DE19951832A1 - Sensor for the detection of drops of moisture and / or dirt particles on a pane and method for operating such a sensor - Google Patents

Sensor for the detection of drops of moisture and / or dirt particles on a pane and method for operating such a sensor

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DE19951832A1
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Martin Osterfeld
Heiner Bayha
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Abstract

The invention relates to a sensor (1) for detecting humidity drops (7) and/or dirt particles (8) on a glass surface (2), especially a windscreen of a motor vehicle. The sensor (1) is provided with at least one emitting element (3) for emitting optical beams (4) onto the glass surface. The sensor is also provided with at least one receiving element (10) for receiving at least a portion of the beams (9) which are reflected by the humidity drops (7) and/or the dirt particles (8) and for generating a receiving signal (11) which depends upon the received beams (9). The sensor is further provided with evaluation means for evaluating the receiving signal (11). The invention also relates to a method for operating such a sensor (1). The aim of the invention is to reduce fabrication costs for such a sensor (1) and to enable digitalisation of the receiving signal (11) of the sensor (1) with a sufficiently high resolution and dynamic. The or each emitting element (3) emits optical beams (4) in a temporally successive manner, whereby said beams have different intensities. The evaluation means allocate the intensities of the emitted optical beams to the receiving signal (11). The intensities are considered during evaluation of the receiving signal (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln auf einer Scheibe, insbesondere auf einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Der Sensor weist mindestens ein Sendeelement zum Aussenden optischer Strahlen auf die Scheibe und mindestens ein Empfangselement zum Empfangen zumindest eines Teils der von Feuchtigkeitstropfen und/oder von Schmutzpartikeln reflektierten Strahlen. Das Empfangselement generiert ein Empfangssignal, das abhängig ist von den empfangenen Strahlen. Der Sensor weist außerdem Auswertemittel zum Auswerten des Empfangssignals auf.The present invention relates to a sensor for Detection of moisture drops and / or dirt particles on a pane, especially on a windshield a motor vehicle. The sensor has at least one Transmitting element for emitting optical rays onto the Disc and at least one receiving element for receiving at least part of that of moisture drops and / or rays reflected from dirt particles. The Receive element generates a receive signal that is dependent is from the rays received. The sensor also points Evaluation means for evaluating the received signal.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln auf einer Scheibe, insbesondere auf einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Dabei werden von mindestens einem Sendeelement optische Strahlen auf die Scheibe ausgesendet. Mindestens ein Empfangselement empfängt zumindest einen Teil der von Feuchtigkeitstropfen und/oder von Schmutzpartikeln reflektierten Strahlen. In Abhängigkeit von den empfangenen Strahlen wird ein Empfangssignal generiert und ausgewertet.The invention also relates to a method for operating a sensor for the detection of moisture drops  and / or dirt particles on a disc, in particular on a windshield of a motor vehicle. there are optical beams from at least one transmission element sent out on the disc. At least one receiving element receives at least a portion of that from drops of moisture and / or rays reflected from dirt particles. In Dependence on the received rays becomes a Received signal generated and evaluated.

Der Sensor der eingangs genannten Art arbeitet nach einem optischen Messprinzip. Beim Einsatz des Sensors zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln auf der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, ist der Sensor vorzugsweise an der Innenseite der Windschutzscheibe in dem Wischbereich von Scheibenwischern angeordnet. Er kann Regen, Schnee, Staub, Insekten u. a. auf der Windschutzscheibe detektieren. Bei dem Sensor wird das von dem oder jedem Sendeelement ausgesandte Licht von innen durch die Scheibe auf die Außenseite geleitet. Das oder jedes Empfangselement beobachtet die Lichtaustrittsfläche auf der Scheibe. Wenn sich auf der Außenseite der Scheibe Schmutzpartikel oder Feuchtigkeitstropfen niederschlagen, streuen diese das ausgesandte Licht und reflektieren es zumindest teilweise auf das oder jedes Empfangselement. Das oder jedes Empfangselement generiert ein Empfangssignal, das abhängig ist von der Intensität des empfangenen Lichts. The sensor of the type mentioned works according to optical measuring principle. When using the sensor Detection of moisture drops and / or dirt particles on the windshield of a motor vehicle is the Sensor preferably on the inside of the windshield arranged in the wiping area of wipers. He can Rain, snow, dust, insects and the like. a. on the Detect windshield. With the sensor, this is from light emitted from the or each transmitting element from the inside passed through the pane to the outside. That or each receiving element observes the light exit surface on the disc. If on the outside of the disc Knock down dirt particles or drops of moisture, these scatter and reflect the emitted light at least in part on the or each receiving element. The or each receiving element generates a received signal that depends on the intensity of the light received.  

Das oder jedes Sendeelement ist bspw. als eine Lumineszenzdiode (LED) und das oder jedes Empfangselement als eine Fotodiode ausgebildet, die in Abhängigkeit von den empfangenen optischen Strahlen einen Fotostrom als Empfangssignal generiert. Durch Auswerten des zeitlichen Verlaufs und der Amplitude des Empfangssignals kann auf die Art des Niederschlags auf der Scheibe geschlossen werden. Die Analyse des Empfangssignals beruht u. a. auf Erfahrungswerten. So deutet bspw. ein kontinuierliches langsames Abfallen der Amplitude des Empfangssignals von einem Amplitudenmaximum aus über einen längeren Zeitraum (mehrere Minuten) hinweg auf Schmutz auf der Windschutzscheibe hin. Ebenso deutet ein kontinuierlicher langsamer Anstieg des Amplitudenwerts des Empfangssignals auf Feuchtigkeit auf der Scheibe hin. In Abhängigkeit von der Art des Niederschlags auf der Scheibe können dann geeignete Aktionen ausgelöst werden, um den Niederschlag zu beseitigen. Zur Beseitigung von Feuchtigkeitstropfen können die Scheibenwischer aktiviert werden, zur Beseitigung von Schmutzpartikel kann zusätzlich noch die Scheibenwaschanlage aktiviert werden.The or each transmission element is, for example, as one Luminescent diode (LED) and the or each receiving element formed as a photodiode, depending on the received optical rays as a photo stream Receive signal generated. By evaluating the temporal Course and the amplitude of the received signal can on the Type of precipitation on the disc can be closed. The analysis of the received signal is based u. a. on Empirical values. For example, it means continuous slow decrease in the amplitude of the received signal from an amplitude maximum over a longer period of time (several minutes) for dirt on the Windshield. Also indicates a continuous slow increase in the amplitude value of the received signal for moisture on the window. In dependence of the type of precipitation on the disc can then appropriate actions are triggered to prevent the precipitation remove. Can remove drops of moisture the wipers are activated to eliminate The windscreen washer system can also contain dirt particles to be activated.

