DE102004054465A1

DE102004054465A1 - Optischer Sensor zur Detektion von Feuchtigkeit auf einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004054465A1
Application number: DE102004054465A
Authority: DE
Inventors: Frank Wolf; Vladislav Matusevich; Manfred Tettweiler; Richard Kowarschik; Karim Haroud; Andreas Pack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-05-24
Also published as: CN101057133A; BRPI0506380A; JP2008524557A; US20080212101A1; WO2006051028A1; EP1812785A1; KR20070084148A

Abstract

Bei einem optischen Sensor zur Detektion von Feuchtigkeit auf einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs, bei dem die Lichtstrahlung (11) zu einem in der Lichtstrecke zwischen Sender (1) und Empfänger (2) angeordneten Detektionsbereich (12) auf der Scheibe lenkbar ist, wird vorgeschlagen, dass der Sender (1) und/oder Empfänger (2) transparent ausgebildet und in die Scheibe integriert sind. Dadurch können die transparenten optischen Elemente (1, 2, 3, 8, 9) im Bereich eines wischergereinigten Wischfeldes der Scheibe angeordnet sein.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor zur Detektion von Feuchtigkeit auf einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Strahlung abgebenden Sender, einem Empfänger und mindestens einem lichtleitenden Element, wobei die Strahlung zu einem in der Lichtstrecke zwischen Sender und Empfänger angeordneten Detektionsbereich auf der Scheibe lenkbar ist.

Ein derartiger optischer Sensor ist beispielsweise aus der DE 102 29 239 A1 bekannt. Optische Sensoren dieser Art sind in vielen Variationen bekannt und werden in Kraftfahrzeugen als so genannte Regensensoren eingesetzt, die insbesondere zur (automatischen) Steuerung von Scheibenwischer-Anlagen dienen können. Die lichtleitenden Elemente können beispielsweise als Koppelelement, Retroreflektor oder als lichtführendes Element, insbesondere Wellenleiter, ausgebildet sein.

Die bekannten Sensoren arbeiten typischerweise, aber nicht universell nach dem Prinzip der Totalreflexion. Diese bei heutigen Regensensoren überwiegend eingesetzte Detektionsmethode beruht zunächst darauf, dass sich Licht in einem Wellenleiter bekanntlich deshalb durch Totalreflexion ausbreiten kann, da das Reflektionsmedium, also der Mantel bzw. die Umgebung des Wellenleiters, einen niedrigeren Brechungsindex als der Wellenleiterkern aufweist. Die Begrenzungsflächen, z. B. die Seiten der Scheibe, reflektieren dabei das mit Hilfe eines Koppelmittels, beispielsweise eines Prismas, unter einem ausreichend großen Winkel (>42°) in den Wellenleiter ein gebrachte Licht zunächst total, da der Lichtstrahlwinkel bei trockener Grenzfläche groß genug ist, um eine Aufspaltung in ein reflektierendes und ein transmittierendes Lichtbündel zu verhindern. Benetzt nun ein Regentropfen den Lichtkanal, so gilt für den (dadurch von Glas/Luft zu Glas/Wasser) geänderten Medienübergang ein von 42° auf 60° vergrößerter Grenzwinkel, so dass nun ein großer Anteil des – mit Hinblick auf die Funktion als Regensensor mit einem Winkel zwischen 42° und 60° eingekoppelten – Lichts über diesen Tropfen austritt. Die feuchtigkeitsabhängig nachlassende Lichtleitfähigkeit des Kanals wird an der Auskoppelstelle (wieder Prisma oder Ähnliches) mit Hilfe von Fotodioden oder Fototransistoren gemessen.

