CN101004455A - 光学传感器装置 - Google Patents

光学传感器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101004455A
CN101004455A CNA2007100020698A CN200710002069A CN101004455A CN 101004455 A CN101004455 A CN 101004455A CN A2007100020698 A CNA2007100020698 A CN A2007100020698A CN 200710002069 A CN200710002069 A CN 200710002069A CN 101004455 A CN101004455 A CN 101004455A
Authority
CN
China
Prior art keywords
local element
sensor device
optical
transmitter
coupled
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100020698A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101004455B (zh
Inventor
乌尔夫·莫德奥
乌里奇·贝克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Original Assignee
BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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
Application filed by BCS Automotive Interface Solutions GmbH filed Critical BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Publication of CN101004455A publication Critical patent/CN101004455A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101004455B publication Critical patent/CN101004455B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0874—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means characterized by the position of the sensor on the windshield
    • B60S1/0888—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means characterized by the position of the sensor on the windshield characterized by the attachment of the elements in a unit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833—Optical rain sensor
    • B60S1/0837—Optical rain sensor with a particular arrangement of the optical elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

一种光学传感器装置，包括具有第一和第二局部元件(16，18)和用于将光学传感器装置与窗板(22)、特别是机动车挡风玻璃的相对对应表面耦合的耦合表面(20)的光导体结构。光学传感器装置还包括光学发射器(10)，其耦合光线束至第一局部元件(16)；光学接收器(12)，其接收从第二局部元件(18)出射的光线束；和印刷电路板(14)，发射器(10)和接收器(12)设置在其上。印刷电路板(14)平行于耦合表面(20)设置。设计光导体结构，使得发射器(10)的中央光线(28)垂直于耦合表面(20)进入第一局部元件(16)，其并垂直于耦合表面(20)从第二局部元件(18)出射。

