用於檢測環境條件的傳感器裝置的製作方法

2023-05-08 02:14:46 3

專利名稱：用於檢測環境條件的傳感器裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於檢測環境條件的尤其用於機動車的傳感器裝置，該傳感器裝置具有至少一塊承載板尤其電路板以及布置在該承載板上的光學元件。
背景技術：
布置在承載板上的用於檢測環境條件的光學元件從不同的應用情況中為人所知。 用於將傳感器裝置用於機動車的一種實例是如在DE 196 30 216 Al中所公開的一樣根據機動車的行駛狀況來對機動車進行燈光控制。其它的傳感器裝置檢測能夠在機動車的乘客車廂中進行空氣控制的數據或者探測降水情況，用於比如自動地激活機動車的雨刷器。目前的系統的缺點是，這些系統離散地構成，也就是說為每種功能分配了至少一個傳感器或者說一個具有一個或者多個光學元件的傳感器裝置。但是對於每種功能來說需要一個單個的傳感器或者一個單個的傳感器裝置。由此引起的成本尤其在安裝多個傳感器或者說傳感器裝置時非常高，因為必須安裝大量的二極體和鏡組。此外對於每個傳感器或者說每個傳感器裝置來說需要用於進行布置的位置空間，其中多個單個傳感器需要許多位置空間。

發明內容
本發明的任務是，提供一種傳感器裝置，該傳感器裝置將多個傳感器彼此組合在一起，能夠實現傳感器裝置的緊湊的結構並且能夠能夠以低廉的成本來製造。該任務的解決用具有權利要求1所述特徵的傳感器裝置來進行。本發明的有利的改進方案在從屬權利要求中得到描述。用於檢測環境條件的尤其用於機動車的傳感器裝置具有至少一塊承載板尤其電路板以及布置在該承載板上的光學元件，其中多個光學元件圍繞著一個共同的中心區域布置在所述承載板上並且所述圍繞著中心區域來布置的光學元件中的至少兩個具有主作用軸線，所述主作用軸線相對於所述承載板以預先確定的角度來定位，其中所述主作用軸線指向所述共同的中心區域。對於所述傳感器裝置來說，按本發明規定，所述光學元件以指向所述中心區域的主作用軸線布置在所述承載板的接納表面上，其中所述接納表面相對於所述承載板成角度地定位，並且垂直於所述光學元件相應的主作用軸線來布置。所述光學元件由於共同的承載板能夠以特別簡單的方式相對於彼此定向。按要求特徵和安裝位置，所述光學元件的主作用軸線能夠相對於彼此以不同的角度來定位。通過所述傳感器裝置的預先確定的安裝位置，由此能夠確定所述傳感器的探測區域。在此不需要複雜的鏡組。所述光學元件圍繞著一個共同的中心區域布置在所述承載板上，由此能夠實現所述傳感器裝置的特別緊湊的外形，因為單個的光學元件能夠以最佳的方式相組裝。特別緊湊的形狀尤其通過光學元件的圓形的布置來實現。此外，各個光學元件能夠與多種功能相耦合，由此能夠以低廉的成本來製造所述傳感器裝置。不僅所述光學元件而且所述承載板都由於折彎的接納表面而可以特別容易地製成。所述承載板的接納表面連同圍繞著共同的中心區域布置的光學元件可以根據所述有待布置在承載板上的傳感器的主作用軸線的定向，單個地或者成組地相對於所述承載板以相應的角度來定位。為此，在生產時在所述承載板上設置相應的表面並且比如通過預先確定的稜邊來折彎。對於所述光學元件來說，由此省去特殊結構，所述特殊結構具有對於相應的應用情況來說準確匹配的形狀，所述形狀則具有相對於接納表面折彎的定向。有待布置在承載板上的光學元件優選是傳感器或者說配屬於傳感器的光源並且構造為二極體。在此規定，至少一個布置在所述承載板上的光學元件是雨水傳感器的發送單元，為所述雨水傳感器分配了至少一個構造為接收單元的光學元件。