ES2579782T3

ES2579782T3 - Sensor de luz capacitivo multiplexado en tiempo, espacio y/o longitud de onda, y métodos relacionados

Info

Publication number: ES2579782T3
Application number: ES09155251.3T
Authority: ES
Inventors: Vijayen S. Veerasamy
Original assignee: Guardian Industries Corp
Current assignee: Guardian Industries Corp
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2016-08-16
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: US8634988B2; EP2664495B1; EP2664495A1; EP2100768B1; EP2100768A3; US20080234895A1; PL2100768T3; EP2100768A2

Abstract

Un metodo de puesta en funcionamiento de unas luces de vehiculo, comprendiendo el metodo: proporcionar un sensor de luz capacitivo (3900, 4226) configurado para detectar una presencia y una intensidad de la luz a lo largo de al menos una longitud de onda, estando cada longitud de onda mencionada asociada a un canal de salida respectivo del sensor de luz (3900, 4226); mantener un estado de encendido/apagado de las luces de vehiculo cuando no se detecta un cambio de flanco; y cuando se detecta un cambio de flanco: cuando los datos pasan de un valor alto a un valor bajo a traves de un primer umbral predefinido y permanecen mas bajos que el primer umbral predefinido durante un intervalo de persistencia, encender las luces de vehiculo, cuando los datos pasan de un valor bajo a un valor alto a traves de un segundo umbral predefinido y permanecen mas altos que el segundo valor de umbral predefinido para el intervalo de persistencia, apagar las luces de vehiculo, en donde el segundo umbral es igual al primer umbral mas un factor de histeresis caracterizado por llenar un bufer FIFO con los datos del al menos un canal de salida, llenandose el bufer FIFO con un numero predeterminado de puntos de datos a una frecuencia predeterminada; y detectar un cambio de flanco en los datos del bufer FIFO.

Description

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emanan del segundo conjunto de condensadores, y viceversa. Los conjuntos de condensadores primero y segundo se forman en las superficies opuestas de la PCB flexible. La EMI se detecta cuando los conjuntos de condensadores primero y segundo detectan sustancialmente de manera simultánea unas señales idénticas o similares.

En ciertas realizaciones de ejemplo, se proporciona un dispositivo electrónico que puede montarse en o sobre una ventana de vehículo. Se proporciona una placa de circuito impreso (PCB) flexible. Los circuitos de detección primero y segundo están formados en lados opuestos de la PCB flexible, comprendiendo cada circuito de detección mencionado una pluralidad de diferentes estructuras fractales. Un plano de tierra se localiza entre los circuitos de detección primero y segundo, estando el plano de tierra dispuesto con el fin de desacoplar los conjuntos de condensadores primero y segundo y para proteger el primer conjunto de condensadores de los campos que emanan del segundo conjunto de condensadores, y viceversa. El dispositivo electrónico está configurado para detectar la humedad en una superficie exterior de la ventana de vehículo, la humedad en una superficie interior de la ventana de vehículo, y la EMI.

En ciertas realizaciones de ejemplo, se proporciona un sensor de luz para un vehículo. Una placa de circuito impreso (PCB) soportada por una ventana de vehículo comprende unas capas exteriores primera y segunda y al menos una capa interior, estando la primera capa exterior más cerca de un interior del vehículo y estando la segunda capa exterior más cerca de un exterior del vehículo. Un sensor de luz flip-chip está montado en una superficie interior de la primera capa exterior de la PCB, incluyendo el sensor de luz flip-chip al menos dos conjuntos de sensores de luz, y estando cada conjunto de sensores mencionado configurado para detectar la luz de una longitud de onda predeterminada. La circuitería lógica programada está configurada para establecer un estado de las luces de vehículo en función del sensor de luz. Los al menos dos conjuntos de sensores de luz están dispuestos con el fin de ver a través de un orificio formado en la PCB, actuando el orificio en la PCB como una lente.

En ciertas realizaciones de ejemplo, se proporciona una placa de circuito impreso (PCB) flexible soportada por una ventana de vehículo. Se proporciona una primera capa exterior, estando la primera capa exterior más cerca de un interior del vehículo y formándose a partir de un polímero flexible. Se proporciona una segunda capa exterior, estando la segunda capa exterior más cerca de un exterior del vehículo y formándose a partir de un polímero flexible. Se proporciona al menos una capa interior sustancialmente metálica. Un sensor de luz que comprende un sensor de luz flip-chip está montado en una superficie interior de la primera capa exterior de la PCB, incluyendo el sensor de luz flip-chip al menos dos conjuntos de sensores de luz, y estando cada conjunto de sensores mencionado configurado para detectar la luz de una longitud de onda predeterminada. La circuitería lógica programada está configurada para establecer un estado de las luces de vehículo en función del sensor de luz. Los al menos dos conjuntos de sensores de luz están dispuestos con el fin de ver a través de un orificio formado en la PCB, actuando el orificio en la PCB como una lente.

