一种雨量传感器
阅读：627发布：2021-10-29
专利汇可以提供一种雨量传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种雨量 传感器 ，包括光发射器、 光接收器 、透镜板、耦合层、玻璃层，所述透镜板的下表面至少在光发射器、光接收器对应的 位置 设有突出结构，突出结构的底部设有凹孔，透镜板的上表面至少在突出结构对应的位置设有棱镜结构，透镜板通过耦合层耦合在玻璃层，光发射器发射出的光一部分可以通过凹孔进入突出结构并发生反射形成垂直于透镜板的平行光，另一部分可以通过凹孔形成垂直于透镜板的平行光；垂直于透镜板的平行光进入突出结构后一部分可以发生反射形成聚合的光并通过凹孔被光接收器接收，另一部分通过凹孔形成聚合的光被光接收器接收。本发明可以充分利用光发射器发出的光通过光折射、反射的原理进行更精准、更灵敏的雨量检测。，下面是一种雨量传感器专利的具体信息内容。
1.一种雨量传感器，包括光发射器、光接收器、透镜板、耦合层、玻璃层，其特征在于，所述透镜板的下表面至少在光发射器、光接收器对应的位置设有突出结构，突出结构的底部设有凹孔，透镜板的上表面至少在突出结构对应的位置设有棱镜结构，透镜板通过耦合层耦合在玻璃层，光发射器发射出的光一部分可以通过凹孔进入突出结构并发生反射形成垂直于透镜板的平行光，另一部分可以通过凹孔形成垂直于透镜板的平行光；垂直于透镜板的平行光进入突出结构后一部分可以发生反射形成聚合的光并通过凹孔被光接收器接收，另一部分通过凹孔形成聚合的光被光接收器接收。
2.根据权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于，所述凹孔的顶部为外凸弧形面。
3.根据权利要求2所述的雨量传感器，其特征在于，所述透镜板和突出结构是一体成型的。
4.根据权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于，还包括PCB板，所述光发射器、光接收器设置在PCB板上。
5.根据权利要求4所述的雨量传感器，其特征在于，所述光发射器包括相互电连接的发射装置和发射电路，所述光接收器包括相互电连接的接收装置和接收电路，发射电路、接收电路设置在PCB板上，PCB板的上表面设有凹陷，发射装置、接收装置收容在凹陷内，所述透镜板的下表面至少在发射装置、接收装置对应的位置设有突出结构。
6.根据权利要求5所述的雨量传感器，其特征在于，所述凹陷的开口部比凹陷的底部大。
7.根据权利要求6所述的雨量传感器，其特征在于，所述凹陷的内侧壁与突出结构的外侧壁相互贴合。
8.根据权利要求4-7任一项所述的雨量传感器，其特征在于，还包括外壳，所述PCB板设置在外壳内，外壳的上表面设有外壳通孔；
光发射器发出的光可以透过外壳通孔并通过凹孔进入突出结构，光可以透过外壳通孔进入突出结构并通过凹孔被光接收器接收；
或者突出结构穿过外壳通孔，光发射器发射出的光可以通过凹孔进入突出结构，光可以进入突出结构并通过凹孔被光接收器接收。
9.根据权利要求8所述的雨量传感器，其特征在于，所述外壳的上表面外设有凹部，透镜板嵌入在凹部内。
10.根据权利要求1-7、9任一项所述的雨量传感器，其特征在于，所述光发射器、光接收器分别为多个。
一种雨量传感器
技术领域
背景技术
[0002] 现有的雨量传感器一般是利用光的折射和反射原理对是否有雨滴以及雨滴的大小进行探测。如申请号为CN200810144101.0的光学传感装置和包括它的雨水或光传感器，其传感单元包括光发射器、光接收器和透镜板，透镜板用于将光发射器发射的光束耦合到窗玻璃中，再将光束从窗玻璃耦合出，并将光束引导到光接收器上，透镜板面对光发射器或光接收器的表面以及面对窗玻璃的表面设置有菲涅耳透镜结构，但是这种方式下光从光发射器发出后辐射范围广，可以被利用进行雨滴探测的光只是其中的一小部分，进入光接收器中的光也只是很小一部分，导致探测出的结果会不够精准、探测的灵敏度也会较低。
发明内容
