DE19839273A1 - Optischer Sensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor für Kraftfahrzeuge, zur Erfassung von sichtbeeinflussenden Umgebungsparametern, mit wenigstens einem Sender und wenigstens einem Empfänger für elektromagnetische Wellen (Lichtwellen), wobei eine Windschutzscheibe in einer Meßstrecke zwischen dem wenigstens einen Sender und dem wenigstens einem Empfänger angeordnet ist und eine Wellenausbreitung zwischen dem wenigstens einen Sender und dem wenigstens einen Empfänger derart beeinflußt, daß sich bei Ausbildung eines Belages auf der Windschutzscheibe, insbesondere bei einer Benetzung durch Niederschlag, ein vom Empfänger generiertes Ausgangssignal ändert, das der Ansteuerung einer Scheibenwischvorrichtung dient. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß wenigstens einer der Empfänger (16, 20, 22) des optischen Sensors (4) elektromagnetische Wellen (Lichtwellen) einer Umgebungshelligkeit des Kraftfahrzeuges empfängt und der Ansteuerung einer Beleuchtungsanlage des Kraftfahrzeuges dient.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Es sind Scheibenwischvorrichtungen für Windschutz­ scheiben von Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen eine Steuerung der Scheibenwischer nicht nur über einen manuell betätigbaren Lenkstockhebel, sondern zusätz­ lich über einen optischen Regensensor erfolgt. Der optische Regensensor umfaßt eine Lichtquelle, deren elektromagnetische Strahlung von der Windschutz­ scheibe, je nach Feuchtigkeitsbelag auf der Wind­ schutzscheibe, unterschiedlich reflektiert wird. Der reflektierte Anteil wird mittels eines Photoelementes erfaßt, so daß ein dem Feuchtigkeitsbelag entspre­ chendes Ausgangssignal des Regensensors bereitge­ stellt werden kann. Diese Ausgangssignale können der­ art ausgewertet und zur Steuerung der Scheibenwischer verwendet werden, daß sowohl die Einschaltung der Scheibenwischvorrichtung als auch eine Wischerge­ schwindigkeit in Abhängigkeit von einer erfaßten Be­ netzung der Windschutzscheibe variiert werden kann.

Weiterhin sind Vorrichtungen zur automatischen Ein­ schaltung einer Beleuchtungsanlage im Kraftfahrzeug bekannt. Durch Messung eines Ausgangssignals eines Photoelementes wird auf eine Umgebungshelligkeit des Kraftfahrzeuges geschlossen und in Abhängigkeit davon eine Fahrzeugbeleuchtung ohne Zutun eines Fahrers eingeschaltet.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße optische Sensor mit den im An­ spruch 1 genannten Merkmalen weist insbesondere den Vorteil auf, einen kombinierten Sensor zur Steuerung der für einen Fahrer wichtigen sichtverbessernden Fahrzeugausrüstung bereitzustellen. Neben einem Re­ gensensor zur Steuerung einer Scheibenwischanlage ist ein Sensor zur Erfassung einer Außenhelligkeit in dem optischen Sensor integriert, so daß in Abhängigkeit von der gemessenen Umgebungshelligkeit eine Beleuch­ tungsanlage ein- und ausgeschaltet werden kann und in Abhängigkeit einer Benetzung der Windschutzscheibe mit Niederschlag die Scheibenwischanlage automatisch ansteuerbar ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann an­ hand der erfaßten sichtbeeinflussenden Parameter, nämlich im wesentlichen Niederschläge in Form von Re­ gen, Nebel oder Schneefall sowie die Umgebungshellig­ keit, eine kombinierte Steuerung der Scheibenwischan­ lage und der Beleuchtungsanlage realisiert werden. So kann es einerseits bei starkem Regen sinnvoll sein, neben den Scheibenwischern zusätzlich die Fahrzeug­ scheinwerfer einzuschalten. Andererseits ist es bei Dunkelheit aufgrund der wesentlich erhöhten Blendge­ fahr durch Scheinwerferlicht entgegenkommender Fahr­ zeuge noch wichtiger als tagsüber, die Windschutz­ scheibe jederzeit von Nässe freizuhalten. Daher ist es sinnvoll, bei Dunkelheit eine erhöhte Empfindlich­ keit der Scheibenwischersteuerung bereits auf geringe Benetzungsgrade der Windschutzscheibe vorzusehen. Eine Umschaltung der Regensensor-Empfindlichkeit zur Ansteuerung der Scheibenwischanlage kann vorzugsweise durch ein von einem Umgebungslichtsensor gebildetes Signal beeinflußt werden.

