CN111912437A - 光电传感器结构 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种光电传感器结构，包括：左光电传感器，从车辆的外部观察时位于车辆的前挡风玻璃的左侧；以及右光电传感器，与左光电传感器对称设置。例如，左光电传感器包括：两个光接收窗口，位于车辆的宽度方向上，以设置在光源的左右方向上具有最大入射量的侧向入射角；虚设部，在两个光接收窗口之间位于两个光接收窗口中的至少一个上，以设置在光源的上下方向上具有最大入射量的入射高度；以及光接收单元，位于光接收窗口的下端，以测量通过光接收窗口从光源接收的光量。

Description

光电传感器结构
技术领域
本公开涉及一种光电传感器结构，更具体地，涉及一种位于车辆的挡风玻璃上的光电传感器结构。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
为了保持用户根据车辆内部环境所要求的温度和湿度，用于控制车辆的外部或内部空气的温度和湿度的空调成为必不可少的元件。
此外，安装在车辆中的空调被配置为根据车辆的内部温度自动控制风速，并且根据太阳光的辐射量(光量)确定车辆的内部温度。
通常，安装光电传感器(太阳光传感器)以测量引入到车辆中的太阳光量，并且根据通过光电传感器(太阳光电传感器)测量的光量来控制空调的运行和强度。
这样的光电传感器(太阳光传感器)设置有左方向感测传感器单元和右方向感测传感器单元，以根据太阳的侧向入射角来测量引入到车辆的左侧和右侧的光量。
此外，每个传感器单元接收光源的光量并输出与光源的光量对应的信号。车辆的温度控制装置基于该输出信号来控制车辆的温度。
例如，当太阳光的入射方向是车辆的前左侧时，车辆的温度控制装置增加车辆的左侧(驾驶员座椅或乘客座椅)的空调强度，并且当太阳光的入射方向是车辆的前右侧时，车辆的温度控制装置增加车辆的右侧(乘客座椅或驾驶员座椅)的空调强度，从而补偿车辆中的太阳光辐射量。
同时，当太阳光以90度角入射时，传统的光电传感器具有最大的输出特性。然而，当作为光源的太阳光具有90度角的入射高度时，引入到车辆内部中的光量可能与由光电传感器测量的光量不同。
已经发现，在实际引入到车辆内部中的光量中，当太阳光相对于车辆的前侧以60度被引入到车辆中时，向位于车辆内部的用户提供的热量最高。
然而，在现有技术中，基于通过光电传感器接收的光量来控制空调，而不考虑用于向乘客提供最高热量的太阳光的入射角。
申请号为10-2005-0068440的韩国专利申请文件涉及一种用于控制车辆的空调的输出的车辆中的太阳光电传感器。
在背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景的理解，因此可能包含不构成本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开旨在提供一种光电传感器结构，该光电传感器结构考虑用于发射引入到车辆中的光的光源的位置来提供光接收性能。
另外，本公开提供一种光电传感器结构，通过能够精确地测量引入到车辆中的光量的光电传感器结构来根据乘客的位置分别控制空调。
根据本公开的一个方面，一种用于限定纵向轴线的车辆的光电传感器结构包括：左光电传感器，位于车辆的挡风玻璃的左侧；以及右光电传感器，关于纵向轴线与左光电传感器对称设置。另外，左光电传感器和右光电传感器中的每一个包括：两个光接收窗口，位于车辆的宽度方向上，以设置在光源的左右方向上具有最大入射量的侧向入射角；虚设部，在两个光接收窗口之间位于两个光接收窗口中的至少一个上，以设置在光源的上下方向上具有最大入射量的入射高度；以及光接收单元，位于光接收窗口的下端，以测量通过光接收窗口从光源接收的光量。
两个光接收窗口中的每一个可以包括：第一窗口，靠近挡风玻璃的侧面(侧边)设置；以及第二窗口，邻近于第一窗口设置，并且可以根据第二窗口的宽度与第一窗口的宽度的比值来确定具有最大侧向入射量的侧向入射角。