[0004] 为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：一种雨量传感器，包括光发射器、光接收器、透镜板、耦合层、玻璃层，其特征在于，所述透镜板的下表面至少在光发射器、光接收器对应的位置设有突出结构，突出结构的底部设有凹孔，透镜板的上表面至少在突出结构对应的位置设有棱镜结构，透镜板通过耦合层耦合在玻璃层，光发射器发射出的光一部分可以通过凹孔进入突出结构并发生反射形成垂直于透镜板的平行光，另一部分可以通过凹孔形成垂直于透镜板的平行光；垂直于透镜板的平行光进入突出结构后一部分可以发生反射形成聚合的光并通过凹孔被光接收器接收，另一部分通过凹孔形成聚合的光被光接收器接收。
[0005] 光发射器发出的光一部分通过凹孔侧壁进入突出结构内部进行反射形成垂直于透镜板的平行光，另一部分通过凹孔顶部进入突出结构内部形成垂直于透镜板的平行光。两部分所形成的平行光经透镜板上表面所设的棱镜结构，形成倾斜光后通过耦合层进入玻璃层。
[0006] 当没有雨滴在玻璃层上时，倾斜光经过玻璃层的全反射后通过耦合层回到透镜板上表面所设的棱镜结构，形成垂直于透镜板的平行光。平行光进入突出结构后一部分在突出结构内部进行反射形成汇聚的光并通过凹孔侧壁被光接收器接收，另一部分通过凹孔顶部形成汇聚的光被光接收器接收。
[0007] 当有雨滴在玻璃层上时，倾斜光经过玻璃层以及雨滴的反射后，大部分的光不能回到透镜板上表面所设的棱镜结构形成平行光并通过突出结构后被光接收器接收。也即在没有雨滴在玻璃层上时光接收器接收的光更多，在有雨滴甚至雨滴很大时光接收器接收的光会变少，通过分析光接收器所接收光的强度可以获知是否有雨滴以及雨滴的大小。
[0008] 光发射器发射出来的光可以通过突出结构以及突出结构底部所设的凹孔尽可能多地被利用于探测雨滴，经过玻璃层全反射后的光可以通过突出结构以及突出结构底部所设的凹孔尽可能多地被光接收器接收。如此，可以提高雨量传感器对雨滴探测的精准度和灵敏度。
[0009] 进一步地，所述凹孔顶部为外凸弧形面。
[0010] 由于光发射器是点光源，所发射出来的光是放射状的，外凸弧形面可以符合放射状的光线特点，让光发射器发射的光通过凹孔顶部的部分可以形成更规整、更精准的垂直于透镜板的平行光。同理，外凸弧形面可以将平行于透镜板的平行光通过凹孔顶部的部分可以形成更规整、更精准地汇聚在光接收器上被光接收器接收。
[0011] 进一步地，透镜板和突出结构是一体成型的。
[0012] 透镜板和突出结构一体成型可以让光路更加通畅，也可以使得生产过程更加简便。
[0013] 进一步地，所述雨量传感器还包括PCB板，所述光发射器、光接收器设置在PCB板上。
[0014] 将光发射器、光接收器集成在PCB板上，提高电路的可靠性、可维护性、可设计性、可组装性。
[0015] 进一步地，所述光发射器包括相互电连接的发射装置和发射电路，所述光接收器包括相互电连接的接收装置和接收电路，发射电路、接收电路设置在PCB板上，PCB板的上表面设有凹陷，发射装置、接收装置收容在凹陷内，所述透镜板的下表面至少在发射装置、接收装置对应的位置设有突出结构，光发射装置发射出的光可以进入突出结构，光接收装置可以接收突出结构出来的光。
[0016] 在PCB板上所设的凹陷可以分别收容发射装置、接收装置，在凹陷和突出结构的底部所设的凹孔两者之间的相互配合下，发射装置发出的光可以尽可能多地被利用，接收装置也可以尽可能多地接收反射回来的光，进一步提高雨量传感器对雨滴探测的精准度和灵敏度。
[0017] 进一步地，所述凹陷的开口部比凹陷的底部大。
[0018] 进一步地，所述凹陷的内侧壁与突出结构的外侧壁相互贴合。
[0019] 为了使PCB板上所设的凹陷与透镜板下表面所设的突出结构可以更好地配合，让光发射器发出的光尽可能多地变成垂直于透镜板的平行光，也让光接收器尽可能多地接收到反射回来的垂直于透镜板的平行光。