Eine Kombination von Regen- und Außenlichtsensor in einem gemeinsamen optischen Sensor weist zudem den Vorteil einer erheblichen Installations- und Montage­ vereinfachung auf, woraus zudem eine Kostenreduzie­ rung resultiert. Durch eine Montage aller erforderli­ chen elektronischen und optoelektronischen Bauteile auf einer gemeinsamen Platine, vorzugsweise in SMD(surface mounted device)-Technik bestückt, lassen sich sehr kompakte Sensoren realisieren, die sich zu­ dem im Fahrzeug problemlos montieren lassen. So kann ein derartiger optischer Sensor ebenso kompakt ausge­ führt sein wie bekannte Regensensoren und wie diese beispielsweise hinter einem Innenrückspiegel an der Innenseite der Windschutzscheibe montiert sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann neben einem Helligkeitssensor für Umgebungslicht, der ein weitgehend vom Tageslicht beeinflußtes Signal liefert und dementsprechend einen relativ weiten und vorzugsweise nach oben gerichteten Öffnungskegel für einfallendes Licht aufweist, wenigstens ein zusätzli­ cher Fernsensor vorgesehen sein, der einen schmalen und vorzugsweise in Fahrtrichtung nach vorne gerich­ teten Öffnungskegel aufweist. Dadurch ist dieser Fernsensor in der Lage, mit relativ hoher Zuverläs­ sigkeit Tunneleinfahrten oder Unterführungen zu er­ kennen und somit bereits frühzeitig ein Signal zur Einschaltung der Fahrzeugbeleuchtung zu liefern.

Die Fokussierung des einfallenden Lichts kann in vor­ teilhafter Weise durch einen Lichtleiter erfolgen, der gleichzeitig als Grundplatte für das Sensorge­ häuse fungiert. Ein solcher Lichtleiter kann bei­ spielsweise aus einem Kunststoff wie PMMA (Polyme­ thylmetachrylat) im Spritzgußverfahren hergestellt sein, wobei sich in einfacher Weise optische Struktu­ ren wie Sammellinsen im Formprozeß einbringen lassen.

Die Verbindung zur Windschutzscheibe kann entweder durch einen Rahmen auf der Scheibe und darin einge­ klipstem Sensorgehäuse oder auch in sehr einfacher Weise mittels einer doppelseitig selbstklebenden transparenten Folie realisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung lassen sich zusätzliche Steuerungsfunktionen implementieren, beispielsweise eine Zuschaltung von Nebelscheinwer­ fern. Durch einen entsprechend empfindlichen Regen­ sensor kann dieser die Tropfengröße erkennen und da­ mit unterscheiden, ob die Benetzung der Scheibe auf Regen, Nebel oder Schneefall beruht. Bei starkem Ne­ bel oder Schneefall können so neben den Scheibenwi­ schern die Nebelscheinwerfer und/oder die Nebel­ schlußleuchten zugeschaltet werden und damit eine weitere Erhöhung der Fahrsicherheit erreicht werden. So kann vorzugsweise bei Nebel ein aus feinsten Tröpfchen bestehender Niederschlag auf der Wind­ schutzscheibe durch den Regensensor detektiert wer­ den. Über eine entsprechende Auslegung einer Software zur Auswertung der Regensensorsignale kann dann eine Zuschaltung einzelner Bestandteile der Lichtanlage (Nebelleuchte, Nebelschlußleuchte) ausgelöst werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß sowohl der Empfänger des Regensensors als auch wenigstens einer der Empfänger des Umgebungshel­ ligkeitssensors und/oder des Fernsensors von einem gemeinsamen Photoelement gebildet sind. Hierdurch läßt sich der Aufwand an einzusetzenden optoelektro­ nischen Bauelementen für den kombinierten Regensensor und Außenlichtsensor des Kraftfahrzeuges reduzieren. Der Empfänger kann somit eine Doppelfunktion zur Be­ reitstellung von Ansteuersignalen sowohl für die Scheibenwischanlage als auch für die Beleuchtungsan­ lage des Kraftfahrzeuges übernehmen. Insbesondere ist bevorzugt, wenn ein Lichtleiter des optischen Sensors Strukturen aufweist, die eine entsprechende Fokussie­ rung der zu sensierenden elektromagnetischen Wellen auf das gemeinsame Photoelement übernimmt. Somit kann mit einfachen Mitteln sowohl die Umgebungshelligkeit als auch die Benetzung der Windschutzscheibe sensiert werden.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sendediode des Regensensors getaktet ansteuerbar ist. Hierdurch kann der gemein­ same Empfänger entsprechend eines Tastverhältnisses der getakteten Ansteuerung die empfangenen Signale der Regensensorfunktion beziehungsweise der automati­ schen Lichtsteuerungsfunktion des optischen Sensors zuordnen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung er­ geben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie­ len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen optischen Sensors;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den op­ tischen Sensor;

