【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光学车辆环境传感器、包括光学车辆环境传感器的车辆以及多个光学车辆环境传感器的制造方法。
技术介绍
1、现代车辆配备有光学环境传感器，也称为雨传感器或雨光传感器，其安装到车辆挡风玻璃的内侧。光学环境传感器的雨光感测功能将红外光朝向挡风玻璃传输并测量反射回传感器的红外光。基于反射的红外光，确定挡风玻璃的润湿程度。另外的光学功能通常集成到雨光传感器中，诸如环境光感测功能、道路照明感测功能等。每个功能使用不同的透镜将光聚焦到传感器的不同的相应光感测元件上和/或聚焦由传感器的不同的相应发光元件发射的光。常规地，光学元件(诸如自由形式光学器件或衍射光学器件，包括菲涅耳透镜)被集成到光学级塑料壳体中，光学级塑料壳体可以在多部件模制步骤等中一体地形成。其上安装有光感测元件和发光元件的印刷电路板容纳在壳体中。壳体的每个光学元件将光聚焦到光感测元件中的相应一个或来自发光元件中的相应一个。因此，壳体的光学元件和光感测和/或发射元件需要并排布置，因此常规的雨光传感器很大，通常直径约为3厘米。此外，印刷电路板和壳体需要在雨光传感器的组装期间彼此光学对准，这是耗时且昂贵的过程。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是提供一种易于组装并且具有小占用面积的光学车辆环境传感器。
2、根据第一方面，提供了一种光学车辆环境传感器，其包括壳体和容纳在壳体中的多层电路板。多层电路板包括：包括多个微光学元件的微光学层和具有多个光感测元件的电子层。在本文中，光感测元件中的每个被布置在已穿过多个微
3、所提出的光学车辆环境传感器提供以下优点：微光学器件的使用允许将光学车辆环境传感器的尺寸大幅减小至少一个数量级。由于微光学元件和光感测元件都封装在多层电路板中，因此在组装期间执行壳体和电路板的光学对准的步骤可能变得不必要。壳体不需要由光学级塑料制成，而是可以由较便宜的较低等级的塑料制成。尽管如此，由于壳体的更简单的配置，封装微光学器件和电子器件的多层电路板的更紧凑的设计，所提出的光学车辆环境传感器可以比传统的车辆雨传感器坚固得多。此外，可以使用半导体制造技术批量地大规模制造多层电路板。也就是说，可以大幅减小光学车辆环境传感器的尺寸、材料清单和成本。
4、特别地，光学车辆环境传感器使用可见光或不可见光执行感测。特别地，光学车辆环境传感器适合于作为车载部件安装在车辆中。特别地，光学车辆环境传感器被配置为提供信号，从信号可以推断出车辆环境中的一个或多个环境状况。
5、在本文中，环境条件可以包括诸如阳光、环境照明、迎面而来的车的前灯、道路照明、雾、雨等的示例。
6、光学车辆环境传感器可以适于安装在车辆的车窗的内侧并且通过车辆的车窗操作。特别地，窗户可以是车辆的挡风玻璃。
7、光学车辆环境传感器可以包括电路，电路被配置为将指示由相应的光感测元件检测到的入射光的信号传送到车辆的控制单元。所述电路可以由多层电路板的电子层包括和/或可以由容纳在壳体中的另一电路板包括。
8、术语“多个”可以指一个和多个的数量，即任一个或单个或多个，除非上下文指示需要两个或更多个的数量，即多个。
9、微光学元件的数量和光感测元件的数量不需要相同。有可能两个或更多个微光学元件共享相同的相关联的光感测元件。在这种情况下，从不同的微光学元件到达同一光感测元件的不同光可以使光感测元件生成复合感测信号，复合感测信号稍后可以通过软件被分成来自每个微光学元件的单独贡献。
10、壳体可以由塑料或任何其他合适的材料制成。壳体可以包括孔或透明部分。孔或透明部分可以允许光进入壳体并且入射在多个微光学元件上，并且可以允许从多个微光学元件发射的光传递到壳体的外部。
11、壳体可以包括连接器，连接器容纳在壳体中或与壳体一体地设置，并且适于将光学车辆环境传感器连接到车辆的线束。
12、相应的微光学元件可以是例如微透镜或微光栅。相应的微光学元件可以是衍射微光学元件或折射微光学元件。相应的微光学元件可以是尺寸在微米和毫米之间的光学元件。相应的微光学元件可以是集成到多层电路板的微光学层中的微透镜或微光栅。相应的微光学元件可以通过微机械加工、光聚合、衍射图案的印刷等中的一种来制造。多个微光学元件可以在晶片上同时制造，并且可以在晶片级接合。
13、特别地，相应的光感测元件是被配置为输出指示入射在光感测元件上的光的电信号的元件。相应的光感测元件可以是电荷耦合设备、互补金属氧化物半导体、光电晶体管、光电二极管等。
14、每个相应的光感测元件可以是单独的光传感器芯片，并且多个光传感器芯片可以分布在电子层的区域周围。例如，每个光传感器芯片可以布置在基本上在相关联的一个微光学元件下方的位置处。替代地，感测元件中的两个或更多个可以是单个集成多传感器芯片的不同感测区域。
