本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種雨滴傳感裝置，尤其指一種利用光線在光疏和光密介質(zhì)中產(chǎn)生的反射和折射的特性，進(jìn)一步判斷是否需要開啟雨刷以及控制雨刷速度的雨滴傳感裝置，是一種適用于汽車雨刷的自動控制設(shè)備。包括殼體和光線信號收發(fā)裝置，光線信號收發(fā)裝置包含光發(fā)射元件和光接收元件，分別相互平衡設(shè)置在擋風(fēng)玻璃上，與擋風(fēng)玻璃之間設(shè)有導(dǎo)光體。本實(shí)用新型專利技術(shù)設(shè)計合理，實(shí)用性強(qiáng)，是一種能夠提高傳感裝置的檢測范圍又能在擋風(fēng)玻璃面板厚度變化情況下，也能有效地提高檢測精度的雨滴傳感裝置。（*該技術(shù)在2019年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及雨滴傳感裝置，尤其指一種利用光線在光疏和光密介質(zhì)中產(chǎn)生的反射和 折射的特性，進(jìn)一步判斷是否需要開啟雨刷以及控制雨刷速度的雨滴傳感裝置，是一種適用 于汽車雨刷的自動控制設(shè)備。
技術(shù)介紹
目前汽車上的自動感應(yīng)系統(tǒng)用來感應(yīng)雨滴，它通常固定在汽車的擋風(fēng)玻璃上。其工作原 理是光線通過光發(fā)射元件經(jīng)過輸入側(cè)的凸透鏡，成為準(zhǔn)平行光。當(dāng)雨滴附著在透明面板的參 考平面上，光線經(jīng)過透明板參考反射。輸出透鏡將該反射的準(zhǔn)直線光線向光接收元件匯集， 從而使得光接收元件能夠接收到該光束。在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)橛捎谑袌錾掀毡榈膫鞲醒b置都沒有增加介質(zhì)，由此帶來的問 題是不能有效發(fā)射和接收全反射光線。其中有效光線的能量小，所以導(dǎo)致可靠性不高；其次 是由于發(fā)射裝置形成感應(yīng)區(qū)域呈環(huán)狀，當(dāng)裝置發(fā)射的時候，接收裝置和發(fā)射裝置之間形成有 效通道，所以檢測區(qū)域較小。也就是說只有當(dāng)檢測區(qū)域上有雨滴的時候，該傳感器才有可能 檢測到，所以檢測范圍極其有限，而且當(dāng)擋風(fēng)玻璃的厚度發(fā)生變化的時候，光接收元件將接 收不到有效信號，所以不同厚度的擋風(fēng)玻璃，必須配備不同規(guī)格的感應(yīng)裝置。于是，就非常希望能研究出既能提高傳感裝置的檢測范圍又能在擋風(fēng)玻璃厚度變化情況 下，也能夠有效地提高檢測精度的傳感裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能提高傳感裝置的檢測范圍又 能在透明面板厚度變化情況下，也能夠有效地提高檢測精度的雨滴傳感裝置。為了解決上述 技術(shù)問題，本技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種雨滴傳感裝置，包括殼體和光線信號收發(fā)裝置，光線信號收發(fā)裝置包含光發(fā)射元件 和光接收元^J^，其中，所述的光發(fā)射元件和光接收元件，相互平衡設(shè)置在擋風(fēng)玻璃上，光發(fā) 射元件、光接收元件與擋風(fēng)玻璃之間有導(dǎo)光體。所述的光線信號收發(fā)裝置為表貼式或內(nèi)嵌式。所述的光接收元件為大面積感光元件。所述的光發(fā)射元件所發(fā)射的光線為紅外線。所述的導(dǎo)光體可為與玻璃折射率相近的透明材料制成。 所述的導(dǎo)光體可為硅膠制成。