检测玻璃板、尤其是车辆的玻璃板的润湿的传感器设备制造技术

在检测玻璃板的润湿的传感器设备中，传感器设备具有至少一个辐射发射器和至少一个辐射接收器，具有至少一个能耦合到玻璃板的内侧的用于引导由辐射发射器发射的辐射的光学引导元件，其中引导元件的辐射入射侧和辐射出射侧分别构造为透镜装置，并且至少一个透镜装置通过并排布置的透镜轮廓构造，规定辐射入射侧的透镜装置具有至少两个透镜轮廓，辐射入射侧的透镜轮廓的入射面彼此相对倾斜，辐射可以通过入射面进入到引导元件中，辐射出射侧的透镜装置具有至少两个透镜轮廓，辐射出射侧的透镜轮廓的出射面彼此相对倾斜，辐射可以通过出射面从引导元件射出。本发明专利技术此外涉及具有传感器设备的车辆以及用于利用传感器设备检测玻璃板的润湿程度的方法。板的润湿程度的方法。板的润湿程度的方法。

【技术实现步骤摘要】
检测玻璃板、尤其是车辆的玻璃板的润湿的传感器设备


[0001]本专利技术涉及一种用于检测玻璃板、尤其是车辆的玻璃板的润湿的传感器设备，所述传感器设备具有至少一个用于发射辐射的辐射发射器并且具有至少一个用于接收辐射的辐射接收器，具有至少一个用于引导由辐射发射器发射的辐射的光学引导元件，所述光学引导元件能够耦合到玻璃板的内侧，其中引导元件的至少一个辐射入射侧分配给至少一个辐射发射器并且引导元件的至少一个辐射出射侧分配给至少一个辐射接收器，其中引导元件的辐射入射侧和辐射出射侧分别被构造为透镜装置，并且其中至少一个透镜装置通过并排布置的透镜轮廓构造。

技术介绍

[0002]在大量机动车辆中使用用于检测润湿程度、例如用于在玻璃板上、尤其是挡风玻璃板上进行降水识别的传感器设备。在此情况下，相应的传感器装置大多数布置在挡风玻璃板的上部区域中，以便在这里确定挡风玻璃板上的润湿程度。为了检测润湿程度，例如可以使用光学传感器设备，其中例如辐射信号、尤其是红外线信号被耦合输入到挡风玻璃板中并且在辐射在挡风玻璃板中的一运行长度（Laufstrecke）之后再次被耦合输出。根据辐射的再次耦合输出的分量可以确定：在挡风玻璃板中全反射的分量有多高。在此情况下，挡风玻璃板中全反射的分量受挡风玻璃板例如用水润湿影响。尤其是，因为辐射可以通过润湿的区域被耦合输出，所以挡风玻璃板中全反射的分量由于用水润湿而被降低。
[0003]例如，从DE 199 55 423 A1中已知一种用于检测布置在机动车辆处的玻璃板的润湿和/或污染程度的传感器装置。在此情况下，为了减少来自环境的外部辐射分量，在外壳的壁上模制（anformen）各个光学引导元件，所述光学引导元件通过阻隔元件彼此分开。传感器装置具有辐射发射器和辐射接收器，所述辐射发射器和辐射接收器作为SMD构件布置在电路载体上。
[0004]因为灵敏度可能不均匀地分布在探测面上，所以从现有技术中已知的传感器装置被构造为使得不能实现对雨探测面内的水滴的大小和位置的区分。

