光学雨水传感器制造技术

一种光学雨水传感器，其包括：多个光检测元件和多个周边发光元件，其被设置在印刷电路板(PCB)上并且围绕设置在PCB上的中心发光元件，其中，在第一操作模式下，中心发光元件被配置为朝向多个光检测元件发射光束，并且其中，在第二操作模式下，周边发光元件中的每个被配置为朝向多个光检测元件发射光束。

【技术实现步骤摘要】
光学雨水传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2019年3月20日提交的美国临时专利申请号为62/820983的权益，该申请通过引用以其全部内容并入本文。
此公开大体上涉及传感器的领域，并且更具体地涉及一种被配置为检测在透明基板诸如汽车风挡上的降雨的光学雨水传感器。
技术介绍
现代汽车通常配备有被配置为检测汽车风挡上的降雨量的雨水传感器。从此类传感器收集的信息可以被用于自动激活和改变汽车风挡雨刷的速度和/或控制汽车中的各种其他系统(例如，牵引力控制系统)。参考图1A，示出传统光学雨水传感器10(在下文中称为“雨水传感器10”)的俯视图的示意图被显示。在典型应用中，雨水传感器10被安装到透明基板诸如汽车风挡的下面(即，内侧)。雨水传感器10包括：6个发光元件12a至12f(例如，发光二极管)，其围绕雨水传感器10的周边设置；准直透镜14a至14f，其适用于对发光元件12a至12f发出的光进行准直并且将准直光朝向风挡上的相应感测区域15a至15f引导；聚焦透镜16a至16f，其适用于接收被风挡反射回来的准直光并且对该光进行聚焦；以及位于雨水传感器10的中心的光检测元件17(例如，光电二极管)，其适于从聚焦透镜16a至16f接收所聚焦的光并且将接收到的光转换成被发射到控制器18的电输出信号。如果在风挡外部上的6个感测区域15a至15f中的一个区域处存在水(例如，雨水)，则照射感测区域的准直光的一部分将被折射到水中，而不是反射到相应的聚焦透镜。因此，相对于当风挡的感测区域干燥时，被风挡的感测区域反射回去并且由光检测元件接收到的准直光量通常会衰减。在雨水传感器10的操作期间，控制器18可替选地激活和去激活A和B两组发光元件12a至12f并且同时监视来自光检测元件17的输出。也就是说，当发光元件12a至12c被激活时，发光元件12d至12f被去激活，反之亦然。当风挡干燥时，光检测元件17在A组发光元件12a至12f被激活时产生的输出将基本类似于光检测元件17在B组发光元件12a至12f被激活时产生的输出。然而，当风挡潮湿时，水可以存在于风挡上的6个感测区域15a至15f中的一个或多个处。因此，因为由发光元件12a至12f中的一个或多个发出的一定量的光将在一个或多个潮湿感测区域处折射而不是被反射到光检测元件，所以在光检测元件17在A组发光元件12a至12f被激活时产生的输出与光检测元件17在B组发光元件12a至12f被激活时产生的输出之间将存在失衡。一经检测到此类失衡，控制器18就可以确定风挡是潮湿的并且可以相应地影响其他汽车系统(例如，风挡雨刷)的操作。上述类型的传统雨水传感器包括总共7个光学元件(即，6个发光元件12a至12f以及一个光检测元件17)并且能够检测6个离散感测区域(即，感测区域15a至15f)处的水分的存在。将期望提供一种比传统雨水传感器具有更大灵敏度的雨水传感器，并且其可以以与传统雨水传感器基本相同的成本和基本相同的形状因数来实施。关于这些和其他考虑，本改进可以是有益的。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的一些概念。此
技术实现思路
不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，本
技术实现思路
也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。根据本公开的光学雨水传感器的示例性实施例可以包括：多个光检测元件和多个周边发光元件，其被设置在印刷电路板(PCB)上并且围绕设置在PCB上的中心发光元件，其中，在第一操作模式下，中心发光元件被配置为朝向多个光检测元件发射光束，并且其中，在第二操作模式下，周边发光元件中的每个被配置为朝向多个光检测元件发射光束。根据本公开的光学雨水传感器的另一示例性实施例可以包括：被设置在印刷电路板(PCB)上的4个发光元件，其中，发光元件中的3个被设置在第一假想等边三角形的相应角处并且第四发光元件被设置在第一假想等边三角形的中心处；被设置在PCB上在第二假想等边三角形的相应角处的3个光检测元件，其中，第二假想等边三角形与第一假想等边三角形同心并且相对于第一假想等边三角形旋转偏移了60度；其中，在第一操作模式下，第一假想三角形的中心处的发光元件被配置为分别朝向3个光检测元件发射3个分开的光束；并且其中，在第二操作模式下，在第一假想等边三角形的角处的发光元件各自被配置为朝向光检测元件中最近的两个发射两个分开的光束。附图说明图1A是示出了与现有技术一致的传统雨水传感器的俯视图的示意图。图2A是示出了根据本公开示例性实施例的在第一操作模式下的雨水传感器的俯视图的示意图。图2B是示出了在第二操作模式中下的图2A中显示的雨水传感器的俯视图的示意图。具体实施方式现将参考附图更全面地描述根据本公开的光学雨水传感器，在附图中呈现了光学雨水传感器的优选实施例。然而，光学雨水传感器可以以许多不同形式来体现并且不应被解释为被限制于本文所述实施例。相反，提供这些实施例以便本公开将光学雨水传感器的特定示例性方面传达给本领域技术人员。参考图2A和图2B，示出根据本公开的示例性实施例的光学雨水传感器(在下文中被称为“雨水传感器110”)的俯视图的示意图被显示。在所描绘的非限制性实施例中，雨水传感器110通常可以包括：被设置在壳体120内的多个发光元件112a至112d、多个光检测元件113a-113c、多个准直透镜114a至114i和多个聚焦透镜116a至116i。为清楚起见，从图2A中省略准直透镜114d至114i和聚焦透镜116d至116i，并且从图2B中省略准直透镜114a至114c和聚焦透镜116a至116c。发光元件112a至112d和光检测元件113a至113c可以被可操作地安装在与控制器118(例如，微控制器、专用集成电路(ASIC)等)电气通信的印刷电路板(PCB)123上，控制器118被配置为：向发光元件112a至112d和光检测元件113a至113c提供电功率、命令发光元件112a至112d和光检测元件113a至113c的操作和/或收集来自发光元件112a至112d和光检测元件113a至113c的数据。准直透镜114a至114i和聚焦透镜116a至116i可以被设置在发光元件112a至112d与光检测元件113a至113c的中间(如以下进一步描述的)并且可以被安装或贴附到壳体120(例如，壳体的透明盖，未示出)。壳体120可以适于透明基板上的安装或邻近透明基板的安装。例如，壳体120可以以本领域普通技术人员熟悉的方式安装在汽车风挡的内表面上。在一些实施例中，控制器118可以被设置在壳体120内并且安装在PCB123上。可替选地，控制器118可以位于壳体120的外部、远离PCB123。雨水传感器100的发光元件112a至112d可以是被配置为选择性发光(例如红外光)的发光二极管(LED)。例如，发光元件112a至112d中的每个可以被配置为在由控制器118激活时(即，在由控制器118向其施加电功率时)发光。光检测元件113a至113c可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学雨水传感器，包括：/n多个光检测元件和多个周边发光元件，被设置在印刷电路板(PCB)上并且围绕被设置在PCB上的中心发光元件；/n其中，在第一操作模式下，所述中心发光元件被配置为朝向所述多个光检测元件发射光束；并且/n其中，在第二操作模式下，所述周边发光元件中的每个被配置为朝向所述多个光检测元件发射光束。/n

