CN107314810A - 光线传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光线传感器，通过上方光透镜收集外界光线至上方光传感器模块，判断车辆行驶环境光，同时通过前方光透镜收集前方光线至前方光传感器模块，以判断是否启闭车灯；同时结合环境光和前方光，判断更加准确；上方光透镜下表面为若干个近似半圆柱形条形面并排组成的波浪形自由曲面，可探测到更多的外界光线，使得进入上方光接收管的光线有较大的入射角和范围，使得上方光接收管采集到实际的环境光线，避免因非局部光线而引起误判，能够使得在汽车进入光线变化的环境前，调整汽车大灯的开关。

Description

光线传感器

技术领域

本发明涉及车辆控制装置技术领域，特别涉及一种光线传感器。

背景技术

目前，车辆照明灯的开启与关闭，一般以驾驶者的判断为依据。在傍晚及黎明时刻，或者当汽车出入隧道或地下停车时，都会遇到外界光线变暗或变亮情况。由于驾驶者目视能力的不同或者经验判断的不同，容易造成因对亮度反应不良而发生或大或小车祸之危险。此外，在两车迎面交会时，由于远近灯切换不当或不及时，亦可能导致对方驾驶者或本身眼睛受到远灯强光之刺激而发生车祸。再有在黎明时分或由暗变亮环境下，驾驶者有可能忘记或无法从仪表板得知车灯之开或关状态，致使车灯在白天一直呈开启状态。于是在停车后，开启的车灯将蓄电池之电能消耗殆尽，造成在下一次无法发动该车的憾事。

因此，也有出现采用光线传感器感应当前光线亮度，根据传感器受光程度的不同进行车灯启闭控制。现有的光线传感器，主要是通过光学部件收集环境光和前方光，再通过光敏二极管将光线信号转为电信号，以调节车灯的启闭。但是由于现有光线传感器环境光收集角度范围不广，前方光感应较弱，无法较为准确地判断车辆行驶环境，容易产生误判。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有光线传感器的不足，本发明提供一种光线传感器，能够使得在汽车进入光线变化前，调整汽车大灯的开关。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光线传感器，所述前方光组件包括前方光光学模块和前方光传感器模块，所述前方光光学模块包括前方光透镜，所述前方光传感器模块包括前方光接收管，光线经过前方光透镜后被所述前方光接收管接收；所述上方光组件包括上方光光学模块和上方光传感器模块，所述上方光光学模块包括上方光透镜，所述上方光透镜的上表面为平面，下表面为若干个条状结构并排组成的波浪形自由曲面，所述上方光传感器模块包括上方光接收管，光线经过上方光透镜后被所述上方光接收管接收；所述前方光透镜与上方光透镜相互靠近设置，并通过挡块相互屏蔽光线。本发明通过若干个条状结构并排组成的波浪形自由曲面的透镜结构，能够接收到更广范围的上方光，具体接收的光线范围为，以汽车的挡风玻璃为水平基准面，汽车向前行驶的方向为前后方向，能够接收水平方向接收角度A范围为-47°～+47°，A所在的平面和水平基准面相垂直且和前后方向垂直，垂直方向接收角度B范围为23°～93°，B所在的平面和水平基准面相垂直且和前后方向相平行。这样就能够在汽车进入光线变化的环境前，提前接收到光线的变化，如果是较暗的环境，就能够提前开启大灯，让驾驶者看清前方路况，避免交通事故发生。

所述前方光透镜的上表面为平面，下表面为异形面，所述异形面由弧面和斜面组成，异形面的弧面与异形面的斜面相接，且异形面的弧面大于异形面的斜面。异形面的弧面能够将不是正前方的光折射出去，异形面的斜面正好使正前方的光射入。这种设计使得旋转曲面起到光线汇聚的作用，改变旋转曲面的旋转基线可以使得接收管收到特定角度的光线，具体接收的光线范围为，以汽车的挡风玻璃为水平基准面，汽车向前行驶的方向为前后方向，能够接收水平方向接收角度C范围为-10°～+10°，C所在的平面和水平基准面相垂直且和前后方向垂直，垂直方向接收角度D范围为15°～15°，D所在的平面和水平基准面相垂直且和前后方向相平行。

