DE19631059A1 - Optische Sensoren mit integriertem Detektor zum Erkennen der Verschmutzung des Lichtaustrittsfensters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft optische Sensoren mit integriertem Detektor zum Erkennen der Verschmutzung des Lichtaustritts­ fensters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind optische Sensoren bekannt die die Verschmutzung von transparenten Körpern, z. B. von Kraftfahrzeugwindschutz­ scheiben sensieren. Diese Sensoren sind im Inneren eines Fahrzeugs angeordnet und durch das zu sensierende Medium, z. B. Windschutzscheibe, selbst vor Verschmutzung ge­ schützt. Sensoren, deren Aufgabe im sensieren fahrzeugexter­ ner Körper und Geometrien, z. B. Hindernisse, besteht, sind in die Fahrzeugoberfläche integriert und somit vor Ver­ schmutzung nicht zu schützen. Da die Sensorik auf dem Ver­ gleich der Intensität von gesendeter und empfangener Licht­ strahlung basiert, ist es nicht möglich zwischen abnehmender Lichtintensität durch Absorption oder Streuung aufgrund ei­ nes verschmutzten Lichtaustrittsfensters oder durch z. B. ein Hindernis zu unterscheiden. Das bedeutet, daß von der Steue­ rung empfangene Signale nicht mehr eindeutig zugeordnet wer­ den können. Bei sicherheitsrelevanten optischen Sensorsyste­ men bedeutet dies die Gefährdung des durch die Sensorik zu schützenden Systems. Es ist also für das System existen­ tiell, ein verschmutztes Lichtaustrittsfenster zu erkennen und es zu reinigen oder das Sensorsystem außer Kraft zu set­ zen und z. B. dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges den Ausfall der Sensoric anzuzeigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, optische Sensoren mit integriertem Detektor zum Erkennen der Ver­ schmutzung des Lichtaustrittsfensters aufzubauen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den sich aus den kennzeichnenden Teilen des Anspruches 1 ergebenden Merkmalskombinationen gelöst.

Der Schmutzdetektor ist eine Erweiterung für technisch be­ kannte und ausgereifte optischen Sensoren. Das Prinzip des Detektors besteht im Ausnutzen eines definierten Teils der vorhandenen Sensorsendestrahlung. Diese Teilsendestrahlung wird über eine Lichtaustrittsscheibe zu einem zweiten Strah­ lungsempfänger abgezweigt. Die hier eintreffende Lichtinten­ sität wird mit der emittierten verglichen. Die Differenz der Intensitäten bildet dann ein Maß für die Scheibenverschmut­ zung. Diese Information ist durch die Steuerung des Sensors auswert- und nutzbar.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht nun darin, daß der Sen­ sor in der Lage ist seine Verschmutzung selbst zu erkennen und über die Steuerung entsprechende Maßnahmen einzuleiten, z. B. daß System abzuschalten oder, wenn vorhanden, eine Rei­ nigungsvorrichtung zu aktivieren.

Vorteilhaft ist die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 2 und 3 der Erfindung. Wird das Koppelmittel in das Lichtaus­ trittsfenster des Sensors eingegossen und der Strahlungs­ empfänger direkt auf das Koppelmittel aufgeklebt, läßt sich eine sehr kompakte Anordnung für die Bauteile des Schmutzde­ tektors verwirklichen.

Der Schmutzdetektor vergrößert den Sensor entsprechend nur unerheblich.

Verwirklicht man den Detektor als autonomen Sensor mit den entsprechend benötigten Teilen nach Anspruch 4 und 5 der Erfindung, kann man bei Anwendung mehrerer Detektoren größe­ re Flächen z. B. Reflexionsspiegel oder andere optische Flä­ chen auf Schmutz untersuchen.

Der Vorteil der Erfindung besteht nun darin, daß der Sensor seine eigene Verschmutzung erkennt und damit seine Steuerung entsprechend beeinflussen und geeignete sicherheitsrelavante Maßnahmen einleiten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert nachfolgend anhand einer Zeichnung, den prinzipiellen Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung, einem Sensor mit integriertem Detektor.

Der Sensor 2 ist aus einem Sensorgehäuse 10, einem Lichtaus­ trittsfenster 7, einem Strahlungssender 3 und zwei Strah­ lungsempfängern 4, 6 aufgebaut. Die Bauteile des Detektors 1, Strahlungsempfänger 6 und Koppelmittel 9, werden in den her­ kömmlichen optischen Sensor 2 integriert. Das Koppelmittel 9 ist in der Scheibe des Lichtaustrittsfensters eingearbeitet oder an der Scheibe befestigt. Es ist derart im Strahlengang der Sendestrahlung des Senders integriert, daß es einen def­ finierten Teil der emittierten Strahlung 5 auffängt, ihn in das Koppelmittel 9 der Lichtaustrittsscheibe 7 einkoppelt, in der Scheibe reflektiert, wieder auskoppelt und zum Detektorstrahlungsempfänger 6 weitersendet. Die nicht dar­ gestellte Steuerung des Sensors ist in der Lage aus der Dif­ ferenz der Lichtintensität aus emittierter und absorbierter Strahlung die Verschmutzung des Lichtaustrittsfensters des Sensors zu erkennen und entsprechende steuernde Maßnahmen zu ergreifen. Bei z. B. nicht genau identifizierbaren Signalen, die durch die Verschmutzung 8 des Fensters 7 hervorgerufen werden, werden sicherheitsrelevanten Sensorsysteme abge­ schaltet oder die Sensoren mit einer entsprechenden Reini­ gungsvorrichtung gesäubert.

Claims (5)

1. Optischer Sensor (2) mit Lichtaustrittsfensters (7)′ der mit einem Strahlungssender (3) und mindestens einem Strahlungsempfänger (4) ausgestattet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Teil der Sendelichtstrahlung -(5) abgetrennt, durch einen zweiten Strahlungsempfänger (6) aufgenommen und zum sensieren der Verschmutzung (8) des Lichtaustrittsfensters (7) so verwandt wird, daß der Anteil der empfangenen Strahlung in Relation zur gesen­ deten Strahlung, als Maß der Verschmutzung (8) ausge­ wertet wird.

2. Optischer Sensor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zweiter Strahlungsempfänger (6) im Strahlengang der Sendelichtstrahlung und ein Strahlungs­ sender (3) gemeinsam hinter dem Lichtaustrittsfenster (7) des Sensors (2) positioniert sind.

3. Optischer Sensor (2) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein bekanntes einkoppelndes und aus­ koppelndes Koppelmittel (9) für den Verschmutzungsde­ tektor (1) in das Material des Lichtaustrittsfensters (7) eingearbeitet oder auf das Lichtaustrittsfenster auf­ gebracht ist.

4. Optischer Sensor (2) nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zusätzlicher Strahlungssender mit ei­ nem Strahlungsempfänger im Sensorgehäuse (2) integriert ist.

5. Optischer Sensor (2) nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Strahlungsempfänger und Strahlungssender für den Schmutzdetektor in einem zusätzlichen Detektor­ gehäuse zusammengefaßt sind.