ES2306856T3 - Sensor de lluvia, especialmente para un automovil. - Google Patents
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Abstract
Sensor de lluvia (10), especialmente para un automóvil, con un cuerpo conductor de luz (20), que se puede disponer en una capa intermedia (22) de un cristal (11.1, 11.2), en el que el cuerpo conductor de luz (20) está configurado como sistema ópticamente cerrado, caracterizado porque el cuerpo conductor de luz (20) presenta un núcleo (36) conductor de luz y una envolvente (38) aislante ópticamente, de manera que se reduce al mínimo el acoplamiento de luz extraña de interferencia y se reduce la pérdida de luz útil.
Description
Sensor de lluvia, especialmente para un
automóvil.
La invención se refiere a un sensor de lluvia
del tipo de la reivindicación independiente.
Se conoce ya a partir del documento DE 199 43
887 A1 un sensor de lluvia, en el que la luz de un sensor de
infrarrojos es irradiada desde el lado interior del automóvil en la
dirección del lado exterior a través del cristal compuesto. En el
lado exterior del cristal se refleja totalmente la luz -suponiendo
que el cristal está limpio- y se lanza de retorno hacia dentro. En
la capa intermedia del cristal compuesto está dispuesto un retro
reflector, que refleja la luz desplazada en un ángulo pequeño, de
manera que se puede desacoplar en la zona del emisor.
Además, se conoce a partir del documento
EP-A-0 999 104 un sensor de lluvia
con las características del preámbulo de la reivindicación 1.
El sensor de lluvia de acuerdo con la invención
con las características de la reivindicación principal tiene la
ventaja de que el cuerpo conductor de luz está configurado como
sistema cerrado ópticamente. De esta manera, la superficie sensible
se puede proyectan ampliamente en el interior del cristal, lo que es
ventajoso especialmente en cristales que se limpian por medio de
dos limpiaparabrisas que se mueven en el sentido opuesto dado que
en estas instalaciones el campo de limpieza presenta una incisión en
forma de cuña en la zona del espejo interior medio, en la que está
dispuesto habitualmente el sensor de lluvia. Además, a través de una
configuración de este tipo puede estar prevista una superficie
sensible esencialmente mayor, con lo que se eleva la sensibilidad
del sensor de lluvia y se mejora el comportamiento de reacción.
El cuerpo conductor de luz presenta un núcleo
conductor de luz y un material aislante óptico, puesto que de esta
manera se reduce al mínimo el acoplamiento de luz extraña de
interferencia y, además, se reduce la pérdida de luz útil.
A través de las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes se obtienen desarrollos ventajosos y
mejoras de las características indicadas en la reivindicación
principal.
Además, se considera ventajoso que el cuerpo
conductor de luz presente un elemento de acoplamiento para el
acoplamiento de la radiación en la capa intermedia del cristal.
Puesto que el cuerpo conductor de luz presenta
un elemento de guía para la conducción de la radiación en el
cristal, se puede disponer la superficie sensible en cualquier lugar
sobre el cristal.
Puesto que el cuerpo conductor de luz presenta
un elemento de desacoplamiento para el desacoplamiento de la
radiación desde el elemento de guía, éste se puede producir con
coste favorable como componente integral.
De una manera más ventajosa, el emisor y el
receptor del sensor de lluvia se pueden disponer estrechamente
adyacentes en el espacio, cuando el cuerpo conductor de luz presenta
un retro reflector para la reflexión de la radiación.
Es especialmente ventajoso que el elemento de
acoplamiento esté configurado como holograma, especialmente como
holograma superficial estampado.
Además, es especialmente ventajoso que el
elemento de guía y/o el elemento de desacoplamiento estén
configurados como holograma, especialmente como holograma de
volumen. De esta manera, el elemento de guía y el elemento de
desacoplamiento son transparentes para el conductor del automóvil y
de esta manera no limita el campo de visión del conductor del
vehículo.
En una variante economizadora de costes, la
envolvente ópticamente aislante está configurada adhesiva o bien
está constituida ella misma de adhesivo.
En una configuración sencilla del sensor de
lluvia de acuerdo con la invención, éste presenta otro cuerpo
conductor de luz para el acoplamiento de la radiación en el
cristal.
En otra mejora, está previsto que el cuerpo
conductor de luz está conducido desde un lado frontal del cristal,
puesto que de esta manera se puede acoplar la radiación directamente
en el cuerpo conductor de luz.
En general, es posible de una manera más
ventajosa configurar el cuerpo conductor de luz como fibra óptica y
conducir la luz como radiación a través de ésta desde el sensor
hasta la zona de recepción y de nuevo al receptor.
Un ejemplo de realización de la invención se
representa en los dibujos y se explica en detalle en la descripción
siguiente. En este caso:
La figura 1 muestra la parte frontal de un
automóvil con un sensor de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra una sección a través del
cristal delantero de un automóvil con un sensor de acuerdo con la
invención, y
Las figuras 3 a 8 muestran diferentes variantes
del sensor de lluvia de acuerdo con la invención de la figura
2.