有利的是，所述發送單元在所述承載板上在中心布置在所述圍繞著共同的中心區域布置的光學元件之間，並且所述至少一個構造為接收單元的光學元件具有相對於所述承載板定位的並且指向所述中心區域的主作用軸線。所述發送單元是發射紅外輻射的光源。所發射的紅外輻射比如在玻璃或者所述傳感器裝置的鏡組上反射並且投射到所述雨水傳感器的接收單元上，所述接收單元檢測所反射的輻射。如果所述玻璃或者說鏡組被液體尤其水潤溼，那麼折射角就變化並且反射到所述雨水傳感器上的紅外輻射偏離預先確定的標準值。因為僅僅具有一個接收單元的雨水傳感器只能對較小的表面進行掃描，所以規定，所述傳感器裝置具有至少兩個尤其至少四個接收單元。這些接收單元相對於中心布置的發送單元來說優選全部具有相同的間距。由此保證，能夠以最大可能的可靠性來探測出現的雨水，因為較大的表面被所述雨水傳感器所檢測並且能夠以簡單的方式對所述接收單元彼此間的公差進行補償。在雨水傳感器的另一種改進方案中規定，所述接收單元在所述承載板上在中心布置在所述圍繞著共同的中心區域布置的光學元件之間，並且所述至少一個構造為發送單元的光學元件具有相對於所述承載板定位的並且指向所述中心區域的主作用軸線。根據這種將發送單元在中心布置在承載板上的方案，至少兩個接收單元，尤其至少四個接收單元，圍繞所述中心區域布置。為了能夠檢測太陽光線以及尤其太陽光線在配備了傳感器裝置的物體上的分布， 在此規定，所述光學元件中的至少一個具有相對於承載板定位的並且指向中心區域的主作用軸線的光學元件是用於對太陽光線進行檢測的陽光傳感器。尤其規定，所述傳感器裝置包括至少兩個對置地布置的陽光傳感器，用於能夠計算太陽輻射的入射角的折射或者說太陽相對於傳感器裝置的位置。封閉的空間以由陽光傳感器檢測到的數值根據太陽光線不同強度地冷卻或者說能夠遮暗。如果所述傳感器裝置處於溫室中，那就可以進行與相應的植物相匹配的通風或者說遮暗處理。如果將由所述陽光傳感器檢測到的數值與所述傳感器裝置的其它傳感器的其它數據相關聯，那就可以進行封閉的空間的全面的空氣調節。根據本發明的另一種改進方案，所述光學元件中的至少一個具有相對於承載板定位的並且指向所述中心區域的主作用軸線的光學元件是前端光傳感器 (Vorfeld-Lichtsensor)並且所述前端光傳感器具有探測區域，該探測區域擁有大致水平取向的檢測錐。利用這個構造為能夠開關的二極體並且由此檢測至少兩個不同的光譜範圍內的輻射的前端光傳感器，一方面能夠識別較大的距離內的亮度並且另一方面能夠識別紅外的光譜範圍內的被反射的光線信號。結合有利地布置在承載板上的具有擁有向上取向的檢測錐的探測區域的環境光傳感器可以檢測關於亮度的不同數據以及亮度的變化。這尤其對於機動車來說是有利的，因為用由所述兩個光傳感器獲得的數據比如能夠將隧道與橋梁區別開來。為了能夠將其它的傳感器布置在承載板上，該承載板有利地一體地在連接區段中延伸。由此可以以最佳的方式將其它的傳感器布置在所述承載板上。優選所述連接區段具有至少一個溫度傳感器和至少一個用於對空氣溼度進行檢測的溼度傳感器。作為溫度傳感器，比如可以設置表面溫度傳感器和另外的用於對被圍住的空間的空氣溫度或者說空間溫度進行檢測的溫度傳感器，在此將所述傳感器裝置配屬於所述溫度傳感器。對於空氣溫度的測量並且對於空氣溼度的測量來說，相應的傳感器或者說承載板的連接區段能夠優選被空氣從中流過。利用固定在玻璃上的用於對表面溫度進行檢測的傳感器，尤其結合所述傳感器裝置的其它傳感器的數據比如能夠檢測所述玻璃的結霧傾向。此外，用所檢測到的關於太陽光線、亮度、降水和溫度的數值可以以最高可能的精度和較大的舒適性實現封閉的空間的全面的空氣調節。