傳感器裝置製造方法

2023-12-05 12:38:51

傳感器裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及傳感器裝置，其用於探測在盤件上的溼度，帶有發送器和接收器與布置在發送器和接收器之間的光學件，其中，該光學件具有用於聯接到盤件處的上平面，並且其中，該光學件具有：輸出區域，其用於電磁射線從光學件輸出到盤件中；和接合區域，其用於電磁射線從盤件接合到光學件中，該傳感器裝置還應在很小的結構形式的情況下提供可利用的信號。這通過以下方式來實現，即輸出區域具有至少一個相對於光學件的上平面傾斜的面。
【專利說明】傳感器裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及傳感器裝置，其用於探測在盤件（Scheibe)上的溼度，帶有發送器 和接收器與布置在發送器和接收器之間的光學件（Optik)，其中，該光學件具有用於聯 接到盤件處的上平面，並且其中，該光學件具有：輸出區域（Auskoppelbereich)，其用於 將電磁射線從光學件輸出到盤件中；和接合區域（Einkoppelbereich)，其用於將電磁射 線從盤件接合到光學件中。此外，本發明涉及用於這種傳感器的光學件和帶有擋風玻璃 (Windschutzscheibe)和布置在其處的傳感器裝置的機動車。

【背景技術】
[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。在擋風玻璃處 布置有光學件，在一端處由射線發送器將射線導入到該光學件中。射線在該光學件和貼靠 在光學件的上側處的盤件中多次反射。取決於盤件的溼潤度實現射線從盤件中的輸出。在 光學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。傳感器裝置在此以全反 射的光學原理來工作。
[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，光學件的形成 傳感區域的面同樣變得越來越小。所獲得的信號由此變得不準確。


【發明內容】

[0004] 因此，本發明的目的在於提供一種開頭提到的類型的傳感器裝置，其即使在很小 的結構形式的情況下仍然提供用於探測在盤件上的溼度的可利用的信號。
[0005] 該目的解決方案利用帶有權利要求1的特徵的傳感器裝置來實現。關於光學件， 解決方案利用權利要求11的特徵來實現，而關於機動車，解決方案利用權利要求12的特徵 來實現。
[0006] 對於傳感器裝置，其用於探測在盤件上的溼度，帶有發送器和接收器與布置在發 送器和接收器之間的光學件，其中，光學件具有用於聯接到盤件處的上平面，並且其中，光 學件具有：輸出區域，其用於將電磁射線從光學件輸出到盤件中；和接合區域，其用於將電 磁射線從盤件接合到光學件中，基於本發明，特徵在於，輸出區域具有至少一個相對於光學 件的上平面傾斜的面，並且該傾斜的面相對於上平面具有在2°與20°之間的傾斜角。由 此實現從發送器導入到光學件中的電磁射線特別好地接合到擋風玻璃中。光學件的上平面 並不表示在面的意義中的連續的平面，而是表示聯接到該盤件處的整個區域。該區域並非 連續地平地來構造，而是例如在輸出區域中具有根據本發明的傾斜的面。
[0007] 優選地，該傾斜的面相對於上平面具有在4°與10°之間的傾斜角，尤其相對於 上平面具有在4°與7°之間的傾斜角。特別優選地，傾斜的面相對於光學件的上平面具有 5°的角度。優選地，輸出區域的傾斜的面朝接合區域的方向上傾斜。因為接收器將電磁射 線在側部發送到光學件中，角度（電磁射線以該角度碰到傾斜的面上）相比於未傾斜的面 更大。優選地，輸出區域具有多個傾斜的面。在一種特別優選的實施方式中，輸出區域具有 四個傾斜的面。在這四個傾斜的面中，至少兩個朝接合區域的方向上傾斜。然而，優選地， 一個傾斜的面朝發送器的方向上傾斜，或者在另一種實施方式中，傾斜的面中的兩個朝發 送器的方向上傾斜。