[0020] 进一步地，所述雨量传感器还包括外壳，所述PCB板设置在外壳内，外壳的上表面设有外壳通孔；光发射器发出的光可以透过外壳通孔并通过凹孔进入突出结构，光可以透过外壳通孔进入突出结构并通过凹孔被光接收器接收；
或者突出结构穿过外壳通孔，光发射器发射出的光可以通过凹孔进入突出结构，光可以进入突出结构并通过凹孔被光接收器接收。
或者突出结构穿过外壳通孔，光发射器发射出的光可以通过凹孔进入突出结构，光可以进入突出结构并通过凹孔被光接收器接收。
[0021] 将PCB板设置在外壳内，可以更好地保护PCB板。
[0022] 在外壳上设置外壳通孔，可以使得光发射器所发出的光透过外壳通孔并通过凹孔进入突出结构，并且使得光接收器透过外壳通孔接收到突出结构通过凹孔回来的光；也可以使透镜板下表面所设的突出结构透过外壳通孔与PCB板上的凹陷相互配合，使得光发射器可以将光发射到突出结构内，光接收器可以接收反射回来的并从突出结构出来的光。
[0023] 进一步地，所述外壳的上表面外设有凹部，透镜板嵌入在凹部内。
[0024] 外壳上表面外所设置的凹部，可以让透镜板刚好嵌入外壳上表面外，固定透镜板的位置，使透镜板不容易脱落。
[0025] 进一步地，所述光发射器、光接收器分别为多个。
[0026] 多个光发射器、光接收器可以同时对雨滴进行探测并相互校正对雨滴的探测结果，从而提高探测结果的准确性。
[0027] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：（1）在透镜板下表面设置突出结构，并在突出结构的底部设置凹孔，凹孔顶部呈外凸圆弧面，可以使光接收器尽可能多地接收到光发射器发射出的并经过玻璃层反射回来的光，由此对玻璃层上的雨滴是否存在以及雨滴的大小探测可以更加精准、更加灵敏；
（2）将雨量传感器的电路部分集成在PCB板上，并增加外壳对PCB进行有效的保护，更方便组装、设计和维护，使得电路更加可靠；
（3）通过多个光发射器、光接收器同时对雨滴进行探测并相互校正对雨滴的探测结果，可以提高探测结果的准确性。
附图说明
（2）将雨量传感器的电路部分集成在PCB板上，并增加外壳对PCB进行有效的保护，更方便组装、设计和维护，使得电路更加可靠；
（3）通过多个光发射器、光接收器同时对雨滴进行探测并相互校正对雨滴的探测结果，可以提高探测结果的准确性。
附图说明
[0028] 图1是本发明实施例1的结构示意图。
[0029] 图2是本发明实施例1的没有雨滴在玻璃层上的光路图。
[0030] 图3是本发明实施例1的有雨滴在玻璃层上的光路图。
[0031] 图4是本发明实施例2的结构示意图。
[0032] 图5是本发明实施例2的图4中所示的A-A剖面图。
[0033] 图6是本发明实施例3的结构示意图。
[0034] 图7是本发明实施例3的另一个结构示意图。
[0035] 图8是本发明实施例3的图7中所示的B-B剖面图。
[0036] 说明：11.光发射器；12.光接收器；20.透镜板；21.突出结构；22.凹孔；23.棱镜结构；30.耦合层；40.玻璃层；51.环境光传感器；52.透镜；70.PCB板；71.凹陷；72.PCB通孔；80.外壳；81.外壳通孔；82.环境光通孔；84.凹部。
具体实施方式
[0037] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0038] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0039] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
[0040] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0041] 实施例1如图1所示，一种雨量传感器包括光发射器11、光接收器12、透镜板20、耦合层30、玻璃层40，所述透镜板20的下表面至少在光发射器11、光接收器12对应的位置设有突出结构21，突出结构21的底部设有凹孔22，透镜板20的上表面至少在突出结构21对应的位置设有棱镜结构23，透镜板20通过耦合层30耦合在玻璃层40，光发射器11发射出的光一部分可以通过凹孔22进入突出结构21并发生反射形成垂直于透镜板20的平行光，另一部分可以通过凹孔
