ES2352806T3 - Dispositivo sensor para llevar a cabo la detección de una humectación sobre una luna. - Google Patents

Dispositivo sensor para llevar a cabo la detección de una humectación sobre una luna. Download PDF

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Abstract

Dispositivo sensor para llevar a cabo la detección de una humectación, especialmente para llevar a cabo la detección de una precipitación atmosférica y/o de un ensuciamiento, sobre una luna (13), preferentemente sobre una luna frontal de vehículos automóviles con, al menos, dos emisores (14), al menos dos receptores (15) y, al menos, un cuerpo conductor de la luz (10), que puede estar dispuesto entre la luna (13) y los emisores (14) o bien los receptores (15) para una irradiación emitida por los emisores (14), que están presentes al menos en número de dos, caracterizado porque está dispuesta, así mismo, una óptica de recepción (21) para un control automático de la luz en el cuerpo conductor de la luz (10), cuya óptica está realizada a partir de un material permeable a la luz y que es fabricada, conjuntamente con el cuerpo conductor de la luz (10), en un proceso de colada por inyección a partir de varios componentes.

Description

Estado de la técnica 5
La invención parte de un dispositivo sensor para llevar a cabo la detección de una humectación de una luna, de conformidad con el preámbulo de la reivindicación principal. Se conoce un dispositivo de este tipo por la publicación US 5 661 303 A.
Se ha dado a conocer, por medio de la publicación DE 197 01 258 A1, un dispositivo sensor para llevar a cabo el control de instalaciones limpiaparabrisas para lunas de vehículos automóviles, que funciona de conformidad con un principio 10 optoelectrónico. El dispositivo sensor presenta varios emisores y, al menos, un receptor, que acoplan y desacoplan una irradiación definida en la luna a través de un medio de acoplamiento, debiendo ser medida la humectación de la luna provocada por la humedad o por la suciedad. Los emisores están dispuestos concéntricamente sobre el medio de acoplamiento alrededor del receptor o están dispuestos concéntricamente a intervalos, estando configurado el medio de acoplamiento en forma circular o en forma anular. Por lo tanto, queda abarcada una superficie de base de forma circular 15 por medio de los emisores, del receptor y del medio de acoplamiento. Por este motivo, están configurados en forma de cilindro circular el sensor o bien la carcasa del sensor.
Ventajas de la invención
La óptica de recepción de un control automático de la luz (ALS), como la que se ha descrito, por ejemplo, en la publicación DE 196 30 216 C2, puede detectar un amplio campo circundante del vehículo automóvil por medio de un 20 sistema sensor de la dirección y de un sistema sensor global. De este modo, pueden ser reconocidos oportunamente, por ejemplo, las entradas en túneles por medio del cono de detección, que está dirigido hacia delante, del sistema sensor de la dirección, antes de que se produzca la entrada. Por medio de la disposición, que presenta preferentemente forma de trapecio, de los emisores y del receptor del dispositivo sensor, de conformidad de la invención, queda en el centro del sensor un espacio suficiente para la óptica de recepción, a pesar de la forma de construcción compacta. En 25 este caso, se ha revelado como ventajoso que el trapecio presente una base mayor y una base menor puesto que, de este modo, la óptica de recepción puede extenderse adicionalmente en el sentido dirigido hacia la base mayor, sin que tengan que aumentarse las dimensiones totales del sensor.
Otras ventajas de la invención se producen como consecuencia de los rasgos característicos de las reivindicaciones dependientes. 30
Por medio del empleo de varios receptores por cada emisor se aumenta el número de los tramos de medición y, por consiguiente, se aumenta el número de las superficies sensibles, lo cual proporciona una ventaja económica. Se presenta el mismo efecto cuando sean utilizados varios emisores y únicamente un receptor. Cuando sean empleados dos emisores y dos receptores, pueden conseguirse cuatro tramos de medición y, por consiguiente, pueden conseguirse cuatro superficies sensibles. Cuando la distancia mutua entre dos emisores sea aproximadamente dos veces mayor que 35 la distancia mutua entre dos receptores, se producirá una disposición especialmente uniforme de las superficies sensibles.
