KR101101538B1 - Optical sensor device - Google Patents

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KR101101538B1 KR1020090032440A KR20090032440A KR101101538B1 KR 101101538 B1 KR101101538 B1 KR 101101538B1 KR 1020090032440 A KR1020090032440 A KR 1020090032440A KR 20090032440 A KR20090032440 A KR 20090032440A KR 101101538 B1 KR101101538 B1 KR 101101538B1
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테에르베 오토모티브 일렉트로닉스 운트 콤포넌츠 게엠베하
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Abstract

광 센서 장치(optical sensor device)는 발광기(24), 수광기(26), 및 발광기(24)에 의해 방출된 광선속(光線束)을 창유리 내외로 커플링하고 수광기(26)로 안내하는 데 사용되는 렌즈 플레이트(12)를 구비하는 센서 유닛을 포함한다. 렌즈 플레이트(12)는 발광기(24)와 수광기(26)를 향하는 제1 면(12a) 상에 프레넬 렌즈 구조체(fresnel lens structure)(18a, 18b)와 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)를 갖는 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b)와, 창유리를 향하는 반대측의 제2 면(12b) 상에 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)를 포함한다. 이러한 구성은 특히 빗물 감지 센서(rain sensor)로서 사용하기에 적합하다. 발광기가 없는 센서 장치는 라이트 센서(light sensor)로서 사용하기에 적합하다.

Figure R1020090032440

An optical sensor device couples the light emitter 24, the light receiver 26, and the light beam emitted by the light emitter 24 into and out of the window pane and guides the light receiver 26 to the light receiver 26. It includes a sensor unit having a lens plate 12 used. The lens plate 12 has Fresnel lens structures 18a and 18b and Fresnel reflector structures 20a and 20b on the first face 12a facing the light emitter 24 and the light receiver 26. And a Fresnel reflector structure 22a, 22b on the second side 12b on the opposite side facing the window pane. This configuration is particularly suitable for use as a rain sensor. Sensor devices without light emitters are suitable for use as light sensors.

Figure R1020090032440

Description

광 센서 장치{OPTICAL SENSOR DEVICE}Optical sensor device {OPTICAL SENSOR DEVICE}

본 발명은 창유리, 구체적으로는 자동차의 윈드실드(wildshield)에 커플링되도록 되어 있는 광 센서 장치(optical sensor device)에 관한 것이다. The present invention relates to an optical sensor device adapted to be coupled to a windshield, in particular a windshield of a motor vehicle.

이러한 타입의 센서 장치는 윈드실드 와이퍼의 자동 작동을 위해 자동차에 있는 빗물 감지 센서(rain sensor)로서, 그리고 차량의 등을 제어하기 위한 라이트 센서(light sensor)로서 주로 사용된다. 예컨대, 윈드실드를 향해 경사진 EP 1 068 112 B1에 제시되어 있는 빗물 감지 센서의 렌즈와 같은, 빔 경로에 영향을 끼치는 종래의 렌즈의 사용은 비교적 많은 양의 공간을 필요로 한다.Sensor devices of this type are mainly used as rain sensors in automobiles for the automatic operation of windshield wipers and as light sensors for controlling the backs of vehicles. The use of conventional lenses affecting the beam path, for example the lens of the rainwater detection sensor, which is presented in EP 1 068 112 B1 inclined towards the windshield, requires a relatively large amount of space.

홀로그래피 구조의 사용은, 예컨대 WO 03/026937 A1으로부터 공지되어 있는 바와 같이 보다 작은 구성을 실현하는 것을 허용한다. 이들 센서는 회절 소자를 이용한 광회절 원리를 기초로 하고, 이에 따라 이러한 원리에 의해 야기되는, 실질적으로 보다 낮은 유효 발광 효율과 미광(微光)에 대한 보다 높은 감도라는 결점을 갖는다.The use of holographic structures allows to realize smaller configurations, for example as known from WO 03/026937 A1. These sensors are based on the optical diffraction principle using diffractive elements, and thus have the drawback of substantially lower effective luminous efficiency and higher sensitivity to stray light caused by this principle.

DE 196 08 648 C1은 광도파로 유닛의 광 출입면이 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 형태로 구성되는 광 센서 장치를 제안한다. 그러나, 렌즈가 구성되어 있는 광도파로의 표면은 창유리 표면에 대해 수직이기 때문에, 이 광 센서 장치는 매우 많은 양의 공간을 필요로 한다.DE 196 08 648 C1 proposes an optical sensor device in which the light entrance surface of the optical waveguide unit is configured in the form of a Fresnel lens. However, since the surface of the optical waveguide in which the lens is constructed is perpendicular to the window glass surface, this optical sensor device requires a very large amount of space.

종래 기술의 빗물 감지 광 센서 장치 또는 주광 센서 장치(daylight sensor device)의 기본적인 단점은 높은 생산비와 사용에 의해 감지되는 표면적의 크기에 대한 센서 치수의 불리한 비율에서 확인된다.The basic disadvantages of prior art rainwater sensing light sensor devices or daylight sensor devices are identified in terms of the high production costs and disadvantageous ratios of sensor dimensions to the size of the surface area detected by use.

본 발명은 최적의 광 조건의 경우에 매우 작은 구조적 공간만을 필요로 하며 전방 영역에 있는 물체와 외부광에 대해 가능한 한 낮은 감도를 갖는 광 센서 장치를 제공한다.The present invention provides an optical sensor device that requires very little structural space in the case of optimal light conditions and has as low sensitivity as possible to objects and external light in the front region.

이러한 목적으로, 광 센서 장치의 제1 실시예에서는 발광기, 수광기, 및 발광기에 의해 방출되는 광선속(光線束)을 창유리 내외로 커플링하고 이 광선속을 수광기로 안내되는 위해 사용되는 렌즈 플레이트를 포함하는 센서 유닛이 제공된다. 렌즈 플레이트는 발광기와 수광기를 향하는 제1 면 상에 프레넬 렌즈 구조체와 프레넬 반사기 구조체를 갖는 조합형 프레넬 구조체와, 창유리를 향하는 반대측의 제2 면 상에 프레넬 반사기 구조체를 포함한다. 이러한 구성은 특히 빗물 감지 센서로서 사용하기에 적합하다.To this end, in the first embodiment of the optical sensor device, a lens plate is used for coupling a light emitter, a light receiver, and a light beam emitted by the light emitter into and out of the window glass and guiding the light beam to the light receiver. A sensor unit is provided that includes. The lens plate comprises a combination Fresnel structure having a Fresnel lens structure and Fresnel reflector structure on the first side facing the light emitter and the receiver, and a Fresnel reflector structure on the second side opposite to the window pane. This configuration is particularly suitable for use as rainwater detection sensors.

