CN107272086B - 雨量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雨量传感器，光线发射管发光，通过发射透镜组成的雨量发射光学透镜组到达挡风玻璃内表面形成全反射，再经由中心的接收透镜汇聚到中心光线接收管。每颗发射透镜的结构设计使发射透镜对光线形成全反射和折射，从而能够使得更多的光线在挡风玻璃内表面形成全反射，然后被中心接收管接收，而接收透镜的设计即为将更多的全反射光线会聚到中心接收管，从而增加对雨滴灵敏的区域面积，降低成本，进而准确判断雨量大小从而启闭雨刷，调节雨刷速率。

Description

雨量传感器

技术领域

本发明涉及车辆控制装置技术领域，特别涉及一种雨量传感器。

背景技术

现有的雨量传感器主要是通过红外LED发射红外光线，透过光线传播部件在前挡风玻璃外表面发生反射，从而被光敏二极管接收，以此判断车外是否下雨和降雨的强度、大小，从而启闭雨刷工作，调节速率。当有雨滴滴落至前挡风玻璃后，由于一部分光线会通过雨滴折射出去，造成光敏二极管收集到的信号发生变化，光学效率不高，雨滴感应面积较小，无法准确判断车外环境雨量情况，从而造成误操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有雨量传感器的雨滴感应面积较小，光学效率不高，无法准确判断车外环境雨量情况，从而造成误操作的难题，本发明提供一种雨量传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种雨量传感器，安装在车辆挡风玻璃内表面，包括光线发射管、光学透镜组和光线接收管，所述光学透镜组包括发射透镜和接收透镜，所述发射透镜对光线形成全反射和折射后将光线射入接收透镜，由接收透镜将光线汇聚到光线接收管上，本发明的设计使发射透镜的对光线形成全反射和折射，从而能够使得更多的光线在挡风玻璃内表面形成全反射，然后被中心接收管接收，而接收透镜的设计即为将更多的全反射光线会聚到中心接收管，从而增加对雨滴灵敏的区域面积。

所述光学透镜组包括若干颗发射透镜，每颗发射透镜对应设置一颗光线发射管，所有发射透镜环绕所述接收透镜呈圆周阵列均匀分布，接收透镜位于圆周阵列中心位置，光线接收管位于圆周阵列的中心轴线上。发射透镜圆周阵列和接收透镜的设计将更多的全反射和折射光线汇聚到光线接收管，从而增加对雨滴灵敏的区域面积，大幅提升雨滴感应面积，提高雨量传感器的准确性。

作为优选，所述光学透镜组包括六颗发射透镜。

进一步，发生全反射和折射的具体结构为：所述发射透镜的上表面为平面，下表面具有凹槽，凹槽包括左侧壁、右侧壁、内侧壁和外侧壁，左侧壁和右侧壁相对设置，内侧壁和外侧壁相对设置，内侧壁朝向外侧壁的一面向外侧壁外凸有圆弧凸部，外侧壁朝向内侧壁的一面呈内凹的圆弧面。

所述圆弧凸部的圆弧面上对光线为折射。

所述内凹的圆弧面上对光线为全反射。

为了能够汇聚更多的光线，所述接收透镜的上表面为平面，下表面具有内凹部。

所述圆弧凸部的圆弧所在的圆为圆A，内凹的圆弧面的圆弧所在的圆为圆B，圆A和圆B的圆心在同一直线上，且圆B相对于圆A更靠近接收透镜。为了更多汇聚到光线接收管，接收透镜全反射的面积大于折射面积。

所述光线发射管为LED发光二极管。

所述发射透镜与挡风玻璃之间具有凝胶，光线经过发射透镜和凝胶后在挡风玻璃内表面发生全反射。

为了将雨量传感器固定在挡风玻璃表面，所述光学透镜组与挡风玻璃之间具有凝胶，光线经过光学透镜组和凝胶后在挡风玻璃内表面发生全反射。

本发明的有益效果是，本发明的雨量传感器，光线发射管发光，通过发射透镜组成的雨量发射光学透镜组到达挡风玻璃内表面形成全反射，再经由中心的接收透镜汇聚到中心光线接收管。每颗发射透镜的结构设计使发射透镜对光线形成全反射和折射，从而能够使得更多的光线在挡风玻璃内表面形成全反射，然后被中心接收管接收，而接收透镜的设计即为将更多的全反射光线会聚到中心接收管，从而增加对雨滴灵敏的区域面积，降低成本，进而准确判断雨量大小从而启闭雨刷，调节雨刷速率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的光学透镜组上表面的立体的结构示意图。

