CN115485140A - 车辆的层压玻璃窗,具有近红外检测系统的相关联的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆的层压玻璃窗(100a),其具有第一超透明玻璃片材(外部玻璃窗)、层压中间层和第二玻璃片材(内部玻璃窗),在该第二玻璃片材中具有通孔,其包括具有隐蔽涂层的部件。本发明还涉及这种具有红外检测系统的玻璃窗。

Description

车辆的层压玻璃窗,具有近红外检测系统的相关联的装置
技术领域
本发明涉及一种在车辆(特别是公路车辆或火车)中的与近红外检测系统相关联的层压玻璃窗,特别是挡风玻璃。本发明描述了一种使所述玻璃窗和所述红外检测系统结合的装置。
背景技术
特别是为了提高安全性,自动车辆的玻璃窗和相关技术不断发展。
激光遥感或LIDAR(英文表述“light detection and ranging”或“laserdetection and ranging”;法文为“détection et estimation de la distance par lalumière”或“par laser”的缩写)可用于自动驾驶汽车的前灯中。
最近,专利申请WO20180153012建议将在750 nm和1050 nm之间的近红外线中工作的LIDAR放置在包括两个超透明玻璃片材和红外过滤器的层压挡风玻璃后面。
这种视觉装置(与LIDAR相关联的玻璃窗)的性能可以得到改善。
为此,本发明涉及一种车辆的层压玻璃窗,特别是公路车辆(汽车、卡车、公共交通工具:公共汽车、长途汽车等)的层压玻璃窗或铁路车辆(特别是最大速度为至多90 km/h或至多70 km/h,特别是地铁、有轨电车)的层压玻璃窗,特别是弯曲的层压玻璃窗,特别是挡风玻璃,或者后窗玻璃,甚至是侧玻璃窗,其具有给定厚度E1(例如亚厘米),特别是对于公路车辆挡风玻璃为至多9 mm或7 mm或5 mm,所述玻璃窗包括:
- 第一玻璃片材,其特别是弯曲的,其旨在用作外部玻璃窗,其具有第一主外部面F1和朝向乘客舱定向的第二主内部面F2,如果是机动车辆,则具有的厚度优选地至多为4mm,且甚至至多为3 mm或2.5 mm,——特别是2.1 mm、1.9 mm、1.8 mm、1.6 mm和1.4 mm——且优选至少为0.7 mm或1 mm,
- 层压中间层(单层或多层),可选地为中性、透明、超透明或着色的(特别是灰色或绿色),由优选热塑性聚合物材料和更优选的聚乙烯醇缩丁醛(优选包括增塑剂的PVB)制成,优选地如果是道路车辆,则具有的厚度为至多 1.8mm,更好地至多1.2mm,且甚至更好地至多0.9mm(且更好地至少0.3mm,且甚至至少0.6mm),层压中间层可选地是声学的和/或可选地具有用于平视显示器(HUD)的层压玻璃窗(特别是挡风玻璃)的从顶部到底部呈楔形减小的横截面,层压中间层具有朝向F2定向的主面Fa和与Fa相对的主面Fb,
- 第二玻璃片材,其旨在用作内部玻璃窗,优选是弯曲的,且特别是着色的,具有在F2的侧上的第三主面F3和朝向乘客舱定向的第四主内部面F4,如果道路车辆,厚度优选小于第一玻璃窗的厚度,甚至至多3 mm或2 mm——特别是1.9mm、1.8mm、1.6mm和1.4mm——或甚至至多1.3mm,并且优选地至少0.7mm,第一和第二玻璃片材的厚度优选严格小于5或4mm,甚至小于3.7mm。
特别是二氧化硅-基、钠钙-基、优选钠钙硅-基、或铝硅酸盐-基或硼硅酸盐-基的第二玻璃片材具有按重量计的至少0.4%且优选至多1.5%的总氧化铁含量(以Fe2O3形式表示)。
特别是二氧化硅-基、钠钙-基、钠钙硅-基、或铝硅酸盐-基、或硼硅酸盐-基的第一玻璃片材具有按重量计最多0.05%(500 ppm)、优选最多0.03%(300 ppm)、最多0.015%(150ppm)、特别是大于或等于0.005%的总氧化铁含量(以Fe2O3形式表示)。第一玻璃片材的氧化还原度优选大于或等于0.15。第一玻璃片材和该部件优选为超透明玻璃。
根据本发明的玻璃窗进一步包括:
- 在第二玻璃片材的厚度中的通孔,该通孔为厘米级(尺寸)(沿第二玻璃片材的表面),由壁界定的孔,封闭的孔或开口的孔(凹口)(特别是在纵向边缘上),
- 在通孔中和可选地在通孔下方(在面F3下方齐平)和/或与面F4齐平或与面F4上方齐平的部件(特别是矿物的,例如玻璃,特别是超透明的或者聚合物),其至少在从800nm至1800nm,特别是从850nm至1600nm,特别是905±30 nm和/或1550±30 nm(对于LIDAR)范围内的红外“工作”波长处是透明的,该部件特别地具有至少0.3 mm的厚度,该部件优选地具有与(通孔的)壁接触或与壁间隔开至多5 mm的距离的边缘面。
根据本发明的部件具有:
- 朝向面F2定向的主“连接”表面,特别是裸露的或涂有功能层的主连接表面,该连接表面连接到面F2(裸露的或涂覆的),该连接表面例如通过(特别是热固性的)粘合剂或可选地不同于层压中间层(层压中间层具有可选的中间层通孔或部分孔)的热塑性连接膜(片)粘合,——特别是与层压中间层厚度不同和/或由与层压中间层不同的材料(优选热塑性的)制成的粘合剂或连接膜——或者连接表面连接到主面Fb(层压中间层在Fb侧上具有可选的部分中间层孔),并且面Fa连接到面F2,
- 和主“内”表面,其与连接表面相对。
该部件优选地在连接表面(而不是内表面)上包括隐蔽涂层,该隐蔽涂层形成选择性过滤器,该选择性过滤器在可见光范围内吸收并且在工作波长处是透明的。
于是,在具有隐蔽涂层的通孔区域中,层压玻璃窗在可见光范围内,特别是至少在400 nm至700 nm范围内的参考值下,或者甚至在从500到600 nm的整个范围内)具有特别是在0°的入射角θ(相对于部件的局部平面垂直)或者甚至优选地也在60°或者甚至高达60°的入射角下测量的优选至多10.0%、5.0%或1.0%或0.5%的总透射率,更好的是在400到600 nm之间或者甚至在从500到600 nm的整个范围内具有至多0.3%甚至至多0.1%的总透射率。
因此,根据本发明,为了达到层压玻璃窗的高透射水平,选择以下内容:
1)外部玻璃,其在目标的近红外区域中是超透明的,
2)内部玻璃,其在目标的近红外区域中比外部玻璃更具吸收性,并且必须是中空的。
这种解决方案比基于两块实心超透明玻璃片材的解决方案更有效。
此外,通过避免使用第二块超透明的玻璃片材,它提高了舒适性(车内的热量)、美观性并且更便宜。
作为一种杂质存在于大多数用于玻璃制造的天然原料(沙子、长石、石灰石、白云石等)中的氧化铁在可见光和近紫外区域中都进行吸收(由于铁离子Fe3+而有的吸收),尤其是在可见光和近红外区域中(由于亚铁离子Fe2+而有的吸收)。这就是氧化铁在第一玻璃片材中被还原的原因。
在第二玻璃片材中,可以选择具有较高含量的氧化铁。
此外,为了提高安全性,根据本发明的这个部件被添加在通孔中,为了不对检测系统(LIDAR、近红外检测等)的效率产生不利影响,其由在工作波长处透明的材料制成。隐蔽涂层用于从车辆外部隐藏该红外透射区域——或者甚至在所述工作波长处的红外检测系统(LIDAR等)——而不会对工作波长处的出色透射率产生不利影响。
隐蔽涂层优选占据(基本上)内表面或优选地连接表面的至少90%或95%或100%。
隐蔽涂层(优选通过液体途径沉积)可以直接位于部件的表面上(优选连接表面)或者位于诸如加热层的功能层上。
本发明特别适用于玻璃窗(挡风玻璃、窗户等),这些玻璃窗用于自动或半自动车辆:L2+、L3、L4和L5级(“完全”自动)以及机器人出租车(Robot Taxis)和穿梭车等车辆。
玻璃窗尤其是公路车辆的挡风玻璃相对于地面的角度通常在21°和36°之间,平均为30°。
本发明非常适合于隐蔽通孔的区域,该区域是用于LIDAR或近红外相机(SWIR,短波红外)的近红外透射区域。
优选地,在具有隐蔽涂层的所述通孔的区域中(红外透射区域),层压玻璃窗(包括第一玻璃片材、(热固性)粘合剂或热塑性连接膜和/或层压中间层,具有隐蔽涂层的部件)在特别是905±30nm和/或1550±30nm的工作波长处具有特别是在0°的入射角(相对于部件的局部平面垂直)或者甚至优选地也在60°或者甚至高达60°的入射角下测量的至少80%、85%、90.0%(或者如果具有抗反射元件,则至少91.0%)的总透射率,并且优选地在可见光范围内,特别是至少在400 nm至700 nm范围内的参考值下或者甚至在500nm至600 nm的整个范围内具有至多为1.0%或0.5%或0.1%的总透射率。
总红外透射率例如用分光光度计如来自Perkin Elmer的λ900测量。
优选地(在装配到玻璃窗中之前),具有所述隐蔽涂层的该部件具有:
- 在可见光范围内,特别是至少在从400 nm至700 nm的范围内的参考值下,或者甚至在从500nm至600 nm的整个范围内特别是在0°的入射角或者甚至优选地也在60°或者甚至高达60°的入射角下测量的至多为20%、15%、10.0%、5.0%或1.0%或0.5%的总透射率,更好的是在400和600 nm之间或者甚至在从500到600 nm的整个范围内具有至多为0.3%,甚至至多为0.1%的总透射率,
- 在特别是905±30nm和/或1550±30nm的工作波长处特别是在0°的入射角或甚至优选地也在60°或甚至高达60°的入射角下测量的至少85%、90.0%、91.0%或甚至至少92.0%(或甚至93%或94%,如果有抗反射元件的话)的总透射率。
具有隐蔽涂层(特别是有机的)的部件可以是层压的。特别地,它能承受层压过程中的温度和压力条件。
当涂层是有机的时,优选的是在沉积隐蔽涂层之前可选在高温下弯曲该部件(例如由玻璃制成)。
为了量化玻璃在可见光区域中的透射率,通常限定光透射系数,称为光透射,通常缩写为“TL”,在 380至780 nm 之间计算并应用于 3.2 mm或4 mm厚度的玻璃,根据标准ISO 9050:2003,因此考虑了标准 ISO/CIE 10526 限定的光源 D65 和标准 ISO/CIE10527 限定的 C.I.E 1931 标准色度观察器。
自然地,层压玻璃窗在没有孔的区域(挡风玻璃的中心区域)中的透光率TL优选为至少70%或75%、80%或85%、88%。
根据本发明的隐蔽涂层例如是固体层或者甚至是具有不连续性的层。这种隐蔽涂层可以是任何性质的:有机的或矿物的、油墨、清漆(特别是着色层,下面详述),它位于部件上并且另一个隐蔽涂层可以补充和/或完善隐蔽(出于美观原因等),例如隐藏全部或部分的检测系统(LIDAR、SWIR等)或者检测系统的附件,或者一个或多个(附近的)传感器,如下文详述。