Por otra parte, se ha revelado como ventajoso fijar el dispositivo sensor sobre la luna de tal manera, que los emisores estén dispuestos, en la posición de montaje, sobre la base inferior y que los receptores estén dispuestos sobre la base superior de un trapecio. De este modo, puede minimizarse sobre los receptores la irradiación solar incidente que se 40 lleva a cabo, de manera preferente, desde la parte superior y que representa una luz extraña perturbadora.
Por medio de las propiedades mejoradas, de manera especial por medio de la relación mejorada entre la superficie sensible y la superficie de soporte, puede ser disminuida la superficie de soporte del sensor, con lo cual se reducen las dimensiones externas del sensor sobre la luna. En este caso es especialmente ventajoso que puedan ser elegidas con forma rectangular las dimensiones externas de la carcasa del sensor, a pesar de la disposición en forma de trapecio de 45 los emisores y de los receptores de tal manera, que la superficie de base puede ser dispuesta en la superficie de soporte del cuerpo conductor de la luz, con un aprovechamiento óptimo de la misma. Por otra parte, una superficie de soporte rectangular o bien una carcasa rectangular tiene un efecto reductor de los costes durante la fabricación. Por otra parte, la menor superficie de soporte del cuerpo conductor de la luz representa una ventaja esencial para el montaje, puesto que con una fuerza de apriete constante aumenta la presión de contacto y, por consiguiente, puede evitarse una 50 formación perjudicial de burbujas entre el medio de acoplamiento y la luna.
Por otra parte, se ha revelado ventajoso el hecho de que en la disposición están colocados, respectivamente, dos emisores o bien dos receptores sobre los lados paralelos contrapuestos. Puesto que ahora están realizados cuatro tramos de medición, es decir cuatro superficies sensibles del sensor únicamente con, respectivamente, dos emisores y dos receptores, se produce una ventaja económica esencial. 55
Dibujos
En las figuras 1 a 3 se ha representado un ejemplo de realización de la invención y se ha descrito con mayor detalle en la descripción que sigue. La figura 1 muestra un dibujo esquemático, en sección, de una posible forma de realización de la parte óptica del dispositivo sensor, de conformidad con la invención, la figura 2 muestra un dibujo esquemático de los contornos de una posible forma de realización del dispositivo sensor, de conformidad con la invención, y la figura 3 muestra los cuerpos conductores de la luz del dispositivo sensor, de conformidad con la invención según la figura 1 con 5 una óptica de recepción para un control automático de la luz (ALS), en representación en perspectiva.
Descripción del ejemplo de realización
La figura 1 muestra un cuerpo conductor de la luz 10 de un dispositivo sensor, que está representado en sección, con una carcasa del sensor 11. La superficie de soporte del cuerpo conductor de la luz 10 está dada, por ejemplo, por medio del contacto del mismo a través del medio de acoplamiento 12, por ejemplo un cojín de silicona, con una luna 13. De 10 manera general, las dimensiones externas del cuerpo conductor de la luz 10 corresponden aproximadamente a las dimensiones longitudinales y transversales del dispositivo sensor, en este caso la carcasa del sensor 11 también puede sobresalir de forma abombada por encima de la superficie de soporte contactada del cuerpo conductor de la luz 10 sobre la luna 13 y alojar en la misma diversos elementos del dispositivo sensor, de manera especial los emisores 14 y los receptores 15, así como una platina de conexión 24. 15
El dispositivo sensor está fijado, por ejemplo, sobre el lado interno de la luna 13, por ejemplo de una luna frontal de un vehículo automóvil. No se ha representado la fijación de la carcasa del sensor 11 con la luna 13. De manera preferente, el cuerpo conductor de la luz 10 o la carcasa del sensor 11 están fijados por presión sobre la luna 13, comprendiendo el cuerpo conductor de la luz 10 la función de acoplar en la luna 13 una luz del emisor 17 irradiada por un emisor 14 y desacoplar la luz del emisor 20, desviada en la luna 13 por reflexión total o por reflexión, en otro punto predeterminado 20 sobre un receptor 15. Esto se lleva a cabo, en este caso, sobre elementos ópticos 16, que están fijados, de manera preferente están moldeados, en forma de lentes sobre el cuerpo conductor de la luz, y desvían o reflejan las irradiaciones de la luz del emisor 17, 20 en la dirección deseada.
