[发明专利]光学传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学传感器装置，该光学传感器装置能够与窗格玻璃(pane)联接，特别是与汽车的风挡连接，且该光学传感器装置包括传感器单元，该传感器单元有发射器、接收器和光电导体结构，该光电导体结构有与发射器相关联的第一菲涅耳透镜和与接收器相关联的菲涅耳(fresnel)透镜。

背景技术

这种传感器装置主要用作汽车的雨传感器，用于自动起动风挡刮水器。使用普通透镜来影响光线路径需要相对较大的空间，例如在EP1068112B1所示的雨传感器中，透镜朝着风挡倾斜。

通过使用全息传感器可以获得更小类型的结构，例如由WO03/026937A1可知。这些传感器基于光通过衍射元件进行衍射的原理，因此有这样的缺点，即由于固有的原理，有用光的效率明显更小，而对眩光(glare)非常敏感。

最初所述类型的光学传感器装置在DE19608648C1中示出。为了减小在发射器或接收器和光电导体结构之间的距离，提出了使光电导体结构的光进口和出口区域构成为菲涅耳透镜。由于复杂的光电导体结构，该装置仍然需要非常大的结构空间，该光电导体结构需要垂直于风挡布置载有发射器和接收器的印刷电路板。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学传感器装置，该光学传感器装置只需要较小的空间，但是能够扫描窗格玻璃上的足够大的区域(传感器区域)。

这通过最初所述类型的光学传感器装置来实现，其中，菲涅耳透镜布置成这样，从发射器发出的发散光束通过第一菲涅耳透镜而平行定向，并作为平行光束进入窗格玻璃，而基本不再偏转。平行光束在窗格玻璃中至少一次反射之后作为平行光束而从窗格玻璃中出来。光束通过第二菲涅耳透镜而作为收敛光束撞上接收器。本发明基于这样的发现：通过以合适的倾斜进入窗格玻璃的平行定向的光束将产生相对较大的传感器区域。在平行光束从窗格玻璃中出来之后，该平行光束再聚焦在接收器上。与普通透镜相比，菲涅耳透镜具有更小厚度，因此它们能够构成得使得光束倾斜地进入窗格玻璃和从窗格玻璃中出来，并有平行于窗格玻璃的节省空间的结构。

优选是，菲涅耳透镜构成和布置成这样，即平行光束分别以大约45°角进入窗格玻璃或从窗格玻璃中出来。

两个菲涅耳透镜布置成彼此相邻且形成为一件的实施例特别有利于制造和装配本发明的传感器装置。特别是，两个菲涅耳透镜可以形成于板中，该板的前侧面有菲涅耳台阶，且该板布置得使得它的前侧面朝着发射器或接收器。除了简化透镜的制造(其中，只需要在合适的光学材料的平行六面体板中加工出所需的菲涅耳台阶)，两个菲涅耳透镜的彼此相对结构能够可靠地预设，且在装配过程中或在安装状态下由于机械效用而不能发生变化。从附属权利要求中可以明显看出本发明的光学传感器装置的其它优点和适当的变化。

附图说明

下面将参考附图介绍本发明的两个示例实施例，附图中：

图1是本发明第一实施例的光学传感器装置的俯视图；

图2是沿图1中的线A-A的剖视图；以及

图3是本发明第二实施例的光学传感器装置的俯视图。

具体实施方式

在图1中表示了本发明第一实施例的光学传感器装置10，它有两个类似的传感器单元12，以便检测窗格玻璃的润湿情况。下面介绍的传感器装置10用作雨传感器，它安装在汽车的风挡14(见图2)上。在图1的视图中省略了传感器装置10的一些部件，以便强调光撞击区域16、18、20(后面将更详细介绍)。

传感器单元12的基本结构可以由图2的剖视图看出。用于各传感器单元12的、具有发射器26和接收器28的印刷电路板24装入壳体22中，该壳体22在一侧开口。在传感器装置10的安装状态下，即当传感器装置10安装在风挡14上时，风挡14和印刷电路板24定位成基本相互平行。光电导体结构(其主要部件是透镜板30)布置在印刷电路板24和风挡14之间。壳体22和印刷电路板24通过连接器32而固定在风挡14上。

发射器26发射特定频率范围的光。术语“光”并不局限于可见光，而是还可以包括例如在红外线范围内的辐射。光从发射器26发射，并作为发散光束34而被引向透镜板30的第一局部部分。接收器28与发射器26协调，并根据所记录的光的入射而向估计元件(未示出)发射信号。