Das Empfangssignal wird vorzugsweise mit einem Mikroprozessor ausgewertet. Das setzt voraus, dass das Empfangssignal in digitaler Form vorliegt. Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen A/D-Wandler einzusetzen. Preiswerte A/D-Wandler weisen jedoch eine relativ niedrige Auflösung und Dynamik auf, die für den Einsatz in Sensoren der eingangs genannten Art zu niedrig ist. A/D-Wandler mit einer höheren Auflösung und Dynamik, die für den Einsatz in den Sensoren der eingangs genannten Art ausreichend wäre, sind jedoch recht teuer und würden zu einer erheblichen Verteuerung der Sensoren zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln führen.The received signal is preferably with a Microprocessor evaluated. That presupposes that Received signal is in digital form. That's it for known in the art, an A / D converter  to use. Inexpensive A / D converters, however, have one relatively low resolution and dynamic range required for the Use in sensors of the type mentioned at the beginning is too low is. A / D converter with higher resolution and dynamics, those for use in the sensors of the aforementioned Kind would be sufficient, but are quite expensive and would be too a considerable increase in the price of sensors for the detection of Drops of moisture and / or dirt particles.

In den Sensoren der eingangs genannten Art werden A/D- Wandler mit einer relativ hohen Auflösung und Dynamik benötigt, damit auch geringe Veränderungen des Empfangssignals detektiert werden können. Als Störfaktor wirkt sich auf das Empfangssignal das Umgebungslicht aus, das neben dem von den Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln reflektierten Licht von dem oder jedem Empfangselement empfangen wird und zu einem relativ großen Offset des Empfangssignals führt. Die Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Niederschlag auf der Scheibe sind im Verhältnis zu dem Offset des Empfangssignals sehr gering. Das gilt insbesondere für Feuchtigkeitstropfen, da sie zu einer noch geringeren Veränderung des Empfangssignals führen als Schmutzpartikel. Aus diesem Grund muss das Empfangssignal in dem Sensor mit einer hohen Dynamik und Auflösung digitalisiert werden.In the sensors of the type mentioned at the outset, A / D Transducers with a relatively high resolution and dynamics needed so that even minor changes in the Received signal can be detected. As a disruptive factor affects the received signal the ambient light, that in addition to that of the moisture drops and / or Debris reflected light from the or everyone Receiving element is received and a relatively large Received signal offset leads. The changes in Receive signal due to precipitation on the window are very in relation to the offset of the received signal low. This is especially true for drops of moisture, because it to an even smaller change in the received signal lead as dirt particles. For this reason, it must Reception signal in the sensor with a high dynamic and Resolution can be digitized.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zum einen die Fertigungskosten für einen Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln der eingangs genannten Art zu reduzieren und andererseits aber eine Digitalisierung des Empfangssignals mit einer ausreichend hohen Auflösung und Dynamik zu ermöglichen, um eine zuverlässige Detektion von Feuchtigkeitstropfen und Schmutzpartikel auf einer Scheibe zu ermöglichen.Hence the object of the present invention: on the one hand the manufacturing costs for a sensor Detection of moisture drops and / or dirt particles of the type mentioned at the beginning and on the other hand but digitizing the received signal with a to enable sufficiently high resolution and dynamics to reliable detection of moisture drops and Allow dirt particles on a disc.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln der eingangs genannten Art vor, dass das oder jedes Sendeelement zeitlich aufeinanderfolgend optische Strahlen mit unterschiedlichen Intensitäten aussendet, wobei die Auswertemittel dem Empfangssignal die Intensitäten der ausgesandten optischen Strahlen zuordnen und beim Auswerten des Empfangssignals berücksichtigen.To achieve this object, the invention suggests from the sensor for the detection of moisture drops and / or dirt particles of the type mentioned at the beginning, that the or each transmission element is consecutive in time optical rays with different intensities sends out, the evaluation means the received signal Assign intensities of the emitted optical beams and take into account when evaluating the received signal.

Um die optischen Strahlen mit unterschiedlichen Intensitäten aussenden zu können, wird das oder jedes Sendeelement mit unterschiedlichen Leistungen betrieben. Mit optischen Strahlen mit einer hohen Intensität können kleinere Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Feuchtigkeitstropfen auf der Scheibe besonders gut detektiert werden. Mit optischen Strahlen mit niedriger Intensität können dagegen langsame Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Schmutzpartikeln auf der Scheibe besonders gut detektiert werden. Der erfindungsgemäße Sensor ermöglicht somit eine besonders zuverlässige Detektion und Unterscheidung von Feuchtigkeitstropfen und Schmutzpartikeln auf der Scheibe.To the optical rays with different intensities To be able to send out, or each transmission element with different services operated. With optical High intensity rays can be smaller Changes in the received signal due to Drops of moisture on the pane are particularly good can be detected. With lower optical beams In contrast, slow changes in the intensity  Received signal due to dirt particles on the Disc can be detected particularly well. The The sensor according to the invention thus enables a particularly reliable detection and differentiation of Drops of moisture and dirt particles on the pane.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor ist darüber hinaus die zur Digitalisierung des Empfangssignals notwendige Auflösung und Dynamik eines A/D-Wandlers entscheidend reduziert, da die Nutzanteile in dem Empfangssignal, d. h. die Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Feuchtigkeitstropfen und/oder von Schmutzpartikeln auf der Scheibe, im Verhältnis zu dem Qffset des Empfangssignals deutlich erhöht sind.In the sensor according to the invention, the Digitization of the received signal necessary resolution and Dynamics of an A / D converter significantly reduced because the Useful portions in the received signal, i.e. H. the changes of the received signal due to drops of moisture and / or dirt particles on the disc, in the ratio to the Qffset of the received signal are significantly increased.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das oder jedes Sendeelement abwechselnd optische Strahlen mit einer hohen und einer niedrigen Intensität aussendet.According to an advantageous development of the present Invention it is proposed that the or each Transmitting element alternately optical beams with a high and emits a low intensity.