이 경우, 렌즈 플레이트에 있는 센서 유닛은 대향 배치된 프레넬 반사기 구조체를 갖는, 서로 인접한 2개의 별도의 조합형 프레넬 구조체를 갖는다. 발광기는 하나의 프레넬 렌즈 구조체의 초점에 배치되고, 수광기는 다른 하나의 프레넬 렌즈 구조체의 초점에 배치된다. 발광기에 의해 방출되는 광선속은 하나의 조합형 프레넬 구조체에 의해 평행하게 되고, 렌즈 플레이트를 수직으로 통과하며, 적절한 프레넬 반사기 구조체의 의해 창유리에 대해 소정 각도로 안내되고, 창유리에 의해 전반사된 후, 다른 조합형 구조체와 관련된 프레넬 반사기 구조체의 의해 렌즈 플 레이트에 커플링되며, 렌즈 플레이트를 수직으로 통과하여 다른 조합형 프레넬 구조체로 안내되고, 다른 조합형 프레넬 구조체에 의해 수광부에 포커싱된다. 광학 활성 요소 모두가 렌즈 플레이트에 집중된다는 사실로 인해 최소 공간을 필요로 하게 된다. 동시에, 창유리 상의 유용한 큰 센서면이 얻어진다.In this case, the sensor unit in the lens plate has two separate combined Fresnel structures adjacent to each other, with oppositely arranged Fresnel reflector structures. The light emitter is positioned at the focal point of one Fresnel lens structure and the light receiver is positioned at the focal point of the other Fresnel lens structure. The light flux emitted by the light emitter is paralleled by one combinatorial Fresnel structure, passes vertically through the lens plate, is guided at an angle to the pane by a suitable Fresnel reflector structure, and is totally reflected by the pane, It is coupled to the lens plate by a Fresnel reflector structure associated with the other combinatorial structure, vertically passes through the lens plate, and is directed to the other combinatorial Fresnel structure and focused on the light receiving portion by the other combinatorial Fresnel structure. The fact that all of the optically active elements are concentrated in the lens plate requires minimal space. At the same time, a useful large sensor surface on the pane is obtained.

광 센서 장치의 제2 실시예에서는, 수광기와, 창유리에 입사되는 광선속을 창유리 외측으로 커플링하고 이 광선속을 수광기로 안내하는 데 사용되는 렌즈 플레이트를 포함하는 센서 유닛이 제공된다. 렌즈 플레이트는 수광기를 향하는 제1 면 상에 프레넬 렌즈 구조체와 프레넬 반사기 구조체를 갖는 조합형 프레넬 구조체와, 창유리를 향하는 반대측의 제2 면 상에 프레넬 반사기 구조체를 포함한다. 이러한 구성은 특히 라이트 센서로서 사용하기에 적합하다.In a second embodiment of the optical sensor device, there is provided a sensor unit comprising a light receiver and a lens plate used to couple a light beam incident on the window pane to the outside of the window pane and to guide the light beam to the light receiver. The lens plate includes a combination Fresnel structure having a Fresnel lens structure and a Fresnel reflector structure on a first side facing the light receiver, and a Fresnel reflector structure on a second side on the opposite side facing the pane. This configuration is particularly suitable for use as a light sensor.

이 경우, 창유리에 평행하게 충돌하는 광선속은 창유리를 소정 각도로 통과한 후, 프레넬 반사기 구조체에 의해 렌즈 플레이트에 커플링되고, 렌즈 플레이트를 수직으로 통과하여 조합형 프레넬 구조체로 안내되며, 다른 조합형 프레넬 구조체에 의해 수광기 상에 포커싱된다. 여기서도, 광학 활성 요소 모두가 렌즈 플레이트에 집중되기 때문에, 최소 공간 요건이 얻어진다. 동시에, 검출할 광에 대한 우수한 방향 탐지 효과가 얻어진다.In this case, the beam of light impinging parallel to the glazing passes through the glazing at a predetermined angle, then is coupled to the lens plate by a Fresnel reflector structure, vertically passes through the lens plate and is guided to the combinatorial Fresnel structure, the other combinatorial Focused on the receiver by the Fresnel structure. Here too, since all of the optically active elements are concentrated in the lens plate, a minimum space requirement is obtained. At the same time, an excellent direction detection effect on the light to be detected is obtained.

빗물 감지/라이트 센서의 유리한 실시예에서, 광 센서 디바이스의 구성 양자가 조합되고, 조합형 프레넬 구조체와 프레넬 반사기 구조체가 형성된 공통 렌즈 플레이트를 공유한다.In an advantageous embodiment of the rainwater detection / light sensor, both configurations of the light sensor device are combined and share a common lens plate in which the combined Fresnel structure and the Fresnel reflector structure are formed.

본 발명에 따른 광 센서 디바이스의 유리하고 적절한 양태는 종속항으로부터 명백할 것이다. 이하에서, 첨부 도면을 참고하여 바람직한 실시예의 원리에 대해 더욱 상세히 설명하겠다.Advantageous and suitable aspects of the optical sensor device according to the invention will be apparent from the dependent claims. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the principle of the preferred embodiment.

본 발명에 따르면, 최적의 광학 조건의 경우에 매우 작은 구조적 공간만을 필요로 하며 전방 영역에 있는 물체와 외부광에 대해 가능한 한 낮은 감도를 갖는 광 센서 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided an optical sensor device which requires only a very small structural space in the case of optimum optical conditions and has as low sensitivity as possible to objects and external light in the front region.

빗물 감지 센서는 통상적으로 2개의 동일한 광 센서 유닛으로 구성된다. 이러한 타입의 센서 유닛이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 센서 유닛은 자동차의 윈드실드(10)에 부착된다. 센서 유닛의 광학 활성 요소는 렌즈 플레이트(12)이다. 렌즈 플레이트(12)는 커플러층(14)에 의해 윈드실드(10)에 광학적으로 커플링된다.Rainwater detection sensors typically consist of two identical light sensor units. This type of sensor unit is shown schematically in FIG. 1. The sensor unit is attached to the windshield 10 of the motor vehicle. The optically active element of the sensor unit is the lens plate 12. The lens plate 12 is optically coupled to the windshield 10 by a coupler layer 14.