Por encima del cuerpo conductor de la luz 10 está fijado, en el plano de sección representado, dentro de la carcasa del sensor 11, al menos un emisor 14, irradiador de luz, y un receptor 15, detector de la luz. Como emisores deben ser 25 empleados, de manera preferente, diodos emisores de luz (LED), como receptores deben ser empleados, de manera preferente, diodos detectores de la luz (LRD), encontrándose la irradiación del emisor de la luz en el intervalo del infrarrojo (IR) o en el intervalo visible (VIS), sin embargo también son posibles otros intervalos de frecuencia arbitrarios. Como receptor puede ser empleado, también, un elemento receptor, que corresponda en cuanto a su constitución a un diodo luminiscente, con lo cual puede conseguirse una adaptación óptima de la frecuencia entre el emisor 14 y el 30 receptor 15. Como material para el cuerpo conductor de la luz 10 se elige un material, en este caso un material sintético, que sea transparente para la frecuencia de emisión de los diodos emisores de luz (LED) pero que, sin embargo, sea opaco a la luz extraña perturbadora.
En la figura 2 puede verse una posible disposición de los emisores 14 y de los receptores 15. Los emisores 14 y los receptores 15 del dispositivo sensor están colocados en las proximidades de los elementos ópticos 16 de la figura 1. Los 35 emisores 14, los receptores 15 y los respectivos elementos ópticos 16, correspondientes, abarcan una superficie de base 18, que ha sido indicada con trazos discontinuos, que corresponde a un trapecio, de conformidad con la invención.
Sobre una primera base del trapecio están dispuestos dos elementos ópticos 16 respectivamente en la proximidad de un emisor 14. Dado que los elementos ópticos 16 están configurados en este caso respectivamente en forma de dos lentes, que están dispuestas en posición adyacente, se producen, para cada emisor 14, dos tramos de medición en dos 40 direcciones. Los receptores 15 están dispuestos de una manera análoga a la anterior. Los elementos ópticos 16 están constituidos, por ejemplo, por lentes o por espejos, que también pueden prolongarse entre sí. De igual modo es posible una solución respectivamente con una sola lente, puesto que por medio de la elección correspondiente de las distancias a y b de la superficie de base 18, que tiene forma de trapecio, pueden mantenerse pequeños los ángulos de error generados. 45
Las distancias a o bien b entre los emisores 14 y entre los receptores 15 están determinadas por medio de las longitudes de onda de la irradiación emitida de los emisores 14, por el espesor de la luna 13 y del cuerpo conductor de la luz 10, por el índice de refracción de la luna 13, por el ángulo de incidencia y por los puntos de incidencia de la luz del emisor 17 en la luna 13. Las distancias deben elegirse de tal manera, que la irradiación acoplada en la luna 13 de la luz del emisor 17 sea totalmente reflejada en cada tramo de medición una sola vez sobre la superficie externa de la luna 13 50 y, a continuación, sea desacoplada de la luna 13 y conducida hasta el receptor 15.
La superficie sensible 19 esquematizada corresponde a las zonas sobre el lado humedecido de la luna 13, en las que se verifica la reflexión total de la irradiación de la luz del emisor 17 por la luna 13 humedecida. De conformidad con la disposición de los emisores 14 y de los receptores 15 con respecto a la luna 13, con respecto al espesor de la luna 13 y con respecto a la forma de los elementos ópticos 16, las superficies de reflexión de la luz del emisor 17 tienen un 55 diámetro determinado. Sin embargo, los citados parámetros deben tener una magnitud de conformidad con la invención tal, que se forme una superficie sensible 19 aproximadamente coherente a partir de las superficies de reflexión individuales. Esto se consigue, de conformidad con la invención, porque los puntos de intersección de los ejes centrales
de los conos de irradiación 20 de los emisores 14 con el lado que puede ser humedecido de la luna 13, se encuentran sobre una línea recta y tienen una distancia mutua aproximadamente uniforme.