[0008] 在本發明的另一優選的設計方案中，接合區域同樣具有至少一個相對於光學件的 上平面傾斜的面。接合區域為這樣的區域，在其中，光從盤件接合到光學件中。接合區域相 鄰於傳感器裝置的接收器來布置。通過接合區域的幾何結構的設計方案實現光從擋風玻璃 到接合區域中的特別好的輸出。接合區域的傾斜的面相對於光學件的上平面優選具有在 2°與20°之間的傾斜角，並且特別優選地相對於光學件的上平面具有在4°與10°之間 的傾斜角。特別優選地，傾斜的面相對於光學件的上平面具有5°的角度。在一種優選的設 計方案中，接合區域具有至少兩個傾斜的面，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。在一種備選的優選的實施方式中，接合區域具有兩個或多個傾斜的面， 其以其斜度朝輸出區域延伸。其優選構造在邊緣側，即特別構造在接收器附近。離接收器 最遠的傾斜的面或離得最遠和第二遠的傾斜的面優選朝接收器的方向上傾斜，即關於之前 提到的傾斜的面相反地傾斜。
[0009] 在本發明的另一改進方案中，光學件在輸出區域與接合區域之間在其下側處，即 與上平面相對而置地具有凸狀的形狀。通過在光學件的下側處的特別匹配的幾何形狀實現 內部的全反射，從而使得電磁射線在光學件的內部中近似無損失地來反射。凸狀的形狀布 置在接合區域與輸出區域之間。輸出區域的傾斜的面朝接合區域的方向上傾斜。僅完全在 下側的中間區域（其具有凸狀的形狀）上方的傾斜的面以其斜度朝接合區域的方向上傾 斜。這相反地同樣適用於接合區域的傾斜的面。僅在接合區域中的傾斜的面（其完全在帶 有在下側處的凸狀的形狀的中間區域的上方）朝接合區域或接收器的方向上傾斜。
[0010] 在本發明的另一優選的改進方案中，光學件在其上側上在輸出區域與接合區域之 間具有平的中間區域。該區域最後將接合區域與輸出區域彼此分開。在下側存在中間區域， 其相應搭接接合區域和輸出區域的中間的區段。根據本發明的另一優選的改進方案，光學 件具有與發送器相對而置的接合光學部（Einkoppeloptik)，其根據碗狀部（Schiissel)的 方式構造成帶有凸狀地向外突出的底部。由此實現散射光的集中和特別好的聚焦。由此實 現到光學件中的最大的光接合。優選地，傳感器裝置一包括發送器和接收器，其優選構造為 二極體一與880nm至920nm的波長相協調。
[0011] 本發明的另一方面在於提供一種用於上面提到的傳感器裝置的光學件，其中，該 光學件具有用於聯接到盤件處的上平面，並且其中，該光學件具有：輸出區域，其用於將電 磁射線從光學件輸出到盤件中；和接合區域，其用於將電磁射線從盤件接合到光學件中。此 夕卜，光學件根據本發明在其輸出區域中具有至少一個相對於光學件的上平面傾斜的面。
[0012] 本發明的另一方面在於機動車的構造方案，該機動車帶有擋風玻璃和布置在其處 的、用於探測在擋風玻璃上的溼度的傳感器裝置。傳感器裝置在此根據先前的說明來構造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面藉助在附圖中示出的實施例進一步闡述本發明。示意性的圖示詳細地顯示 出： 圖1以示意性的圖示顯示了通過根據本發明的傳感器裝置與布置在其上的盤件的截 面； 圖2顯示了根據圖1的傳感器裝置的光學件的透視圖； 圖3顯示了通過在殼體中的根據本發明的傳感器裝置的截面。