윈드쉴드(10) 반대측을 향하는 제1 면(12a) 상에서, 렌즈 플레이트(12)에는 서로 짧은 거리를 두고 배치되어 있는 2개의 동일한 프레넬 구조체(16a, 16b)가 마련된다. 프레넬 구조체(16a, 16b) 양자는 각각 축(A, B)에 관하여 회전 대칭으로 구성된다. 프레넬 구조체(16a, 16b)는 내측부와 외측부로 분할되는데, 외측부는 내측부보다 축(A 또는 B)으로부터의 반경 반향 거리가 더 크다. 내측부는 프레넬 렌즈 구조체(18a, 18b)로 구성되고, 외측부는 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)로 구성된다. 아래에서, 이에 따라 윈드실드(10) 반대측을 향하는 렌즈 플레이트(12)의 제1 면(12a) 상의 프레넬 구조체는 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b)라고 칭한다.On the first surface 12a facing away from the windshield 10, the lens plate 12 is provided with two identical Fresnel structures 16a, 16b arranged at a short distance from each other. Both Fresnel structures 16a and 16b are configured to be rotationally symmetric about axes A and B, respectively. The Fresnel structures 16a and 16b are divided into an inner side and an outer side, with the outer side having a larger radial echo distance from the axis A or B than the inner side. The inner portion is composed of Fresnel lens structures 18a, 18b, and the outer portion is composed of Fresnel reflector structures 20a, 20b. In the following, the Fresnel structures on the first face 12a of the lens plate 12 facing the windshield 10 are thus referred to as combined Fresnel structures 16a and 16b.

특히 도 1a의 세부 사항 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이, 프레넬 렌즈 구조체(18a, 18b)와 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b) 양자는 톱니형 프로파일을 갖고, 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)의 플랭크(flank)는 각각 축(A, B)을 향하며, 프레넬 렌즈 구조체(18a, 18b)의 대응하는 플랭크보다 가파르고 길다.In particular, as can be seen in the detail enlarged view of FIG. 1A, both Fresnel lens structures 18a and 18b and Fresnel reflector structures 20a and 20b have a sawtooth profile and Fresnel reflector structures 20a and 20b ) Flanks are respectively oriented toward axes A and B, and steeper and longer than the corresponding flanks of Fresnel lens structures 18a and 18b.

조합형 프레넬 구조체(16a, 16b)의 반대측의, 윈드실드(10)를 향하는 제2 면(12b) 상에서, 렌즈 플레이트(12)에는 렌즈 플레이트의 중심면(M)에 대해 거울상 대칭인 2개의 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)가 마련된다. 제1 면(12a)의 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)와 마찬가지로, 제2 면(12b)의 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b) 역시 번갈아 융기하고 오목하게 된 정밀한 표면 성형부로 이루어진다.On the second side 12b facing the windshield 10, opposite the combination Fresnel structures 16a, 16b, the lens plate 12 has two fres symmetrically mirrored with respect to the center plane M of the lens plate. Nel reflector structures 22a and 22b are provided. Like the Fresnel reflector structures 20a and 20b of the first face 12a, the Fresnel reflector structures 22a and 22b of the second face 12b are also made of precision surface forming parts that are alternately raised and concave.

발광기(24)는 관련 회전 대칭축(A) 상에 놓여 있는 프레넬 렌즈 구조체(18a)의 초점에 배치된다. 수광기(26)는 관련 회전 대칭축(B) 상에 놓여 있는 프레넬 렌즈 구조체(18b)의 초점에 배치된다.The light emitter 24 is arranged at the focal point of the Fresnel lens structure 18a lying on the associated axis of rotation symmetry A. The light receiver 26 is disposed at the focal point of the Fresnel lens structure 18b lying on the associated axis of rotation B.

발광기(24)는 특정 주파수 범위의 광을 방출하며, 이러한 점에 있어서, "광"이라는 용어는 가시광으로 제한되는 것이 아니라, 보다 구체적으로 말하자면 적외선 범위의 방사선일 수 있다. 발광기(24)에 의해 방출되는 발산 광선속은 조합형 프레넬 구조체(16a)에 의해 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하는 평행광으로 재형상화된다. 여기에서 조합형 프레넬 구조체(16a)는 프레넬 렌즈 구조체(18a)에 입사되는 광선은 굴절만 되는 반면, 프레넬 구조체(20a) 상에 입사되는 광선은 굴절 및 반사되도록 구성된다(도 1 및 도 1a 참고). 최종 분석에 있어서, 모든 광선은 동일한 방향으로 주어지기 때문에, 전체가 평행한 광선속이 생성된다.Light emitter 24 emits light in a particular frequency range, in which the term "light" is not limited to visible light, but more specifically radiation in the infrared range. The divergent light beam emitted by the light emitter 24 is reshaped into parallel light passing vertically through the lens plate 12 by the combined Fresnel structure 16a. Here, the combined Fresnel structure 16a is configured such that the light rays incident on the Fresnel lens structure 18a are only refracted, while the light rays incident on the Fresnel structure 20a are refracted and reflected (FIGS. 1 and FIG. See 1a). In the final analysis, all the rays are given in the same direction, resulting in a beam of rays that are all parallel.