本技術(shù)的有益效果是(1)能提高傳感裝置的檢測范圍，可以增強(qiáng)檢測效果；(2) 能在透明面板厚度變化情況下，也能夠有效地提高檢測精度；(3)使用安裝簡便，結(jié)構(gòu)小巧， 實(shí)用性強(qiáng)。附圖說明附圖1為本技術(shù)安裝在汽車擋風(fēng)玻璃內(nèi)壁表面上，從圖3 H-H方向看過去的示意圖； 附圖2為本技術(shù)的檢測示意附圖3為本技術(shù)的光發(fā)射元件、導(dǎo)光體、光接收元件排列的俯視圖。附圖中標(biāo)記分述如下10——光發(fā)射元件；11——電路板；12——機(jī)架；13——光接收 元件；14——擋風(fēng)玻璃；14a~~擋風(fēng)玻璃內(nèi)壁；14b——擋風(fēng)玻璃外壁；15a~—發(fā)射導(dǎo)光體; 15b——光接收導(dǎo)光體。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如附圖1所示，本技術(shù)包括殼體和光線信號收發(fā)裝置，光線信號收發(fā)裝置包含光發(fā) 射元件10和光接收元件13。其中，光發(fā)射元件10和光接收元件13相互平衡設(shè)置在擋風(fēng)玻 璃14上，光發(fā)射元件IO、光接收元件13與擋風(fēng)玻璃14之間有導(dǎo)光體15a-15b。所述的光線信號收發(fā)裝置為表貼式或內(nèi)嵌式。光接收元件13為大面積感光元件，光發(fā)射 元件10所發(fā)射的光線為紅外線；導(dǎo)光體15a-15b可為與玻璃折射率相近的透明材料(如硅膠) 制成。所述的雨滴傳感裝置被應(yīng)用于雨刷自動控制設(shè)備上，其中該自動控制設(shè)備被安裝在汽車 的擋風(fēng)玻璃14的內(nèi)壁表面14a上，為了有效工作應(yīng)當(dāng)安裝在雨刷的刷拭區(qū)域內(nèi)，同時為了避 免遮擋駕駛員視線， 一般安裝在對應(yīng)雨刷的刷拭區(qū)域內(nèi)壁的最上部。雨滴傳感裝置光學(xué)地探 測附在刷拭區(qū)的雨滴，以輸出信號到雨刷自動控制設(shè)備上。圖1是根據(jù)本技術(shù)專利安裝 在汽車擋風(fēng)玻璃14內(nèi)壁14a時從圖3 H-H方向看過去的示意圖。圖3是雨滴傳感器的光發(fā) 射元件、導(dǎo)光體、光接收元件排列的俯視圖。如圖1所示，當(dāng)光發(fā)射元件IO.在發(fā)射與透明面板的夾角在28°-48°之間的一條光線時， 由于該光線的入射角大于玻璃一空氣全反射臨界角42°，所以該光線在玻璃內(nèi)部會發(fā)生全反 射。實(shí)線表示沒有雨滴的時候光線的傳播路徑，從光發(fā)射元件10經(jīng)過多次全反射后到達(dá)光收元件13,此時光接收元件13接收到了光發(fā)射元件10發(fā)出的所有光量。當(dāng)在外壁上的雨滴 恰好位于該光線與外壁的反射界面的時候，由于該光線的入射角小于玻璃一水全反射臨界角 63°，所以該光線大部分射入雨滴，并在雨滴與空氣的界面上發(fā)射反射和折射現(xiàn)象，這樣會有 一部分光量射入空氣中，只有極少數(shù)光量可能最終進(jìn)入光接收元件13。所以沒有雨滴和有雨 滴的時候，絕大多數(shù)情況下，光接收元件13接收的光量會有很大的差異。光發(fā)射元件(LED) 10發(fā)光(例如，紅外光線)，且被擋風(fēng)玻璃14反射。然后，例如紅 外光電池的光接收元件13接收到此光線，其中此光線被擋風(fēng)玻璃14反射。同樣的過程，此 雨滴傳感裝置檢測到了雨滴的數(shù)量。具體而言，雨滴傳感裝置是根據(jù)光接收元件13接收到光 的減少量來判斷雨滴數(shù)量。