CN117677493A - 用于驾驶员辅助系统的布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆(2)的驾驶员辅助系统(100)的布置(1)，其包括用于发射红外辐射的辐射源(7)、用于接收红外辐射的辐射接收器(8)，和包括具有外侧表面(I)与内侧表面(II)的外层装配玻璃(9)和具有外侧表面(III)与内侧表面(IV)的内层装配玻璃(10)的挡风玻璃(5)，其经由热塑性中间层(11)彼此连接，挡风玻璃(5)具有反射红外辐射的功能层(12)。如此布置辐射源(7)、功能层(12)和辐射接收器(8)，使得由辐射源(7)发射的红外辐射(13)可以被功能层12反射到驾驶员(3)的面部(23)上作为第一反射辐射(14)，该第一反射辐射(14)可以被驾驶员(3)的面部(23)反射到功能层(12)上作为第二反射辐射(15)，并且作为第三反射辐射(16)的被功能层(12)反射的第二反射辐射(15)可以被反射至辐射接收器(8)并由辐射接收器(8)接收。功能层(12)由具有至少1.9的折射率的高折射层(24)和具有至多1.6的折射率的低折射层(25)的交替层序列组成，其中交替层序列以高折射层(24)开始，并以高折射层(24)结束。

Description

用于驾驶员辅助系统的布置
本发明涉及用于车辆的驾驶员辅助系统的包括挡风玻璃、用于发射红外辐射的辐射源和用于接收红外辐射的辐射接收器的布置，其允许基于红外线的驾驶员监控。此外，本发明涉及布置在驾驶员辅助系统中的用途、涉及具有此类布置的车辆的驾驶员辅助系统、并涉及用于监控车辆的驾驶员的方法。
现代车辆通常配备有电子驾驶员辅助系统，所述电子驾驶员辅助系统例如通过在即将相撞时的自动制动干预或在车辆离开车道时的自动车道保持来帮助驾驶员控制车辆。此类驾驶员辅助系统已经在实践中被证明是非常成功的，特别是当其具有驾驶员的监控功能时，例如从而及早检测驾驶员疲劳，以及检测来自安全车辆引导的过度分心(例如通过使用移动电话)。
为此，已知借助红外辐射来扫描驾驶员的面部，特别是眼睛，所述红外辐射对肉眼不可见，并由此不干扰驾驶员和其他车辆乘员。在这种情况下，可以通过算法检测驾驶员的注视方向和注视持续时间，这可以指示疲劳，例如如果在特定注视方向上的注视持续时间异常长(凝视)。另一方面，过于频繁地将目光从行驶方向移开可以指示分心。也可以识别面部表情，这也可指示驾驶员的状态。
EP 1333410A2公开了用于借助红外辐射追踪车辆驾驶员的注视或眼睛的装置。
JP H0342337A公开了借助红外辐射检测车辆驾驶员的驾驶状态的布置。
DE 102014115958A1公开了一种用于监控车辆驾驶员的系统，包括用于将红外光发射到驾驶员上的红外闪光灯、用于记录光束照射的图像(包括反射)的红外摄像机、以及容纳在车辆挡风玻璃中的反射红外膜。
US2020/143184A1公开了一种用于具有人类驾驶员的机动车辆的平视显示器布置，该布置包括具有反射红外能量的层的挡风玻璃、定位和配置为发射光场以使光场被挡风玻璃反射并作为挡风玻璃外部的虚像呈现给驾驶员的光源、以及定位和配置为接收被驾驶员面部反射和被挡风玻璃的层反射的红外能量的IR摄影机。多个介电膜的涂层可以用作反射红外能量的层。
WO 2023/052067A 1公开了一种车辆的驾驶员辅助系统的布置，其包括用于发射红外辐射的辐射源、用于接收红外辐射的辐射接收器、由经由热塑性中间层彼此连接的外层装配玻璃和内层装配玻璃组成的挡风玻璃，其中挡风玻璃具有至少一个反射红外辐射的功能层，其中以使红外辐射可以被功能层反射到驾驶员面部上作为第一反射辐射且第一反射辐射可以被驾驶员面部反射到功能层上作为第二反射辐射的方式布置辐射源，并且其中以使得作为第三反射辐射的被功能层反射的第二反射辐射可以被反射至辐射接收器并被辐射接收器接收的方式布置辐射接收器。
WO 2014/103768A1公开了一种具有反射红外辐射的涂层并由折射率大于1.90的高折射层和折射率小于1.56的低折射层的交替层序列组成的复合装配玻璃。