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura 1 se representa un automóvil con un
sensor de lluvia 10 de acuerdo con la invención. Este sensor de
lluvia 10 está montado sobre el cristal delantero en la zona del
espejo interior 12 y se proyecta al menos en parte dentro de las
superficies de limpieza 14, 16.
En la figura 2 se representa el sensor de lluvia
10 de acuerdo con la invención en una sección con el cristal 11. El
sensor de lluvia 10 está constituido esencialmente por un emisor 18,
que puede ceder radiación, por ejemplo radiación de luz infrarroja
y por un cuerpo conductor de luz 20, que está dispuesto en el
cristal 11.
El cristal 11 está configurado como cristal
compuesto habitual, que está constituido de varias capas en su
sección transversal. En este caso, están previstas una capa de
cristal interior 11.1 y una capa de cristal exterior 11.2, que
están unidas por medio de una capa intermedia 22 adherente. Esta
capa intermedia 22 puede contener, por ejemplo, también una o
varias capas funcionales 40, que se pueden calentar o absorben luz
infrarroja.
En la capa intermedia 22, 40 está dispuesto el
cuerpo conductor de luz 20, que presenta varias zonas en su
extensión lateral y está configurado de varias capas también en su
sección transversal. El cuerpo conductor de luz 20 está constituido
en este caso por un núcleo 36 conductor de luz, que está rodeado por
una envolvente 38 ópticamente aislante. Para el acoplamiento y
desacoplamiento de la radiación, el cuerpo conductor de luz 20
presenta, además, un elemento de acoplamiento 24 así como un
elemento de desacoplamiento 28, que están conectados entre sí por
medio de un elemento de guía 26. Además, el cuerpo conductor de luz
puede irradiar de nuevo de retorno en la zona del emisor 18. La
envolvente 38 presenta en la zona de los elementos 24, 28 y 30 unos
orificios correspondientes. Esto se puede realizar de una manera muy
sencilla cuando la capa envolvente está configurada como capa
continua, que recibe, por ejemplo a través de procesos foto
litográficos, la propiedad de hologramas con las propiedades de
acoplamiento y desacoplamiento requeridas en cada caso.
Además, está previsto otro cuerpo conductor de
luz 32, que está dispuesto sobre el cristal interior 11.1 y que
desvía la radiación del emisor 18 en la dirección del elemento de
acoplamiento.
La radiación sale entonces desde el emisor 18 a
través del otro cuerpo conductor de luz 32 hacia el elemento de
acoplamiento 24. Esto está configurado de tal manera que la
radiación es acoplada en el elemento de guía 26 y es conducida
desde allí hacia el elemento de desacoplamiento 28. El elemento de
desacoplamiento 28 está configurado de tal forma que desvía la
radiación desde el elemento de guía 26 en la dirección del lado
exterior del cristal 11, en la dirección de la superficie de
detección. Cuando el cristal 11 está limpio y seco, la luz es
reflejada totalmente en la superficie límite entre el cristal y el
aire en la dirección del retro reflector 30. éste refleja la
radiación basculada en un ángulo reducido, de manera que ésta es
reflejada después de una reflexión total en la superficie límite
entre el cristal y el aire en la zona de detección sobre el
elemento de desacoplamiento 28, el elemento de guía 26 y el elemento
de acoplamiento 24 a la zona del emisor 18, en la que se encuentra
un receptor -no representado aquí-. Éste detecta la radiación, que
está reducida al menos en la porción que ha sido desacoplada en la
superficie límite húmeda y, por lo tanto, en una superficie límite
entre el cristal y el agua. Puesto que la superficie límite es
tocada tangencialmente dos veces por la radiación, se duplica el
efecto con relación a los sensores de lluvia habituales. El receptor
está dispuesto en la proximidad del emisor 18 y ambos están
alojados en una carcasa pequeña 34. De esta manera, la mayor parte
del sensor está dispuesto fuera de la carcasa 34, de manera que ésta
se mantiene pequeña y se puede disponer, por ejemplo, detrás del
espejo interior 12 de automóvil. La carcasa 34 aloja, además, una
placa de circuito impreso, sobre la que están fijados directamente
el emisor 18 y el receptor, con preferencia en técnica SMD. Aquí
pueden estar alojados también otros componentes como por ejemplo una
instalación de calefacción, una instalación de refrigeración así
como la instalación de control para el control del dispositivo de
limpiaparabrisas del automóvil.
En principio, también es posible prever la capa
adhesiva 22 como capa envolvente. En este caso, el índice de
refracción de la capa adhesiva debe ser menor que el índice de
refracción del núcleo, para conseguir el aislamiento óptico.
En la figura 3 se representa una variación del
sensor de lluvia de acuerdo con la invención. Por razones de
claridad, se muestra aquí solamente el conductor de luz 20 en el
cristal 11.
