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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Lichtstärkensensor,
der dazu bestimmt ist, an ein Modul zum Verarbeiten des Signals
angeschlossen zu werden, um das automatische Steuern des Betriebs
eines Geräts
sicherzustellen, zum Beispiel aber nicht ausschließlich, um
automatisch die Beleuchtung eines Kraftfahrzeugs (Standlichter,
Abblendlicht, Beleuchtung des Armaturenbretts usw.) in Abhängigkeit
von den Erfordernissen auszulösen;
sie betrifft auch das Herstellungsverfahren dieses Sensors.
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Man
kennt derartige Lichtstärkensensoren bereits,
die insbesondere verwendet werden, um automatisch die Beleuchtung
eines Kraftfahrzeugs zu steuern, sobald die Lichtstärke unter
einen vorausbestimmten Schwellenwert sinkt. Diese Sensoren integrieren
eine oder mehrere Fotozellen, die entsprechend im Inneren der Fahrgastzelle
des Fahrzeugs eingerichtet ist oder sind und die elektrisch mit
einem Modul zum Verarbeiten des Signals verbunden ist oder sind,
um die entsprechende automatische Steuerung sicherzustellen.
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Aber
die derzeitigen Sensoren weisen nicht immer eine optimale Widerstandsfähigkeit
und Haltbarkeit auf, insbesondere weil die eine oder mehreren verwendeten
Fotozellen nicht richtig vor externen Aggressionen oder Schwingungen
geschützt
sind.
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Andererseits
sind diese Sensoren allgemein nicht leicht zu positionieren und
auf dem Aufnahmeträger
zu befestigen.
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Ein
Beispiel für
einen Lichtstärkensensor dieses
Typs ist in dem Dokument
EP-A-0
522 746 beschrieben. Das Dokument
JP-A-1 122 4975 beschreibt
eine optische Vorrichtung mit einem Lichtstärkensensor.
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Das
Dokument
US-A-4 347
436 beschreibt einen Lichtstärkensensor. Insbesondere zeigt
dieses Dokument einen Licht stärkensensor,
bei dem die Unterseite der einen oder mehreren Fotozellen auf der Oberseite
eines ebenen Trägers
befestigt ist, der bemessen ist, um auf dem ganzen Umfang der Fotozelle überzustehen.
Die zwei gepolten Ausgänge,
die auf der Unterseite der Fotozelle eingerichtet sind, kommen jeweils
mit einem der Enden von zwei Leiterbahnen in Berührung, die auf der Oberfläche des ebenen
Trägers
eingerichtet sind, wobei sich die zwei anderen Enden der Leiterbahnen
bis zu dem Umfangsrand dieses ebenen Trägers oder im wesentlichen bis
zu diesem Umfangsrand erstrecken.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, den oben genannten Nachteilen
abzuhelfen, indem ein neuer Lichtstärkensensor mit einfachem Aufbau vorgeschlagen
wird, der sehr widerstandsfähig
und leicht auf zahlreichen Typen und zahlreichen Formen von Aufnahmeträgern zu
befestigen ist. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin,
einen Lichtstärkensensor
zu liefern, der eine optimale Festigkeit und Haltbarkeit aufweist,
bei dem die eine oder mehreren verwendeten Fotozellen korrekt vor
externen Aggressionen oder Schwingungen geschützt sind.
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Diese
Aufgaben sowie weitere werden erfindungsgemäß durch einen neuen Lichtstärkensensor erreicht,
der die Merkmale des charakterisierenden Teils des Anspruchs 1 hat.
Erfindungsgemäß bedeckt eine
ebene Schutzschicht den ebenen Träger auf der Fotozellenseite
mit Ausnahme der Positionierungszone der Fotozelle und mit Ausnahme
der einen oder mehreren Zonen des ebenen Trägers, auf deren Ebene die Enden
der Leiterbahnen enden, und die ebene Schutzschicht bedeckt die
Leiterbahnen auf einer Abdeckzone mit Ausnahme der Enden der Leiterbahnen.
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Der
ebene Träger
der ebenen Schutzschicht, die zu ihm gehört, gewährleistet eine Abschottung und
einen effizienten Schutz der Fotozelle und verleiht der Sensoreinheit
große
Zuverlässigkeit
und Langlebigkeit.
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Immer
noch erfindungsgemäß hat die
ebene Schutzschicht, die zu dem ebenen Träger gehört, eine Stärke, die mit der identisch
ist oder die leicht größer ist
als die Stärke
der Fotozelle, und ihre obere Oberfläche weist eine Klebebeschichtung
auf, die das Befestigen des Sensors auf einem durchsichtigen Aufnahmeträger erlaubt,
zum Beispiel auf der Windschutzscheibe oder einer der Scheiben eines Fahrzeugs.