Description

光学传感器装置
技术领域
本发明涉及具有光导体结构(photoconductor)的光学传感器装置，具有第一和第二局部元件和用于将光学传感器装置与窗板(pane)、特别是机动车挡风玻璃的相对的对应表面耦合的耦合表面，将光线束耦合至第一局部元件中的光学发射器，接收从第二局部元件发出的光线束的光学接收器，和发射器及接收器位于其上的印刷电路板。
背景技术
EP 0 833 764 B1公开了这样的传感器。在该公知装置中，印刷电路板垂直于机动车的挡风玻璃设置。从发射器平行于挡风玻璃平面地发出的光束经辐射导体的输入部件耦合到挡风玻璃。为此，光束在经另外两个偏转表面通过平行于挡风玻璃设置的耦合表面离开输入部件并进入挡风玻璃之前，首先在第一偏转表面被偏转90度至平行于印刷电路板的方向。在挡风玻璃中多次反射之后，光束从挡风玻璃出射并经与输入部件对称形成的输出部件而被引导至印刷电路板上的接收器上。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学传感器装置，其具有更简单且更紧凑的结构，该光学传感器装置可以更低的成本制造。
按照本发明，提供了开始所提到的那类传感器装置，其中印刷电路板平行于耦合表面设置，且设计光导体结构，使得发射器的中央光线束垂直于耦合表面地进入第一局部元件并垂直于耦合表面地从第二局部元件出射。按照本发明的具有发射器和接收器的印刷电路板的设置不仅在垂直于挡风玻璃的方向上节省了结构空间，而且使得以更少的偏转表面实现的结构成为可能。与EP 0 833 764 B1所公开的结构相比，按照本发明的结构仅需要两个偏转表面，而EP 0 833 764 B1中从发射器发出的光束在进入挡风玻璃之前被偏转3次。这也同样适用于将光束在离开挡风玻璃之后引导至接收器。
按照本发明的传感器装置的有利和高效的特点将从权利要求中显然看出。
附图说明
以下将借助于简化的实施例结合附图说明本发明。在附图中：
图1示出按照本发明的传感器装置的光学元件的展开的两维示图；
图2a，2b示出按照本发明的传感器装置的截面图，其中以不同方式耦合至窗板；和
图3示出图2a中传感器装置的解剖示图。
具体实施方式
图1中示出了传感器装置的光学元件的展开的二维示图，即图1不是传统的截面图。选择展开的示图是因为传感器装置的基本结构和光线路径可以比截面示图更好地看到。此外，实际三维形式的传感器装置对本发明不重要。
传感器装置具有分别为红外发射二极管和红外接收二极管的光学发射器10和光学接收器12，它们被设置在印刷电路板14(图1中未示出)上。光导体结构基本由两个相同构造的局部元件16，18构成，局部元件16，18形成由透明塑料材料所构成的对称的连续光导体。光导体结构以耦合表面20被耦合至窗板22的相对对应表面。平行于承载有发射器10和接收器12的印刷电路板14地设置接触表面20，使得印刷电路板14也在平行于窗板22的平面中延伸。在第一局部元件16的面对发射器10的端部上形成非球面透镜24，即所述透镜面对发射器10。第二非球面透镜26在第二局部元件18上形成且面对接收器12。
从发射器10发出的光束通过第一非球面透镜24进入光导体结构的第一局部元件16。在此将讨论该光束中在垂至于耦合表面20的方向上进入第一局部元件16的中央光线28。在全反射的情况下，中央光线28在第一偏转表面30被偏转90度，其中第一偏转表面30相对于中央光线28倾斜45度角，因此所述光线平行于耦合表面20取向。在面对第一偏转表面30并相对于耦合表面20倾斜某个锐角α的第二偏转表面32进一步全反射后，中央光线28从第一局部元件16出射穿过耦合表面20并以特定入射角β进入窗板22。
中央光线28在与耦合表面20相对的窗板22的内表面上经过一个全反射，并以对应于入射角β的出射角γ从窗板22出射并穿过耦合表面20进入光导体结构的第二局部元件18。由于光导体结构的对称构造，第二局部元件18中的光线路径与第一局部元件16中的光线路径对称，即中央光线28在第三偏转表面34上第一全反射后平行于耦合表面20取向，并在第四偏转表面36上第二全反射后垂直于耦合表面20取向。中央光线28因此通过第二非球面透镜26垂至于耦合表面20地从第二局部元件18出射并入射到设置在印刷电路板14上的接收器12上。
在图1中还示出了光束的两个***光线38，40的光线路径。第一非球面透镜24确保光束的所有光线平行于中央光线28进入第一局部元件16。在光导体结构中和在窗板22中，所有光线经历相同的5个全反射(两个在第一局部元件16中，一个在窗板22中，还有两个在第二局部元件18中)，与中央光线28相同。第二局部元件8上的第二非球面透镜26将从光导体结构出射的光线聚束在一起，使得所有光线被引导到接收器12。
在图2a和2b中示出了将传感器装置耦合至窗板22的两个不同方式。按照图2a的方式，在传感器装置和窗板22之间提供弹性垫42，而在图2b的方式中，固定到传感器装置外壳44的结构耦合器46被粘到窗板22上。
图3示出图2a的传感器装置的各个部件。印刷电路板14和两组上述光学元件被安置在外壳44中，其中外壳44由面向弹性垫42和窗板22的壳体部件48及盖子50组成。相应地，两个发射器20和两个接收器12被设置在印刷电路板14上。
光学传感器装置特别适于但不排他地适于作为可以被设置在机动车挡风玻璃上的雨水传感器。

Claims (7)

