガラス8に対して照射し、そのフロン
トガラス面の反射光はレンズ7を介して特定の光
として光センサー6に入射され、結像される。す
なわち、光センサー6の受光面6a,6bに、第
3図に示すように雨滴A′を結像する。その受光
面6a,6bによる光センサーの出力変化を検知
処理することによつて雨滴の有無を検知してい
る。
As shown in FIG. 2, the infrared rays from the light emitting element 5 are irradiated onto the windshield 8, and the reflected light from the windshield surface is incident on the optical sensor 6 via the lens 7 as specific light, forming an image. be done. That is, raindrops A' are imaged on the light receiving surfaces 6a and 6b of the optical sensor 6, as shown in FIG. The presence or absence of raindrops is detected by detecting changes in the output of the optical sensor using the light receiving surfaces 6a and 6b.

次に、この光センサー6により雨滴を検知し、
その検知出力でもつてワイパーを駆動する場合に
ついて説明する。第4図はその検知出力処理回路
の一例を示す具体的な回路図であつて、受光面6
a,6bの出力部には差動増幅器9a,9bが設
けてあつて、受光面6aの出力信号は差動増幅器
9aの十端子、および、差動増幅器9bの−端子
に入力してある。他方の受光面6bの出力は、そ
の逆接続とする。また、電源Vcc(+12V)は抵
抗R3並びにダイオードDを介してアース接続し
てある。
Next, this optical sensor 6 detects raindrops,
A case will be explained in which the wiper is driven using the detection output. FIG. 4 is a specific circuit diagram showing an example of the detection output processing circuit, in which the light receiving surface 6
Differential amplifiers 9a and 9b are provided at the output portions of the differential amplifiers a and 6b, and the output signal of the light receiving surface 6a is input to the 10 terminal of the differential amplifier 9a and the - terminal of the differential amplifier 9b. The output of the other light-receiving surface 6b is connected in reverse. Further, the power supply Vcc (+12V) is connected to ground via a resistor R3 and a diode D.

それぞれの差動増幅器9a,9bの出力段には
比較器10a,10bが接続され、その(+)端
子に入力してある。比較器10a,10bの
(−)端は短絡され、電源電圧Vccとグランドと
の間に直列接続した抵抗R1,R2の中点に接続し
てある。この中点の電位は抵抗R1,R2の値を選
ぶことにより変えられるものであつて、その値は
フロントガラス面に何も付着してないときの増幅
器9a,9bの出力電圧よりも少し大きくとつて
ある。
Comparators 10a and 10b are connected to the output stage of each of the differential amplifiers 9a and 9b, and an input is made to the (+) terminal thereof. The (-) ends of the comparators 10a and 10b are short-circuited and connected to the midpoint of resistors R 1 and R 2 connected in series between the power supply voltage Vcc and ground. The potential at this midpoint can be changed by selecting the values of resistors R 1 and R 2 , and its value is slightly smaller than the output voltage of amplifiers 9a and 9b when nothing is attached to the windshield surface. It's large.

両比較器10a,10bの出力はOR回路11
に入力してあつて、そのOR回路11の出力が雨
滴検知出力信号となり、図示していないワイパー
の駆動回路に入力してある。
The outputs of both comparators 10a and 10b are connected to an OR circuit 11.
The output of the OR circuit 11 becomes a raindrop detection output signal, which is input to a wiper drive circuit (not shown).

