WO2001005625A1 - Lichtempfindliche sensoreinheit, insbesondere zum automatischen schalten von beleuchtungseinrichtungen - Google Patents

Lichtempfindliche sensoreinheit, insbesondere zum automatischen schalten von beleuchtungseinrichtungen Download PDF

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    • Y10S362/802—Position or condition responsive switch

Definitions

  • Photosensitive sensor unit in particular for the automatic switching of lighting devices
  • the invention is based on a photosensitive
  • Such a sensor unit is known from DE 195 23 262.3, which comprises a global sensor and a direction sensor, by means of which the light conditions outside the vehicle are detected.
  • the sensor unit is connected to the evaluation device, in which it is determined from the signals of the sensor unit whether a change in the switching state of the lighting devices is necessary in the current light conditions in the surroundings of the vehicle.
  • this known sensor unit allows the lighting devices to be switched automatically, due to the global and directional sensors, it comprises a relatively large number of parts, which causes considerable costs and complex adjustment.
  • the inventive device with the features of claim 1 has the advantage that a simple, compact, robust, easy to assemble and practically adjustment-free sensor unit is available through the integration of global and directional sensors.
  • the device comprises only a minimal number of components, which enables simple and inexpensive production with expanded functionality. Since the size of components obstructing the view is to be kept small on motor vehicle windshields, the small dimensions which are possible through the integration of global and direction sensors prove to be a further great advantage.
  • At least three sensors detect light from predetermined directions, a wide area in front of the vehicle is detected. If at least one sensor in the direction of travel and the two other sensors are arranged on both sides by an angle ⁇ pivoted out of the direction of travel, there is a wide detection cone in front of the vehicle, so that tunnels that are not yet in the direction of travel are also detected and the lighting device accordingly can be controlled.
  • the detection cone can be individually tailored to the wishes of the vehicle manufacturer.
  • additional components can be saved and the number of components obstructing the view on the windshield can be reduced even further, especially if the light guide body is produced in a multi-component injection molding process together with the light guide body of the rain sensor and the coupling medium is.
  • FIG. 1 shows a section through a sensor unit according to the invention
  • FIG. 2 shows a representation of the sensor unit integrated in a light guide body of a rain sensor in a perspective representation.
  • the sensor unit 10 shows a sensor unit 10 according to the invention, which is attached to a pane 11, in particular a windshield of a motor vehicle.
  • the sensor unit 10 consists of several sensors 12, each sensor 12 comprising a sensor element 13 and a light guide element 14, 14a.
  • two light-guiding elements 14 jointly use a sensor element 13, so that there are three light-sensitive sensor elements 13 with four light-guiding elements 14 and 14a.
  • the light-guiding body, on which the light-guiding elements 14, 14a are applied consists of an at least partially translucent plate which has cylindrical shapes which are finished with lenticular curves. These cylindrical shapes each form with the lenticular curves Light guiding element 14, 14a. If parallel light passes through the lenticular curves along the central axis of the cylindrical formations, there is a focal point f which characterizes a focal length of the light guide element 14, 14a.
  • the sensor elements 13 are each arranged between the focal points f of the light guide elements 14 and the light guide elements 14 themselves. This results in light detection cones pointing forward in the direction of travel
  • the opening angle of the light detection cone can be set via the distance between the focal points f of the respectively associated light-guiding element 14 and the light-sensitive sensor elements 13.
  • An evaluation device 15 controls the switching of an illumination device 16 as a function of the signals from the sensor elements 13.
  • the sensor elements 13 can be applied together on a circuit board 17 and are preferably designed in such a way that they can distinguish between daylight and artificial light in order to be switched off by the artificial light illumination, for example in a tunnel. This can be achieved by a suitable choice of the sensitivity range of the sensor elements 13. It is also possible to select the sensitivity range in such a way that certain spectral ranges or characteristic lines, for example of gas discharge lamps, are recognized and thus control of high and low beams in a motor vehicle is made possible.
  • At least one light guide element 14a is not necessarily oriented forward in the direction of travel.
  • the light detection cone of this at least one light guide element 14a has a very large opening angle and captures the global lighting conditions outside the vehicle.
  • All light guide elements 14, 14 a are connected in one piece to form a light guide body 18.
  • This light guide body 18 can be made, for example, as an injection molded part from a transparent or UV-transparent plastic. It is also possible to produce the light guide body 18 from a colored or coated plastic, which may contain a desired filter effect to influence the sensitivity range of the sensor.
  • This light guide body is pressed onto the pane via a coupling medium 19, for example a silicone cushion.
  • the coupling medium 19 prevents

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
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Abstract

Lichtempfindliche Sensoreinheit (10), insbesondere zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, welche mindestens zwei lichtempfindliche Sensoren (12) umfaßt, wobei mindestens ein erster Sensor (13) die globalen Lichtverhältnisse, und mindestens ein zweiter Sensor die Lichtverhältnisse in vorbestimmten Richtungen detektiert. Dabei sollen alle den Sensoren (13) zugeordneten Lichtleitelemente (14, 14a) zu einem Lichtleitkörper einstückig verbunden sein.