Die optischen Strahlen mit einer hohen Intensität und die optischen Strahlen mit einer niedrigen Intensität müssen nicht jeweils gleich lang ausgesendet werden. Vielmehr kann bei der Zeitdauer, für die optische Strahlen mit einer hohen bzw. mit einer niedrigen Intensität ausgesendet werden, der Tatsache Rechnung getragen werden, dass sich Feuchtigkeitstropfen auf einer Scheibe relativ schnell niederschlagen können, wohingegen sich Schmutzpartikel in der Regel über einen längeren Zeitraum hinweg langsam auf der Scheibe niederschlagen. Deshalb wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass das oder jedes Sendeelement mindestens 90% der gesamten Sendezeit optische Strahlen mit einer hohen Intensität aussendet. Während der verbleibenden 10% der Sendezeit werden dann optische Strahlen mit einer niedrigen Intensität ausgesendet. In Praxistests hat sich gezeigt, dass sich besonders gute Detektionsergebnisse erzielen lassen, wenn optische Strahlen mit einer hohen Intensität für etwa 950 ms (95% der Sendezeit) und anschließend optische Strahlen mit einer niedrigen Intensität für 50 ms ausgesendet werden.The optical rays with a high intensity and the low intensity optical rays not be broadcast for the same length of time. Rather can at the time for which optical rays with a high or transmitted with a low intensity, the Fact taken into account that Drops of moisture on a pane relatively quickly  can precipitate, whereas dirt particles in usually slowly over a long period of time knock down the disc. Therefore, according to one preferred embodiment of the present invention suggested that the or each transmit element at least 90% of the total airtime optical rays with a high Emits intensity. During the remaining 10% of the Transmission time will then be optical beams with a low one Intensity emitted. Practical tests have shown that that particularly good detection results are achieved let when optical rays with high intensity for about 950 ms (95% of air time) and then low intensity optical beams for 50 ms be sent out.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Sensor Mittel zum Umwandeln des Empfangssignals in ein Pulsweitensignal und einen Zähler aufweist, wobei die Pulsweite abhängig ist von der Amplitude des Empfangssignals und der Zähler durch die Flanken des Pulsweitensignals gestartet und gestoppt wird. Der Zähler kann bspw. von einer ansteigenden Flanke eines Pulses des Pulsweitensignals in Gang gesetzt und durch die abfallende Flanke des Pulses wieder angehalten werden. Die Differenz des Zählerstandes nach dem Anhalten und des Zählerstandes vor dem Starten ist somit abhängig von der Amplitude des Empfangssignals. Der Wert der Differenz entspricht also einem digitalisierten Wert des Empfangssignals. Eine solche Digitalisierung des Empfangssignals weist eine besonders hohe Dynamik und Auflösung auf, die die Dynamik und Auflösung herkömmlicher billiger A/D-Wandler bei weitem übertrifft.According to another advantageous development of the The present invention proposes that the sensor Means for converting the received signal into one Pulse width signal and a counter, the Pulse width depends on the amplitude of the received signal and the counter by the edges of the pulse width signal is started and stopped. The counter can, for example rising edge of a pulse of the pulse width signal in Gear set and by the falling edge of the pulse be stopped again. The difference in the meter reading after stopping and the counter reading before starting  thus dependent on the amplitude of the received signal. The The value of the difference corresponds to a digitized one Value of the received signal. Such digitization of the Received signal has a particularly high dynamic and Resolution based on the dynamics and resolution of conventional cheaper A / D converter far exceeds.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Sensor aufweist:
According to a preferred embodiment of the present invention, it is proposed that the sensor have:

  • - einen Kondensator;- a capacitor;
  • - Mittel zum Umwandeln des Empfangssignals in eine Spannung zum Aufladen des Kondensators; und- Means for converting the received signal into a Voltage to charge the capacitor; and
  • - einen Zähler, der zu Beginn eines Entladevorgangs des Kondensators gestartet und am Ende des Entladevorgangs angehalten wird.- A counter that at the beginning of an unloading of the Capacitor started and at the end of the discharge process is stopped.

Die Spannung ist abhängig von der Amplitude des Empfangssignals. Die Entladedauer des Kondensators ist abhängig von der Spannung, mit der der Kondensator aufgeladen wird, und damit auch von der Amplitude des Empfangssignals. Der Zähler zählt verhältnismäßig schnell, so dass mit der vorgeschlagenen Digitalisierungsschaltung etwa eine Million Digitalisierungsstufen erzielt werden können, wohingegen bspw. mit einem 8 Bit A/D-Wandler lediglich 256 Digitalisierungsstufen erzielt werden können. Die Dynamik und Auflösung der vorgeschlagenen Digitalisierungsschaltung hängt von der Taktrate des Mikroprozessors und davon ab, wie schnell der Kondensator aufgeladen werden kann.The voltage depends on the amplitude of the Received signal. The discharge time of the capacitor is depending on the voltage at which the capacitor is charged, and thus also by the amplitude of the Received signal. The counter counts relatively quickly, so with the proposed digitizing circuit around a million levels of digitization can be achieved can, whereas, for example, with an 8 bit A / D converter only 256 digitization levels can be achieved. The dynamics and resolution of the proposed  Digitizing circuit depends on the clock rate of the Microprocessor and depending on how fast the capacitor can be charged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Sensor ein Vergleichselement zum Vergleichen der Spannung des Kondensators während des Entladevorgangs mit einem Schwellwert aufweist, um das Ende des Entladevorgangs zu ermitteln. Der Schwellwert liegt vorzugsweise im Bereich von Null Volt.According to a further preferred embodiment of the The present invention proposes that the sensor a comparison element for comparing the voltage of the Capacitor during the discharge process with a Threshold has to the end of the discharge process determine. The threshold is preferably in the range of Zero volts.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das oder jedes Empfangselement in einem Winkel von < 45° zur Normalen der Scheibe angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das oder jedes Empfangselement in einem Winkel von 60° zur Normalen der Scheibe angeordnet. Mit einem derart ausgebildeten Sensor lassen sich besonders gute Detektionsergebnisse erzielen.According to another advantageous development of the The present invention proposes that the or each receiving element at an angle of <45 ° to the normal the disc is arranged. This is advantageously or each receiving element at an angle of 60 ° to the normal arranged the disc. With such a trained Sensor can be particularly good detection results achieve.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Sensor zwei Sendeelemente aufweist. Vorteilhafterweise ist das eine Sendeelement derart angeordnet, dass ein von Feuchtigkeitstropfen und/oder von Schmutzpartikeln reflektierter Teil der Strahlen überwiegend vorwärtsstreuend auf das oder jedes Empfangselement trifft, und das andere Sendeelement derart angeordnet ist, dass ein von Feuchtigkeitstropfen und/oder von Schmutzpartikeln reflektierter Teil der Strahlen überwiegend rückwärtsstreuend auf das oder jedes Empfangselement trifft.According to yet another preferred embodiment of the The present invention proposes that the sensor has two transmission elements. This is advantageously one Transmitting element arranged such that one of Drops of moisture and / or dirt particles  reflected part of the rays mainly scattering forward meets the or each receiving element and the other Transmitting element is arranged such that one of Drops of moisture and / or dirt particles reflected part of the rays predominantly backscattering meets the or each receiving element.

