CN106353840A - 一种基于菲涅耳透镜的雨量传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于菲涅尔透镜的雨量传感器，由光线发射器(20)、光线接收器(22)和菲涅尔透镜构成，其中，该菲涅尔透镜具有棱镜面板(12)和第一抛光面反射棱镜(16a)和第二抛光面反射棱镜(16b)，且该菲涅尔透镜通过导光硅胶(14)粘贴在前挡风玻璃(10)上，所述菲涅尔透镜上具有第一反射透镜(18a)和第二反射透镜(18b)，其中，光线发射器(20)发射出光线，通过第一抛光面反射棱镜(16a)的抛物面，反射棱镜把光线垂直通过棱镜面板(12)，在棱镜面板上的光线再通过第一反射透镜(18a)及导光硅胶(14)反射到前挡风玻璃(10)上的光线反射区域(10a)，光线反射区域(10a)上的光线通过导光硅胶(14)及第二反射棱镜(18b)。
Description
技术领域
本发明属于一种基于菲涅耳透镜的雨量传感器。
背景技术
菲涅尔透镜(Fresnel lens)，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。透镜的要求很高。一片优质的透镜必须表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于菲涅耳透镜的雨量传感器。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种基于菲涅尔透镜的雨量传感器，由光线发射器(20)、光线接收器(22)和菲涅尔透镜构成，其中，该菲涅尔透镜具有棱镜面板(12)和第一抛光面反射棱镜(16a)和第二抛光面反射棱镜(16b)，且该菲涅尔透镜通过导光硅胶(14)粘贴在前挡风玻璃(10)上，所述菲涅尔透镜上具有第一反射透镜(18a)和第二反射透镜(18b)，其中，光线发射器(20)发射出光线，通过第一抛光面反射棱镜(16a)的抛物面，反射棱镜把光线垂直通过棱镜面板(12)，在棱镜面板上的光线再通过第一反射透镜(18a)及导光硅胶(14)反射到前挡风玻璃(10)上的光线反射区域(10a)，光线反射区域(10a)上的光线通过导光硅胶(14)及第二反射棱镜(18b)，再把光垂直通过棱镜面板(12)及第二抛物面反射棱镜(16b)反射到所述光线接收器(22)上；其中，当外面光线通过前挡风玻璃(10)及导光硅胶(14)，再通过反射棱镜(18)，第一抛物面反射透镜(16)把光聚集到光线接收器(22)上面，且可见光光束也由菲涅耳透镜反射回接收器。
优选的是，当无雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜全部反射到接收器上。
优选的是，当有雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜少量反射到接收器上。
本发明采取了上述方案以后，当无雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜全部反射到接收器上。当有雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜少量反射到接收器上。利用此原理实现雨量的测量及检测，具有很好的技术效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
图1是本发明基于菲涅尔透镜的雨量传感器的结构示意图；
图2是本发明1基于菲涅尔透镜的雨量传感器的中菲涅耳透镜的结构示意图；
图3a-图3c为光的传输路径的示意图；
图4是本发明基于菲涅尔透镜的雨量传感器的作为可见光传感应应用原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
其中，具体来说，菲涅耳透镜(Fresnel Lens)一般包括：导光硅胶、反射棱镜、棱镜面板、抛物面反射棱镜和聚集棱镜。
其中，一般来说，光线穿过导光硅胶，通过反射棱，棱镜面板把光垂直射入抛物面反射棱镜，最后通过聚集棱镜把所有的光聚集到一起。
为此，基于该原理，本发明提供了一种基于菲涅尔透镜的雨量传感器，由光线发射器(20)、光线接收器(22)和菲涅尔透镜构成，其中，该菲涅尔透镜具有棱镜面板(12)和第一抛光面反射棱镜(16a)和第二抛光面反射棱镜(16b)，且该菲涅尔透镜通过导光硅胶(14)粘贴在前挡风玻璃(10)上，所述菲涅尔透镜上具有第一反射透镜(18a)和第二反射透镜(18b)，其中，光线发射器(20)发射出光线，通过第一抛光面反射棱镜(16a)的抛物面，反射棱镜把光线垂直通过棱镜面板(12)，在棱镜面板上的光线再通过第一反射透镜(18a)及导光硅胶(14)反射到前挡风玻璃(10)上的光线反射区域(10a)，光线反射区域(10a)上的光线通过导光硅胶(14)及第二反射棱镜(18b)，再把光垂直通过棱镜面板(12)及第二抛物面反射棱镜(16b)反射到所述光线接收器(22)上；其中，当外面光线通过前挡风玻璃(10)及导光硅胶(14)，再通过反射棱镜(18)，第一抛物面反射透镜(16)把光聚集到光线接收器(22)上面，且可见光光束也由菲涅耳透镜反射回接收器。