次に、回路動作について述べる。まず、第1図
でフロントガラス8の表面に何も付着していない
状態では、発光素子5より照射される赤外線は、
そのフロントガラス面で反射され、レンズ7に集
光され、光センサー6の受光面6a,6bへ結像
する像は、一様な明るさのみであり、受光面6
a,6bは同じ大きさの信号を出力する。すなわ
ち、フロントガラス8に雨滴Aがないとき、赤外
線発光素子5から放射された赤外線はフロントガ
ラス8上で、かつレンズ7の光軸付近に放射され
たいる。通常状態では赤外線発光素子5からの赤
外光強度は自然に存在する光に含まれるものより
はずつと強い。従つて光センサー6からの信号は
ほとんど上記による赤外線がフロントガラス8に
当つて散乱反射した微弱な戻り光を受光する。し
かも、赤外線は光センサー6に映るフロントガラ
スの箇所(範囲)に向けて均一な強度分布で放射
されているから、フロントガラス8に雨滴がなけ
れば赤外線は光センサー6の両受光面に対しほぼ
等しく入射され、その特性も等しいことからほぼ
等しい出力信号が発生する。
Next, the circuit operation will be described. First, when nothing is attached to the surface of the windshield 8 in FIG. 1, the infrared rays emitted from the light emitting element 5 are
The image reflected by the windshield surface, focused on the lens 7, and formed on the light receiving surfaces 6a and 6b of the optical sensor 6 has only uniform brightness, and the image on the light receiving surface 6
a and 6b output signals of the same magnitude. That is, when there are no raindrops A on the windshield 8, the infrared rays emitted from the infrared light emitting element 5 are emitted on the windshield 8 and near the optical axis of the lens 7. Under normal conditions, the intensity of the infrared light from the infrared light emitting element 5 is much stronger than that contained in naturally existing light. Therefore, the signal from the optical sensor 6 mostly receives the weak return light obtained by scattering and reflecting the above-mentioned infrared rays when they hit the windshield 8. Moreover, since the infrared rays are emitted with a uniform intensity distribution towards the area (range) of the windshield reflected on the optical sensor 6, if there are no raindrops on the windshield 8, the infrared rays will almost reach both light receiving surfaces of the optical sensor 6. Since they are incident equally and have the same characteristics, approximately equal output signals are generated.

第4図の回路では、この信号を差動増幅器で増
幅し比較器10a,10bに入力している。そし
て、その比較器の基準電圧Vsとしては抵抗R1
R2の値によつてR2/R1+R2×電源電圧)=Vsが与え られる。
In the circuit shown in FIG. 4, this signal is amplified by a differential amplifier and input to comparators 10a and 10b. The reference voltage Vs of the comparator is the resistance R 1 ,
The value of R 2 gives R 2 /R 1 +R 2 ×power supply voltage)=Vs.

上記増幅信号に対してVsを若干大き目に設定
しておけば比較器10a,10bからの出力は2
系列とも「L」レベルを保ち、検出信号は「L」
レベルとして出力される。
If Vs is set slightly larger than the above amplified signal, the output from comparators 10a and 10b will be 2
Both series maintain "L" level, and the detection signal is "L"
Output as level.

フロントガラス8に雨滴Aが付着した場合につ
いて述べる。雨滴の付着箇所はまつたくランダム
と考えてよく、小さな面積内ではその画くパター
ンもまた千差万別で、フロントガラス面上である
カ所に、ある直線を仮定した場合パターンは線対
称となることは皆無に近い。雪の付着もまた同じ
である。
A case where raindrops A adhere to the windshield 8 will be described. The places where raindrops land can be thought of as random, and within a small area, the patterns they draw vary widely, and if we assume a straight line at a certain place on the windshield surface, the pattern will be line symmetrical. There are almost no. The same goes for snow buildup.

上記のある直線の仮定を第3図に於けるB−B
線とし、B−B線は光センサー6の受光面の対称
線とすると、レンズ7によつて映し出された雨滴
像A′は上記理由により光センサーの受光面6a,
6bに対し等しく分割する様な像は画かない(正
しくはA′は目で見た雨滴Aと異なり反射された
赤外線像であるが、上記非対称原理は変らない)。
The assumption of the above straight line is shown in Figure 3 from B-B.
line, and line B-B is the line of symmetry of the light-receiving surface of the photosensor 6, the raindrop image A' projected by the lens 7 will be the light-receiving surface 6a of the photosensor for the above-mentioned reason.
There is no image that divides the raindrop equally into 6b (correctly speaking, A' is a reflected infrared image unlike the raindrop A seen with the naked eye, but the above-mentioned principle of asymmetry does not change).

上記により光センサー6に受光する赤外線量は
差が生ずることになり、従つてその出力信号にも
差が生じ、差動増幅器の出力は雨がなかつた時に
比べ明らかに大きい信号を出力する。
Due to the above, a difference occurs in the amount of infrared light received by the optical sensor 6, and therefore a difference also occurs in its output signal, and the output of the differential amplifier outputs a signal that is clearly larger than when there is no rain.