En ciertas realizaciones de ejemplo, se proporciona una ventana de vehículo. Unos sustratos de cristal separados sustancialmente paralelos primero y segundo se laminan juntos por medio de una capa inclusiva de polímero. Se proporciona una capa opaca. Una placa de circuito impreso (PCB) incluye un sensor de luz que comprende un sensor de luz flip-chip, incluyendo el sensor de luz flip-chip al menos dos conjuntos de sensores de luz, estando cada conjunto de sensores mencionado configurado para detectar la luz de una longitud de onda predeterminada. Un adhesivo une el sensor de luz a la PCB. Un orificio está formado en la PCB y la capa opaca con el fin de permitir a los conjuntos de sensores de luz ver a través del orificio formado en la PCB y la capa opaca. Un estado de las luces de vehículo puede ajustarse en función del sensor de luz. La PCB está localizada o está soportada en el parabrisas del vehículo.

En ciertas realizaciones de ejemplo, se proporciona un método para hacer funcionar las luces de vehículo. Un sensor de luz capacitivo está configurado para detectar una presencia y una intensidad de la luz a lo largo de al menos una longitud de onda, estando cada longitud de onda mencionada asociada a un canal de salida respectivo del sensor de luz. Un búfer se llena con datos del al menos un canal de salida, llenándose el búfer con un número predeterminado de puntos de datos a una frecuencia predeterminada. Un cambio de flanco se detecta en los datos del búfer. Un estado de encendido/apagado de las luces de vehículo se mantiene cuando no se detecta un cambio de flanco. Al detectarse un cambio de flanco, cuando los datos pasan de un valor alto a un valor bajo a través de un primer umbral predefinido y permanecen más bajos que el primer umbral predefinido durante un intervalo de persistencia, las luces de vehículo se encienden, y cuando los datos pasan de un valor bajo a un valor alto a través de un segundo umbral predefinido y permanecen más altos que el segundo valor umbral predefinido para el intervalo de persistencia, las luces de vehículo se apagan. El segundo umbral es igual al primer umbral más un factor de histéresis.

En ciertas realizaciones de ejemplo, se proporciona un método para hacer funcionar las luces de vehículo. Un sensor de luz capacitivo está configurado para detectar la presencia y la intensidad de la luz a lo largo de tres longitudes de onda, estando cada longitud de onda mencionada asociada, respectivamente, a los canales de salida primero, segundo y tercero del sensor de luz. Un búfer se llena con los datos de los canales de salida, llenándose el búfer con un número predeterminado de puntos de datos a una frecuencia predeterminada. Un cambio de flanco se detecta en los datos del búfer. Se determina una velocidad del vehículo. Cuando la velocidad del vehículo supera un primer umbral de velocidad, se añade un factor de histéresis de velocidad predefinida a los umbrales primero y

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En ciertas realizaciones de ejemplo, el sensor capacitivo 5 interactúa con un bus de interconexión local (bus LIN) de un vehículo. Un bus LIN (no mostrado) normalmente es un bus en serie al que están conectados los dispositivos esclavos en un automóvil. Un bus LIN normalmente ejecuta un protocolo(s) de enlace con los dispositivos esclavos para garantizar que están, por ejemplo, conectados y son funcionales. Además, un bus LIN puede proporcionar otra información a los dispositivos esclavos, tal como, por ejemplo, la hora actual.

En ciertas realizaciones de ejemplo, el sensor capacitivo 5 incluye una pluralidad de condensadores en la forma de cualquier conjunto adecuado.

La figura 1(b) es una vista en sección transversal de una ventana de vehículo que incluye un sensor de humedad de acuerdo con una realización de ejemplo. Un parabrisas del vehículo incluye un sustrato de cristal interior 1 y un sustrato de cristal exterior 2 que se laminan entre sí mediante una capa intermedia inclusiva de polímero 3 de un material como el butiral de polivinilo (PVB) o similares. Un recubrimiento de baja-E (baja emisividad) opcional 4 puede proporcionarse en la superficie interior del sustrato de cristal exterior 2 (o incluso en la superficie del sustrato 1) en ciertas realizaciones de ejemplo. Un recubrimiento de baja-E 4 incluye normalmente al menos una capa reflectante de IR delgada de un material tal como plata, oro o similares intercalada entre al menos las capas dieléctricas primera y segunda del material, tal como nitruro de silicio, óxido de estaño, óxido de zinc, o similares. Unos recubrimientos de baja-E de ejemplo, con fines de ejemplo y sin limitación, se describen en las patentes de Estados Unidos números 6.686.050, 6.723.211, 6.782.718, 6.749.941, 6.730.352, 6.802.943, 4.782.216, 3.682.528 y 6.936.347, cuyas divulgaciones se incorporan en el presente documento por referencia.