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Die
Unterseite dieser ebenen Schutzschicht kann auch eine Klebebeschichtung
aufweisen, die es erlaubt, ihr Befestigen auf dem ebenen Träger des Sensors
zu erleichtern.
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Je
nach der in Betracht gezogenen Anwendung kann die Unterseite des
ebenen Trägers
auch eine Klebebeschichtung aufweisen, die das Befestigen des Sensors
auf einem beliebigen Aufnahmeträger
erlaubt.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
werden der ebene Träger
und die ebene Schutzschicht des Sensors aus einem biegsamen Werkstoff
hergestellt, insbesondere um das Befestigen des Sensors auf einem
Großteil
von Aufnahmeträgern
zu erlauben, auch wenn sie nicht eben sind. Bei einer anderen Ausführungsform
wird der Träger
aus starrem Material des Typs Kunststoff oder Harz hergestellt, und
die ebene Schutzschicht des Sensors wird aus einem biegsamen Material
hergestellt (zum Beispiel synthetischer Schaumstoff).
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Gemäß einem
weiteren Merkmal enden die Leiterbahnen, die auf dem ebenen Träger des
Sensors eingerichtet sind, in der Nähe voneinander auf dem Niveau
des Umfangsrands des ebenen Trägers, um
eine Anschlusszone zu bilden.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit werden die Leiterbahnen, die auf dem ebenen
Träger
eingerichtet sind, von der ebenen Schutzschicht durch ein isolierendes
Produkt getrennt.
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Die
Erfindung betrifft auch das Herstellungsverfahren dieses Lichtstärkensensors,
das aus Folgendem besteht:
- – Einrichten von Leiterbahnen
auf der oberen Oberfläche
des ebenen Trägers,
- – Befestigen
der einen oder mehreren Fotozellen auf dem ebenen Träger, wobei
ihr polarisierter Ausgang oder ihre polarisierten Ausgänge in Berührung mit
einem der Enden der Leiterbahnen überlagert positioniert sind,
dann
- – Befestigen
der ebenen Schutzschicht auf dem ebenen Träger.
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Vorzugsweise
bringt man ein isolierendes Schutzprodukt auf den Leiterbahnen des
ebenen Trägers,
zwischen ihren zwei Enden an, bevor man die eine oder mehreren Fotozellen
befestigt, dann die ebene Schutzschicht.
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Die
Erfindung wird aber auch ohne irgendeine Einschränkung von der folgenden Beschreibung einer
besonderen Ausführungsform
veranschaulicht, die allein beispielhaft gegeben wird und auf den
anliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in welchen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Lichtstärkensensor
mit einem vergrößerten Maßstab von oben
her gesehen zeigt;
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2 eine
Schnittansicht dieses Sensors gemäß 2-2 der 1 ist;
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3 eine
Ansicht von der Seite des ebenen Trägers des Lichtstärkensensors
der 1 und 2 isoliert ist;
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4 den
ebenen Träger
der 3 von oben her gesehen zeigt;
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5 den
ebenen Träger
der 3 und 4 zeigt, auf dessen Oberseite
die zwei Leiterbahnen eingerichtet wurden;
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Die 6, 7 und 8 jeweils
eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Ansicht von unten der
Fotozelle sind, die in den Sensor der 1 und 2 integriert
ist;
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9 die
Fotozelle der 6 bis 8 auf dem
ebenen Träger
der 5 positioniert zeigt;
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Die 10 und 11 jeweils
eine Draufsicht und eine Seitenansicht der ebenen Schutzschicht
sind, die dazu bestimmt ist, den ebenen Träger des Sensors teilweise abzudecken.
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Wie
auf den 1 und 2 dargestellt,
besteht der Lichtstärkensensor
aus einer Fotozelle 1, deren gepolte Ausgänge 2 und 3 jeweils
mit einem der Enden der zwei Leiterbahnen 4, 5,
die auf einem ebenen Träger 6 eingerichtet
sind, in Berührung
sind.
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Die
Oberfläche
des ebenen Trägers 6 ist
größer als
die des horizontalen Querschnitts der Fotozelle 1, und
die Fotozelle 1 ist so positioniert, dass der ebene Träger 6 auf
seiner ganzen Peripherie übersteht.
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Die
zwei Leiterbahnen 4 und 5 erstrecken sich von
der Positionierungszone der Fotozelle 1 bis zu dem Umfangsrand
des ebenen Trägers 6 auf
dessen Niveau ihre Enden 4' und 5' in der Nähe voneinander
platziert sind, um eine Anschlusszone zu bilden.
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Eine
ebene Schutzschicht 8 deckt den ebenen Träger 6 auf
der Seite der Fotozelle 1 mit Ausnahme der Positionierungszone
der Fotozelle und mit Ausnahme der Anschlusszone 7 ab,
das heißt
der Zone des ebenen Trägers 6,
auf deren Niveau die Enden 4' und 5' der Leiterbahnen 4 und 5 enden.