도 1a를 참고하면 이해되겠지만, 프레넬 렌즈 구조체(18a, 18b)와 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b) 사이의 경계의 (반경 방향) 위치는 발광기(24)로부터의 광선이 굴절되는 프레넬 렌즈 구조체(18a)의 (도 1a의 도면에 따른) 우측 플랭크로 입사되는 광선속의 광선의 입사각에 좌우된다. 이들 플랭크의 경사각은 굴절 광선이 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하도록 미리 규정된다. 축(A)으로부터의 반경 방향 거리가 증가하는 경우, 이것은 입사각이 점점 더 작아지게 한다. 입사각이 예정값 미만으로 떨어진(즉, 광선이 너무 작은 각도로 플랭크에 입사하는) 지점에는 프레넬 반사기 구조체(20a)에 대한 현저한 천이부가 마련된다. As will be understood with reference to FIG. 1A, the (radial) position of the boundary between the Fresnel lens structures 18a and 18b and the Fresnel reflector structures 20a and 20b is such that the Fresnel lens is refracted by the light beam from the light emitter 24. It depends on the angle of incidence of the light beam of the light beam incident on the right flank (according to the drawing of FIG. 1A) of the structure 18a. The angles of inclination of these flanks are previously defined such that the refracted light beam passes vertically through the lens plate 12. If the radial distance from the axis A increases, this causes the angle of incidence to become smaller and smaller. At the point where the angle of incidence falls below a predetermined value (ie, the light enters the flank at too small an angle), a significant transition is provided for the Fresnel reflector structure 20a.

렌즈 플레이트(12)를 통과한 평행 광선속은 프레넬 반사기 구조체(22a)에 의해 렌즈 플레이트(12)의 평면에 대해 소정 각도로 반사되고, 커플러층(14)에 진입한다. 커플러층(14)을 통과할 시, 광선속은 윈드실드(10)에 진입하고 윈드실드의 반대측 내면(10a)에서 전반사된다. 그 후, 광선속은 윈드실드(10)를 다시 통과하여 커플러층(14)에 진입하고, 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하도록 프레넬 반사기 구조체(22b)에 의해 편향된다. 조합형 프레넬 구조체(16b)는 궁극적으로 평행 광선속을 수광기(26)에 충돌하는 수렴 광선속으로 변형한다.The parallel light beam passing through the lens plate 12 is reflected by the Fresnel reflector structure 22a at an angle with respect to the plane of the lens plate 12 and enters the coupler layer 14. Upon passing through the coupler layer 14, the light beam enters the windshield 10 and is totally reflected at the inner surface 10a opposite the windshield. The light beam then passes back through the windshield 10 to enter the coupler layer 14 and is deflected by the Fresnel reflector structure 22b to pass vertically through the lens plate 12. Combination Fresnel structure 16b ultimately transforms the parallel beam of light into a converging beam of light that impinges on receiver 26.

프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)는 몇몇 특별한 특징을 나타내며, 이제 도 2를 참고하여, 이들 특징을 설명하겠다. 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)의 표면 성형부는 일반적으로 단면이 톱니 형상이며, 복수 개의 프리즘형 섹션으로 구성된다. 제1 플랭크(221)는 베이스에서 정점까지 연속적으로 직선으로 연장되고, 제2 플랭크는 2개의 섹션(222, 223)으로 구성된다. (도 2의 우측 상의) 제2 플랭크의 섹션(222)은 제2 섹션(223)보다 덜 가파르며, 섹션(222)은 또한 제1 플랭크(221)보다 가파르다. 즉, 상기 제2 면(12b)의 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b; 22)는 평행 광선속을 특정 방향으로 편향시키는 선형 구조체이다.Fresnel reflector structures 22a and 22b exhibit some special features, and with reference to FIG. 2, these features will now be described. The surface shaping portions of the Fresnel reflector structures 22a and 22b are generally serrated in cross section and are composed of a plurality of prismatic sections. The first flank 22 1 extends continuously straight from the base to the vertex, and the second flank consists of two sections 22 2 , 22 3 . The section 22 2 of the second flank (on the right side of FIG. 2) is less steep than the second section 22 3 , and the section 22 2 is also steeper than the first flank 22 1 . In other words, the Fresnel reflector structures 22a, 22b; 22 of the second face 12b are linear structures that deflect parallel beams in a particular direction.

렌즈 플레이트(12)와 커플러층(14)을 형성하는 각각의 재료의 굴절율(n1, n2)은 톱니 형상의 반사기 구조체(22a, 22b)에 있는 플랭크의 각도와 같이 신중하게 매칭된다. 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하는 광선(L)은 예각(α)으로 플랭크(221)에 입사되고, 전반사되며, 소정 각도(β)로 플랭크(222)에 입사된다. 도 2에 도시한 구성에서, 각도(β)는 90°이기 때문에, 방출각(β) 역시 90°에 이른다. 그 결과, 플랭크(222)에서는 어떠한 광의 굴절도 발생하지 않는다.The refractive indices n1 and n2 of each material forming the lens plate 12 and the coupler layer 14 are carefully matched, such as the angle of the flanks in the sawtooth reflector structures 22a and 22b. Light rays L passing through the lens plate 12 vertically are incident on the flank 22 1 at an acute angle α, totally reflected, and incident on the flank 22 2 at a predetermined angle β. In the configuration shown in Fig. 2, since the angle β is 90 degrees, the emission angle β also reaches 90 degrees. As a result, no refraction of light occurs in the flanks 22 2 .

굴절율(n1, n2)은 서로 약간만 상이하다. 플랭크(221) 상에서의 광선의 전반사를 위한 조건은 입사각이 굴절율의 비의 아크사인(arc sine)값보다 커야 한다는 것이다. 굴절율의 비는 1과 약간만 다르기 때문에, 입사각(α)은 비교적 작아야 한다. 예컨대, 대략 26°의 최대 입사각은 렌즈 플레이트(12)를 위한 폴리카보네이트와 커플러층(14)을 위한 실리콘 고무의 재료의 편성을 초래한다. 이러한 각도는 반사기 구조체의 최소 기울기를 결정한다. 실제 기울기는 윈드실드(10)를 향해 빠져나가는 광선이 창유리 상에서의 전반사를 위해 필요한 각도를 갖도록 결정된다. 윈드실드(10) 상에서의 전반사를 위해 바람직한 진입각은 통상적으로 대략 45°에 이른다. 이러한 각도는 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)의 기하학적 형상 에 대해 형성된 요구 사항에 대해 적절하다.The refractive indices n1 and n2 differ only slightly from each other. The condition for total reflection of the light beam on the flank 22 1 is that the angle of incidence must be greater than the arc sine value of the ratio of the refractive indices. Since the ratio of the refractive index is only slightly different from 1, the incident angle α should be relatively small. For example, a maximum angle of incidence of approximately 26 ° results in a combination of the material of polycarbonate for lens plate 12 and silicone rubber for coupler layer 14. This angle determines the minimum tilt of the reflector structure. The actual slope is determined so that the light rays exiting towards the windshield 10 have the angle needed for total reflection on the windowpane. The preferred entry angle for total reflection on the windshield 10 typically reaches approximately 45 °. This angle is appropriate for the requirements formed for the geometry of the Fresnel reflector structures 22a and 22b.

