DE4333665A1 - Sensoreinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des
Benetzungsgrades einer mit Niederschlag benetzbaren, trans
parenten Scheibe, wobei an die Scheibe in deren Benetzungs
bereich auf ihrer dem Niederschlag nicht ausgesetzten Oberfläche
ein Strahlenleitkörper angekoppelt ist, dem in räumlicher
Trennung voneinander ein Strahlensender und ein Strahlenempfän
ger zugeordnet ist, wobei vom Strahlensender emitierte Strahlen
in Abhängigkeit von dem auf die Scheibe befindlichen Nieder
schlag an der Scheibe und an einem parallel zur Scheibe sich
erstreckenden Reflexionsmittel mehrfach reflektiert und zu dem
Strahlenempfänger geleitet werden, der ein von der Nieder
schlagsmenge abhängiges Signal liefert.
Eine derartige Sensoreinrichtung ist aus der DE 40 06 174 C1
bekannt. Dort ist an die, insbesondere aus Glas bestehende,
transparente Scheibe der im wesentlichen trapezförmig ausgebil
dete Strahlenleitkörper angekoppelt. Diesem sind, in räumlicher
Trennung voneinander, der Strahlensender und der Strahlenempfän
ger über jeweils eine an den unter einem Winkel von 90° zuein
ander stehenden, gleich groß ausgeführten Trapezflächen des
Basisteils des Strahlenleitkörpers angebrachte Strahlenlinse
derart zugeordnet, daß vom Strahlensender emitierte Strahlen in
Abhängigkeit von dem auf der Scheibe befindlichen Niederschlag
an der Scheibe und am Reflexionsmittel mehrfach reflektiert und
zu dem Strahlenempfänger geleitet werden, wobei der Strahlen
empfänger ein der Niederschlagsmenge umgekehrt proportionales
Signal liefert. Das Reflexionsmittel besteht aus einer eine
Totalreflexion gewährleistenden Materialschicht. Eine der beiden
Oberflächen der Materialschicht ist metallisch ausgeführt und
der Scheibe zugewandt. Insbesondere ist die Materialschicht als
Metallfolie oder metallkaschierte Kunststoffolie ausgebildet.
Nachteilig ist bei der bekannten Sensoreinrichtung, daß dort
das Reflexionsmittel entweder auf der der Scheibe abgewandten
Seite des Strahlenleitkörpers oder zwischen dem Strahlenleitkör
per und der Scheibe angeordnet ist. Selbst in dem zuletzt
genannten, relativ günstigeren Fall, müssen die Strahlen, um
total reflektiert zu werden, die Scheibe über deren gesamte
Stärke durchdringen, mit der Folge, daß die Reflexionsabstände
des jeweiligen Strahles an der dem Niederschlag ausgesetzten
Oberfläche der Scheibe relativ groß und damit die Ansprech
empfindlichkeit der Sensoreinrichtung relativ gering ist.
Andererseits wirken sich Fertigungstoleranzen im Bereich der
Scheibe negativ aus, weil diese zu unterschiedlichen Ablenkungen
der Strahlen zwischen den Bereichen deren Totalreflexion führen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoreinrich
tung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß sie
eine besonders gute Ansprechempfindlichkeit aufweist und von
Toleranzeinflüssen der optischen Bauteile der Sensoreinrichtung
weitgehend unabhängig ist.
Gelöst wird die Aufgabe bei einer Sensoreinrichtung der genann
ten Art dadurch, daß die Scheibe zwei miteinander verbundene
Scheibenschichten aufweist und das Reflexionsmittel zwischen den
beiden Scheibenschichten angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Sensoreinrichtung hat den
Vorteil, daß die jeweiligen Strahlen nur über einen Bruchteil
der Dicke der Scheibe durch diese dringen müssen, um reflektiert
zu werden, da die Reflexion im Bereich der gegenüberliegenden
Oberflächen ein und derselben, nämlich der dem Niederschlag
ausgesetzten Scheibenschicht erfolgt. Die erfindungsgemäße
Gestaltung der Sensoreinrichtung bietet sich insbesondere bei
Verbundglasscheiben an. Die beiden Scheibenteile der jeweiligen
Verbundglasscheibe sind in aller Regel über eine Folie mit
beidseitigem Klebauftrag miteinander verbunden.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Sensoreinrichtung ermöglicht
es, die Strahlen in dem dem Strahlenleitkörper zugeordneten
Oberflächenbereich der Scheibe, vorliegend im Bereich des dem
Niederschlag ausgesetzten Scheibenteiles, wesentlich öfter zu
reflektieren als bei der bekannten Sensoreinrichtung, was die
Ansprechempfindlichkeit der Sensoreinrichtung erhöht, da die
Totalreflexionsabstände der Strahlen entsprechend der Dicke der
interessierenden Scheibenschicht wesentlich geringer sind.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung damit
wesentlich kompakter bauen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das
Reflexionsmittel zwischen der Folie und derjenigen Scheiben
schicht angeordnet, die dem Niederschlag ausgesetzt ist. Die
Reflexion erfolgt damit nur innerhalb dieser Scheibenschicht.