1.一种光学传感器装置，包括：
光导体结构，具有第一和第二局部元件(16，18)和用于将所述光学传感器装置耦合至窗板(22)、特别是机动车挡风玻璃的相对对应表面的耦合表面(20)，
光学发射器(10)，用于将光线束耦合至所述第一局部元件(16)中，
光学接收器(12)，用于接收从所述第二局部元件(18)出射的光线束，以及
印刷电路板(14)，其中所述发射器(10)和接收器(12)被设置在所述印刷电路板(14)上，
其特征在于，所述印刷电路板(14)平行于所述耦合表面(20)地设置，且设计所述光导体结构，使得所述发射器(10)的中央光线(28)垂直于所述耦合表面(20)地进入所述第一局部元件(16)，并垂直于所述耦合表面(20)地从所述第二局部元件(18)出射。
2.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述发射器(10)的中央光线(28)在所述光导体结构的第一局部元件(16)中第一全反射后平行于所述耦合表面(20)取向。
3.如权利要求2所述的传感器装置，其特征在于所述所述发射器(10)的中央光线(28)在光导体结构的第二局部元件(18)中第一次全反射后平行于所述耦合表面(20)取向，并在第二次全反射后垂直于所述耦合表面(2)取向。
4.如前述任一权利要求所述的传感器装置，其特征在于，在所述第一局部元件(16)上，与所述发射器(10)相对地形成有第一非球面透镜(24)。
5.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，在所述第二局部元件(18)上，与所述接收器(12)相对地形成有第二非球面透镜(26)。
6.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述两个局部元件(16，18)形成由透明塑料材料构成的连续光导体。
7.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述发射器(10)的中央光线(28)在窗板(22)上经历单个全反射。
CN2007100020698A 2006-01-18 2007-01-18 光学传感器装置 Expired - Fee Related CN101004455B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202006000742.3 2006-01-18
DE202006000742U DE202006000742U1 (de) 2006-01-18 2006-01-18 Optische Sensorvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101004455A true CN101004455A (zh) 2007-07-25
CN101004455B CN101004455B (zh) 2011-08-17

Family

ID=37898824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100020698A Expired - Fee Related CN101004455B (zh) 2006-01-18 2007-01-18 光学传感器装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7573576B2 (zh)
EP (1) EP1813487A1 (zh)
JP (1) JP2007225600A (zh)
CN (1) CN101004455B (zh)
BR (1) BRPI0700095B1 (zh)
DE (1) DE202006000742U1 (zh)
MX (1) MX2007000732A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104125907A (zh) * 2011-12-24 2014-10-29 法雷奥开关和传感器有限责任公司 具有并入的湿度传感器的光学传感器
CN104950352A (zh) * 2015-06-11 2015-09-30 三河市稳控计算机技术有限公司 光学雨量探测方法、探测装置及导光器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4930316B2 (ja) * 2007-10-05 2012-05-16 株式会社デンソー 雨滴量検出装置およびそれを用いたワイパ制御装置、ヘッドライト制御装置
US8743368B2 (en) * 2009-11-12 2014-06-03 General Electric Company Optical sensor system and method of sensing
DE102010028347A1 (de) * 2010-04-29 2011-11-03 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung an einem Kraftfahrzeug
CN104408845B (zh) * 2014-12-09 2017-12-12 思创医惠科技股份有限公司 红外对管
DE102015117266B4 (de) * 2015-10-09 2017-07-13 Trw Automotive Electronics & Components Gmbh Linsenbauteil eines Regensensors sowie Baukastensystem, Verfahren und Werkzeug zur Herstellung
JP7041345B2 (ja) 2017-12-28 2022-03-24 ミツミ電機株式会社 液滴センサ
US11738716B2 (en) * 2019-03-20 2023-08-29 Littelfuse, Inc. Automobile rain and temperature sensor module with transparent compound contacts the transparent cover plate of a housing and particularly encases the light emitter and light receiver disposed within
JP7265133B2 (ja) * 2019-03-28 2023-04-26 ミツミ電機株式会社 液滴センサ
CN112213286B (zh) * 2020-10-13 2021-05-25 广州新程北斗信息科技有限公司 一种车载数据采集传感器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676638A (en) * 1983-03-31 1987-06-30 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Light-transmissible foreign object sensor
JPS59152446U (ja) * 1983-03-31 1984-10-12 株式会社東海理化電機製作所 雨滴センサ
DE19608648C1 (de) * 1996-03-06 1997-10-23 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Erfassen von Benetzungsereignissen auf einer Scheibe
US5661303A (en) * 1996-05-24 1997-08-26 Libbey-Owens-Ford Co. Compact moisture sensor with collimator lenses and prismatic coupler
DE19713910C1 (de) 1997-04-04 1998-07-30 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Optoelektronische Sensoreinrichtung
DE19713909C1 (de) * 1997-04-04 1998-11-12 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Optoelektronische Sensoreinrichtung
DE19821335C2 (de) * 1997-04-04 2000-07-13 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Optoelektronische Sensoreinrichtung
US5898183A (en) * 1997-10-16 1999-04-27 Libbey-Owens-Ford Co. Compact moisture sensor with efficient high obliquity optics
DE19861428B4 (de) 1998-03-17 2008-01-10 Robert Bosch Gmbh Optischer Sensor
DE19933642A1 (de) 1999-07-17 2001-03-08 Bosch Gmbh Robert Lichtempfindliche Sensoreinheit, insbesondere zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen
DE19951831A1 (de) * 1999-10-28 2001-05-03 Valeo Auto Electric Gmbh Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln auf einer Scheibe und Verfahren zum Betreiben eines solchen Sensors
ATE356007T1 (de) * 2000-07-19 2007-03-15 Gates Corp Optischer regensensor
DE10060964A1 (de) 2000-12-06 2002-06-13 Bosch Gmbh Robert Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
JP2005512048A (ja) 2001-11-27 2005-04-28 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 特に自動車に用いられるレインセンサ
DE10229200A1 (de) * 2001-11-27 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
JP4148055B2 (ja) * 2003-07-10 2008-09-10 株式会社デンソー 集光方法及びレンズ
JP4485864B2 (ja) 2004-07-12 2010-06-23 スタンレー電気株式会社 雨滴センサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104125907A (zh) * 2011-12-24 2014-10-29 法雷奥开关和传感器有限责任公司 具有并入的湿度传感器的光学传感器
CN104950352A (zh) * 2015-06-11 2015-09-30 三河市稳控计算机技术有限公司 光学雨量探测方法、探测装置及导光器
CN104950352B (zh) * 2015-06-11 2017-05-24 河北稳控科技有限公司 光学雨量探测方法、探测装置及导光器

