傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳感器裝置，其用于探測(cè)在盤件上的濕度，帶有發(fā)送器和接收器與布置在發(fā)送器和接收器之間的光學(xué)件，其中，該光學(xué)件具有用于聯(lián)接到盤件處的上平面，并且其中，該光學(xué)件具有：輸出區(qū)域，其用于電磁射線從光學(xué)件輸出到盤件中；和接合區(qū)域，其用于電磁射線從盤件接合到光學(xué)件中，該傳感器裝置還應(yīng)在很小的結(jié)構(gòu)形式的情況下提供可利用的信號(hào)。這通過以下方式來實(shí)現(xiàn)，即輸出區(qū)域具有至少一個(gè)相對(duì)于光學(xué)件的上平面傾斜的面。
【專利說明】傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器裝置，其用于探測(cè)在盤件（Scheibe)上的濕度，帶有發(fā)送器 和接收器與布置在發(fā)送器和接收器之間的光學(xué)件（Optik)，其中，該光學(xué)件具有用于聯(lián) 接到盤件處的上平面，并且其中，該光學(xué)件具有：輸出區(qū)域（Auskoppelbereich)，其用于 將電磁射線從光學(xué)件輸出到盤件中；和接合區(qū)域（Einkoppelbereich)，其用于將電磁射 線從盤件接合到光學(xué)件中。此外，本發(fā)明涉及用于這種傳感器的光學(xué)件和帶有擋風(fēng)玻璃 (Windschutzscheibe)和布置在其處的傳感器裝置的機(jī)動(dòng)車。

【背景技術(shù)】
[0002] 由文件DE 40 06 174 C1已知一種開頭提到的類型的傳感器裝置。在擋風(fēng)玻璃處 布置有光學(xué)件，在一端處由射線發(fā)送器將射線導(dǎo)入到該光學(xué)件中。射線在該光學(xué)件和貼靠 在光學(xué)件的上側(cè)處的盤件中多次反射。取決于盤件的濕潤(rùn)度實(shí)現(xiàn)射線從盤件中的輸出。在 光學(xué)件的另一端處布置有接收器，其提供與降水量成反比的信號(hào)。傳感器裝置在此以全反 射的光學(xué)原理來工作。
[0003] 存在這樣的基本問題，即為傳感器裝置提供的空間越來越小。因此，光學(xué)件的形成 傳感區(qū)域的面同樣變得越來越小。所獲得的信號(hào)由此變得不準(zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種開頭提到的類型的傳感器裝置，其即使在很小 的結(jié)構(gòu)形式的情況下仍然提供用于探測(cè)在盤件上的濕度的可利用的信號(hào)。
[0005] 該目的解決方案利用帶有權(quán)利要求1的特征的傳感器裝置來實(shí)現(xiàn)。關(guān)于光學(xué)件， 解決方案利用權(quán)利要求11的特征來實(shí)現(xiàn)，而關(guān)于機(jī)動(dòng)車，解決方案利用權(quán)利要求12的特征 來實(shí)現(xiàn)。
[0006] 對(duì)于傳感器裝置，其用于探測(cè)在盤件上的濕度，帶有發(fā)送器和接收器與布置在發(fā) 送器和接收器之間的光學(xué)件，其中，光學(xué)件具有用于聯(lián)接到盤件處的上平面，并且其中，光 學(xué)件具有：輸出區(qū)域，其用于將電磁射線從光學(xué)件輸出到盤件中；和接合區(qū)域，其用于將電 磁射線從盤件接合到光學(xué)件中，基于本發(fā)明，特征在于，輸出區(qū)域具有至少一個(gè)相對(duì)于光學(xué) 件的上平面傾斜的面，并且該傾斜的面相對(duì)于上平面具有在2°與20°之間的傾斜角。由 此實(shí)現(xiàn)從發(fā)送器導(dǎo)入到光學(xué)件中的電磁射線特別好地接合到擋風(fēng)玻璃中。光學(xué)件的上平面 并不表示在面的意義中的連續(xù)的平面，而是表示聯(lián)接到該盤件處的整個(gè)區(qū)域。該區(qū)域并非 連續(xù)地平地來構(gòu)造，而是例如在輸出區(qū)域中具有根據(jù)本發(fā)明的傾斜的面。
