(57)【要約】  本発明は、光導波体（１２）を含み、第１の受信器および第２の受信器の設けられたセンサ装置（１０）、例えば車両用センサ装置に関する。受信器は光導波体（１２）を通る光放射、例えば太陽光を検出し、信号を制御手段（３０）へ出力する。これにより制御手段（３０）は環境調整装置（３２）を制御することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波体（１２）と、該光導波体を通る光放射、例えば太陽光を検出可能な少なくとも１つの第１の受信器（１４）および第２の受信器（１６）とを備えたセンサ装置（１０）、例えば車両用センサ装置において、
第１の信号（Ｓ１）を出力する第１の受信器（１４）、第２の信号（Ｓ２）を出力する第２の受信器（１６）、および、該信号（Ｓ１，Ｓ２）に依存して環境調整装置（３２）を制御する制御手段（３０）が設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
第１の受信器（１４）および／または第２の受信器（１６）は少なくとも１つの光感応性素子（２０，２０ａ）および少なくとも１つのフォーシング手段（２２）を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
フォーカシング手段（２２）は光導波体（１２）と一体に構成されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
フォーカシング手段（２２）はフィルタ特性を有し、例えば着色されている、請求項２または３記載の装置。
【請求項５】
フォーカシング手段（２２）は円筒状の第１部分（２４）およびフォーカシングのための例えばパラボラ状の第２部分（２６）を有する、請求項２から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
円筒状の第１部分の長さ、直径および屈折率は、入射してくる光放射が全反射しながら案内されるように選定されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
第３の信号（Ｓ３）を出力する第３の受信器（１８）が設けられており、全受信器（１４，１６，１８）の構造は同一であるが、それぞれ異なる方向へ配向されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
制御手段（３０）により信号から太陽光の方向が求められる、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
車両の他の装置、例えば照明装置（３４）を制御可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
光導波体（１２）はレインセンサ（５０）の光導波体内に組み込まれており、例えばレインセンサの光導波体と一体に構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
レインセンサは信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を考慮して制御される、請求項１０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載されたセンサ装置、特に車両用センサ装置に関する。
【０００２】
光放射、例えば太陽光を車両内で検出する多数の車両用センサ装置が知られている。このセンサ装置は光を複数のセンサ素子へ案内する光導波体を有する。センサ装置は車両の照明装置を制御するために用いられ、これにより、車両がトンネルに入ったとき、または、辺りがたそがれて明るさが低下してきたとき、車両の照明装置がスイッチオンされる。
【０００３】
さらに、太陽光の方向を検出して車両の別の装置を制御するセンサ装置も知られている。このセンサ装置はセンサアレイまたは４象限フォトダイオードを有するが、コスト高であり、光の方向を検出する精度が充分でない。
【０００４】
本発明の利点
本発明の独立請求項に記載の特徴を有するセンサ装置は、受信器から出力された信号により、環境調整装置、例えばエアコンディショナーを当該の信号に依存して制御することができるという利点を有する。このために、当該の信号を評価し相応の信号をエアコンディショナーへ伝送する制御手段が設けられている。このようにして車両のキャビン内の環境を調整する簡単かつ低コストな手段が得られる。入射してくる太陽光の方向を光導波体によってきわめて精確に識別できることにより、エアコンディショナーを調整する際に太陽光の輻射熱を特に考慮に入れることができる。
