BRPI0700095B1

BRPI0700095B1 - Dispositivo sensor óptico

Info

Publication number: BRPI0700095B1
Application number: BRPI0700095-2A
Authority: BR
Inventors: Ulf Mordau; Ulrich Backes
Original assignee: Trw Automotive Electronics & Components Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2019-04-24
Also published as: EP1813487A1; CN101004455A; JP2007225600A; DE202006000742U1; BRPI0700095A; US7573576B2; MX2007000732A; CN101004455B; US20070165232A1

Abstract

dispositivo sensor óptico. um dispositivo sensor óptico inclui uma estrutura de fotocondutor tendo primeiro e segundo membros parciais (16, 18) e uma superfície de acoplamento (20) para acoplar o dispositivo sensor óptico a uma contra-superfície oposta de uma vidraça (22), particularmente um pára-brisa de um veículo motorizado. o dispositivo sensor óptico ademais inclui um transmissor óptico (10) acoplando um feixe de raios no primeiro membro parcial (16), um receptor óptico (12) recebendo um feixe de raios emergindo do segundo membro parcial (18), e uma placa de circuito impresso (14) sobre a qual o transmissor (10) e o receptor (12) estão arranjados. a placa de circuito impresso (14) é arranjada paralelo à superfície de acoplamento (20). a estrutura de fotocondutor é projetada de forma que o raio central (28) do transmissor (10) entre no primeiro membro parcial (16) perpendicularmente à superfície de acoplamento (20) e emirja do segundo membro parcial (18) perpendicularmente à superfície de acoplamento (20).

Description

“DISPOSITIVO SENSOR OPTICO”

A invenção relaciona-se a um dispositivo sensor óptico, uma estrutura de fotocondutor tendo primeiro e segundo membros parciais e uma superfície de acoplamento para acoplar o dispositivo sensor óptico a uma contra-superfície oposta de uma vidraça, particularmente um pára-brisa de um veículo motorizado, um transmissor óptico acoplando um feixe de raios no primeiro membro parcial, um receptor óptico recebendo um feixe de raios emergindo do segundo membro parcial, e uma placa de circuito impresso na qual o transmissor e o receptor estão arranjados.

Tal dispositivo sensor é conhecido de EP 0 833 764 Bl. Neste dispositivo conhecido, a placa de circuito impresso é arranjada perpendicularmente ao pára-brisa de um veículo motorizado. O feixe de luz que é emitido do transmissor paralelo ao plano do pára-brisa é acoplado no pára-brisa por uma seção de entrada de um condutor de radiação. Para fazer isto, o feixe de luz é inclinado inicialmente a uma primeira superfície de deflexão por 90 graus em uma direção paralela à placa de circuito impresso, antes que emirja da seção de entrada e entre no pára-brisa por duas superfícies de deflexão adicionais por uma superfície de acoplamento arranjada paralela ao pára-brisa. Depois de várias reflexões no pára-brisa, o feixe de luz emerge do pára-brisa e é dirigido sobre o receptor na placa de circuito impresso por uma seção de saída formada simetricamente à seção de entrada.

É um objetivo da invenção prover um dispositivo sensor óptico com uma construção mais simples e mais compacta que é capaz de ser produzido a um custo mais favorável.

De acordo com a invenção, provisão é feita em um dispositivo sensor do tipo mencionado inicialmente, que a placa de circuito impresso é arranjada paralela à superfície de acoplamento e visto que a estrutura de fotocondutor é projetada de forma que o raio central do transmissor entre no primeiro membro parcial perpendicularmente à superfície de acoplamento e ·♦ *·· ·

emiija do segundo membro parcial perpendicularmente à superfície de acoplamento. O arranjo da placa de circuito impresso com transmissor e receptor de acordo com a invenção não só economiza espaço estrutural na direção perpendicular ao pára-brisa, mas além disso toma possível uma construção que administra com menos superfícies de deflexão. Comparado com a construção conhecida de EP 0 833 764 Bl, na qual o feixe de luz emitido do transmissor é defletido três vezes antes de entrar no pára-brisa, só duas superfícies de deflexão são necessárias na construção de acordo com a invenção. O mesmo se aplica ao direcionamento de feixes ao receptor depois de aparecimento do pára-brisa.