この場合、光センサー6の受光面6aでの信号
が受光面6bでの信号より大きいとき増幅器9a
に、また、光センサー6の受光面6bでの信号が
受光面6aでの信号より大きいとき増幅器9b
に、どちらか一方に出力が得られ、一方は0ボル
トである。
In this case, when the signal on the light receiving surface 6a of the optical sensor 6 is larger than the signal on the light receiving surface 6b, the amplifier 9a
Furthermore, when the signal on the light receiving surface 6b of the optical sensor 6 is larger than the signal on the light receiving surface 6a, the amplifier 9b
In this case, the output is available on either side, and the other side is 0 volts.

この増幅信号が比較器に於ける基準信号Vsよ
り大きくなつた時、比較器10a,10bの一方
の出力は「H」レベルとなり、OR回路11の出
力は「H」レベルとなり、雨滴の付着を検知でき
る。その検出出力は、例えば、図示していないワ
イパーのモータ駆動回路の駆動信号となり、ワイ
パーを駆動する。すなわち、ワイパーは雨滴を検
知して自動的に駆動する。
When this amplified signal becomes larger than the reference signal Vs in the comparator, the output of one of the comparators 10a and 10b goes to "H" level, and the output of the OR circuit 11 goes to "H" level, which prevents raindrops from attaching. Can be detected. The detection output becomes, for example, a drive signal for a wiper motor drive circuit (not shown), and drives the wiper. In other words, the wipers detect raindrops and automatically operate.

上記は雨滴ばかりでなく、雪の場合も、その模
様が受光面6a,6bで非対称を検知する原理で
あるので、付着時のスピードや、重量に関係しな
い。また極めて、小滴の露雨なども雫に成長すれ
ば検出できる。
The above principle is based on the principle of detecting the asymmetry of the pattern on the light-receiving surfaces 6a and 6b not only in the case of raindrops but also in the case of snow, so it is not related to the speed at which the raindrops attach or the weight. Furthermore, even small droplets of dew can be detected if they grow into drops.

第5図は本考案の他の実施例を示すものであつ
て、雨滴Aを検知する光センサーの受光面をフロ
ントガラス面とは切離して単体とし、単体のどこ
にでも設置できるようにしたものである。
Figure 5 shows another embodiment of the present invention, in which the light-receiving surface of the optical sensor for detecting raindrops A is separated from the windshield surface and made into a single unit, so that it can be installed anywhere on the unit. be.

すなわち、ガラス板12を雨滴の受光面として
設け、これをケース13に取付けると共に、受光
面より所定の空間をおいてレンズ18を設け、そ
のレンズ18の下面部には2つの特性の同じ光セ
ンサーの受光面14,15が光軸に対称にベース
ス16に取付けられ、レンズ18は円柱体19で
支えられている。そしてベース16の周辺には、
レンズ18の光軸に対称に2つの赤外発光ダイオ
ード20,21を回路基板17上に取付けてい
る。
That is, a glass plate 12 is provided as a light-receiving surface for raindrops, and this is attached to the case 13, and a lens 18 is provided at a predetermined space from the light-receiving surface, and two optical sensors with the same characteristics are mounted on the lower surface of the lens 18. The light receiving surfaces 14 and 15 are attached to the base 16 symmetrically about the optical axis, and the lens 18 is supported by a cylindrical body 19. And around base 16,
Two infrared light emitting diodes 20 and 21 are mounted on the circuit board 17 symmetrically with respect to the optical axis of the lens 18.

この場合も前記フロントガラスをガラス板12
に置き換え、更に発光ダイオードを1個増設した
だけで作用は同様である。
In this case as well, the windshield is connected to the glass plate 12.
The effect is the same by simply replacing it with , and adding one more light emitting diode.

この実施例によると、前述の効果に加えて、光
センサーを1個のケース12でまとめ単体とした
のでどこにでも設置でき、その利用範囲は広い。
According to this embodiment, in addition to the above-mentioned effects, since the optical sensor is integrated into a single case 12, it can be installed anywhere, and its range of use is wide.