Schließlich wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass das oder jedes Sendeelement als eine Lumineszenzdiode (LED) ausgebildet ist. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das oder jedes Empfangselement als eine Fotodiode ausgebildet ist. Beim Einsatz einer Fotodiode ist das Empfangssignal als ein Fotostrom ausgebildet.Finally, according to a preferred embodiment, the present invention suggested that the or each Transmitting element designed as a luminescent diode (LED) is. It is also suggested that the or each Receiving element is designed as a photodiode. At the Use of a photodiode is the received signal as one Photo stream trained.

Als weitere Lösung der vorliegenden Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass von dem oder jedem Sendeelement zeitlich aufeinanderfolgend optische Strahlen mit unterschiedlichen Intensitäten ausgesandt werden, wobei die Intensitäten der ausgesandten optischen Strahlen dem Empfangssignal zuordnet und beim Auswerten des Empfangssignals berücksichtigt werden.Another solution to the present task is based on of the method for operating a sensor for detection of moisture drops and / or dirt particles initially suggested that of the or each transmission element successively optical temporally Rays emitted with different intensities be, the intensities of the emitted optical Beams assigned to the received signal and when evaluating the Received signal are taken into account.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass von dem oder jedem Sendeelement abwechselnd optische Strahlen mit einer hohen und einer niedrigen Intensität ausgesendet werden.According to an advantageous development of the present  Invention is proposed by either or everyone Transmitting element alternately optical beams with a high and be emitted at a low intensity.

Vorteilhafterweise werden von dem oder jedem Sendeelement mindestens 90% der gesamten Sendezeit optische Strahlen mit einer hohen Intensität ausgesendet. Die restlichen 10% der Sendezeit werden dann optische Strahlen mit einer niedrigen Intensität ausgesendet.Advantageously, the or each transmission element at least 90% of the total airtime with optical rays sent out with a high intensity. The remaining 10% of the Transmission time will then be optical beams with a low one Intensity emitted.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagenen, dass das Empfangssignal vor dem Auswerten durch die nachfolgenden Schritte digitalisiert wird:
According to another preferred development of the present invention, it is proposed that the received signal be digitized before the evaluation by the following steps:

  • - Umwandeln des Empfangssignals in ein Pulsweitensignal, dessen Pulsweite abhängig ist von der Amplitude des Empfangssignals;Converting the received signal into a pulse width signal, whose pulse width depends on the amplitude of the Received signal;
  • - Starten und Anhalten eines Zählers durch die Flanken des Pulsweitensignals;- Starting and stopping a counter through the edges the pulse width signal;
  • - Auslesen des Zählerstands nach dem Anhalten des Zählers; und- Reading the meter reading after stopping the Counter; and
  • - Verwenden der ausgelesenen Zählerstände als digitalisiertes Empfangssignal.- Use the read meter readings as digitized received signal.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Empfangssignal vor dem Auswerten durch die nachfolgenden Schritte digitalisiert wird:
According to a preferred embodiment of the present invention, it is proposed that the received signal be digitized by the following steps before the evaluation:

  • - Umwandeln des Empfangssignals in eine Spannung;- converting the received signal into a voltage;
  • - Aufladen eines Kondensators mit der Spannung;- charging a capacitor with the voltage;
  • - Starten eines Zählers zu Beginn eines Entladevorgangs des Kondensators;- Start a counter at the beginning of an unloading process the capacitor;
  • - Anhalten des Zählers am Ende des Entladevorgangs;- stopping the counter at the end of the unloading process;
  • - Auslesen des Zählerstands nach dem Anhalten des Zählers; und- Reading the meter reading after stopping the Counter; and
  • - Verwenden der ausgelesenen Zählerstände als digitalisiertes Empfangssignal.- Use the read meter readings as digitized received signal.

Vorteilhafterweise wird die Spannung des Kondensators während eines Entladevorgangs mit einem Schwellwert verglichen, um das Ende des Entladevorgangs zu ermitteln.The voltage of the capacitor is advantageously during a discharge process with a threshold value compared to determine the end of the discharge process.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:A preferred embodiment of the present In the following, the invention is explained in more detail with reference to the drawings explained. Show it:

Fig. 1 einen Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und FIG. 1 is a sensor for detecting drops of moisture and / or dirt particles in accordance with a preferred embodiment; and