Das Reflexionsmittel kann auf unterschiedliche Art und Weise
ausgebildet sein. Zweckmäßig ist es als Metallkörper beschaffen,
insbesondere als Metallplatte oder noch dünner als Metallfolie.
Das folienartige Reflexionsmittel kann beispielsweise mit der
zugeordneten Scheibenschicht verklebt oder auf diese aufgedampft
sein. Schließlich ist es auch denkbar, das Reflexionsmittel in
eine Vertiefung der dem Niederschlag ausgesetzten Scheiben
schicht einzulegen.
Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung findet insbesondere bei
Kraftfahrzeugen Verwendung. In diesem Zusammenhang sieht eine
besondere Gestaltung vor, daß die Sensoreinrichtung in einem
Gehäuse angeordnet ist, dessen der Scheibe abgewandte Seite dem
Befestigen eines Rückspiegels im Inneren des Kraftfahrzeuges
dient. Die Sensoreinrichtung ist an exponierter Stelle der
Scheibe angeordnet, somit dort, wo Niederschlag auf die Scheibe
auftritt, andererseits dient die Sensoreinrichtung der Halterung
des Rückspiegels und wird, vom Kraftfahrzeuginnenraum gesehen,
vom Rückspiegel abgedeckt, so daß die Sensoreinrichtung optisch
nicht stört.
In der Zeichnung der einzigen Figur ist die Erfindung an einer
Ausführungsform beispielsweise dargestellt, ohne auf diese
beschränkt zu sein.
Die Figur zeigt eine Scheibe 1 und die an dieser angebrachte
Sensoreinrichtung 2 in einem Schnitt, wobei die Scheibe 1 nur im
Bereich der Sensoreinrichtung 1 verdeutlicht ist.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht die Sensoreinrichtung
2 im wesentlichen aus einem einerseits einem Strahlensender 3
und andererseits einem Strahlenempfänger 4 zugeordneten Strah
lenleitkörper 5, der mittels einer Schicht 6 aus optischem Kitt
auf der dem Niederschlag nicht ausgesetzten Oberfläche 7 der
Scheibe 1 befestigt ist. Bei der Scheibe 1 handelt es sich um
eine Verbundglasscheibe mit einer äußeren Scheibenschicht 8 und
einer inneren Scheibenschicht 9, wobei diese beiden Scheiben
schichten 8 und 9 mittels einer Folie 10, die einen beidseitigen
Klebauftrag aufweist, verbunden sind. Mit der Bezugsziffer 11
ist diejenige Oberfläche bezeichnet, die mittels Niederschlag
benetzbar ist. Zwischen der Folie 10 und der äußeren Scheiben
schicht 8 ist ein Reflexionsmittel 12 in Art einer Metallplatte
angeordnet, wobei das Reflexionsmittel 12 in eine Vertiefung der
Scheibenschicht 8 auf der der Oberfläche 11 abgewandten Seite
eingelegt ist, derart, daß die der Oberfläche 11 abgewandte
Ebene des plattenförmigen Reflexionsmittels 12 eine Ebene mit
der der Folie 10 zugewandten Oberfläche 13 der Scheibenschicht
8 bildet.
Bei der Scheibe 1 handelt es sich insbesondere um die Wind
schutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, an der die in einem Gehäuse
14 angeordnete Sensoreinrichtung 2 an exponierter, das heißt,
die Sicht nicht beeinträchtigender, jedoch für die Entfernung
des Niederschlags prädestinierter Stelle befestigt ist. Der
Strahlenleitkörper 5 besteht dabei aus einem prinzipiell
trapezförmig ausgebildeten Basisteil 15 an dessen beiden, sich
gegenüberliegenden Trapezflächen 16 und 17 einteilig mit dem
Strahlenleitkörper 5 jeweils eine Strahlenlinse 18 und 19
vorhanden ist. Es ist aber auch möglich, den Strahlenleitkörper
5 aus zwei getrennten Bauteilen auszubilden, die jeweils eine
der Strahlenlinsen 18 und 19 aufweisen. Die beiden gleichgroß
ausgebildeten Trapezflächen 16 und 17 sind so am Basisteil 15
angeordnet, daß die Mittellinien der beiden Strahlenlinsen 18
und 19 um einen Winkel α von 90° gegeneinander versetzt sind.