此外，本發明涉及一種機動車，該機動車具有用於檢測環境條件的傳感器裝置，該傳感器裝置具有至少一塊承載板和布置在該承載板上的光學元件，並且其中所述傳感器裝置具有前端光傳感器，該前端光傳感器則具有探測區域，該探測區域擁有沿行駛方向取向的檢測錐。有利的是，所述傳感器裝置布置在機動車的擋風玻璃上。因此保證，所述具有光學元件的傳感器可以在沒有不好的影響的情況下檢測環境條件。此外以最佳的方式測量乘客車廂的空間溫度和空氣溼度，因為空氣能夠最佳可能地入流到擋風玻璃上。為了將布置在擋風玻璃上的傳感器裝置最佳地集成到乘客車廂和機動車的設計中，在此規定，所述傳感器裝置在機動車的擋風玻璃上布置在後視鏡的鏡腳中。


下面藉助於在附圖中示出的優選的實施例對本發明進行進一步解釋。具體來講， 附圖示出如下
圖1是具有封閉的殼體的傳感器裝置的透視圖2是圖1中的傳感器裝置的俯視圖，其中殼體打開、無蓋板並且承載板露在外面，並
且
圖3是圖1與圖2中的傳感器裝置的承載板連同布置在承載板上的傳感器的透視圖。
具體實施例方式用1表示傳感器裝置2的殼體(圖2)。這個殼體1具有接納部分3和蓋板4，所述接納部分3和蓋板4以能夠鬆開的方式彼此相連接。所述蓋板4基本上構造為圓形並且在所構成的圓的中心區域中具有穿孔5。所述接納部分3具有圓形的第一接納區域3』和長形的第二連接區域3』，。為了連接所述接納部分3和蓋板4，設置了三個止動連接件6、6』、6』 』 和兩個插塞連接件7、7』。所述接納部分3具有所述止動連接件6、6』、6』，的三個止動元件， 在這三個止動元件中所述止動連接件6、6』的兩個止動元件在所述長形的連接區域3』』上布置在所述連接區域3』，的安置在接納區域3』上的第一端部上，並且所述止動連接6』 』的第三止動元件在所述圓形的接納區域3』上布置在與所述長形的連接區域3』』對置的一側上。此外，在所述圓形的接納區域3』的外部的圓周上布置了所述兩個插塞連接件7、7』的接納口。所述蓋板4相應地具有與所述止動元件和接納口相對應的止動凸鼻和插接元件。此外，所述接納部分3的長形的連接區域3』』的自由的第二端部具有用於進行數據傳輸並且用於固定傳感器裝置2的插塞連接器8。在所述殼體1的內部，在所述接納部分3的接納區域3』上布置了承載板9，所述承載板9以連接區段9』在所述接納部分3的長形的連接區域3』』中延伸。所述連接區段9』 以處於所述蓋板4與插塞連接器8之間的部分區域從所述殼體1中伸出。為了將所述承載板9保持定位在所述接納部分3中，所述接納部分3具有與所述承載板9中的空隙對應的銷。所述具有傳感器裝置2的承載板9的結構在圖2和圖3中示出。所述承載板9構造為圓形並且具有比所述接納部分3的圓形的接納區域3』的內直徑稍小的直徑。所述圓形的承載板9圍繞著其中心區域總共具有七個相對於承載板9成角度地定位的表面，所述表面相對於所述中心區域幾乎具有相同的間距。在這些表面上布置了光學元件。所述承載板9的定位的表面上的七個光學元件中的四個是雨水傳感器的對紅外輻射進行檢測的接收單元10、10，、10，，、10，，，，其中所述接收單元10、10』、10』』、10』』』尤其以相對於彼此錯移了 90°的角度圍繞著所述承載板9的中心區域來布置。在所述中心區域中，所述承載板9具有所述雨水傳感器的發送單元12，在功能上為該發送單元12分配了所述接收單元10、10，、10，，、10，，，。所述接收單元10、10，、10，，、10，，，接收所述發送單元 12的比如在玻璃上反射的紅外輻射，所述紅外輻射根據水對玻璃進行潤溼的情況而變化。 