技术实现思路

[0005]本专利技术所基于的任务是提出开头所提到的类型的传感器设备，利用所述传感器设备可以确定探测面上的雨滴的位置和大小。
[0006]利用具有专利权利要求1的特征的传感器设备、具有权利要求14的特征的车辆和具有权利要求15的特征的方法来解决该任务。本专利技术的有利设计方案在从属权利要求中得以说明。
[0007]在一种用于检测玻璃板、尤其是车辆的玻璃板的润湿的传感器设备中，所述传感器设备具有至少一个用于发射辐射的辐射发射器以及具有至少一个用于接收辐射的辐射接收器，具有至少一个用于引导由辐射发射器发射的辐射的光学引导元件，所述光学引导元件能够耦合到玻璃板的内侧，其中引导元件的至少一个辐射入射侧分配给至少一个辐射
发射器并且引导元件的至少一个辐射出射侧分配给至少一个辐射接收器，其中引导元件的辐射入射侧和辐射出射侧分别被构造为透镜装置，并且其中至少一个透镜装置通过并排布置的透镜轮廓构造，专利技术本质上规定，辐射入射侧的透镜装置具有至少两个透镜轮廓，辐射入射侧的透镜轮廓的入射面彼此相对倾斜，辐射可以通过所述入射面进入引导元件中，辐射出射侧的透镜装置具有至少两个透镜轮廓，并且辐射出射侧的透镜轮廓的出射面彼此相对倾斜，辐射可以通过所述出射面从引导元件射出。
[0008]传感器设备被构造用于布置在玻璃板的内侧处、尤其是布置在车辆的挡风玻璃板处。传感器设备具有至少一个用于发射辐射、尤其是电磁辐射、例如红外线辐射的辐射发射器。例如，辐射发射器可以被构造为LED。电磁辐射可以由辐射发射器发射，所述电磁辐射可以被耦合输入到挡风玻璃板中并且在所述挡风玻璃板中电磁辐射通过在玻璃板的侧处的全反射而可以经历一测量段（Messstrecke）。在测量段的端部处，电磁辐射可以从挡风玻璃板射出，即被耦合输出，并且由至少一个辐射接收器探测。由于例如挡风玻璃板上的雨滴，电磁辐射的在挡风玻璃板中全反射的分量可能被减少，使得电磁辐射在这些点处在挡风玻璃板处被耦合输出。为了将电磁辐射耦合输入到挡风玻璃板中并且耦合输出，传感器设备具有至少一个光学引导元件，所述光学引导元件例如可以通过玻璃主体或塑料主体等、尤其是透明主体构造。尤其是，光学引导元件对红外线辐射是透明的。在此情况下，不仅可以给辐射发射器分配光学引导元件而且可以给辐射接收器分配光学引导元件，优选地给辐射发射器和辐射接收器分配共同的光学引导元件。尤其是，光学引导元件可以具有用于将由辐射发射器发射的辐射耦合输入到引导元件中的辐射入射侧和/或用于将所发射的辐射从引导元件耦合输出的辐射出射侧。在此情况下，辐射入射侧被分配给辐射发射器，辐射出射侧被分配给辐射接收器。此外，引导元件具有用于将电磁辐射耦合输入到玻璃板中或从玻璃板中耦合输出的面向玻璃板的面。引导元件的辐射入射侧和辐射出射侧可以相对于玻璃板的平面以锐角布置，使得在玻璃板中、尤其是在玻璃板的朝外的侧处、即在玻璃板的背离引导元件的侧处、例如在车辆的挡风玻璃板的情况下在背离内部空间的侧处可以进行由辐射发射器发射的辐射的全反射。同样地，辐射出射侧可以相对于玻璃板具有例如锐角，使得在玻璃板中全反射并且从玻璃板中耦合输出的辐射可以从辐射出射侧射到辐射接收器上。例如，辐射发射器可以是光源，尤其是LED，通过所述光源发射辐射。辐射通过引导元件被耦合输入到挡风玻璃板中，并且在玻璃板的外侧处、即在玻璃板的背离引导元件的侧处至少一次全反射之后，辐射可以再次从挡风玻璃板中被耦合输出。辐射入射侧和辐射出射侧可以被构造为具有多个透镜轮廓的透镜装置。尤其是，透镜轮廓可以被构造为聚光透镜，即被构造为分别具有凸曲率的透镜。通过辐射入射侧处的透镜装置可以将由辐射发射器发射的辐射在引导元件内扩张，以便将辐射转向到挡风玻璃板的尽可能大区域上。传感器设备的探测区域由用辐射照射的区域给出。通过辐射出射侧处的透镜装置可以将从挡风玻璃板中耦合输出的辐射聚焦到辐射接收器的不同区域上。为此，例如辐射接收器可以具有多个并排布置的感测有效区域，例如多个光电二极管，耦合输出的辐射分别通过透镜轮廓被聚焦到所述感测有效区域上。因此，由探测区域的不同区域耦合输出的辐射可以由辐射接收器的不同感测有效区域来评估。例如，在将引导元件的辐射出射侧构造为单个聚光透镜时，通过将辐射聚焦到辐射接收器的单独的光电二极管的中间区域上，光电二极管的灵敏度可以从中心朝向其边缘降低。通过使用具有多个感测有效区域的辐射接收器并且将从玻璃板中
