DE4224435A1 - Optical interface for infrared monitoring of transparent screen - uses optical waveguide to couple light from IR source onto screen and has photodetector receiving reflected light fed via second waveguide - Google Patents

Abstract

The optical interface includes an infrared light source (IRQ) which feeds light via an optical waveguide (LWL/S) into the inside of the interface where it illuminates the surface of the screen. The radiation reflected from the screen is received into another optical waveguide (LWL/E) and fed to a photodetector via a daylight filter (PD). The inside of the interface is filled with a material of suitable optical characteristics. The IR source and the photodetector are arranged in a housing including electrical circuitry. A temperature sensor is provided in thermal contact with the screen, and suppresses a spray device in case of freezing. USE/ADVANTAGE - For detecting wetness and dirt for triggering cleaning equipment, e.g. wipers. Interface is purely optical.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein optisches Interface, dessen Anwendung mit der in Patentanmeldung unter Aktenzeichen P 42 12 916.8 beschriebenen optoelektronischen Einrichtung die Realisation einer vorteilhafteren Variante der Belichtung und Beobachtung einer zu überwachenden Klarsichtscheibe ermöglicht. Bei der beschriebenen Ausgestaltung wird die Klarsichtscheibe z. B. direkt durch das IR-Licht einer Halbleiterdiode belichtet und das reflektierte Licht durch eine IR-sensitive Halbleiterdiode aufgenommen.The invention relates to an optical interface, theApplication with the file number in the patent applicationP 42 12 916.8 described optoelectronic devicethe realization of a more advantageous variant of theExposure and observation of one to be monitoredTransparent window enables. With the describedDesign is the transparent panel z. B. directly throughexposes the IR light of a semiconductor diode and thatreflected light through an IR-sensitive semiconductor diodeadded.

Bei dieser Ausführungsform müssen die erwähnten optoelektronischen Bauteile definiert und präzise in der direkten Nähe der Klarsichtscheibe montiert werden, wodurch unter Umständen die folgenden Schwierigkeiten auftreten können:In this embodiment, those mentionedoptoelectronic components defined and precise in thecan be mounted in the immediate vicinity of the transparent panel, which means thatthe following difficulties may occurcan:

• a) größere Temperaturschwankungen der optoelektronischen Bauteile,a) major temperature fluctuations of the optoelectronicComponents,
• b) schwache elektrische Signale müssen - möglichst ohne Aufnahme von Fremdsignalen - zum elektronischen Netzwerk geführt werden,b) weak electrical signals must - if possible withoutRecording external signals - to the electronic networkbe led 
• c) ein Hybridaufbau (optisch und elektrisch) macht es unter Umständen schwieriger, die interne Scheibenoberfläche sauber und betauungsfrei zu halten. Dieses ist gerade wichtig, wenn die äußere Scheibenoberfläche zu überwachen ist.c) a hybrid structure (optical and electrical) makes it underThe internal disc surface may be more difficultkeep it clean and free from condensation. This is justimportant when monitoring the outer pane surfaceis.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese nachteiligen Eigenschaften aufzuheben.It is the object of the invention to disadvantage theseAbolish properties.

Dieses wird dadurch erreicht, daß der IR-Strahler und die IR-sensitive Diode (Sender- und Empfänger-Diode) am günstigsten in der direkten Nähe des elektronischen Netzwerkes plaziert werden und nur die Lichtsignale mittels Lichtwellenleitern zur Klarsichtscheibe geführt werden. Es ist solcherweise nur ein rein optisches Interface auf die Klarsichtscheibe aufzumontieren.This is achieved in that the IR emitter andIR-sensitive diode (transmitter and receiver diode) oncheapest in the immediate vicinity of the electronicNetwork are placed and only the light signals by means ofOptical fibers are led to the transparent window. Itis such a purely optical interface to theTo assemble the transparent screen.