【具體實施方式】
[0014] 在圖1中以示意性的圖示示出了通過根據本發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件1、發送器2和接收器3。光學件在此布置成貼靠 到盤件4處。對此，光學件具有用於聯接到盤件處的上平面13。光學件1在此不具有連續 的上平面，而是僅部分地在上部的區域中構造成平的。措辭上平面表示這樣的上側，其設置 成用於聯接到盤件4處。發送器2典型地構造為二極體並且將電磁射線射入到光學件1中。 為此，光學件1與發送器2相對而置地具有接合光學部5,其根據碗狀部7的方式構造成帶 有凸狀向外突出的底部6。電磁射線然後從光學件1通過輸出區域8到達到盤件4中。在 盤件4的上側處，電磁射線被反射，並且最後多次在光學件1更確切地說其下側21與盤件4 的上側之間被反射。當盤件4利用水或雨潤溼時，電磁射線從系統輸出並且強度下降。在 接收器3 (其典型地同樣為二極體）處的強度的下降於是為用於盤件4在上側上的潤溼的 程度。輸出區域8在所示出的實施例中具有三個傾斜的面9、10和11，其在朝接收器3或布 置在接收器3的附近中的接合區域16的方向上具有斜度。角度α為在2°與20°之間， 優選在4°至10°之間，並且尤其在5°至8°之間。通過在光導體的上側上的幾何結構得 到特別高地結合來自光學件1的光和使光特別好地接合到盤件4中。此外，設置有與傾斜 的面11鏡像對稱地相對而置的面14,其朝相反的方向上（即朝發送器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。朝發送器2傾 斜的面14完全位於下側21之上，就此而言其具有凸狀的形狀且處在輸出區域16與接合區 域8之間。近似在光學件1的中部中設置有平的中間區域13。其實際上構造成平的並且構 造成貼靠到盤件處。在圖1的右側的區域中（即相鄰於接收器3)設置有接合區域16,在其 中，電磁射線從盤件4最大地結合到光學件1中或從盤件4輸出。同樣在此設置有多個傾 斜的面。這尤其為面17和20,其直接相鄰於接收器3並且朝發送器2的方向上或者朝輸出 區域8的方向上傾斜。面17和20以角度β相對於上平面13傾斜。傾斜的角度在2°與 20°之間，尤其在4°與10°之間，並且特別優選地在5°與8°之間。朝發送器2的方向 上緊接著設置有另一傾斜的面18,其朝接收器3的方向上傾斜。面18和17在此關於在截 面中三角形的結構19彼此對稱地布置左邊和右邊。面18完全位於光學件1的凸狀的下側 21之上。在朝發送器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具有朝發送器2的方向上的斜度。因此這兩組面相對彼此傾斜。
[0015] 在圖2中以透視圖示出了光學件1。因此，與圖1相比，在此既未示出盤件4,也 未示出發送器2和接收器3。在此可很好地看出接合光學部5,其根據碗狀部7的方式來 構造且在此具有凸狀地向外（即朝發送器2的方向上）突出的底部6。上平面（其設置成 用於貼靠到盤件4處）在中間的中部區域13中和在環繞的邊框23中還構造成面狀且設 置成用於貼靠到盤件4處。在剩餘的區域中主要設置有輸出區域8的傾斜的面9、10、11 和14以及接合區域16的傾斜的面15、17、18和20。相鄰於接收器3設置有輸出光學部 (Auskoppeloptik) 22。其基本上設計為凸狀構造的球狀面。
[0016] 在圖3中類似於圖1以截面示出了根據本發明的裝置。相比於圖1，在此對圖示進 行了左右顛倒，即在右側上布置有發送器2,而在左側上布置有接收器3。相同的零件利用 相同的參考標識來標識。設置有殼體30,在其中發送器2布置在板31上，而接收器3布置 在板32上。發送器和接收器優選為二極體，其在880nm至920nm的紅外線範圍中工作。
[0017] 在傾斜的面中示出有角度。其針對斜面為5°且針對短地調整的面為47°。凸狀 成形的下側21構造為圓周的一部分。
[0018] 在上述的說明和權利要求中提到的所有特徵可以任意的選擇與獨立權利要求的 特徵相組合。因此，本發明的公開不局限於所說明的或所要求保護的特徵組合，而是所有在 本發明的範圍中有意義的特徵組合都被視作是公開的。
【權利要求】
1. 一種傳感器裝置，其用於探測在盤件（4)上的溼度，帶有發送器（2)和接收器（3) 與布置在所述發送器（2)與所述接收器（3)之間的光學件（1)，其中，所述光學件（1)具有 用於聯接到所述盤件（4)處的上平面（23)，並且其中，所述光學件（1)具有：輸出區域（8)， 其用於將電磁射線從所述光學件（1)輸出到所述盤件（4)中；和接合區域（16)，其用於將 電磁射線從所述盤件（4)接合到所述光學件（1)中，其特徵在於， 所述輸出區域（8)具有至少一個相對於所述光學件（1)的上平面傾斜的面（9, 10, 11)， 並且 所述傾斜的面（9, 10, 11)相對於所述上平面（13, 23)具有在2°與20°之間的傾斜 角。
2. 根據權利要求1所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述傾斜的面（9, 10, 11)相對於 所述上平面具有在4°與10°之間的傾斜角。
3. 根據權利要求1或2中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述輸出區域（8) 的傾斜的面（9, 10, 11)朝所述接合區域（16)的方向上傾斜。
4. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述輸出區域（8)具 有多個傾斜的面（9, 10, 11)。
5. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述接合區域（16) 具有至少一個相對於所述光學件（1)的上平面（13)傾斜的面（9, 10, 11)。
6. 根據權利要求5所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述接合區域（16)的傾斜的面 (17, 18)相對於所述光學件（1)的上平面（23)具有在2°與20°之間的傾斜角，並且尤其 相對於所述光學件（1)的上平面（23)具有在4°與10°之間的傾斜角。
7. 根據上述權利要求5或6中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述接合區域 (16)具有至少兩個傾斜的面（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. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述光學件（1)在所 述輸出區域（16)與所述接合區域（8)之間在其下側處，即與所述上平面相對而置地具有凸 狀的形狀。
9. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述光學件（1)在其 上側上在所述輸出區域（8)與所述接合區域（16)之間具有平的中間區域（13)。
10. 根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述光學件（1)具 有與所述發送器（2)相對而置的接合光學部（5)，其根據碗狀部（7)的方式構造成帶有凸狀 地向外突出的底部（6)。
11. 一種用於根據上述權利要求中任一項所述的傳感器裝置的光學件，帶有：上平面 (13, 23)，其用於聯接到盤件（4)處；和輸出區域（8)，其用於將電磁射線從所述光學件（1) 輸出到所述盤件（4)中；和接合區域（16)，其用於將電磁射線從所述盤件（4)接合到所述 光學件（1)中，其特徵在於，所述輸出區域（8)具有至少一個相對於所述光學件（1)的上平 面（13)傾斜的面（9, 10, 11)。
12. -種機動車，帶有：盤件，尤其擋風玻璃；和根據權利要求1至10中任一項所述的 傳感器組件，其布置在盤件處。
【文檔編號】G01D5/26GK104215267SQ201410237057
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】T.尼曼, C.圖恩 申請人:赫拉胡克公司