ES2203794T3 - Dispositivo para detectar sucesos de humectacion sobre una luna de vidrio. - Google Patents
Dispositivo para detectar sucesos de humectacion sobre una luna de vidrio.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA DETECTAR FORMACIONES DE HUMEDAD SOBRE UN CRISTAL (11), EN ESPECIAL SOBRE UN PARABRISAS (11) DE UN VEHICULO DE MOTOR, EN EL QUE POR MEDIO DE UNA GUIA DE RADIACION (4) SE ACOPLA EN EL CRISTAL (11) UNA RADIACION EMITIDA POR UN EMISOR (1) Y SE DESACOPLA DE ESTE SOBRE UN RECEPTOR (2). SE FAVORECE LA ESTRUCTURA EN CUANTO A SU FABRICACION Y A SUS DIMENSIONES, POR MEDIO DE QUE LA SUPERFICIE ENTRADA DE RADIACION (3) Y/O LA SUPERFICIE DE SALIDA DE RADIACION (5) ESTEN DISPUESTAS SOBRE EL LADO PARALELO DE LA GUIA DE RADIACION (4) VUELTO HACIA LA PLETINA DE CONEXION (12) Y DE QUE EL EJE OPTICO DEL EMISOR (1) O DEL RECEPTOR (2) ESTE ORIENTADO VERTICALMENTE A LA SUPERFICIE DE ENTRADA DE RADIACION (3) O DE SALIDA DE RADIACION (5), Y DE QUE LA GUIA DE RADIACION (4) MUESTRE AL MENOS UNA SUPERFICIE DESVIADORA POR EL LADO DE ENTRADA (6) O EL LADO DE SALIDA (6''), CON LA QUE SE GUIA LA RADIACION QUE ENTRA EN LA GUIA DE RADIACION (4) EN ANGULO RECTO HASTA EL INTERIORDE LA GUIA DE RADIACION (4) O BIEN LA RADIACION, QUE SE QUIERE DIRIGIR SOBRE EL RECEPTOR (2) HACIA FUERA DE LA GUIA DE RADIACION (4), EN ANGULO RECTO A PARTIR DEL INTERIOR DE LA GUIA DE RADIACION (4).
Description
Dispositivo para detectar sucesos de humectación
sobre una luna de vidrio.
La invención se refiere a un dispositivo para
detectar sucesos de humectación sobre una luna de vidrio,
especialmente un parabrisas de un automóvil, con un dispositivo
emisor de radiación portado sobre una placa de circuitos impresos
que presenta como mínimo un emisor, con un conductor del haz que
puede acoplarse a la luna de vidrio orientado fundamentalmente
paralelo a la placa de circuitos impresos, que presenta una
superficie de entrada del haz para recibir la radiación emitida y
una superficie de salida del haz para emitir la radiación, y con un
dispositivo receptor de radiación que recibe la radiación que sale,
también portado sobre la placa de circuitos impresos, el cual
presenta como mínimo un receptor.
Un dispositivo de este tipo se identifica como
conocido en el documento DE 44 06 398 A1. En este dispositivo
conocido en forma de un sensor de lluvia que puede colocarse en el
parabrisas de un automóvil está dispuesta una placa de circuitos
impresos, que está conectada a una segunda placa de circuitos
impresos mediante circuitos de enlace elásticos y es paralela a un
plano longitudinal plano de un conductor de luz transparente con el
que se acopla la luz en la luna de vidrio y se desacopla de ésta.
Sobre la placa de circuitos impresos están conectados un emisor y
un receptor colocados en soportes, los cuales con su elemento que
emite luz o que recibe luz sobresalen de tal manera hacia delante,
aproximadamente hasta un plano central del conductor de luz que está
paralelo al plano de la placa de circuitos impresos, que los ejes
ópticos del emisor y del receptor también están fundamentalmente en
el plano central del conductor de luz para acoplar la luz en el
conductor de luz y desacoplarla de él. La disposición de este tipo
del emisor y del receptor requiere un espacio estructural
relativamente grande y pasos de montaje adicionales en la
fabricación, con lo que también hay que atender a un posicionamiento
exacto del emisor y del receptor con respecto al conductor de luz o
al conductor de radiación.
Con el documento DE-A3 806 881 se
dio a conocer un dispositivo para detectar sucesos de humectación
sobre una luna de vidrio, en el que el emisor y el receptor están
portados por un disco de circuitos impresos. La placa de circuitos
impresos está dispuesta fundamentalmente paralela a un conductor
del haz que presenta superficies de desviación con las que la
radiación que entra en el conductor de radiación o que sale del
conductor de radiación se conduce en ángulo recto al interior del
conductor de radiación o fuera del conductor de radiación.