In diesem Interface werden die Enden der Lichtwellenleiter eingebettet, wodurch eine definierte optische Anordnung entsteht. Durch Anwendung von geeigneten Kunststoffmaterialien, die für das IR-Licht durchlässig sind, kann unter Umständen dieses Interface völlig kompakt und geschlossen sein. Alternativ kann auch eine Integration in die zu überwachende Scheibe vorgesehen sein, wobei beispielsweise das Innere einstückig mit der zu überwachenden Scheibe verbunden ist.In this interface, the ends of the optical fibersembedded, creating a defined optical arrangementarises. By using suitablePlastic materials that are permeable to IR lightunder certain circumstances this interface can be completely compactand be closed. Alternatively, integration can also be donebe provided in the window to be monitored, whereinfor example, the interior in one piece with themonitoring disc is connected.

Das beschriebene Interface kann gegebenenfalls mit einem weiteren Lichtwellenleiter versehen werden, der einen Teil des ausgestrahlten primären Lichts aufnimmt, das im Interesse einer weiter erhöhten Stabilität der Wirkungsweise als Monitorsignal für das elektronische Netzwerk angewendet werden kann.The described interface can optionally be used with aadditional optical fibers are provided, the partof the emitted primary light, which in theInterest in a further increased stability of the mode of actionused as a monitor signal for the electronic networkcan be. 

Ebenso ist es möglich, daß durch ein weiteres gleich aufgebautes Interface ein optisches Referenzsignal gebildet wird. In dem Falle muß das eine Interface auf einen Scheibenteil montiert werden, wo die zu überwachende Scheibenoberfläche gegen Verschmutzung geeignet geschützt ist.It is also possible that by another the samebuilt interface formed an optical reference signalbecomes. In this case, an interface must be on oneDisk part to be mounted where the to be monitoredGlass surface suitably protected against dirtis.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on one in the drawingillustrated embodiment explained in more detail.

Der mit LWL/S bezeichnete Lichtwellenleiter leitet das Licht der Infrarot-Strahlungsquelle IRQ ins Innere des Interface, wo die Infrarot-Strahlung - entsprechend dem optischen Abschluß des Lichtwellenleiters - ausgestrahlt wird. Somit entsteht eine definierte Belichtung DS der zu überwachenden Scheibenoberfläche. Der reflektierte Strahl RS wird durch einen anderen Lichtwellenleiter LWL/E aufgenommen und über ein Tageslichtfilter TLF zum Photodetektor PD geführt. Weitere Teile eines elektronischen Netzwerkes, wie beispielsweise ein Verstärker V, ein Demodulator D und eine Schaltung zur Auswertung und Steuerung sind in der Patentanmeldung P 42 12 916.8 eingehend beschrieben und deshalb in der Zeichnung nur angedeutet. An Ausgänge WI und SP können der Scheibenwischermotor und der Pumpenmotor für die Scheibenwaschanlage angeschlossen werden.The optical waveguide labeled LWL / S guides the lightthe infrared radiation source IRQ inside the interface,where the infrared radiation - corresponding to the opticalTermination of the optical fiber - is broadcast. Consequentlythere is a defined exposure DS of those to be monitoredDisc surface. The reflected beam RS is throughanother optical fiber LWL / E added and overa daylight filter TLF led to the photodetector PD.Other parts of an electronic network, such asfor example an amplifier V, a demodulator D and aCircuit for evaluation and control are in thePatent application P 42 12 916.8 described in detail andtherefore only hinted at in the drawing. At outputs WI andSP can use the wiper motor and the pump motor forthe windscreen washer can be connected.

In der Patentanmeldung P 42 12 916.8 ist u. a. vorgesehen, daß die elektronische Schaltung zum Erfassen und Speichern der Parameter der Klarsichtscheibe im gereinigten Zustand zum Zweck der Selbst-Kalibrierung fähig ist. Dazu ist eine programmierbare Referenz R vorgesehen.In the patent application P 42 12 916.8 u. a. intended,that the electronic circuit for detection and storagethe parameter of the clear window in the cleaned statecapable of self-calibration. There is oneprogrammable reference R is provided.

Das Interface wird hermetisch auf die Klarsichtscheibe geklebt. Das Innere des Interface kann mit Materialien geeigneter optischer Eigenschaften gefüllt werden.The interface is hermetically sealed on the clear glassglued. The inside of the interface can be made with materialssuitable optical properties can be filled.