在优选的实施例中,隐蔽涂层包含有机基质(特别是聚合物)和着色剂,特别是分散在所述基质中的着色剂,特别是有机颜料(即颗粒)或分子染料,特别是黑色的。因此,所述着色剂吸收(基本上全部)位于所述可见光范围内的光,并且在所述工作波长处是(基本上)透明的。
隐蔽涂层可以是亚毫米厚度,且甚至至多30或20 μm,例如至少2 μm或5 μm。
着色剂(特别是有机颜料或分子染料)优选地占隐蔽涂层按重量计的0.1%至10%,优选地占隐蔽涂层按重量计的0.2%至3%。
可以调节隐蔽涂层的厚度或着色剂的按重量计的百分比。
如果在其他条件相同的情况下,厚度减小,则工作波长处的透射率增加。
有机基质可以选自单体、低聚物或包含至少一个甲基丙烯酸酯官能团的聚合物、环氧化物、由PVB、胶乳、聚氨酯或丙烯酸酯的分散颗粒组成的清漆。
有机基质可以是通过尤其至多150℃且例如至多10分钟的干燥热处理固化的树脂,以除去有机溶剂。可选地,干燥可以在空气中进行。
隐蔽涂层可以包含任何着色剂(颜料,特别是有机或分子染料),其在红外范围内的透射率高于其在可见光范围内的透射率,例如黑色油墨,其基本上吸收可见波长并透射近红外波长。例如,着色层可以包含染料或油墨,例如 SpectreTM 油墨,例如 SpectreTM100、110、120、130、140、150 或 160 (Epolin, Newark, NJ); Mimaki 油墨,例如 MimakiES3、SS21、BS3、SS2 或 HS (Mimaki Global, Tomi-city, Nagano, Japan);或 Seiko 油墨,例如 Seiko 1000、1300、SG700、SG740 或 VIC(日本 Seiko Advance Ltd.)或来自MingBo Anti Forgery Technology Co ltd 的 IR9508 黑色油墨。
隐蔽涂层可以包含一种或多种黑色、青色、品红色或黄色染料,特别是分子染料、有机或无机颜料。
在隐蔽涂层中,着色剂可以特别选自Sudan Black B®或Nigrosine Solventblack 5或来自Epolin的着色剂N7527B,其是一种黑色分子染料。
隐蔽涂层可以包括化学(分子)染料或(有机和/或矿物)染料,或者两者都包括。
隐蔽涂层可以是丝网印刷层。可以通过选择印刷丝网的尺寸和/或稀释所用的油墨来调节厚度。
玻璃窗可以包括在可见光范围和工作波长处不透明的遮蔽层,特别是釉质(黑色等)或有机层(黑色等),其是面F2和/或面Fa或Fb上的涂层(特别位于Fa或Fb上的油墨,特别是黑色等),其位于通孔的边缘处,特别是在外围区域且甚至在中央,并且优选地沿着玻璃窗的(上部)纵向边缘。不透明遮蔽层例如位于面F2上。
然后,遮蔽层可以(至少在中心区域中)具有与所述通孔相对应的间隙(在玻璃窗的边缘面上是封闭的或开口的),并且优选地该间隙在所述通孔下突出至多50 mm、30 mm或20 mm或10 mm、7 mm或5 mm。
该不透明遮蔽层从外部遮蔽红外检测系统和/或例如它的外壳。不透明遮蔽层可以是印刷在层压中间层上(例如在PVB上)的基于PVB的层。不透明遮蔽层优选是连续层(用实心边缘或可替代的梯度边缘(图案组)整平)。遮蔽层可位于距离玻璃边缘面2 mm或3 mm(小于5 mm)处(最近)。不透明遮蔽层可以是框住玻璃窗(挡风玻璃等)的条带,特别是由具有加宽区域的黑色釉质制成,特别是在上部纵向边缘的中心位置中。因此,这在该遮蔽层中(例如在该加宽的区域中)产生了间隙。
另一个不透明遮蔽层(特别是黑色釉质或油墨等)可以在面F3或F4上,特别是面向不透明遮蔽层(甚至具有相同的性质,例如特别黑色釉质)。
在一个实施例中,不透明遮蔽层(或另一个遮蔽层)和隐蔽涂层:
- 使它们的边缘面对齐,或者甚至它们的主面可以部分地相互面对(侧向覆盖范围最大为50 mm)
- 最多偏移100 μm(边缘面是偏移的,无连续性或覆盖),以保持这种连续不透明(黑色)带的视觉印象。
特别地,如果希望限制隐蔽涂层的范围,隐蔽涂层的边缘面与间隙间隔(侧向)最多100 μm,以便用肉眼看不到不透明的中断,并且形成间隙边缘的遮蔽层的边缘面与通孔壁间隔(侧向)最多500 μm。
在不透明遮蔽层是沉积(印刷)在层压中间层(PVB)上的(PVB基)油墨的特定情况下,为了防止分层,油墨最好与所述通孔的边缘间隔至少1 cm。
更广泛地说,在一个有利的实施例中,根据本发明的玻璃窗包括在可见光范围内或者甚至在工作波长处不透明的遮蔽区,该遮蔽区存在于部件或者通孔的边缘处(例如沿着玻璃窗的上纵向边缘,特别是挡风玻璃的上纵向边缘),特别是与通孔间隔开至多50 mm、20 mm或10 mm的不透明遮蔽区,并且可选地(如果在工作波长处不透明)自通孔的区域不存在或向通孔的区域中突出至多20 mm或更好地10 mm或5 mm(特别是为了形成从外部看在可见光范围内不透明的连续或几乎连续的区域,其中在部件上具有隐蔽涂层)或甚至从部件的边缘突出至多5 mm或1 mm。该不透明遮蔽区域可以围绕通孔(如果封闭的话)。
不透明遮蔽区可以包括:
a)遮蔽层,其在可见光范围中和工作波长处是不透明的(在所述玻璃窗的外围),优选地向通孔的区域中突出至多10 mm或5 mm,或者从部件的边缘面突出至多5 mm或1 mm,其形式为:
- 至少一层膜,该膜的主体是不透明的
- 或(如上详述)在第一或第二片材的至少一个上的至少一个涂层,特别是位于F2和/或F4上,(和/)或位于层压中间层上,或位于面F2和面F3之间的(透明)亚毫米基底上,
b)和/或另一个隐蔽涂层,该隐蔽涂层在可见光范围内不透明并且在工作波长处透明,其特别是与所述隐蔽涂层具有相似性质的隐蔽涂层,特别是位于面F2或甚至F3上,或者位于面F2和面F3之间的(透明)亚毫米基底上,和甚至位于通孔下方。
类似于隐蔽涂层,另一个隐蔽涂层可以包含有机基质和着色剂,特别是有机的,特别是分散在所述基质中的有机颜料,着色剂吸收位于所述可见光范围内的光并且在所述工作波长处是透明的,该隐蔽涂层是亚毫米厚度的甚至至多30 μm。着色剂(特别是有机颜料)可以占隐蔽涂层的按重量计的0.1%至10%,优选地占所述另一个隐蔽涂层的按重量计0.2%至3%。
隐蔽涂层和另一个隐蔽涂层可以由具有不同成分百分比和/或厚度的相同材料制成。
另一个隐蔽涂层可以围绕通孔(如果封闭的话)。
承载不透明遮蔽层或另一个隐蔽涂层的(透明)基底可以是聚合物或由玻璃制成,特别是超透明和/或回火玻璃(优选在不透明遮蔽层沉积之后),特别是具有至多为0.3 mm或0.2 mm的厚度。因此,基底可以是超薄玻璃(UTG)。
部件上的隐蔽涂层将隐藏通孔的大部分,且甚至隐藏与该孔面对面的检测系统。
如果不透明遮蔽层(在面F2和/或F4等上)没有充分延伸,例如没有遮蔽外壳、LIDAR、用于附接LIDAR的系统,则另一个隐蔽涂层单独地或与不透明遮蔽层结合地执行该功能。
不透明遮蔽层和/或另一个隐蔽涂层(在面F2和/或F3上和/或在基底上)可以进一步遮蔽被称为检测区域的区域,该区域设置有(一个或多个)传感器,特别是可见光范围或远红外范围内的相机(热感相机)。然而,为此目的,不透明遮蔽层和/或另一个隐蔽涂层在该区域中具有(封闭的或开口的)间隙,用于允许来自由可见光相机所捕获的场景的光线通过,和/或在该区域中具有(封闭的或开口的)间隙,用于允许来自热感相机所捕获的场景的光线通过。
对于面F3下方的另一个隐蔽涂层,可以提供不同的范围,且特别是与部件间隔开:
- 另一个隐蔽涂层在所述通孔之外位于面F3下方,从外面延伸不透明遮蔽层或者遮蔽外围不透明遮蔽层的间隙,
- 另一个隐蔽涂层在所述通孔之外位于面F3下方,特别是从外面延伸不透明遮蔽层或遮蔽外围不透明遮蔽层的间隙,另一个隐蔽涂层具有至少一个开口或局部间断以用于允许光线通过,特别是用于至少一个附加传感器,特别是可见光相机或热感相机的传感器,特别是附接到面F4中的有孔板的相机,以用于允许所述光或电磁射线(热感相机)通过。
不透明遮蔽区(特别是另一个隐蔽涂层)可以围绕选定的封闭孔(存在于封闭孔的整个外围上),例如具有与该孔相似或类似的形状。它也可以是简单的几何形状(矩形等),其中内接有封闭的孔。
更一般地,玻璃窗可以包括特别根据b)所描述的另一个隐蔽涂层,其形成在可见光范围内吸收并且在工作波长处透明的选择性过滤器:
- 其在面F2上或者在亚毫米基底(聚合物或玻璃,特别是超透明和UTG)上,在面F2和面F3之间,面向所述隐蔽涂层(以调整外观等)和/或在部件的边缘处或甚至通孔的边缘处(以延伸隐蔽),且甚至延伸到面F3下方(例如挡风玻璃的中央外围区域)
- 和/或在第二玻璃片材的另一个通孔中的另一个部件(特别是玻璃的,其至少在“工作”波长处是透明的,优选与所述部件具有相同的材料或甚至厚度)的主面上(另一个部件的边缘面与另一个孔的壁接触或与另一个孔的壁间隔开至多5 mm甚至至多3 mm的距离)。
优选地,通孔或部件的表面的至少80%或90%或95%(甚至另一个通孔或另一个部件的表面的80%或90%或95%)从在可见光范围内不透明的遮蔽区(特别是根据a)的层)偏离。
隐蔽涂层可以由尤其至多为5的L*1,a*1和b*1(在L* a* b* CIE 1976颜色空间中限定的参数)限定。根据a)的不透明遮蔽层也可以由尤其至多为5的L*2,a*2和b*2限定,其中隐蔽涂层和不透明遮蔽层之间的色差ΔE*由以下公式给出:
ΔE* = √ (ΔL*2 + Δa*2 + Δb*2)。
优选地,ΔE*<4,更好的是ΔE*<2(人眼难以辨别),更好的是ΔE*<1(人眼无法辨别)。优选地,ΔL* < 1。另一个隐蔽涂层可以由尤其至多为5的L*3,a*3和b*3限定(在L* a*b* CIE 1976颜色空间中限定的参数)。
另一个隐蔽涂层和不透明遮蔽层a)之间的色差ΔE1*可以小于4,更好的是ΔE1*小于2或小于1。
另一个隐蔽涂层和隐蔽涂层之间的色差ΔE2*可以小于2或小于1。
优选地,隐蔽涂层或者甚至另一个隐蔽涂层具有基本相同的颜色(黑色等)作为外围不透明遮蔽层——根据a(黑色等)。
优选地,隐蔽涂层或甚至另一个隐蔽涂层由至少0.5或甚至至少1或甚至大于或等于3的光密度限定,特别是如果它位于要保护的区域(粘合区域等)中。
优选地,外围不透明遮蔽层(黑色等)特别由大于或等于2或3的光密度来限定,特别是如果它位于要保护的区域(粘合区域等)中。
优选地,内表面包括在所述工作波长处抗反射的元件,特别是在具有隐蔽涂层的所述通孔的区域中,所述玻璃窗在工作波长处具有至少88%或90.0%或91%的总透射率。
抗反射元件可以是抗反射涂层或纹理化(表面处理等)的内表面,特别是纳米纹理化的内表面。