随着第二窗口的宽度(A)与第一窗口的宽度(B)的比值(R1＝A/B)增大，光源的具有最大入射量的入射角可以变得更靠近0°。
第一窗口的宽度可以小于第二窗口的宽度。
可以根据虚设部的前端和光电传感器的前端之间的距离(C)与虚设部的后端和光电传感器的后端之间的距离(D)的比值(R2＝C/D)来设置具有最大入射量的入射高度。
具有最大入射量的入射高度可以随着比值(R2＝C/D)增大而增大。
虚设部可以位于第二窗口的靠近第一窗口的一端。
光电传感器结构可以进一步包括：控制器，被配置为根据通过左光电传感器和右光电传感器根据侧向入射角和入射高度测量的引入到光接收单元的光量来控制车辆的空调。
控制器可以被配置为比较由左光电传感器和右光电传感器接收的光量并根据接收的光量控制位于车辆内部的空调的输出。
控制器可以被配置为基于根据光源的入射高度而施加的光量来控制车辆的空调的输出。
根据本文提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可以更充分地理解本公开，现在将参照附图对通过示例的方式给出的本公开的各种形式进行描述，其中：
图1是示出根据本公开的形式的引入到位于车辆中的光电传感器结构中的光的入射高度和侧向入射角的视图；
图2是示出根据本公开的形式的对称布置的两个光电传感器的视图；
图3是根据本公开的形式的一个光电传感器的放大视图；
图4是示出根据本公开的形式的当光源位于竖直方向上时被引入到两个光电传感器中的光的路径的视图；
图5a是示出根据本公开的形式的当光源具有左20度入射角时被引入到两个光电传感器中的光的路径的视图；
图5b是示出根据本公开的形式的当光源具有左45度入射角时被引入到两个光电传感器中的光的路径的视图；
图6a是示出根据本公开的形式的当光源具有右20度入射角时被引入到两个光电传感器中的光的路径的视图；
图6b是示出根据本公开的形式的当光源具有右45度入射角时被引入到两个光电传感器中的光的路径的视图；
图7是示出根据本公开的形式的当光源在车辆的宽度方向上移动时由两个光电传感器接收的光量的曲线图；
图8是示出根据本公开的形式的当光源在车辆的宽度方向上移动时根据第二窗口的宽度与第一窗口的宽度的比值的光电传感器的输出变化的视图；
图9a是示出根据本公开的形式的当光源在车辆的长度方向上具有低入射高度时被引入到光电传感器中的光的路径的视图；
图9b是示出根据本公开的形式的当光源在车辆的长度方向上具有中入射高度时被引入到光电传感器中的光的路径的视图；
图9c是示出根据本公开的形式的当光源在车辆的长度方向上具有最佳入射高度时被引入到光电传感器中的光的路径的视图；以及
图10是示出根据本公开的形式的光源在车辆的长度方向上移动时根据虚设部的位置的光电传感器的输出变化的视图。
本文描述的附图仅出于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
在说明书中描述的术语“单元”、“-部”和“模块”指示用于处理至少一个功能或操作的单元，可以通过硬件、软件或其组合来实现。
在本公开中，术语“第一”、“第二”等用于将具有相同名称的组件彼此区分开，并且在以下描述中，组件的顺序不限于此。
在本公开中，术语“入射高度”被定义为当太阳位于车辆的前方时为0度，而当太阳位于车辆的车顶正上方时为90度。
另外，在本公开中，将位于车辆的前表面的外部的挡风玻璃的左侧的光电传感器称为左光电传感器，并且将位于挡风玻璃的右侧的光电传感器称为右光电传感器。左侧和右侧根据两个对称配置的光电传感器的相对位置确定。
另外，在本公开中，可以通过光电传感器装置同时或独立地确定光源的入射高度和侧向入射角。然而，在本公开中，区别地描述入射高度和侧向入射角。此外，由光电传感器装置接收的光量受入射高度和侧向入射角两者影响。
图1示出了包括光电传感器结构的车辆10的前视图和侧视图。