La figura 1(b) ilustra un condensador de ejemplo del sensor capacitivo. Mientras que el sensor capacitivo de la figura 1(a) normalmente incluye una pluralidad de condensadores en un conjunto, se muestra un solo condensador del sensor en la figura 1(b) con fines de simplicidad. Los otros condensadores son similares en sección transversal a la mostrada en la figura 1(b) en ciertos realizaciones de ejemplo. El condensador de ejemplo (C1, C2, C3 o C4) del sensor capacitivo mostrado en la figura 1(b) incluye un par de electrodos de condensador coplanarios o sustancialmente coplanarios separados 7 y 8. Los electrodos 7 y 8 son de un material conductor que puede imprimirse o formarse de otra manera en la ventana. Por ejemplo, los electrodos de condensador 7 y 8 del condensador de detección pueden estar hechos de o incluyen plata, ITO (óxido de indio y estaño), u otro material conductor adecuado. En ciertas realizaciones de ejemplo, el condensador mostrado en la figura 1(b) se ve afectado por una gota de lluvia en la superficie exterior de la ventana porque el campo eléctrico Es del condensador se extiende hasta o más allá de la superficie exterior de la ventana como se muestra en la figura 1(b), y por lo tanto puede interactuar con la gota de lluvia u otro material en la superficie exterior de la ventana. Las señales recibidas desde y/o relativas al condensador de detección(s) y el análisis de las mismas se describe en el presente documento.

En la realización de la figura 1(b), una capa aislante opaca 9 (por ejemplo, sinterizada o esmaltada de negro, o similares) se proporciona en la ventana a lo largo de los electrodos 7 y 8 con el fin de proteger los electrodos 7, 8 de la vista de un pasajero(s) que se sienta en el interior del vehículo. Por lo tanto, se apreciará que la capa opaca 9 solo se proporcione en una pequeña parte de la ventana, incluso en la zona en la que se localiza el conjunto capacitivo del conjunto de los sensores de lluvia de los condensadores. En ciertos casos de ejemplo, el conjunto capacitivo de los sensores de lluvia y por lo tanto la capa opaca 9 puede localizarse en un parabrisas de vehículo en una zona próxima al soporte de montaje del espejo retrovisor. En ciertas realizaciones de ejemplo, la capa opaca 9 (por ejemplo, sinterizada o esmaltada de negro) puede ponerse en contacto directamente con el patrón fractal de los electrodos de condensador 7, 8 debido a que la capa 9 no es conductora. Sin embargo, incluso si una capa sinterizada de negro 9 fuese conductora (lo que es posible), su constante dieléctrica está próxima a la del agua de manera que no interferirá de manera adversa con la captura de los datos de y/o relacionados con los condensadores C1-C4 y el análisis asociado.

La figura 2A es una vista superior o en planta que ilustra un ejemplo de un conjunto de sensores capacitivo que incluye cuatro condensadores C1, C2, C3 y C4. Cada uno de estos condensadores C1, C2, C3 y C4 incluye unos electrodos de condensador coplanarios separados primero y segundo 7 y 8 como se muestra en la figura 1(b) (o cualquiera de las figuras 1(c)-1(f)). Los electrodos de condensador 7 y 8 de cada condensador C1-C4 pueden estar hechos de plata conductora sinterizada o similares, como se muestra en la figura 2A. Por otra parte, en ciertas realizaciones de ejemplo, puede haber un hueco 22 de aproximadamente 0,2 a 1,5 mm, más preferentemente de aproximadamente 0,3 a 1,0 mm (por ejemplo, 0,6 mm), entre los electrodos de condensador coplanarios 7 y 8 de un condensador (C1, C2, C3 y/o C4) como se muestra en la figura 2A. En la realización de la figura 2A, los condensadores C1-C4 están cubiertos con una capa sinterizada de negro aislante 9 que es la misma que la capa opaca 9 tratada anteriormente con respecto a la figura 1(b). En la figura 2A, se proporciona un conjunto de terminal de contacto en el centro del conjunto de sensores, e incluye cuatro terminales de contacto eléctricamente conectados a los respectivos electrodos 7 de los condensadores C1-C4, y cuatro terminales de contacto conectados eléctricamente a los respectivos electrodos 8 de los condensadores C1 C4. Un terminal de contacto de ejemplo se denomina por el número de referencia 28 en la figura 2A. Las cuatro terminales de contacto de color blanco 28 de la figura 2A están conectados eléctricamente a los respectivos electrodos de condensador 7 de los condensadores C1-C4, mientras que los terminales de contacto de color gris oscuro 28 en la figura 2A están conectados eléctricamente a los respectivos electrodos de condensador 8 de los condensadores C1-C4. Todos los condensadores de detección