本发明所述的上表面是指光线入射面，下表面是指光线出射面。

所述异形面的斜面靠近上方光透镜，所述上方光透镜的条状结构的两端沿前方光透镜与上方光透镜的连线方向延伸。前方光透镜是采集车辆前方光线的，上方光透镜是采集车辆环境光的，前方光透镜与上方光透镜相互靠近设置后，异形面的斜面靠近上方光透镜，异形面的斜面角度正好合适，使车辆前方光线射入。

异形面的弧面与异形面的斜面相接处形成连接线，所述连接线为一条弧线。

为了尽量使车辆前方其他区域光线被异形面的弧面折射出去，所述弧线的弧度＜180°。

作为优选，所述上方光透镜的下表面的条状结构的截面为6个类似半圆的自由曲线。

所述前方光接收管和上方光接收管均为光敏二极管。光线进入前方光透镜和上方光透镜，经过折射和反射被光敏二极管接收，光敏二极管将光信号转换为电信号。

本发明的有益效果是，本发明的光线传感器，通过上方光透镜收集外界光线至上方光传感器模块，判断车辆行驶环境光，同时通过前方光透镜收集前方光线至前方光传感器模块，以判断是否启闭车灯；同时结合环境光和前方光，判断更加准确；上方光透镜下表面为若干个近似半圆柱形条形面并排组成的波浪形自由曲面，可探测到更多的外界光线，使得进入上方光接收管的光线有较大的入射角和范围，使得上方光接收管采集到实际的环境光，避免因非局部光线而引起误判，能够使得在汽车进入光线变化的环境前，调整汽车大灯的开关。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的光线传感器中的前方光光学模块和上方光光学模块的结构示意图。

图2是本发明的光线传感器中的前方光光学模块和上方光光学模块的结构示意图。

图3是本发明的光线传感器中的上方光组件的工作原理图。

图4是本发明的光线传感器中的前方光组件的工作原理图。

图中：1、前方光透镜，1-1、异形面，1-11、异形面的弧面，1-12、异形面的斜面，1-2、连接线，2、前方光接收管，3、上方光透镜，3-1、波浪形自由曲面，4、上方光接收管，5、凝胶，6、挡风玻璃，7、挡块，8、前方光线，9、环境光线。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明的一种光线传感器，包括前方光组件和上方光组件，前方光组件包括前方光光学模块和前方光传感器模块，前方光光学模块包括前方光透镜1，前方光传感器模块包括前方光接收管2，光线经过前方光透镜后1被前方光接收管2接收。

上方光组件包括上方光光学模块和上方光传感器模块，上方光光学模块包括上方光透镜3，上方光传感器模块包括上方光接收管4，光线经过上方光透镜3后被上方光接收管4接收。前方光接收管2和上方光接收管4均为光敏二极管。光线进入前方光透镜1和上方光透镜3，经过折射和反射被光敏二极管接收，光敏二极管将光信号转换为电信号。当然，前方光接收管2和上方光接收管4还可以其他光电转换器件。

如图1和2所示，前方光透镜1与上方光透镜3相互靠近设置，并通过挡块7相互屏蔽光线。挡块7靠近前方光透镜1的一边高于靠近上方光透镜3的一边，前方光透镜1、上方光透镜3和挡块7均为透明材料。上方光透镜3的上表面为平面，下表面为若干个条状结构并排组成的波浪形自由曲面3-1。前方光透镜1的上表面为平面，下表面为异形面1-1，异形面1-1由弧面和斜面组成，异形面的弧面1-11与异形面的斜面1-12相接，且异形面的弧面1-11大于异形面的斜面1-12。

如图3所示，上方光透镜3下表面为若干个条状结构并排组成的波浪形自由曲面3-1，可探测到更多的外界光线，使得进入上方光接收管4的光线有较大的入射角和范围，使得上方光接收管4采集到实际的环境光线9，避免因非局部光线而引起误判。图3选取了上方光透镜3、凝胶5以及车辆的挡风玻璃6的水平方向截面，为了清楚地显示工作原理，图中省略了其他部件。上方光透镜3上表面为平面(光线入射面)，下表面为波浪形自由曲面3-1，类似凸透镜的设计可以增大水平方向的光线角度。通过上方光透镜3，当传感器贴至挡风玻璃6内侧时，光敏二极管可以接收到车辆上方范围较广的光线。改变波浪形自由曲面3-1上的类似小半圆的弧度及数目可以改变水平方向的接收角度。