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform des er­ findungsgemäßen optischen Sensors;

Fig. 4 den optischen Sensor gemäß Fig. 3 in ei­ ner Seitenansicht;

Fig. 5 den optischen Sensor gemäß Fig. 3 in ei­ ner Draufsicht;

Fig. 6a bis 6d unterschiedliche Öffnungswinkel des Fernsensors und Umgebungslichtsensors in schematischen Prinzipdarstellungen;

Fig. 7 und 8 mögliche Ausstattungsvarianten des optischen Sensors und

Fig. 9 und 10 schematische Ausführungsvarianten einzelner Bauelemente des Sensors.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen erfindungsgemäßen optischen Sensor 4, der innen an einer Windschutzscheibe 2 eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Die Montage des optischen Sensors 4 hinter der Windschutzscheibe 2 kann beispielsweise durch Klebung in Höhe eines hier nicht dargestellten Innenrückspiegels erfolgen. Bei einer solchen Posi­ tionierung entsteht keine zusätzliche Sichtbehinde­ rung für einen Fahrer. Optische und elektronische Bauteile des optischen Sensors 4 sind umschlossen von einem Gehäuse 6, das nach innen hin, das heißt zum Fahrgastraum, lichtundurchlässig ist.

Im Gehäuse 6 ist eine Platine 8 angeordnet, auf der die optischen und elektronischen Bauelemente, bei­ spielsweise in SMD(surface mounted device)-Technik, montiert sind. Erkennbar ist eine auf der Oberseite der Platine 8 montierte LED (Leuchtdiode) 14, die sichtbares oder infrarotes Licht in Form eines ge­ richteten Lichtstrahles 30 emittiert, der in einem spitzen Winkel auf die Windschutzscheibe 2 auftrifft und aufgrund deren Brechungsindex an ihrer äußeren Grenzfläche 3 zur Luft normalerweise vollständig re­ flektiert wird und nahezu vollständig als reflektier­ ter Anteil 32 auf eine Photodiode 16 trifft, die ebenfalls auf der Oberseite der Platine 8 montiert ist. Die LED 14 und die Photodiode 16 sind so auf der Platine 8 positioniert, daß entsprechend der Licht­ brechung nach den Gesetzen der Optik der reflektierte Anteil 32 auf die Photodiode 16 trifft.

Befindet sich nun am Ort der Reflexion des Licht­ strahls 30 ein Wassertropfen 28 außen auf der Wind­ schutzscheibe 2, resultiert an der äußeren Grenzflä­ che 3 der Scheibe zur Luft ein verändertes Brechungs­ verhalten, wodurch der Lichtstrahl 30 an der Grenz­ fläche 3 nicht vollständig reflektiert wird, sondern ein nach außen austretender gestreuter Anteil 34 ent­ steht. Das dadurch abgeschwächte Signal des reflek­ tierten Anteiles 32 kann von der Photodiode 16 detek­ tiert und durch eine Auswerteelektronik quantitativ ausgewertet werden und somit als Feuchtigkeitsschlei­ er beziehungsweise Regen außen auf der Windschutz­ scheibe 2 des Kraftfahrzeuges 1 erfaßt werden.

Die gewünschte Fokussierung des Lichtstrahles 30 be­ ziehungsweise des reflektierten Anteiles 32 kann zweckmäßigerweise durch einen geeignet geformten Lichtleiter 10, bestehend aus einem hochtransparenten und gut spritzgießfähigen Kunststoff wie beispiels­ weise PMMA, erreicht werden, der gleichzeitig die Grundseite des Gehäuses 6 bildet und flächig über ei­ ne transparente Klebefolie 36 mit der Windschutz­ scheibe 2 verbunden ist. Durch geeignete Formung, vorzugsweise im Spritzgußverfahren, kann der Licht­ leiter 10 eingeformte linsenförmige Strukturen 31 er­ halten, die für die gewünschte Fokussierung bezie­ hungsweise Parallelisierung des von der LED 14 emittierten divergierenden Lichtes sowie der von der Photodiode 16 detektierten Lichtanteile sorgen.