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reenvía al integrador 72. La salida del integrador 72 se envía al comparador 73. El comparador 73 decide si su entrada es más alta o más baja que un umbral predeterminado y puede sacar una señal de un solo bit basándose en la misma, un flujo de bits, para el circuito de retención 75 (obsérvese que el cuantificador 74 en la figura 27 puede incluir tanto el comparador 73 como el circuito de retención 75). La salida del comparador se recibe por el circuito de retención 75 para su muestreo. Una forma de reducir el ruido es aumentar la velocidad del reloj del reloj 62; por ejemplo, una tasa de muestreo de al menos el doble de la frecuencia de entrada máxima, con incrementos adicionales que se denomina como una tasa de sobremuestreo. La salida de flujo de bits digital del circuito de retención se recibe por el filtro digital de paso bajo 66. Se usa el filtro de paso bajo, porque a veces se desea obtener el nivel de señal promedio de la corriente de bits. La salida digital puede ser una señal serie de un solo bit con una tasa de bits mucho más alta que la tasa de datos, y su nivel medio puede representar un nivel de señal de entrada medio. El bucle de retroalimentación, como el de la figura 27, incluye un convertidor digital a analógico (DAC) 77 que pueden ser del tipo de un bit o de cualquier otro tipo adecuado. Los datos filtrados 68 se leen a través de un interfaz serie 69 o similares y se envían a un ordenador que hace los cálculos de correlación para los fragmentos de los paquetes de datos.

La figura 30 ilustra otro ejemplo de una modulación sigma-delta de acuerdo con un ejemplo. El modulador sigmadelta de la figura 30 recibe una entrada analógica del circuito de detección de la figura 4, 5 que alcanza el primer añadidor o sumador 70. El esquema de modulador sigma-delta de la figura 30 es el mismo que el de la figura 29 tratado anteriormente, excepto que se proporcionan un segundo añadidor o sumador 70’ y un segundo integrador 72’‚ en el modulador de la realización de la figura 30.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 4, cada condensador (C1, C2, C3, C4) se descarga antes de cargar el siguiente, en ciertas realizaciones de ejemplo. El proceso de descarga de cada condensador se describe en relación con el pulso de borrado, con respecto a las figuras 5-6.

La figura 5 es un diagrama de circuito del circuito de detección de la figura 4, con respecto a un ciclo de borrado. Durante un ciclo de borrado, un condensador previamente cargado (C1, C2, C3 y/o C4) se descarga antes del siguiente ciclo de escritura. La figura 6 incluye unas señales de ejemplo usadas durante el ciclo(s) de borrado. No se realiza ninguna lectura durante la fase de borrado, en ciertos casos de ejemplo. Durante un ciclo o fase de borrado, Q7 está apagado (el pulso de escritura ClkWr no está presente), y los transistores Q5 y Q6 están encendidos por un pulso de borrado CLKER (véase también la figura 6). Por lo tanto, el condensador (C1, C2, C3 y/o C4) descarga a tierra (por ejemplo, V = 0) o a tierra virtual (VG), como lo hace Cint. Una vez más, Cint imita la capacitancia del sensor Cs. Una vez que las capacitancias Cs y Cint se han conectado a tierra y descargado, el pulso de borrado y el ciclo terminan. A continuación, el siguiente condensador (C1, C2, C3 o C4) en la secuencia puede prepararse, cargarse, y leerse.

Por lo tanto, haciendo referencia a las figuras 4-6, se apreciará que, de acuerdo con ciertas realizaciones de ejemplo un sensor de lluvia comprende: un circuito de detección que comprende al menos unos condensadores de detección primero y segundo (por ejemplo, C1 y C2) que son sensibles a la humedad en una superficie externa de una ventana, y al menos un condensador de imitación (Cint) que imita al menos la carga y/o la descarga de al menos uno de los condensadores de detección primero y segundo; en el que un pulso de escritura (Clkwr) hace que se cargue al menos el primer condensador de detección (por ejemplo, C1), y un pulso de borrado (CLKEr) hace que se descarguen sustancialmente cada uno de entre el primer condensador de detección (por ejemplo, C1) y el condensador de imitación (Cint) a descargarse de manera sustancial; en el que la presencia de lluvia en la superficie externa de la ventana en un campo de detección del primer condensador de detección (por ejemplo, C1) hace fluctuar una tensión (véase Vo o Vsalida) en un electrodo de salida del condensador de imitación (Cint) de manera proporcional a la fluctuación de la tensión en un electrodo de salida (8) del primer condensador de detección (por ejemplo, C1), a pesar de que la lluvia no esté presente en un campo del condensador de imitación (Cint); y en el que la lluvia se detecta basándose en una señal de salida (véase Vo o Vsalida) del electrodo de salida del condensador de imitación (Cint), en el que la señal de salida se lee al menos entre un extremo del pulso de escritura (Clkwr) y un principio del pulso de borrado (CLKEr) (véase la zona de "lectura" en la figura 6).