JP 2010222233A公开了具有反射红外辐射的涂层并由高折射和低折射介电层的交替层序列组成的复合装配玻璃。
US2012/026580A1公开了一种反射红外光的膜，并且所述膜包括由具有低折射率的介电层和具有高折射率的介电层的交替堆叠体组成的多层介电膜和含有胆甾相液晶并反射红外光的层，其中所有介电层由除金属外的无机材料组成，并满足225nm≤ni×di≤350nm的要求，其中ni是第i个介电层的折射率，并且di是第i个介电层的厚度。
具有基于红外的监控功能的现代驾驶员辅助系统在1μ m(微米)至2μ m范围内的波长下操作，特别是在940nm波长的红外辐射下或在1400nm波长的红外辐射下或在1550nm波长的红外辐射下操作。
本发明的目的是提供一种用于驾驶员辅助系统的改进的布置，该驾驶员辅助系统具有用于驾驶员的基于红外的监控功能，该布置允许简单且可靠地检测关于驾驶员的信息，并且特别对于在具有940nm或1400nm或1550nm的波长的红外辐射下操作的驾驶员辅助系统进行了优化。
根据本发明的建议，这些和其它目的通过根据独立权利要求的布置、驾驶员辅助系统和方法来实现。优选实施方案来自从属权利要求。
本发明涉及一种用于车辆、特别是机动车辆的驾驶员辅助系统的布置，该布置具有在红外辐射的基础上用于车辆驾驶员的监控功能。布置包括用于发射红外辐射的辐射源和用于接收红外辐射的辐射接收器。此外，布置包括外层装配玻璃和内层装配玻璃的挡风玻璃，其经由热塑性中间层彼此连接。挡风玻璃由此是复合装配玻璃。
提供挡风玻璃以便在车辆的窗口中分隔内部环境与外部环境。在本发明的上下文中，术语“内层装配玻璃”是指复合装配玻璃面向车辆内部的装配玻璃。术语“外层装配玻璃”是指面向外部环境的装配玻璃。
外层装配玻璃和内层装配玻璃各自具有外侧和内侧表面以及在它们之间延伸的周边侧边缘。在本发明的上下文中，外侧表面是指在安装时设置为面向外部环境的主表面。在本发明的上下文中，内侧表面是指在安装时设置为面向内部的主表面。外层装配玻璃的内侧表面和内层装配玻璃的外侧表面彼此面对并通过热塑性中间层彼此连接。
外层装配玻璃的外侧表面被称为I侧。外层装配玻璃的内侧表面被称为II侧。内层装配玻璃的外侧表面被称为III侧。内层装配玻璃的内侧表面被称为IV侧。
根据本发明，挡风玻璃具有功能层。根据本发明，功能层是反射红外辐射的功能层。该功能层由此适于反射红外辐射。
以使得由辐射源发射的红外辐射被引导到功能层上并可以被功能层反射到驾驶员面部上的方式布置辐射源。由辐射源发射的红外辐射由此在没有在先反射的情况下直接照射在功能层上，并被功能层反射。为了便于参考，被功能层反射的红外辐射称为第一反射辐射。在这种情况下，第一反射辐射照射在驾驶员面部上并可以被驾驶员面部反射回功能层上。为了便于参考，被驾驶员面部反射的红外辐射称为第二反射辐射。照射在功能层上的第二反射辐射随后被功能层反射。为了便于参考，被功能层反射的红外辐射称为第三反射辐射。在这种情况下，以使得被功能层反射的第三反射辐射可以反射到辐射接收器上并由辐射接收器接收的方式布置辐射接收器。
由此，在根据本发明的布置中，如此布置辐射源、功能层和辐射接收器，使得由辐射源发射的红外辐射可以被功能层反射到驾驶员面部上作为第一反射辐射，该第一反射辐射可以被驾驶员面部反射到功能层上作为第二反射辐射，并且作为第三反射辐射的被功能层反射的第二反射辐射可以被反射至辐射接收器并由辐射接收器接收。
优选地，由辐射源发射的红外辐射仅在挡风玻璃的第一部分区域中被反射。同样优选地，第三反射辐射仅在挡风玻璃的第二部分区域中被反射。第一部分区域和第二部分区域可以彼此分开、部分重叠或完全重叠(即相同)。
根据本发明，功能层由高折射层与低折射层的交替层序列组成。高折射层与低折射层的交替层序列以高折射层开始并以高折射层结束。功能层的层堆叠体开始和结束的功能层表面由此各自由高折射层形成。
在高折射层与低折射层的交替层序列的情况下，与低折射层直接相邻的层是高折射的，并且与高折射层直接相邻的层序列的层是低折射的。
在一个优选实施方案中，功能层由两个高折射层和一个低折射层组成，并且低折射层布置在两个与其直接相邻的高折射层之间。由此，在该实施方案中，功能层具有以下层序列：