Auf der Platine 8 ist weiterhin ein Umgebungslicht­ sensor 22 angeordnet, der von außen durch die Wind­ schutzscheibe 2 des Kraftfahrzeuges 1 fallendes Umge­ bungslicht in seiner Helligkeit erfassen und ein da­ von abhängiges Steuersignal für eine automatische Lichtsteuerung im Kraftfahrzeug generieren kann. Zweckmäßigerweise reagiert der Umgebungslichtsensor 22 auf Sonnenlicht, um auf diese Weise ein unbeab­ sichtigtes Abschalten der Fahrzeugscheinwerfer in hell beleuchteten Tunnel oder Unterführungen mit starken künstlichen Lichtquellen auszuschließen.

Erkennbar ist zudem ein Fernsensor 20, der einen re­ lativ schmalen Öffnungskegel 40 für einfallendes Licht aufweist und vorzugsweise zur frühzeitigen Er­ kennung von Tunneleinfahrten oder dergleichen zu er­ wartenden dunklen Durchfahrten geeignet ist. Zur Bün­ delung des auf den Fernsensor 20 gelangenden Lichtan­ teils ist ebenfalls eine eingeformte Linsenstruktur 33 im Lichtleiter 10 vorzusehen.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen optischen Sensor 4, der in die­ sem Ausführungsbeispiel in einem rechteckförmigen Ge­ häuse 6 untergebracht ist. Von dem optischen Sensor 4 ist in dieser Ansicht, senkrecht von außen durch die Windschutzscheibe 2 des Kraftfahrzeuges 1, der Licht­ leiter 10 mit der umhüllenden Gehäusekante erkennbar. Weiterhin ist ein Ausschnitt erkennbar, der einen Lichtdurchtritt zu dem Umgebungslichtsensor 22 ermög­ licht.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des optischen Sensors 4 mit einem ovalen Gehäuse 7 und einer darin untergebrachten passenden rautenförmigen Platine 8 sowie einem ebenso rauten- oder trapezför­ migen Lichtdurchtritt mit darin eingeformten fokus­ sierenden Strukturen. Auch hier ist ein Lichtleiter 10 für den Umgebungslichtsensor 22 und/oder für den wenigstens einen Fernsensor 20 erkennbar, die jedoch von außen in dieser Darstellung nicht sichtbar sind.

Fig. 4 zeigt den optischen Sensor 4 entsprechend Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht, wobei gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert sind. Erkennbar ist das Gehäuse 7 mit leicht nach oben gewölbtem Deckel und seitlich her­ ausgeführtem Stecker 38 zur elektrischen Verbindung mit einer hier nicht dargestellten Auswerteelektro­ nik. Anstatt einer elektrischen Verbindung zu einer zentralen Auswerte- und/oder Steuereinheit über den Stecker 38 kann auch eine optische Signalübertragung mittels Lichtwellenleiter realisiert werden.

Der Lichtleiter 10 mit den darauf aufgebrachten fo­ kussierenden Strukturen stellt gleichzeitig die Grundplatte für das Gehäuse 7 dar, die über die transparente Klebefolie 36 flächig mit der Innenseite der Windschutzscheibe 2 des Kraftfahrzeuges 1 ver­ klebt ist. Der Lichtleiter 10 ist dabei so ausge­ führt, daß alle optischen Strukturen sowohl für den Regensensor 14, 16 als auch für die Helligkeitssenso­ ren 20, 22 darin enthalten sind. Wird beispielsweise für den Regensensor Infrarotlicht verwendet, so kön­ nen die Bereiche für die Regensensorfunktion aus schwarzem Kunststoff bestehen. Die für die Hellig­ keitssensoren 20, 22 notwendigen Bereiche des Licht­ leiters 10 sind dann zweckmäßigerweise in transparen­ tem Kunststoff ausgeführt. Der Lichtleiter 10 kann hierzu entweder im sogenannten Zweifarben-Spritzver­ fahren hergestellt sein oder beispielsweise aus meh­ reren jeweils einfarbigen Kunststoffsegmenten zusam­ mengefügt sein.