Also Published As

Publication number Publication date
US20070165232A1 (en) 2007-07-19
US7573576B2 (en) 2009-08-11
CN101004455B (zh) 2011-08-17
MX2007000732A (es) 2008-11-14
BRPI0700095A (pt) 2007-11-06
JP2007225600A (ja) 2007-09-06
EP1813487A1 (de) 2007-08-01
BRPI0700095B1 (pt) 2019-04-24
DE202006000742U1 (de) 2007-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101004455B (zh) 光学传感器装置
US10274599B2 (en) LIDAR systems with expanded fields of view on a planar substrate
US5663739A (en) Method and arrangement for establishing networks of electro-optical display-field modules
EP3779502A1 (en) Distributed laser radar
US7087893B2 (en) Light sensor configurations for automatic vehicle equipment control having an integrally formed encapsulant
US6507015B1 (en) Raindrop sensor having plano-convex lens
CN102338660B (zh) 用于检测环境条件的传感器装置
EP1777943A1 (en) Multifunctional optical sensor device for driving aids in motor-vehicles
US6811320B1 (en) System for connecting a fiber optic cable to an electronic device
JP2019511874A (ja) 遮蔽された撮像素子回路を伴うカメラアセンブリ
CN105659108A (zh) 具有共享发射/接收路径的旋转光检测和测距平台的设备和方法
JP2007225600A5 (zh)
KR102210101B1 (ko) 광학계 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다
JP2019144072A (ja) 対象物検出装置
JP4973692B2 (ja) 移動体用光センサ装置
WO2020198945A1 (zh) 应用于车辆的传感器支架、传感器模块和车辆
US6064059A (en) Device for detecting the level of humidity on a pane
CN108809425A (zh) 高速自由空间光传输的波分复用/解复用通信装置
US9845073B2 (en) Sensor device for recording moisture on a window and motor vehicle
JP4235830B2 (ja) 多機能照明装置
US6751420B1 (en) Infrared transceiver assembly for asymmetric data transmission
US20070211037A1 (en) Photoelectric sensing array apparatus
CN215116780U (zh) 一种光发射装置、激光雷达***及电子设备
CN112909498B (zh) 天线组件、天线***及车辆
US9477053B2 (en) Optical coupling lens and optical coupling module

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110817

Termination date: 20210118