一种车载感雨传感器及其光学透镜组系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车载感雨传感器及其光学透镜组系统，所述光学透镜组系统包括：多组透镜收-发对；所述多组透镜收-发对的发射透镜和接收透镜几何中心距离不全相同。本实用新型专利技术所述光学透镜组中的透镜收-发对的发射透镜和接收透镜的几何中心距离不全相同，而具有不同几何中心距离的透镜收-发对对应不同最佳厚度的风挡玻璃，其中，长光路(几何中心距离较大)的透镜收-发对在较厚的风挡玻璃中性能更好，短光路(几何中心距离较小)的透镜收-发对在较薄的风挡玻璃中性能更好。所以，采用所述光学透镜组系统构成的车载感雨传感器在不同厚度风挡玻璃上使用时均有较好的总体性能，增大了对风挡玻璃厚度的适用范围。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车电器控制装置，更具体地说，涉及一种车载感雨传感器及其光学透镜组系统。
技术介绍
感雨传感器能够检测降雨的强度，自动控制刮水系统在合适的模式下工作。感雨传感器位于在风挡玻璃后面，它能根据落在玻璃上雨水量的大小来自动调整雨刷的刮水速度，避免了人工手动调节刮水的速度，增加了驾车时的舒适度；同时，可以使驾驶员集中精力开车，去除了事故隐患。 在工作时，由发光二极管或其他发光器件发送光信号，通过发射透镜将光线汇聚后以设定的角度入射风挡玻璃，光线在风挡玻璃内经过全反射后出射，再经过接收透镜汇聚后由光敏器件接收。当玻璃表面干燥时，光线几乎是100%地反射回来被光敏器件接收。当风挡玻璃上有雨水时，反射回来的光线就会减少，当风挡玻璃上的雨水越多，反射回来的光线就越少，光敏器件根据接收光线的强度变化判断降雨量的大小，并调节雨刷的速度，光线强度越小表示降水越大，则调节雨刷使其速度越快。其中，光学透镜系统是感雨传感器的重要结构，其透镜形式和布局结构决定了光线信号的传播路径以及适用的风挡玻璃的厚度。现有的感雨传感器中光学透镜系统包括并排式、正方形式、菱形式以及交错式等布局方式，每种布局方式对应一个特定的透镜收-发对(一对接收透镜和发射透镜)间距，即每种布局方式其所有透镜收-发对的几何中心间距相同，为某一固定值。通过上述描述可知，现有的光学透镜组系统每种布局方式其所有透镜收-发对间距是单一相同的，只适用于某个固定(最佳)厚度以及以在所述最佳厚度一定偏差范围内厚度的风挡玻璃。因此，当风挡玻璃的厚度超出现有某一光学透镜组系统的最佳厚度较大时，采用光学透镜组系统的传感器将不再适用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种车载感雨传感器及其光学透镜系统，所述光学透镜系统增大了对风挡玻璃厚度的适用范围，使得采用所述光学透镜系统的车载感雨传感器适合不同厚度的风挡玻璃。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案—种车载感雨传感器光学透镜组系统,包括多组透镜收-发对；所述多组透镜收-发对的发射透镜和接收透镜几何中心距离不全相同。优选的，上述系统中，透镜收-发对组数为2、3或4。优选的，上述系统中，当透镜收-发对组数为4时，4组透镜收-发对布局呈长方形结构。优选的，上述系统中，当透镜收-发对组数为4时，4组透镜收-发对布局呈平行四边形结构。优选的，上述系统中，所述透镜为非球面镜。优选的，上述系统中，所述非球面镜包括双曲面镜、菲涅尔透镜。优选的，上述系统中，所述多组透镜收-发对共有一个公共接收透镜。优选的，上述系统中，所述多组透镜收-发对的发射透镜位于一个圆形或椭圆形边界上，所述公共接收透镜位于所述圆形或椭圆形内部。优选的，上述系统中，所述透镜的光轴与车辆风挡玻璃表面夹角为45°。本技术还提供了一种车载感雨传感器，其特征在于，包括封装外壳；信号发生装置；信号接收装置；光学透镜组系统； 控制电路，所述控制电路连接所述信号发生装置和信号接收装置，并通过通讯总线与雨刮控制器相连，由雨刮控制器驱动雨刷电机；其中，所述光学透镜组系统包括多组透镜收-发对，所述多组透镜收-发对的发射透镜和接收透镜几何中心距离不全相同。