Fig. 5 zeigt nochmals zur Verdeutlichung eine Drauf­ sicht oben auf den gewölbten Gehäusedeckel 7 des op­ tischen Sensors 4 mit seitlich herausgeführtem Stec­ ker 38.

In den Fig. 6a bis 6d sind in schematischen Dar­ stellungen unterschiedliche Öffnungskegel für den Fernsensor 20 und für den Umgebungslichtsensor 22 des optischen Sensors 4 dargestellt.

Fig. 6a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Windschutzscheibe 2. Er­ kennbar ist hier ein relativ spitzwinkeliger Öff­ nungskegel 40 in Fahrtrichtung für den Fernsensor 20, der gewährleisten kann, daß nur direkt in Fahrtrich­ tung liegende dunkle Abschnitte erfaßt werden.

Fig. 6b zeigt in einer Seitenansicht auf das Kraft­ fahrzeug 1 entsprechend Fig. 6a den Öffnungskegel 40, der in vertikaler Richtung einen noch kleineren Öffnungswinkel aufweist als in horizontaler Richtung.

Fig. 6c zeigt dagegen in einer Draufsicht einen re­ lativ weiten Öffnungskegel 42 für den Umgebungslicht­ sensor 22, der es ermöglicht, die in erster Linie von oben einfallenden Lichtanteile zuverlässig zu detek­ tieren und als Umgebungshelligkeit auszuwerten.

Fig. 6d zeigt in einer Seitenansicht den im wesent­ lichen nach oben gerichteten Öffnungskegel 42.

In den Fig. 7 und 8 sind jeweils rein schematisch mögliche Ausstattungsvarianten des optischen Sensors 4 gezeigt. Gemäß der in Fig. 7 gezeigten Variante kann der optische Sensor 4 den Fernsensor 20, den Um­ gebungslichtsensor 22 sowie zwei Sendedioden 14 auf­ weisen. Hinsichtlich der Funktion der einzelnen Bau­ elemente wird auf die Beschreibung zu den vorherge­ henden Figuren verwiesen. Durch die Anordnung von zwei Sendedioden 14 wird es möglich, die Genauigkeit der Auswertung des Regensensorsignals zu erhöhen. Die Sendedioden 14 können hierbei jeweils einen zueinan­ der beabstandeten Bereich der Windschutzscheibe 2 mit einer Lichtstrahlung beaufschlagen, so daß eine Be­ netzung der Windschutzscheibe verifizierbar ist. Wäre nur eine Sendediode 14 vorgesehen, könnte schon ein einzelner Tropfen zur Auslösung der Regensensorfunk­ tion führen. Durch das Vorsehen von zwei Sendedioden 14 kann überprüft werden, ob lediglich ein einzelner Tropfen zufällig genau auf den Detektionsbereich der einen Sendediode 14 gelangt ist, oder ob durch die Überwachung zueinander beabstandeter Bereiche auch der zweite Bereich mit einem Feuchtigkeitstropfen be­ netzt ist. Hierdurch kann die Aussagewahrscheinlich­ keit erhöht werden, daß tatsächlich eine derartige Benetzung der Windschutzscheibe erfolgte, die eine Aktivierung der Scheibenwischvorrichtung erfordert.

Gemäß der in Fig. 8 gezeigten Ausstattungsvariante ist neben einer Sendediode 14 und einem Umgebungs­ lichtsensor 22 vorgesehen, daß der optische Sensor 4 insgesamt drei Fernsensoren 20', 20'' und 20''' auf­ weist. Jeder der Fernsensoren 20', 20'' und 20''' kann hier mit einem entsprechend schmalen Öffnungskegel 40 (Fig. 6a, 6b) in eine andere Richtung weisen. Hierdurch wird es beispielsweise möglich, bei Kurven­ fahrten relativ plötzlich auftretende Tunneleinfahr­ ten oder dergleichen rechtzeitig zu erkennen. Die Funktionalität und der Komfort des optischen Sensors 4 wird hierdurch verbessert.

Es ist klar, daß entsprechend der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausstattungsvarianten die Platine 8 sowie der Lichtleiter 10 eine entsprechend angepaßte Aufbau und Strukturierung aufweisen.