La invención se basa en la tarea de facilitar un
dispositivo del tipo indicado al principio que es más sencillo de
fabricar y produce una estructura que ahorra espacio.
Esta tarea se soluciona con las características
de la reivindicación 1. Según esto, está previsto, por
consiguiente, que la superficie de entrada del haz y/o la superficie
de salida del haz esté/n dispuesta/s sobre la cara paralela del
conductor de radiación orientada hacia la placa de circuitos
impresos, y que el eje óptico del emisor o receptor esté orientado
perpendicular a la superficie de entrada del haz o a la superficie
de salida del haz, y que el conductor de radiación presente como
mínimo una superficie de desviación del lado de entrada o del lado
de salida, con la que la radiación que ha entrado en el conductor
de radiación se conduce en ángulo recto al interior del conductor de
radiación o la radiación a dirigir fuera del conductor de radiación
al receptor se conduce en ángulo recto fuera del interior del
conductor de radiación. La adaptación óptima del haz de radiación a
la geometría del emisor, conductor de luz y receptor, se posibilita
porque el conductor de radiación presenta varias superficies de
cambio de sentido, con las que se conduce la radiación emitida a
una sección del lado de entrada en la luna de vidrio y se conduce la
radiación que viene de la luna de vidrio a una sección del lado de
salida sobre la superficie de desviación del lado de salida y
porque, como mínimo una de las superficies de cambio de sentido y/o
una superficie de desviación está curvada de manera convexa hacia
fuera o cóncava hacia dentro para hacer converger o divergir la
radiación, manteniéndose una reflexión por reflexión total. Además,
puede conseguirse una concentración o expansión de la radiación si
la curvatura está configurada toroidal. Debido a estas medidas, el
emisor y/o receptor pueden estar dispuestos sobre la placa de
circuitos impresos sin soportes costosos mediante lo que también se
asegura de manera sencilla un posicionamiento preciso. Además, el
conductor de radiación también puede fabricarse de manera tan
sencilla como hasta el momento mediante un modelado correspondiente.
La estructura produce además de la fabricación más sencilla también
un ahorro de espacio y una miniaturización de todo el dispositivo,
con lo que en combinación con otras medidas se consigue que sea
suficiente sólo una placa de circuitos impresos.
Si está previsto que al menos uno de los emisores
y al menos uno de los receptores estén configurados como
componentes SMD, entonces el montaje de la placa de circuitos
impresos con el emisor y el receptor puede producirse en la misma
fase de trabajo al instalar los componentes eléctricos restantes,
con lo que la fabricación se ha simplificado más. Con esto, se
consigue además un posicionamiento muy preciso del emisor y del
receptor.
La medida de que la superficie de entrada del haz
y/o la superficie de salida del haz estén configuradas como lentes
convergentes permite que el emisor y el receptor puedan
posicionarse a una distancia corta de la superficie de entrada del
haz o de la superficie de salida del haz, pudiendo detectarse
prácticamente en su totalidad el haz de radiación irradiado por el
emisor e irradiado al receptor. La distancia entre el emisor y la
superficie de entrada del haz o el receptor y la superficie de
salida del haz aún puede reducirse mediante la medida de que las
lentes convergentes de la superficie de entrada del haz y de la de
salida del haz estén configuradas como lentes de Fresnel o como
varios elementos individuales de lentes dispuestos sobre una
superficie llana, o de que la superficie de entrada del haz y de
salida del haz estén dotadas de manera recíprocamente diferente con
estos dos tipos de lentes convergentes. Con esto, por ejemplo, la
superficie de entrada del haz puede estar dotada de elementos
individuales de lentes y la superficie de salida del haz de una
lente de Fresnel o viceversa, si los elementos emisores o
receptores son muy pequeños. Con esto, los elementos individuales de
las lentes posibilitan disponer sobre la placa de circuitos
impresos muchos elementos emisores o receptores asignados
correspondientemente, de manera que la capacidad de radiación total
de la radiación emitida o recibida puede aumentarse de manera
correspondiente.
Una configuración sencilla del conductor de
radiación se consigue porque las superficies de desviación están
previstas sobre la cara del conductor apartada de la placa de
circuitos impresos y están inclinadas en la vista en planta sobre la
cara estrecha larga de la placa de circuitos impresos en un ángulo
de 45º respecto al plano de la placa de circuitos impresos.
