[发明专利]集成的雨和太阳辐射传感模块

说明书

一种集成的雨和太阳辐射传感模块包括至少两个光发射元件、多个输入透镜，其中多个输入透镜的至少两个被配置为接收和准直由每个光发射元件发射的光、数量至少是多个输入透镜的两倍的多个输出透镜，其中每个输出透镜被配置为接收和聚焦由多个输入透镜的至少一个准直并且被透明基板反射的光以及多个光接收元件，其中每个光接收元件被配置为接收来自至少一个输出透镜的聚焦的光并将接收的光转换成与接收的光成比例的电输出信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月7日提交的美国临时专利申请No.62/418,465的权利，其通过全部引用于此而结合。

技术领域

本公开一般地涉及传感器领域，并且更具体地涉及雨和太阳辐射传感模块，其被配置为测量落在诸如汽车窗户的透明基板上的降雨和太阳辐射。

背景技术

现代汽车通常配备有雨传感器，其被配置为测量汽车风挡上的降雨。测量的降雨可以用于自动激活和改变汽车风挡刮水器的速度和/或控制汽车中的各种其他系统(例如，牵引力控制系统)。

典型的汽车雨传感器包括光发射元件(例如，光发射二极管)，适于准直由光发射元件发射的光并将准直的光以倾斜角度指向风挡的输入透镜，适于接收一定量的风挡反射的准直的光并聚焦光的输出透镜，以及适于接收来自输出透镜的聚焦的光并将接收的光转换成电输出信号的光检测元件(例如，光电二极管)。当风挡的外表面潮湿时，由光发射元件发射的光，其被风挡反射并由光检测元件接收的量通常相对当风挡干燥时衰减。从而，来自光检测元件的相对大的电输出可以与相对干燥的风挡相关联，表明没有降雨或轻微降雨，而来自光检测元件的相对较小的电输出可以与相对潮湿的风挡相关联，表明较重的降雨。

由于传统的雨传感器的输入和输出透镜的数量、尺寸和位置，由雨传感器的光发射元件发射的光的仅小部分被准直、反射、聚焦和在光检测元件处接收。例如，在传统的雨传感器中，每个光发射元件通常与单个输入透镜相关联，该单个输入透镜仅接收和准直光发射元件的总输出的相对小部分。从而，传统的雨传感器通常是低效率的。

现代汽车通常还配备有太阳辐射传感器，该太阳辐射传感器被配置为测量投射在汽车风挡上的太阳辐射。例如，测量的太阳辐射可以用于自动控制汽车的加热、通风和空调(HVAC)系统的功能。传统的太阳辐射传感器通常采用一个或两个光检测元件(例如，光电二极管)，其邻近汽车风挡的内表面设置，用于测量其上投射的太阳辐射，从而仅提供一个或两个太阳辐射检测的“区”。这种有限数量的检测区可能提供进入汽车舱的太阳辐射的不准确测量，这可能导致汽车的HVAC系统的不适当操作。

关于这些和其他考虑，本改进可能是有用的。

发明内容

提供本发明内容以在简化的形式介绍一些概念，这些概念在下面的具体实施方式中进一步被描述。本发明内容不旨在确定要求权利的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助限定要求权利的主题的范围。

根据本公开的集成的雨和太阳辐射传感模块的示例性实施例可以包括至少两个光发射元件、多个输入透镜，其中多个输入透镜的至少两个被配置为接收和准直由每个光发射元件发射的光、数量至少是多个输入透镜的两倍的多个输出透镜，其中每个输出透镜被配置为接收和聚焦由多个输入透镜的至少一个准直并且被透明基板反射的光、以及多个光接收元件，其中每个光接收元件被配置为从至少一个输出透镜接收聚焦的光并将接收的光转换成与接收的光成比例的电输出信号。