In den Fig. 9 und 10 sind schematisch Ausführungs­ variante dargestellt, bei denen einzelne Bauelemente des Sensors 4 gemeinsam sowohl für die Regensensor­ funktion als auch für die automatische Lichtsteue­ rungsfunktion eingesetzt werden. Die in den Fig. 9 und 10 verwendeten Bezugszeichen beziehen sich auf die Erläuterungen zu den vorhergehenden Fig. 1 bis 8.

Gemäß Fig. 9 ist vorgesehen, daß der Empfänger 16 des Regensensors gleichzeitig den Fernsensor 20 bil­ det. Hierdurch wird ein optisches Bauelement, nämlich eine Photodiode, gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsvariante eingespart. Um dies zu erreichen, sind die optischen Strukturen, mittels denen die Fo­ kussierung beziehungsweise Umlenkung der elektroma­ gnetischen Wellen erfolgt, so ausgerichtet, daß so­ wohl die von der Windschutzscheibe 2 reflektierten Strahlen 32 auf den Empfänger 16, 20 fallen als auch die über die Struktur 33 des Lichtleiters 10 in dem Öffnungskegel 40 sensierten elektromagnetischen Wel­ len für den Fernsensor. Der Empfänger übernimmt somit quasi eine Doppelfunktion. Um dies zu ermöglichen ist vorgesehen, daß die Sendediode 14 - wie mit einem Si­ gnalverlauf 15 angedeutet - getaktet angesteuert wird. Entsprechend eines Tastverhältnisses des Signa­ les 15 wird die Sendediode 14 dazu angeregt, puls­ weise die elektromagnetischen Wellen 30 abzustrahlen. Wird dieses Tastverhältnis der Auswerteschaltung mit­ geteilt, kann diese die vom Empfänger 16, 20 empfan­ genen Signale eindeutig dem Sender 14 oder eventuell im Öffnungskegel 40 einfallender elektromagnetischer Wellen der Umgebungshelligkeit zuordnen. Somit wird es möglich, mit der Auswerteschaltung sowohl die Re­ gensensorfunktion als auch die Fernsensorfunktion entweder gemeinsam oder getrennt auszuwerten und die Entscheidung bereitzustellen, ob die Scheibenwischan­ lage und/oder die Beleuchtungsanlage des Kraftfahr­ zeuges in Betrieb zu setzen ist.

In der in Fig. 10 gezeigten schematischen Ansicht wird angedeutet, daß die gemäß Fig. 9 vorgesehene Kopplung der Funktion des Empfängers 16, 20 für den Regensensor und den Fernsensor selbstverständlich auch für eine Kopplung des Regensensors und des Umge­ bungslichtsensors nutzbar ist. Hierzu ist der Licht­ leiter 10, der den Öffnungskegel 42 erfaßt, so struk­ turiert, daß die fokussierten elektromagnetischen Wellen ebenfalls auf den Empfänger 16, 22 gelenkt werden. Somit wird ebenfalls die Einsparung eines Photoelementes möglich, da nur noch ein gemeinsames Photoelement 16, 22 für die Regensensorfunktion und die Umgebungshelligkeitssensorfunktion notwendig ist.

Claims (30)

1. Optischer Sensor für Kraftfahrzeuge, zur Erfassung von sichtbeeinflussenden Umgebungsparametern, mit we­ nigstens einem Sender und wenigstens einem Empfänger für elektromagnetische Wellen (Lichtwellen), wobei eine Windschutzscheibe in einer Meßstrecke zwischen dem wenigstens einen Sender und dem wenigstens einem Empfänger angeordnet ist und eine Wellenausbreitung zwischen dem wenigstens einen Sender und dem wenig­ stens einen Empfänger derart beeinflußt, daß sich bei Ausbildung eines Belages auf der Windschutzscheibe, insbesondere bei einer Benetzung durch Niederschlag, ein vom Empfänger generiertes Ausgangssignal ändert, das der Ansteuerung einer Scheibenwischvorrichtung dient, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Empfänger (16, 20, 22) des optischen Sensors (4) elektromagnetische Wellen (Lichtwellen) einer Umge­ bungshelligkeit des Kraftfahrzeuges empfängt und der Ansteuerung einer Beleuchtungsanlage des Kraftfahr­ zeuges dient.