[0007] 優(yōu)選地，該傾斜的面相對(duì)于上平面具有在4°與10°之間的傾斜角，尤其相對(duì)于 上平面具有在4°與7°之間的傾斜角。特別優(yōu)選地，傾斜的面相對(duì)于光學(xué)件的上平面具有 5°的角度。優(yōu)選地，輸出區(qū)域的傾斜的面朝接合區(qū)域的方向上傾斜。因?yàn)榻邮掌鲗㈦姶派?線在側(cè)部發(fā)送到光學(xué)件中，角度（電磁射線以該角度碰到傾斜的面上）相比于未傾斜的面 更大。優(yōu)選地，輸出區(qū)域具有多個(gè)傾斜的面。在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，輸出區(qū)域具有 四個(gè)傾斜的面。在這四個(gè)傾斜的面中，至少兩個(gè)朝接合區(qū)域的方向上傾斜。然而，優(yōu)選地， 一個(gè)傾斜的面朝發(fā)送器的方向上傾斜，或者在另一種實(shí)施方式中，傾斜的面中的兩個(gè)朝發(fā) 送器的方向上傾斜。
[0008] 在本發(fā)明的另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，接合區(qū)域同樣具有至少一個(gè)相對(duì)于光學(xué)件的 上平面傾斜的面。接合區(qū)域?yàn)檫@樣的區(qū)域，在其中，光從盤件接合到光學(xué)件中。接合區(qū)域相 鄰于傳感器裝置的接收器來布置。通過接合區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)光從擋風(fēng)玻璃 到接合區(qū)域中的特別好的輸出。接合區(qū)域的傾斜的面相對(duì)于光學(xué)件的上平面優(yōu)選具有在 2°與20°之間的傾斜角，并且特別優(yōu)選地相對(duì)于光學(xué)件的上平面具有在4°與10°之間 的傾斜角。特別優(yōu)選地，傾斜的面相對(duì)于光學(xué)件的上平面具有5°的角度。在一種優(yōu)選的設(shè) 計(jì)方案中，接合區(qū)域具有至少兩個(gè)傾斜的面，其傾斜的面彼此相反地取向，尤其以一定的斜 度朝向彼此地取向。在一種備選的優(yōu)選的實(shí)施方式中，接合區(qū)域具有兩個(gè)或多個(gè)傾斜的面， 其以其斜度朝輸出區(qū)域延伸。其優(yōu)選構(gòu)造在邊緣側(cè)，即特別構(gòu)造在接收器附近。離接收器 最遠(yuǎn)的傾斜的面或離得最遠(yuǎn)和第二遠(yuǎn)的傾斜的面優(yōu)選朝接收器的方向上傾斜，即關(guān)于之前 提到的傾斜的面相反地傾斜。
[0009] 在本發(fā)明的另一改進(jìn)方案中，光學(xué)件在輸出區(qū)域與接合區(qū)域之間在其下側(cè)處，即 與上平面相對(duì)而置地具有凸?fàn)畹男螤?。通過在光學(xué)件的下側(cè)處的特別匹配的幾何形狀實(shí)現(xiàn) 內(nèi)部的全反射，從而使得電磁射線在光學(xué)件的內(nèi)部中近似無損失地來反射。凸?fàn)畹男螤畈?置在接合區(qū)域與輸出區(qū)域之間。輸出區(qū)域的傾斜的面朝接合區(qū)域的方向上傾斜。僅完全在 下側(cè)的中間區(qū)域（其具有凸?fàn)畹男螤睿┥戏降膬A斜的面以其斜度朝接合區(qū)域的方向上傾 斜。這相反地同樣適用于接合區(qū)域的傾斜的面。僅在接合區(qū)域中的傾斜的面（其完全在帶 有在下側(cè)處的凸?fàn)畹男螤畹闹虚g區(qū)域的上方）朝接合區(qū)域或接收器的方向上傾斜。
[0010] 在本發(fā)明的另一優(yōu)選的改進(jìn)方案中，光學(xué)件在其上側(cè)上在輸出區(qū)域與接合區(qū)域之 間具有平的中間區(qū)域。該區(qū)域最后將接合區(qū)域與輸出區(qū)域彼此分開。在下側(cè)存在中間區(qū)域， 其相應(yīng)搭接接合區(qū)域和輸出區(qū)域的中間的區(qū)段。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的改進(jìn)方案，光學(xué) 件具有與發(fā)送器相對(duì)而置的接合光學(xué)部（Einkoppeloptik)，其根據(jù)碗狀部（Schiissel)的 方式構(gòu)造成帶有凸?fàn)畹叵蛲馔怀龅牡撞?。由此?shí)現(xiàn)散射光的集中和特別好的聚焦。由此實(shí) 現(xiàn)到光學(xué)件中的最大的光接合。優(yōu)選地，傳感器裝置一包括發(fā)送器和接收器，其優(yōu)選構(gòu)造為 二極管一與880nm至920nm的波長(zhǎng)相協(xié)調(diào)。