如图所示，在本公开中，太阳被用作光源500，并且示出了从光源500到车辆10的光的左入射角和右入射角的基准。从车辆的前侧观察时，位于车辆10的最上部的太阳被设置为0度，并且水平地位于车辆的侧面的光源500被设置为左(负)90度和右(正)90度。
另外，在车辆10的长度方向(前到后)上，位于车辆10的车顶最上部的垂直于车辆10的水平方向(0度)的光源被设置为90度。
当从车辆10的前侧观察时光源500移动到车辆10的侧面时，用于测量入射到车辆10的挡风玻璃300上的光量的左光电传感器和右光电传感器可以被操作，并且车辆10内部的空调(未示出)可以根据由左光电传感器和右光电传感器根据光源500的入射角测量的光量分别执行空气调节。
另外，位于车辆10内部的所有空调可以基于由两个光电传感器根据在车辆10的前后方向上的光源500的入射高度而测量的光量来操作。
也就是说，在本公开中，可以基于位于车辆10的前后方向上的光源500的入射高度来设置空调中的所有空气调节参考值，并且可以根据位于车辆10的左侧和右侧的光源500的入射角来测量引入到车辆10的驾驶员座椅和乘客座椅中的每一个的光量，以分别执行每个座椅的空气调节。
图2示出根据本公开的形式的位于车辆10的挡风玻璃300的内表面上的光电传感器装置100。
如图所示，光电传感器装置100连接到位于车辆内部的控制器400，并且被配置为根据光电传感器装置100接收的光量施加电流。
更优选地，光电传感器装置100的光接收单元140和240根据基于光源的位置接收的光量来产生电流，并且控制器400根据电流的大小来确定接收的光量(参见图5a)。
本公开的光电传感器装置100被配置为当引入到光接收单元140和240中的光量大时输出相对较高的电流值，并且当引入到光接收单元140和240中的光量小时输出相对较低的电流值。
控制器400位于车辆内部，并且被配置为从光电传感器装置100接收电流，以确定光量并控制车辆的空调。
更优选地，控制器400可以被配置为根据左光电传感器110和右光电传感器210接收的光量来控制车辆的空调，并根据光源500的侧向入射角来控制驾驶员座椅和乘客座椅的空气调节输出。
光电传感器装置100包括从车辆10的外部观察时位于车辆的挡风玻璃300左侧的左光电传感器110和与左光电传感器110左右对称的右光电传感器210。
如图2所示，左光电传感器110包括在车辆的宽度方向上顺序地设置以对应于光源500的侧向入射角的两个光接收窗口121和122、以及设置在两个光接收窗口121和122中的至少一个中并位于光接收窗口121和122之间的第一虚设部130。
即，在本公开的一种形式中，包括靠近挡风玻璃300的侧面设置的第一窗口121和邻近于第一窗口121设置的第二窗口122。可以根据在车辆的宽度方向上形成的第二窗口122的宽度与第一窗口121的宽度的比值来设置具有最大入射光量的侧向入射角。
此外，在本公开的一种形式中，位于第二窗口122处的第一虚设部130可以被配置为设置具有从光源500供应到车辆的前侧的最大光量的最大入射高度。
即，在本公开中，第一虚设部130被配置为设置光源500在车辆的长度方向上所位于的最大入射高度。
另外，在本公开中，在长度方向上相对于车辆的中心轴线与左光电传感器110左右对称的右光电传感器210被配置为包括分别对应于第一窗口121、第二窗口122和第一虚设部130的第三窗口221、第四窗口222和第二虚设部230。
更优选地，第二虚设部230可以设置在基本上对应于第一虚设部130的位置，并且与第一虚设部130一样，可以被配置为设置右光电传感器210中具有最大光量的最大入射高度。
图3是根据本公开的形式的右光电传感器210的放大视图。
如参照图2所描述的，右光电传感器210与左光电传感器110对称，并且包括靠近挡风玻璃300的侧面设置的第三窗口221和邻近于第三窗口221形成的第四窗口222。
第二虚设部230位于第四窗口222上，以设置具有从光源500接收的最大光量的最大入射高度。
即，如图2所示，第一虚设部130和第二虚设部230分别设置在左光电传感器110和右光电传感器210中，以分别设置左光电传感器110和右光电传感器210具有最大光量的最大入射高度。