图4选取了前方光透镜1、凝胶5以及车辆的挡风玻璃6的竖直方向截面，为了清楚地显示工作原理，图中省略了其他部件。如图2所示，挡风玻璃6与水平方向夹角为30°。凝胶5用于使传感器与挡风玻璃6贴合。前方光接收管2可以接收到车正前方的较小范围的光线而避免其它方向光线的干扰。凝胶5的折射率与前方光透镜1、挡风玻璃6相同。前方光线8经过挡风玻璃6、凝胶5、前方光透镜1沿直线传播，接触到空气时才发生折射，最终被光敏二极管接收。由于前方光透镜1的光学设计，异形面的弧面1-11能够将不是正前方的光折射出去，异形面的斜面1-12正好使正前方的光射入。这种设计使得仅将车辆前方的光线射入前方光接收管2中，避免了其他区域光线的干扰。

异形面的斜面1-12靠近上方光透镜3，上方光透镜3的条状结构的两端向沿前方光透镜1与上方光透镜3的连线方向延伸。前方光透镜1是采集车辆前方光线的，上方光透镜3是采集车辆环境光线9的，前方光透镜1与上方光透镜3相互靠近设置后，异形面的斜面1-12靠近上方光透镜3，异形面的斜面1-12角度正好合适，使车辆前方光线8射入。异形面的弧面1-11与异形面的斜面1-12相接处形成连接线1-2，连接线1-2为一条弧线。为了尽量使车辆前方其他区域光线被异形面的弧面1-11折射出去，弧线的弧度＜180°。

作为优选，图1中，上方光透镜3的下表面的条状结构的截面为6个类似半圆的自由曲线组成。

本发明的光线传感器，通过上方光透镜3收集外界光线至上方光接收管4，判断车辆行驶环境光线9，同时通过前方光透镜1收集前方光线8至前方光接收管2，以判断是否启闭车灯；同时结合环境光线9和前方光线8，判断更加准确。上方光透镜3下表面为若干个条状结构并排组成的波浪形自由曲面3-1，可探测到更多的外界光线，使得进入上方光接收管4的光线有较大的入射角和范围，使得上方光接收管4采集到实际的环境光线9，避免因非局部光线而引起误判。前方光透镜1中，异形面的弧面1-11能够将不是正前方的光折射出去，异形面的斜面1-12正好使正前方的光射入。这种设计使得仅将车辆的前方光线8射入前方光接收管2中，避免了其他区域光线的干扰。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种光线传感器，其特征在于：包括前方光组件和上方光组件，

所述前方光组件包括前方光光学模块和前方光传感器模块，所述前方光光学模块包括前方光透镜(1)，所述前方光传感器模块包括前方光接收管(2)，光线经过前方光透镜(1)后被所述前方光接收管(2)接收；

所述上方光组件包括上方光光学模块和上方光传感器模块，所述上方光光学模块包括上方光透镜(3)，所述上方光透镜(3)的上表面为平面，下表面为若干个条状结构并排组成的波浪形自由曲面(3-1)，所述上方光传感器模块包括上方光接收管(4)，光线经过上方光透镜(3)后被所述上方光接收管(4)接收；

所述前方光透镜(1)与上方光透镜(3)相互靠近设置，并通过挡块(7)相互屏蔽光线。

2.如权利要求1所述的光线传感器，其特征在于：所述前方光透镜(1)的上表面为平面，下表面为异形面(1-1)，所述异形面(1-1)由弧面和斜面组成，异形面的弧面(1-11)与异形面的斜面(1-12)相接，且异形面的弧面(1-11)大于异形面的斜面(1-12)。

3.如权利要求2所述的光线传感器，其特征在于：所述异形面的斜面(1-12)靠近上方光透镜(3)，所述上方光透镜(3)的条状结构的两端沿前方光透镜(1)与上方光透镜(3)的连线方向延伸。

4.如权利要求2所述的光线传感器，其特征在于：异形面的弧面(1-11)与异形面的斜面(1-12)相接处形成连接线(1-2)，所述连接线(1-2)为一条弧线。

5.如权利要求4所述的光线传感器，其特征在于：所述弧线的弧度＜180°。

6.如权利要求1所述的光线传感器，其特征在于：所述上方光透镜(3)的下表面的条状结构的截面为6个类似半圆的自由曲线。

7.如权利要求1所述的光线传感器，其特征在于：所述前方光接收管(2)和上方光接收管(4)均为光敏二极管。