專利名稱：尤其用于汽車的傳感器裝置的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種按照獨立權利要求前述部分所述的，尤其用于汽車的傳感器裝置。
眾所周知已有很多尤其用于汽車的傳感器裝置，它們能夠探測汽車里的光輻射，例如日光。這些裝置有一個光導體，通過此光導體使光線引到多個傳感元件上。這些傳感器裝置用于控制汽車的照明裝置，從而當汽車駛入一個隧道或者由于遇到晨昏亮度變小時，就接通汽車的照明裝置。
另外還已知有傳感器裝置，它們探測陽光的方向以便控制汽車的不同的另外的裝置。這些傳感器裝置具有傳感器陣列或四象限光電二極管，但它們很貴而且對于探測方向來說精度不夠高。

發(fā)明內容
具有主權利要求所述特征的按照本發(fā)明的傳感器裝置具有以下優(yōu)點通過由接收器輸出的信號可以根據該信號來控制影響氣候的裝置，例如空調器。為此設有一個控制裝置，它分析處理這些信號并將相應的信號傳送給空調器。按此方式可以方便而省錢地保證在汽車里有一個最佳的車內氣候。由于射入陽光的方向可以通過光導體很準確地探測到，因此在控制空調器時可以對陽光的輻射熱特別加以考慮。
通過在從屬權利要求中所述的措施形成了有利的改進方案和對主權利要求中所述特征的改進。
特別有利的是，傳感器裝置的接收器具有一個帶有一個聚焦裝置的光敏元件，用于盡可能準確地探測射入陽光的方向。
如果聚焦裝置與光導體設計成一體，那么就可以特別簡單和省錢地制成按照本發(fā)明的傳感器裝置。
此處特別有利的是，聚焦裝置具有過濾性能，例如通過著色或者一個涂覆的過濾層，因為這樣可以實現(xiàn)控制裝置的一種特別準確的控制性能。
在一種簡單的實施形式中聚焦裝置具有第一圓柱形部段的第二聚焦部段，其中聚焦部段可以作成拋物線狀。那么就可以方便地實現(xiàn)很好的聚焦。
這里特別有利的是，圓柱形部段在長度、直徑和折射率方面這樣確定，從而使射入的光輻射全反射，因此使聚焦和射入方向還更好地探測到。
第三個接收器能夠輸出第三個信號，而且構造上與第一和第二接收器相同，通過這第三個接收器就可以從不同的方向以高精度來探測輻射。
在一種簡單的實施形式中控制裝置由接收器的信號得出陽光的方向。
原則上按照本發(fā)明也可以通過控制裝置來控制汽車的照明裝置，此處有利的是，由接收器的信號產生了一個用于對總亮度積分的總信號。該總信號也可以考慮用單個接收器的單個信號以各種不同的權重用來控制照明裝置。
特別經濟有利地傳感器裝置可如下所述傳感器裝置的光導體集成在一個降雨傳感器的光導體里，尤其當這兩個光導體設計成一體時。
一種實用和簡單的改進設計方案按照如下來實現(xiàn)可以考慮接收器的信號來控制降雨傳感器。


本發(fā)明的一個實施例表示于附圖中并在以下加以詳細說明。所示為圖1一種按照本發(fā)明的傳感器裝置的示意圖；圖2一種按照本發(fā)明的傳感器裝置的一個光導體的立體圖；圖3一個按照本發(fā)明的傳感器裝置的示意橫斷面圖；圖4降雨傳感器的光導體的立體圖，降雨傳感器具有一個按照本發(fā)明的傳感器裝置的集成光導體。
具體實施例方式
圖1表示一種按照本發(fā)明的傳感器裝置10的示意圖。它包括有一個光導體12、第一接收器14、第二接收器16和第三個接收器18。接收器14具有一個光敏元件20，它布置在一個聚焦裝置22的光軸上。聚焦裝置20能夠使得從至少一個預先規(guī)定的方向射到光導體12上的輻射至少部分地轉向和/或聚焦到元件20上。光敏元件20例如設計成CCD元件或者簡單的光電二極管，例如由半導體構件。
聚焦裝置22基本具有兩個部段，也就是第一部段24，它基本為圓柱形的，還有聚焦的第二部段26，它為拋物線形狀而且向著光敏元件20底部狀地基本限制住了聚焦裝置22或者圓柱形部段24。聚焦部段26使輻射透鏡狀地聚焦于元件20上。而圓柱形部段24則相反，將從預先規(guī)定方向上射入的輻射偏轉到聚焦裝置之22內。通過光學規(guī)則，尤其是通過全反射也就因此實現(xiàn)了聚焦效果。
設置元件20的聚焦部段26的光學軸線基本上平行或等同于圓柱部段24的中軸線。在這背離拋物線部段26的一側上圓柱形部段24傾斜成一個角α。因此有一個斜面，接收器14用這個斜面在玻璃上，尤其在汽車的擋風玻璃窗上可以光學接通。在這個位置上例如在聚焦裝置22和玻璃窗之間也設有一種耦合劑，此耦合劑例如由塑料，尤其是硅樹膠組成，這種材料也可以附帶具有粘結性能或粘結層。
因為斜面在下雨平行于玻璃表面延伸，因此選擇斜面和斜角α，使光線從探測方向上在玻璃上折射并在聚焦裝置22的圓柱形部段24內部引向聚焦部段26，通過這個聚焦部段使輻射聚焦到光敏元件20上。按此方式可以確定射入到汽車上的輻射的方向。