耦合输出的辐射通过多个透镜轮廓聚焦到各个感测有效区域上，可以给出辐射灵敏度在辐射接收器的面上的均匀分布。此外，与具有仅一个感测有效区域的辐射接收器相比，具有多个感测有效区域的辐射接收器的辐射灵敏度可以被提高。尤其是，通过检测多个基本上无关的区域来增加测量的统计陈述。玻璃板处的探测区域由玻璃板的可能发生耦合输入的辐射的全反射的区域、即由测量段构造。该区域可以通过由辐射入射侧的透镜轮廓扩张辐射而被放大。因此，例如可以在探测区域中确定玻璃板上的雨滴的位置或甚至大小，因为辐射在雨滴所位于的区域中从挡风玻璃板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测玻璃板、尤其是车辆的玻璃板的润湿的传感器设备，所述传感器设备具有至少一个用于发射辐射的辐射发射器（1）并且具有至少一个用于接收辐射的辐射接收器（2），具有至少一个用于引导由所述辐射发射器发射的辐射的光学引导元件（3），所述光学引导元件能够耦合到所述玻璃板的内侧，其中所述引导元件（3）的至少一个辐射入射侧（5）分配给所述至少一个辐射发射器（1），并且所述引导元件（3）的至少一个辐射出射侧（6）分配给所述至少一个辐射接收器（2），其中所述引导元件（3）的所述辐射入射侧（5）和所述辐射出射侧（6）分别被构造为透镜装置（8a、8b），并且其中至少一个透镜装置（8a、8b）通过并排布置的透镜轮廓（14、16）构造，其特征在于，所述辐射入射侧（5）的透镜装置（8a）具有至少两个透镜轮廓（14a、14b、14c、14d），所述辐射入射侧的透镜轮廓（14a、14b、14c、14d）的入射面彼此相对倾斜，所述辐射能够通过所述入射面进入到所述引导元件（3）中，所述辐射出射侧（6）的透镜装置（8b）具有至少两个透镜轮廓（16a、16b），并且所述辐射出射侧（6）的透镜轮廓（16a、16b）的出射面彼此相对倾斜，所述辐射能够通过所述出射面从所述引导元件（3）射出。2.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，所述透镜轮廓（14、16）至少逐段地以凸聚光透镜的形式构造。3.根据权利要求1或2中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述辐射入射侧（5）的透镜装置（8a）具有至少四个、尤其是恰好四个透镜轮廓（14a、14b、14c、14d）并且所述透镜轮廓的入射面彼此相对倾斜。4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述辐射入射侧（5）和所述辐射出射侧（6）的透镜装置（8a、8b）分别构造至少一个台阶（19、20）并且在所述台阶（19、20）的两侧上分别布置有至少一个透镜轮廓（14、16）。5.根据权利要求4所述的传感器设备，其特征在于，在所述辐射入射侧（5）上，两个透镜轮廓（14a、14c）布置在所述台阶（19）的第一侧上并且两个透镜轮廓（14b、14d）布置在所述台阶（19）的第二侧上。6.根据权利要求4或5中任一项所述的传感器设备，其特征在于，一个台阶（20）平行于通过所述引导元件（3）引导的辐射的辐射方向布置，并且一个台阶（19）横向于通过所述引导元件（3）引导的辐射的辐射方向布置。7.根据权利要求6所述的传感器设备，其特征在于，在所述辐射入射侧（5）处构造的台阶（19）横向于通过所述引导元件（3）引导的辐射布置，并且在所述辐射出射侧（5）处构造的台阶（20）平行于通过所述引导元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：黑拉有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：