高折射层-低折射层-高折射层
在另一优选实施方案中，功能层由三个高折射层和两个低折射层组成，并且两个低折射层各自布置在两个与其直接相邻的高折射层之间。由此，在该实施方案中，功能层具有以下层序列：
高折射层-低折射层-高折射层-低折射层-高折射层
在另一优选实施方案中，功能层由四个高折射层和三个低折射层组成，并且两个低折射层各自布置在两个与其直接相邻的高折射层之间。由此，在该实施方案中，功能层具有以下层序列：
高折射层-低折射层-高折射层-低折射层-高折射层-低折射层-高折射层
优选地，功能层由总计三至七个层组成，其中高折射层和低折射层以交替的层序列布置，并且功能层的层堆叠体开始和结束的功能层表面各自由高折射层形成。
根据本发明，高折射层具有大于1.9、优选大于2.1的折射率，并且低折射层具有小于1.6、优选小于1.5的折射率。
折射率的指示值在550nm的波长下测得。用于测定折射率的方法是本领域技术人员已知的。在本发明的范围内指示的折射率例如可以通过椭圆偏振技术来测定，其中可以使用市售的椭圆偏振仪。
在一个优选实施方案中，功能层布置在内层装配玻璃的内侧表面上。在该实施方案中，功能层由此形成为内层装配玻璃的内侧表面的涂层。
在一个替代的优选实施方案中，功能层布置在内层装配玻璃的外侧表面上。在该实施方案中，功能层由此形成为内层装配玻璃的外侧表面的涂层。
在一种替代的优选实施方案中，功能层布置在外层装配玻璃的内侧表面上。在该实施方案中，功能层由此形成为外层装配玻璃的内侧表面的涂层。
特别优选的是根据本发明的布置的实施方案，其中功能层布置在内层装配玻璃的内侧表面上。
高折射层优选基于氮化硅、氧化锡锌、氮化硅锆、氮化硅钛、氮化硅铪或氧化钛而形成，其中它们特别优选基于氮化硅锆或特别是氧化钛。
低折射层优选基于二氧化硅或掺杂的氧化硅而形成。
在一个优选实施方案中，高折射层的厚度在每种情况下为50nm至200nm、特别优选50nm至180nm、非常特别优选80nm至150nm。
在一个优选实施方案中，低反射层的厚度在每种情况下为100nm至300nm、特别优选150nm至300nm、非常特别优选160nm至280nm。
如上所述，挡风玻璃具有根据本发明的功能层。功能层优选在挡风玻璃的大面积上延伸。表述“在大面积上”是指功能层在挡风玻璃的至少50％、至少60％、至少70％、至少75％或优选至少90％上延伸。但是，功能层也可仅在挡风玻璃的部分区域上延伸。
特别优选地，功能层在挡风玻璃的整个表面上延伸。
功能层对可见光透明。在本发明的含义中，“透明”是指挡风玻璃的总透射率符合法律要求，并优选对可见光具有大于70％、且特别是大于75％的透射率。因此，“不透明”是指透光率小于15％、优选小于5％、特别是0％。透光率(TL)值是指(如通常用于汽车窗玻璃那样)光类型A，即在380nm至780nm的波长处的太阳光的可见光部分，即基本上太阳辐射的可见光谱。红外光束理解为是指波长大于大约800nm的光束。
功能层的层结构通常通过一系列沉积过程来获得，所述沉积过程通过真空法，如磁场辅助阴极溅射或化学气相沉积(CVD)来进行。或者，功能层的层结构也可以通过湿法涂覆来获得。
挡风玻璃的外层装配玻璃和内层装配玻璃优选含有或由以下组成：玻璃，特别优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃，或含有或由以下组成：透明塑料，优选硬质透明塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或其混合物。
外层装配玻璃和内层装配玻璃可以是透明且无色的，但也可以是着色或有色的。外层装配玻璃和内层装配玻璃可以彼此独立地为不预加应力的、部分预加应力的或预加应力的。如果装配玻璃中的至少一个应当是预加应力的，这可以是热或化学预加应力。