Haciendo referencia aún a la figura 5, en ciertas realizaciones de ejemplo, durante el ciclo de borrado, el pulso de borrado CLKEr hace que el condensador (C1, C2, C3 y/o C4) y por lo tanto también la capacitancia imitación Cint se descargue a tierra (por ejemplo, un potencial fijo como V = 0) (véase el símbolo de tierra convencional en la figura 5). Sin embargo, en otras realizaciones de ejemplo, se ha descubierto que una tierra fija puede conducir a ciertos problemas. Por lo tanto, en tales otras realizaciones de ejemplo, durante el ciclo de borrado el pulso de borrado CLKEr hace que el condensador (C1, C2, C3 y/o C4) y por lo tanto también la capacitancia de imitación Cint se descargue a una tierra virtual VG que es flotante (véase VG y el símbolo de tierra en la figura 5). Dicho de otra manera, un electrodo de cada uno de los condensadores C1-C4 es flotante. Puede estar en un potencial/tensión de flotación o de referencia. Se ha descubierto que una tierra flotante o virtual puede ser muy ventajosa en ciertas realizaciones de ejemplo (por ejemplo, una tierra flotante y/o el electrodo(s) de condensador pueden conducir a una reducción significativa en los problemas de interferencia EMI). Por ejemplo, una tierra flotante o virtual de este tipo puede ayudar a reducir la posibilidad de que el sistema de sensores sea engañado por la interferencia EMI. A este respecto, se hace referencia a las figuras 28(a) y 28(b) (junto con la figura 5).

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de ejemplo, cuando se determina que hay una coincidencia o una coincidencia sustancial entre la curva de autocorrelación asociada a los datos autocorrelacionados del circuito de la figura 4-5 y una curva de autocorrelación de no humedad predeterminada tal como la de la figura 11C o figura 11D, entonces esto puede considerarse como un evento de no-lluvia y puede indicarse que no está lloviendo, los limpiaparabrisas pueden aparcarse y/o no accionarse (véase la etapa S808). Sin embargo, en ciertas realizaciones de ejemplo, cuando se determina que hay una coincidencia o una coincidencia sustancial entre la curva de autocorrelación asociada a los datos autocorrelacionados del circuito de la figura 4-5 y una curva de autocorrelación relacionada con la humedad predeterminada tal como la de la figura 11A o la figura 11B, entonces esto puede considerarse un evento de lluvia y puede indicarse que está lloviendo, los limpiaparabrisas pueden accionarse y/o mantenerse en movimiento. Además de las curvas de autocorrelación predeterminadas de las figuras 11A-11D, otras huellas digitales de referencia puede almacenarse y/o compararse con las instantáneas de correlación observadas en otras realizaciones de ejemplo.

Volviendo a la figura 8, en la etapa S806 se determina si se cumple cada una de las tres condiciones expuestas en la parte inferior del cuadro S804. En particular, se determina en S806 si cada una de las siguientes se cumple: (a) los datos autocorrelacionados no tienen valores negativos; (b) un gradiente de una curva de autocorrelación asociada a dichos datos autocorrelacionados es mayor que un valor predeterminado, tal como uno; y (c) la forma de la curva de autocorrelación asociada a los datos autocorrelacionados del circuito de la figura 4-5 es diferente de la curva de autocorrelación predeterminada asociada a los datos de autocorrelación no perturbados. Si todas ellas no se cumplen, esto es una indicación de un evento de no-lluvia y el proceso pasa a la etapa S808 en la que se aparcó el limpiaparabrisas(s) del vehículo (si se movían) o se mantienen parados, y comienza la inicialización S800 de nuevo. Sin embargo, si todos estos requisitos se cumplen en S806, entonces el proceso pasa a S810 y los limpiaparabrisas del vehículo (por ejemplo, el limpiaparabrisas del parabrisas) se activan a su velocidad más baja.

Con fines de ejemplo solamente, y de comprensión, la figura 13 ilustra un ejemplo de autocorrelación. En la figura 13, los valores de (o en relación con) un condensador de detección C1 son, en tiempos secuenciales -t2, -t1, t0, t1, t2 y t3 están en 0, 0, 1, 1, 0 y 0, respectivamente. La autocorrelación para el tiempo 0 (ac0) se determina multiplicando los valores relativos a C1 de una manera no-desplazada, y a continuación añadiendo o sumando los resultados. Puede verse en la figura 13 que ac0 es igual a 2 en este caso. Por lo tanto, en la gráfica de autocorrelación en la parte inferior de la figura 13, se hace una entrada en la gráfica en el tiempo 0 para un valor de autocorrelación de 2. Obsérvese que la gráfica de autocorrelación en la parte inferior de la figura 13 es similar, pero más sencilla, que la gráfica de autocorrelación en la figura 10 y los valores de autocorrelación pueden obtenerse para la figura 10 de una manera similar. A continuación, haciendo referencia aun a la figura 13, la autocorrelación se realiza usando los valores de capacitancia en relación con C1 para el siguiente momento en el tiempo para obtener un valor de autocorrelación ac1. Este siguiente valor de autocorrelación (ac1) se obtiene desplazando la secuencia de fila inferior de los valores de C1 en relación con la fila superior, como se muestra en la figura 13 y, a continuación, multiplicando los valores de las filas, que se alinean entre sí y sumando los resultados. La figura 13 ilustra que ac1 es igual a 1 para el tiempo 1. Por lo tanto, este valor de autocorrelación de 1 para el tiempo t1 puede introducirse en la gráfica en la parte inferior de la figura 13 y se traza una línea entre los dos puntos de datos introducidos con fines de ejemplo y comprensión. A continuación, para el siguiente valor de tiempo (o retraso), la fila inferior se desplaza de nuevo sobre otro segmento en relación con la fila superior y se repite el proceso, y así sucesivamente. Puede observarse que la autocorrelación representada en la figura 10 puede obtenerse de una manera similar. En la figura 13, se apreciará que la correlación cruzada puede realizarse sustituyendo los valores relacionados con C1 en la fila inferior con valores de o en relación con otro condensador como C2 (o C3 o C4).