Desenvolvimentos vantajosos e expedientes do dispositivo sensor de acordo com a invenção serão aparentes das sub-reivindicações.

A invenção é descrita abaixo com a ajuda de uma concretização de exemplo simplificada com referência aos desenhos inclusos. Nos desenhos:

Figura 1 mostra uma ilustração bidimensional desdobrada dos componentes ópticos de um dispositivo sensor de acordo com a invenção;

Figuras 2a, 2b mostram vistas secionais do dispositivo sensor de acordo com a invenção com tipos diferentes de acoplamento a uma vidraça; e

Figura 3 mostra uma vista explodida do dispositivo sensor da

Figura 2a.

Uma ilustração bidimensional desdobrada dos componentes ópticos de um dispositivo sensor é mostrada na Figura 1, isto é, Figura 1 não é uma vista secional convencional. A ilustração desdobrada foi selecionada porque a estrutura básica do dispositivo sensor e o caminho de raios podem ser vistos melhores nisso do que em uma ilustração secional. Além disso, a forma tridimensional atual do dispositivo sensor não é essencial para a invenção.

O dispositivo sensor tem um transmissor óptico 10 e um receptor óptico 12 na forma de um diodo de transmissão de infravermelho e um diodo de recepção de infravermelho, respectivamente, que são arranjados sobre uma placa de circuito impresso 14 (não ilustrada na Figura 1). Uma estrutura de fotocondutor é composta basicamente de dois membros parciais identicamente construídos 16, 18, que formam um corpo de fotocondutor contínuo simétrico feito de material plástico transparente. A estrutura de fotocondutor está acoplada com uma superfície de acoplamento 20 a uma contra-superficie oposta de uma vidraça 22. A superfície de contato 20 está arranjada paralela à placa de circuito impresso 14 levando o transmissor 10 e o receptor 12, de forma que a placa de circuito impresso 14 igualmente se estenda em um plano paralelo à vidraça 22. Uma lente asférica 24 é formada na extremidade do primeiro membro parcial 16 enfrentando o transmissor 10, isto é, a dita lente enfrenta o transmissor 10. A segunda lente asférica 26 é formada no segundo membro parcial 18 e enfrenta o receptor 12.

Um feixe de luz emitido do transmissor 10 entra no primeiro membro parcial 16 da estrutura de fotocondutor pela primeira lente asférica

24. Deste feixe só o raio central 28, que entra no primeiro membro parcial 16 em uma direção perpendicular à superfície de acoplamento 20, será discutido neste momento. O raio central 28 é defletido sob reflexão total por 90 graus a uma primeira superfície de deflexão 30, que é inclinada a um ângulo de 45 graus ao raio central 28, de forma que o dito raio seja orientado paralelo à superfície de acoplamento 20. Depois de uma reflexão total adicional a uma segunda superfície de deflexão 32 que enfrenta a primeira superfície de deflexão 30 e é inclinada a um ângulo agudo específico ot à superfície de acoplamento 20, o raio central 28 emerge do primeiro membro parcial 16 pela superfície de acoplamento 20 e entra na vidraça 22 sob um ângulo de entrada definido β.

O raio central 28 sofre uma única reflexão total na superfície • · • · • ♦ * · • ♦ • · * · « · *· ♦«

·* · • * · * · · • « * • · • · · • · ♦ · • · · *· ··· · • · · · » « ♦ ··* • · · · · • · · · ·· · · interna da vidraça 22 oposta à superfície de acoplamento 20, e emerge da vidraça 22 a um ângulo de saída γ, que corresponde ao ângulo de entrada β, e chega pela superfície de acoplamento 20 no segundo membro parcial 18 da estrutura de fotocondutor. Devido à construção simétrica da estrutura de fotocondutor, o caminho de raios pelo segundo membro parcial i 8 é simétrico ao caminho de raios no primeiro membro parcial 16, isto é, o raio central 28 é orientado paralelo à superfície de acoplamento 20 depois de uma primeira reflexão total em uma terceira superfície de deflexão 34, e é orientado perpendicularmente à superfície de acoplamento 20 depois de uma segunda reflexão total em uma quarta superfície de deflexão 36. O raio central 28 portanto emerge do segundo membro parcial 18 perpendicularmente à superfície de acoplamento 20 pela segunda lente asférica 26 e incide sobre o receptor 12 que está arranjado na placa de circuito impresso 14.