从上述技术方案可以看出，本技术所提供的车载感雨传感器光学透镜组系统包括多组透镜收-发对；所述多组透镜收-发对的发射透镜和接收透镜几何中心距离不全相同。本技术所述光学透镜组中的透镜收-发对的发射透镜和接收透镜的几何中心距离不全相同，而具有不同几何中心距离的透镜收-发对对应不同厚度的风挡玻璃，其中，长光路(几何中心距离较大)的透镜收-发对在较厚的风挡玻璃中性能更好，短光路(几何中心距离较小)的透镜收-发对在较薄的风挡玻璃中性能更好。所以，采用所述光学透镜组系统构成的车载感雨传感器可以适用于不同厚度的风挡玻璃，增大了对风挡玻璃厚度的适用范围。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有技术中车载感雨传感器的并排式光学透镜组系统；图2为现有技术中车载感雨传感器的正方形式光学透镜组系统；图3为现有技术中车载感雨传感器的菱形式光学透镜组系统；图4为现有技术中车载感雨传感器的交错式光学透镜组系统；图5为风挡玻璃外表面无积水时的光路图；图6为风挡玻璃外表面有积水时的光路图；图7为本技术实施例提供的一种长方形布局方式光学透镜组系统的结构示意图；图8为本技术实施例提供的一种平行四边形布局方式光学透镜组系统的结构示意图；图9为本技术实施例提供的一种圆形布局方式光学透镜组系统的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有的光学透镜组系统中透镜收-发对间距是单一相同的，只适用于某个固定(最佳)厚度以及以在所述最佳厚度一定偏差范围内厚度的风挡玻璃。而由所述光学透镜组系统构成的车载感雨传感器适用于一定厚度的风挡玻璃。当风挡玻璃的厚度超出现有某一光学透镜组系统的最佳厚度较大时，采用光学透镜组系统的传感 器将不再适用。参考图I-图4，现有的感雨传感器中光学透镜系统包括并排式、正方形式、菱形式以及交错式等布局方式，图中虚线方框所示为一组透镜收-发对结构，每一种光学透镜组系统对应一种特定的透镜收-发对间距，即每种光学透镜组系统其透镜收-发对的几何中心间距相同，为某一固定值。参考图5，图中仅示出了一组透镜收-发对。车载感雨传感器通过透明柔性导光层I与汽车风挡玻璃2的内表面致密接触，透镜收-发对构成车载感雨传感器封装外壳3的顶盖，并与柔性导光层I致密接触，其中，发射透镜4将信号发生装置5发射的光信号汇聚后使之以一定的角度a入射风挡玻璃2，所述光信号在风挡玻璃内经过全反射后再通过接收透镜6汇聚后被信号接受装置7接收。其中，本技术中所有透镜收-发的透镜是一体成型结构，透镜与其连接底座构成封装外壳3的顶盖。透镜的折射率与风挡玻璃2的折射率相差不大，柔性导光层I以及封装外壳3的顶盖等结构的折射率对光传播路径的影响不会干扰到感雨传感器的测量效果。在玻璃外表面无水时，玻璃材质对空气的全反射临界角一般在41°左右，通过设定光信号入射风挡玻璃2内表面的夹角a使其在风挡玻璃2外表面内侧的入射角P大于风挡玻璃相对于空气的全反临界射角。其中，a+0 =90°。此时只有反射现象，忽略柔性导光层I的厚度(柔性导光层I的厚度相对较小可忽略不计)，由三角形边角关系可知，风挡玻璃的(最佳)厚度h与透镜收-发对间距L的关系为h = —L tan (a) 2本技术技术方案优选设定a =45°，则，此时h =-L 2参考图6，当风挡玻璃外表面有积水时，玻璃材质对水的全反射临界角约为61°，￠=45° <61°，此时反射光路不变，但是光信号在风挡玻璃2的外表面内侧反射的同时，由于积水8的存在使得一部分光信号会通过积水8折射出所述风挡玻璃2，进而使得接收装置7收到的反射光信号强度减弱，当积水8越多，所述接收装置7收到的反射光信号强度越弱。由上述论述可知。当入射角a固定时，增加透镜收-发对间距L将增大全反射现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载感雨传感器光学透镜组系统，其特征在于，包括：多组透镜收？发对；所述多组透镜收？发对的发射透镜和接收透镜几何中心距离不全相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万锴，赵红娟，张雪川，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：