El examen de autocorrelación y/o de correlación cruzada también puede ayudar a distinguir entre, por ejemplo, la lluvia ligera y la lluvia intensa. Por ejemplo, si solo la autocorrelación en el tiempo es alta (y la correlación cruzada es baja), entonces probablemente solo sea lluvia ligera. La figura 12A es una matriz de correlación a modo de ejemplo que muestra una lluvia ligera. Es de destacar que en la figura 12A, las correlaciones entre C1 y C1, C2 y C2, C3 y C3, y C4 y C4 (estas son autocorrelaciones) a lo largo de un período de tiempo dado son altas, mientras que el resto de las correlaciones (las correlaciones cruzadas) son bajas. Por hipótesis y los datos experimentales confirmados, una matriz de este tipo indicaría una lluvia ligera.

Por otra parte, si tanto la autocorrelación como la correlación cruzada en el tiempo entre las señales de condensador son altas, probablemente sea lluvia rápida. La figura 12B es una matriz de correlación a modo de ejemplo que muestra lluvias intensas. En la figura 12B, no solo son altas las autocorrelaciones de los condensadores individuales (es decir, las autocorrelaciones son las correlaciones entre C1 y C1, C2 y C2, C3 y C3, y C4 y C4), las correlaciones cruzadas entre los diferentes condensadores también son en general altas (la correlaciones en la figura 12B que van en diagonal desde la parte superior izquierda hasta la parte inferior derecha son las autocorrelaciones, y el resto son las correlaciones cruzadas). Por hipótesis y los datos experimentales confirmados, una matriz de este tipo indicaría una lluvia rápida. El grado de correlación cruzada puede cuantificarse para determinar la velocidad relativa de la lluvia. Estos datos pueden, a su vez, usarse para desencadenar diferentes velocidades de limpieza, de manera que sean apropiadas para la velocidad de la lluvia. Por ejemplo, mientras más altas sean las correlaciones cruzadas que son altas, más altas será la velocidad de limpiaparabrisas a usarse.

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ejemplo pueden ayudar a desacoplar las conjuntos de condensadores húmedos y secos.

Como ejemplos de las capas interiores, la figura 33 muestra una primera capa interior de ejemplo de un sensor de acuerdo con una realización de ejemplo, y la figura 34 muestra una segunda capa interior de ejemplo de un sensor de acuerdo con una realización de ejemplo. En la figura 33, la mayoría de la capa es metálica 3302 (por ejemplo, cobre) y está a un potencial de tensión. Además de proporcionar protección, la capa metálica 3302 también hace que sea difícil para los campos del conjunto de condensadores húmedos acoplarse a los campos del conjunto de condensadores secos, y viceversa. Una serie de conductos o líneas conectados entre las capas proporcionan también alimentación a los chips. También se proporcionan las tierras digitales y analógicas 3304a, 3304b.

La primera capa interior mostrada en la figura 33 está más cerca de la primera capa exterior mostrada en la figura 32, mientras que la segunda capa interior mostrada en la figura 34 está más cerca de la segunda capa exterior mostrada en la figura 35. Como anteriormente, la mayoría de la capa es metálica 3402 (por ejemplo, cobre), y también se proporcionan las tierras digitales y analógicas 3404a, 3404b. Como puede verse en las figuras 33 y 34, las piezas de protección metálicas están colocadas en sus respectivas capas con el fin de que sean al menos adyacentes a los conjuntos de condensadores húmedos y secos, en los que los campos probablemente serán más fuertes.

La figura 35 muestra una segunda capa exterior de ejemplo de un sensor de acuerdo con una realización de ejemplo. La segunda capa exterior de la figura 35 está diseñada para localizarse en el interior del coche, en la cara de la PCB más alejada del conductor y el más cercano al cristal. Por lo tanto, la figura 35 incluye un conjunto de condensadores exterior o "húmedo" 3502, que puede estar formado de acuerdo con un patrón fractal en ciertas realizaciones de ejemplo. La capacitancia exterior puede medirse de un modo diferencial usando Cin+ y Cin-, así como en un modo de un solo extremo en ciertas realizaciones de ejemplo. Esto puede ayudar a reducir la relación señal a ruido considerablemente. Además, una resolución de RMS del sistema está por encima de 16 bits en ciertas implementaciones de ejemplo.