Na Figura 1, também o caminho de raios de dois raios periféricos 38, 40 do feixe de luz é ilustrado. A primeira lente asférica 24 assegura que todos os raios do feixe de luz entrem no primeiro membro parcial 16 paralelo ao raio central 28. Na estrutura de fotocondutor e na vidraça 22, todos os raios sofrem as mesmas cinco reflexões totais (duas no primeiro membro parcial 16, uma na vidraça 22 e duas no segundo membro parcial 18), como o raio central 28. A segunda lente asférica 26 no segundo membro parcial 8 reúne juntos os raios de luz emergindo da estrutura de fotocondutor, de forma que todos os raios sejam dirigidos ao receptor 12.

Nas Figuras 2a e 2b, duas variantes do acoplamento do dispositivo sensor à vidraça 22 são mostradas. De acordo com a variante da

Figura 2a, uma almofada elástica 42 é provida entre o dispositivo sensor e a vidraça 22, enquanto na variante da Figura 2b, um acoplador de estrutura 46, que é preso ao alojamento 44 do dispositivo sensor, é colado sobre a vidraça

22.

Figura 3 mostra as partes individuais do dispositivo sensor da • ·· ···· ·· ♦· ·· ·*:··· • ·· ·· *· ·· ·· • ·· ·· ·· *‘..1** * • · · · ·· · · ···· · i ..· · · * ·· · ·· · ; ........ ··

Figura 2a. A placa de circuito impresso 14 e dois conjuntos dos componentes ópticos descritos acima são acomodados no alojamento 44, que consiste em uma parte de alojamento 48 enfrentando a almofada elástica 42 e a vidraça 22, e de uma cobertura 50. Por conseguinte, dois transmissores 20 e dois receptores 12 são arranjados na placa de circuito impresso 14.

O dispositivo sensor óptico é particularmente adequado, mas não exclusivamente, como um sensor de chuva que pode ser arranjado no pára-brisa de um veículo motorizado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo sensor óptico, incluindo:

uma estrutura de fotocondutor tendo primeiro e segundo membros parciais (16, 18) e uma superfície de acoplamento (20) para acoplar

5 o dispositivo sensor óptico a uma contra-superfície oposta de uma vidraça (22), particularmente um pára-brisa de um veículo motorizado, um transmissor óptico (10) acoplando um feixe de raios no primeiro membro parcial (16), um receptor óptico (12) recebendo um feixe de raios 10 emergindo do segundo membro parcial (18), e uma placa de circuito impresso (14) sobre a qual o transmissor (10) e o receptor (12) estão arranjados, onde a placa de circuito impresso (14) é arranjada paralela à superfície de acoplamento (20), caracterizado pelo fato de que a estrutura de fotocondutor é 15 projetada de forma que o raio central (28) do transmissor (10) entre no primeiro membro parcial (16) perpendicularmente à superfície de acoplamento (20) e emerja do segundo membro parcial (18) perpendicularmente à superfície de acoplamento (20), sendo que o primeiro membro parcial (16) tem duas superfícies de deflexão (30, 32), sendo o raio

20 central (28) totalmente refletido em ambas as superfícies de deflexão (30, 32).
2. Dispositivo sensor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o raio central (28) do transmissor (10) é orientado paralelo à superfície de acoplamento (20) depois da primeira reflexão total na primeira superfície de deflexão (30) do primeiro membro

25 parcial (16).
3. Dispositivo sensor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o raio central (28) do transmissor (10) é orientado paralelo à superfície de acoplamento (20) depois de uma primeira reflexão total pelo segundo membro parcial (18) da estrutura de fotocondutor

Petição 870180057449, de 03/07/2018, pág. 10/13 e é orientado perpendicularmente à superfície de acoplamento (20) depois de uma segunda reflexão total.
4. Dispositivo sensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que no primeiro membro parcial (16), uma primeira lente asférica (24) é formada oposta ao transmissor (10).
5. Dispositivo sensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que no segundo membro parcial (18), uma segunda lente asférica (26) é formada oposta ao receptor (12).
6. Dispositivo sensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os dois membros parciais (16, 18) formam um corpo de fotocondutor contínuo feito de material plástico transparente.
7. Dispositivo sensor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o raio central (28) do transmissor (10) sofre uma única reflexão total na vidraça (22).