22形成垂直于透镜板20的平行光；垂直于透镜板20的平行光进入突出结构21后一部分可以发生反射形成聚合的光并通过凹孔22被光接收器12接收，另一部分通过凹孔22形成聚合的光被光接收器12接收。
22形成垂直于透镜板20的平行光；垂直于透镜板20的平行光进入突出结构21后一部分可以发生反射形成聚合的光并通过凹孔22被光接收器12接收，另一部分通过凹孔22形成聚合的光被光接收器12接收。
[0042] 光发射器11发出的光一部分通过凹孔22侧壁进入突出结构21内部进行反射形成垂直于透镜板20的平行光，另一部分通过凹孔22顶部进入突出结构21内部形成垂直于透镜板20的平行光。两部分所形成的平行光经透镜板20上表面所设的棱镜结构23，形成倾斜光后通过耦合层30进入玻璃层40。
[0043] 如图2所示，当没有雨滴在玻璃层40上时，倾斜光经过玻璃层40的全反射后通过耦合层30回到透镜板40上表面所设的棱镜结构23，形成垂直于透镜板40的平行光。平行光进入突出结构21后一部分在突出结构21内部进行反射形成汇聚的光并通过凹孔22侧壁被光接收器12接收，另一部分通过凹孔22顶部形成汇聚的光被光接收器12接收。
[0044] 如图3所示，当有雨滴在玻璃层40上时，倾斜光经过玻璃层40以及雨滴的反射后，大部分的光不能回到透镜板40上表面所设的棱镜结构23形成平行光并通过突出结构21后被光接收器接收。
[0045] 在没有雨滴在玻璃层40上时光接收器12接收的光更多，在有雨滴甚至雨滴很大时光接收器12接收的光会变少，通过分析光接收器12所接收光的强度可以获知是否有雨滴以及雨滴的大小。
[0046] 光发射器11发射出来的光可以通过突出结构21以及突出结构21底部所设的凹孔22尽可能多地被利用于探测雨滴，经过玻璃层40全反射后的光可以通过突出结构21以及突出结构21底部所设的凹孔22尽可能多地被光接收器12接收。如此，可以提高雨量传感器对雨滴探测的精准度和灵敏度。
[0047] 如图1 图3所示，在本实施例1中，所述凹孔22顶部为外凸弧形面。~
[0048] 由于光发射器11是点光源，所发射出来的光是放射状的，外凸弧形面可以符合放射状的光线特点，让光发射器11发射的光通过凹孔顶部的部分可以形成更规整、更精准的垂直于透镜板20的平行光。同理，外凸弧形面可以将平行于透镜板20的平行光通过凹孔22顶部的部分可以形成更规整、更精准地汇聚在光接收器上被光接收器12接收。
[0049] 在本实施例1中，透镜板20和突出结构21是一体成型的。
[0050] 透镜板20和突出结构21一体成型可以让光路更加通畅，也可以使得生产过程更加简便。
[0052] 实施例2如图4所示，实施例2与实施例1不同在于，雨量传感器还包括PCB板70，所述光发射器
11、光接收器12设置在PCB板70上。
11、光接收器12设置在PCB板70上。
[0053] 将发射电路、接收电路集成在PCB板70上，提高电路的可靠性、可维护性、可设计性、可组装性。
[0054] 在本实施例2中，所述雨量传感器还包括外壳80，所述PCB板70设置在外壳80内，外壳80的上表面设有外壳通孔81；光发射器11发出的光可以透过外壳通孔81并通过凹孔22进入突出结构21，光可以透过外壳通孔81进入突出结构21并通过凹孔22被光接收器12接收；
或者突出结构21穿过外壳通孔81，光发射器11发射出的光可以通过凹孔22进入突出结构21，光可以进入突出结构21并通过凹孔22被光接收器12接收。
或者突出结构21穿过外壳通孔81，光发射器11发射出的光可以通过凹孔22进入突出结构21，光可以进入突出结构21并通过凹孔22被光接收器12接收。
[0055] 将PCB板70设置在外壳80内，可以更好地保护PCB板70。
