[go: up one dir, main page]

WO2007003339A1 - Solarsensor - Google Patents

Solarsensor Download PDF

Info

Publication number
WO2007003339A1
WO2007003339A1 PCT/EP2006/006313 EP2006006313W WO2007003339A1 WO 2007003339 A1 WO2007003339 A1 WO 2007003339A1 EP 2006006313 W EP2006006313 W EP 2006006313W WO 2007003339 A1 WO2007003339 A1 WO 2007003339A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar sensor
solar
hollow microspheres
housing
microspheres
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2006/006313
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Jeitner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Preh GmbH
Original Assignee
Preh GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Preh GmbH filed Critical Preh GmbH
Priority to EP06762274A priority Critical patent/EP1899694A1/de
Publication of WO2007003339A1 publication Critical patent/WO2007003339A1/de
Priority to US12/000,017 priority patent/US20080203274A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0474—Diffusers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J2001/4266—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for measuring solar light

Definitions

  • the invention relates to a solar sensor according to the preamble of claim 1.
  • the sun sensor comprises an electro-optical converter having a photosensitive surface.
  • the sun sensor is provided with a lens-shaped housing, wherein the housing is made of a translucent material.
  • DE 100 62 932 A1 discloses a signal generator for a control device of a motor vehicle air conditioner.
  • an electro-optical converter is mounted beneath a scattering area for incident sunlight, which is incorporated in a cover.
  • the scattering area and the electro-optical converters are arranged relative to one another in such a way that sunlight falling in a first light incident angle range is scattered through the scattering area before it impinges on the converter.
  • the sunlight is thereby scattered in a predetermined angular range, while it is not scattered outside this range. Due to the scattering of the sunlight in the first angular range, a reduction of the incident sunlight on the transducer is achieved, whereby a signal increase in this angular range should be avoided or reduced.
  • the scattering area has an increased surface roughness compared to the remaining surface of the cover of the sensor.
  • a solar sensor with a transducer and an overlying radiation-transmissive region is known in which microspheres are provided in this area, where the light emerging through the area is scattered.
  • the known sensors should give off a representative signal for the solar energy actually radiated. However, this is not always guaranteed with very obliquely incident light.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved solar sensor which emits a signal standing in relation to the sun load under all conditions.
  • the object is solved by the features of claim 1. Because the microspheres are hollow, incident light is scattered even better. Because for the refraction of the light now four interfaces are present in each micro hollow sphere, wherein the substantial portion of the total refraction takes place at the interface within the hollow microspheres. As a result, light incident on the light sensor is scattered in the same direction in all directions. Here, the material from which the balls are made, even not very crucial, as long as it is transparent enough. Another advantage of the hollow microspheres over VoII balls is that the hollow microspheres inside have a 2nd index of computation, at the interface to the cavity in the sphere, which is independent of the media surrounding the hollow microspheres.
  • Due to the very good scattering properties of the solar sensor can be made very small with a housing.
  • the bonding of the hollow microspheres according to claim 2 or the melting according to claim 3 is particularly well feasible after the manufacture of the housing, without the refractive and scattering effect is impaired.
  • Glass as a material is particularly suitable for the production of the housing with the layer within a 2k injection molding process because of the higher melting temperature.
  • Micro hollow spheres with a diameter of 40 to 70 microns according to claim 5 can be processed particularly well.
  • the layer is composed of only one layer of hollow microspheres, a good optical effect is achieved with a small layer thickness.
  • FIG. 1 shows a solar sensor according to the invention, partially cut away.
  • a solar sensor 1 has a printed circuit board 2 with a converter 3 and further electrical or electronic components 4.