Anstatt wie beim Detektionsprinzip Totalreflexion die Abnahme eines definierten Grundsignals als Nutzsignal auszuwerten, ist es auch möglich, die bei Einstrahlung von Licht an den Tropfen gestreute bzw. reflektierte Strahlung als Nutzsignal zur Detektion von Feuchtigkeit auf einer Scheibe zu verwenden. Möglich sind auch Kombinationen von Totalreflexion mit Streustrahldetektion. Beispielsweise ist aus der DE 43 29 188 A1 ein Sensor bekannt, bei dem sich das Licht in der Scheibe totalreflektierend ausbreitet. Bei Benetzung tritt ein Teil des Lichts aus der Scheibe aus, wird jedoch an den Tropfen zurückgestreut und tritt zur Scheibeninnenseite hin aus, wo es durch einen Empfänger verwertet werden kann.

Viele der bekannten Regensensoren setzen direkt die Kfz-Frontscheibe, bzw. einen sich oft nur über wenige Zentimeter erstreckenden Detektionsbereich der Frontscheibe, deren Benetzung mit Regentropfen oder sonstigen Feuchtigkeitstropfen detektiert werden soll, als Wellenleiter ein. Das von einem Sender ausgestrahlte Licht wird mittels geeigneter Koppelmittel, beispielsweise Prismen oder holographische Koppelfolien, von der Innenseite der Frontscheibe her in die Scheibe ein- und wieder ausgekoppelt. Da einerseits die nicht durchsichtigen Teile des Regensensors (Sender/Empfänger, Gehäuse, Aus werteelektronik) nicht das Blickfeld des Fahrers stören dürfen und andererseits der Detektionsbereich des Sensors in einem Bereich der Frontscheibe angebracht sein muss, der durch die Scheibenwischanlage gereinigt wird, sind inzwischen auch Sensorausführungen entwickelt worden, bei denen ein zusätzlicher, auf oder in der Scheibe gebildeter Wellenleiter zur Überbrückung der Distanz zwischen dem Detektionsbereich und den übrigen Teilen des Regensensors, bzw, zur Überbrückung der nicht wischergereinigten Bereiche der Frontscheibe, dient.

Aus der oben genannten gattungsgemäßen DE 102 29 239 A1 ist ein Regensensor bekannt, bei dem der zusätzliche Wellenleiter in einer Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe ausgebildet ist. An einer geeigneten Stelle wird das Licht aus dem Wellenleiter zur Außenseite der Scheibe hin ausgekoppelt, dort totalreflektiert und wieder in den innenliegenden Wellenleiter eingekoppelt, so dass im Detektionsbereich auf der Außenseite der Scheibe vorhandene Feuchtigkeit in gewünschter Weise zur Schwächung des Lichtstrahls durch Teilauskopplung führt, die dann in bekannter Weise ausgewertet werden kann. Dabei ist es auch bekannt, ein Führungselement und/oder das Auskoppelelement als Hologramm auszubilden, wodurch diese lichtleitenden Elemente für den Fahrer des Kraftfahrzeugs transparent sind und somit sein Sichtfeld nicht einschränken. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Sensor so weiterzubilden, dass – ohne Beeinträchtigung des Blickfeldes des Fahrers – insbesondere eine größere Variationsbreite der Sensorform bzw. des Sensoraufbaus gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem Lösungsvorschlag gemäß Anspruch 1 sind der Sender und/oder der Empfänger transparent ausgebildet und in die Scheibe integriert. Durch die erfindungsgemässe Kombination und Anordnung der transparenten optischen Elemente lassen sich – ohne Beeinträchtigung der Sicht des Fahrers – unterschiedlich aufgebaute Sensorausführungen implementieren, bei denen der scheibenexterne Aufwand deutlich reduziert ist. Die erfindungsgemäßen Sensoren lassen sich zur Detektion von Feuchtigkeit auf der Außenseite und/oder der Innenseite der Scheibe, also als Regen- und/oder Kondensatsensor einsetzen und sie sind – bei hoher optischer Präzision – kostengünstig herstellbar. Die transparenten optischen Elemente können insbesondere in die klebende Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe integriert werden. Als Detektionsprinzipien sind grundsätzlich die oben beschriebenen Methoden der Totalreflexion und/oder der Streustrahlungsdetektion einsetzbar.