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Diese
ebene Schutzschicht 8 umschließt die Fotozelle 1 komplett;
ihre Stärke
hängt ab
von oder ist leicht größer als
die Stärke
der Fotozelle 1.
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Die
Oberseite der ebenen Schutzschicht 8 weist eine Klebebeschichtung 10 auf,
um das Befestigen des Sensors auf seinem beliebigen durchsichtigen
Träger,
wie zum Beispiel einer Scheibe oder der Windschutzscheibe sicherzustellen.
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Die
Fotozelle 1 ist daher auf allen Seiten geschützt: durch
den ebenen Träger 6,
durch die ebene Schutzschicht 8 und durch die durchsichtige
Scheibe oder Windschutzscheibe, die als Aufnahmeträger dient.
Sie ist dicht abgeschottet und kann den Schwingungen, denen sie
ausgesetzt werden kann, in Abhängigkeit
von der in Betracht gezogenen Anwendung (diese Schwingungen, die
insbesondere in Kraftfahrzeugen oft stark sein können, können sich als für die Schweißverbindungen
des Sensors schädlich
erweisen), entsprechend standhalten.
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In
Abhängigkeit
von den Erfordernissen und Anwendungen kann die Unterseite 11 des
ebenen Trägers 6 auch
eine Klebebeschichtung zum Befestigen aufweisen.
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Die
Klebebeschichtung(en) des Sensors werden vorzugsweise durch eine
Wegwerf-Papier- oder Kunststofffolie geschützt, die dazu bestimmt ist, kurz
vor dem Aufbringen des Sensors auf seinem Aufnahmeträger abgezogen
zu werden.
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Die
nicht abgedeckten Enden 4' und 5' der Leiterbahnen 4 und 5,
die der Anschlusszone 7 entsprechen, erlauben das Aufnehmen
von Kabeln 12, die geschweißt oder gecrimpt werden, die
gestrichpunktet auf 2 veranschaulicht sind, um die
elektrische Kontinuität
sicherzustellen und die Lichtstärkeninformationen
zu einem entsprechenden Verarbeitungsmodul des Signals (nicht dargestellt)
zu senden.
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Die
Leiterbahnenden 4' und 5' können auch einen
spezifischen geeigneten Stecker aufnehmen.
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Der
ebene Träger 6 sowie
die Schutzschicht 8 können
aus biegsamem Werkstoff hergestellt werden, um das Befestigen des
Sensors auf jeder Art von Aufnahmeträger und insbesondere auf nicht
ebenen Aufnahmeträgern
zu erlauben.
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Die
Leiterbahnen 4 und 5 werden entsprechend hergestellt
und strukturiert.
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Bei
einer weiteren möglichen
Ausführungsform
wird der ebene Träger 6 aus
starrem Material (des Typs Kunststoff oder Harz) hergestellt, und
die ebene Schutzschicht 8 wird aus biegsamem Material hergestellt.
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Die 3 bis 11 zeigen
die verschiedenen Bestandteile dieses Sensors und die verschiedenen
Schritte seiner Herstellung.
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Die 3 und 4 sind
perspektivische Ansichten von der Seite und von oben des ebenen Trägers 6.
Dieser ebene Träger 6 hat
hier die allgemeine Form eines T, er kann aber jede beliebige Form
haben (kreisförmig,
quadratisch, dreieckig oder anders usw.).
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Seine
größte Länge kann
in der Größenordnung
von 30 mm liegen, seine größte Breite
in der Größenordnung
von 12 mm und seine Stärke
in der Größenordnung
von 2/10 mm. Er kann zum Beispiel aus biegsamem oder halbstarrem
Kunststoff des Typs Ultem (eingetragenes Warenzeichen) bestehen;
wie oben erwähnt,
kann er auch aus Kunststoff oder aus starrem Harz vorgesehen werden.
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Wie
auf 5 veranschaulicht, werden die Leiterbahnen 4 und 5 auf
der Oberseite des ebenen Trägers 6 ausgebildet.
Diese Leiterbahnen können aus
Kupfer hergestellt werden, mittels herkömmlicher Vorbereitungstechniken
für gedruckte
Schaltungen; sie können
auch mittels einer leitenden Tinte hergestellt werden, die insbesondere
durch eine Stempel- oder
Serigrafietechnik abgelagert wird.
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Die
Stärke
der Leiterbahnen 4 und 5 kann in der Größenordnung
von 15 bis 20 μm
sein.
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Zwischen
ihren Enden, das heißt
zwischen der Anschlusszone 7 und der Positionierungszone 13 der
Fotozelle 1, erhalten die zwei Leiterbahnen 4 und 5 eine
Ablagerung von Schutz- und
Isolierprodukt des Typs Abdecklack, zum Beispiel mit einigen μm Stärke. Diese
Aufnahmezone des Schutz- und Isolierprodukts entspricht der Abdeckzone
der Pisten 4 und 5 durch die ebene Schutzschicht 8;
sie entspricht den schraffierten Teilen der 5.