[0056] 在外壳80上设置外壳通孔81，可以使得光发射器11所发出的光透过外壳通孔81并通过凹孔22进入突出结构21，并且使得光接收器12透过外壳通孔81接收到突出结构21通过凹孔22回来的光；也可以使透镜板20下表面所设的突出结构21透过外壳通孔81与PCB板70上的凹陷22相互配合，使得光发射器11可以将光发射到凹孔22并进入突出结构21内，光接收器12可以接收反射进入突出结构21并通过凹孔22出来的光。
[0057] 在本实施例2中，所述外壳80的上表面外设有凹部84，透镜板20嵌入在凹部84内。
[0058] 外壳80上表面外所设置的凹部84，可以让透镜板20刚好嵌入外壳80上表面外，固定透镜板20的位置，使透镜板20不容易脱落。
[0059] 如图5所示，在本实施例2中，外壳80呈圆形，光发射器11、光接收器12分别为两个并分设在左右两边，左边为两个光发射器11，右边为两个光接收器12，相应地透镜板20下表面也设有4个突出结构21。两个光发射器11、光接收器12可以同时对雨滴进行探测并相互校正对雨滴的探测结果，从而提高探测结果的准确性。
[0060] 实施例3如图6所示，实施例3与实施例2不同在于，PCB板70的上表面设有凹陷71，所述光发射器
11包括相互电连接的发射装置和发射电路，所述光接收器12包括相互电连接的接收装置和接收电路，发射电路、接收电路设置在PCB板70上，发射装置、接收装置收容在凹陷71内，发射装置、接收装置收容在凹陷71内，透镜板20的下表面至少在发射装置、接收装置对应的位置设有突出结构21，光发射装置发射出的光可以进入突出结构21，光接收装置可以接收突出结构21出来的光。
11包括相互电连接的发射装置和发射电路，所述光接收器12包括相互电连接的接收装置和接收电路，发射电路、接收电路设置在PCB板70上，发射装置、接收装置收容在凹陷71内，发射装置、接收装置收容在凹陷71内，透镜板20的下表面至少在发射装置、接收装置对应的位置设有突出结构21，光发射装置发射出的光可以进入突出结构21，光接收装置可以接收突出结构21出来的光。
[0061] 在PCB板70上所设的凹陷71可以分别收容发射装置和接收装置，在凹陷71和突出结构21的尖部所设的凹孔22两者之间的相互配合下，发射装置发出的光可以尽可能多地被利用，接收装置也可以尽可能多地接收反射回来的光，进一步提高雨量传感器对雨滴探测的精准度和灵敏度。
[0062] 在本实施例3中，所述凹陷71的开口部比凹陷71的底部大，凹陷71的内侧壁与突出结构21的外侧壁相互贴合。
[0063] 为了使PCB板70上所设的凹陷71与透镜板20下表面所设的突出结构21可以更好地配合，让光发射器11发出的光尽可能多地变成垂直于透镜板20的平行光，也让光接收器12尽可能多地接收到反射回来的垂直于透镜板20的平行光。
[0064] 如图7、图8所示，在本实施例3中，雨量传感器还包括环境光传感器51、透镜52，透镜52设置在环境光传感器51的上方。环境光传感器51可以设置在光接收器12和/或光发射器11附近。
[0065] 外界的环境光可以透过玻璃层40、耦合层30和透镜板20并通过透镜52形成漫射光进入环境光传感器51。
[0066] 当雨量传感器安装在汽车上，通过环境光传感器51对环境光的分析可以根据环境光的明暗控制车灯的亮灭；当雨量传感器安装在屋顶上，通过环境光传感器51对环境光的分析可以根据环境光的明暗控制屋内灯光的亮灭。
[0067] 环境光传感器51也可以集成在PCB板70上并受外壳80的保护。外壳80设有环境光通孔82。
[0068] 透镜52可以设置在环境光通孔82内，外界的环境光可以透过玻璃层40、耦合层30、透镜板20、环境光通孔82并通过透镜52进入环境光传感器51。
[0069] 在本实施例3的具体实施过程中，环境光传感器51为2个，并分别设置在两个光接收器12右边的中间处和在两个光发射器11左边的中间处。
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