第二接收器16和第三接收器18設計成與第一接收器14相同。因此對于第二接收器16的元件以及對第三個接收器18的元件都應用如同對第一接收器14相同的附圖標記，但補充a或者b。
這三聚焦裝置22，22a，22b連接于一個共同的光導體12上。各個聚焦裝置22，22a，22b然而指向不同的方向，用以表示出不同的探測方向。因此斜面的角度α，β，γ也并不是強制相同，而是由技術人員按照所希望的探測方向和汽車玻璃與一個參照平面(例如水平面)的夾角來選擇。圓柱形部段24，24a和24b此處在長度、直徑和折射率方面這樣來設計，使通過斜面射入的光輻射在全反射條件下引向聚焦的部段26或者26a或26b。這種原理對于制造光導纖維的技術人員來說是眾所周知。在一種變型方案中聚集裝置22可以設有層或非均質的，從而使折射率的變化對應于如同這由通常的光導纖維所已知的要求。
第一接收器14或者第一接收器14的光導元件20可以將一個信號S1輸送給一個作為控制裝置20的處理裝置，它設計成微處理器。第二接收器16或者第二接收器16的光敏元件20a同樣也可以將一個信號S2輸送給處理裝置30。作必要的修正第三個接收器18也將一個信號S3輸送給處理裝置30。處理裝置30由一個或多個信號S1，S2，S3產生一個控制信號SK，它控制一個影響氣候的裝置32，例如汽車的空調器或者通風器。處理裝置30可以從一個或多個信號S1，S2，S3求出射到汽車上的陽光的方向并根據這個方向也控制照明裝置34或者也控制另外的其它裝置36。作為另外的裝置此處在考慮之列的例如有車窗卷簾或者車窗玻璃的LCD(液晶顯示)變暗裝置、通風裝置、換風閥、換風開關或加熱裝置。然而這種列舉絕對不是全部。
除此之外處理裝置30也可以用來控制汽車的玻璃雨刷器。有利的是，控制裝置10的光導體12集成到一個降雨傳感器的光導體里，它除了提供傳感器裝置10的信號S1和S2之外也提供有關下雨強度的信號。在盡管陽光射在車窗玻璃上但仍下雨的行駛情況下，雨滴很快地從車窗玻璃上蒸發(fā)掉或者滑脫掉，因此雨刷性能就可以根據信號S1，S2和/或S3而改變。
處理裝置30這里不僅分析處理單個信號S1，S2和/或S3，而且也可以將這些信號對比并求出各個信號S1/S2/S3相互之間不同的關系。若在方向不變時周圍光線強度提高了，那么信號S1，S2，S3的大小就變化，但相互關系卻保持不變。若在強度不變時光線射入方向變化了，那么在S1和S2或者S2和S3等等之間的信號關系就變化，由此可以推斷出太陽光的射入方向。通過所有信號S1，S2，S3的相加就可以得出汽車周圍環(huán)境中的總亮度。
在圖2中表示了一個按照本發(fā)明的傳感器裝置10的光導體12的立體圖。三個聚焦裝置22，22a，22b這里相互平行布置并且分別通過聚焦部段26，26a，26b結束。這些部段用其拋物線部段成型，使得它們接收從各個空間方向來的光線，光線從聚焦裝置22，22a，22b的背離聚焦部段26，26a，26b側射入。在背離聚焦裝置26，26a，26b的一側光導體12固定在玻璃15上(圖3)。聚焦部段的光學軸線在這個實施例中與圓柱形段24，24a，24b的相應中間軸線形成一個夾角，因此盡管圓柱形段24，24a，24b平行布置，但可以從各個不同的所規(guī)定的空間方向上來探測光線。
圖3表示具有一個按照本發(fā)明的傳感器的汽車窗擋風玻璃的一個剖視示意圖。在以下說明中分別只說明了第一接收器14，而對其它接收器則相同，而略作修改。光導體12置于汽車窗玻璃15上，并因此固定在汽車內部。光輻射，這里用附圖標記40表示，從所希望的探測方向射到玻璃15的外表面上。在玻璃上光輻射發(fā)生折射并且以在玻璃15和光導體12之間基本類似的折射率為先決條件，到達聚焦裝置22的圓柱形部段24里。在這個圓柱形部段里使輻射40在聚焦部段26的方向上導引并通過這個部段聚焦到光敏元件20上。圓柱形部段24、聚焦部段26和光敏元件20的布局和構造在此處都按照光學規(guī)則來選擇，使得只是從所希望的射入方向來的光線以所希望的張角(ffnungskegel)被光敏元件20探測到。從其它的并不希望的方向射入的光則或者完全反射返回或者在光敏元件20旁邊經過。