Como se ha señalado anteriormente, un problema asociado a las tecnologías de sensor actuales es una laminación ligera o estrés, o incluso una instalación inadecuada, entre el cristal y el sensor pone el sistema óptico fuera de alineación. Sin embargo, la unión de ciertas realizaciones de ejemplo, ayuda a reducir estos y/u otros problemas de alineación de precisión. En ciertas realizaciones de ejemplo, la PCB está unida a la superficie 4 del parabrisas usando un adhesivo. Por ejemplo, puede usarse una cinta adhesiva de doble cara para fijar la segunda capa exterior a la superficie 4 del parabrisas. En ciertas realizaciones de ejemplo, la PCB puede estar localizada detrás de la sinterización oscura impresa en el cristal. Una cinta adhesiva de doble cara puede proporcionar ventajosamente una estabilidad aumentada al sensor (especialmente en comparación con el diseño de patilla, que puede permitir el movimiento del sensor y/o de las patillas individuales directamente y/o la corrosión), mientras que sella también sustancialmente, reduciendo las posibilidades de que los residuos, la humedad y/o similares entren en contacto directo con el sensor y/o los componentes del mismo. En ciertas realizaciones de ejemplo, el cristal y/o la sinterización de cristal pueden tratarse en la proximidad de donde debe adherirse el sensor, por ejemplo, para facilitar el proceso de unión. Por ejemplo, un precursor a base de silano puede usarse para preparar la superficie para la adhesión. En ciertas implementaciones de ejemplo, una cinta adhesiva disponible comercialmente de 3M tal como las cintas de transferencia de adhesivo VHBTM con el adhesivo 100MP (que incluye F9460PC, F9469PC, y F9473PC) pueden usarse para fijar la PCB al parabrisas. Por supuesto, cualquier cinta adhesiva adecuada puede usarse en relación con ciertas realizaciones de ejemplo. Un ejemplo de esta disposición se muestra en la figura 37(a).

En vista de lo anterior, se apreciará que las líneas de campo de EM para los condensadores exteriores en ciertas realizaciones de ejemplo sondean solo el exterior del coche en la superficie del parabrisas y, en el interior, las líneas de campo de los condensadores exteriores se desvían a través de un "plano de tierra enterrado". En consecuencia, sus líneas de campo no sondean dentro del coche o miden la humedad desde el interior. El mismo razonamiento se aplica a los condensadores enfrentados en el interior, ya que sus líneas de campo "ven" el interior del coche. Las ondas EM de libre propagación (como las EMI) pueden afectar a ambos conjuntos de condensadores, y la ocurrencia de este evento es indicativa de un evento EMI como un rayo. El conjunto interior de condensadores también es capaz de recoger cambios sutiles en la capacitancia que se relacionan con el nivel de humedad. Se apreciará que la inclusión de un sensor de temperatura en el conjunto de PCB próximo a los condensadores interiores permite deducir con precisión el punto de rocío.

La figura 36 es una vista en sección transversal de una cubierta de PCB de ejemplo 3602 de acuerdo con una realización de ejemplo. La cubierta 3602 protege la PCB 3500, que se adhiere a la superficie 4 del sustrato de cristal interior 1 del parabrisas. La cubierta 3602 es sustancialmente en forma de M cuando se observa en sección transversal. Como tal, la tapa 3602 incluye una pluralidad de patas. En el ejemplo mostrado en la figura 36, se muestran tres de tales patas 3602a-c, con las patas izquierda y derecha 3602a, 3602b, y una pata central 3602c. Las patas izquierda y derecha 3602a, 3602b se perfilan hacia fuera con el fin de poner en contacto tanto la superficie 4 del parabrisas como la PCB 1500. Las piezas de plástico blando 3606a-c pueden añadirse a la tapa 3602 en las partes perfiladas de las patas izquierda y derecha 3602a, 3602b, así como en la superficie de la pata central 3602c que entra en contacto con la PCB 1500, con el fin de mantener la PCB en su lugar al tiempo que reduce las

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parado o viajando por debajo de cierta velocidad crítica. Sin embargo, si el vehículo cumple o supera un determinado umbral de velocidad, que se denota por V-velocidad-ésima, entonces el LS-Th-Br-Cont puede necesitar que se aumente en ciertas realizaciones de ejemplo. Por ejemplo, si el vehículo está viajando a una velocidad de aproximadamente 100 km por hora o más, puede añadirse un delta de aproximadamente 1.000 lux al LS-Th-Br-Cont.

Este delta se añadirá al LS-Th-Br-Cont hasta que el coche caiga por debajo de V-velocidad-ésima menos una Vvelocidad-histéresis. En tal caso, delta se puede devolver a 0. Un valor típico para V-velocidad-histéresis es de unos 30 kilómetros por hora.

