CN212647035U - 雨量传感器光学结构及雨量传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雨量传感器光学结构及雨量传感器，涉及传感器技术领域，主要目的是减少雨量传感器的零件数量，降低装配难度。本实用新型的主要技术方案为：该雨量传感器光学结构包括发射端透镜，所述发射端透镜包括至少两个发光透镜，至少两个所述发光透镜一体连接；接收端透镜，所述接收端透镜包括至少两个受光透镜，至少两个所述受光透镜一体连接；其中，至少两个所述发光透镜与至少两个所述受光透镜一一相对设置，且每相对的所述发光透镜和所述受光透镜之间的光路无重叠。

Description

雨量传感器光学结构及雨量传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种雨量传感器光学结构及雨量传感器。

背景技术

随着科技的不断发展进步，地铁和轻轨等机车开始配置自动雨量检测的自动雨刷***，该***的核心部件为雨量传感器。

机车雨量传感器的基本原理是发光元件发出特定波长的红外光，经过发光透镜以及透镜上的透明硅胶，最后到达机车风挡玻璃，在风挡玻璃外表面反射回来，再经过玻璃、硅胶和受光透镜，到达受光元件上的有效感应区域。当机车风挡玻璃上没有雨，或者雨量大小不同时，经过玻璃折射出去的光量会有不同，所以反射回来的光的总量会发生变化，这时通过分析光电类型的受光元件所产生电信号的大小，即可判断出有没有雨，以及雨量的大小。在探测雨量大小的传感器中，这样的发光组件和受光组件作为一组，通常需要至少这样的两组来确保传感器检测的可靠性，避免雨刮器误动作。但是，目前市面上存在的雨量传感器，发光透镜和受光透镜都是单独的，两组的话，需要4个单独的透镜，造成零件多，装配复杂，定位不准等问题，同时造成传感器的体积偏大，影响制造成本及美观度，也会影响安装位置的自由度和安装方式的灵活性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种雨量传感器光学结构及雨量传感器，主要目的是减少雨量传感器的零件数量，降低装配难度。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种雨量传感器光学结构，包括：

发射端透镜，所述发射端透镜包括至少两个发光透镜，至少两个所述发光透镜一体连接；

接收端透镜，所述接收端透镜包括至少两个受光透镜，至少两个所述受光透镜一体连接；

其中，至少两个所述发光透镜与至少两个所述受光透镜一一相对设置，且每相对的所述发光透镜和所述受光透镜之间的光路无重叠。

进一步地，所述发光透镜和所述受光透镜分别包括凸透镜和与所述凸透镜一体连接的异形棱镜组；

两个所述发光透镜的异形棱镜组一体连接，且两个所述发光透镜相互对称；

两个所述受光透镜的异形棱镜组一体连接，且两个所述受光透镜相互对称。

进一步地，所述发光透镜具有第一光学面和第二光学面；

两个所述第一光学面和所述第二光学面相对于水平面的角度分别为60°和0°。

进一步地，所述受光透镜具有第三光学面和两个第四光学面；

所述第三光学面和两个所述第四光学面相对于水平面的角度分别为0°、60°和90°。

进一步地，所述发光透镜的异形棱镜组的棱镜面和所述受光透镜的异形棱镜组的棱镜面关于雨滴感应中心对称。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种雨量传感器，包括前述的雨量传感器光学结构。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的技术方案，通过将至少两个发光透镜一体连接构成发射端透镜，以及将至少两个受光透镜一体连接构成接收端透镜，且发射端透镜和接收端透镜的发光透镜和受光透镜之间的光路无重叠，从而保证了光学结构的正常工作，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的雨量传感器光学结构仅有两个零件，从而减少了雨量传感器的零件数量，降低了装配难度，提高了定位准确性，同时，还可以降低传感器的体积和成本，外形更小巧美观，安装位置更自由，安装方式更灵活。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种雨量传感器光学结构在第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种雨量传感器光学结构在第二视角的结构示意图；

图3为图1或图2中发射端透镜与接收端透镜之间的光路结构示意图；

图4为图1或图2中发射端透镜与接收端透镜与硅胶垫贴合时的光路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

如图1和图3所示，本实用新型实施例提供了一种雨量传感器光学结构，包括发射端透镜1，其包括至少两个发光透镜11，至少该两个发光透镜11一体连接；接收端透镜2，其包括至少两个受光透镜21，至少该两个受光透镜21一体连接；其中，至少两个发光透镜11与至少两个受光透镜21一一相对设置，且每相对的发光透镜11和受光透镜21之间的光路无重叠。其中，图3中标号“100”表示光路。

本实用新型实施例提供的雨量传感器光学结构，通过将至少两个发光透镜11一体连接构成发射端透镜1，以及将至少两个受光透镜21一体连接构成接收端透镜2，且发射端透镜1和接收端透镜2的发光透镜11和受光透镜21之间的光路无重叠，从而保证了光学结构的正常工作，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的雨量传感器光学结构仅有两个零件，从而减少了雨量传感器的零件数量，降低了装配难度，提高了定位准确性，同时，还可以降低传感器的体积和成本，外形更小巧美观，安装位置更自由，安装方式更灵活。

在一可选的实施例中，参见图1和图2，发射端透镜1和接收端透镜2的发光透镜11和受光透镜21分别可以包括凸透镜(111，211)和与凸透镜(111，211)一体连接的异形棱镜组(112,212)；两个发光透镜11的异形棱镜组(112,212)一体连接，且两个发光透镜11相互对称；两个受光透镜21的异形棱镜组(112,212)一体连接，且两个受光透镜21相互对称。