Description

Lichtempfindliche Sensoreinheit, insbesondere zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer lichtempfindlichen
Sensoreinheit, insbesondere zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen bei Fahrzeugen, nach Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Sensoreinheit ist durch die DE 195 23 262.3 bekannt, die einen Globalsensor und einen Richtungssensor umfaßt, durch welche die Lichtverhältnisse außerhalb des Fahrzeugs erfaßt werden. Die Sensoreinheit ist mit der Auswerteeinrichtung verbunden, in der aus den Signalen der Sensoreinheit ermittelt wird, ob bei den aktuell vorliegenden Lichtverhältnissen in der Umgebung des Fahrzeugs eine Änderung des Schaltzustandes der Beleuchtungseinrichtungen erforderlich ist . Diese bekannte Sensoreinheit läßt zwar eine automatische Schaltung der Beleuchtungseinrichtungen zu, jedoch umfaßt sie durch die Global- und Richtungssensorik relativ viele Teile, was erhebliche Kosten sowie eine aufwendige Justage verursacht , Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch die Integration von Global- und Richtungssensorik eine einfache, kompakte, robuste, leicht zu montierende und praktisch justagefreie Sensoreinheit zur Verfügung steht . Dazu umfaßt die Einrichtung nur eine minimale Anzahl von Bauteilen was eine einfache und kostengünstige Produktion bei erweiterter Funktionalität ermöglicht. Da auf Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen die Größe sichtbehindernder Komponenten gering gehalten werden soll, erweisen sich die geringen Abmessungen welche durch die Integration von Global- und Richtungssensorik möglich sind, als weiterer großer Vorteil.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Sensoreinheit nach dem Hauptanspruch möglich.
Dadurch, daß mindestens drei Sensoren Licht aus vorbestimmten Richtungen detektieren, wird ein weiter Bereich vor dem Fahrzeug erfaßt. Wenn mindestens ein Sensor in Fahrtrichtung sowie die beiden weiteren Sensoren beidseitig um einen Winkel α aus der Fahrtrichtung herausgeschwenkten Winkel angeordnet sind ergibt sich vor dem Fahrzeug ein breiter Erfassungskegel, so daß auch Tunneleinfahrten, die noch nicht in Fahrtrichtung liegen, erfaßt werden und die Beleuchtungseinrichtung entsprechend gesteuert werden kann.
Weisen die Richtungssensoren linsenartige Elemente auf, welche auch ineinander übergehen können, kann der Erfassungskegel individuell auf die Wünsche des Fahrzeugherstellers abgestimmt werden. Durch die Integration des Lichtleitkörpers der Sensoreinheit in einen Lichtleitkörper einer Regensensoreinrichtung können weitere Bauteile eingespart werden und die Anzahl der sichtbehindernden Komponenten auf der Windschutzscheibe noch weiter reduziert werden, insbesondere dann wenn der Lichtleitkörper in einem mehrkomponentigen Spritzgußverfahren zusammen mit dem Lichtleitkörper des Regensensors und dem Koppelmedium hergestellt ist.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Sensoreinheit sowie
Fig. 2 eine Darstellung der Sensoreinheit integriert in einen Lichtleitkörper eines Regensensors in perspektivischer Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Sensoreinheit 10, welche auf einer Scheibe 11, insbesondere einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges angebracht ist. Die Sensoreinheit 10 besteht aus mehreren Sensoren 12, wobei jeder Sensor 12 ein Sensorelement 13 und ein Lichtleitelement 14,14a umf ßt. Hier jedoch benutzen zwei Lichtleitelemente 14 gemeinsam ein Sensorelement 13, so daß sich drei lichtempfindliche Sensorelemente 13 mit vier Lichtleitelementen 14 und 14a ergeben. Der Lichtleitkörper, auf dem die Lichtleitelemente 14,14a aufgebracht sind besteht aus einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen Platte die zylindrische Ausformungen aufweist, welche mit linsenförmigen Rundungen abgeschlossen sind. Diese zylindrischen Ausformungen bilden mit den linsenförmigen Rundungen jeweils ein Lichtleitelement 14,14a. Tritt paralleles Licht entlang der Mittelachse der zylindrischen Ausformungen durch die linsenförmigen Rundungen, ergibt sich ein Brennpunkt f der eine Brennweite des Lichtleitelements 14,14a charakterisiert.
Die Sensorelemente 13 sind jeweils zwischen den Brennpunkten f der Lichtleitelemente 14 sowie den Lichtleitelementen 14 selbst angeordnet. Dadurch ergeben sich in Fahrtrichtung nach vorne gerichtete Lichterfassungskegel welche eine
Detektion in vorbestimmten Richtungen zulassen. Über den Abstand zwischen den Brennpunkten f des jeweils zugehörigen Lichtleitelements 14 und den lichtempfindlichen Sensorelementen 13 kann der Öffnungswinkel des Lichterfassungskegels eingestellt werden.
Eine Auswerteeinrichtung 15 steuert das Schalten einer Beleuchtungseinrichtung 16 in Abhängigkeit der Signale von den Sensorelementen 13. Die Sensorelemente 13 können gemeinsam auf einer Platine 17 aufgebracht sein und sind vorzugsweise so ausgelegt, daß sie Tageslicht und Kunstlicht unterscheiden können, um ein Abschalten durch die Kunstlichtbeleuchtung, beispielsweise in einem Tunnel, zu verhindern. Dies kann durch geeignete Wahl des Sensitivitätsbereichs der Sensorelemente 13 bewirkt werden. Es ist auch möglich den Sensitivitätsbereich so zu wählen, daß bestimmte Spektralbereiche oder charakteristische Linien, beispielsweise von Gasentladungslampen, erkannt werden und so eine Steuerung von Fern- und Abblendlicht bei einem Kraftfahrzeug ermöglicht wird.
Neben dieser Richtungssensorik ist mindestens ein Lichtleitelement 14a nicht notwendigerweise in Fahrtrichtung nach vorne ausgerichtet . Der Lichterfassungskegel dieses mindestens einen Lichtleitelements 14a weist einen sehr großen Öffnungswinkel auf und erfaßt die globalen Lichtverhältnisse außerhalb des Fahrzeugs.
Sämtliche Lichtleitelemente 14,14a, insbesondere die Sensoren die der Richtungssensorik und der Globalsensorik, sind zu einem Lichtleitkörper 18 einstückig verbunden. Dieser Lichtleitkörper 18 kann beispielsweise als Spritzgußteil aus einem klarsichtigen oder UV durchlässigen Kunststoff hergestellt sein. Ebenso ist es möglich den Lichtleitkörper 18 aus einem gefärbten oder beschichteten Kunststoff herzustellen, welcher eine eventuell gewünschte Filterwirkung zur Beeinflussung des Sensitivitätsbereichs des Sensors beinhaltet . Dieser Lichtleitkörper wird über ein Koppelmedium 19, beispielsweise ein Silikonkissen, auf die Scheibe gedrückt. Das Koppelmedium 19 verhindert
Lufteinschlüsse zwischen Scheibe 11 und Lichtleitkörper 18, die eine unerwünschte Streuung verursachen würden. Es ist ferner möglich das Koppelmedium 19 in einem Mehrkomponenten- Spritzgußverfahren direkt bei der Herstellung des Lichtleitkörpers 18 auf demselben aufzubringen.