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Die
Fotozelle 1 ist auf den 6, 7 und 8 jeweils
von oben, von der Seite und von unten einzeln dargestellt.
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Es
handelt sich um eine Fotodiode des Typs nichtrostender Stahl oder
Glas, mit einer allgemein quadratischen Form in der Größenordnung
von 5 bis 7 mm Seitenlänge,
deren Stärke
je nach den Modellen zwischen 1/10 und 5/10 mm liegen kann (diese Maße sind
natürlich
nicht einschränkend).
Man kann zum Beispiel eine Fotodiode verwenden, wie von der Firma
SOLEMS, PALAISEAU, Frankreich hergestellt wird.
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Die
Oberseite der Fotodiode 1 bildet die Erfassungsfläche der
Lichtstärke
(6); auf ihrer Unterseite (8) erkennt
man die zwei gepolten Ausgänge 2 und 3.
Die Stelle und das Maß der
Enden der Leiterbahnen 4 und 5, die auf dem Niveau
der Stelle 13 der Fotozelle 1 liegen, sind an
diese zwei gepolten Ausgänge 2 und 3 angepasst.
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Die
Fotozelle 1 wird auf der Stelle 13 des ebenen
Trägers 6 (9)
positioniert und derart befestigt, dass die zwei gepolten Ausgänge 2 und 3 in überlagertem
Kontakt mit den entsprechenden Enden der Leiterbahnen 4 und 5 (die
nicht mit Isolierlack abgedeckt werden) in Berührung sind.
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Das
feste Verbinden der Fotozelle 1 mit dem ebenen Träger 6 erfolgt
mittels eines leitenden Leims, mittels eines leitenden Klebstoffs,
durch eine Wärmeschweißtechnik
oder Ähnliches.
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Die
ebene Schutzschicht 8 ist auf den 10 und 11 jeweils
von oben und von der Seite gesehen getrennt dargestellt.
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Diese
Platte 8 hat eine im Allgemeinen identische Form mit der
allgemeinen Form des ebenen Trägers 6,
sie weist aber eine Abstutzung 14 auf dem Niveau der Anschlusszone 7 des
Sensors und einen internen Ausschnitt 15 auf dem Niveau
der Positionierungszone der Fotozelle 1 auf. Dieser Ausschnitt 15 entspricht
dem horizontalen Querschnitt der Fotozelle.
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Die
Schutzplatte 8 wird vorzugsweise aus synthetischem Schaumstoff
zum Beispiel des Typs Neopren (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt. Wie
oben bereits erwähnt,
entspricht ihre Stärke
der Stärke
der Fotozelle 1 oder ist leicht größer als die Stärke dieser
Fotozelle.
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Die
Oberseite und Unterseite der Schutzplatte 8 werden mit
einem Klebematerial beschichtet, einerseits zum Befestigen dieser
Platte 8 auf dem Träger 6 und
andererseits, wie oben erwähnt,
zum Befestigen des Sensors auf einem durchsichtigen Aufnahmeträger insbesondere
des Typs Scheibe oder Windschutzscheibe.
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Gemäß einer
möglichen
Ausführungsvariante
können
die Leiterbahnen des erfindungsgemäßen Sensors durch das Aufbringen
eines gepolten doppelseitigen leitenden Klebstoffs (X-Y) auf dem
ebenen Träger 6 hergestellt
werden. Dieser leitende gepolte Klebstoff erlaubt es nach dem Anbringen
der Fotozelle 1, die erwünschten Leiterbahnen zu erzielen.
Die ebene Schutzschicht 8 wird auf diesem leitenden doppel seitigen
Klebstoff ähnlich
wie oben beschrieben aufgebracht. Die elektrische Kontinuität auf dem
Niveau der Anschlusszone kann daher durch einfache Druckkontakte
erstellt werden.
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Bei
bestimmten besonderen Anwendungen können mehrere Fotozellen 1 auf
dem gleichen ebenen Träger 6 vereint
werden; es können
auch mehrere doppelte gepolte Ausgänge in Betracht gezogen werden,
die auf dem Umfangsrand des ebenen Träges 6 ausgehend von
der einen oder mehreren Fotozellen 1 enden.
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Das
oben beschriebene besondere Sensormodell ist sehr einfach herzustellen,
seine anpassungsfähige
Struktur erlaubt zahlreiche Lage- und Positionierungsmöglichkeiten.
Die integrierte Fotozelle 1 wird sehr effizient geschützt und
die miniaturisierte Einheit erlaubt eine schätzenswerte Platzeinsparung.