最大光量被引入到位于车辆的长度方向上以预定角度倾斜的挡风玻璃300的内表面上的光电传感器装置100中。即，光接收单元140和240接收最大光量的入射高度高于或低于光源500在车辆的长度方向上垂直于挡风玻璃300的表面位于的入射高度，而不是光源500在车辆的长度方向上垂直于挡风玻璃300的表面位于的入射高度。
总之，通过包括第一虚设部130和第二虚设部230的光电传感器装置100的构造，在车辆的长度方向上具有最大光量的入射高度可以与来自光源500的光垂直入射到挡风玻璃300上的角度略有不同。优选地，最大光量可以由光电传感器装置100在车辆的长度方向上在20度至40度的入射高度处测量到。
此外，如图3所示，可以根据在光电传感器装置100的前端与第一虚设部130或第二虚设部230的一端之间限定的距离C与在光电传感器装置100的后端与第一虚设部130或第二虚设部230的另一端之间限定的距离D的比值R2＝C/D来设置具有最大光量的入射高度。
另外，根据第四窗口222的宽度A与第三窗口221的宽度B的比值R1＝A/B来确定具有从位于车辆的左侧的光源500引入到右光电传感器的最大光量的侧向入射角。
右光电传感器210位于车辆10的挡风玻璃300的外部的右侧，并且被配置为对应于在车辆的宽度方向上与右光电传感器210对称的左光电传感器110。因此，可以根据第二窗口122的宽度A与第一窗口121的宽度B的比值R1＝A/B来设置具有被引入到左光电传感器110中的最大光量的右入射角。
更优选地，由于本公开的左光电传感器110和右光电传感器210彼此对称，因此具有从光源500引入到车辆的左侧和右侧的最大光量的入射角是相同的。
通过以上构造，可以根据距光电传感器的前端的距离C与距光电传感器的后端的距离D的比值R2＝C/D来设置具有最大光量的入射高度。另外，下面将描述根据第二窗口122或第四窗口222的宽度A与第一窗口121或第三窗口221的宽度B的比值R1＝A/B的具有从光源500引入到车辆的左侧和右侧的最大光量的侧向入射角。
图4是根据本公开的形式的左光电传感器110和右光电传感器210的侧横截面视图，示出了当光源500的光以0度入射时的光接收区域。
如图所示，示出了当光源500的光以0度(左角和右角均为0度)入射时引入到分别包括虚设部130和230的窗口中并被光接收单元140和240接收的光量。
即，在本公开的形式中，包括虚设部130和230的光电传感器装置100被配置为当侧向入射角为0度时，阻挡一些光被引入到光接收单元140和240中。
图5a示出了光源500位于左20度时测量的光接收单元140和240的亮区域。
如图所示，由在车辆的宽度方向上位于左20度的光源500引入到位于挡风玻璃300的内部右侧的左光电传感器110的光量相对高于引入到位于挡风玻璃300的内部左侧的右光电传感器210的光量。
即，如图所示，从位于左20度的光源500引入到左光电传感器110的光量大于当光源50位于0度时入射到图4的入射区域的光量。
更优选地，在本公开的形式中，左光电传感器110在位于作为侧向入射角的左20度的光源500的位置处具有最大光量。
可以看出，在右光电传感器210的情况下，所接收的光量相对低于当光源500位于0度时图4的光接收区域中所接收的光量。
即，位于挡风玻璃内部的光电传感器装置100被配置为使得引入到左光电传感器110和右光电传感器210中的光量根据车辆的侧向入射角而变化，并且在车辆的各位置处的空调可以基于左光电传感器110和右光电传感器210接收的光量来操作。
即，当由左光电传感器110接收的光量高时，可以将乘客座椅(右座椅)的空气调节强度控制为相对高于驾驶员座椅(左座椅)的空气调节强度。
更优选地，如图5b所示，在本公开的形式中，当光源500位于左45度时，左光电传感器110接收的光量相对低于当光源500位于左20度时接收的光量。
总之，如参照图5a和图5b所描述的，可以将比值R1设置为使得当光源500位于左20度时左光电传感器110具有最大接收光量。