[0011] 本發(fā)明的另一方面在于提供一種用于上面提到的傳感器裝置的光學(xué)件，其中，該 光學(xué)件具有用于聯(lián)接到盤件處的上平面，并且其中，該光學(xué)件具有：輸出區(qū)域，其用于將電 磁射線從光學(xué)件輸出到盤件中；和接合區(qū)域，其用于將電磁射線從盤件接合到光學(xué)件中。此 夕卜，光學(xué)件根據(jù)本發(fā)明在其輸出區(qū)域中具有至少一個(gè)相對(duì)于光學(xué)件的上平面傾斜的面。
[0012] 本發(fā)明的另一方面在于機(jī)動(dòng)車的構(gòu)造方案，該機(jī)動(dòng)車帶有擋風(fēng)玻璃和布置在其處 的、用于探測(cè)在擋風(fēng)玻璃上的濕度的傳感器裝置。傳感器裝置在此根據(jù)先前的說明來構(gòu)造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面借助在附圖中示出的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。示意性的圖示詳細(xì)地顯示 出： 圖1以示意性的圖示顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置與布置在其上的盤件的截 面； 圖2顯示了根據(jù)圖1的傳感器裝置的光學(xué)件的透視圖； 圖3顯示了通過在殼體中的根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的截面。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 在圖1中以示意性的圖示示出了通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置與布置在其上盤 件4的截面。傳感器裝置主要具有光學(xué)件1、發(fā)送器2和接收器3。光學(xué)件在此布置成貼靠 到盤件4處。對(duì)此，光學(xué)件具有用于聯(lián)接到盤件處的上平面13。光學(xué)件1在此不具有連續(xù) 的上平面，而是僅部分地在上部的區(qū)域中構(gòu)造成平的。措辭上平面表示這樣的上側(cè)，其設(shè)置 成用于聯(lián)接到盤件4處。發(fā)送器2典型地構(gòu)造為二極管并且將電磁射線射入到光學(xué)件1中。 為此，光學(xué)件1與發(fā)送器2相對(duì)而置地具有接合光學(xué)部5,其根據(jù)碗狀部7的方式構(gòu)造成帶 有凸?fàn)钕蛲馔怀龅牡撞?。電磁射線然后從光學(xué)件1通過輸出區(qū)域8到達(dá)到盤件4中。在 盤件4的上側(cè)處，電磁射線被反射，并且最后多次在光學(xué)件1更確切地說其下側(cè)21與盤件4 的上側(cè)之間被反射。當(dāng)盤件4利用水或雨潤(rùn)濕時(shí)，電磁射線從系統(tǒng)輸出并且強(qiáng)度下降。在 接收器3 (其典型地同樣為二極管）處的強(qiáng)度的下降于是為用于盤件4在上側(cè)上的潤(rùn)濕的 程度。輸出區(qū)域8在所示出的實(shí)施例中具有三個(gè)傾斜的面9、10和11，其在朝接收器3或布 置在接收器3的附近中的接合區(qū)域16的方向上具有斜度。角度α為在2°與20°之間， 優(yōu)選在4°至10°之間，并且尤其在5°至8°之間。通過在光導(dǎo)體的上側(cè)上的幾何結(jié)構(gòu)得 到特別高地結(jié)合來自光學(xué)件1的光和使光特別好地接合到盤件4中。此外，設(shè)置有與傾斜 的面11鏡像對(duì)稱地相對(duì)而置的面14,其朝相反的方向上（即朝發(fā)送器2的接收器的方向 上）傾斜。