Una estructura ventajosa con componentes que
pueden obtenerse actualmente consiste, por ejemplo, en que estén
previstos varios emisores a los que esté asignado en cada caso,
sobre la superficie de entrada del haz, un elemento de lentes
separado, y en que esté previsto un receptor al que esté asignada
una lente de Fresnel sobre la superficie de salida del haz.
Una simplificación de la estructura óptica se
consigue si las lentes convergentes están configuradas
esféricas.
A continuación, la invención se explicará
detalladamente mediante un ejemplo de realización con referencia a
los dibujos. Muestran:
La figura 1, una vista frontal del dispositivo
para detectar los sucesos de humectación sobre una luna de vidrio
en un estado acoplado a la luna de vidrio,
La figura 2, el dispositivo según la figura 1 en
vista en planta, y
La figura 3, una superficie de entrada del haz o
de salida del haz con varios elementos individuales de lentes.
El dispositivo mostrado en la figura 1 presenta
un conductor 4 de radiación con una sección 4.1 en el lado de
entrada respecto a la trayectoria del haz y una sección 4.2 en el
lado de salida. La sección 4.1 en el lado de entrada y la sección
4.2 en el lado de salida están acopladas en cada caso mediante una
almohadilla 10 de silicona sobre la luna de vidrio 11 frente a la
cara externa de ésta, de manera que la trayectoria del haz
(designado mediante flechas) discurre a través del interior de la
luna de vidrio 10 en la zona entre la sección 4.1 del lado de
entrada y la sección 4.2 del lado de salida, distanciada de ella, a
través del interior de la luna de vidrio 11. Limitando con la
almohadilla 10 de silicona, la sección 4.1 del lado de entrada y la
sección 4.2 del lado de salida presentan superficies 9 de
acoplamiento. Además, para la conducción del haz, el conductor 4 de
radiación posee primeras superficies 7, 8 de cambio de sentido y
segundas superficies 8', 7' de cambio de sentido con las que se
cambia el sentido del haz según la figura 1 en el plano del
dibujo.
Además, la sección 4.1 del lado de entrada y la
sección 4.2 del lado de salida del conductor 4 de radiación poseen
superficies 6 ó 6' de desviación en la zona de su entrada o de su
salida que desvían un haz que llega perpendicular al plano del
dibujo en la figura 1 al conductor 4 de radiación o desvían un haz
que sale perpendicular al plano del dibujo de la figura 1 hacia
fuera de este conductor. La orientación de la superficie 6 de
desviación en el lado de entrada y de la superficie 6' de
desviación del lado de salida se expone en la figura 2, que muestra
una vista en planta. Según la figura 2, una placa 12 de circuitos
impresos está dispuesta paralela al plano posterior del conductor 4
de radiación, sobre la que están colocados un emisor 1 y un
receptor 2 presentes en la técnica SMD. Enfrentada al emisor, a una
distancia \times2 relativamente escasa, está dispuesta enfrentada
una superficie 3 de entrada del haz de la sección 4.1 del lado de
entrada, mientras que una superficie de salida del haz de la sección
4.2 del lado de salida está dispuesta enfrente del receptor 2
también a una distancia \times1 relativamente escasa. El haz
emitido por el emisor 1 se desvía en ángulo recto dentro del
conductor 4 de radiación en la superficie 6 de desviación del lado
de entrada orientada en un ángulo de 45º respecto al plano de la
placa 12 de circuitos impresos, de manera que se conduce paralelo
respecto al plano de la placa 12 de circuitos impresos a través de
este conductor, como se muestra en la figura 1, hasta la superficie
6' de desviación del lado de salida que también está orientada en
un ángulo de 45º respecto al plano de la placa 12 de circuitos
impresos. El haz desviado en ángulo recto en la superficie 6' de
desviación del lado de salida llega al receptor 2 posicionado de
manera correspondiente a través de la superficie 5 de salida del
haz. Las superficies 6, 6' de desviación mostradas en la figura 2
están orientadas también, como la placa 12 de circuitos impresos, en
perpendicular respecto al plano del dibujo.
Para detectar completamente el haz de radiación
emitido por el emisor 1 y aprovecharlo al máximo y conducirlo al
conductor de radiación, la superficie 3 de entrada del haz está
configurada como lente convergente arqueada hacia fuera y también la
superficie 5 de salida del haz está configurada como lente
convergente arqueada hacia fuera para conducir completamente al
receptor 2 la radiación que sale del conductor 4 de radiación.