例如,带有抗反射涂层的部件在550 nm处具有1.4至1.6的折射率n0,并且抗反射涂层在550 nm处具有至多1.3±0.2的折射率n1。
优选地,抗反射元件包括内表面上的抗反射涂层或者甚至由内表面上的抗反射涂层组成。
特别地:
- 抗反射涂层可以包括或者甚至由薄介电层(例如,氧化物和/或金属或氮化硅)的叠层组成,该薄介电层在工作波长下具有交替的高和低折射率,特别是通过物理气相沉积(PVD)获得的叠层,
- 或者抗反射涂层可以包括或者甚至由多孔二氧化硅层(特别是纳米多孔二氧化硅的溶胶-凝胶层)组成。
如果不改变抗反射性能,抗反射涂层也可以包含覆盖层。
根据本发明的特别是多孔二氧化硅的抗反射涂层可以有利地具有在50 nm至1μm之间且更优选地在70 nm至500 nm或300nm之间的厚度。
在第一多孔二氧化硅实施方案中,孔是纳米珠,特别是二氧化硅的非紧密堆叠的间隙,该层例如在文献US20040258929中有所描述。
在第二多孔二氧化硅实施方案中,多孔层通过沉积由NH3型蒸汽致密化的冷凝二氧化硅溶胶(二氧化硅寡聚物)获得,该层例如在文献WO2005049757中描述。
在第三多孔二氧化硅实施方案中,多孔层也可以是如文献EP1329433中所述的溶胶-凝胶型。
在第四多孔二氧化硅实施方案中,多孔层也可以是如文献WO2008/059170中所述的溶胶-凝胶型。因此,可以用造孔剂获得多孔层,所述造孔剂优选为聚合物珠。
多孔(或纳米多孔)二氧化硅层可以具有至少20 nm、50 nm或80 nm,优选至多120nm或100 nm的闭孔(小于层的厚度),可选地具有在自由表面方向上浓度增加的孔。这些孔可以具有拉长的形状,特别像米粒。甚至更优选地,孔可以基本上是球形或椭圆形的。优选地,大多数封闭孔或至少80%的封闭孔具有基本相同的形状,特别是细长的、基本球形或椭圆形。多孔二氧化硅层,特别是溶胶-凝胶,可以在没有高温热处理(特别是没有超过300℃或400℃的热处理)的情况下获得。
在需要高强度的应用(外墙、外墙等)的情况下,可以掺杂多孔二氧化硅以进一步提高其水解含量。掺杂元素可以优选地选自Al、Zr、B、Sn、Zn。
抗反射涂层,特别是多孔二氧化硅层(溶胶-凝胶)可以包括化学保护底层,特别是具有至多200nm的厚度,例如,特别是致密二氧化硅层,通过溶胶-凝胶于顶部有多孔二氧化硅的溶胶-凝胶功能层。底层可以基于二氧化硅或至少部分氧化的硅衍生物,其选自二氧化硅、亚化学计量的氧化硅、碳氧化物、氮氧化物或硅的氧碳氮化物。当底层表面由钠钙硅玻璃制成时,底层是有用的,因为它充当碱性物质的屏障。该底层优选具有至少5 nm的厚度,特别是10 nm和200 nm之间的厚度,例如80 nm和120 nm之间的厚度。
也可以在面F1上放置抗反射元件(抗反射涂层或纹理表面)。
面F1可以进一步包括功能层:疏水层等。
优选地,层压玻璃窗包括至多一个与所述通孔下方(且远离该部件)的中间层分离的特别是亚毫米的(在一个或两个面上有或没有涂层)功能性(聚合物或玻璃)膜,和/或至多两个或一个位于所述通孔下方(且远离该部件)、特别是在面F2上的功能性涂层。
在一个实施例中,层压玻璃窗不设有与所述通孔下方(且远离该部件)的中间层分离的特别是亚毫米的(在一个或两个面上有或没有涂层)功能性(聚合物或玻璃)膜,且甚至在所述通孔下方(且远离该部件)、特别是在面F2上包括至多一个功能性涂层。
通孔例如是封闭的(与开口的相反,例如在第二片材的边缘面中形成的空腔),特别是与第二片材的边缘面间隔开至少2 cm、5 cm、10 cm或甚至更多。
特别地,通孔通向所述上部纵向边缘或边缘面,或者是封闭的(被第二片材的玻璃壁包围),特别是在上部纵向边缘面附近。
该(聚合物或矿物的,特别是玻璃的)部件优选地具有至少0.1 mm或0.3 mm的厚度,并且如果需要的话具有至少0.7 mm的厚度,并且优选地具有至多3 mm或2.2 mm或2 mm或1.1 mm的厚度,特别是该部件小于通孔(就宽度和/或表面积而言)。可以基于所需的透射水平和/或所需的安全增强来选择厚度,并且(聚合物或矿物的,特别是玻璃的)部件可以具有与限定通孔的壁接触或间隔开至多5 mm、优选地间隔开至多2 mm,甚至范围从0.1 mm或0.3 mm到5 mm或3 mm或2 mm的距离的边缘面。优选地,该部件被间隔开(通过空的或填充的空间),但不太多,以保持其安全功能。
该部件可以是弯曲的(凸起的),遵循第一玻璃片材的曲率;特别地,该部件是弯曲的,并且是玻璃,特别是退火的或回火的,其遵循第一玻璃片材的曲率。
弯曲的、特别是凸起的部件(特别是由玻璃制成的)可以具有至少0.3 mm或0.5 mm或0.7 mm的厚度,并且遵循第一玻璃片材的曲率。在一个实施例中,该部件同时弯曲到第一和第二玻璃片材。抗反射元件优选在弯曲之前或弯曲期间生产。例如,它是抗反射涂层(具有造孔剂的溶胶-凝胶二氧化硅前体),其通过弯曲进行热处理(以消除造孔剂)以具有抗反射功能,例如形成纳米孔。隐蔽涂层优选在弯曲后产生。
弯曲(玻璃片材和/或该部件)的示例是未压制或压制重力弯曲,或者回火或半回火弯曲。
如果玻璃片材经受回火弯曲,则该玻璃片材是弯曲的,并且是回火玻璃。
(特别是由玻璃制成的)该部件可以是冷弯曲的(弯曲的)(由于其柔性),例如对于厚度至多为0.9 mm或0.7 mm的部件。(特别是由玻璃制成的)弯曲的部件可以例如具有小于0.7 mm的厚度(并且至少为0.1 mm或0.2 mm或0.3 mm)并且遵循第一玻璃片材的曲率。在一个实施例中,该部件是柔性的,并且例如在层压之前的组装过程中(以及在弯曲第一和第二玻璃片材之后),沿着第一玻璃片材的曲率弯曲。该部件还可以独立地进行热处理(可选地用于弯曲)和回火操作。因此,该部件可以由(薄的)回火玻璃制成,甚至是弯曲的玻璃。抗反射元件优选在所述热处理期间产生。例如,涂层(具有造孔剂的溶胶-凝胶二氧化硅前体)例如在弯曲期间被热处理(以消除造孔剂)以具有抗反射功能,例如形成纳米孔。隐蔽涂层优选在热处理后产生。
作为薄玻璃的示例,可以提到Corning的 Gorilla®玻璃、铝硅酸盐玻璃和可选的化学回火玻璃。
更广泛地说,该部件可以是聚合物的或矿物的。它优选包含按重量计至少90%或95%或99%或100%的矿物材料。
该部件可以由玻璃制成,优选是特别透明的,特别是退火的或(热)回火的或化学回火的或未经热处理的。退火可以由制造包括多孔二氧化硅层的抗反射涂层的方法产生(特别是消除造孔剂和/或致密化该层)。弯曲该部件的温度可用于形成二氧化硅层(特别是消除造孔剂和/或致密化该层)。
该部件可以由二氧化硅-基、钠钙-基、钠钙硅-基或铝硅酸盐-基或硼硅酸盐-基玻璃制成,特别是由超透明玻璃制成。该部件可以具有最多0.05%(500 ppm)、优选最多0.03%(300 ppm)和最多0.015%(150 ppm)、特别是大于或等于0.005%的按重量计的总氧化铁含量(以Fe2O3形式表示)。
该部件可以由 K9 硼硅酸盐或 BK7 熔融石英玻璃制成,或者由申请WO2014128016 或 WO2018015312 或 WO2018178278 中描述的玻璃制成。
特别是沿着第一玻璃片材的曲率弯曲的该片可以由玻璃制成,特别是回火玻璃,其具有按重量计至多0.05%的总氧化铁含量,特别地超透玻璃,特别地钠钙硅玻璃,特别地具有与第一玻璃片材的玻璃(特别是钠钙硅玻璃)的组成相同(或相似)的组成。
位于连接表面上的隐蔽涂层可以:
- 与面Fb(实心或部分开孔的中间层、单层或多层层压物,优选PVB)粘合接触,
- 或者涂有功能层(通过任何方式沉积在顶部,例如PVD或液体路径),该功能层与面Fb接触。
该部件的厚度的至少一部分(例如至少0.3 mm)在通孔中,甚至该部件的厚度是在通孔中。
连接表面可以与面F3之下齐平(特别是具有部分孔或局部减小厚度的层压中间层),或者与面F3齐平或与面F3之上齐平(在通孔中)。和/或内表面可以与面F4之下齐平(在通孔中)、与面F4齐平或与面F4之上齐平。
层压中间层可以包括PVB,可选地包括PVB/功能膜,例如具有绝热涂层的聚合物膜/PVB,可选地包括声学PVB,PVB可选地具有中间层通孔或与通孔对齐的部分中间层孔,特别是连接到面Fb的连接表面。
中间层通孔或部分中间层孔可以比通孔宽。
如果中间层孔是通孔,则隐蔽涂层通过热塑性连接膜或通过(热固性)粘合剂连接到面F2。
层压中间层可以包括另一种功能塑料薄膜(透明的、清澈的或有色的),例如优选带有隔热的、导电的等的层的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜。例如,在面F2和F3之间存在PVB/功能膜/ PVB的顺序。
另一个塑料膜可以具有10至100 μm的厚度。另一个塑料膜可以更广泛地由聚酰胺、聚酯、聚烯烃(PE:聚乙烯、PP:聚丙烯)、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)制成。优选透明膜,尤其是PET。
在不脱离本发明的范围的情况下,层压中间层显然可以包括由热塑性材料制成的几种不同类型的层压材料,例如具有不同的硬度以提供声学功能,如例如在出版物US6132882中所公开的,特别是一组不同硬度的 PVB 层压材料。类似地,与常规使用的厚度相比,玻璃片材之一可以是薄的。
根据本发明,中间层可以具有楔形,特别是考虑到HUD (平视显示器)应用。
作为常用的层压中间层(可拉伸板的一个或多个板),除了PVB之外,可以提及使用的柔性聚氨酯PU、热塑性塑料例如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、离聚物树脂。这些塑料具有例如在0.2mm至1.1mm之间,特别是0.3至0.7mm之间的厚度。
部件和壁之间的间隙可以全部或部分填充(或不填充)有填充材料(有机和/或无机),可选地粘合剂(特别是树脂,特别是热固性、热熔体,例如两种-组分聚氨酯、环氧树脂等)。这种材料的厚度例如小于第二片材和/或部件的厚度。
玻璃窗可以包括在通孔的壁和部件之间的插入物,如果通孔是封闭的,则特别是封闭的插入物。例如由柔性聚合物材料(聚碳酸酯等)制成的插入物(环形、环类型的等)可以容纳、安装在(特别是粘合或压装)到第二玻璃片材的壁上:
- 作为机械加强物,
- 和/或用于在部件和红外视觉系统 (LIDAR) 之间连接部件或光学模块,
该插入物能够延伸超过通孔,特别是在 F4 面上。
根据本发明的插入件优选地与红外视觉系统(LIDAR)间隔开并且不用作其附件。