Bei einer besonders bevorzugten Variante dieser Lösung sind der Sender und der Empfänger nebeneinander auf der Scheibe angeordnet und ein lichtleitende Element ist als kollimierende Optik ausgebildet, um die Strahlung vom Sender, via Detektionsbereich, in den Empfänger zu lenken. Dieser Sensor kann bezüglich seiner innerhalb und außerhalb der Scheibe angeordneten Teile mit großer Variabilität und geringem Aufwand implementiert werden.

Bei einer anderen, besonders platzsparenden Variante sind der Sender und der Empfänger als transparentes Sender/Empfänger-System ausgebildet und übereinander im Bereich eines wischergereinigten Wischfeldes der Scheibe angeordnet, wobei der Sender zwischen dem Empfänger und der jeweils zur Detektion vorgesehenen Seite der Scheibe angeordnet ist. Gleichzeitig ist das lichtleitende Element als kollimierende Optik ausgebildet, um die Strahlung vom Sender, via Detektionsbereich und durch den transparenten Sender hindurch, in den Empfänger zu lenken.

Bei den genannten Varianten kann wahlweise die Außenseite oder die Innenseite der Scheibe zur Detektion vorgesehen werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante ist eine beidseitige Detektion auf einfache Weise dadurch möglich, dass zusätzlich zu ersten transparenten optischen Elementen (Sender, Empfänger, lichtleitende Elemente), die zur Detektion auf einer ersten Seite der Scheibe vorgesehen sind, zweite transparente optische Elemente in die Scheibe integriert sind, die zur Detektion auf einer zweiten, gegenüberliegenden Seite der Scheibe vorgesehen sind. Dabei sind die ersten und zweiten optischen Elemente spiegelsymmetrisch bezüglich einer parallel zu den Detektionsseiten der Scheibe verlaufenden Ebene ausgebildet.

Alternativ zu den bisher genannten Variationen sind im Rahmen dieses Lösungsvorschlags auch Ausführungen mit einem zusätzlichen Wellenleiter möglich. Dies eröffnet zunächst die Möglichkeit, dass der Sender und der Empfänger wahlweise im Bereich oder außerhalb des Bereichs eines wischergereinigten Wischfeldes der Scheibe angeordnet sind. Gleichzeitig wird vorgeschlagen, dass das lichtleitende Element auf einem Teil der Lichtstrecke zwischen Sender und Empfänger als in die Scheibe integrierter Wellenleiter ausgebildet ist, und dass der Wellenleiter ein Einkoppelelement aufweist, um die vom Detektionsbereich der Scheibe kommende Strahlung in den Wellenleiter einzukoppeln.

In einer Weiterbildung dieser Variante wird vorgeschlagen, dass jeweils mindestens ein Teil der Lichtstrecke zwischen dem Sender und einer Auskoppelstelle, an der die Strahlung zum Detektionsbereich hin ausgekoppelt wird, und zwischen einer Einkoppelstelle für die vom Detektionsbereich kommende Strahlung und dem Empfänger als Wellenleiter ausgebildet ist, wobei der Wellenleiter an der Auskoppelstelle ein Auskoppelelement und an der Einkoppelstelle das Einkoppelelement aufweist. Mit Bezug auf den 'vor' und 'hinter' dem Detektionsbereich liegenden Wellenleiterbereich kann gegebenenfalls auch von einem 'zweiteiligen' Wellenleiter bzw. von 'zwei' Wellenleitern gesprochen werden. Dabei ist es auch vorteilhaft, entweder den Sender und den Empfänger in den Wellenleiter zu integrieren, oder die Strahlung jeweils mittels eines weiteren lichtleitenden Elements in den Wellenleiter ein- bzw. auskoppeln, wobei die weiteren lichtleitenden Elemente jeweils als kollimierende Optik ausgebildet sind.