2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der optische Sensor (4) ein gemeinsames von der Benetzung der Windschutzscheibe und der Umge­ bungshelligkeit abhängiges Ausgangssignal an eine nachgeordnete Auswerteschaltung liefert, die einer Ansteuerung der Scheibenwischanlage und der Beleuch­ tungsanlage dient.

3. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Sender eine LED (14) ist.

4. Optischer Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Empfänger, der das von der wenigstens einen LED (14) emittierte optische Signal detektiert, eine Photodiode (16) ist.

5. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Emp­ fänger wenigstens ein Umgebungslichtsensor (22) vor­ gesehen ist.

6. Optischer Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der optische Sensor (4) mit einem Lichtleiter (10) mit darin eingebrachten Linsenstruk­ turen (31, 33) zur Lichtbündelung versehen ist.

7. Optischer Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umgebungslichtsensor (22) einen Öffnungswinkel von circa 40° mit einer Öffnungsrich­ tung in Fahrtrichtung nach schräg oben sensiert.

8. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Empfänger wenigstens ein Fernsensor (20) vorgesehen ist.

9. Optischer Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der wenigstens eine Fernsensor (20) ei­ nen Öffnungswinkel von circa 7° mit einer Öffnungs­ richtung horizontal und in Fahrtrichtung sensiert.

10. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Fernsensor (20) und der wenigstens eine Umge­ bungslichtsensor (22) auf ultraviolettes Licht, ins­ besondere auf Sonnenlicht, empfindlich sind.

11. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine automati­ sche Tag/Nacht-Umschaltung der Regensensor-Empfind­ lichkeit mittels des Umgebungslichtsensors erfolgt.

12. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (16) und der wenigstens eine Fernsensor (20) und/oder der Umgebungslichtsensor (22) von einem Photoelement gebildet werden.

13. Optischer Sensor nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtleiter (10) Strukturen (31, 33) aufweist, die eine Fokussierung der elektro­ magnetischen Wellen (30, 32) der LED (14) und der in dem Öffnungswinkel (42 und/oder 40) einfallenden elektromagnetischen Wellen auf das gemeinsame Photo­ element (16, 20, 22) realisieren.

14. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die LED (14) mit ei­ nem getakteten Signal (15) ansteuerbar ist.

15. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro­ nikkomponenten des optischen Sensors (4) in SMD-Tech­ nik auf einer gemeinsamen Platine montiert sind.

16. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (4) in einem ovalen Steckergehäuse (7) mon­ tiert ist.

17. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtlei­ ter (10) die mit der Windschutzscheibe (2) flächig verbundene Grundplatte des Steckergehäuses (6, 7) bildet.

18. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (8) eine trapezförmige oder rautenförmige Kontur auf­ weist.

19. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtlei­ ter (10) eine trapezförmige oder rautenförmige Kontur aufweist.

20. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertra­ gung der Sensordaten mittels einer Datenleitung an eine zentrale Auswerte- und/oder Steuereinheit er­ folgt, wobei die Datenleitung mit elektrischer oder optischer Signalübertragung erfolgt.

21. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Licht­ leiter (10) mit ausreichender Transparenz für beide optische Funktionen vorgesehen ist.

22. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz von IR(Infrarot)-Licht der Lichtleiter (10) für die Regensensorfunktion aus schwarzem Kunststoff besteht.

23. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Emp­ fänger (20, 22) optische Bereiche im Lichtleiter (10) aus transparentem (klarem) Kunststoff vorgesehen sind, die sichtbares Licht durchlassen.

24. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtlei­ ter (10) aus einem Kunststoffteil im Zweifarb-Spritz­ verfahren besteht.

25. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtlei­ ter (10) durch Kombination zweier einfarbiger Kunst­ stoffe herstellbar ist.

26. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (4) von innen mit der Windschutzscheibe (2) verklebt ist.

27. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (4) über einen Befestigungsrahmen mit der Windschutzscheibe (2) verbunden, insbesondere ge­ klipst oder geklemmt, ist.

28. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine transpa­ rente beidseitig selbstklebende Folie (36) als Ver­ bindung zwischen Windschutzscheibe (2) und Lichtlei­ ter (10) des optischen Sensors (4) vorgesehen ist.

29. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nebel so­ wohl die Scheibenwischer wie auch die Nebelscheinwer­ fer eingeschaltet werden.

30. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei starkem Nebel sowohl die Scheibenwischer wie auch die Nebel­ scheinwerfer und/oder die Nebelschlußleuchten einge­ schaltet werden.