圖4表示了一個降雨傳感器的光導體，其中集成了一種按照本發(fā)明的傳感器裝置的光導體。降雨傳感器的光導體50由塑料以一種壓注方法制成。傳感器裝置10的光導體12集成在降雨傳感器的光導體50里并用一種多組份壓注法注入降雨傳感器的光導體50里。在一種變型方案里當然也可以應用一種單組份壓注法并因此這兩個光導體50，12由具有相同顯色的相同材料組成。降雨傳感器的光導體50當然也可以備選地設有一個對應的空隙，傳感器裝置10的光導體12裝入此空隙里。此處所示的按照本發(fā)明的傳感器裝置10的光導體12這里有四個接收器并因此設有四個聚焦部段26a，26b，26c，26d，用此可以在各種不同的方向上探測到還要更大的范圍。在一種變型方案中也可以應用一個具有多個聚焦裝置例如26a和26b的唯一的光敏元件20。
光導體12通常由塑料以一種單組份壓注法制成。但也可以應用多組份壓注法。原則上每個聚焦裝置26，26a等可以具有不同的過濾性能，這種性能可以通過聚焦裝置22，22a的普遍的染透或通過一個相應的表面覆層而實現(xiàn)。另外也可以在聚焦部段26和光敏元件20之間設有一個過濾器。在另一種變型方案中也可以應用相應過濾的光敏元件20，它們或者一開始就對只是某一個輻射范圍敏感或者設有相應的涂覆層。在另一種變型方案里也可以使聚焦裝置22的面向玻璃15一側設有一層薄的暗層，從而使光導元件12從外面不能見到并可以布置在一個有色棱鏡(farbigen keil)的范圍里在車窗玻璃15上并因此只是很少引入注目。
權利要求
1.傳感器裝置(10)，尤其用于汽車，具有光導體(12)、至少第一接收器(14)和第二接收器(16)，它們可以探測經過光導體(12)輻射的光輻射，尤其是太陽光，其特征在于，第一接收器(14)可以輸出第一信號(S1)，第二接收器(16)可以輸出第二信號(S2)，并且設有控制裝置(30)，它可以根據信號(S1，S2)來控制影響氣候的裝置(32)。
2.按權利要求1所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，第一和/或第二接收器(14，16)具有至少一個光敏元件(20，20a)和至少一個聚焦裝置(24，24a)。
3.按權利要求2所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，聚焦裝置(22)與光導體(12)設計為一體。
4.按權利要求2或3所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，聚焦裝置(22)具有過濾性能，尤其是著色。
5.按權利要求2至4中之一所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，聚焦裝置(22)具有圓柱形的第一部段(24)的聚焦的，尤其是拋物線狀的第二部段(26)。
6.按權利要求5所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，圓柱形部段的長度、直徑和折射率的確定應使射入的光輻射在全反射地導引。
7.按上述權利要求之一所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，設有第三接收器(18)，它可以輸出第三信號(S3)，其中所有接收器(14，16，18)的構造相同，但指向不同的方向。
8.按上述權利要求之一所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，控制裝置(30)可以由信號求出太陽光的方向。
9.按上述權利要求之一所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，其它裝置，尤其是汽車的照明裝置(34)是可以控制的。
10.按上述權利要求之一所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，光導體(12)集成在降雨傳感器(50)的光導體里，尤其與其設計成一體。
11.按權利要求10所述的傳感器裝置(10)，其特征在于，降雨傳感器可以在考慮信號(S1，S2，S3)的情況下進行控制。
全文摘要
提出了一種傳感器裝置(10)，尤其用于汽車，它包括有一個光導體(12)，其中設有第一接收器(22)和設有第二接收器(22a)。接收器探測通過光導體(12)發(fā)射的光輻射，尤其日光并將信號輸給一個控制裝置(30)。控制裝置(30)能用來控制一個影響氣候的裝置(32)。
文檔編號G01J1/04GK101052863SQ200580037537
公開日2007年10月10日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權日2004年10月30日
發(fā)明者F·沃爾夫, A·帕克 申請人:羅伯特·博世有限公司