【０００５】
従属請求項に記載された手段により、独立請求項に記載された本発明の特徴の有利な発展形態および改善形態が得られる。
【０００６】
特に有利には、センサ装置の受信器が光感応性素子およびフォーカシング手段を有しており、これにより入射してくる太陽光の方向が精確に識別される。
【０００７】
フォーカシング手段が光導波体と一体に構成されている場合、本発明のセンサ装置を特に簡単かつ低コストに製造することができる。
【０００８】
この場合、特に有利には、フォーカシング手段は例えば着色またはフィルタ層の被着によりフィルタ特性を有する。このようにすれば制御手段の特に精確な制御特性を得ることができる。
【０００９】
簡単な実施形態では、フォーカシング手段は円筒形状の第１部分とフォーカシングのためのバラボラ形状の第２部分とを有する。これによりきわめて良好なフォーカシングが達成される。
【００１０】
ここで特に有利には、円筒形状の第１部分の長さ、直径および屈折率は、入射してくる光放射が全反射しながら案内されるように選定されている。これによりフォーカシングひいては放射の入力がさらに改善される。
【００１１】
第３の信号を出力する第３の受信器により種々の方向からの放射を高い精度で識別することができる。第３の受信器は第１の受信器および第２の受信器と同一の構造を有する。
【００１２】
簡単な実施形態では、制御手段により受信機の信号から太陽光の方向が求められる。
【００１３】
基本的には、本発明を用いて、車両の照明装置を制御手段により制御することができる。有利には、受信器の信号から和信号が形成され、全輝度の積分値が得られる。当該の和信号は各受信器の個々の信号の種々の重みづけを含んでもよく、これを照明装置の制御の際に考慮することができる。
【００１４】
本発明のセンサ装置は、その光導波体をレインセンサの光導波体に組み込み、特に２つの光導波体を一体に構成することにより、きわめて低コストに製造可能である。
【００１５】
有利かつ簡単な実施形態では、レインセンサが受信器の信号を考慮して制御される。
【００１６】
図面
以下に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。図１には本発明のセンサ装置の概略図が示されている。図２には本発明のセンサ装置の光導波体の斜視図が示されている。図３には本発明のセンサ装置の概略的な断面図が示されている。図４にはレインセンサの光導波体に組み込まれた光導波体を備えた本発明のセンサ装置の斜視図が示されている。
【００１７】
実施例の説明
図１には本発明のセンサ装置１０の概略図が示されている。センサ装置は光導波体１２、第１の受信器１４、第２の受信器１６および第３の受信器１８を含む。第１の受信器１４は同じ光軸に配置された光感応性素子２０およびフォーカシング手段２２を有する。フォーカシング手段２２はあらかじめ定められた少なくとも１つの方向で光導波体１２へ入射してくる光を少なくとも部分的に光感応性素子２０へ偏向および／またはフォーカシングする。光感応性素子２０は例えばＣＣＤ素子または半導体素子としての単純なフォトダイオードとして構成されている。
【００１８】
フォーカシング手段２２は主として２つのセクション、つまりほぼ円筒形状の第１部分２４と、フォーカシングのためのパラボラ形状の第２部分２６とを有する。パラボラ形状の第２部分２６は円筒形状の第１部分２４のうち光感応性素子２０に向かう底部となっている。フォーカシング手段２６はレンズのように作用して放射を光感応性素子２０へフォーカシングする。円筒形状の第１部分２４は所定の方向から入射してくる放射をフォーカシング手段２２内で偏向する。光の法則、特に全反射の法則によってフォーカシング効果が得られる。
【００１９】
フォーカシングのためのパラボラ形状の第２部分２６および光感応性素子２０の光軸は円筒形状の第１部分２４の中心軸線に対してほぼ平行またはこれと同一に延在する。円筒形状の第１部分２４は、パラボラ形状の第２部分２６の反対側で角度αを有するように斜めに構成されている。これにより第１の受信器１４とガラス、特に車両の風防ウィンドウガラスとを光接触させる斜面が形成される。この位置またはフォーカシング手段２２とウィンドウガラスとのあいだに、プラスティック、例えばシリコンから成るカップリング媒体を配置することもできる。このカップリング媒体は付加的に接着特性または接着層を有していてもよい。
【００２０】