도 3a 역시 도 2에 도시한 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)의 기하학적 형상을 이용하여 얻을 수 있는 광 전달을 개략적으로 보여준다. 렌즈 플레이트(12)와 커플러층(14) 사이의 경계층에서는 어떠한 광 굴절도 일어나지 않는다. 그 결과는 윈드실드(10)의 전반사면에 의해 형성된 센서면의 비최적 조명이다.FIG. 3A also schematically illustrates the light transmission achievable using the geometry of the Fresnel reflector structures 22a and 22b shown in FIG. 2. No optical refraction occurs at the boundary layer between the lens plate 12 and the coupler layer 14. The result is non-optimal illumination of the sensor surface formed by the total reflection surface of the windshield 10.

조건은 톱니 구조의 우측 플랭크에 있는 섹션(222)이 훨씬 더 평탄한 도 3b에서 훨씬 더 불리할 수 있다. 광선은 90°이외의 각도로 플랭크(222)에 입사되기 때문에 수학적으로 음의 방향(도 3b에서 우측)으로의 광 굴절이 일어난다. 빠져나가는 광선속은 도 3a에서보다 훨씬 좁다.The condition may be even more disadvantageous in FIG. 3B where the section 22 2 in the right flank of the tooth structure is much flatter. Since light rays are incident on the flanks 22 2 at angles other than 90 °, optical refraction occurs in the negative direction (right in FIG. 3B). The exiting beam of flux is much narrower than in FIG. 3A.

도 3c에는 기하학적 형상에 대한 최적 조명 조건이 도시되어 있다. 여기에서, 본 도면에서의 톱니 구조의 우측 플랭크는 분할되지 않고 연속적이며, 좌측 플랭크보다 가파르게 형성되어 있다. 우측 플랭크에서 광굴절은 수학적으로 양의 방향(도 3c에서 좌측)으로 일어난다. 좌측 플랭크 상에 광선이 충돌하는 충돌각 역시 전반사를 위한 조건에 대해 적절하다. 우측 플랭크에서 굴절된 광선속은 이웃한 톱니 구조의 정점을 건드릴 뿐이다. 이것은 윈드실드(10) 상의 센서면의 완벽한 조명을 생성한다. 3c shows the optimum illumination conditions for the geometry. Here, the right flank of the tooth structure in this figure is continuous without being divided | segmented, and is formed steeply than the left flank. The photorefractive in the right flank occurs mathematically in the positive direction (left in FIG. 3C). The collision angle at which the light impinges on the left flank is also appropriate for the conditions for total reflection. The beams refracted by the right flank only touch the vertices of the adjacent tooth structure. This creates perfect illumination of the sensor surface on the windshield 10.

다른 접근법에 따르면, 가능한 한 센서면을 포함하는 전술한 조명의 원리는 개선된 외부광 억제를 위해 부분적으로 포기된다. 사실상, 윈드실드(10) 외측으로부터 작용하는 외부광(예컨대, 태양광)이 마찬가지로 수광기(26)에 입사될 수 있다 는 것을 고려해야 한다. 테스트와 시뮬레이션은 앞서 논의한 개략적인 조건 내에서, 실질적으로 대칭인 톱니 구조의 구성이 외부광에 대한 가능한 최상의 둔감성을 형성한다는 것을 보여준다. 이 접근법에 따라 구성된 실시예가 도 4에 도시되어 있다. According to another approach, the principle of illumination described above, including the sensor surface as far as possible, is partially abandoned for improved external light suppression. In fact, it should be taken into account that external light (eg, sunlight) acting from outside the windshield 10 can likewise be incident on the receiver 26. Tests and simulations show that, within the schematic conditions discussed above, the construction of a substantially symmetrical tooth structure creates the best possible insensitivity to external light. An embodiment constructed in accordance with this approach is shown in FIG. 4.

이러한 맥락에서 대칭 구성은 좌측 플랭크와 우측 플랭크가 (세분화 없이) 직선형이고 윈드실드(10) 평면이나 렌즈 플레이트(12)에 대해 동일한 경사각을 갖는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 추가적으로, "실질적으로" 대칭인 톱니 구조의 구성은 명확히 통상의 공차 범위 내의 편차를 포함하고, 렌즈 플레이트(12)와 커플러층(14)의 굴절율의 차이를 고려하는 것으로 의도된다.A symmetrical configuration in this context is intended to mean that the left and right flanks are straight (without segmentation) and have the same angle of inclination with respect to the windshield 10 plane or the lens plate 12. In addition, the configuration of the "substantially" symmetrical tooth structure clearly includes deviations within the usual tolerance range, and is intended to take account of the difference in refractive index between the lens plate 12 and the coupler layer 14.

전술한 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)의 구성의 완벽한 기능을 위해서는, 커플러층(14)의 재료가 기포 등을 포함하는 일 없이 폼피팅(form-fitting) 방식으로 반사기 구조체(22a, 22b)의 표면과 접촉하는 것이 필수적이다.For the complete function of the configuration of the Fresnel reflector structures 22a and 22b described above, the reflector structures 22a and 22b in a form-fitting manner without the material of the coupler layer 14 containing bubbles or the like. It is essential to contact with the surface.

도 5에 도시한 광 센서 장치의 실시예는 방향 감지 주광 센서이다. 본 도면에 도시한 센서 유닛 역시 광학 요소로서의 역할을 하는 렌즈 플레이트(12)를 구비하며, 이 경우에 렌즈 플레이트는 단지 조합형 프레넬 구조체(16)와 이 구조체의 반대측에 배치된 대응하는 프레넬 반사기 구조체(22)만을 구비한다. 조합형 프레넬 구조체(16)는 도 1 및 도 4에 도시한 빗물 감지 센서 장치와 동일한 구성의 것이며, 이에 따라 (내측) 프레넬 렌즈 구조체와 (외측) 프레넬 반사기 구조체를 포함하지만, 도 5에는 간략화를 위해 프레넬 렌즈 구조체만이 도시되어 있다.An embodiment of the light sensor device shown in FIG. 5 is a direction sensing daylight sensor. The sensor unit shown in this figure also has a lens plate 12 which acts as an optical element, in which case the lens plate is only a combination Fresnel structure 16 and a corresponding Fresnel reflector disposed on the opposite side of the structure. Only the structure 22 is provided. Combination Fresnel structure 16 is of the same configuration as the rainwater detection sensor device shown in Figs. 1 and 4 and thus includes (inner) Fresnel lens structure and (outer) Fresnel reflector structure, but in Fig. 5 Only fresnel lens structures are shown for simplicity.