Cuando se produzca más de una reflexión total voluntaria sobre el lado externo, que puede ser humedecido, de la luna 13, la distancia a o bien la distancia b entre los emisores 14 y los receptores 15 o bien entre los respectivos elementos ópticos 16 correspondientes debe ser elegida con una magnitud correspondientemente mayor y el medio de 5 acoplamiento 12 debe ser aplicado únicamente sobre las zonas de acoplamiento y de desacoplamiento de la luz sobre la luna 13.
En la figura 3 se ha representado el cuerpo conductor de la luz 10 del dispositivo sensor de conformidad con la invención, según la figura 1. Puesto que el trapecio constituido por los emisores 14 y por los receptores 15 comprende una base más corta y una base más larga, se ha dispuesto – algo desplazada con respecto al centro en el sentido 10 dirigido hacia las bases más largas - una óptica de recepción 21 para un control automático de la luz (ALS) en el cuerpo conductor de la luz del vehículo automóvil. Esta óptica de recepción 21 está fabricada a partir de un material permeable a la luz, cuyo intervalo de transparencia se encuentre en el intervalo visible.
El cuerpo conductor de la luz 10 y la óptica de recepción 21 están fabricados de una sola pieza según un procedimiento de colada por inyección a partir de varios componentes. 15
En este caso, la óptica de recepción 21, propiamente dicha, contiene cuatro elementos 22, 23, que están fabricados aproximadamente en forma de lente. En una carcasa del sensor están dispuestos en su proximidad uno o varios sensores de la luz diurna, que no han sido aquí representados, con los cuales pueden ser detectadas las condiciones de luminosidad en el medio ambiente del vehículo automóvil de forma sensible a la dirección. Un primer elemento 23 de entre estos elementos 22, 23, que tienen forma de lente, está configurado de tal manera, que detecta la luminosidad 20 total en el medio ambiente del vehículo automóvil sin sensibilidad con respecto a la dirección. Los otros tres segundos elementos 22, que tienen forma de lente, están dirigidos con conos estrechos para la detección de la luz en tres direcciones diferentes por delante del vehículo automóvil con objeto de poder reconocer oportunamente, por ejemplo, las entradas en los túneles, de manera especial en un instante en el que estos elementos no se encuentran todavía exactamente en la dirección de marcha. 25
Como material para el cuerpo conductor de la luz 10 sirve, con frecuencia, el plexiglás (PMMA), puesto que es económico y puede ser perfectamente procesado. Puesto que, sin embargo, solamente se requiere la transparencia en el intervalo de la luz del emisor, puede imaginarse también otro material sintético. Así mismo es especialmente adecuado un material para el cuerpo conductor de la luz, que presente sobre el lado dirigido hacia la luna 13, por ejemplo por medio de un procedimiento químico o físico, propiedades más blandas y más elásticas que sobre el lado 30 dirigido en el sentido contrario al de la luna 13 puesto que, de este modo, puede ahorrarse el medio de acoplamiento 12.
Con objeto de alcanzar las propiedades filtrantes del cuerpo conductor de la luz 10, pueden ser aportados al material, de forma espacialmente selectiva, determinados productos, especialmente partículas de hollín, durante el proceso de fabricación del conductor de la luz 10. De este modo, únicamente pueden ser permeables a la luz del emisor 17, por ejemplo, las zonas necesarias para el funcionamiento. De la misma manera, es posible una forma de proceder análoga 35 para el medio de acoplamiento 12.
En otras variantes se colocan un emisor 14 y un receptor 15 sobre cada vértice del trapecio o únicamente se utiliza un emisor 14 para todo el trapecio, presentando entonces los elementos ópticos 16 propiedades reflectantes con objeto de poder acoplar en la luna 13, a pesar de ello, la luz del emisor 17 en varios vértices del trapecio.