Im Übrigen ist es nicht unbedingt erforderlich, 'vor' dem Detektionsbereich einen Wellenleiterbereich vorzusehen. Stattdessen kann ein weiteres lichtleitendes Element vorgesehen sein, um die Strahlung direkt, ohne Wellenleiter, vom Sender zum Detektionsbereich zu lenken, wobei das weitere lichtleitende Element als kollimierende Optik ausgebildet ist.

Bei allen Ausführungen mit zusätzlichem Wellenleiter ist es vorteilhaft, wenn der Wellenleiter einen Glasfilm als Kern und eine Mantelschicht aus Teflon aufweist, und wenn der Wellenleiter in oder auf der klebenden Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe angeordnet ist.

Von besonderem Vorteil bei allen Varianten der Erfindung ist es, eine Polymerfolie vorzusehen, die in oder auf der klebenden Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe integriert ist, und den transparenten Sender, oder den transparenten Sender und den transparenten Empfänger, in der Polymerfolie auszubilden. Grundsätzlich können die transparenten optischen Elemente jedoch auch direkt in oder auf der PVB-Zwischenschicht oder an anderer geeigneter Stelle in der Scheibe integriert sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 bis 4 einen Schnitt durch die Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs mit einer schematischen Teilansicht des erfindungsgemäßen Sensors in verschiedenen Varianten ohne zusätzlichen Wellenleiter,
5 bis 10, in gleicher Darstellung, verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Sensors mit zusätzlichem Wellenleiter,
11 eine Variante der Ausführungsformen ohne und
12 eine Variante der Ausführungsformen mit zusätzlichem Wellenleiter.
In den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 12 ist jeweils ein Ausschnitt einer an sich bekannter Kfz-Frontscheibe aus Verbundglas mit den Teilscheiben 4 und der üblicherweise aus Polyvinylbutyral (PVB) bestehenden klebenden Zwischenschicht 5 dargestellt.
In 1 sind die Lichtquelle bzw. der Sender 1 und der Empfänger 2 des Sensors jeweils transparent ausgeführt und nebeneinander in der PVB-Schicht 5 integriert. Erkennbar sind außerdem zwei jeweils als kollimierende Optik 3 ausgebildete lichtführende Elemente, die dem Sender 1 und dem Empfänger 2 jeweils in der Weise zugeordnet bzw. die derart in ihrer Nähe angeordnet sind, dass die Strahlung 11 vom Sender 1 durch die Teilscheibe 4 hindurch bis zum Detektionsbereich 12 auf der Außenseite 6 der Scheibe gelenkt, am Detektionsbereich 12 umgelenkt und weiter, nochmals durch die Teilscheibe 4 hindurch, in den Empfänger 2 gelenkt wird. Die kollimierende Optik 3 kann jeweils aus einem oder mehreren optischen Elementen mit reflektiven, refraktiven oder diffraktiven Eigenschaften bestehen. Diese Elemente 3 können, bei Anordnung direkt in der PVB-Schicht 5, mit bekannten holografischen Methoden oder, bei Anordnung auf einer Polymerfolie 10, wie weiter unten im Zusammenhang mit 11 beschrieben, durch mechanische Strukturierung oder mittels Laser, erzeugt werden. Dies gilt auch bei den folgenden Ausführungsbeispielen.
Die kollimierende Optik 3 modifiziert bzw. lenkt die Wellenfront der Strahlung 11 in üblicher Weise derart um, dass die Strahlung 11 am Detektionsbereich 12 optimal detektiert wer den kann. Als Detektionsmethoden kommen die Schwächung der Strahlung 11 durch Störung der bei trockener Grenzfläche 6 gegebenen Totalreflexion, Streustrahlungsdetektion oder eine kombinierte Methode in Frage. Die Strahlung 11 kann durch die kollimierende Optik 3 und/oder andere Maßnahmen hier wie in den folgenden Ausführungsbeispielen auch so gelenkt werden, dass sie mehrmals mit dem Detektionsbereich 12 wechselwirkt.