Frecuentemente, los emisores 1 realizados con la técnica SMD son
relativamente pequeños, de manera que es favorable, para aumentar la
capacidad de radiación acoplada en el conductor 4 de radiación,
colocar varios, por ejemplo 4, elementos emisores. Entonces, la
superficie 3 de entrada del haz puede, como se muestra en la figura
3, presentar elementos 3.1 de lentes asignados a los elementos
emisores individuales, estando configurados y dispuestos dichos
elementos de lentes en tamaño, curvatura y distancia respecto al
emisor 1 según el haz de radiación emitido. De manera
correspondiente, también pueden estar previstos varios elementos
receptores y la superficie 6' de desviación del lado de salida
puede estar dotada de elementos de lentes correspondientes como la
superficie 6 de desviación del lado de entrada. Generalmente, sin
embargo, los receptores en forma de fotodiodos obtenidos por la
técnica SMD son mayores en sus dimensiones que los emisores 1
configurados como diodos emisores. Para la configuración de la
superficie 5 de salida del haz es ventajoso en este y en otros casos
configurar la lente convergente como lente de Fresnel, de manera
que, en conjunto, se produzca una estructura proporcionalmente
plana a pesar de la curvatura relativamente grande y la propiedad de
convergencia o propiedad de haz. En caso necesario, también la
superficie 3 de entrada del haz puede estar configurada como
estructura de lente de Fresnel. Todas las lentes convergentes pueden
estar moldeadas esféricas para simplificar la fabricación, puesto
que depende menos de propiedades de representación precisas que de
una conducción de la luz uniforme, controlable.
Para ampliar o hacer converger el haz de
radiación conducido a través del conductor 4 de radiación, las
superficies 6, 6' de desviación del lado de entrada y del lado de
salida, así como las superficies primera y segunda superficies 7,
8, 7' y 8' de desviación también pueden estar curvadas de manera
convexa o cóncava, por ejemplo, toroidalmente. También pueden
presentar sólo algunas de estas superficies una curvatura
correspondiente para la conformación del haz. A modo de ejemplo, en
la sección 4.1 del lado de entrada del conductor de radiación puede
conseguirse una ampliación mediante superficies toroidales
negativas, es decir, superficies curvadas hacia dentro, y en la
sección 4.2 del lado de salida del conductor 4 de radiación puede
conseguirse una convergencia del haz de radiación mediante
superficies positivas, es decir curvadas hacia fuera, para
conseguirse un aprovechamiento óptimo del conductor de radiación y
una concentración de rayos en el receptor 2.
La realización y disposición del emisor 1 y del
receptor 2 con la técnica SMD permite un montaje sencillo de la
placa de circuitos impresos en la misma fase de trabajo en la que
se instalan también los componentes restantes. Además, el
posicionamiento y la orientación del emisor 1 y del receptor 2 es
siempre muy precisa, de manera que no se requieren medidas
adicionales al respecto. Debido a la disposición y las dimensiones
relativamente pequeñas del emisor 1 y del receptor 2 resulta un
mayor espacio sobre la placa 12 de circuitos impresos y una
posibilidad de posicionamiento más favorable para otros componentes
eléctricos que sirven para procesar las señales. Se ha demostrado
que las medidas descritas permiten utilizar sólo una placa de
circuitos impresos que corresponde en sus dimensiones
aproximadamente a las medidas exteriores del conductor de
radiación.