Fig. 2 ein Schaltbild des Empfangszweiges des Sensors gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a circuit diagram of the receiving branch of the sensor according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist ein Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln auf einer Scheibe in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Scheibe ist als eine Windschutzscheibe 2 eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Der Sensor 1 ist an der Innenseite der Windschutzscheibe 2 in dem Wischbereich von Scheibenwischern (nicht dargestellt) befestigt. Er weist ein Sendeelement 3 zum Aussenden optischer Strahlen 4 auf die Windschutzscheibe 2 auf. Das Sendeelement 3 ist als eine Lumineszenzdiode (LED) ausgebildet. Die optischen Strahlen 4 durchqueren von dem Sendeelement 3 aus zunächst eine Luftstrecke 5, treffen auf die Innenseite der Windschutzscheibe 2, durchqueren diese und treten auf der der Außenseite der Windschutzscheibe 2 wieder aus dieser aus. Mit seinem äußeren Rand 6 ist der Sensor 1 auf der Innenseite der Windschutzscheibe 2 aufgeklebt.In FIG. 1, a sensor for the detection of moisture drops and / or dirt particles on a pane is designated in its entirety by reference number 1 . The pane is designed as a windshield 2 of a motor vehicle. The sensor 1 is attached to the inside of the windshield 2 in the wiping area of windshield wipers (not shown). It has a transmission element 3 for emitting optical rays 4 onto the windshield 2 . The transmission element 3 is designed as a luminescence diode (LED). The optical beams 4 passing through from the transmitting element 3, first of all an air gap 5, impinge on the inside of the windshield 2, pass through it and contact on the outside of the windshield 2 again from this out. With its outer edge 6 , the sensor 1 is glued to the inside of the windshield 2 .

Auf der Außenseite der Windschutzscheibe 2 befinden sich Feuchtigkeitstropfen 7 und/oder Schmutzpartikel 8. Zumindest ein Teil 9 der von dem Sendeelement 3 ausgesandten optischen Strahlen 4 wird an den Feuchtigkeitstropfen 7 und/oder den Schmutzpartikeln 8 reflektiert bzw. gestreut. Zumindest ein Teil der von den Feuchtigkeitstropfen 7 und/oder den Schmutzpartikeln 8 reflektierten Strahlen 9 treffen auf ein Empfangselement 10 des Sensors 1. Das Empfangselement 10 ist als eine Fotodiode ausgebildet, die in einem Winkel von 60° zur Normalen der Windschutzscheibe 2 ausgerichtet ist.There are drops of moisture 7 and / or dirt particles 8 on the outside of the windshield 2 . At least a part 9 of the optical rays 4 emitted by the transmission element 3 is reflected or scattered by the moisture drops 7 and / or the dirt particles 8 . At least some of the rays 9 reflected by the moisture drops 7 and / or the dirt particles 8 strike a receiving element 10 of the sensor 1 . The receiving element 10 is designed as a photodiode, which is oriented at an angle of 60 ° to the normal of the windshield 2 .

Das Empfangselement 10 generiert ein Empfangssignal, das abhängig ist von der Menge und der Intensität der empfangenen Strahlen 9. Das Empfangssignal ist als ein Fotostrom ausgebildet. In Auswertemitteln (nicht dargestellt) des Sensors wird der zeitliche Verlauf und die Amplitude des Empfangssignals ausgewertet. Der Sensor 1 kann Regen, Schnee, Staub, Insekten u. a. auf der Windschutzscheibe 2 detektieren und voneinander unterscheiden.The receiving element 10 generates a received signal that is dependent on the quantity and the intensity of the received beams 9 . The received signal is designed as a photo stream. The time course and the amplitude of the received signal are evaluated in evaluation means (not shown) of the sensor. The sensor 1 can detect rain, snow, dust, insects and others on the windshield 2 and distinguish them from one another.

In Abhängigkeit von der Art des detektierten Niederschlags 7, 8 auf der Windschutzscheibe 2 werden geeignete Maßnahmen zur Beseitigung des Niederschlags 7, 8 eingeleitet werden. Zur Beseitigung von Feuchtigkeitstropfen 7 können die Scheibenwischer aktiviert werden, zur Beseitigung von Schmutzpartikel 8 kann zusätzlich noch die Scheibenwaschanlage aktiviert werden.Depending on the type of rain 7 , 8 detected on windshield 2 , suitable measures for removing rain 7 , 8 will be initiated. The windscreen wipers can be activated to remove drops of moisture 7 , and the windscreen washer system can also be activated to remove dirt particles 8 .

Das Empfangssignal wird vorzugsweise mit einem Mikroprozessor (nicht dargestellt) ausgewertet. Das setzt voraus, dass das Empfangssignal in digitaler Form vorliegt. Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen A/D- Wandler einzusetzen. A/D-Wandler sind jedoch entweder so teuer, dass sie für einen Einsatz in einem Sensor zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen und/oder Schmutzpartikeln nicht in Frage kommen, oder aber sie weisen nur eine unzureichende Dynamik und Auflösung auf.The received signal is preferably with a Microprocessor (not shown) evaluated. That sets that the received signal is in digital form. For this purpose, it is known from the prior art to use an A / D Use converter. A / D converters are either like this expensive that they are for use in a sensor  Detection of moisture drops and / or dirt particles out of the question, or they only have one insufficient dynamics and resolution.

Die hohen Anforderungen an die Dynamik und die Auflösung bei der Digitalisierung des Eingangssignals ergeben sich aus der Tatsache, dass sich das Umgebungslicht, das neben dem von den Feuchtigkeitstropfen 7 und/oder Schmutzpartikeln 8 reflektierten Licht 9 von dem Empfangselement 10 empfangen wird, als Störfaktor auf das Empfangssignal auswirkt, da es zu einem relativ großen Offset des Empfangssignals führt. Im Vergleich zu dem Offset sind die Veränderungen des Eingangssignals aufgrund des Niederschlags 7, 8 auf der Windschutzscheibe 2 klein. Das gilt insbesondere für Feuchtigkeitstropfen 7, da sie zu einer noch geringeren Veränderung des Empfangssignals führen als Schmutzpartikel 8.The high demands on the dynamics and the resolution in the digitization of the input signal result from the fact that the ambient light, which is received by the receiving element 10 in addition to the light 9 reflected by the moisture drops 7 and / or dirt particles 8 , arises as a disturbing factor affects the received signal, since it leads to a relatively large offset of the received signal. In comparison to the offset, the changes in the input signal due to the precipitation 7 , 8 on the windshield 2 are small. This applies in particular to drops of moisture 7 , since they lead to an even smaller change in the received signal than dirt particles 8 .