  • a housing 5 is arranged so that it encloses the transducer 3 and the other components 4 at a distance.
  • electrical or electronic components may be arranged, which are electrically connected to the transducer 3 and / or the electronic components 4.
  • the housing 5 has the shape of a cylinder with an attached hemisphere and is made in one piece. The entire inside of the housing 5 is provided with a layer of hollow microspheres 6.
  • the housing 5 and the hollow microspheres 6 are made of transparent material such as plastic and / or glass.
  • the shape of the hollow microspheres 6 is at least ball-like. They have a diameter of preferably 40-70 microns, wherein the scattering effect of the hollow microspheres 6 is not limited to a certain size.
  • the transducer 3 is, for example, an electro-optical or an infrared converter which generates an electrical signal equivalent to the radiation.
  • the printed circuit board 2 is electrically connected to an evaluation unit, not shown.
  • incident light beams L are repeatedly refracted and scattered thereby.
  • the scattered light falls on the transducer 3, which emits a signal representative of the light intensity in a known manner. This signal is evaluated in the evaluation unit and z. B. used to control an air conditioner.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Solarsensoren werden z.B. eingesetzt, um ein Signal für die Steuerung von Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen zu erzeugen. Hierfür ist es erforderlich, dass das Signal unabhängig vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen repräsentativ für die sogenannte Sonnenlast ist. Dafür müssen die auf den Solarsensor (1 ) auftreffenden Sonnenstrahlen (L) entsprechend gestreut werden. Dies wird dadurch erreicht, dass auf die Innenseite des Gehäuses () des Solarsensors (1 ) eine Schicht aus Mikrohohlkugeln (6) aufgebracht ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Solarsensor
Die Erfindung betrifft einen Solarsensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 492 352 B1 ist ein Sonnensensor für Innenraumtemperatur- Regeleinrichtungen in Kraftfahrzeugen bekannt. Der Sonnensensor umfasst einen elektro- optischen Wandler, der eine lichtempfindliche Fläche aufweist. Der Sonnensensor ist mit einem linsenförmigen ausgebildeten Gehäuse ausgestattet, wobei das Gehäuse aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt ist.
Die DE 100 62 932 A1 offenbart einen Signalgeber für ein Regelgerät einer Kraftfahrzeug- Klimaanlage. Hierbei ist ein elektro- optischer Wandler unterhalb eines in einer Abdeckung eingebundenen Streubereichs für das einfallende Sonnenlicht angebracht. Der Streubereich und der elektro- optische Wandler sind derart zueinander angeordnet, dass ein in einem ersten Lichteinfallswinkelbereich einfallendes Sonnenlicht durch den Streubereich gestreut wird, bevor es auf den Wandler auftrifft. Das Sonnenlicht wird dadurch in einem vorgegebenen Winkelbereich gestreut, während es außerhalb dieses Bereiches nicht gestreut wird. Durch die Streuung des Sonnenlichts in dem ersten Winkelbereich wird eine Reduzierung des auf den Wandler auftreffenden Sonnenlichts erzielt, wodurch eine Signalüberhöhung in diesem Winkelbereich vermieden oder reduziert werden soll. Der Streubereich weist eine erhöhte Obenflächenrauhigkeit im Vergleich zur verbleibenden Oberfläche der Abdeckung des Sensors auf.
Aus der DE 203 16 117 U1 , von der die Erfindung ausgeht, ist ein Solarsensor mit einem Wandler und einem darüber befindlichen strahlungsdurchlässigen Bereich bekannt, bei dem in diesem Bereich Mikrokugeln vorgesehen sind, an denen das durch den Bereich austretende Licht gestreut wird. Die bekannten Sensoren sollen ein repräsentatives Signal für die tatsächlich eingestrahlte Sonnenenergie abgeben. Bei sehr schräg einfallendem Licht ist dies aber nicht immer gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Solarsensor zu schaffen, der unter allen Bedingungen ein zur Sonnenlast im Verhältnis stehendes Signal abgibt.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Mikrokugeln hohl sind, wird einfallendes Licht noch besser gestreut. Denn für die Brechung des Lichts sind jetzt in jeder Mikrohohlkugel vier Grenzflächen vorhanden, wobei der wesentliche Anteil der Gesamtbrechung an der Grenzfläche innerhalb der Mikrohohlkugel erfolgt. Hierdurch wird auf den Lichtsensor auftreffendes Licht in alle Richtungen gleich verteilt gestreut. Hierbei ist das Material, aus dem die Kugeln gefertigt sind, selbst nicht sehr entscheidend, solange es transparent genug ist. Ein weiterer Vorteil der Mikrohohlkugeln gegenüber VoII- kugeln liegt darin, dass die Mikrohohlkugeln im Inneren einen 2. Berechnungsindex, an der Grenzfläche zum Hohlraum in der Kugel, aufweisen, der unabhängig von den die Mikrohohlkugeln umgebenden Medien ist. Dabei steht auch in dem Fall, in dem die Mikrohohlkugel vollständig von Kunststoff umschlossen ist, ein das einfallende Lilcht brechende Grenzfläche, in diesem Falle der 2. Berechnungsindex, zur Verfügung, um ein möglichst großes Streuvolumen zur Verfügung zu stellen. Daher ist insgesamt mit dem erfindungsgemäßen Solarsensor ein sehr repräsentatives Signal für die Sonneneinstrahlung erzeugbar, wobei auch die in der DE 203 16 117 LM beschriebenen Vorteile zum Tragen kommen.