外层装配玻璃和内层装配玻璃的厚度可以有非常大的变化，并因此适应各种情况的要求。优选地，使用具有1.0mm至25mm、且优选1.4mm至2.1mm的标准厚度的装配玻璃。例如，外层装配玻璃为2.1mm厚，而内层装配玻璃为1.6mm厚。但是，外层装配玻璃或特别是内层装配玻璃也可具有厚度例如0.55mm的薄玻璃。外层装配玻璃和内层装配玻璃的尺寸可以有非常大的变化并根据用途而变。
热塑性中间层含有或由至少一种热塑性聚合物组成，所述热塑性聚合物优选聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。但是，热塑性中间层还可以含有例如聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯酸酯、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸酯树脂、铸模树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯四氟乙烯、或其共聚物或混合物。热塑性中间层可以由一个布置在另一个上的一个或多个热塑性膜形成，其中热塑性膜的厚度优选为0.25mm至1mm、通常为0.38mm或0.76mm。热塑性中间层还可为具有功能性质的膜，例如具有声学阻尼性质的膜。
根据本发明的布置的优点在于，由于功能层上的反射，红外辐射可以从前面照射在驾驶员面部上。反射到驾驶员面部上的辐射由此可以含有垂直照射在驾驶员面部上的辐射部分。可以以相同的方式接收被面部以相应的方式反射并含有由驾驶员面部垂直反射的辐射部分的红外辐射。
此外，间接照射面部意味着辐射源和辐射接收器仅需考虑红外辐射在功能层上的合适反射来定位，这通常可以以如下方式进行：使得它们对驾驶员和乘客不可见，或者至少实际上不可见，例如在副仪表盘(Konsole)的后部区域中。这是本发明的另一优点。
如上所述，如果以使得第一反射辐射具有垂直照射驾驶员面部的辐射部分的方式布置辐射源，这是有利的。在这种情况下，可以有利的是，第一反射辐射被挡风玻璃的至少部分由驾驶员面部向挡风玻璃上的水平投影产生的区域反射。第一反射辐射可以优选在水平方向上或沿垂直于面部的线照射在驾驶员面部上。这可以实现对驾驶员面部细节的非常好的识别，并且特别是对眼睛运动的非常好的识别。如果以使得可以接收被功能层反射的辐射(即第三反射辐射)的方式布置辐射接收器，所述辐射基于具有已经被驾驶员面部垂直反射的辐射部分的第二反射辐射，这同样是有利的。有利地，第三反射辐射被挡风玻璃的至少部分由驾驶员面部向挡风玻璃上的水平投影产生的区域反射。第二反射辐射随后可以优选在水平方向上或沿垂直线照射在功能层上。这也可以实现对驾驶员面部细节的非常好的识别，并且特别是对眼睛运动的非常好的识别。
根据本发明的布置的另一优点在于，由高折射层与低折射层的交替层序列组成的功能层对1μ m至2μ m的波长范围的反射进行了优化。特别地，功能层对驾驶员辅助系统是优化的，所述驾驶员辅助系统利用波长为940nm或1400nm或1550nm的红外辐射来操作。
本发明还扩展到具有用于车辆驾驶员的基于红外的监控功能的驾驶员辅助系统，其包括根据本发明的布置。此外，驾驶员辅助系统包括至少一个致动器和/或至少一个信号输出装置，以及电子控制单元，所述电子控制单元被配置为基于辐射接收器的输出信号来确定关于驾驶员的信息并且基于确定的关于驾驶员的信息将电信号输出到至少一个致动器以用于进行机械动作和/或输出到至少一个信号输出装置以便输出光学和/或声学信号。
此外，本发明扩展到一种用于监控车辆驾驶员的方法，特别是在根据本发明的驾驶员辅助系统中实施的所述方法，包括以下步骤：
a)将红外辐射发射到反射红外辐射的挡风玻璃的功能层上，使得被功能层反射的红外辐射照射在驾驶员面部上作为第一反射辐射，其中第一反射辐射从驾驶员面部照射在功能层上作为第二反射辐射，并且被功能层反射作为第三反射辐射，
b)接收第三反射辐射，
c)确定关于驾驶员的信息，
d)基于确定的关于驾驶员的信息执行动作和/或输出光学和/或声学信号。
功能层由高折射层与低折射层的交替层序列组成，其中交替层序列以高折射层开始并以高折射层结束。
根据本发明的布置的优选实施方案也相应地适用于根据本发明的方法。