如已经指出的,根据本发明的层压玻璃窗可以包括第二玻璃片材的由另一个壁界定的另一个(封闭的或开口的)通孔,该另一个壁设有另一个部件(特别是与所述部件具有相同或相似的性质和/或形状),该另一个部件至少在红外工作波长处是透明的,该另一个部件的厚度至少为0.3 mm,该另一个部件具有与另一个孔的壁接触或者与另一个孔的壁间隔开至多5 mm且甚至至多3 mm的距离的边缘面。该另一个部件可以具有隐蔽涂层,该隐蔽涂层形成选择性过滤器,该选择性过滤器在可见光范围内吸收并且在工作波长处是透明的,特别类似于所述部件的所述隐蔽涂层。
例如:
- 所述通孔是开口的,且另一个通孔是封闭的
- 两个孔都是封闭的。
这些孔可以具有相似的尺寸。
开口的或封闭的通孔(甚至另一个孔)可以具有恒定或可变的表面(横截面)Sc,特别是梯形或矩形或盘形或椭圆形,例如具有(在直径或垂直方向上的)至少2 cm、3 cm、5 cm的最小尺寸,和优选(特别是水平方向的)至多70 cm或30 cm或25 cm或20 cm的最大尺寸。
例如,通孔面向LIDAR的接收器,而另一个通孔面向LIDAR的发射器。
通孔(甚至另一个孔)优选在外围区域中,优选在玻璃窗的上部(在安装位置),且甚至在外围中心区域中。通孔(甚至另一个孔)尤其位于一个区域中,并且占据小于10%或者甚至小于1%的玻璃窗。例如,通孔的下边缘与玻璃窗的上部纵向边缘面最多间隔开50 cm。
通孔可以是:
- 封闭的孔(被第二玻璃片材的壁包围),因此在玻璃窗内,特别是与玻璃窗的最近的边缘面间隔至少3 cm或5 cm,
- 开口的或开口的,形成凹口(外围的)。
根据现有技术来构造通孔(甚至另一个孔)的形状和尺寸,以便有效地和选择性地收集穿过玻璃窗(挡风玻璃、窗户等)的所有辐射,特别是在LIDAR的情况下,从车辆外部的立体角范围反射并来自车辆前方区域的辐射将通过LIDAR捕获。
通孔(甚至另一个孔)可以具有圆角。
如果通孔是凹口,则该凹口的一部分将被玻璃窗的框架遮蔽,因此对于红外检测系统不起作用。如果孔是封闭的,太靠近边缘,则同样适用。
如果通孔是封闭的,则最靠近玻璃窗的边缘面的通孔的边缘(优选上部纵向边缘,特别是在中心区域中)与玻璃窗(第二片材)的该边缘面间隔开优选至少2 cm或3 cm,更优选5 cm。
该通孔可以在挡风玻璃的上部纵向边缘的中心区域中、内部后视镜的通常区域(邻近通孔或取决于车辆而被去除的后视镜)、其中面 F2 上的遮蔽层和/或粘合到中间层的区域中通常比沿上部纵向边缘(乘客、驾驶员等)的相邻侧向区域上更宽。
通孔(甚至另一个孔)优选地比它的高度长。
优选地,通孔(和甚至另一个孔)具有水平尺寸,称为长度Ll (平行于上部纵向边缘)和孔的竖直尺寸,称为高度Hl (垂直于上部纵向边缘),长度L1大于高度H1。
特别地,孔的截面(和甚至另一个孔的截面)是四边形的,特别是矩形或梯形,具有:
- 第一(大)“上部”纵向侧(最靠近玻璃窗的上部纵向边缘的边缘面)——长度L1a优选为最多30 cm、20 cm或15 cm或12 cm,
- 第二(大)“下部”纵向侧(距玻璃窗的上部纵向边缘的边缘面最远,更靠近中心区域)优选平行于玻璃窗的上部纵向边缘的边缘面并且长度为L1b优选地为至多35 cm或30cm或25 cm或20 cm并且优选地大于第一大侧的长度,
- 高度(在这些第一和第二大侧之间)优选地至少为5 cm,甚至最多为15 cm。
如果孔是封闭的,则第一(大)“上部”纵向侧优选地平行于玻璃窗的上部纵向边缘的边缘面并且特别地与边缘面(玻璃窗的上部纵向边缘)间隔开至少5 cm或6 cm。
如果孔是开口的(凹口),则第一(大)“上部”纵向侧优选地被限定为空区域的上边缘。
中心线M被限定为穿过上边缘的中间,其可以是玻璃窗的对称轴线。通孔可以在中心,然后线M穿过通孔并将其分成两个特别相同的部分。
如果通孔用于乘客舱中的SWIR相机,则它具有例如5 cm长、2 cm高的最小尺寸到25 cm长、6 cm高的最大尺寸。
在一个实施例中,玻璃窗包括加热区(通过一条或多条金属丝、通过层实现),该加热区占据玻璃窗的全部或部分表面,通常由在可见光范围内透明但不需要在红外检测系统(LIDAR等)的红外工作波长范围内,从800 nm到1800 nm,特别是在850 nm和1600 nm之间足够透明的材料制成。特别地,可以存在第一“主”加热区,其在玻璃窗的全部或部分上延伸,可选地在前面的区域之外,面向通孔并且面向所述可选的另一个通孔。
然而,可能需要特别是通过加热来保护通孔区域中的红外通信窗口(以及另一个可选的通信窗口,如果有另一个孔的话)免受霜和雾的影响。
这可以通过一根或多根加热金属丝来完成,该金属丝面向通孔定位或甚至在其附近,或者甚至通过在玻璃窗的全部或部分上延伸的一根或多根加热丝来完成。一根或多根丝的布置可以使得在红外工作波长处保持整体透明度成为可能。
这也可以通过面向通孔的局部加热层来实现,该局部加热层由在红外工作波长处透明的材料制成。
在一个实施例中,根据本发明的玻璃窗可以包括至少一根金属丝(例如,盘绕丝),特别是加热的,连接到层压中间层,在层压物内或特别是在面Fb的侧面上特别锚定在面Fb上(或者甚至在Fa的一侧,锚定在Fa上)并且可选地不面向所述通孔和所述可选的另一个通孔。
出于光学畸变的原因,可以寻求避免面对通孔和/或所述可选的另一个通孔的一根或多根加热丝。
更具体地,可以在所述通孔下方和/或内部具有局部加热区,特别是与连接表面间隔开或在连接表面上,特别是通过材料(特别是吸收性材料)的轨道或一条或多条丝(一条或多条丝等)的布置实现,其布置是为了在红外线的工作波长处保持整体透明度,或通过由在红外线的工作波长处透明的材料制成的加热层,特别是有机物(墨水,导电聚合物)或无机物。
局部加热区可以连接到至少两个电引线,这些电引线特别是一个或多个扁平连接器或(在加热层的情况下)旨在连接到电压源的导电母线,以便电流路径因为在它们之间形成加热电流。对于可以使用扁平连接器(用于点接触,如丝)的一条或多条加热丝的情况,并不总是需要有母线。
两个电引线优选地由在可见光范围(或者在工作波长处的近红外范围内)不透明的遮蔽层从外部被遮蔽,特别是如上面根据a)或b)所述的那些,特别是在面F2或基底上的另一个隐蔽涂层,或者如果在部件上,则甚至由隐蔽涂层遮蔽。
加热层可以具有每平方至多500或300或100或50或甚至30欧姆的薄层电阻。加热层例如是矿物基的。
加热层且甚至特别是红外透射区可以不设有在工作波长处吸收和/或反射近红外线的金属层(或者至少具有至多10 nm或5 nm或3 nm的厚度)。
加热层可以在具有两个电引线的连接表面上,并且加热层优选地在隐蔽涂层上。
隐蔽涂层可以与加热涂层在相同的主面上,特别是在连接表面上,例如位于其下,以便促进在(两个母线的)电引线处建立电接触。
隐蔽涂层可以在与加热涂层相对的主面上,特别是在连接表面上的隐蔽涂层和位于抗反射涂层下面的内表面上的加热涂层。
加热层可以与连接表面间隔开,特别是在通孔下方并且在面F3下方延伸,可选地,两个电引线(两个局部母线)全部或部分偏离面F3下方的通孔。
偏离通孔的两个电引线(两个局部母线)优选地由遮蔽元件自外部遮蔽,遮蔽元件为:
- 涂层和/或膜,其在面F2上是不透明的(在可见光范围和工作波长处的近红外范围内),例如釉质(丝网印刷等)或在层压中间层上或层压中间层中,例如油墨(印刷的)
- 在F2面或基底上的另一个隐蔽涂层(UTG等)。
连接表面上偏移的两个电流源(两个局部母线)优选地距离通孔的壁至多1 cm。
优选地,两个电流源(两个局部母线)位于通孔的任一侧上。
局部加热区,特别是局部加热层,可以延伸超过通孔,例如超过至多30 mm。它可以具有与通孔相同的形状,特别是相似的(梯形等)或者甚至任何其他形状,例如矩形(和梯形孔)。因此,两个电引线(局部母线或扁平连接器)优选地全部或部分偏离面F3下方的通孔并且甚至从外部被遮蔽,如已经描述的。
在另一个通孔的情况下,可以有另一个单独的局部加热区或公共的局部加热区。
尤其可以具有:
- 可选的主加热区,通常在玻璃窗的外围区域(在玻璃窗的同一边缘、两个相对边缘或甚至两个相邻边缘)中具有至少两个电引线,例如通过导电加热涂层(与通孔一致的孔)
-具有至少两个电引线或局部母线的局部加热区,第一和第二母线优选地从外部遮蔽,如上所述。
一个或多个母线(局部的)可以是连续的,也可以是分段不连续的。
优选地,两个电引线是两个(局部的)特别是矩形条形式的母线,其(至少部分地)优选地在通孔的区域之外。
母线的宽度(局部)优选地为2 mm至30 mm,且特别优选地为为4 mm至20 mm,且特别是10 mm至20 mm。
特别是在层(印刷的)中的母线(局部的)优选地包含至少一种金属、金属合金、金属和/或碳化合物,特别优选地是贵金属并且特别是银。例如,印刷膏优选含有金属粒子、金属和/或碳粒子,特别是如银粒子的贵金属粒子。层母线(印刷)的厚度可以优选为5 μm至40μm,特别优选为8 μm至20 μm,更特别优选为8 μm至12 μm。
然而,备选地,可以为一个或每个母线(局部)使用导电板,特别是条,例如矩形。母线然后包含例如至少铝、铜、镀锡铜、金、银、锌、钨和/或锡或其合金。该板状母线(条)优选地具有10 μm至500 μm的厚度,特别优选30 μm至300 μm的厚度。
板状母线特别用于结合到层压中间层的加热丝。
第一母线优选地是(基本上)水平的并且最靠近玻璃窗的上部纵向边缘,并且第二母线优选地是(基本上)水平的,第一母线和第二母线在通孔的任一侧。
母线的长度以定制的方式进行调整,例如等于或长于面向它们的通孔的侧。
寻求使母线尽可能靠近在一起,以增加透明加热层中的功率密度。
(第一、第二)母线的电源可以无线地和/或利用连接器(线、扁平连接器等)来提供。
母线可以是侧向的,也就是说沿着玻璃窗的侧向边缘在通孔的左侧和右侧。
第一母线可以优选地是侧向的(竖直的或倾斜的),而第二母线则优选地是(基本上)侧向的(竖直的或倾斜的),第一和第二母线位于第一通孔的任一侧。
在圆形或椭圆形通孔的情况下,母线(基本水平或侧向的、公共或专用母线)可以弯曲以匹配通孔的形状。
对于在通孔下方和/或偏离通孔的母线,竖直的或倾斜的侧向母线(与通孔的小侧平行)可能是优选的,因为水平母线会产生局部过厚,这会促进变形。
局部加热区和/或整体加热区包括例如一根或多根单独的金属丝,称为“加热金属丝”,其将“母线”彼此连接。加热电流通过这些单独的金属丝。
特别地,玻璃窗可以包括至少一个第一金属丝(例如盘绕的丝),其特别是加热的,被连接到面向通孔的层压中间层,特别地:
- 在面Fb的一侧上,特别是固定在面Fb上,或
- 在第一层压件(在面F2一侧上)和第二中间层(在面F3一侧上)之间的层压中间层内,具有相同或不同厚度的层压件等。