En otra variación, el elemento de acoplamiento
24 puede estar dispuesto, como se muestra en la figura 4, también
en el lado frontal del núcleo 36 y, por lo tanto, en el mismo plano
que el núcleo 36. Esto se aplica de la misma manera para el
elemento de desacoplamiento 28 así como para el retro reflector
30.
En la figura 5 se representa una variación. Aquí
la capa funcional 40 asume la función de la envolvente 38,
especialmente sobre el lado, que está alejado del emisor 18. Para
mantener la luz extraña alejada del receptor, se dispone en la
figura 6 sobre el lado de la capa intermedia 22, que está opuesto al
emisor 18, un iso-elemento para el aislamiento
óptico, por ejemplo una lámina negra o una impresión negra.
En la figura 7, el cuerpo conductor de luz 32
está provisto con una estructura de lentes y está configurado como
elemento óptico convencional. La figura 8 muestra una parte del
cuerpo conductor de luz 20 y, en efecto, muestra una sección del
elemento de guía 26 y el elemento de desacoplamiento 28. Éste está
configurado como lámina de holograma, de tal manera que difunde en
forma de abanico el acero saliente, de manera que resulta una zona
sensible mayor sobre el cristal.
En otra variación, el conductor de luz puede
estar dispuesto sobre el lado interior del cristal y se puede
prescindir del elemento de acoplamiento 24. En su lugar, el elemento
de guía 26 está doblado de tal forma que su lado frontal apunta
directamente hacia el emisor 18 y la radiación es acoplada de esta
manera en el elemento de guía 26. Aquí el conductor de luz 20 puede
estar conducido también en el lado frontal del cristal 11 y puede
estar doblado en el interior del vehículo. Esto se puede conseguir
de una manera muy sencilla porque se realiza un desplazamiento de
la sección transversal, en el que la sección transversal plana en
forma de lámina del conductor de luz 20 es transferida a una
sección transversal redonda, de manera que se posibilita un
acoplamiento de la radiación sin una óptica de adaptación. En otra
variación, el elemento de acoplamiento 24 puede estar configurado
en forma de Y, de manera que la luz retro reflejada sale desde un
brazo de la Y, mientras que en el otro brazo se irradia la luz del
sensor 18.
Claims (13)
1. Sensor de lluvia (10), especialmente para un
automóvil, con un cuerpo conductor de luz (20), que se puede
disponer en una capa intermedia (22) de un cristal (11.1, 11.2), en
el que el cuerpo conductor de luz (20) está configurado como
sistema ópticamente cerrado, caracterizado porque el cuerpo
conductor de luz (20) presenta un núcleo (36) conductor de luz y
una envolvente (38) aislante ópticamente, de manera que se reduce al
mínimo el acoplamiento de luz extraña de interferencia y se reduce
la pérdida de luz útil.
2. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo conductor de
luz (20) presenta un elemento de acoplamiento (24) para el
acoplamiento de radiación en la capa intermedia (22) del cristal
(11.1, 11.2).
3. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
cuerpo conductor de luz presenta un elemento de guía (26) para la
conducción de la radiación en el cristal (11.1, 11.2).
4. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el cuerpo conductor de
luz (20) presenta un elemento de desacoplamiento (28) para el
desacoplamiento de la radiación desde el elemento de guía (26).
5. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
cuerpo conductor de luz (20) presenta un retro reflector (30) para
la reflexión de la luz.
6. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el elemento
de acoplamiento (24) está configurado como holograma, especialmente
como holograma superficial.
7. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el elemento
de guía (26) y/o el elemento de desacoplamiento (28) están
configurados como holograma, especialmente como holograma de
volumen.
8. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la
envolvente (38) está configurada adhesiva, especialmente ella misma
está constituida por un adhesivo.
9. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
previsto otro cuerpo conductor de luz (20) para el acoplamiento de
la radiación en el cristal (11.1, 11.2).
10. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
cuerpo conductor de luz (20) está conducido desde un lado frontal
del cristal (11.1, 11.2).
11. Sensor de lluvia (10) de acuerdo el
preámbulo de la reivindicación 1, caracterizado porque entre
un sensor (12) y un puesto de acoplamiento está configurado el
cuerpo conductor de luz (20) como fibra óptica.
12. Sensor de lluvia (10) de acuerdo el
preámbulo de la reivindicación 1, caracterizado porque entre
un puesto de desacoplamiento y un receptor (14) el cuerpo conductor
de luz (20) está configurado como fibra óptica.
13. Sensor de lluvia (10) de acuerdo con una de
las reivindicaciones 11 y 12, caracterizado porque el
conductor de luz presenta una fibra óptica, a través de la cual se
puede conducir radiación desde el emisor (12) hacia el puesto de
acoplamiento y radiación desde el puesto de desacoplamiento hacia el
receptor (14).
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