Claims (8)

Translated fromGerman

1. Optisches Interface für die IR-Überwachung von Klarsichtscheiben,dadurch gekennzeichnet, daß das Licht (DS) einer Infrarot-Strahlungsquelle (IRQ) durch Lichtwellenleiter (LWL/S) ins Innere des Interface geleitet und dort zum Belichten der Scheibenoberfläche ausgestrahlt wird, sowie die an der zu überwachenden Scheibe reflektierte Strahlung durch den Eingang eines anderen Lichtwellenleiters (LWL/E) aufgenommen und durch den Lichtwellenleiter (LWL/E) über ein Tageslichtfilter auf einen Photodetektor (PD) geleitet wird.1. Optical interface for IR monitoring of transparent panes,characterized in that the light (DS) from an infrared radiation source (IRQ) is passed through optical fibers (LWL / S) into the interior of the interface and is emitted there for exposing the pane surface, and the radiation reflected on the pane to be monitored is received by the input of another optical waveguide (LWL / E) and passed through the optical waveguide (LWL / E) via a daylight filter to a photodetector (PD).2. Optisches Interface nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Interface mit einem Material geeigneter optischer Eigenschaften gefüllt ist.2. Optical interface according to claim 1, characterizedcharacterized in that the interior of the interface with aMaterial of suitable optical properties is filled.3. Optisches Interface nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarot-Strahlungsquelle (IRQ) und der Photodetektor (PD) in einem Gehäuse angeordnet sind, das ferner elektrische Schaltungen enthält.3. Optical interface according to one of the precedingClaims, characterized in that theInfrared radiation source (IRQ) and the photodetector (PD)are arranged in a housing, which is also electricalContains circuits. 4. Optisches Interface nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Interface mehrere, lichtaufnehmende Lichtwellenleiter zum Bilden eines Referenz- oder Monitorsignals hat.4. Optical interface according to one of the precedingClaims, characterized in that the interfaceseveral light-absorbing optical fibers to form oneHas reference or monitor signal.5. Optisches Interface nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere einstückig mit der zu überwachenden Scheibe verbunden ist.5. Optical interface according to one of the precedingClaims, characterized in that the interior is in one pieceis connected to the pane to be monitored.6. Optoelektronische Einrichtung für Klarsichtscheiben, die zum Erkennen der Benetzung und Verschmutzung sowie zur automatischen Betätigung von Warn- und/oder Reinigungsanlagen einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der störende Effekt der Wischblattbewegung und der funktionsrichtige Start der Einrichtung nach einem Reinigungsvorgang solcherweise gesichert sind, daß das aktuelle Signal des optischen Interface während des Reinigungsvorganges durch ein Signal (RS) entsprechend der sauberen Scheibenoberfläche ersetzt wird.6. Optoelectronic device for transparent windows,those for the detection of wetting and contamination as well as forautomatic actuation of warning and / orCleaning systems can be used, characterized in thatthat the disruptive effect of wiper blade movement andproper start of the facility after aCleaning process are secured in such a way thatcurrent signal of the optical interface during theCleaning process by a signal (RS) corresponding to theclean disc surface is replaced.7. Optoelektronische Einrichtung für Klarsichtscheiben, die zum Erkennen der Benetzung und Verschmutzung sowie zur automatischen Betätigung von Warn- und/oder Reinigungsanlagen einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Temperatursensor in wärmeleitendem Kontakt mit der Klarsichtscheibe angeordnet ist, so daß bei Vereisung ein Einschalten der Sprühanlage unterbleibt.7. Optoelectronic device for transparent windows,those for the detection of wetting and contamination as well as forautomatic actuation of warning and / orCleaning systems can be used, characterized in thatthat in addition a temperature sensor in thermally conductiveContact with the transparent panel is arranged so that atIcing does not switch on the spray system.8. Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Temperatursensors eine Heizeinrichtung einschaltbar ist.8. Optoelectronic device according to claim 7, characterizedcharacterized in that with the help of the temperature sensorHeating device can be switched on.