- 或者甚至特别是在面Fa侧上特别固定在面Fa上。
一根或多根加热丝特别地具有小于或等于0.1mm的厚度,优选地由铜、钨、金、银或铝或这些金属中的至少两种的合金制成。
一根或多根丝有利地非常薄,以便不损害或仅非常轻微地损害窗玻璃的透明度。优选地,金属丝具有小于或等于0.1mm的厚度,特别是在0.02和0.04mm之间并且理想地在0.024 mm和0.029 mm之间。一根或多根金属丝优选包含铜、钨、金、银或铝或这些金属中的至少两种的合金。该合金还可以包含钼、铼、锇、铱、钯或铂。
一根或多根金属丝优选是电绝缘的。
在一个实施例中,根据本发明的玻璃窗包括连接到层压中间层的功能元件:
- 特别是在层压中间层(单层或多层层压物)的面Fa或Fb中的一者上
- 或者在所述层压中间层内,在第一片材和第二中间层片材之间。
具有亚毫米厚度,特别是至多300 μm或200 μm的(柔性的、弯曲的)功能元件包括(透明的)片材,特别是(柔性的)聚合物或玻璃(例如100 μm PET或超透明玻璃,如100 μmUTG),特别是导电聚合物。优选地,在片材上(在朝向面F2或F3定向的第一主面上)存在至少一个涂层,特别是导电涂层(在可见光范围内透明),特别是形成加热层(如上所述)或者其是在可见光范围内不透明的遮蔽层(如上所述的根据a)或b))。
功能元件具有面向通孔的第一区域,在第一区域中,所述功能元件在所述工作波长处是透明的,所述功能元件特别是局部加热元件或选择性过滤器,优选具有导电涂层。
可以设想在通孔区域(和另一个通孔的可选的另一个区域)之外的工作长度(顶部上的膜和/或涂层)上不透明的功能元件。该片材(特别是聚合物片材)可以在与通孔对应的透明区域附近在其整体中具有不透明区域。
在通孔的区域(以及另一个通孔的可选的另一个区域)之外,该功能(加热)元件例如在可见光范围内是不透明的或者被制成不透明的。例如,它特别地在面F2上或在为条带的中间层(油墨)上延伸外围遮蔽层(例如釉质),以便产生(从外面看)特别是在中心区域中的加宽的不透明区域。
该功能元件可以是局部的,在通孔的区域中(占据玻璃窗表面的一部分)并且可以占据少于30、10%、5%的玻璃窗。
功能元件可以具有任何一般的矩形或正方形形状,与通孔的形状相同甚至相似。
上部纵向边缘和功能元件之间的距离可以是至多30mm、20mm、15甚至10mm。
特别地:
- 功能元件(片材)在朝向面F2或F3定向的第一主面上包括导电涂层,该导电涂层形成面向通孔的(局部)加热层,从而限定局部加热区,该加热层在所述工作波长处是透明的
- 和/或功能元件(该片材)在第一主面或第二相对的主面上包括:
- 不透明的遮蔽元件,其至少部分偏离通孔,且特别是自通孔不存在或向通孔中突出至多50 mm或20 mm或10 mm或5 mm,或者从部件的边缘面突出至多3 mm或1 mm。
- 或者另一个隐蔽涂层,其形成选择性过滤器,该选择性过滤器在可见光范围内吸收,并且在部件的边缘区域或者甚至在通孔的边缘区域和/或通孔中在工作波长处是透明的。
不透明元件的不透明区域可以占据功能元件的基本上整个表面,或至少80%或90%并且具有与通孔相对应的开口。开口的尺寸可以小于、等于或大于通孔的尺寸。
不透明遮蔽元件(连接的不透明膜或涂层)可以突出到通孔中最多20 mm、10 mm和/或特别是从该部件的边缘突出最多5 mm或1 mm。
导电涂层(加热或不加热)也可以基本上占据薄膜(片材)的整个表面或至少50%。连接到导电涂层的母线优选地在第一区域之外但在附近,优选地例如在小于1 cm处。
功能元件的片材可以是聚合物,特别是厚度在10和100 μm之间。塑料膜可以更广泛地由聚酰胺、聚酯、聚烯烃(PE:聚乙烯、PP:聚丙烯)、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)制成。优选透明膜,尤其是PET。
从所述通孔(或另一个通孔)的区域偏离,功能元件(片材,特别是聚合物或玻璃)可以在第一主面上(在特别导电或不透明涂层的一侧上)或相对的面上包括一个或多个其它元件,特别是湿度传感器、雨量传感器、光传感器(光电二极管)、形成天线的传感器,用于接收和/或发射电磁波(无线电、TV,特别地本地通信网络,例如蓝牙,WIFI,WLAN)、声学传感器(基于压电元件)、超声波信号检测器、诊断传感器、命令检测器(挡风玻璃雨刷器等),例如 IR 命令或语音命令(压电)、电致发光屏幕(有机或无机、液晶等)。
功能元件的开口的数量根据所需的传感器和相机、一个或多个屏幕的数量进行调整。
其他元件优选地从外部被以下各者遮蔽:
- 通过另一个隐蔽涂层或面F2上的不透明遮蔽层
- 或者通过不透明的遮蔽元件或片材上的另一个隐蔽涂层,其它(一个或多个)元件优选在面F3的一侧上。
第一玻璃片材可以在面F2上包括具有面向通孔的第一区域的功能涂层(该功能涂层在第一区域中在所述“工作”波长处是透明的),特别是加热层或另一个隐蔽涂层(如已经描述的),特别是突出通孔的边缘区域至多50 mm或10 mm或5 mm,或者突出该部件的边缘区域至多5 mm或1 mm
因此,该玻璃窗可以在面F2上(或者在面F3上,或者在面F2和F3之间的聚合物膜上)包括功能层,该功能层在玻璃的全部或部分上延伸,特别是透明的(在可见光范围内)导电的、可选的加热层,特别是银叠层,或者不透明的遮蔽层,特别是釉质,该功能层在红外的工作波长处吸收,并且
- 特别地通过间隙或者在面F3上则通过通孔,至少在中心区域中以及在面 F2 和Fa 之间的通孔边缘处不存在所述通孔
- 和/或功能涂层在面F2上,在工作波长处透明,面向通孔,特别是局部加热层(如上所述)或形成选择性过滤器的隐蔽涂层(如上所述),可选地与所述功能层接触,特别是在功能层之上或之下。
然后,功能层可以具有与所述通孔一致的间隙(至少在中心区域),并且优选地,该间隙在所述通孔中突出最多50 mm、30 mm或20 mm或10 mm、7 mm或5 mm。
透明导电功能层(太阳能控制和/或加热)可以包括薄层叠层,该薄层包括至少一个金属功能层,例如银(在F2上或优选地在F3上或在聚合物膜上)。该或每个功能(银)层布置在介电层之间。
功能层优选包含至少一种金属,例如银、金、铜、镍和铬,或金属合金。功能层尤其优选包含至少按重量计90%的金属,尤其是至少按重量计99.9%的金属。对于金属合金,功能层可以由金属制成。功能层以特别优选的方式包含银或含银合金。功能层(银等)的厚度优选为5 nm至50 nm,更优选为8 nm至25 nm。介电层包含至少一个由介电材料制成的单独层,例如,包含诸如氮化硅的氮化物或诸如氧化铝的氧化物。然而,介电层也可以包含多个单独的层,例如介电材料的单独层、多层、平滑层,其对应于阻挡层和/或“抗反射”层。介电层的厚度例如为10 nm至200 nm。这种层结构通常是通过一系列沉积操作获得的,这些沉积操作由真空工艺(例如场支持磁阴极溅射)进行。
透明导电层是总厚度优选小于或等于2 μm的层(单层或多层,因此是叠层),在特别优选的方式中小于或等于1 μm。
自然地,最理想的应用是玻璃窗是用于公路车辆(汽车)或甚至用于轨道车辆(中等速度)的挡风玻璃。
内部和/或外部玻璃可能已经经历了硬化或退火类型的化学或热处理,或者可能已经经历了回火(特别是为了获得更好的机械强度)或者可以是半回火的。
第一玻璃片材和/或第二玻璃片材的玻璃优选为浮法玻璃类型,也就是说,可通过将熔融玻璃倾倒到熔融锡浴(称为“浮法”浴)上的方法获得。 术语“大气”和“锡”面应理解为分别与浮法浴中的大气接触和与熔融锡接触的那些面。锡面含有少数表面量的已扩散到玻璃结构中的锡。
这同样适用于可以由浮法玻璃制成的部件内表面(具有反射元件、涂层等)同样可以是“锡”面或“大气”面。
第二玻璃片材特别是绿色、蓝色、灰色。第二玻璃片材可以是Fe2O3的绿色或带有CoO和Se的蓝色或带有Se和CoO的灰色。
可以特别提及的是申请人的被称为TSAnx(0.5至0.6%铁)、TSA2+、TSA3+(0.8至0.9%铁)、TSA4+(1%铁)、TSA5+的玻璃,例如绿色。
例如,TSA3+(2.1 mm)在905 mm处的总透射约为40%,在1550 mm处的总透射约为50%。
第二玻璃片材可以具有氧化还原度,该氧化还原度定义为FeO(二价铁)的重量含量与按重量计的总氧化铁含量(以Fe2O3形式表示)之间的比率,介于0.22和0.35或0.30之间。
所述第二玻璃片材可以具有包含以下成分的化学组成,这些成分的含量在下文定义的重量限度内变化:
SiO2 64 - 75%
Al2O3 0 - 5%
B2O3 0 - 5%
CaO 2 - 15%
MgO 0 - 5%
Na2O 9 - 18%
K2O 0 - 5%
SO3 0.1 - 0.35%
Fe2O3(总铁) 至少0.4%,甚至0.4~1.5%,
可选氧化还原度 0.22 - 0.3。
尤其地杂质含量低于0.1%。
第一玻璃片材可以例如是钠钙硅玻璃,如Saint-Gobain Glass's Diamant®、或Pilkington's Optiwhite®、或Schott's B270®、或AGC's Sunmax®或文件WO04/025334中描述的其他组成。也可以选择圣戈班玻璃公司的Planiclear®玻璃。
根据本发明的层压玻璃窗,特别是用于私家车(挡风玻璃等)或卡车的层压玻璃窗,可以在一个或多个方向上被弯曲(弯曲的),特别是对于第一片材、第二片材而言,具有半径曲率10 cm至40 cm。对于公共汽车、火车、拖拉机,它可以是平的。
对于普通的天然原料,氧化铁的总重量含量约为0.1%(1000 ppm)。为了降低氧化铁含量,可以选择特别纯的原料。
在本发明中,为了增加玻璃的近红外透射,第一玻璃片材的Fe2O3含量(总铁)优选小于0.015%,甚至小于或等于0.012%,特别是0.010%。Fe2O3含量优选大于或等于0.005%,特别是0.008%,使得玻璃的成本不是缺点。
为了进一步提高第一玻璃片材在红外区域中的红外透射,可以降低二价铁含量以有利于三价铁含量,从而氧化玻璃中存在的铁。因此,希望玻璃具有尽可能低的氧化还原度,理想的是零或接近零。该数值可以在0和0.9之间变化,零氧化对应于完全氧化的玻璃。
包含少量氧化铁,特别是少于200 ppm,甚至少于150 ppm的氧化铁的玻璃自然倾向于具有高氧化还原度,氧化还原度大于0.4,甚至0.5。这种趋势可能是由于基于氧化铁含量的铁的氧化还原度平衡的位移。第一玻璃片材的氧化还原度优选大于或等于0.15,特别是在0.2和0.30之间,特别是在0.25和0.30之间。事实上,过低的氧化还原度会缩短熔炉的工作寿命。