Aufgrund der sehr guten Streueigenschaften kann der Solarsensor mit einem Gehäuse sehr klein ausgeführt sein.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Das Einkleben der Mikrohohlkugeln nach Anspruch 2 oder das Einschmelzen nach Anspruch 3 ist besonders gut nach dem Herstellen des Gehäuses durchführbar, ohne dass die brechende und streuende Wirkung beeinträchtigt wird.
Glas als Material ist wegen der höheren Schmelztemperatur besonders für die Herstellung des Gehäuses mit der Schicht innerhalb eines 2k-Spritzgussverfahrens geeignet. Mikrohohlkugeln mit einem Durchmesser von 40 bis 70 μm nach Anspruch 5 lassen sich besonders gut verarbeiten.
Wenn die Schicht aus nur einer Lage von Mikrohohlkugeln aufgebaut ist, wird eine gute optische Wirkung bei geringer Schichtdicke erzielt. Erfindungsgemäß ist es aber auch vorstellbar mehrere oder eine geringe Anzahl von Lagen aus Mikrohohlkugeln übereinander anzuordnen. In einer beispielhaften aber nicht beschränkten Berechnung ergibt sich hierbei, bei einer Dicke des Gehäuses von cirka 1 mm eine Anzahl an Lagen von Mikrohohlkugeln von etwa 12 bis 15 Lagen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Solarsensor, teilweise geschnitten.
Ein Solarsensor 1 weist eine Leiterplatte 2 mit einem Wandler 3 und weiteren elektrischen oder elektronischen Bauelementen 4 auf. Auf der Leiterplatte 2 ist ein Gehäuse 5 so angeordnet, dass es den Wandler 3 und die anderen Bauelemente 4 mit Abstand umschließt. Auf der Leiterplatte 2 können weitere nicht dargestellte elektrische oder elektronische Baugruppen angeordnet sein, die mit dem Wandler 3 und/oder den elektronischen Bauelementen 4 elektrisch verbunden sind. Das Gehäuse 5 hat die Form eines Zylinders mit einer aufgesetzten Halbkugel und ist einstückig hergestellt. Die gesamte Innenseite des Gehäuses 5 ist mit einer Schicht aus Mikrohohlkugeln 6 versehen.
Das Gehäuse 5 und die Mikrohohlkugeln 6 sind aus transparentem Material wie zum Beispiel Kunststoff und/oder Glas gefertigt. Die Form der Mikrohohlkugeln 6 ist zumindest kugelähnlich. Sie haben einen Durchmesser von vorzugsweise 40 - 70 μm, wobei die streuende Wirkung der Mikrohohlkugeln 6 nicht auf eine bestimmte Größe beschränkt ist.
Der Wandler 3 ist zum Beispiel ein elektro-optischer oder ein Infrarot-Wandler, der ein der Strahlung äquivalentes elektrisches Signal erzeugt. Die Leiterplatte 2 ist elektrisch mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit verbunden.
Auf das Gehäuse 5 auftreffende Lichtstrahlen L werden mehrfach gebrochen und hierdurch gestreut. Das gestreute Licht fällt auf den Wandler 3, der in bekannter Weise ein für die Lichtintensität repräsentatives Signal abgibt. Dieses Signal wird in der Auswerteeinheit aus- gewertet und z. B. zur Regelung einer Klimaanlage genutzt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Solarsensor mit einem Wandler (3) und einem darüber angeordneten Gehäuse (5), wobei an der Innenseite des Gehäuses (5) eine Schicht aus Mikrokugeln (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokugeln (6) hohl sind.
2. Solarsensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlkugeln (6) eingeklebt sind.
3. Solarsensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlkugeln (6) eingeschmolzen sind.
4. Solarsensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlkugeln (6) aus Glas gefertigt sind.
5. Solarsensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass der äußere Durchmesser der Mikrohohlkugeln (6) 40 μm bis 70 μm beträgt.
6. Solarsensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Mikrohohlkugeln (6) aus einer einzigen Lage oder einer geringen Anzahl von Lagen aufgebaut ist.
7. Solarsensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlkugeln (6) mit einem Gehäuse (5) bildenden Kunststoff in einem Zweikomponenten-Spritzverfahren verarbeitbar sind.
PCT/EP2006/006313 2005-07-06 2006-06-29 Solarsensor Ceased WO2007003339A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06762274A EP1899694A1 (de) 2005-07-06 2006-06-29 Solarsensor
US12/000,017 US20080203274A1 (en) 2005-07-06 2007-12-06 Solar sensor