当該の斜面は一般にウィンドウガラス表面に対して平行に延在するので、斜度すなわち角度αは、検出方向の光がウィンドウガラスで屈折し、フォーカシング手段２２の円筒形状の第１部分２４の内部でパラボラ形状の第２部分２６へ案内されるように選定される。これにより放射は光感応性素子２０へフォーカシングされる。このようにして車両に入射する放射の方向が求められる。
【００２１】
第２の受信器１６および第３の受信器１８は第１の受信器１４と同一の構造を有する。このため、第２の受信器１６の素子および第３の受信器１８の素子に対して第１の受信器１４の素子と同様の参照番号をａ，ｂなどのインデクスで区別して付してある。
【００２２】
３つのフォーカシング手段２２，２２ａ，２２ｂは接続されて共通の光導波体１２となっている。ただし個々のフォーカシング手段２２，２２ａ，２２ｂは種々の検出方向としての種々の方向へ配向されている。斜面の角度α，β，γは必ずしも同一でなくてよく、所望の検出方向および車両ウィンドウガラスの基準面（例えば水平面）に対する角度に相応するように当該分野の技術者が選定可能である。円筒形状の第１部分２４，２４ａ，２４ｂの長さ、直径および屈折率は、斜面を通って入射してくる光放射が全反射しながらフォーカシングのためのパラボラ形状の第２部分２６，２６ａ，２６ｂへ案内されるように選定されている。こうした原理は光ファイバ製造分野の技術者によく知られている。１つの実施例として、要求される屈折率の変更に相応するようにフォーカシング手段２２をコーティングするかまたは不均一に構成することができる。これは従来の光ファイバと同様に行うことができる。
【００２３】
第１の受信器１４ないしは第１の受信器１４の光感応性素子２０は信号Ｓ１を制御手段としての処理装置３０へ出力するように構成されている。この処理装置はマイクロプロセッサとして構成されている。同様に第２の受信器１６ないしは第２の受信器１６の光導波素子２０ａは信号Ｓ２を処理装置３０へ出力するように構成されている。同様に第３の受信器１８は信号Ｓ３を処理装置３０へ出力するように構成されている。１つまたは複数の信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から処理装置３０は環境調整装置３２、例えば車両のエアコンディショナーまたはファンを制御する制御信号ＳＫを形成する。処理装置３０は、１つまたは複数の信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から、車両へ差し込んでくる太陽光の方向を求め、当該の方向に依存して照明装置３４またはその他の装置３６を制御することもできる。他の装置として、例えば車両ウィンドウガラス用のブラインドまたはＬＣＤ遮光部、ファン、換気蓋、換気スイッチ、ミラーまたはヒータ装置などが挙げられる。こうした列挙は本発明を限定するものではない。
【００２４】
処理装置３０はさらに車両のウィンドウワイパの制御に用いることもできる。これは特に、センサ装置１０の光導波体１２がレインセンサの光導波体に組み込まれており、レインセンサがセンサ装置１０の信号Ｓ１，Ｓ２のほか雨の強さに関する信号を出力する場合に有利である。陽が出ているにもかかわらずウィンドウガラスに雨が当たる走行状況では、水滴はウィンドウガラスから迅速に蒸発するので、ワイピング特性を信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に依存して変更することができる。
【００２５】
処理装置３０はここでは個別の信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を評価するだけでなく、これらの信号を比較し、個々の信号の種々の特性をそれぞれ求めることもできる。周囲光の方向が同じであって光強度が増大する場合、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の値は変化するが、相互の比は一定にとどまる。光強度が同じであって光の入射方向が変化すると、信号Ｓ１とＳ２との比または信号Ｓ２とＳ３との比が変化し、そこから太陽光の入射方向を結論することができる。また全ての信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を加算することにより、車両の環境における全輝度が結論される。
【００２６】