光量的減少是因?yàn)楦街谕獗诒砻?4b上的雨滴，導(dǎo)致了外壁表 面14b發(fā)射率的改變(或者減少)。光發(fā)射元件IO和紅外光電池的數(shù)量和組合是可以改變的。此處對雨量檢測的詳細(xì)方法進(jìn)行描述。雨滴傳感裝置是通過減少率來探測雨量的。光發(fā) 射元件10關(guān)閉的時候，紅外光電池的輸出電壓為V。pp的就是來自于外部環(huán)境的光量，這個 電壓是隨環(huán)境紅外光的光亮變化而變化的。光發(fā)射元件10導(dǎo)通的時候，紅外光電池的輸出 電壓V。w為就是來自于外部環(huán)境光量和光發(fā)射元件IO折射后發(fā)光的累加。所以光量的減少 率可以通過以下公式來計算(VoN-VoFF) /VlED*100%。此V^應(yīng)當(dāng)是光發(fā)射元件10發(fā)射電 壓。導(dǎo)光體將光發(fā)射元件10和光接收元件13分別連接在擋風(fēng)玻璃14上，其中發(fā)射導(dǎo)光體 15a與光發(fā)射元件10相連接，光接收導(dǎo)光體15b與光接收元件13相連接。導(dǎo)光體一般選擇 與玻璃折射率(約為1.5)相近的透明材料(如硅膠)制作。機(jī)架12保持電路板11。光發(fā)射元件10和光接收元件13都安裝在電路板11對著擋風(fēng)玻 璃14。光發(fā)射元件10采用芯片式和表面粘貼式，光接收元件13應(yīng)當(dāng)盡量接近擋風(fēng)玻璃14。 根據(jù)來自安裝在電路板11上的發(fā)射驅(qū)動電路(圖中沒有表明)的驅(qū)動信號。光發(fā)射元件10在照射角P (20°)內(nèi)向擋風(fēng)玻璃14照射。光線對擋風(fēng)玻璃內(nèi)壁14b的入射角應(yīng)當(dāng)在48。(玻璃對空氣的全反射臨界角)到63° (玻璃對水的全反射臨界角)之間。之所以采用全反射光線， 是因?yàn)閷τ谌瓷涔饩€來說，有較遠(yuǎn)的傳播距離和較好的有效性。對于特定的光線，如果雨 滴感應(yīng)區(qū)域有雨滴的話，大部分光量就會透射出去，而折射回來的光量就較少，對雨滴的敏 感度增加，即使較小的降雨量也能夠被描述為較大的接收光量降低率，提高了雨滴檢測的精 度。然后光接收元件13傳送所接收到的光量測量值到安裝在電路板11的處理電路上(圖中 沒有標(biāo)出)。該處理電路接收光量測量值，并將此測量值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的信號，其中該信號與附 著的雨滴相對應(yīng)。顯然上述實(shí)施例不是對本技術(shù)的限制，上迗的雨滴傳感裝置還可以有許多變化。雖然已經(jīng)結(jié)合上述例子詳細(xì)討論了本技術(shù)，但應(yīng)該理解到業(yè)內(nèi)專業(yè)人士可以顯而 易見地想到的一些雷同，代替方案，均落入本技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雨滴傳感裝置，包括殼體和光線信號收發(fā)裝置，光線信號收發(fā)裝置包含光發(fā)射元件和光接收元件，其特征在于，所述的光發(fā)射元件和光接收元件，相互平衡設(shè)置在擋風(fēng)玻璃上，光發(fā)射元件、光接收元件與擋風(fēng)玻璃之間有導(dǎo)光體。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石松泉，
申請(專利權(quán))人：石松泉，
類型：實(shí)用新型
國別省市：33[中國|浙江]
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