Der Sender 1 und der Empfänger 2 können, einerseits, auf Grund ihrer Transparenz ohne Störung des Blickfeldes des Fahrers an einer beliebigen, für den Detektionsbereich 12 vorgesehenen Stelle der Scheibe angeordnet werden. Andererseits soll der Sensor nicht durch Feuchtigkeit oder Verunreinigungen, die – bei entsprechenden Verhältnissen – außerhalb des Wischfeldes der Scheibenwischer typischerweise vorhanden sind, ausgelöst werden; der Detektionsbereich 12 bzw. der Sender 1 und der Empfänger 2 können und sollen deshalb im Bereich des wischergereinigten Wischfeldes der Scheibe angeordnet sein.
Der Sender 1 und der Empfänger 2 können typischerweise mit einem Abstand von nur wenigen Millimeter angeordnet werden. Die elektrische Verbindung mit der Auswerteelektronik bzw. der Stromversorgung erfolgt mit nur wenigen Mikrometer dicken, praktisch unsichtbaren Drähten, die vom Sender 1 bzw. Empfänger 2 zur Peripherie der Scheibe und gegebenenfalls weiter zu den scheibenexternen, weiteren Sensorteilen führen.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Sender 1 und der Empfänger 2 als Schichtstruktur übereinander angeordnet sind, so dass der vom Sender 1 emittierte und über eine kollimierende Optik 3 weitergelenkte Lichtstrahl 11 an der Grenzfläche 6 zurück reflektiert oder zurück gestreut wird, durch die transparente Senderschicht 1 hindurchtritt und in der darunter liegenden transparenten Empfängerschicht 2 aufgefangen wird. Dadurch resultiert ein sehr kompakter Sensoraufbau in der Scheibe.
Den 1 und 3 ist in den 2 bzw. 4 je eine Ausführungsform zugeordnet, in der die Detektion nicht auf eine wählbare Seite der Scheibe beschränkt, sondern gleichzeitig auf der Außenseite 6 und der Innenseite 7 der Scheibe möglich ist. Ein kompakter und herstellungstechnisch günstiger Aufbau lässt sich wie dargestellt dadurch erreichen, dass die ersten und zweiten optischen Elemente im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer parallel zu den Detektionsseiten der Scheibe verlaufenden Ebene ausgebildet sind.
Die 5 bis 10 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Strahlung 11 auf einem wesentlichen Teil der Lichtstrecke zwischen Sender 1 und Empfänger 2 in einem Wellenleiter 8 geleitet wird, der in oder auf der PVB-Schicht 5 angeordnet ist. Dabei beziehen sich die 5 bis 7 auf Varianten, bei denen der Sender 1 und der Empfänger 2 beide transparent ausgebildet sind, während sich die 8 bis 10 auf Varianten mit einem nicht transparenten Empfänger 2 beziehen. Alternativ kann auch der Empfänger transparent und der Sender nichttransparent sein. Der Wellenleiter 8 ermöglicht es dabei, die transparenten Sender/Empfänger 1 und 2, bzw. nur den transparenten Sender 1, jeweils wahlweise im Bereich oder außerhalb des Bereichs des wischergereinigten Wischfeldes der Scheibe zu positionieren, da letztlich nur der Detektionsbereich 12 im Wischfeld positioniert werden muss.