Um zum einen die Fertigungskosten für einen Sensor 1 der eingangs genannten Art zu reduzieren und andererseits aber eine Digitalisierung des Empfangssignals des Sensors 1 mit einer ausreichend hohen Auflösung und Dynamik zu ermöglichen, wird das Sendeelement 3 zeitlich aufeinanderfolgend mit unterschiedlichen Leistungen beaufschlagt, so dass es optische Strahlen 4 mit unterschiedlichen Intensitäten aussendet. Die Auswertemittel ordnen dem Empfangssignal die Intensitäten der ausgesandten optischen Strahlen 4 zu. Beim Auswerten des Empfangssignals werden die wechselnden Intensitäten der optischen Strahlen 4 berücksichtigt. Das Sendeelement 3 sendet abwechselnd zunächst für eine Zeitdauer von etwa 950 ms optische Strahlen mit einer hohen Intensität aus und dann für eine Zeitdauer von etwa 50 ms optische Strahlen mit einer niedrigen Intensität aus. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass sich Feuchtigkeitstropfen 7 auf einer Scheibe 2 relativ schnell niederschlagen können, wohingegen sich Schmutzpartikel 8 in der Regel über einen längeren Zeitraum hinweg langsam auf der Scheibe 2 niederschlagen.In order on the one hand to reduce the manufacturing costs for a sensor 1 of the type mentioned at the beginning and on the other hand to enable digitization of the received signal of the sensor 1 with a sufficiently high resolution and dynamic range, the transmitting element 3 is successively acted upon with different powers so that it is optical Emits rays 4 with different intensities. The evaluation means assign the intensities of the emitted optical beams 4 to the received signal. When evaluating the received signal, the changing intensities of the optical beams 4 are taken into account. The transmitting element 3 alternately emits optical beams with a high intensity for a period of approximately 950 ms and then emits optical beams with a low intensity for a period of approximately 50 ms. This takes into account the fact that drops of moisture 7 can deposit relatively quickly on a disk 2 , whereas dirt particles 8 generally settle slowly on the disk 2 over a longer period of time.

Mit Hilfe optischer Strahlen 4 mit einer hohen Intensität können kleinere Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Feuchtigkeitstropfen 7 auf der Scheibe 2 besonders gut detektiert werden. Mit optischen Strahlen 4 mit niedriger Intensität können dagegen langsame Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Schmutzpartikeln 8 auf der Scheibe besonders gut detektiert werden.With the aid of optical rays 4 with a high intensity, small changes in the received signal due to moisture drops 7 on the pane 2 can be detected particularly well. With low-intensity optical beams 4 , on the other hand, slow changes in the received signal due to dirt particles 8 on the pane can be detected particularly well.

Bei dem Sensor 1 ist die zur Digitalisierung des Empfangssignals notwendige Auflösung und Dynamik entscheidend reduziert, da die Nutzanteile in dem Empfangssignal, d. h. die Veränderungen des Empfangssignals auf Grund von Niederschlag 7, 8 auf der Scheibe 2, im Verhältnis zu dem Offset des Empfangssignals deutlich erhöht sind.In the case of the sensor 1 , the resolution and dynamics necessary for digitizing the received signal are decisively reduced, since the useful components in the received signal, ie the changes in the received signal due to precipitation 7 , 8 on the disk 2 , are significantly increased in relation to the offset of the received signal are.

In Fig. 2 ist ein Schaltbild des Empfangszweiges des Sensors 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Das von dem Empfangselement 10 generierte Empfangssignal 11 wird zunächst in eine Spannung 14 umgewandelt. Die Spannung 14 ist proportional zu der Amplitude des Empfangssignals 11. Mit der Spannung 14 wird ein Kondensator 12 aufgeladen und anschließend im Rahmen eines Entladevorgangs wieder entladen. Das Entladen des Kondensators 12 dauert umso länger, je höher die Spannung zum Aufladen des Kondensators 12 war. Das Ende des Entladevorgangs wird mit Hilfe eines Vergleichers 13 ermittelt, in dem die Spannung des Kondensators 12 mit einem Schwellwert (im Bereich von 0 V) verglichen wird. An Hand des Ausgangssignals des Vergleichers 13 wird ein Signal pulsweitenmoduliert (PWM). Die Pulsweite des Signals ist abhängig von der Amplitude des Empfangssignals 11. Eine Flanke des PWM-Signals startet zu Beginn des Entladevorgangs einen Zähler (nicht dargestellt) und eine nachfolgende Flanke des PWM-Signals hält den Zähler am Ende des Entladevorgangs wieder an. Der Zählerstand nach dem Entladevorgang ist somit proportional zu der Amplitude des Empfangssignals und stellt einen digitalisierten Wert des Empfangssignals dar. Der Zähler zählt verhältnismäßig schnell, so dass mit der vorgeschlagenen Digitalisierungsschaltung etwa eine Million Digitalisierungsstufen erzielt werden können, wohingegen bspw. mit einem 8 Bit A/D-Wandler lediglich 256 Digitalisierungsstufen erzielt werden können. FIG. 2 shows a circuit diagram of the receiving branch of the sensor 1 according to FIG. 1. The received signal 11 generated by the receiving element 10 is first converted into a voltage 14 . The voltage 14 is proportional to the amplitude of the received signal 11 . A capacitor 12 is charged with the voltage 14 and then discharged again in the course of a discharge process. The discharge of the capacitor 12 takes longer, the higher the voltage for charging the capacitor 12 . The end of the discharge process is determined with the aid of a comparator 13 in which the voltage of the capacitor 12 is compared with a threshold value (in the range of 0 V). A signal is pulse width modulated (PWM) on the basis of the output signal of the comparator 13 . The pulse width of the signal depends on the amplitude of the received signal 11 . An edge of the PWM signal starts a counter (not shown) at the beginning of the discharge process and a subsequent edge of the PWM signal stops the counter again at the end of the discharge process. The counter reading after the discharge process is therefore proportional to the amplitude of the received signal and represents a digitized value of the received signal. The counter counts relatively quickly, so that about one million digitization stages can be achieved with the proposed digitizing circuit, whereas, for example, with an 8 bit A / D converter only 256 digitization levels can be achieved.