傾斜的面11和14通過在截面中三角形的尖部12來彼此分開。朝發(fā)送器2傾 斜的面14完全位于下側(cè)21之上，就此而言其具有凸?fàn)畹男螤钋姨幵谳敵鰠^(qū)域16與接合區(qū) 域8之間。近似在光學(xué)件1的中部中設(shè)置有平的中間區(qū)域13。其實(shí)際上構(gòu)造成平的并且構(gòu) 造成貼靠到盤件處。在圖1的右側(cè)的區(qū)域中（即相鄰于接收器3)設(shè)置有接合區(qū)域16,在其 中，電磁射線從盤件4最大地結(jié)合到光學(xué)件1中或從盤件4輸出。同樣在此設(shè)置有多個(gè)傾 斜的面。這尤其為面17和20,其直接相鄰于接收器3并且朝發(fā)送器2的方向上或者朝輸出 區(qū)域8的方向上傾斜。面17和20以角度β相對(duì)于上平面13傾斜。傾斜的角度在2°與 20°之間，尤其在4°與10°之間，并且特別優(yōu)選地在5°與8°之間。朝發(fā)送器2的方向 上緊接著設(shè)置有另一傾斜的面18,其朝接收器3的方向上傾斜。面18和17在此關(guān)于在截 面中三角形的結(jié)構(gòu)19彼此對(duì)稱地布置左邊和右邊。面18完全位于光學(xué)件1的凸?fàn)畹南聜?cè) 21之上。在朝發(fā)送器2的方向上在面18旁邊存在另一傾斜的面15,其同樣朝接收器3的 方向上傾斜，即具有如傾斜的面18那樣的相同的斜度。面15、17、18和20都以相同的角度 傾斜，尤其以在4°與8°之間的角度傾斜。面15和18在此具有朝接收器3的方向上的斜 度，而面17和20具有朝發(fā)送器2的方向上的斜度。因此這兩組面相對(duì)彼此傾斜。
[0015] 在圖2中以透視圖示出了光學(xué)件1。因此，與圖1相比，在此既未示出盤件4,也 未示出發(fā)送器2和接收器3。在此可很好地看出接合光學(xué)部5,其根據(jù)碗狀部7的方式來 構(gòu)造且在此具有凸?fàn)畹叵蛲猓闯l(fā)送器2的方向上）突出的底部6。上平面（其設(shè)置成 用于貼靠到盤件4處）在中間的中部區(qū)域13中和在環(huán)繞的邊框23中還構(gòu)造成面狀且設(shè) 置成用于貼靠到盤件4處。在剩余的區(qū)域中主要設(shè)置有輸出區(qū)域8的傾斜的面9、10、11 和14以及接合區(qū)域16的傾斜的面15、17、18和20。相鄰于接收器3設(shè)置有輸出光學(xué)部 (Auskoppeloptik) 22。其基本上設(shè)計(jì)為凸?fàn)顦?gòu)造的球狀面。
[0016] 在圖3中類似于圖1以截面示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置。相比于圖1，在此對(duì)圖示進(jìn) 行了左右顛倒，即在右側(cè)上布置有發(fā)送器2,而在左側(cè)上布置有接收器3。相同的零件利用 相同的參考標(biāo)識(shí)來標(biāo)識(shí)。設(shè)置有殼體30,在其中發(fā)送器2布置在板31上，而接收器3布置 在板32上。發(fā)送器和接收器優(yōu)選為二極管，其在880nm至920nm的紅外線范圍中工作。
[0017] 在傾斜的面中示出有角度。其針對(duì)斜面為5°且針對(duì)短地調(diào)整的面為47°。凸?fàn)?成形的下側(cè)21構(gòu)造為圓周的一部分。
[0018] 在上述的說明和權(quán)利要求中提到的所有特征可以任意的選擇與獨(dú)立權(quán)利要求的 特征相組合。因此，本發(fā)明的公開不局限于所說明的或所要求保護(hù)的特征組合，而是所有在 本發(fā)明的范圍中有意義的特征組合都被視作是公開的。
【權(quán)利要求】
