ES2266822T3 - Dispositivo sensor optoelectronico. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo sensor opto-electrónico para detectar el grado de mojadura de una luna transparente (1) como consecuencia de la lluvia, con un elemento de guiado de los rayos (2) acoplado a la luna (1), al que se asocian emisores de rayos (4) y receptores de rayos (5), dispuestos sobre una placa principal de circuitos impresos (3), así como un dispositivo de calentamiento situado fuera de la zona de trayecto de los rayos, y dicho dispositivo de calentamiento está instalado sobre un elemento suplementario, en forma de placa, orientado paralelamente a la superficie de la luna y unido eléctricamente a la placa principal de circuitos impresos (3), caracterizado porque el elemento en forma de placa está formado a modo de substrato de circuito (6), cuyo lado orientado hacia el cristal (1) está provisto de un receptor de rayos (8, 9) suplementario.
Description
Dispositivo sensor optoelectrónico.
La presente invención se refiere a un
dispositivo sensor opto-electrónico para detectar el
grado de mojadura de una luna transparente como consecuencia de la
lluvia, con un elemento de guiado de los rayos acoplado a la luna,
al que se asocian emisores de rayos y receptores de rayos,
dispuestos sobre una placa principal de circuitos impresos, así como
un dispositivo de calentamiento situado fuera de la zona de trayecto
de los rayos, y dicho dispositivo de calentamiento está instalado
sobre un elemento suplementario, en forma de placa, orientado
paralelamente a la superficie de la luna y unido eléctricamente a la
placa principal de circuitos impresos.
Este tipo de dispositivos está especialmente
previsto para controlar un limpiaparabrisas determinado, en función
de la cantidad de lluvia que se encuentre sobre el parabrisas de un
automóvil.
Por el documento DE 42 02 121 C1 se dio a
conocer un dispositivo sensor en el que había dos pares de lentes
dispuestos en un elemento de guiado de rayos, de modo que una lente
de cada par está asignada a un emisor de rayos, y la otra a un
receptor de rayos. Las lentes sirven para paralelizar el haz de
rayos divergente enviado por el emisor de rayos, o para enfocar el
haz de rayos paralelos, reflejado en la superficie exterior de la
luna, sobre el receptor de rayos. El dispositivo de calentamiento se
halla dispuesto en el lado del elemento de guiado de rayos que está
opuesto a la luna, y consta de una resistencia de PTC o de una
película calentadora.
Pero este tipo de dispositivos de calentamiento
requiere, por un lado, el empleo de componentes especiales
relativamente complicados y caros, y por el otro, impiden que la luz
ambiental penetre al interior del dispositivo sensor en una zona
relativamente grande, especialmente en los modelos más efectivos, en
los que el dispositivo de calentamiento se extiende como una
formación plana, paralelamente a la luna. A pesar de que esto
generalmente incluso resulta deseable, surge un inconveniente, en
caso de que se desee la disposición de los sensores, por ejemplo,
para la luz ambiental, en el mismo dispositivo. En este caso, debe
preverse para ello una zona dentro del dispositivo sensor, que se
encuentre fuera del área que el dispositivo de calentamiento deja en
la penumbra. Sin embargo, de este modo se aumenta la extensión
total del dispositivo, hecho que, por lo general, es considerado
como desfavorable.
A través del documento US 5,804,817 se ha dado a
conocer un dispositivo sensor, según el preámbulo de la
reivindicación principal, en el que el dispositivo de calentamiento
está formado por un elemento calentador, unido eléctricamente con la
placa principal de circuito impreso, y colocado sobre una placa
calentadora situada paralelamente a la superficie de la luna.
El dispositivo sensor
opto-electrónico, según la presente invención,
presenta la ventaja, frente al estado actual de la técnica, de que
el dispositivo de calentamiento es mucho más barato de fabricar, y,
además, se puede aprovechar el espacio que se encuentra más cercano
a la luna, especialmente para sensores de luz adicionales.
Esto es posible porque el elemento en forma de
placa tiene la forma de substrato de circuito, en cuyo lado
orientado hacia la luna hay dispuesto un receptor de rayos
adicional.
Se consigue un dispositivo de calentamiento
especialmente sencillo y eficaz colocando un elemento de resistencia
sobre el substrato de circuito, especialmente en el lado opuesto a
la luna.
Como substrato de circuito, puede emplearse un
substrato de cerámica en forma de placa, debido a su resistencia a
la temperatura y a su buena imprimibilidad, especialmente en el
procedimiento estándar de serigrafía, pero también puede utilizarse
una placa de circuito convencional, rígida o flexible.
En las subreivindicaciones hay indicadas otras
configuraciones ventajosas del objeto según la invención, y se
explican con más detalle con la ayuda del ejemplo de realización
representado en el dibujo, que muestra:
la figura 1, un dispositivo sensor, según la
invención, en una representación en secciona perpendicularmente a la
superficie de la luna,
la figura 2, un dispositivo sensor como el de la
figura 1, en un plano de sección paralelo a la superficie de la
luna.
Tal como se desprende del dibujo, un dispositivo
sensor opto-electrónico destinado a detectar el
grado de mojadura de una luna transparente 1 como consecuencia de la
lluvia, comprende esencialmente un elemento de guiado de rayos,
asignado, por un lado, a un emisor de rayos 4 y, por el otro, a un
receptor de rayos 5, y con lentes previstas para paralelizar los
haces de rayos divergentes enviados por el emisor de rayos 4, o bien
para enfocar los haces de rayos paralelos reflejados en la
superficie exterior de la luna 1 hacia el receptor de rayos 5, y
dicho elemento de guiado de rayos está sujeto a la superficie
interior de la luna 1, que no está expuesta a la lluvia mediante un
adhesivo óptico 10. La luna 1 es, especialmente, el parabrisas o la
luna trasera de un automóvil, en la que el dispositivo sensor
dispuesto en una caja 11 se encuentra en un punto de la superficie
interior expuesto, es decir que no perjudica la visibilidad, pero
que permite detectar la lluvia. Los emisores de rayos 4 y los
receptores de rayos 5 están dispuestos como componentes SMD sobre
una placa principal de circuitos impresos 3, que por su lado es
posicionada junto al elemento de guiado de rayos 2 a través de
orificios correspondientes en la placa de circuitos impresos 3 y,
por consiguiente, domos cooperantes.