La óptica de recepción 21 puede comprender una pluralidad de elementos 22, 23, especialmente es posible una 40 estructura biselada, que permite un aprovechamiento más exacto de la distribución de la luminosidad, teniéndose en consideración la estructura especial. De este modo pueden ser reconocidos, por ejemplo, vehículos automóviles que se desplacen en sentido contrario. También en este caso pueden ser filtradas evidentemente frecuencias de la luz. Como consecuencia de este gran número de informaciones puede conmutarse de forma automática o de forma semiautomática, por ejemplo, entre la luz larga y la luz de cruce. 45

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Dispositivo sensor para llevar a cabo la detección de una humectación, especialmente para llevar a cabo la detección de una precipitación atmosférica y/o de un ensuciamiento, sobre una luna (13), preferentemente sobre una luna frontal de vehículos automóviles con, al menos, dos emisores (14), al menos dos receptores (15) y, al menos, un cuerpo 5 conductor de la luz (10), que puede estar dispuesto entre la luna (13) y los emisores (14) o bien los receptores (15) para una irradiación emitida por los emisores (14), que están presentes al menos en número de dos, caracterizado porque está dispuesta, así mismo, una óptica de recepción (21) para un control automático de la luz en el cuerpo conductor de la luz (10), cuya óptica está realizada a partir de un material permeable a la luz y que es fabricada, conjuntamente con el cuerpo conductor de la luz (10), en un proceso de colada por inyección a partir de varios componentes. 10
  2. 2.- Dispositivo sensor según la reivindicación 1, caracterizado porque entre los emisores (14) y los receptores (15) es reflejada la irradiación, al menos una vez, sobre una superficie de la luna (13), emitiendo los emisores (14), que están presentes al menos en número de dos, una irradiación en diversas direcciones y las superficies de reflexión, formadas de este modo, proporcionan una superficie sensible (19), al menos aproximadamente coherente.
  3. 3.- Dispositivo sensor según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un emisor (14) emite irradiación en dos 15 direcciones hacia dos receptores (15).
  4. 4.- Dispositivo sensor según la reivindicación 1 o 3, caracterizado porque al menos un receptor (15) recibe la irradiación, procedente en dos direcciones, de dos emisores (14).
  5. 5.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es, respectivamente, dos el número de emisores (14) y de receptores (15), y porque los emisores, los receptores y los respectivos elementos 20 ópticos (16) correspondientes abarcan una superficie de base, que corresponde a un trapecio.
  6. 6.- Dispositivo sensor según la reivindicación 5, caracterizado porque el trapecio es un trapecio simétrico, siendo diferentes las distancias mutuas entre dos emisores (14) con respecto a las distancias mutuas de dos receptores (15) de tal manera, que una de las distancias corresponda aproximadamente al doble de la otra distancia.
  7. 7.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo sensor 25 presenta cuatro tramos de medición.
  8. 8.- Dispositivo sensor según la reivindicación 5, caracterizado porque los emisores (14) están dispuestos sobre la primera base, que es la base inferior en la posición de montaje, y los receptores (15) están dispuestos sobre la segunda base, que es la base superior en la posición de montaje, del trapecio.
  9. 9.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones precedentes 5, 6 y 8, caracterizado porque los centros de las 30 superficies de reflexión de los conos de irradiación (20) de los emisores (14) están dispuestos en la luna (13) con una distancia mutua al menos aproximadamente uniforme, de manera preferente están dispuestos sobre una línea, que se encuentra entre las dos bases del trapecio.
  10. 10.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo conductor de la luz (10), los emisores (14) y los receptores (15) están configurados y están dispuestos de tal manera, que en la luna (13) 35 únicamente aparece una sola reflexión total de la luz del emisor (17).
  11. 11.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque está asociado un elemento óptico (16) respectivamente con un emisor (14) o bien con un receptor (15) sobre el cuerpo conductor de la luz (10), cuyo elemento óptico presenta varias lentes independientes, especialmente presenta dos lentes independientes.
  12. 12.- Dispositivo sensor según la reivindicación 11, caracterizado porque las lentes se prolongan entre sí. 40
  13. 13.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque está asociado un elemento óptico (16) respectivamente con un emisor (14) o bien con un receptor (15) sobre el cuerpo conductor de la luz (10), cuyo elemento óptico presenta una única lente.
  14. 14.- Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado porque la óptica de recepción (21) está dispuesta en el centro del cuerpo conductor de la luz (10) o está desplazada ligeramente hacia la base más larga del 45 trapecio, para llevar a cabo un control automático de la luz (ALS).
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