【技术特征摘要】
20190320 US 62/820,9831.一种光学雨水传感器，包括：
多个光检测元件和多个周边发光元件，被设置在印刷电路板(PCB)上并且围绕被设置在PCB上的中心发光元件；
其中，在第一操作模式下，所述中心发光元件被配置为朝向所述多个光检测元件发射光束；并且
其中，在第二操作模式下，所述周边发光元件中的每个被配置为朝向所述多个光检测元件发射光束。


2.根据权利要求1所述的光学雨水传感器，还包括控制器，被可操作地连接到所述光检测元件、所述周边发光元件和所述中心发光元件。


3.根据权利要求2所述的光学雨水传感器，其中，所述控制器适于将所述光检测元件在所述第一操作模式下的输出和所述光检测元件在所述第二操作模式下的输出进行比较。


4.根据权利要求1所述的光学雨水传感器，还包括：准直透镜和聚焦透镜，沿着在所述中心发光元件与所述多个光检测元件中的一个光检测元件之间延伸的路径设置。


5.根据权利要求1所述的光学雨水传感器，还包括：准直透镜和聚焦透镜，沿着在所述多个周边发光元件中的一个周边发光元件与所述多个光检测元件中的一个光检测元件之间延伸的路径设置。


6.根据权利要求1所述的光学雨水传感器，其中，所述多个光检测元件包括以等边三角形配置进行布置的3个光检测元件。


7.根据权利要求6所述的光学雨水传感器，其中，所述多个周边发光元件包括以等边三角形配置进行布置的3个发光元件。


8.根据权利要求7所述的光学雨水传感器，其中，所述多个光检测元件与所述多个周边发光元件同心并且相对于彼此旋转偏移了60度。


9.根据权利要求1所述的光学雨水传感器，其中，所述PCB、所述多个光检测元件、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：明多加斯·凯特利乌斯，曼吉达斯·拉修利斯，
申请(专利权)人：力特保险丝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US