Para eliminar, por un lado, el rocío que molesta
en el exterior de la luna, y llevar, por el otro, todo el
dispositivo sensor a la temperatura de servicio definida, se prevé
un dispositivo de calentamiento cerca de la luna 1. Dicho
dispositivo de calentamiento es, por ejemplo, un elemento de
resistencia 7 colocado sobre un substrato de circuito 6, en forma de
placa de circuito impreso rígida o de substrato de cerámica en forma
de placa. El elemento de resistencia 7 está realizado a modo de
estructura de película gruesa, impresa sobre la cara del substrato
de circuito 6 opuesta a la luna 1. Sin embargo, también es posible
emplear resistencias SMD, especialmente las de tamaño reducido, o
un sistema de PTC equilibrado y, por consiguiente, autorregulable.
El substrato de circuito 6 está unido electrónicamente a la placa
principal de circuitos impresos 3 mediante espigas de conexión 12,
de modo que a través de él se puede aplicar corriente de
calentamiento al elemento de resistencia 7, por ejemplo. El elemento
de resistencia 7 puede colocarse sin inconvenientes sobre el lado
del substrato de circuito 6 opuesto a la luna, de modo que su
superficie orientada hacia la luna 1 puede aprovecharse para colocar
otros componentes. En el caso presente, hay dos sensores de rayos
diferentes 8, 9 colocados sobre el substrato 6 y, a través de
circuitos impresos existentes en él, están conectados con las
espigas de conexión 12 y, por consiguiente, con la placa principal
de circuitos impresos 3. Los sensores de rayos 8, 9 son componentes
que pueden estar previstos para controlar la sensibilidad del
dispositivo sensor mismo, o bien para influir en otros dispositivos
del automóvil, como, por ejemplo, los dispositivos de iluminación o
un aire acondicionado. Para este tipo de finalidades, se emplean
especialmente sensores que se caracterizan por tener
particularidades específicas en lo relativo a su ángulo de
detección espacial o a su sensibilidad espectral. Para estos
sensores, el lugar de montaje resulta ventajoso desde varios puntos
de vista, porque no sólo se encuentran en las inmediateces de la
luna 1, con lo que la incidencia de la luz es óptima, sino que
también se hallan en la zona donde la luna 1 se mantiene más limpia,
sean cuales sean las condiciones meteorológicas. Además, también se
pueden incorporar en el substrato 6, por ejemplo, componentes
adecuados para medir la temperatura, que pueden preverse para
regular el dispositivo de calentamiento. Este tipo de medición o
regulación de la temperatura mediante componentes colocados
directamente sobre el substrato resulta muy adecuada para compensar
la dependencia de la temperatura que tienen los sensores de rayos.
Las resistencias de película gruesa impresas sobre el substrato, que
pueden ser equilibradas por láser, permiten de forma técnicamente
ventajosa el ajuste necesario, por ejemplo, de los puntos de trabajo
para los componentes sensibles a la luz o a la temperatura que se
han mencionado.
Claims (10)
1. Dispositivo sensor
opto-electrónico para detectar el grado de mojadura
de una luna transparente (1) como consecuencia de la lluvia, con un
elemento de guiado de los rayos (2) acoplado a la luna (1), al que
se asocian emisores de rayos (4) y receptores de rayos (5),
dispuestos sobre una placa principal de circuitos impresos (3), así
como un dispositivo de calentamiento situado fuera de la zona de
trayecto de los rayos, y dicho dispositivo de calentamiento está
instalado sobre un elemento suplementario, en forma de placa,
orientado paralelamente a la superficie de la luna y unido
eléctricamente a la placa principal de circuitos impresos (3),
caracterizado porque el elemento en forma de placa está
formado a modo de substrato de circuito (6), cuyo lado orientado
hacia el cristal (1) está provisto de un receptor de rayos (8, 9)
suplementario.
2. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de calentamiento está
formado por un sistema de PTC equilibrado y autorregulado, dispuesto
sobre el substrato de circuito (6).
3. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de calentamiento está
formado por un elemento de resistencia (7) situado sobre el
substrato de circuito (6).
4. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el elemento de resistencia (7) está
impreso, a modo de estructura de película gruesa, sobre la cara del
substrato de circuito (6) opuesta a la luna (1).
5. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el elemento de resistencia (7) está
formado por resistencias SMD de tamaño reducido.
6. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque el substrato de circuito (6) es
una placa de circuito rígida y/o flexible, o bien un substrato de
cerámica.
7. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque, sobre el substrato de circuito
(6), hay dispuesto al menos otro elemento eléctrico.
8. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según la reivindicación 7,
caracterizado porque el otro elemento eléctrico es adecuado
para la medición de la temperatura.
9. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según la reivindicación 8,
caracterizado porque, como elemento para la medición de la
temperatura, se prevé una estructura impresa sobre el substrato
(6).
10. Dispositivo sensor
opto-electrónico, según una de las reivindicaciones
1 a 9, caracterizado porque, al receptor de rayos (8, 9), se
le asocia una resistencia impresa sobre el substrato de circuito
(6), que puede ser equilibrada por láser.
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