Wie der Figur zu entnehmen ist, wird der jeweilige Strahl vom
Strahlensender 3 in die Strahlenlinse 18 und damit in den
Strahlenleitkörper 5 eingespeist und durchdringt die Schicht 6
des optischen Koppelmediums, die innere Scheibenschicht 9 und
die Folie 10, so daß der Strahl in die äußere Scheibenschicht 8
gelangt und an der äußeren Oberfläche 11 dieser Scheibenschicht
8 in Richtung des Reflexionsmittels 12 reflektiert wird. Nach
mehrmaliger Reflexion zwischen Reflexionsmittel 12 und Ober
fläche 11 der Scheibenschicht 8 wird der Strahl durch die
vorstehend genannten Komponenten zum Strahlenempfänger 4
reflektiert und erzeugt dort ein Signal. Befindet sich im
Strahlengang, das heißt, auf der Fläche 11 der Scheibenschicht
8 Niederschlag, führt dies dazu, daß ein der Niederschlagsmenge
umgekehrt proportionales Signal geliefert wird.
An der der Scheibe abgewandten Stirnplatte 20 des Gehäuses 14
kann eine Halterung für einen Rückspiegel des Kraftfahrzeuges
befestigt sein.
Claims (11)
1. Sensoreinrichtung zum Erfassen des Benetzungsgrades einer
mit Niederschlag benetzbaren, transparenten Scheibe, wobei
an die Scheibe in deren Benetzungsbereich auf ihrer dem
Niederschlag nicht ausgesetzten Oberfläche ein Strahlen
leitkörper angekoppelt ist, dem in räumlicher Trennung
voneinander ein Strahlensender und ein Strahlenempfänger
angeordnet ist, wobei vom Strahlensender emitierte Strahlen
in Abhängigkeit von dem auf die Scheibe befindlichen
Niederschlag an der Scheibe und an einem parallel zur
Scheibe sich erstreckenden Reflexionsmittel mehrfach
reflektiert und zu dem Strahlenempfänger geleitet werden,
der ein von der Niederschlagsmenge abhängiges Signal
liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (1) zwei
miteinander verbundene Scheibenschichten (8, 9) aufweist
und das Reflexionsmittel (12) zwischen den beiden Scheiben
schichten (9) angeordnet ist.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (1) als Verbundglasscheibe ausgebildet ist.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Scheibenschichten (8, 9) Über eine
Folie (10), die beidseitig einen Klebeauftrag aufweist,
verbunden sind.
4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reflexionsmittel (12) zwischen der Folie (10) und
derjenigen Scheibenschicht (8), die dem Niederschlag
ausgesetzt ist, angeordnet ist.
5. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folie einen metallisierten,
das Reflexionsmittel bildenden Bereich aufweist.
6. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Reflexionsmittel (12) als Metall
körper ausgebildet ist, insbesondere als Metallplatte oder
Metallfolie.
7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reflexionsmittel (12) in eine Vertiefung derjenigen
Scheibenschicht (8), die dem Niederschlag ausgesetzt ist,
eingelegt ist.
8. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die der inneren Scheibenschicht
zugewandte Oberfläche der äußeren Scheibenschicht einen
metallisierten, das Reflexionsmittel bildenden Bereich
aufweist.
9. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Bereich eine
metallbedampfte bzw. metallbesputterte Schicht ist.
10. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Strahlensender (3) und der Strah
lenempfänger (4) über jeweils eine an den unter einem
Winkel von 90° zueinander stehenden, gleichgroß ausgeführ
ten Trapezflächen (17, 16) des Basisteiles (15) des
Strahlenleitkörpers (5) angebrachte Strahlenlinsen (18, 19)
einander zugeordnet sind.
11. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (2) in
einem Gehäuse (14) angeordnet ist, dessen der Scheibe (1)
abgewandte Seite (20) dem Befestigen eines im Inneren des
Kraftfahrzeuges angeordneten Rückspiegels dient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934333665 DE4333665A1 (de) | 1993-10-02 | 1993-10-02 | Sensoreinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934333665 DE4333665A1 (de) | 1993-10-02 | 1993-10-02 | Sensoreinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4333665A1 true DE4333665A1 (de) | 1995-04-06 |
Family
ID=6499286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934333665 Withdrawn DE4333665A1 (de) | 1993-10-02 | 1993-10-02 | Sensoreinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
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