优选的是，当无雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜全部反射到接收器上。
优选的是，当有雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜少量反射到接收器上。
本发明采取了上述方案以后，当无雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜全部反射到接收器上。当有雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜少量反射到接收器上。利用此原理实现雨量的测量及检测，具有很好的技术效果。
其中，更具体地说：
1.此发明适用于利用玻璃为介质光学传感器的汽车。
2.菲涅尔透镜用于环境光传感器及雨量传感器的设计。环境光传感器主要有两种功能，自动开启及关闭汽车灯光，自动提供实时信号给抬头显示设备，自动调节抬台显示的亮度。雨量传感器主要功能，自动控制雨刮器的运行。例如，雨刮电机间歇档，低速，高速档。
3.可提高发射及接收光的效率及灵敏度较低。
4.基于光学传感器器件，一般需要占用较大空间。
5.此发明可小型化传感器的设计空间并优化光学设计。
6.首先，光学传感器由光线的发射器，光线的接收器以及菲涅耳透镜(FresnelLens)组成。利用菲涅耳透镜把光束发射到玻璃介质(类似玻璃)，同时利用菲涅耳透镜把光束从玻璃介质(类似玻璃)接收。
7.其次，当有液体或雨滴打在玻璃上时，发射的光束会通过液体或雨滴折射出去，从而接收器会减少反射回来的光束。利用这一原来实现雨量的检测。
8.可见光也是通过同一原理。菲涅耳透镜的结构如结构图所示。
如图1所示，雨量传感器所括两个独立的光学部分。
工作原理:如FIG 1,20光线发射器发射出光线，通过抛物面反射棱镜(16a)把光线垂直通过棱镜面板(12)。在棱镜面板上的光线再通过18a反射棱镜及导光硅胶(14)反射到前挡风玻璃(10)上的光线反射区域(10a)。光线反射区域(10a)上的光线通过导光硅胶(14)及第二反射棱镜(18b)，再把光垂直通过棱镜面板(12)及第二抛物面反射棱镜(16b)反射到光线接收器(22)上。
此原理可以最高效的发射及接收光线。同时减少其厚度，使其更易于制造。
当无雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜全部反射到接收器上。当有雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜少量反射到接收器上。
利用此原理实现雨量的测量及检测。
如图4，当外面光线通过前挡风玻璃(10)及导光硅胶(14)，再通过反射棱镜(18)，第一抛物面反射透镜(16)把光聚集到光线接收器(22)上面。可见光光束也可由菲涅耳透镜反射回接收器。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于菲涅尔透镜的雨量传感器，其特征在于，由光线发射器(20)、光线接收器(22)和菲涅尔透镜构成，其中，该菲涅尔透镜具有棱镜面板(12)和第一抛光面反射棱镜(16a)和第二抛光面反射棱镜(16b)，且该菲涅尔透镜通过导光硅胶(14)粘贴在前挡风玻璃(10)上，所述菲涅尔透镜上具有第一反射透镜(18a)和第二反射透镜(18b)，其中，光线发射器(20)发射出光线，通过第一抛光面反射棱镜(16a)的抛物面，反射棱镜把光线垂直通过棱镜面板(12)，在棱镜面板上的光线再通过第一反射透镜(18a)及导光硅胶(14)反射到前挡风玻璃(10)上的光线反射区域(10a)，光线反射区域(10a)上的光线通过导光硅胶(14)及第二反射棱镜(18b)，再把光垂直通过棱镜面板(12)及第二抛物面反射棱镜(16b)反射到所述光线接收器(22)上；其中，当外面光线通过前挡风玻璃(10)及导光硅胶(14)，再通过反射棱镜(18)，第一抛物面反射透镜(16)把光聚集到光线接收器(22)上面，且可见光光束也由菲涅耳透镜反射回接收器。
2.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的雨量传感器，其特征在于，当无雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜全部反射到接收器上。
3.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的雨量传感器，其特征在于，当有雨滴在挡风玻璃上时,发射器发射的光线直接通过菲涅耳透镜少量反射到接收器上。
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