在根据本发明的玻璃(第一片材、第二片材和甚至该部件)中,二氧化硅SiO2通常保持在窄的范围内,原因如下。高于75%时,玻璃的粘度及其失透倾向大大增加,这使得玻璃的熔化和倾倒到熔融锡浴中变得更加困难。低于60%,特别是64%,玻璃的耐水解性迅速下降。优选的含量在65%和75%之间,特别是在71%和73%之间。
所述第一玻璃片材可具有包含以下成分的化学组成,这些成分的含量在下文限定的重量限度内变化:
SiO2 60 - 75%
Al2O3 0 - 10%
B2O3 0 - 5%, 优选 0
CaO 5 - 15%
MgO 0 - 10%
Na2O 5 - 20%
K2O 0 - 10%
BaO 0 - 5%, 优选0,
SO3 0.1 - 0.4%
Fe2O3(总铁) 0 至 0.015%,
和氧化还原度 0.1 - 0.3。
在全文中,百分比是重量百分比。
该部件可以具有包括以下成分的化学组成,其含量在下文限定的重量限度内变化:
SiO2 60 - 75%
Al2O3 0 - 10%
B2O3 0 - 5%, 优选 0
CaO 5 - 15%
MgO 0 - 10%
Na2O 5 - 20%
K2O 0 - 10%
BaO 0 - 5%, 优选0,
SO3 0.1 – 0.4%
Fe2O3(总铁) 0 至 0.015%,
和氧化还原度 0.1 - 0.3。
第一玻璃片材的玻璃组合物除了包含在原料中的不可避免的杂质之外,还可以包含小比例(最多1%)的其它成分,例如有助于玻璃熔化或精炼的试剂(Cl等),或者甚至是来自熔炉构造中所用的耐火材料(例如ZrO2)溶解产生的元素。由于已经提到的原因,根据本发明的组合物优选不包含氧化物,例如Sb2O3、As2O3或CeO2
第一玻璃片材的组合物优选不包含任何红外吸收剂(特别是对于包含在800和1800nm之间的波长)。特别地,根据本发明的组合物优选不包含任何以下试剂:过渡元素的氧化物如CoO, CuO, Cr2O3, NiO, MnO2, V2O5,稀土氧化物如CeO2, La2O3, Nd2O3, Er2O3,或元素状态的着色剂,例如 Se、Ag、Cu。在其他试剂中,也优选排除以下元素的氧化物:Sc, Y,Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Tm, Yb, Lu。这些试剂通常具有非常强烈的不良着色效果,以非常小的数量出现,有时大约为几 ppm 或更少(1 ppm = 0.0001%)。因此,它们的存在极大地降低了玻璃的透射。
在根据本发明的玻璃(第一片材、第二片材和甚至该部件)中,二氧化硅SiO2通常保持在窄的范围内,原因如下。高于75%时,玻璃的粘度及其失透倾向大大增加,这使得玻璃的熔化和倾倒到熔融锡浴中变得更加困难。低于60%,特别是64%,玻璃的耐水解性迅速下降。优选的含量在65%和75%之间,特别是在71%和73%之间。
本发明还涉及一种装置,该装置包括:
- 如前所述的层压玻璃窗
- 红外检测(视觉)系统,其工作波长在红外范围内(或者甚至是多光谱,也在可见光范围内,特别是在500和600 nm之间),该红外检测(视觉)系统布置在乘客舱中(在所述玻璃窗后面)并且包括发射器和/或接收器,以便发射和/或接收在具有该部件的通孔处穿过层压玻璃窗的辐射。
红外检测系统优选是LIDAR或近红外检测(SWIR,短波红外)。
红外检测系统可以是具有各种技术的LIDAR。它可以通过确定在广泛的角度方向上最接近车辆的物体的距离来测量车辆的环境。因此,车辆的环境可以在 3D 中重建。所采用的技术基于发送光束并在其从障碍物漫反射后接收。这可以通过旋转源、微机电系统(MEMS)或通过全固态系统的扫描来完成。因此,单次闪光可以照亮整个环境。
对于所有这些技术,光必须在出射和入射时两次穿过玻璃窗,这解释了在LIDAR的工作波长处具有优异透明度的玻璃窗的必要性。
速度也可以用多普勒技术测量。
红外检测系统(例如LIDAR)优选与抗反射元件间隔开。
根据本发明的部件优选地与红外检测系统(LIDAR等)间隔开和/或不用作其附件。红外检测系统(LIDAR等)可以面向所述通孔(和所述部件)或从所述通孔(和所述部件)后退,例如光学系统位于部件和红外检测系统(LIDAR等)之间。
例如,红外检测系统(LIDAR等)经由面F4和/或车身、车顶饰件而附接。红外检测系统(LIDAR)可能会被后退。
红外检测系统(LIDAR等)例如集成在板或多功能基座中,能够(设计成)通过粘接到F4面上来优化其相对于挡风玻璃和该部件的定位。
附图说明
以下描述本发明的一些有利但非限制性的实施例,当然可以适当地组合这些实施例。视图不是按比例绘制的。
图1示出了本发明第一实施例中的挡风玻璃100a的示意性截面图,该挡风玻璃100a具有诸如LIDAR的红外检测视觉系统。图2a示出了本发明第一实施例的挡风玻璃100a的示意性前视图(乘客舱侧)。
图2b示出了本发明第一实施例的第一变型中的挡风玻璃100b的示意性前视图(乘客舱侧)。
图2c示出了本发明第一实施例的第二变型中的挡风玻璃100c的示意性前视图(乘客舱侧)。
图3示意性地示出了根据本发明的挡风玻璃200的横截面图,该挡风玻璃200具有本发明第二实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。
图4示出了根据本发明的挡风玻璃300的示意性截面图,该挡风玻璃300具有本发明第三实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。
图5示出了根据本发明第四实施例的挡风玻璃400的示意性截面图,该挡风玻璃400具有诸如LIDAR的红外视觉系统。
图6示出了根据本发明的挡风玻璃500的示意性截面图,该挡风玻璃500具有本发明第五实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。图7示出了挡风玻璃500的示意性前视图。
图8示出了根据本发明的挡风玻璃600的示意性前视图,该挡风玻璃600具有本发明第六实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。
图9示出了根据本发明的挡风玻璃700的示意性前视图,该挡风玻璃700具有在本发明第七实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的车辆(特别是机动车辆)的挡风玻璃100a,其具有包括发射器/接收器7或者用于SWIR检测的红外视觉系统,例如于905 nm或1550 nm处的LIDAR。
图2a示出了本发明第一实施例的挡风玻璃100a的示意性前视图(乘客舱侧)。
图2b示出了本发明第一实施例的第一变型中的挡风玻璃100b的示意性前视图(乘客舱侧)。
图2c示出了本发明第一实施例的第二变型中的挡风玻璃100b的示意性前视图(乘客舱侧)。
在此,该红外视觉系统7放置在挡风玻璃后面,面向优选地位于挡风玻璃的中央和上部的区域。在该区域中,红外视觉系统相对于挡风玻璃表面(面F4 14)以一定角度定向。特别地,发射器/接收器7可以在几乎平行于地面的方向上直接朝向图像捕获区域,即略微朝向道路倾斜。换言之,LIDAR的发射器/接收器7可以以适合实现其功能的视野以微小的角度朝向道路定向。
作为变型,接收器7与发射器分离,特别是相邻的。
挡风玻璃100a是弯曲的层压玻璃窗,其包括:
- 外部玻璃片材1,具有外部面F1 11和内部面F2 12
- 和内部玻璃片材2,例如具有1.6mm或更小的厚度,在乘客舱14侧具有外部面F313和内部面F4
- 两个玻璃片材通过由热塑性材料3(单层或多层)制成的中间层相互连接,最通常是聚乙烯醇缩丁醛(PVB),优选为透明的,具有亚毫米厚度,可能具有从层压玻璃窗的顶部到底部呈楔形递减的横截面,例如厚度约为0.76 mm的PVB(来自Solutia或Eastman的RC41),或者可替代地,如果需要的话,使用例如厚度约为0.81 mm的声学PVB(三层或四层),例如在三个PVB片材中的中间层,PVB具有朝向面F2 12的主内部面31和朝向乘客舱的主面32。
公路车辆的挡风玻璃尤其是弯曲的。
以常规和众所周知的方式,通过热层压第一、第二弯曲玻璃片材1、2和中间层3来获得挡风玻璃。例如,选择0.76 mm的透明PVB。
特别是二氧化硅-基、钠钙-基、钠钙硅-基(优选地)、铝硅酸盐-基或硼硅酸盐-基的第一玻璃片材1具有的按重量计的总氧化铁含量(以Fe2O3的形式表示)最多为0.05% (500ppm),优选最多0.03% (300 ppm)和最多0.015% (150 ppm),特别是大于或等于0.005%。第一玻璃片材可优选具有大于或等于0.15的氧化还原度,特别是在0.2至0.30之间,特别是在0.25至0.30之间。特别地选择 1.95 mm的 OPTWHITE 玻璃。
特别是二氧化硅-基、钠钙-基、优选钠钙二氧化硅-基(如第一玻璃片材)、甚至铝硅酸盐-基或硼硅酸盐-基的第二玻璃片材2具有的按重量计的总氧化铁含量至少为0.4%,优选最多为1.5%。
可以特别提及被称为TSAnx(0.5至0.6%铁)、TSA2+、TSA3+(0.8至0.9%铁)、TSA4+(1%铁)、TSA5+的申请人的玻璃,例如绿色。例如,选择1.6 mm的TSA3+玻璃。
根据本发明,在优选地中央外围区域优中,优选地沿着上部纵向边缘10,挡风玻璃100a包括:
- 第二玻璃片材2的此处封闭的通孔4,该孔4因此由玻璃壁401至404界定
- 可选地在具有发射器和单独的接收器的变型中,靠近通孔(其用于接收器),第二玻璃片材2的另一个封闭通孔(其用于发射器)。
中心线M被限定为穿过上部边缘的中间,该中心线可以是玻璃窗的对称轴线。
中心线M被限定为穿过上边缘的中间,其可以是玻璃窗的对称轴。
通孔4可以是中心的;然后线M穿过并将其分成两个相同的部分。
如图1和2a(沿M的截面图)所示,通孔在这里是一个封闭的孔(被玻璃片材2的壁所包围),因此在具有梯形截面的玻璃窗内,特别地包括:
- 最靠近玻璃窗10的上部纵向边缘的边缘面的第一大侧401或“上”纵向边缘 -平行于该边缘面 - 长度最多为20 cm,例如8 cm,并间隔开距离边缘面至少 5 cm或 6 cm
- 平行于第一大侧的第二大侧402或“下”纵向边缘(距上部纵向边缘10的边缘面最远,靠近中心区域),其长度最多为25 cm或20 cm并且优选地比第一个大侧更大,例如14cm,
- 第一和第二小侧403、404或倾斜的侧向边缘。
高度(在大侧401、402之间)是至少3或5 cm,这里是6 cm。