图6a示出了当光源500位于作为侧向入射角的右20度时引入到左光电传感器110和右光电传感器210中的光量。
如图所示，当光源500位于右20度以具有侧向入射角时，引入到右光电传感器210中的光量相对高于引入到左光电传感器110中的光量。
即，当光源500位于车辆的右侧时，引入到车辆的左侧(驾驶员)中的光量相对高于引入到车辆的右侧(乘客)中的光量。
因此，控制器400可以控制空调的操作，使得车辆的左空调的空气调节量相对高于右空调的空气调节量。
如图6b所示，当光源500位于作为侧向入射角的右45度时，右光电传感器210接收的光量相对低于当光源位于作为侧向入射角的右20度时的光量。
因此，在本公开的一个形式中，可以将比值R1设置为使得当右入射角为20度时右光电传感器210具有最大接收光量。
如参照图4至图6b所描述的，在本公开的形式中，当左入射角为20度时，左光电传感器110具有最大光量，而当右入射角为20度时，右光电传感器210具有最大光量。
更优选地，在本公开中，设置使左光电传感器110和右光电传感器210具有最大光量的左入射角和右入射角，使得根据设置在每个光电传感器中的窗口的宽度的比值确定最大侧向入射角。
图7是示出根据本公开的形式的当光源500位于车辆的左侧或右侧时接收的光量的曲线图。
该曲线图示出当光源500的侧向入射角在左20度和右20度时，左光电传感器110和右光电传感器210接收到最大光量。
即，当光源500的侧向入射角为右20度时，引入到右光电传感器210中的光量最大，而当光源500的侧向入射角为左20度时，引入到左光电传感器110中的光量最大。
总之，如图所示，在本公开的形式中，将比值R1设置为5.25，使得当光源500位于左20度时，引入到左光电传感器110中的光量最大，并且当光源500位于右20度时，引入到右光电传感器210中的光量最大。
图8示出右光电传感器210的比值R1与具有最大接收光量的侧向入射角之间的关系。
在本公开中，比值R1表示左光电传感器110中的第二窗口122的宽度A与第一窗口121的宽度B的比值R1＝A/B，以及右光电传感器210中的第四窗口222的宽度A与第三窗口221的宽度B的比值R1＝A/B。
此外，在本公开的形式中，由于左光电传感器110的比值R1和右光电传感器210的比值R1可以相同，因此，图8示出了根据R1值的变化的由右光电传感器210接收到最大光量的侧向入射角的变化。
如图所示，可以看出，当比值R1从4.49变为6.98时进行实验的结果是，具有最大接收光量的侧向入射角随着R1值减小而增大。
另外，可以看出，随着R1值减小，即，随着第四窗口222的宽度与第三窗口221的宽度之差减小，入射角为0度的接收光量减少。
即，可以通过比值的变化来设置具有最大光量(接收光)的侧向入射角，并且当光源500位于作为入射角的0度时，引入到光电传感器装置100中的光量可以减少。
图9a至图9c示出了左光电传感器110的侧视图，并且示出了当光源500位于车辆的前方和后方时引入到光电传感器装置100中的光的路径。
本公开的光电传感器装置100位于挡风玻璃300的内表面上，并且挡风玻璃300在车辆的长度方向上以预定角度倾斜。
因此，由于光电传感器装置100以预定角度附接到挡风玻璃300以平行于挡风玻璃300，因此在车辆的长度方向上从0度的入射角到形成在挡风玻璃300上的光电传感器装置的倾斜角的区域(低高度)中，比最大光量少的光量施加到光电传感器装置100。
即，如图9a至图9b所示，引入到包括第一虚设部130和第二虚设部230的光电传感器装置100中的光量低于图9c所示的接收的光量。
即，光电传感器装置100中包括的第一虚设部130和第二虚设部230可以被配置为在大于形成在挡风玻璃300上的光电传感器装置的倾斜角的入射高度(高高度)区域中具有最大接收光量。
更优选地，可以根据作为根据第一虚设部130和第二虚设部230的形状的比值R2的距光电传感器的前端的距离C与距光电传感器的后端的距离D的比值R2＝C/D来设置具有由光电传感器装置100接收的最大光量的入射高度。
