[发明专利]光学雨水传感器和确定最小雨滴尺寸的方法

说明书

本发明涉及一种基于光学效应的检测雨滴(115)尺寸的雨水传感器。所述雨水传感器用于安装在窗板(100)的第一表面上，以便检测所述窗板的相反的第二表面(104)上的水分(115)的量，所述雨水传感器包括：至少一个发射器(110)，其用于发射电磁辐射，所述电磁辐射从所述第一表面(102)被引导到所述第二表面(104)，以在所述第二表面上形成至少一个雨水敏感区域(118)；至少一个接收器(112)，其用于感测由所述发射器发射、并已经在所述雨水敏感区域处被内反射的辐射，并且，所述至少一个接收器用于产生指示所述雨水敏感区域上的水分的量的输出信号；以及控制单元(102)，其可操作为基于所述输出信号计算最小液滴尺寸。

技术领域

本发明涉及基于光学效应检测雨滴尺寸的雨水传感器。本发明还涉及基于光学效应确定最小雨滴尺寸的方法。

背景技术

这种传感器的一种可能应用是控制诸如屋顶窗户之类的窗户，以便在降雨期间检测降雨并随后关闭打开的窗户。另一种应用是将雨水传感器安装在车辆的挡风玻璃上的刮水器区域中。根据挡风玻璃上的传感器有效区域上存在的液滴量，这些雨水传感器向评估电路提供用于控制挡风玻璃刮水器的信号。

存在基于若干原理的雨水传感器。一些基于压电效应(例如，WO2009/003473A1中所示)。其它的使用具有对应谐振电路的电感和电容部件的导体结构，使得挡风玻璃的润湿导致导体布置的频率特性的变化，例如DE102005006861A1中所示。因此，如DE10127990A1所公开，可以采用谐振频率的偏移作为对于传感器元件附近的降水量的量度。

另一类雨水传感器基于由绝缘间隙隔开的导电电极，该绝缘间隙可以由水滴贯穿。这些传感器可以是电阻性的，在这种情况下，电极放置在窗户的外表面上，以便直接接触水滴；或者可以是电容性的，在这种情况下，电极通过介电涂层或玻璃层与水滴分离，使得水滴能够改变电极之间的电容。EP2883034B1中所示的概念使用导电条。从US5659294A中已知采用两个导电路径，其具有彼此平行的导电路径部分，并且彼此以梳状方式接合但不彼此电连接。在暴雨期间，导电条或路径由水滴桥接，所产生的电特性可通过电测量图来描述。

其他传感器基于对车辆挡风玻璃成像，并对图像进行频率分析，例如在US2007/0272884A1中公开的。在此，当检测到高频分量时，图像处理器检测出现图像分度变化的变化区域的宽度。当变化区域的宽度处于对应于雨滴直径的预定范围内时，图像处理器确定雨滴在挡风玻璃上。

许多雨水传感器(例如EP1257444B1、DE19701258A1和US2011/0242540A1中所示)在挡风玻璃的外表面处使用光的全内反射。附接到挡风玻璃的内表面的壳体中的发射器发射辐射，该辐射在外表面处被反射，并且因此由设置在相同壳体中的接收器检测。被液滴覆盖的外表面的区域将不显示全内反射，使得接收器将检测信号损失，其作为外表面上的水量的量度。

由这种雨水传感器随时间检测到的信号的突然变化对应于撞击挡风玻璃的单个雨滴。因此，根据时间分辨信号和雨水传感器探测的表面区域的尺寸，可以推断出每单位时间每表面单位的液滴数，其表示为雨强度。

然而，雨强度通常不足以准确地评估驾驶员的可见度。因此，本发明的目的是提供一种雨水传感器，该雨水传感器在确定驾驶员的可见度方面更加准确，同时具有稳健性和制造经济性。

发明内容

这一目的通过独立权利要求的主题解决。本发明的替代实施例是从属权利要求的主题。