1. 一種傳感器裝置，其用于探測(cè)在盤件（4)上的濕度，帶有發(fā)送器（2)和接收器（3) 與布置在所述發(fā)送器（2)與所述接收器（3)之間的光學(xué)件（1)，其中，所述光學(xué)件（1)具有 用于聯(lián)接到所述盤件（4)處的上平面（23)，并且其中，所述光學(xué)件（1)具有：輸出區(qū)域（8)， 其用于將電磁射線從所述光學(xué)件（1)輸出到所述盤件（4)中；和接合區(qū)域（16)，其用于將 電磁射線從所述盤件（4)接合到所述光學(xué)件（1)中，其特征在于， 所述輸出區(qū)域（8)具有至少一個(gè)相對(duì)于所述光學(xué)件（1)的上平面傾斜的面（9, 10, 11)， 并且 所述傾斜的面（9, 10, 11)相對(duì)于所述上平面（13, 23)具有在2°與20°之間的傾斜 角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，所述傾斜的面（9, 10, 11)相對(duì)于 所述上平面具有在4°與10°之間的傾斜角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述輸出區(qū)域（8) 的傾斜的面（9, 10, 11)朝所述接合區(qū)域（16)的方向上傾斜。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述輸出區(qū)域（8)具 有多個(gè)傾斜的面（9, 10, 11)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述接合區(qū)域（16) 具有至少一個(gè)相對(duì)于所述光學(xué)件（1)的上平面（13)傾斜的面（9, 10, 11)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器裝置，其特征在于，所述接合區(qū)域（16)的傾斜的面 (17, 18)相對(duì)于所述光學(xué)件（1)的上平面（23)具有在2°與20°之間的傾斜角，并且尤其 相對(duì)于所述光學(xué)件（1)的上平面（23)具有在4°與10°之間的傾斜角。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述接合區(qū)域 (16)具有至少兩個(gè)傾斜的面（17, 18)，其傾斜的面（17, 18)彼此相反地取向，尤其以一定的 斜度朝向彼此地取向。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述光學(xué)件（1)在所 述輸出區(qū)域（16)與所述接合區(qū)域（8)之間在其下側(cè)處，即與所述上平面相對(duì)而置地具有凸 狀的形狀。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述光學(xué)件（1)在其 上側(cè)上在所述輸出區(qū)域（8)與所述接合區(qū)域（16)之間具有平的中間區(qū)域（13)。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，所述光學(xué)件（1)具 有與所述發(fā)送器（2)相對(duì)而置的接合光學(xué)部（5)，其根據(jù)碗狀部（7)的方式構(gòu)造成帶有凸?fàn)?地向外突出的底部（6)。
11. 一種用于根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置的光學(xué)件，帶有：上平面 (13, 23)，其用于聯(lián)接到盤件（4)處；和輸出區(qū)域（8)，其用于將電磁射線從所述光學(xué)件（1) 輸出到所述盤件（4)中；和接合區(qū)域（16)，其用于將電磁射線從所述盤件（4)接合到所述 光學(xué)件（1)中，其特征在于，所述輸出區(qū)域（8)具有至少一個(gè)相對(duì)于所述光學(xué)件（1)的上平 面（13)傾斜的面（9, 10, 11)。
12. -種機(jī)動(dòng)車，帶有：盤件，尤其擋風(fēng)玻璃；和根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的 傳感器組件，其布置在盤件處。
【文檔編號(hào)】G01D5/26GK104215267SQ201410237057
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】T.尼曼, C.圖恩 申請(qǐng)人:赫拉胡克公司