图10示出了根据比值R2的具有最大接收光量的光源500的入射高度值。
如图所示，将比值R2设置为0.09至1.4，并且具有最大接收光量的入射高度根据比值R2从前15度变化为前40度。
即，虚设部130和230改变距光电传感器的前端的距离C与距光电传感器的后端的距离D的比值R2＝C/D，以设置在车辆的长度方向上具有最大接收光量的光源500的入射高度。
在本公开中，由于提供了包括位于挡风玻璃300内部的两个光电传感器的光电传感器装置100，因此可以提供一种光电传感器结构，该光电传感器结构能够根据光源500的入射高度和侧向入射角来确定由光电传感器接收的光量之间的差值，并基于接收的光量的差值来控制驾驶员座椅和乘客座椅中的每一个中的空气调节量。
本公开可以通过上述形式获得以下效果。
在本公开中，由于根据车辆内部的位置，可以更精确地测量引入的光量以根据用户要求更精确地控制空调，因此可以提供处理用户请求的光电传感器结构。
另外，在本公开中，由于提供了能够测量在车辆的前后方向和左右方向上入射的光量的光电传感器结构，因此可以为坐在车辆中的乘客进行舒适的空气调节。
虽然结合当前被认为是实用的示例性形式的内容描述了本公开，但是将理解的是，本公开不限于所公开的形式，相反，本公开旨在涵盖包括在本公开的思想和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种用于具有挡风玻璃的车辆的光电传感器结构，所述车辆限定纵向轴线，所述光电传感器结构包括：
左光电传感器，位于所述车辆的挡风玻璃的左侧；以及
右光电传感器，关于所述纵向轴线与所述左光电传感器对称设置，
其中所述左光电传感器和所述右光电传感器中的每一个包括：
两个光接收窗口，位于所述车辆的宽度方向上，以设置在光源的左右方向上具有最大入射量的侧向入射角；
虚设部，在所述两个光接收窗口之间位于所述两个光接收窗口中的至少一个上，以设置在所述光源的上下方向上具有最大入射量的入射高度；以及
光接收单元，位于光接收窗口的下端，以测量通过光接收窗口从所述光源接收的光量。
2.根据权利要求1所述的光电传感器结构，其中，
所述两个光接收窗口中的每一个包括：
第一窗口，靠近所述挡风玻璃的侧面设置；以及
第二窗口，邻近于所述第一窗口设置，
其中根据所述第二窗口的宽度与所述第一窗口的宽度的比值来确定具有最大侧向入射量的侧向入射角。
3.根据权利要求2所述的光电传感器结构，其中，
随着所述第二窗口的宽度(A)与所述第一窗口的宽度(B)的比值(R1＝A/B)增大，所述光源的具有最大入射量的入射角变得更靠近0°。
4.根据权利要求2所述的光电传感器结构，其中，
所述第一窗口的宽度小于所述第二窗口的宽度。
5.根据权利要求1所述的光电传感器结构，其中，
根据所述虚设部的前端和光电传感器的前端之间的距离(C)与所述虚设部的后端和所述光电传感器的后端之间的距离(D)的比值(R2＝C/D)来设置具有最大入射量的入射高度。
6.根据权利要求5所述的光电传感器结构，其中，
具有最大入射量的入射高度随着比值(R2＝C/D)增大而增大。
7.根据权利要求2所述的光电传感器结构，其中，
所述虚设部位于所述第二窗口的靠近所述第一窗口的一端。
8.根据权利要求1所述的光电传感器结构，进一步包括：
控制器，根据通过所述左光电传感器和所述右光电传感器根据所述侧向入射角和所述入射高度测量的引入到所述光接收单元的光量来控制所述车辆的空调。
9.根据权利要求8所述的光电传感器结构，其中，
所述控制器比较由所述左光电传感器和所述右光电传感器接收的光量并根据接收的光量控制位于所述车辆内部的所述空调的输出。
10.根据权利要求8所述的光电传感器结构，其中，
所述控制器基于根据所述光源的入射高度而施加的光量来控制所述车辆的空调的输出。
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