在所述承載板9的兩個其餘的對置的定位的表面上分別布置了一個陽光傳感器11、11』，利用所述陽光傳感器11、11』能夠檢測太陽光線的方向。此外，在所述發送單元12與所述接納部分3的連接區域3』，之間，在所述承載板 9上布置了環境光傳感器13，該環境光傳感器13檢測其探測區域中的亮度。在所定位的與所述發送單元12和環境光傳感器13處於一條直線上的表面上布置了前端光傳感器14。這個構造為能夠開關的光電二極體並且由此對至少兩個不同的光譜範圍內的輻射進行檢測的前端光傳感器14 一方面可以識別在相對於傳感器裝置2的預先確定的距離內的亮度，並且另一方面能夠識別反射的光線信號。所述傳感器的檢測錐的張開角尤其通過所述蓋板4 中的穿孔5的尺寸並且由相應的光傳感器13、14的相對於穿孔5的位置或者說布置情況來預先設定。所述連接區段9』多次分別折彎了 90°並且通過開口以處於蓋板4與插塞連接器 8之間的接觸面15凸出，所述插塞連接器8構成所述承載板9的能夠在圖1中看出的部分區域。在所述接觸面15上安置了所述連接區段9』的兩個垂直於所述接觸面15並且垂直於所述承載板9來布置的表面15』、15』 』，其中所述表面15』將接觸面15與承載板9連接起來。連接區段9』的結構尤其在圖3中看得清楚，其中所述兩個表面15』、15』』平行於所述接納部分3的長形的連接區域3』』的內壁來布置。在所述連接區段9』的表面的內側上布置了用於對空間溫度或者說空氣溫度進行檢測的溫度傳感器16以及用於對表面溫度以及空間溼度或者說空氣溼度進行檢測的組合的溼度及溫度傳感器17。所述組合的溫度及溼度傳感器17在此布置在從所述殼體1中伸出的接觸面15上，而所述用於對空間或者說空氣溫度進行檢測的溫度傳感器16則布置在所述連接區段9』的垂直於所述承載板9構成的表面15』上。 所述傳感器裝置2的這種實施方式布置在機動車的擋風玻璃的內側上，其中具有蓋板4的一側朝向機動車的擋風玻璃並且所述接納部分3的長形的連接區域3』，沿行駛方向取向。所述前端光傳感器14的探測區域由此具有基本上沿機動車的行駛方向定向的檢測錐，而所述環境光傳感器13則具有探測區域，該探測區域擁有基本上向上取向的檢測錐。利用由所述環境光傳感器13和前端光傳感器14所檢測到的數據比如可以實施與機動車的相應的行駛狀況相匹配的行駛燈光控制。在此同樣可以識別影響視野的環境條件比如霧、雪或者類似環境條件。
權利要求
1.用於檢測環境條件的尤其用於機動車的傳感器裝置，具有至少一塊承載板尤其電路板以及布置在該承載板上的光學元件，其中多個光學元件圍繞著一個共同的中心區域布置在所述承載板上，並且所述圍繞著中心區域來布置的光學元件中的至少兩個具有主作用軸線，所述主作用軸線相對於所述承載板以預先確定的角度來定位，其中所述主作用軸線指向所述共同的中心區域，其特徵在於，所述光學元件以指向所述中心區域的主作用軸線布置在所述承載板(9)的接納表面上，其中所述接納表面相對於所述承載板(9)成角度地來定位並且垂直於所述光學元件的相應的主作用軸線來布置。
2.按權利要求1所述的傳感器裝置，其特徵在於，至少一個布置在所述承載板(9)上的光學元件是雨水傳感器的發送單元(12)，在此為所述雨水傳感器分配了至少一個構造為接收單元(10、10，、10，，、10，，，)的光學元件。
3.按權利要求2所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述發送單元(12)在所述承載板(9) 上在中心布置在圍繞著共同的中心區域布置的光學元件之間，並且所述至少一個構造為接收單元(10、10』、10』 MO"')的光學元件具有相對於所述承載板(9)定位的並且指向所述中心區域的主作用軸線。
