[发明专利]雨刷感测光学系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种雨刷感测光学系统，其是指用于挡风玻璃上雨刷用的光学感应式传感器，当有雨滴、雪花掉落于挡风玻璃上时，传感器的光学感应系统检测后即自动开启雨刷装置，启动雨刷将挡风玻璃上的雨滴等异物予以扫除，以保持挡风玻璃的适当能见度，而确保行车安全。

背景技术

当前有许多雨刷传感器，这些雨刷传感器是以光线遇水时产生的透射与部份折射原理，以此光线折射原理检测雨滴的大小，以控制雨刷的运转速度，这种光线的原理必须做相当多重的处理，以降低传感器对于背景光源(如阳光、灯光)等的干扰，防止传感器感应错误或检测不确实，因此会使传感器的成本提高、而感测的效果也打折扣，使用上犹存在有许多缺失，有待改善。

如US4798956的专利，其利用光源射出的光线，会从挡风玻璃面射出，因为光源与挡风玻璃间有空气；挡风玻璃上、下两面几乎是平行，光线能射进去就会从挡风玻璃面射出，产生的缺点为：因光线折射回来有限，所以感测光线接收也有限，无法灵敏的判读检测光线。

又，US5560245的专利，其组装上是用电路板因配合光做成两片成倾斜状组装，组装过于复杂误差大，且因传感器装于系统中央，使整个组装体积过大，而会有一半凸入驾驶视线内，影响驾驶行车安全。

再者，US4620141的专利，这个专利的光发射与光接收的光轴在同一点，形成一锐角，无法形成全反射，所以会浪费掉部份的光线，且雨滴感测区面积小，同样有无法完整接收光的缺点。

另外，US7230260B1的专利，这个专利利用两种光路，以取决于是否安装硅胶片，如没有硅胶片时，只有一光路能作用，有硅胶片时则两种光路可同时作用，缺点为发光源很难将发射光控制在光路的特定角度上，光会散射造成浪费使光接收不佳，影响感测精确度；另外其光接收端的光线是斜向射入，会降低接收效率。

因鉴于现有技术的雨刷传感器对光的折射接收检测灵敏度不佳，进而研发的光学系统，以对行进间的车辆安全产生相对影响，本发明者遂积其多年从事光学产品设计、制造、贩售等丰硕经验，投注心力予以研究、改良、创设，并经多次重复实验、检测、试用后，终于成功地研发出本发明，利用光学全反射原理，并提高传感器对于感测物的感度、降低杂信干扰，以确实控制雨刷启动。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种雨刷感测光学系统，将光源与光接收器设于同一面，借由光线反射两次，再射入挡风玻璃，可使雨滴感测区域的大小因此加倍，且光源的光路经过准直透镜形成平行光，再经两反射镜将平行光折射回到光接收器，使光接收器可更灵敏计算接收光的效率。

本发明的另一目的，是利用光线射入挡风玻璃的入射角为45±2.5度，在无雨时可形成全反射，有雨时则光线穿透形成无反射，且在大雨时可避开雨滴与空气介面间的反射，减少杂信干扰，增加光接收的检测灵敏度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种雨刷感测光学系统，包括光源、光接收器、准直透镜、集光透镜、棱镜元件、透明胶带等构件；所述棱镜元件内设有两个反射镜，且棱镜元件的一平面借由透明胶带与汽车挡风玻璃紧密贴附；所述光源、光接收器、准直透镜、集光透镜设于棱镜元件的同一侧斜面；所述光源经准直透镜形成平行光路投射至挡风玻璃再以反射光路回棱镜元件内，经棱镜元件内设的两反射镜产生两次反射形成平行光路返回再经集光透镜到光接收器。

本发明借由上述结构可使雨滴感测区加倍放大，并增加光感测接收的灵敏准确度。

附图说明

图1本发明雨刷感测光学系统的结构配置图。

图2本发明雨刷感测光学系统的光路图。

图3本发明雨刷感测光学系统的实施例一。

图4本发明雨刷感测光学系统的实施例二。

图5本发明雨刷感测光学系统的实施例三。

图6本发明雨刷感测光学系统的反射率与光束的入射角的关系曲线实施例一。

图7本发明雨刷感测光学系统的反射率与光束的入射角的关系曲线实施例二。

主要元件符号说明：

光源10，准直透镜11，平行光路12，光接收器20，集光透镜21，棱镜元件30，两反射镜31、32，透明胶带40，挡风玻璃50，雨滴感测区60，雨滴70，雨水薄膜80。

具体实施方式

现在再配合本发明各较佳实施例的附图进一步说明如后，以期能使本领域普通技术人员，得依本说明书的陈述据以实施：

首先，敬请参阅如图1所示，本发明的雨刷感测光学系统，其包括：光源10、光接收器20、准直透镜11、集光透镜21、棱镜元件30、两反射镜31、32、透明胶带40；