Esta técnica de ejemplo puede usarse con un solo canal. Como alternativa, o además, esta técnica de ejemplo puede refinarse adicionalmente comparando los datos a través de los tres canales mencionados anteriormente. En el caso más simple, el umbral puede establecerse mediante el canal 1 (por ejemplo, el canal de banda ancha). La decisión de cuándo encender la luz puede basarse en 2 o más de los canales. En un caso más complicado, los flancos pueden detectarse a través de los tres canales. Por lo tanto, ciertas realizaciones de ejemplo implican detectar el flanco en el espacio y en el tiempo, así como la longitud de onda.

De hecho, pueden correlacionarse los cambios en los canales. Los canales 1 y 2 varían linealmente. Por lo tanto, si los canales 1 y 2 cambian, entonces el estado de luz debería cambiarse también. Este tipo de cambio podría sugerir un gran cambio en la luz de ambiente visible. Si el canal 1 cambia, pero el canal 2 no cambia, no debería haber ningún cambio en el estado. Este resultado es indicativo de un cambio en solo el espectro de IR. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando las nubes bloquean el sol. Si hay un cambio en el canal 3 y no el canal 2, no debería haber un cambio en el estado. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando un coche entra en un túnel.

La figura 42 muestra una circuitería de conjunto capacitiva de ejemplo de acuerdo con una realización de ejemplo. En la figura 42, las excitaciones 4202 se filtran por un filtro EMI 4204. Las excitaciones indicadas como EXC A y EXC B se procesan por los condensadores del conjunto capacitivo 4208. Un multiplexor 4216 multiplexa las señales del conjunto capacitivo 4208, unos convertidores de digital a analógico capacitivos 4210, una tensión positiva y negativa 4212a-b, y un sensor de temperatura 4214. La señal multiplexada del multiplexor 4216 se introduce en un convertidor de 24 bits 4220, junto con una señal de reloj generada por el generador de reloj 4218 y una tensión de referencia 4212c. Esta señal se filtra digitalmente usando un filtro digital 4222 y se introduce en un enlace de I2C 4224. La salida del sensor de luz 4226 y del sensor de humedad 4228 también se introduce en el enlace de I2C 4224.

El enlace de I2C 4224 está conectado a un puerto de I2C 4232 del procesador de 4230. Cada uno de entre el código de detección de luz 4238, el código de detección de humedad 4240, y el código de sensor de lluvia 4242 están conectados a unos primeros puertos UART y JTAG 4234 y 4236 del procesador 4230. Los códigos pueden implementarse como una circuitería de lógica programada (por ejemplo, cualquier combinación adecuada de hardware, software, firmware, y/o similares), y/o pueden almacenarse tangiblemente como instrucciones en un medio de almacenamiento legible por ordenador. El primer puerto JTAG 4236 también está conectado a una o más localizaciones de memoria. Las localizaciones de memoria mostradas en el ejemplo de la figura 42 son unas localizaciones de memoria SRAM y flash 4244a y 4244b. El procesador 4230 también incluye un puerto GPID 4246 y un segundo puerto UART 4248.

El segundo puerto UART 4248 está conectado a un transceptor LIN 4250 que está conectado finalmente a un bus LIN central 4252 del vehículo. El bus LIN 4252 está conectado a un controlador LIN maestro 4254, así como a un controlador de motor de limpiaparabrisas 4256. El controlador de motor de limpiaparabrisas 4256 controla en última instancia los limpiaparabrisas 4258 en función de las excitaciones 4202.

Por medio de un ejemplo y sin limitación, el AD7745 y AD7746 son unos convertidores de capacitancia a digital ∑-∆ de alta resolución, que pueden usarse en relación con ciertas realizaciones de ejemplo. Por supuesto, se apreciará que otros convertidores de capacitancia a digital ∑-∆ de alta resolución pueden usarse en relación con ciertas realizaciones de ejemplo. También a modo de ejemplo y sin limitación, el microprocesador puede ser un microcontrolador ADuC7128, que puede usarse en relación con un núcleo ARM7TDMI. Por supuesto, se apreciará que otros microprocesadores y/o microcontroladores pueden usarse en relación con ciertas realizaciones de ejemplo.

Se observa que en el presente documento el uso de la palabra "fractal" no se limita a un patrón fractal perfecto, y en su lugar también cubre los cuasi-fractales como los elementos poligonales y los patrones geométricos que tienen autoafinidad tales como los discutidos por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos números 6.809.692, 6.937.191, y/o 7.015.868, cuyas divulgaciones se incorporan en el presente documento por referencia.

Se observa que mientras los condensadores C1-Cn (donde n es dos, cuatro, diez o cualquier otro número adecuado) se prefieren como los dispositivos de detección en ciertas realizaciones de ejemplo de esta invención, es posible usar otros tipos de dispositivos de detección en lugar de o además de los condensadores en ciertos casos de ejemplo.

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Claims

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