Claims

Ansprüche
1. Lichtempfindliche Sensoreinheit (10), insbesondere zum automatischen Schalten von Beleuchtungseinrichtungen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, welche mindestens zwei lichtempfindliche Sensoren (12) umfaßt, denen Lichtleitelemente (14,14a) zugeordnet sind, die eine vorbestimmbare Empfangscharakteristik aufweisen, wobei mindestens ein erster Sensor (12) die globalen Lichtverhältnisse, und mindestens ein zweiter Sensor (12) die Lichtverhältnisse in vorbestimmten Richtungen detektieren, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sensoren (12) zugeordneten Lichtleitelemente (14,14a) zu einem Lichtleitkörper (18) einstückig verbunden sind.
2. Sensoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Sensoren (12) Licht aus vorbestimmten Richtungen detektieren.
3. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (12) mit vorbestimmter Richtung in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs ausgerichtet ist.
4. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (12), der die Lichtverhältnisse in vorbestimmter Richtung detektiert, mit einer Geraden in Fahrtrichtung eines Fahrzeuges, einen Winkel α einschließt .
5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren (12) beidseitig je einen Winkel α mit einer in Fahrtrichtung weisenden Geraden einschließen und ein gemeinsames lichtempfindliches Sensorelement (13) aufweisen.
6. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitelemente (14,14a) ineinander übergehen.
7. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichterfassungskegel der Lichtleitelemente (14,14a) überlappt sind.
8. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorelemente (13) als Tages- und Kunstlicht unterscheidende Sensorelemente (13) ausgebildet sind.
9. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (15) als Tages- und Kunstlicht unterscheidende Auswerteeinrichtung (15) ausgebildet ist.
10. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitkörper (17) in einen Lichtleitkörper einer Regensensoreinrichtung integriert ist .
11. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitkörper (17) in einem Mehrkomponenten- Spritzgußverfahren, insbesondere zusammen mit dem Lichtleitkörper des Regensensors und einem Koppelmedium, hergestellt ist.
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