上述实施例中，发光透镜11和受光透镜21的凸透镜(111，211)可以起到光线准直作用，从而可以将发光二极管发出的光准直呈平行光，提高雨滴感应区域的感应信号强度；而异形棱镜组(112,212)可以起到转折光线的作用，可以减小光的传播损失，提高光学效率，从而提高传感器的敏感度。而且，两个发光透镜11和两个受光透镜21分别对称布置，可以很好地保证每对发光透镜11和受光透镜21之间的光路不重叠，即二者之间的光路互不干涉，从而更好地保证光学结构的正常工作。

在一可选的实施例中，参见图2，发射端透镜1的发光透镜11可以具有第一光学面113和第二光学面114；且该第一光学面113和第二光学面114相对于水平面的角度可以分别为0°和60°。通过设置第一光学面113，用来反射光线，使得发光元器件水平布置而非特定角度布置，就可以使光线进入透镜后鞥能够反射照向机车挡风玻璃的相应区域，从而使得发光元器件的定位比较容易，装配比较简单。而且，光线在透镜里发生的反射次数越多，抗干扰效果越好，但同时也会产生一定程度的光衰，由于发光透镜不存在干扰问题，因此，本实施例选择设置一个第一光学面113，进行最少的反射次数一次。此外,第二光学面114为透射面,由图4可以看出,第二光学面114与硅胶垫101下表面紧贴,这样可以保证光线通过时,可以透射过去,到达风挡玻璃102的外表面再进行反射,从而实现传感器的功能。

在一可选的实施例中，参见图2和图4，接收端透镜2的受光透镜21可以具有第三光学面213和两个第四光学面214；且该第三光学面213和两个第四光学面214相对于水平面的角度分别为0°、60°和90°。通过设置第三光学面213与硅胶垫101下表面紧贴,可以让其成为透射面,从而让从风挡玻璃102外表面反射回来的光线经过硅胶垫101后从该表面透射照入受光透镜21；然后设置两个第四光学面214，用来反射光线，一方面，使得受光元器件水平布置而非特定角度布置，就可以接收到从受光透镜21照射出的光线，从而使得受光元器件的定位比较容易，装配比较简单。另一方面，通过两个第四光学面214进行两次反射，可以提高抗干扰效果，同时又不至于产生较大光衰。因为受光透镜是接收光线的路径，所以需要考虑只允许特定方向的光线经过透镜，到达受光元件，尽可能地将其它方向的杂散光线排除掉；不过同时要考虑反射次数不能太多，否则会增加光衰，也会造成透镜制作更加复杂。

在一可选的实施例中，发射端透镜1的发光透镜11的异形棱镜组(112,212)的棱镜面和接收端透镜2的受光透镜21的异形棱镜组(112,212)的棱镜面关于雨滴感应中心对称。通过将发光透镜11的光窗(棱镜面)和受光透镜21的光窗(棱镜面)设计成关于雨滴感应中心对称，可以保证从发光光窗出来的光，最多保留地反射回受光光窗，从而提高雨量传感器的效率。同时这样设计，还可以让雨量传感器本身看起来更精简统一，外观更加美观。

本实用新型实施例还提供了一种雨量传感器，包括前述的雨量传感器光学结构。

本实用新型实施例提供的雨量传感器，包括雨量传感器光学结构，该光学结构通过将至少两个发光透镜11一体连接构成发射端透镜1，以及将至少两个受光透镜21一体连接构成接收端透镜2，且发射端透镜1和接收端透镜2的发光透镜11和受光透镜21之间的光路无重叠，从而保证了光学结构的正常工作，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的雨量传感器光学结构仅有两个零件，从而减少了雨量传感器的零件数量，降低了装配难度，提高了定位准确性，同时，还可以降低传感器的体积和成本，外形更小巧美观，安装位置更自由度，安装方式更灵活。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种雨量传感器光学结构，其特征在于，包括：

发射端透镜，所述发射端透镜包括至少两个发光透镜，至少两个所述发光透镜一体连接；

接收端透镜，所述接收端透镜包括至少两个受光透镜，至少两个所述受光透镜一体连接；

其中，至少两个所述发光透镜与至少两个所述受光透镜一一相对设置，且每相对的所述发光透镜和所述受光透镜之间的光路无重叠。

2.根据权利要求1所述的雨量传感器光学结构，其特征在于，

所述发光透镜和所述受光透镜分别包括凸透镜和与所述凸透镜一体连接的异形棱镜组，所述异形棱镜组用于转折光线；

两个所述发光透镜的异形棱镜组一体连接，且两个所述发光透镜相互对称；

两个所述受光透镜的异形棱镜组一体连接，且两个所述受光透镜相互对称。

3.根据权利要求2所述的雨量传感器光学结构，其特征在于，

所述发光透镜具有第一光学面和第二光学面；

所述第一光学面和所述第二光学面相对于水平面的角度分别为60°和0°。

4.根据权利要求2所述的雨量传感器光学结构，其特征在于，

所述受光透镜具有第三光学面和两个第四光学面；

所述第三光学面和两个所述第四光学面相对于水平面的角度分别为0°、60°和90°。

5.根据权利要求2所述的雨量传感器光学结构，其特征在于，

所述发光透镜的异形棱镜组的棱镜面和所述受光透镜的异形棱镜组的棱镜面关于雨滴感应中心对称。

6.一种雨量传感器，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的雨量传感器光学结构。

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