In Abweichung von dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, dass der Sensor 1 mehr als ein Sendeelement 3 und mehr als ein Empfangselement 10 aufweist. Statt als Off-the-Glass-Sensor kann der Sensor 1 auf vollflächig auf die Windschutzscheibe 2 geklebt werden, so dass die optischen Strahlen 4 auf ihrem Weg zu der Scheibe 2 hin bzw. die optischen Strahlen 9 auf ihrem Weg von der Scheibe 2 weg keine Luftstrecke 5 überwinden müssen.In deviation from the exemplary embodiment described here, it is also conceivable for the sensor 1 to have more than one transmitting element 3 and more than one receiving element 10 . Instead of being an off-the-glass sensor, the sensor 1 can be glued to the windshield 2 over the entire area, so that the optical rays 4 on their way to the window 2 or the optical rays 9 on their way away from the window 2 no need to overcome air gap 5 .

Es ist insbesondere daran gedacht, den Sensor 1 mit zwei Sendeelementen 3 auszustatten. Das eine Sendeelement 3 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass ein von dem Niederschlag 7, 8 reflektierter Teil 9 der Strahlen überwiegend vorwärtsstreuend auf das oder jedes Empfangselement 10 trifft. Das andere Sendeelement 3 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass ein von dem Niederschlag 7, 8 reflektierter Teil 9 der Strahlen überwiegend rückwärtsstreuend auf das oder jedes Empfangselement 10 trifft.In particular, it is contemplated to equip the sensor 1 with two transmission elements 3 . The one transmitting element 3 is preferably arranged such that a part 9 of the rays reflected by the precipitation 7 , 8 strikes the or each receiving element 10 predominantly in a forward scattering manner. The other transmitting element 3 is preferably arranged in such a way that a part 9 of the rays reflected by the precipitation 7 , 8 strikes the or each receiving element 10 predominantly backwards scattering.

Claims (18)