另一个孔可以具有相同的尺寸和相同的形状。例如,它们是两个水平孔。
如图2b和2c所示,通孔4可以可选地是凹口,例如梯形形状(图2b)或矩形形状(图2c),因此通孔优选在顶侧(在上部纵向边缘10上)开口。
通孔可以具有圆角(图2b和2c)。
封闭或开口的通孔4可以在挡风玻璃100a的另一个区域中,或者甚至在车辆的另一个玻璃窗中,特别是在后窗玻璃中。
在通孔中和可选地在通孔下方(在面F3下方)和/或与面F4齐平,存在由材料(特别是玻璃或玻璃陶瓷或聚合物)制成的部件9,该材料至少在800 nm到 1800 nm,特别是从850 nm到 1600 nm,特别是 905 ± 30 nm 和/或 1550 ± 30 nm的范围内LIDAR 的红外“工作”波长处是透明的。
部件9的厚度至少为0.1 mm或0.3 mm,更好的是至少为0.7 mm,优选至多为3 mm或2 mm,特别是尺寸(宽度和/或表面积)小于通孔的部件。
部件9具有与界定通孔的壁401、402接触或间隔开至多5 mm的边缘面,优选地间隔开至多2 mm、甚至从0.1 mm或0.3 mm至2 mm的范围的距离。
例如,该部件是0.1至2 mm的超透明玻璃、钠钙硅玻璃、弯曲的和热回火的。
第一玻璃片材1和部件9可以是1.95 mm的OPTIWHITE®
可替代地,该部件是0.5 mm或0.7 mm的柔性超透明弯曲玻璃,并且可选地进行化学回火。
比如,它是Gorilla®玻璃。
部件9具有朝向面F2定向的主“连接”表面91,连接到主面Fb。
部件9具有与连接表面91相对的主“内”表面92。该内表面包括在所述工作波长处处抗反射的元件,例如抗反射多孔二氧化硅涂层101。
部件9优选地在连接表面91上包括形成选择性过滤器110的隐蔽涂层,该选择性过滤器在可见光范围内吸收并且在工作波长处是透明的。它用于大致遮蔽通孔4。
该层压玻璃窗在具有隐蔽涂层的通孔区域中在工作波长处具有至少80.0%的总透射率,并且优选在400 nm至700 nm范围内的参考值下在可见光范围内具有至多1.0%或0.5%的总透射率。
隐蔽涂层110包括有机基质和分散在所述基质中的有机颜料,该有机颜料吸收位于所述可见光范围内的光并且在所述工作波长处是透明的,隐蔽涂层的厚度至多为30 μm。有机颜料占隐蔽涂层的按重量计的0.1%至10%,优选为占隐蔽涂层的按重量计的0.2%至3%。
表1显示了在1.85 mm Optiwhite超透明玻璃上通过丝网印刷沉积的三个有机油墨示例中的L* a* b*和厚度值以及在可见光范围和红外范围内的透射值,油墨在120℃和150℃之间干燥少于10分钟。
表1
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当厚度减小时,透射率增加,例如示例3与示例2相比。
挡风玻璃100a还包括在面F2 12上的不透明遮蔽层,例如黑色5,例如釉质或漆的层,形成挡风玻璃(或窗户)的外围框架,特别是沿着上部纵向边缘10,特别是沿着窗玻璃的左侧边缘10'。
最靠近窗玻璃的边缘面10的遮蔽层5的外边缘50可以与边缘面10(纵向边缘)间隔开1或2mm至几cm。
此处不透明遮蔽层5在中心区域中的宽度大于在中心区域两侧的其他外围区域中的宽度。遮蔽层5在挡风玻璃的中心区域具有内部(纵向)边缘51,在中心区域的任一侧具有内部(纵向)边缘52。
该中心区域设有封闭孔4(图2a),该遮蔽层5包括:
- 与第一孔4相对应的第一间隙,该第一间隙足够大,不会干扰发射器/接收器(或单独的接收器)7的性能,特别是略小于通孔4
- 在适当的情况下,在变型中,与另一个孔相对应的第二间隙,该第二间隙足够大,不会干扰单独发射器的性能,特别是略小于另一个通孔。
这里,第一间隙具有与孔4相同的梯形形状,具有两个大侧501、502和两个小侧503、504。第一间隙可以优选地小于孔4,例如界定第一间隙的壁501至504从玻璃的壁401至404突出最多50 mm或10 mm或甚至5 mm,并且甚至与部件9的边缘面对齐,以便从外面看时使隐蔽完善。
作为变型,这是矩形或特别内接在通孔表面中的任何其他形状(梯形或其他形状)。
不透明遮蔽层5能够遮蔽LIDAR7的外壳8(塑料、金属等)。外壳8可以通过粘合剂6粘附到F4面14和顶部80上。外壳可以连接到安装在F4面上的板8'上,板8'具有允许所述IR射线通过的孔。
挡风玻璃 100 可以包括一组几乎不可见的金属丝,例如具有 50 μm的厚度,这些金属丝被放置在层压中间层3的面中或面上(在整个表面上),例如面F3侧的 面Fb 32,以可选地为直线的的线的形式出现。在这里,这些几乎看不见的金属丝不与通孔4相对应。
作为变型,该通孔用于乘客舱中的SWIR相机,并且具有例如5 cm长、2 cm高的最小尺寸至25 cm长、6 cm高的最大尺寸。
图3示意性地示出了根据本发明的挡风玻璃200的横截面图,该挡风玻璃200具有本发明第二实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。
下面仅解释与第一实施例的不同之处。
部件9是0.7毫米的柔性的弯曲的玻璃,它是超透明的并且可选地回火的。。
第一玻璃片材1在面F2 12上包括另一个隐蔽涂层110',该涂层在红外工作波长处是透明的,在可见光范围内是吸收的,从而覆盖遮蔽层5的间隙,且甚至突出于遮蔽层之上。它被选择为类似于隐蔽涂层110。
另一个隐蔽涂层110'例如被定形为与间隙形状相同。可以扩大间隙(例如,边缘501和502在面F3之下),并且另外的涂层进一步延伸以遮蔽通孔的壁401、402和部件9的边缘面之间的区域。
然后,隐蔽涂层110'的边缘可选地在面F2 12和面Fa 31之间突出,例如从界定通孔4的壁401至404突出最多10 mm或5 mm。
隐蔽涂层110'可替代地具有与通孔的截面不同的形状,例如矩形形状。
玻璃窗在面F3 13上包括在玻璃窗上延伸的功能层102,该功能层是导电的、透明的(在可见光范围内),优选加热的,特别是银叠层。透明导电功能层可以包括薄层的叠层,该叠层包括布置在介电层之间的至少一个金属(例如银)功能层。
图4示出了根据本发明的挡风玻璃300的示意性截面图,该挡风玻璃300具有本发明第三实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。
下面仅解释与第一实施例的不同之处。
挡风玻璃300在面F3 13上包括在玻璃窗上延伸的功能层102,该功能层是导电的、透明的(在可见光范围内),优选加热的,特别是银叠层。透明导电功能层可以包括薄层的叠层,该叠层包括布置在介电层之间的至少一个金属(例如银)功能层。
例如由两个PVB片材33、34制成的层压中间层3具有与通孔4对齐的部分中间层孔(例如在面F3侧的片34上的完整孔)。
中间层孔可以优选地在尺寸上与孔4相同或者比孔4更宽,并且甚至可选地是由中间层壁301界定的层压中间层3的厚度中的封闭的部分中间层孔。
这里,中间层孔具有与孔4相同的梯形形状,具有两个大侧301、302和两个小侧。中间层孔可以优选地在尺寸上与孔4相同或者比孔4更宽,例如界定中间层孔的壁301从界定通孔的玻璃的壁401、402后退至多10 mm或5 mm。作为变型,这是矩形或包围通孔表面的任何其他形状(梯形或其他)。
作为第一、第二和第三实施例的变型,不透明遮蔽层5在中心区域中不变宽(通过M)。
然后,可以通过在通孔区域中的面F2上的部件9上和面F3下面添加另一个隐蔽涂层(例如前述的涂层)来补充该中心区域中的遮蔽(从外部)。
另一个隐蔽涂层也可以在布置在层压中间层内的功能元件上,例如在两个PVB片材中。
挡风玻璃例如可以在面F2 12上包括绝热和/或加热导电层,在玻璃窗上延伸(在釉质区域5之外)。绝热导电层缺乏或设有与通孔4相对应的第一梯形(作为变型,矩形或任何其它形状)间隙。
功能遮蔽元件包括特别由例如100 μm的PET或UTG的聚合物制成的片材或支撑物,其在LIDAR的工作波长处是透明的,具有在面F2侧上的第一主面和在面F3侧上的第二主面。第一面(或者第二主面62)承载所述另一个隐蔽涂层,该涂层在可见光范围内是不透明的,而在工作波长处是透明的。
作为变型,第一面61(或者第二主面62)具有在红外可见范围内不透明的涂层,该涂层设有与通孔4相一致的梯形(作为变型,矩形或任何其它形状)间隙。
图5示出了根据本发明第四实施例的挡风玻璃400的示意性截面图,该挡风玻璃400具有诸如LIDAR的红外视觉系统。下面仅解释与第三实施例的不同之处。
这一次,中间层孔3、301、302是通孔,例如宽度等于或大于通孔4的宽度。因此,添加连接元件以将部件9连接到面F2 12,该连接元件是粘合剂(例如热固性的)81或热塑性连接膜(PVB或不是PVB)。该连接元件81在工作波长处是透明的。它可以是亚毫米厚度。
粘合剂或膜81可以略微覆盖不透明层5的边缘501、502,或者不与不透明层5接触。
图6示出了根据本发明的挡风玻璃500的示意性截面图,该挡风玻璃500具有本发明的第五实施例的诸如LIDAR的红外视觉系统。图7示出了挡风玻璃500的示意性前视图。下文仅解释与第一实施例的不同之处。
功能加热元件60布置在层压中间层3内,例如在两个PVB片材之间。它具有位于釉质区域5下方的上边缘601和朝向挡风玻璃中心的下边缘602。功能加热元件60延伸以覆盖通孔4的区域,并突出到面F3之下,同时在通孔4的区域之外保持被不透明层5遮蔽。
功能加热元件60包括聚合物片材或支撑件60',例如100 μm的PET(或可选地超透明玻璃,特别是UTG),其在LIDAR的工作波长处是透明的,具有在面F2侧上的第一主面61和在面F3侧上的第二主面62。支撑件60'例如为矩形形状,具有水平纵向边缘601和602。
第二面62(或者第一主面61)承载加热层64,例如矩形形状(例如与膜60'相同的形状),面向通孔4,从而形成局部加热区。加热涂层64由至少在红外线中的“工作”波长处透明的材料制成,特别是由透明导电氧化物制成。
加热层64的水平纵向边缘或大侧641、643可以平行于通孔4的大侧。小侧642、644可以平行于通孔的小侧。
矩形加热区域64设置有两个电引线或第一和第二水平(专用)局部母线65、66,优选地从通孔4的大侧的任一侧上偏离(在面F3下面),其被供应有例如15 V或48 V,或者甚至12 V或24 V的电源67。
母线的长度以定制的方式进行调整,优选等于或长于通孔4的大侧。在圆形或椭圆形通孔的情况下,基本水平的母线可以弯曲以遵循通孔的形状。
寻求将母线尽可能靠近地放置在一起,以便增加功率密度。