Wie 5 zeigt, breitet sich die Strahlung 11 zunächst im ersten Teilstück des Wellenleiters 8 aus, bis sie an einer im Hinblick auf den gewünschten Detektionsbereich 12 ausgewählten Auskoppelstelle mittels eines Auskoppelelementes 9 zum Detektionsbereich 12 hin ausgekoppelt wird. An der Außenseite 6 der Scheibe wird der Lichtstrahl 11 an der Grenzfläche Glas-Luft oder, bei Benetzung der Außenseite 6 mit Feuchtigkeit, an der Grenzfläche Glas-Wasser reflektiert oder an den eventuell vorhandenen Wassertropfen gestreut und so umgelenkt, dass der Lichtstrahl 11 danach das zweite Teilstück des Wellenleiters 8 erreicht, der an der entsprechenden Einkoppelstelle mittels eines Einkoppelelements 9 derartig ausgebildet ist, dass die Strahlung 11 im zweiten Teilstück des Wellenleiters 8 weitergeleitet wird. Die Koppelelemente 9 können beispielsweise als holografische Gitter ausgebildet sein. Wie in 6 dargestellt, können die Koppelelemente 9 auch, insbesondere in der angedeuteten spiegelsymmetrischen Weise, 'verdoppelt' werden, um eine beidseitige Detektion auf der Scheibe zu ermöglichen.
Der Sender 1 und der Empfänger 2 können, wie insbesondere in 5 und 6 ersichtlich, direkt in den Wellenleiter 8 bzw. in die beiden Wellenleiter-Teilstücke integriert sein. Sie können jedoch, vgl. die beidseitige Detektion gemäß 7, auch außerhalb des Wellenleiters 8 angeordnet sein, wobei, wie dargestellt, jeweils eine kollimierende Optik 3 vorgesehen werden kann.
8 bis 10 verdeutlichen Varianten hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung des Senders 1 bzw. des Empfängers 2. Ein transparenter Sender 1 kann gemäß 8 mit einem nicht transparenten Empfänger 2 kombiniert werden, wobei letzterer an der Peripherie der Scheibe anzuordnen ist. Dort stört er einerseits nicht das Sichtfeld des Fahrers, andererseits werden verschmutzte Randbereiche der Scheibe durch den rechten Bereich des Wellenleiters 8 überbrückt. Eine weitere Möglichkeit ist in 9 dargestellt und beruht auf einem weiteren Koppelelement 9, mit dem die Strahlung 11 zu einem externen Empfänger 2 im Innenraum des Kraftfahrzeugs hin ausgekoppelt wird. Alternativ kann auch der Sender nicht transparent und der Empfänger transparent sein.
Wie in 10 dargestellt, besteht – im Übrigen auch bei Varianten mit transparentem Sender 1 und Empfänger 2 – die Möglichkeit, dass ein weiteres lichtleitendes Element vorgesehen ist, um die Strahlung 11 in der Scheibe direkt, ohne Wellenleiter(teilstück), vom Sender 1 zum Detektionsbereich 12 zu lenken, wobei das weitere lichtleitende Element als kollimierende Optik 3 ausgebildet ist.
Bei den Varianten gemäß 5 bis 10 kann der Wellenleiter 8 vorteilhaft einen Glasfilm als Kern und eine Mantelschicht aus Teflon aufweist, und in oder auf der klebenden Zwischenschicht 5 einer Verbundglasscheibe angeordnet sein. Im Übrigen besteht auch bei den Varianten gemäß 8 bis 10 die Möglichkeit der Erweiterung auf beidseitige Detektion.
Die direkte Integration der schichtförmigen transparenten Sender 1 und Empfänger 2 in die PVB-Schicht 5 ist grundsätzlich möglich. Technisch leichter durchführbar ist jedoch die mittelbare Integration mit Hilfe einer Polymerfolie 10, die in oder auf der klebenden Zwischenschicht 5 einer Verbundglasscheibe integriert ist. Dabei sind der transparente Sender 1, oder der transparente Sender 1 und der transparente Empfänger 2, in der Polymerfolie 10 ausgebildet. Die transparenten Schichtstrukturen 1 und 2 können dann vorteilhaft zunächst in der Polymerfolie 10 erzeugt und diese kann später in die PVB-Schicht 5 integriert werden.