수광부(26)는 프레넬 렌즈 구조체의 초점에 배치된다. 렌즈 플레이트(12)는 커플러층(14)에 의해 윈드실드(10)에 커플링되고, 도시한 실시예에서 윈드실드(10)의 경사각은 대략 27°에 이른다. 프레넬 반사기 구조체(22)의 기하학적 형상에 대해서, 빗물 감지 센서에 관한 전술한 실시예의 경우와 동일한 기준을 적용할 수 있다.The light receiver 26 is disposed at the focal point of the Fresnel lens structure. The lens plate 12 is coupled to the windshield 10 by a coupler layer 14, and in the illustrated embodiment the tilt angle of the windshield 10 reaches approximately 27 °. With respect to the geometry of the Fresnel reflector structure 22, the same criteria as for the above-described embodiment of the rainwater detection sensor can be applied.

주광 센서는, 윈드실드(10)에 수평으로 입사되고, 창유리에 입사할 시에 하향 경사져 굴절되며, 커플러층(14)을 통과하여 프레넬 반사기 구조체(22)와 충돌하는 광에 반응하며, 상기 프레넬 반사기 구조체는 광선을 편향시키고 이러한 광선을 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과시켜, 수광기(26)에 포커싱하는 조합형 프레널 구조체(16) 상으로 안내한다.The daylight sensor is horizontally incident on the windshield 10, is inclined downward upon refraction upon incident on the window pane, and reacts to light impinging on the Fresnel reflector structure 22 through the coupler layer 14. The Fresnel reflector structure deflects the light beams and passes these light beams vertically through the lens plate 12 onto the combined Fresnel structure 16 that focuses on the light receiver 26.

실제로, 조합형 빗물 감지/라이트 센서가 필요하다. 빗물 감지 센서는 도 1 또는 도 4에 도시한 바와 같은 타입의 많은 센서 유닛을 포함한다.In practice, a combination rainwater detection / light sensor is needed. Rainwater detection sensors include many sensor units of the type as shown in FIG. 1 or FIG. 4.

센서 유닛은 서로 인접 배치되고 공통 렌즈 플레이트(12)를 공유한다. 도 5에 도시한 주광 센서의 광학 활성 구조체도 동일한 렌즈 플레이트(12)에 배치된다. 필요에 따라, 상이한 방향으로부터의 광을 수용할 수 있는 다른 센서가 마련된다. 비광학 활성이거나 약간만 광학 활성인 렌즈 플레이트(12)의 일부분을 통해 비방향성 주위 광이 추가적으로 검출될 수 있다.The sensor units are disposed adjacent to each other and share a common lens plate 12. The optically active structure of the daylight sensor shown in FIG. 5 is also disposed on the same lens plate 12. If necessary, other sensors are provided which can receive light from different directions. Non-directional ambient light can additionally be detected through a portion of the lens plate 12 that is non-optical or only optically active.

렌즈 플레이트(12)는 종래의 사출 성형 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 대안으로서, 스탬핑 기술을 채용할 수 있다. Lens plate 12 may be manufactured using conventional injection molding techniques. As an alternative, stamping techniques can be employed.

바람직하지 않은 방식으로 내부 및/또는 외부에 커플링되는 광에 의해 야기되는 오작동- 가능한 원인은 이하에서 보다 상세히 논의할 것임 -을 회피하기 위해 서, 적어도 렌즈 플레이트(12)의 비광학 활성면 부분에, 예컨대 재귀 반사 요소(소위 리플렉스 반사기)와 같은 굴절 구조체 또는 반사 구조체가 마련된다. 이것은 광학 활성면에 입사되지 않는 광이 "무해한" 방향으로 편향되게 한다. 대안으로서, 광에 대해 불투과성인 프린팅을 사용하여 일면 또는 양면에 비광학 활성부를 마련할 수 있다. 사실상, 기본적으로 45°각도의 윈드실드(10)의 조명을 위해 사용되는 바람직한 평행 광선속뿐만 아니라, 또한 바람직하지 않은 광선은 윈드실드(10)의 전면 앞에 배치된 모래 입자와 같은 대상을 조명하고, 이에 따라 임의의 습윤을 이루지 않는다. 광선 부분은 이들 대상 상에서 다시 반사될 수 있고, 가능하다면 이러한 방식으로 수광기(26)에 도달할 수 있다. 더욱이, 앞서 이미 언급한 바와 같이 외측으로부터 작용하는 외부광(예컨대, 태양광)이 수광부(26)에 도달할 수 있다. 또한, 발광기(24)에서 나온 광이 가능하다면 복수 회의 반사에 의해 직접[즉, 윈드실드(10)를 통한 우회 없이] 수광기(26)에 도달할 수 있다. 이들 효과 모두는 잘못된 습윤 인지를 초래할 수 있다. At least the non-optical active surface portion of the lens plate 12 to avoid malfunctions caused by light coupled to the interior and / or exterior in an undesirable manner, the possible causes will be discussed in more detail below. For example, refractive structures or reflective structures, such as retroreflective elements (so-called reflex reflectors), are provided. This causes light not incident on the optically active surface to be deflected in a "harmless" direction. As an alternative, printing that is opaque to light can be used to provide non-optical actives on one or both sides. In fact, not only the preferred parallel beam of light used for illumination of the windshield 10 at a 45 ° angle, but also the undesirable beam illuminates an object such as sand particles disposed in front of the windshield 10, This does not achieve any wetting. The light portion can be reflected back on these objects and possibly reach the light receiver 26 in this manner. Moreover, as already mentioned above, external light (eg, sunlight) acting from the outside may reach the light receiving portion 26. In addition, light from light emitter 24 may reach light receiver 26 directly (ie, without bypass through windshield 10) by multiple reflections if possible. All of these effects can lead to false wet perception.