4.按權利要求2或3所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述雨水傳感器具有四個接收單元(10、10，、10，，、10，，，)和一個發送單元(12)。
5.按權利要求2所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述接收單元在所述承載板(9)上在中心布置在圍繞著共同的中心區域布置的光學元件之間，並且所述至少一個構造為發送單元的光學元件具有相對於所述承載板(9)定位的並且指向所述中心區域的主作用軸線。
6.按權利要求2或5所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述雨水傳感器具有四個發送單元和一個接收單元。
7.按前述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述光學元件中的至少一個具有相對於所述承載板(9)定位的並且指向中心區域的主作用軸線的光學元件是用於對太陽光線進行檢測的陽光傳感器(11、11』)。
8.按前述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述光學元件中的至少一個具有相對於所述承載板(9)定位的並且指向中心區域的主作用軸線的光學元件是前端光傳感器(14)，並且所述前端光傳感器(14)具有探測區域，該探測區域擁有大致水平取向的檢測錐。
9.按前述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述承載板(9)上的至少一個光學元件是環境光傳感器(13)，並且所述環境光傳感器(13)具有探測區域，該探測區域擁有向上取向的檢測錐。
10.按前述權利要求中任一項所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述承載板(9)一體地在連接區段(9』)中延伸。
11.按權利要求10所述的傳感器裝置，其特徵在於，所述連接區段(9』)具有至少一個溫度傳感器(16、17)和至少一個用於檢測空氣溼度的溼度傳感器(17)。
12.機動車，其特徵在於，該機動車具有按前述權利要求1到11中任一項所述的傳感器裝置(2)，並且所述傳感器裝置(2)具有前端光傳感器(14)，該前端光傳感器擁有沿行駛方向取向的檢測錐。
13.按權利要求12所述的機動車，其特徵在於，所述傳感器裝置(2)配屬於所述機動車的擋風玻璃。
全文摘要
本發明涉及一種用於檢測環境條件的傳感器裝置，尤其用於機動車，該傳感器裝置具有至少一塊承載板尤其電路板以及布置在該承載板上的光學元件，其中多個光學元件圍繞著一個共同的中心區域布置在所述承載板上，並且所述圍繞著中心區域來布置的光學元件中的至少兩個具有主作用軸線。這些主作用軸線相對於所述承載板以預先確定的角度來定位，其中所述主作用軸線指向所述共同的中心區域。其它的布置在所述承載板上的傳感器比如是優選布置在所述承載板的接納表面上的雨水傳感器、陽光傳感器以及不同光傳感器。
文檔編號G01J1/06GK102338660SQ201110190738
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月8日 優先權日2010年7月8日
發明者施拉爾曼 A., 米勒 A., 帕洛克斯 J., 呂特克 O., 佩塔施 T., 尼曼 T. 申請人:赫拉胡克公司