なお、第1図〜第4図では、光センサーの受光
面を2面設けた場合について述べたが、さらに多
面化しても同様である。
Although FIGS. 1 to 4 describe the case in which the optical sensor has two light-receiving surfaces, the same applies even if the light-receiving surface is provided with more surfaces.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

上述したように、本考案によれば、雨滴等に対
し光源より光を照射し、積極的に反射光が得られ
るようにすると共に、その反射光を複数の光セン
サーの受光面に光学系を介して結像させ、その複
数の受光面の信号出力差を求めることによつて、
雨滴等の存在を検知するようにしたので、雨滴、
特に小量の雨滴や雪等のように極めて軽量のもの
でも高精度に検知することができる効果がある。
As described above, according to the present invention, raindrops, etc. are irradiated with light from a light source to actively obtain reflected light, and an optical system is installed to direct the reflected light to the light receiving surfaces of a plurality of optical sensors. By forming an image through the light receiving surface and determining the signal output difference between the multiple light-receiving surfaces,
Since the presence of raindrops etc. is detected, raindrops, etc.
In particular, it is effective in being able to detect extremely light objects such as small amounts of raindrops and snow with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は本考案の一実施例を説明するための
図で、第1図は車輛のルームミラーのステーに雨
滴検知器を取付けた状態を示す概略構成図、第2
図は第1図のルームミラーを正面方向から見た
図、第3図は光センサーの受光面に雨滴が投影さ
れた状態を説明するための図、第4図は雨滴検知
回路図、第5図は本考案の他の実施例を示す図で
ある。 1……ステー、2……ミラー、3……雨滴検知
器、4,17……回路基板、5,20,21……
発光素子、6……光センサー、6a,6b,1
4,15……受光面、7,18……レンズ、8…
…フロントガラス、9a,9b……差動増幅器、
10a,10b……比較器、11……OR回路、
12……ガラス、13……ケース。
The attached drawings are diagrams for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state in which a raindrop detector is attached to the stay of a rearview mirror of a vehicle, and FIG.
The figure is a view of the room mirror in Figure 1 viewed from the front, Figure 3 is a diagram to explain the state in which raindrops are projected onto the light receiving surface of the optical sensor, Figure 4 is a raindrop detection circuit diagram, and Figure 5 The figure shows another embodiment of the present invention. 1... Stay, 2... Mirror, 3... Raindrop detector, 4, 17... Circuit board, 5, 20, 21...
Light emitting element, 6... Optical sensor, 6a, 6b, 1
4, 15... Light receiving surface, 7, 18... Lens, 8...
...windshield, 9a, 9b...differential amplifier,
10a, 10b... comparator, 11... OR circuit,
12...Glass, 13...Case.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 複数の受光面を有する光センサーと、フロント
ガラス等に付着した雨滴等に対し光を照射して特
定の反射光を得るための光源と、その反射光を前
記光センサーの複数の受光面に結像させる光学系
と、前記光センサーの複数の受光面で検出した光
検出信号の出力差を求める検出回路とから成り、
該検出回路で検出信号の差を判別することによつ
て雨滴等の有無を検知するように構成したことを
特徴とする車輛用雨滴検知器。
A light sensor having a plurality of light-receiving surfaces, a light source for irradiating light onto raindrops etc. attached to a windshield etc. to obtain a specific reflected light, and concentrating the reflected light onto the plurality of light-receiving surfaces of the light sensor. It consists of an optical system for imaging, and a detection circuit that calculates the output difference between the light detection signals detected by the plurality of light receiving surfaces of the light sensor,
A raindrop detector for a vehicle, characterized in that the detection circuit is configured to detect the presence or absence of raindrops by determining a difference between detection signals.
JP1984051431U 1984-04-10 1984-04-10 Raindrop detector for vehicles Granted JPS60163350U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1984051431U JPS60163350U (en) 1984-04-10 1984-04-10 Raindrop detector for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

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JP1984051431U JPS60163350U (en) 1984-04-10 1984-04-10 Raindrop detector for vehicles

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JPS60163350U JPS60163350U (en) 1985-10-30
JPH0220676Y2 true JPH0220676Y2 (en) 1990-06-05

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DE19803694C1 (en) * 1998-01-30 1999-04-22 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Method of detecting objects on a transparent plate, e.g. a motor vehicle windscreen
KR100751427B1 (en) 2006-06-02 2007-08-23 한시연 Line array raindrop detector with reduced ambient light effects
JP5683629B2 (en) * 2013-03-27 2015-03-11 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Laser radar equipment

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