도 1은 빗물 감지 센서의 센서 유닛의 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a sensor unit of a rainwater detection sensor.

도 1a는 도 1의 저부 프레넬 구조체의 세부 사항을 개략적으로 확대 도시한 도면.1A is a schematic enlarged view of details of the bottom Fresnel structure of FIG.

도 2는 프레넬 반사기 구조체의 개략적인 확대 단면도.2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a Fresnel reflector structure.

도 3a 내지 도 3c는 다른 실시예의 대응하는 개략적인 단면도.3A-3C are corresponding schematic cross-sectional views of another embodiment.

도 4는 빗물 감지 센서에 있는 센서 유닛에 관한 특정 실시예의 발광기측의 개략적인 단면도.4 is a schematic cross-sectional view of the light emitter side of a particular embodiment of a sensor unit in a rainwater detection sensor.

도 5는 주광 센서의 개략적인 단면도.5 is a schematic cross-sectional view of a daylight sensor.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 윈드실드10: windshield

12 : 렌즈 플레이트12: lens plate

14 : 커플러층14: coupler layer

16, 16a, 16b : 조합형 프레넬 구조체16, 16a, 16b: combination Fresnel structure

18a, 18b : 프레넬 렌즈 구조체18a, 18b: Fresnel lens structure

22, 20a, 20b, 22a, 22b : 프레넬 반사기 구조체22, 20a, 20b, 22a, 22b: Fresnel reflector structure

221 : 제1 플랭크22 1 : first flank

222, 223 : 제2 플랭크22 2 , 22 3 : second flank

24 : 발광기24: light emitter

26 : 수광기26: Receiver

Claims (21)