1. Sensor (1) zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen (7) und/oder Schmutzpartikeln (8) auf einer Scheibe (2), insbesondere auf einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Sendeelement (3) zum Aussenden optischer Strahlen (4) auf die Scheibe (2), mindestens einem Empfangselement (10) zum Empfangen zumindest eines Teils der von Feuchtigkeitstropfen (7) und/oder von Schmutzpartikeln (8) reflektierten Strahlen (9) und zur Generierung eines Empfangssignals (11) in Abhängigkeit von den empfangenen Strahlen (9) und mit Auswertemitteln zum Auswerten des Empfangssignals (11), dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Sendeelement (3) zeitlich aufeinanderfolgend optische Strahlen (4) mit unterschiedlichen Intensitäten aussendet, wobei die Auswertemittel dem Empfangssignal (11) die Intensitäten der ausgesandten optischen Strahlen (4) zuordnen und beim Auswerten des Empfangssignals (11) berücksichtigen.1. Sensor ( 1 ) for detecting drops of moisture ( 7 ) and / or dirt particles ( 8 ) on a pane ( 2 ), in particular on a windshield of a motor vehicle, with at least one transmitting element ( 3 ) for emitting optical rays ( 4 ) onto the Disc ( 2 ), at least one receiving element ( 10 ) for receiving at least part of the rays ( 9 ) reflected by moisture drops ( 7 ) and / or dirt particles ( 8 ) and for generating a received signal ( 11 ) as a function of the received rays ( 9 ) and with evaluation means for evaluating the received signal ( 11 ), characterized in that the or each transmission element ( 3 ) transmits optical beams ( 4 ) in succession at different intensities, the evaluation means giving the received signal ( 11 ) the intensities of the emitted optical beams Assign ( 4 ) and take it into account when evaluating the received signal ( 11 ). 2. Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Sendeelement (3) abwechselnd optische Strahlen (4) mit einer hohen und einer niedrigen Intensität aussendet.2. Sensor ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the or each transmission element ( 3 ) alternately emits optical beams ( 4 ) with a high and a low intensity. 3. Sensor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Sendeelement (3) mindestens 90% der gesamten Sendezeit optische Strahlen (4) mit einer hohen Intensität aussendet.3. Sensor ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the or each transmission element ( 3 ) emits at least 90% of the total transmission time optical rays ( 4 ) with a high intensity. 4. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) Mittel zum Umwandeln des Empfangssignals (11) in ein Pulsweitensignal und einen Zähler aufweist, wobei die Pulsweite abhängig ist von der Amplitude des Empfangssignals (11) und der Zähler durch die Flanken des Pulsweitensignals gestartet und gestoppt wird.4. Sensor ( 1 ) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor ( 1 ) has means for converting the received signal ( 11 ) into a pulse width signal and a counter, the pulse width depending on the amplitude of the received signal ( 11 ) and the counter is started and stopped by the edges of the pulse width signal. 5. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) aufweist:
  • - einen Kondensator (12);
  • - Mittel zum Umwandeln des Empfangssignals (11) in eine Spannung zum Aufladen des Kondensators (12); und
  • - einen Zähler, der zu Beginn eines Entladevorgangs des Kondensators (12) gestartet und am Ende des Entladevorgangs angehalten wird.
5. Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor ( 1 ) has:
  • - a capacitor ( 12 );
  • - Means for converting the received signal ( 11 ) into a voltage for charging the capacitor ( 12 ); and
  • - A counter that is started at the start of a discharge process of the capacitor ( 12 ) and stopped at the end of the discharge process.
6. Sensor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein Vergleichselement (13) zum Vergleichen der Spannung des Kondensators (12) während des Entladevorgangs mit einem Schwellwert aufweist, um das Ende des Entladevorgangs zu ermitteln.6. Sensor ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the sensor ( 1 ) has a comparison element ( 13 ) for comparing the voltage of the capacitor ( 12 ) during the discharge process with a threshold value in order to determine the end of the discharge process. 7. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Empfangselement (10) in einem Winkel von <45° zur Normalen der Scheibe (2) angeordnet ist.7. Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the or each receiving element ( 10 ) is arranged at an angle of <45 ° to the normal to the disc ( 2 ). 8. Sensor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Empfangselement (10) in einem Winkel von 60° zur Normalen der Scheibe (2) angeordnet ist.8. Sensor ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the or each receiving element ( 10 ) is arranged at an angle of 60 ° to the normal of the disc ( 2 ). 9. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) zwei Sendeelemente (3) aufweist.9. Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sensor ( 1 ) has two transmission elements ( 3 ). 10. Sensor (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Sendeelement (3) derart angeordnet ist, dass ein von Feuchtigkeitstropfen (7) und/oder von Schmutzpartikeln (8) reflektierter Teil (9) der Strahlen überwiegend vorwärtsstreuend auf das oder jedes Empfangselement (10) trifft, und das andere Sendeelement (3) derart angeordnet ist, dass ein von Feuchtigkeitstropfen (7) und/oder von Schmutzpartikeln (8) reflektierter Teil der Strahlen (9) überwiegend rückwärtsstreuend auf das oder jedes Empfangselement (10) trifft.10. Sensor ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the one transmitting element ( 3 ) is arranged such that a part of the rays ( 9 ) reflected by moisture drops ( 7 ) and / or dirt particles ( 8 ) is predominantly forward-scattering on the or each receiving element ( 10 ) strikes, and the other transmitting element ( 3 ) is arranged such that a part of the rays ( 9 ) reflected by moisture drops ( 7 ) and / or dirt particles ( 8 ) predominantly backscattering onto the or each receiving element ( 10 ) meets. 11. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Sendeelement (3) als eine Lumineszenzdiode (LED) ausgebildet ist.11. Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the or each transmitting element ( 3 ) is designed as a luminescent diode (LED). 12. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Empfangselement (10) als eine Fotodiode ausgebildet ist.12. Sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the or each receiving element ( 10 ) is designed as a photodiode. 13. Verfahren zum Betreiben eines Sensors (1) zur Detektion von Feuchtigkeitstropfen (7) und/oder Schmutzpartikeln (8) auf einer Scheibe (2), insbesondere auf einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, wobei von mindestens einem Sendeelement (3) optische Strahlen auf die Scheibe (2) ausgesendet werden, von mindestens einem Empfangselement (10) zumindest ein Teil der von Feuchtigkeitstropfen (7) und/oder von Schmutzpartikeln (8) reflektierten Strahlen (9) empfangen wird, in Abhängigkeit von den empfangenen Strahlen (9) ein Empfangssignal (11) generiert und das Empfangssignal (11) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass von dem oder jedem Sendeelement (3) zeitlich aufeinanderfolgend optische Strahlen (4) mit unterschiedlichen Intensitäten ausgesendet werden, wobei die Intensitäten der ausgesandten optischen Strahlen (4) dem Empfangssignal (11) zuordnet und beim Auswerten des Empfangssignals (11) berücksichtigt werden.13. Method for operating a sensor ( 1 ) for the detection of moisture drops ( 7 ) and / or dirt particles ( 8 ) on a pane ( 2 ), in particular on a windshield of a motor vehicle, wherein at least one transmission element ( 3 ) sends optical rays onto the Disc ( 2 ) are emitted, at least one part of the rays ( 9 ) reflected by moisture drops ( 7 ) and / or dirt particles ( 8 ) is received by at least one receiving element ( 10 ), depending on the received rays ( 9 ) a received signal ( 11 ) is generated and the received signal ( 11 ) is evaluated, characterized in that the or each transmitting element ( 3 ) successively emits optical beams ( 4 ) with different intensities in time, the intensities of the emitted optical beams ( 4 ) being the received signal ( 11 ) and be taken into account when evaluating the received signal ( 11 ). 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass von dem oder jedem Sendeelement (3) abwechselnd optische Strahlen (4) mit einer hohen und einer niedrigen Intensität ausgesendet werden.14. The method according to claim 13, characterized in that the or each transmission element ( 3 ) alternately emits optical beams ( 4 ) with a high and a low intensity. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass von dem oder jedem Sendeelement (3) mindestens 90% der gesamten Sendezeit optische Strahlen (4) mit einer hohen Intensität ausgesendet werden.15. The method according to claim 14, characterized in that the or each transmission element ( 3 ) emits at least 90% of the total transmission time optical beams ( 4 ) with a high intensity. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (11) vor dem Auswerten durch die nachfolgenden Schritte digitalisiert wird:
  • - Umwandeln des Empfangssignals (11) in ein Pulsweitensignal, dessen Pulsweite abhängig ist von der Amplitude des Empfangssignals (11);
  • - Starten und Anhalten eines Zählers durch die Flanken des Pulsweitensignals;
  • - Auslesen des Zählerstands nach dem Anhalten des Zählers; und
  • - Verwenden der ausgelesenen Zählerstände als digitalisiertes Empfangssignal.
16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the received signal ( 11 ) is digitized before the evaluation by the following steps:
  • - Converting the received signal ( 11 ) into a pulse width signal, the pulse width of which depends on the amplitude of the received signal ( 11 );
  • - Starting and stopping a counter by the edges of the pulse width signal;
  • - Reading out the counter status after the counter has stopped; and
  • - Use the read meter readings as a digitized received signal.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (11) vor dem Auswerten durch die nachfolgenden Schritte digitalisiert wird:
  • - Umwandeln des Empfangssignals (11) in eine Spannung;
  • - Aufladen eines Kondensators (12) mit der Spannung;
  • - Starten eines Zählers zu Beginn eines Entladevorgangs des Kondensators (12);
  • - Anhalten des Zählers am Ende des Entladevorgangs;
  • - Auslesen des Zählerstands nach dem Anhalten des Zählers; und
  • - Verwenden der ausgelesenen Zählerstände als digitalisiertes Empfangssignal.
17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the received signal ( 11 ) is digitized before the evaluation by the following steps:
  • - converting the received signal ( 11 ) into a voltage;
  • - Charging a capacitor ( 12 ) with the voltage;
  • - Starting a counter at the beginning of a discharge process of the capacitor ( 12 );
  • - stopping the counter at the end of the unloading process;
  • - Reading out the counter status after the counter has stopped; and
  • - Use the read meter readings as a digitized received signal.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung des Kondensators (12) während eines Entladevorgangs mit einem Schwellwert verglichen wird, um das Ende des Entladevorgangs zu ermitteln.18. The method according to claim 17, characterized in that the voltage of the capacitor ( 12 ) is compared to a threshold value during a discharge process in order to determine the end of the discharge process.
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