15、光路可以是直接光路或间接光路。换句话说，光可以直接从微光学元件传递到相关联的光感测元件，或者光可以在其从微光学元件到相关联的光感测元件的路径上被引导、反射、折射等。
16、微光学层和电子层以及下面将要描述的任何可选的另外的层可以堆叠在彼此的顶部上。各个层可以通过诸如环氧树脂的粘合剂胶合在一起。
17、根据实施例，多层电路板还包括堆叠在微光学层和电子层之间的间隔层。
18、间隔层有利地允许增加电子层的光感测元件与微光学层的微光学元件之间的距离。因此，可以将光感测元件布置在微光学元件的焦点中。
19、因此，有利地，可能不需要将微光学元件与光感测元件光学对准的手动工作。
20、间隔层可以包括实心部分，实心部分提供结构完整性并且允许微光学层搁置在间隔层上并且允许间隔层搁置在电子层上。间隔层还可以包括允许光从微光学元件传递到光感测元件的空隙或透明部分。
21、根据另一实施例，微光学元件中的每个适于将入射光集束到所述若干个光感测元件中的相应相关联光感测元件上。
22、也就是说，从每个微光学元件到相应的相关联的光感测光元件的入射光的光路可以是直接光路。在本文中，“直射光路”描述了仅由一个或多个微光学元件偏转或折射，但是以其他方式沿着微光学元件和发光元件之间的直线行进的光路。
23、根据另一实施例，多层电路板进一步包括堆叠在微光学层与电子层之间的波导层。波导层包括形成在波导层中的多个波导。每个微光学元件适于将入射光束到多个波导中相关联的一个波导上。每个波导适于将集束的入射光引导到光感测元件中的相关联的一个。
24、波导层有利地允许沿着非线性路径将从每个微光学元件入射的光引导到感测元件中的相应的相关联的一个感测元件。因此，波导层有利地允许多层电路板的设计的灵活性。也就是说，由于波导层，电子层中的相应光感测元件的位置可能不需要对应于微光学层中的相关联的一个微光学元件的位置。
25、例如，波导层可以通过聚合物如聚二甲基硅氧烷的光聚合来制造。
26、根本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学车辆环境传感器(4)，包括：
2.根据权利要求1所述的光学车辆环境传感器，其中
3.根据权利要求1或2所述的光学车辆环境传感器，其中
4.根据权利要求1或2所述的光学车辆环境传感器，其中
5.根据权利要求4所述的光学车辆环境传感器，其中
6.根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器，其中
7.根据权利要求6所述的光学车辆环境传感器，其中
8.根据前述权利要求中任一项所述的环境传感器，其中
9.根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器，其中
10.根据权利要求9所述的光学车辆环境传感器，
11.根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器，其中
12.根据权利要求11所述的光学车辆环境传感器，其中
13.根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器，其中
14.一种车辆(1)，包括根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器(4)，所述光学车辆环境传感器(4)安装在所述车辆(1)的窗户(2
15.一种制造多个根据权利要求1至13中任一项所述的光学车辆环境传感器的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种光学车辆环境传感器(4)，包括：
2.根据权利要求1所述的光学车辆环境传感器，其中
3.根据权利要求1或2所述的光学车辆环境传感器，其中
4.根据权利要求1或2所述的光学车辆环境传感器，其中
5.根据权利要求4所述的光学车辆环境传感器，其中
6.根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器，其中
7.根据权利要求6所述的光学车辆环境传感器，其中
8.根据前述权利要求中任一项所述的环境传感器，其中
9.根据前述权利要求中任一项所述的光学车辆环境传感器，其中
【专利技术属性】
技术研发人员：M·海杜克，V·卡杜贝克，
申请(专利权)人：法雷奥开关和传感器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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