図２には本発明のセンサ装置１０の光導波体１２の斜視図が示されている。３つのフォーカシング手段２２，２２ａ，２２ｂはここでは相互に平行に配置されており、それぞれフォーカシングのための第２部分２６，２６ａ，２６ｂの端部が見えている。この第２部分は、フォーカシング手段２２，２２ａ，２２ｂのうち第２部分２６，２６ａ，２６ｂとは反対側の種々の空間方向から来る光を受信できるように、パラボラ形状に成形されている。フォーカシングのための第２部分２６，２６ａ，２６ｂの反対側では光導波体１２が図３に示されているウィンドウガラス１５上に固定されている。フォーカシングのための第２部分の光軸は、この実施例では、円筒状の第１部分２４，２４ａ，２４ｂのそれぞれの中心軸線に対して所定の角度を有している。これにより円筒形状の第１部分２４，２４ａ，２４ｂを平行に配置した場合でも、定義された種々の空間方向からの光を検出することができる。
【００２７】
図３には本発明のセンサを備えた車両の風防ウィンドウガラスの概略的な断面図が示されている。以下では第１の受信器１４についてのみ説明するが、同様のことは他の受信器にも当てはまる。光導波体１２は車両のウィンドウガラス１５の内側に被着されている。所望の検出方向からの光放射４０はウィンドウガラス１５の外面へ入射する。そこで光放射は、ウィンドウガラス１５の屈折率と光導波体１２の屈折率とがほぼ等しいという前提のもとで、屈折してフォーカシング手段２２の円筒形状の第１部分２４へ達する。円筒形状の第１部分２４では光放射４０はフォーカシングのための第２部分２６の方向へ案内され、この第２部分を通って光感応性素子２０へフォーカシングされる。ここで、円筒形状の第１部分２４、フォーカシングのためのパラボラ形状の第２部分２６および光感応性素子２０の構造および配置は、光の法則にしたがって、所望の入射方向の光のみが所望の開放角を有するコーンビームとして光感応性素子２０によって検出されるように選定される。他の望ましくない方向から入射する光は完全に反射されて戻るか、または光感応性素子２０のわきを通過する。
【００２８】
図４にはレインセンサの光導波体に組み込まれた本発明のセンサ装置が示されている。レインセンサの光導波体５０は射出成形プロセスによってプラスティックから製造される。センサ装置１０の光導波体１２は、レインセンサの光導波体５０を製造する際の多数コンポーネント用射出成形プロセスにおいて射出成形され、レインセンサの光導波体５０に組み込まれる。この実施例では、もちろん、単一コンポーネント用の射出成形プロセスを用いて、２つの光導波体５０，１２を同様に着色された同一の材料から形成することもできる。これに代えて、レインセンサの光導波体５０に相応の切欠を設け、そこにセンサ装置１０の光導波体１２を収容してもよい。ここに図示されている本発明のセンサ装置１０の光導波体１２には４つの受信器と４つの第２部分２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄとが設けられており、これにより種々の方向のいっそう大きな領域を検出することができる。この実施例では唯一の光感応性素子２０を複数の第２部分、例えば２６ａ，２６ｂとともに用いることもできる。
【００２９】
光導波体１２は通常は単一コンポーネント用の射出成形プロセスによってプラスティックから製造される。ただしこれを多数コンポーネント用の射出成形プロセスによって製造することもできる。基本的には第２部分２６，２６ａなどに種々のフィルタ特性が設けられる。このフィルタ特性は、フォーカシング２２，２２ａの全体的な着色によって、または相応の表面コーティングによって形成される。また、第２部分２６と光感応性素子２０とのあいだにフィルタを配置してもよい。別の実施例として、相応のフィルタ特性を有する光感応性素子２０を用いることもできる。これは所定の光領域のみに感応するものであってもよいし、相応のコーティングを設けたものであってもよい。さらに別の実施例として、ウィンドウガラス１５に近い側のフォーカシング手段２２の部分に薄いダーク層を設け、光導波体１２を外部から見られないようにすることができる。これはウィンドウガラス１５の色くさび領域に（im Bereich eines farbigen Keils）配置されるのでほとんど目立たない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のセンサ装置の概略図である。
【図２】本発明のセンサ装置の光導波体の斜視図である。
【図３】本発明のセンサ装置の概略的な断面図である。
【図４】レインセンサの光導波体に組み込まれた光導波体を備えた本発明のセンサ装置の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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