Claims (10)
1. Dispositivo para detectar sucesos de
humectación sobre una luna de vidrio (11), especialmente un
parabrisas de un automóvil, con un dispositivo emisor de radiación
que presenta como mínimo un emisor (1), con un conductor (4) de
radiación que puede acoplarse a la luna de vidrio (11) que presenta
una superficie (3) de entrada del haz para recibir la radiación
emitida y una superficie (5) de salida del haz para emitir la
radiación, y con un dispositivo receptor de radiación que recibe la
radiación que sale, que presenta como mínimo un receptor (2),
estando colocados el emisor (1) y el receptor (2) sobre una placa
(12) de circuitos impresos, y el conductor (4) de radiación está
orientado aproximadamente paralelo a la placa (12) de circuitos
impresos, y la superficie (3) de entrada del haz y/o la superficie
(5) de salida del haz está/n dispuesta/s sobre la cara paralela del
conductor (4) de radiación orientada a la placa (12) de circuitos
impresos, y los ejes ópticos del emisor (1) o del receptor (2) están
orientados perpendiculares a la superficie (3) de entrada del haz o
a la superficie (5) de salida del haz, y el conductor (4) de
radiación presenta como mínimo una superficie (6, 6') de desviación
en el lado de entrada o en el lado de salida, con la que se conduce
la radiación que ha entrado en el conductor (4) de radiación en
ángulo recto al interior del conductor (4) de radiación o la
radiación a dirigir fuera del conductor (4) de radiación se conduce
al receptor (2) en ángulo recto fuera del interior del conductor (4)
de radiación, caracterizado porque el conductor (4) de
radiación presenta varias superficies (7, 8, 7', 8') de cambio de
sentido con las que se conduce la radiación emitida a la luna de
vidrio (11) en una sección (4.1) del lado de entrada, y la radiación
que viene de la luna de vidrio (11) se conduce en una sección (4.2)
del lado de salida a la superficie (6') de desviación del lado de
salida, y porque como mínimo una de las superficies (7, 8, 7', 8')
de cambio de sentido, y/o como mínimo una de las superficies (6,
6') de desviación, está curvada de manera convexa hacia fuera o
cóncava hacia dentro para hacer converger o divergir la radiación,
manteniéndose una reflexión por reflexión total.
2. Dispositivo para detectar sucesos de
humectación sobre una luna de vidrio, especialmente sobre un
parabrisas de un automóvil, con un dispositivo emisor de radiación
que presenta como mínimo un emisor, con un conductor de radiación
que puede acoplarse a la luna de vidrio que presenta una superficie
de entrada del haz para recibir la radiación emitida, y con un
dispositivo receptor de radiación que recibe la radiación que sale,
que presenta como mínimo un receptor, presentando el conductor (4)
de radiación como mínimo una superficie (6, 6') de desviación en el
lado de entrada o en el lado de salida, con la que se conduce en
ángulo recto la radiación que ha entrado en el conductor (4) de
radiación al interior del conductor (4) de radiación o la radiación
a dirigir fuera del conductor (4) de radiación al receptor (2) se
conduce en ángulo recto fuera del interior del conductor de
radiación, caracterizado porque el conductor (4) de
radiación presenta varias superficies (7, 8, 7', 8') de cambio de
sentido, con las que se conduce la radiación emitida a la luna de
vidrio (11) en una sección (4.1) del lado de entrada y la radiación
que viene de la luna de vidrio (11) se conduce en una sección (4.2)
del lado de salida a la superficie (6') de desviación del lado de
salida, y porque como mínimo una de las superficies (7, 8, 7', 8')
de cambio de sentido y/o como mínimo una de las superficies (6, 6')
de desviación está curvada de manera convexa hacia fuera o cóncava
hacia dentro para hacer converger o divergir la radiación,
manteniéndose una reflexión por reflexión total.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque al menos uno de los emisores (1) y al
menos uno de los receptores (2) están configurados como componentes
SMD.
4. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque está prevista una placa (12) de
circuitos impresos y al menos uno de los emisores (1) y al menos uno
de los receptores (2) están configurados como componentes SMD.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la superficie (3) de
entrada del haz y/o la superficie (5) de salida del haz están
configurados como lentes convergentes.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque las lentes convergentes de la
superficie (3) de entrada del haz y de la superficie (5) de salida
del haz están configuradas como lentes de Fresnel o como varios
elementos (3.1) individuales de lentes dispuestos sobre una
superficie plana, o porque la superficie (3) de entrada del haz y la
superficie (5) de salida del haz están dotadas de manera
recíprocamente diferente con estos dos tipos de lentes
convergentes.
7. Dispositivo según como mínimo una de las
reivindicaciones 1 y 3 a 6, caracterizado porque las
superficies (6, 6') de desviación están previstas sobre la cara del
conductor (4) de radiación apartada de la placa (12) de circuitos
impresos y están inclinadas en la vista en planta sobre la cara
estrecha larga de la placa (12) de circuitos impresos en un ángulo
de 45 grados respecto al plano de la placa (12) de circuitos
impresos.
8. Dispositivo según como mínimo una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
curvatura es toroidal.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque están previstos varios
emisores (1) a los que está asignado en cada caso, sobre una
superficie (3) de entrada del haz, un elemento (3.1) de lentes
separado, y porque está previsto un receptor (2) al que está
asignada una lente de Fresnel sobre la superficie (5) de salida del
haz.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
5 a 9, caracterizado porque las lentes convergentes están
configuradas esféricamente.
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