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005031546.1 2005-07-06
DE102005031546 2005-07-06
DE102005043955.1 2005-09-15
DE102005043955A DE102005043955B4 (de) 2005-07-06 2005-09-15 Solarsensor

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/000,017 Continuation US20080203274A1 (en) 2005-07-06 2007-12-06 Solar sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007003339A1 true WO2007003339A1 (de) 2007-01-11

Family

ID=37155998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/006313 Ceased WO2007003339A1 (de) 2005-07-06 2006-06-29 Solarsensor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20080203274A1 (de)
EP (1) EP1899694A1 (de)
DE (1) DE102005043955B4 (de)
WO (1) WO2007003339A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080127964A1 (en) * 2006-11-27 2008-06-05 Jiahua Han Sun tracker

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670774A (en) * 1995-01-25 1997-09-23 Control Devices, Inc. Photosensor to detect the direction of incidence and intensity of optical radiation
DE20316117U1 (de) * 2003-05-22 2004-01-08 Preh-Werke Gmbh & Co. Kg Solarsensor
US20060131476A1 (en) * 2003-05-22 2006-06-22 Preh Gmbh Solar sensor having microspheres on the inside face of the protective cap

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041770C1 (de) * 1990-12-24 1992-07-16 Hella Kg Hueck & Co, 4780 Lippstadt, De
DE10062932C2 (de) * 2000-12-16 2003-08-21 Siemens Ag Sonnensensor für Kraftfahrzeugklimaanlagen
JP2002221607A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Kyoritsu:Kk 光散乱板
US20040120140A1 (en) * 2002-03-27 2004-06-24 Fye Michael E. Illuminated graphics using fluorescing materials
DE10323709A1 (de) * 2003-05-22 2004-12-09 Preh Gmbh Solarsensor
JP2005049637A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Seiko Epson Corp 駆動回路及びその保護方法、電気光学装置並びに電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670774A (en) * 1995-01-25 1997-09-23 Control Devices, Inc. Photosensor to detect the direction of incidence and intensity of optical radiation
DE20316117U1 (de) * 2003-05-22 2004-01-08 Preh-Werke Gmbh & Co. Kg Solarsensor
US20060131476A1 (en) * 2003-05-22 2006-06-22 Preh Gmbh Solar sensor having microspheres on the inside face of the protective cap

Also Published As

Publication number Publication date
US20080203274A1 (en) 2008-08-28
DE102005043955A1 (de) 2007-01-11
EP1899694A1 (de) 2008-03-19
DE102005043955B4 (de) 2007-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10124370B4 (de) Optisches Element mit Totalreflexion
EP4323692A1 (de) Beleuchtbare verglasung
EP4241016A1 (de) Verglasung
DE102007036492B4 (de) Optische Sensorvorrichtung
DE69432588T2 (de) Multifunktionaler lichtsensor fuer ein fahrzeug
EP2561270A1 (de) Flächenlichtquelle
EP3790756B1 (de) Bedien- und/oder anzeigeelement für ein kraftfahrzeug
EP2028048B1 (de) Dekorationskörper mit beleuchtbaren Dekorelementen
WO2020156737A1 (de) Fahrzeugscheibe mit lichtstreuschicht
WO2009015988A1 (de) Vorrichtung zur bestimmung der reflexionseigenschaften einer grenzfläche
DE10032509B4 (de) Kraftfahrzeugsignalvorrichtung mit verbesserten Mitteln zur Lichtstreuung
WO2021023743A1 (de) Leuchtfolie mit mikrooptischer struktur
DE102005043955B4 (de) Solarsensor
DE102004055060A1 (de) Sensoreinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE19703398A1 (de) Glasbauelement für die Beleuchtung von Innenräumen
DE102013213542A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie Gehäusebauteil für eine KFZ-Beleuchtungseinrichtung
DE112013001774T5 (de) Regensensor
EP1625429B1 (de) Solarsensor mit mikrokugeln auf der innenseite der abdeckkappe
EP1574880B2 (de) Sendeelement für Lichtschranken, Lichtgitter und dergleichen
EP2981989A2 (de) Anordnung zum konvertieren des von einer led-lichtquelle emittierten lichts
DE102014112546A1 (de) Lichtverteilvorrichtung und Leuchtvorrichtung
DE102005008885B4 (de) Lichtgitter
DE20316117U1 (de) Solarsensor
WO2006048193A1 (de) Sensorfeld sowie verfahren zu dessen herstellung
WO2025036865A1 (de) Beleuchtbare fahrzeugverglasung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006762274

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006762274

Country of ref document: EP