图2是本发明的光学透镜组下表面的立体的结构示意图。

图3是本发明的雨量传感器光学原理图。

图中：1、光线发射管，1-1、光线，2、光线接收管，3、发射透镜，31、凹槽，311、内侧壁，3111、圆弧凸部，312、外侧壁，3121、内凹的圆弧面，4、接收透镜，41、内凹部，5、挡风玻璃，6、凝胶。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-3所示，本发明的一种雨量传感器，安装在车辆挡风玻璃5内表面，包括光线发射管1、光学透镜组和光线接收管2，光学透镜组包括发射透镜3和接收透镜4，发射透镜3对光线1-1形成全反射和折射后，将光线1-1射入接收透镜4，由接收透镜4将光线1-1汇聚到光线接收管2上。光线发射管1为LED发光二极管。光线接收管2为光敏二极管。光敏二极管将光信号转换为电信号。当然，光线接收管2还可以是其他光电转换器件。

光学透镜组包括若干颗发射透镜3，每颗发射透镜3对应设置一颗光线发射管1，所有发射透镜3环绕接收透镜4呈圆周阵列均匀分布，接收透镜4位于圆周阵列中心位置，光线接收管2位于圆周阵列的中心轴线上。发射透镜3的上表面为平面，下表面具有凹槽31，凹槽31包括左侧壁、右侧壁、内侧壁311和外侧壁312，左侧壁和右侧壁相对设置，内侧壁311和外侧壁312相对设置，内侧壁311朝向外侧壁312的一面向外侧壁312外凸有圆弧凸部3111，外侧壁312朝向内侧壁311的一面呈内凹的圆弧面3121。圆弧凸部3111的圆弧面上对光线1-1为折射。内凹的圆弧面3121上对光线1-1为全反射。圆弧凸部3111的圆弧所在的圆为圆A，内凹的圆弧面3121的圆弧所在的圆为圆B，圆A和圆B的圆心在同一直线上，且圆B相对于圆A更靠近接收透镜4。接收透镜4的上表面为平面，下表面具有内凹部41,内凹部41呈内凹的曲面。

本实施例中，光学透镜组包括六颗发射透镜3。

为了将雨量传感器固定在挡风玻璃5表面，光学透镜组上表面与挡风玻璃5之间具有凝胶6，光线1-1经过光学透镜组和凝胶6后在挡风玻璃5内表面发生全反射。雨量传感器光学模块由只能透过红外线的材料制作。

其中，六颗光线发射管1发光，分别通过六颗发射透镜3形成折射与全反射后到达挡风玻璃5内表面再形成全反射，再经由中心的接收透镜4汇聚到中心光线接收管2。六颗发射透镜3结构相同，围成圆周阵列。每颗发射透镜3结构的设计使更多的光线1-1在挡风玻璃5内表面形成全反射被光线接收管2接收，而发射透镜3圆周阵列和接收透镜4的设计即为将更多的全反射光线1-1汇聚到光线接收管2，从而增加对雨滴灵敏的区域面积，大幅提升雨滴感应面积，提高雨量传感器的准确性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种雨量传感器，安装在车辆挡风玻璃(5)内表面，其特征在于：包括光线发射管(1)、光学透镜组和光线接收管(2)，所述光学透镜组包括发射透镜(3)和接收透镜(4)，所述发射透镜(3)对光线(1-1)形成全反射和折射后将光线(1-1)射入接收透镜(4)，由接收透镜(4)将光线(1-1)汇聚到光线接收管(2)上；

所述光学透镜组包括若干颗发射透镜(3)，每颗发射透镜(3)对应设置一颗光线发射管(1)，所有发射透镜(3)环绕所述接收透镜(4)呈圆周阵列均匀分布，接收透镜(4)位于圆周阵列中心位置，光线接收管(2)位于圆周阵列的中心轴线上；

所述发射透镜(3)的上表面为平面，下表面具有凹槽(31)，凹槽(31)包括左侧壁、右侧壁、内侧壁(311)和外侧壁(312)，左侧壁和右侧壁相对设置，内侧壁(311)和外侧壁(312)相对设置，内侧壁(311)朝向外侧壁(312)的一面向外侧壁(312)外凸有圆弧凸部(3111)，外侧壁(312)朝向内侧壁(311)的一面呈内凹的圆弧面(3121)；

所述圆弧凸部(3111)的圆弧面上对光线(1-1)为折射；

所述内凹的圆弧面(3121)上对光线(1-1)为全反射。

2.如权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于：所述光学透镜组包括六颗发射透镜(3)。

3.如权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于：所述接收透镜(4)的上表面为平面，下表面具有内凹部(41)。

4.如权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于：所述圆弧凸部(3111)的圆弧所在的圆为圆A，内凹的圆弧面(3121)的圆弧所在的圆为圆B，圆A和圆B的圆心在同一直线上，且圆B相对于圆A更靠近接收透镜(4)。

5.如权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于：所述光线发射管(1)为LED发光二极管。

6.如权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于：所述光学透镜组与挡风玻璃(5)之间具有凝胶(6)，光线(1-1)经过光学透镜组和凝胶(6)后在挡风玻璃(5)内表面发生全反射。