발광기(24), 수광기(26), 및 발광기(24)에 의해 방출되는 광선속(光線束)을 창유리 내외로 커플링하고 이 광선속을 수광기(26)로 안내하는 데 사용되는 렌즈 플레이트(12)를 구비하는 센서 유닛을 포함하는, 창유리에 커플링되도록 되어 있는 광 센서 장치(optical sensor device)에 있어서,Lens plate 12 used to couple light emitter 24, light receiver 26, and light beams emitted by light emitter 24 into and out of the window pane and to guide the light beams to light receiver 26. An optical sensor device adapted to be coupled to a window pane, comprising a sensor unit having: 상기 렌즈 플레이트(12)는 발광기(24)와 수광기(26)를 향하는 제1 면(12a) 상에 프레넬 렌즈 구조체(fresnel lens structure)(18a, 18b)와 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)를 갖는 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b)와, 창유리를 향하는 반대측의 제2 면(12b) 상에 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.The lens plate 12 has Fresnel lens structures 18a and 18b and Fresnel reflector structures 20a and 20b on the first surface 12a facing the light emitter 24 and the light receiver 26. And a Fresnel reflector structure (22a, 22b) on the second side (12b) on the opposite side facing the window pane. 수광기(26)와, 창유리에 입사된 광선속을 창유리 외측으로 커플링하고 이 광선속을 수광기(26)로 안내하는 데 사용되는 렌즈 플레이트(12)를 구비하는 센서 유닛을 포함하는, 창유리에 커플링되도록 되어 있는 광 센서 장치에 있어서,Coupled to the window pane, comprising a sensor unit having a light receiver 26 and a lens plate 12 used to couple the light beam incident on the window pane to the outside of the window glass and guide the light beam to the light receiver 26. An optical sensor device adapted to ring, 상기 렌즈 플레이트(12)는 수광기(26)를 향하는 제1 면(12a) 상에 프레넬 렌즈 구조체와 프레넬 반사기 구조체를 갖는 조합형 프레넬 구조체(16)와, 창유리를 향하는 반대측의 제2 면(12b) 상에 프레넬 반사기 구조체(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.The lens plate 12 has a combination Fresnel structure 16 having a Fresnel lens structure and a Fresnel reflector structure on the first surface 12a facing the light receiver 26, and a second surface on the opposite side facing the window glass. And a Fresnel reflector structure (22) on (12b). 제1항에 있어서, 상기 제1 면(12a)의 조합형 프레넬 구조체(16a)는 발산 광선속을 평행 광선속으로 재형상화하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.2. Optical sensor device according to claim 1, characterized in that the combined Fresnel structure (16a) of the first face (12a) reshapes the diverging beams into parallel beams. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 면(12a)의 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b; 16)는, 창유리 외측으로 커플링되고 렌즈 플레이트(12)를 횡단하는 평행 광선속을 수렴 광선속으로 재형상화하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.3. The combined Fresnel structure (16a, 16b; 16) of the first surface (12a), according to claim 1 or 2, is coupled to a parallel light beam that is coupled to the outside of the pane and traverses the lens plate (12). Optical sensor device characterized in that the reshaping. 제4항에 있어서, 상기 평행 광선속은 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.5. Optical sensor device according to claim 4, wherein the parallel beam of light passes vertically through the lens plate (12). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 면의 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b; 16)는 발산 광선속 또는 평행 광선속을 포커싱하기 위한 회전 대칭 구조체인 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.3. Optical sensor device according to claim 1 or 2, characterized in that the combined Fresnel structure (16a, 16b; 16) of the first face is a rotationally symmetrical structure for focusing divergent or parallel beams. 제6항에 있어서, 상기 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b; 16)의 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)는 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b; 16)의 프레넬 렌즈 구조체(18a, 18b)보다 큰 회전 대칭축(A, B)으로부터의 반경 방향 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.7. The Fresnel reflector structures 20a, 20b of the combination Fresnel structures 16a, 16b; 16 are Fresnel lens structures 18a, 18b of the combination Fresnel structures 16a, 16b; Optical sensor device, characterized in that it has a radial distance from the larger axis of rotation (A, B). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 면(12b)의 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b; 22)는 평행 광선속을 특정 방향으로 편향시키는 선형 구조체인 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.3. Optical sensor device according to claim 1 or 2, wherein the Fresnel reflector structures (22a, 22b; 22) of the second face (12b) are linear structures which deflect parallel beams in a particular direction. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈 플레이트(12)는 제2 면(12b)의 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b; 22)와 폼피팅(form-fitting) 접촉하는 커플러층(14)에 의해 창유리에 커플링되는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.The coupler layer (14) of claim 1 or 2, wherein the lens plate (12) is in form-fitting contact with the Fresnel reflector structures (22a, 22b; 22) of the second surface (12b). Optical sensor device, characterized in that coupled to the windowpane. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 면(12b)의 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b; 22)는 내면에서 반사하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.3. Optical sensor device according to claim 1 or 2, characterized in that the Fresnel reflector structures (22a, 22b; 22) of the second surface (12b) reflect at the inner surface. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 면(12b)의 프레넬 반사기 구조체(22a, 2b; 22)는 반사가 일어나는 제1 플랭크(flank)(221)와 평행 광선속이 출입하는 제2 플랭크(222, 223)를 갖고, 단면이 톱니 형상인 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.The fresnel reflector structures (22a, 2b; 22) of the second surface (12b) are made of the first flank (22 1 ) in which reflection occurs and parallel beams enter and exit. An optical sensor device having two flanks (22 2 , 22 3 ) and having a sawtooth cross section. 제11항에 있어서, 상기 제2 플랭크(222, 223)는 수직으로 횡단되는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.12. Optical sensor device according to claim 11, wherein the second flanks (22 2 , 22 3 ) are traversed vertically. 제11항에 있어서, 상기 제2 플랭크(222, 223)에서 광의 굴절이 일어나는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.12. An optical sensor device according to claim 11, wherein the refraction of light occurs in the second flank (22 2 , 22 3 ). 제12항에 있어서, 상기 제2 플랭크는 기울기가 상이한 2개의 섹션(222, 223)을 갖고, 덜 가파른 섹션(222)은 출입면을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.13. Light sensor device according to claim 12, characterized in that the second flank has two sections (22 2 , 22 3 ) having different inclinations, and the less steep section (22 2 ) forms an entrance surface. 제13항에 있어서, 상기 제2 플랭크(222, 223)는 각각 제1 플랭크보다 가파른 출입면을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.14. An optical sensor device according to claim 13, wherein the second flanks (22 2 , 22 3 ) each form an entrance surface steeper than the first flank. 제11항에 있어서, 상기 제1 플랭크 및 제2 플랭크(221와, 222 및 223 각각)는 서로에 대해 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.12. The optical sensor device according to claim 11, wherein the first and second flanks (22 1 and 22 2 and 22 3 respectively) are formed symmetrically with respect to each other. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 플레이트(12)에, 반대측에 프레넬 반사기 구조체(22a, 22b)가 배치되는, 프레넬 렌즈 구조체(18a, 18b)와, 프레넬 반사기 구조체(20a, 20b)를 포함하는 서로 인접한 2개의 별도의 조합형 프레넬 구조체(16a, 16b)가 형성되고, 발광기(24)는 하나의 프레넬 렌즈 구조체(18a)의 초점에 배치되며, 수광기(26)는 다른 프레넬 렌즈 구조체(18b)의 초점에 배치되고, 발광기(24)에 의해 방출된 광선속은 하나의 조합형 프레넬 구조체(18a)에 의해 평행하게 되고, 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하며, 반대측의 프레넬 반사기 구조체(22a)에 의해 창유리에 대해 소정 각도로 안내되며, 창유리에 의해 전반사된 후, 다른 조합형 프레넬 구조체(16b)의 반대측에 있는 프레넬 반사기 구조체(22b)에 의해 렌즈 플레이트(12)에 커플링되고, 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하여 다른 조합형 프레넬 구조체(16b)로 안내되며, 이 다른 조합형 프레넬 구조체에 의해 수광기(26)로 포커싱되는 것인 적어도 하나의 센서 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.2. The Fresnel lens structures 18a and 18b and Fresnel reflector structures 20a and 20b, wherein the Fresnel reflector structures 22a and 22b are disposed on the lens plate 12 on the opposite side. Two separate combinatorial Fresnel structures 16a, 16b are formed that contain each other, the light emitter 24 is positioned at the focal point of one Fresnel lens structure 18a, and the light receiver 26 is the other Fresnel. The light beams disposed at the focal point of the lens structure 18b and emitted by the light emitter 24 are paralleled by one combined Fresnel structure 18a, vertically pass through the lens plate 12, and on the opposite side of the fres The lens plate 12 is guided at an angle to the pane by the Nell reflector structure 22a and totally reflected by the pane and then by the Fresnel reflector structure 22b opposite the other combination Fresnel structure 16b. Is coupled to the lens plate 12 vertically And at least one sensor unit which is guided to another combinatorial Fresnel structure (16b) and focused by the other combinatorial Fresnel structure (16). 제17항에 있어서, 상기 광 센서 장치는 공유형 렌즈 플레이트(12)를 구비하는 복수 개의 센서 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.18. Optical sensor device according to claim 17, wherein the optical sensor device comprises a plurality of sensor units having a shared lens plate (12). 제2항에 있어서, 협소한 검출 각도로 창유리에 입사되는 광선속은 소정 각도로 창유리를 통과한 후, 창유리에 대향하는 프레넬 반사기 구조체(22)에 의해 렌즈 플레이트(12)에 커플링되고, 렌즈 플레이트(12)를 수직으로 통과하여 조합형 프레넬 구조체(16)로 안내되며, 이 조합형 프레넬 구조체에 의해 수광기(26)로 포커싱되는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.The light beam incident on the window pane at a narrow detection angle, after passing through the window glass at a predetermined angle, is coupled to the lens plate 12 by a Fresnel reflector structure 22 opposite the window glass, and the lens An optical sensor device, characterized in that it passes vertically through the plate (12) and is guided to the combined Fresnel structure (16), which is focused to the receiver (26) by the combined Fresnel structure. 제17항에 따른 광 센서 장치가 제19항에 따른 광 센서 장치와 조합되며, 이들 광 센서 장치는 공유형 렌즈 플레이트(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 빗물 감지/라이트 센서.A rainwater detection / light sensor, characterized in that the light sensor device according to claim 17 is combined with the light sensor device according to claim 19, which comprises a shared lens plate (12). 제13항에 있어서, 상기 제2 플랭크는 기울기가 상이한 2개의 섹션(222, 223)을 갖고, 덜 가파른 섹션(222)은 출입면을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 센서 장치.14. An optical sensor device according to claim 13, wherein the second flank has two sections (22 2 , 22 3 ) having different inclinations, and the less steep section (22 2 ) forms an entrance surface.
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