功能加热元件60可以承载传感器(天线和)电致发光屏,特别是在面62的F3侧以及在通孔的区域之外。
功能加热元件60也可以通过添加另一个隐蔽涂层而用作额外的隐蔽件,例如如前面所述的在部件9上的隐蔽件。其设计和延伸是根据需要进行调整的,例如位于通孔的没有被涂层91隐蔽的区域(在部件和孔的壁401和402之间)和/或面向部件,以便在必要时加强隐蔽性。
另一个隐蔽涂层可以优选在面61上,在此与加热层相对,或者可替代地甚至在加热层和母线的全部或部分上(优选在面61上)。
作为变型(图8),第一和第二母线65、66是侧向的,在此是竖直的,或者作为变型是倾斜的,平行于通孔4的小侧403、404。
竖直的或倾斜的侧向母线(相对于通孔4的小侧平行)可能是优选的,因为水平母线会产生局部过厚,这促进了变形。
作为用于在通孔区域中具有PVB的配置中局部加热的替代方案,面Fb 32包括第一金属加热丝,该第一金属加热丝锚定到层压中间层,面向通孔4,该第一金属加热丝是盘绕的。
该丝也可以在Fa面的侧上或者在层压中间层的内部。
图9示出了根据本发明的挡风玻璃700的示意性前视图,该挡风玻璃700具有本发明的第七实施例中的诸如LIDAR的红外视觉系统。下面仅解释与第六实施例的不同之处。
例如,通孔4是通向上部纵向边缘的边缘面10的凹口,是类似于部件9的矩形形状。
支撑件60被去除。
具有倾斜的母线65、66的加热层64放置在部件9的连接表面91上,在隐蔽涂层110之下(或之上)。母线65、66平行于部件(和层64)的小侧,或者作为变型,平行于该部件的大侧。

Claims (18)

1.一种车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特别用于公路或铁路车辆,该层压玻璃窗特别是挡风玻璃、后窗玻璃,其特别是弯曲的,具有给定的厚度,包括:
- 第一玻璃片材(1),所述第一玻璃片材(1)旨在作为外部玻璃窗,具有第一外部主面F1(11)和朝向乘客舱定向的第二内部主面F2(12),
- 层压中间层(3),所述层压中间层(3)由聚合物材料制成,具有朝向F2(31)定向的主面Fa和与Fa(32)相对的主面Fb,
- 第二玻璃片材(2),所述第二玻璃片材(2)旨在作为内部玻璃窗,具有在F2的侧上的第三主面F3(13)和朝向所述乘客舱定向的第四内部主面F4(14),
其特征在于,所述第一玻璃片材(1)具有按重量计的最多0.05%的总氧化铁含量,并且所述第二玻璃片材优选地具有按重量计的至少0.4%的总氧化铁含量,
其中,所述层压玻璃窗在所述第二玻璃片材的厚度中包括通孔(4),所述通孔是厘米级的,由壁(401至404)界定的孔,封闭的孔或开口的孔,
其中,所述层压玻璃窗在通孔中包括部件(9),所述部件(9)至少在从800 nm到1800 nm范围内的红外线中的“工作”波长处是透明的,
所述部件具有朝向面F2定向的主“连接”表面(91),其连接到面F2,
所述部件具有与所述连接表面相对的主“内表面”表面(92),
所述部件优选地在所述连接表面上包括隐蔽涂层,所述隐蔽涂层形成选择性过滤器(110),所述选择性过滤器在可见光范围内吸收并且在工作波长处是透明的,
并且其中,在具有所述隐蔽涂层的通孔的区域中,所述层压玻璃窗在可见光范围内,特别是至少在400 nm至700 nm的参考值下优选地具有至多10.0%的总透射率。
2.根据权利要求1所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,所述层压玻璃窗在具有所述隐蔽涂层(110)的通孔的区域中在工作波长处具有至少80.0%的总透射率,并且优选地,在参考值处在可见光范围内,所述总透射率至多为1.0%或0.5%。
3.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,所述隐蔽涂层(110)包含有机基质和着色剂,特别是分散在所述基质中的有机着色剂,所述着色剂吸收位于所述可见光范围内的光并且在所述工作波长处是透明的,所述隐蔽涂层具有亚毫米厚度且甚至至多30 μm。
4.根据前一项权利要求所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,着色剂,尤其是有机着色剂,占所述隐蔽涂层按重量计的0.1%至10%,优选占隐蔽涂层按重量计的0.2%至3%,并且所述有机基质优选地包含单体、低聚物或包含至少一个甲基丙烯酸酯官能团的聚合物、环氧化物、由分散的PVB颗粒、胶乳、聚氨酯或丙烯酸酯组成的清漆。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,其包括在可见光范围(5)内不透明的遮蔽区,所述遮蔽区存在于所述部件(9)或所述通孔的边缘处,特别是不存在于所述通孔的区域中,或者向所述通孔的区域中突出至多20 mm。
6.根据前一项权利要求所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,在可见光范围内不透明的遮蔽区包括:
a)遮蔽层,所述遮蔽层在可见光范围中和工作波长(5)处是不透明的,其形式为至少一层整体不透明的膜或涂层,该涂层在第一或第二玻璃片材(1,2)上,特别是在F2或F4上,或在层压中间层上,或在面F2和面F3之间的亚毫米基底上,
b)和/或另一个隐蔽涂层,所述另一个隐蔽涂层形成选择性过滤器,该选择性过滤器在可见光范围内吸收并在工作波长处是透明的,特别是在面F2或F3上,或者在面F2和面F3之间的亚毫米基底上。
7.根据权利要求6所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,所述隐蔽涂层(110)由优选地至多为5的L*1,a*1,b*1限定,并且根据a)的不透明遮蔽层(5)由尤其至多为5的L*2,a*2和b*2限定,优选地所述隐蔽涂层和所述不透明遮蔽层(5)之间的色差ΔE*小于4,且甚至小于2。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗,其特征在于,其包括另一个隐蔽涂层(110'),所述另一个隐蔽涂层形成选择性过滤器,该选择性过滤器在可见光范围内吸收并在工作波长处是透明的,所述选择性过滤器在面F2上或者在面F2和面F3之间的亚毫米基底上,面向所述隐蔽涂层和/或在所述部件的边缘处,或者所述选择性过滤器在所述第二玻璃片材的另一个通孔中的另一个部件上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,所述内表面(91)包括在所述工作波长处抗反射的元件(101),抗反射元件优选地包括在所述内表面上的抗反射涂层(101),特别地,所述抗反射涂层包括多孔二氧化硅层,或者所述抗反射涂层包括在所述工作波长处具有交替高和低的折射率的介电层的叠层。
10.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,所述通孔(4)具有表面截面Sc,特别是梯形或矩形或盘形或椭圆形,优选地具有至少3 cm的最小尺寸,至多70 cm的最大尺寸。
11.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,优选地由玻璃制成的所述部件具有至多2.2 mm、且甚至至多1.1 mm、且甚至至少0.1 mm或0.3 mm的厚度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(500至700),其特征在于,其包括在所述通孔之下和/或之中、与连接表面(91)间隔开的或在连接表面(91)上的局部加热区,特别是通过导电材料的轨道或丝的布置实现,特别是其在红外线的工作波长处是吸收性的,或者通过由在所述工作波长处是透明的导电材料制成的加热层(64)实现,优选地具有至少两个电引线,特别是两个局部母线(65,66)或扁平连接器(67),它们优选地从外部被遮蔽。
13.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(500至600),其特征在于,其包括连接到层压中间层(3)的功能元件(60),其中所述功能元件包括亚毫米厚度特别是聚合物或玻璃的片材(60'),并且在所述片材上优选地包括形成加热层的至少一个导电涂层(64),或者其是在可见光范围内不透明的遮蔽层,所述功能元件具有面向所述通孔(4)的第一区域,在所述第一区域中,所述功能元件在所述工作波长处是透明的。
14.根据前一项权利要求所述的车辆玻璃窗,其特征在于,所述片材(60')在朝向面F2或F3定向的所述第一主面(61)上包括:
- 导电涂层,该导电涂层形成面向所述通孔(4)的加热层(64),其在所述工作波长处是透明的
和/或所述片材(60')在所述第一主面(61)或第二相对的主面(62)上包括:
- 不透明的遮蔽元件,其至少部分地偏离所述通孔,并且特别地自所述通孔不存在或者向所述通孔中突出至多20 mm或10 mm,
- 或者另一个隐蔽涂层,其形成选择性过滤器(110),该选择性过滤器在可见光范围内吸收,并且在所述部件的边缘区域上或者甚至在所述通孔的边缘区域上和/或在所述通孔下方在工作波长处是透明的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(200),其特征在于,所述第一玻璃片材在面F2上包括功能涂层(110'),该功能涂层具有面向所述通孔(4)的第一区域,该功能涂层在第一区域中在所述“工作”波长处是透明的,特别是局部加热层或另一个隐蔽涂层(110')。
16.根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700),其特征在于,所述层压中间层包括PVB(3),可选地具有与所述通孔对齐的部分中间层孔,特别地所述连接表面连接到面Fb,或者其中,所述层压中间层包括PVB (3),具有与所述通孔对齐的中间层通孔,特别地所述连接表面通过粘合剂或热塑性连接膜连接到面F2。
17.一种装置,其特征在于,其包括:
- 根据前述权利要求中任一项所述的车辆的层压玻璃窗(100a至700)
- 红外检测系统,其工作波长在红外线中,其布置在乘客舱中,并且包括发射器和/或接收器(7),以便发射和/或接收在具有所述部件(9)的通孔(4)处穿过层压玻璃窗的辐射。
18.根据前一项权利要求所述的装置,其特征在于,所述红外检测系统是LIDAR或近红外相机。
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