1: transparenter Sender
2: (transparenter) Empfänger
3: kollimierende Optik
4: Teilscheibe
5: PVB-Zwischenschicht
6: Außenseite der Scheibe
7: Innenseite der Scheibe
8: Wellenleiter
9: Koppelelement am Wellenleiter
10: Polymerfolie
11: Strahlung
12: Detektionsbereich

Claims

Optischer Sensor zur Detektion von Feuchtigkeit auf einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sender (1), der eine Lichtstrahlung auf einen Empfänger (2) abgibt, wobei die Lichtstrahlung auf der Lichtstrecke zwischen Sender und Empfänger auf einen zwischen Sender und Empfänger angeordneten Detektionsbereich auf der Scheibe lenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1) und/oder der Empfänger (2) transparent ausgebildet und in die Scheibe integriert sind.
Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Sender (1) und der Empfänger (2) nebeneinander angeordnet sind, und – dass ein lichtleitende Element als transparente kollimierende Optik (3) ausgebildet ist, um die Lichtstrahlung (11) vom Sender (1) via Detektionsbereich (12) auf den Empfänger (2) zu lenken.
Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Sender (1) und der Empfänger (2) übereinander angeordnet sind, wobei der Sender (1) sich zwischen dem Empfänger (2) und dem Detektionsbereich (12) der Scheibe befindet, und – dass ein lichtleitende Element als transparente kollimierende Optik (3) ausgebildet ist, um die Lichtstrahlung (11) vom Sender (1) via Detektionsbereich (12) und durch den transparenten Sender (1) hindurch auf den Empfänger (2) zu lenken.
Optischer Sender nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, – dass zusätzlich zu ersten transparenten optischen Elementen (1, 2, 3, 8, 9), die zur Detektion auf einer ersten Seite der Scheibe vorgesehen sind, zweite transparente optische Elemente (1, 2, 3, 8, 9) in die Scheibe integriert sind, die zur Detektion auf einer zweiten, gegenüberliegenden Seite der Scheibe vorgesehen sind, – und dass die ersten und zweiten transparenten optischen Elemente (1, 2, 3, 8, 9) spiegelsymmetrisch bezüglich einer parallel zu den Detektionsseiten (6, 7) der Scheibe verlaufenden Ebene ausgebildet sind.
Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass auf einem Teil der Lichtstrecke zwischen Sender (1) und Empfänger (2) ein in die Scheibe integrierter Wellenleiter (8) als transparentes lichtleitendes Element ausgebildet ist, – und dass der Wellenleiter (8) ein Einkoppelelement (9) aufweist, um die vom Detektionsbereich (12) der Scheibe kommende Lichtstrahlung (11) in den Wellenleiter (8) einzukoppeln.
Optischer Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass jeweils mindestens ein Teil der Lichtstrecke zwischen dem Sender (1) und einer Auskoppelstelle, an der die Lichtstrahlung (11) zum Detektionsbereich (12) hin ausgekoppelt wird, und zwischen einer Einkoppelstelle für die vom Detektionsbereich (12) kommende Lichtstrahlung (11) und dem Empfänger (2) als Wellenleiter (8) ausgebildet ist, wobei der Wellenleiter (8) an der Auskoppelstelle ein Auskoppelelement (9) und an der Einkoppelstelle das Einkoppelelement (9) aufweist, – und dass der Sender (1) und der Empfänger (2) in den Wellenleiter (8) integriert sind oder die Lichtstrahlung (11) jeweils mittels eines weiteren lichtleitenden Elements in den Wellenleiter (8) ein- bzw. auskoppeln, wobei die weiteren lichtleitenden Elemente jeweils als transparente kollimierende Optik (3) ausgebildet sind.
Optischer Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres lichtleitendes Element vorgesehen ist, um die Lichtstrahlung (11) direkt vom Sender (1) zum Detektionsbereich (12) zu lenken, wobei das weitere lichtleitende Element als transparente kollimierende Optik (3) ausgebildet ist.
Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (8) einen Glasfilm als Kern und eine Mantelschicht aus Teflon aufweist, und dass der Wellenleiter (8) in oder auf der klebenden Zwischenschicht (5) einer Verbundglasscheibe angeordnet ist.
Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Polymerfolie (10) vorgesehen ist, die in oder auf der klebenden Zwischenschicht (5) einer Verbundglasscheibe integriert ist, – und dass der transparente Sender (1) und/oder der transparente Empfänger (2), in der Polymerfolie (10) ausgebildet sind.