此外，本发明扩展至根据本发明的布置在车辆(特别是用于陆地、水上或空中交通的机动车辆)的驾驶员辅助系统中的用途。
本发明的各种实施方案可单独或以任意组合来实施。特别地，在不脱离本发明的范围的情况下，上文提及和下文解释的特征不仅可以以规定组合使用，还可以以其它组合或单独地使用。
在下文中，参照附图和示例性实施方案更详细地解释本发明。相同或作用相同的元件以相同的附图标记提供。在简化的、不按比例的图示中：
图1是具有根据本发明的布置和用于基于红外线监控驾驶员的驾驶员辅助系统的有驾驶员的车辆前部的示意图，
图2显示了穿过根据本发明的布置的一个实施方案的横截面，
图3显示了穿过根据本发明的布置的另一实施方案的横截面，
图4显示了穿过根据本发明的布置的另一实施方案的横截面，
图5显示了穿过功能层的实施方案的横截面，
图6显示了穿过功能层的另一实施方案的横截面，
图7显示了穿过功能层的另一实施方案的横截面，
图8是用于示出基于红外线监控车辆驾驶员的根据本发明的方法的流程图，
图9是根据本发明的驾驶员辅助系统的功能块的示意图，
图10显示了根据实施例H的挡风玻璃的反射光谱，
图11显示了根据实施例J的挡风玻璃的反射光谱，
图12显示了根据实施例K的挡风玻璃的反射光谱，
图13显示了根据实施例L的挡风玻璃的反射光谱，和
图14显示了根据对比例M的挡风玻璃的反射光谱。
图1是有驾驶员3的车辆2的前部的示意图，具有根据本发明的布置1和用于基于红外来监控驾驶员3的驾驶员辅助系统100。
根据本发明的布置1包括车辆2的挡风玻璃5，该挡风玻璃5包括通过热塑性中间层11彼此固定连接的外层装配玻璃9和内层装配玻璃10，并具有功能层12。
布置1还包括辐射源7和辐射接收器8，如图1中示意性显示的那样，它们可以彼此相邻布置，但也可以安装在组装件中。在这种情况下，辐射源7和辐射接收器8均安装在例如副仪表盘6的后部区域中，在那里它们实际上对车辆乘客是不可见的。以使得由辐射源7发射的红外辐射13被引导到内层装配玻璃10的内侧表面IV上，在那里该红外辐射被功能层12反射到驾驶员3的面部23上作为第一反射辐射14的方式定位和排列辐射源7。由辐射源7发射的红外辐射13被挡风玻璃5的第一部分区域20中的功能层12反射，并从正面照射在驾驶员3的面部23上作为第一反射辐射14。第一反射辐射14特别具有垂直地——即如果车辆2在平面载体上的话在水平方向上-照射在驾驶员3的面部23的辐射部分。第一反射辐射14被驾驶员3的面部23在功能层12的方向上作为第二反射辐射15反射。第二反射辐射15特别具有垂直地-即如果车辆2在平面载体上的话在水平方向上-反射的辐射部分。第二反射辐射15被功能层12反射至辐射接收器8作为第三反射辐射16。第三反射辐射16被挡风玻璃5的第二部分区域21反射。第一部分区域20和第二部分区域21可以部分重叠、完全重叠(即相同)或不重叠。第一部分区域20与第二部分区域21一起形成挡风玻璃5的反射区域22。辐射接收器82指向内层装配玻璃10的内侧表面IV并可以接收由功能层12反射的第三反射辐射16。
第一部分区域20优选对应于挡风玻璃5的至少部分与驾驶员面部相对的区域，即由驾驶员3的面部23向挡风玻璃5上的水平投影产生的区域。以相同的方式，第二部分区域21优选对应于挡风玻璃5的至少部分与驾驶员面部相对的区域，即由驾驶员3的面部23向挡风玻璃5上的水平投影产生的区域。
基于以这种方式检测的驾驶员数据，可以以特别可靠的方式确定关于驾驶员3的信息，因为一方面由功能层12反射的第一反射辐射14特别具有垂直地照射到驾驶员3的面部23上的辐射部分，并且另一方面由功能层1 2反射的第三反射辐射1 6特别具有由驾驶员3的面部23垂直地反射的辐射部分。由此可以特别好和可靠地确定面部特征，如面部表情和眼睛运动。此外，辐射源7和辐射接收器8可以布置在副仪表盘6的后部区域中，使得它们可以很好地集成到车辆内部中并且不干扰车辆内部的设计。
图2显示了穿过根据本发明的布置1的实施方案的横截面。在图2中显示的实施方案中，布置1包括用于发射红外辐射的辐射源7、用于接收红外辐射的辐射接收器8以及挡风玻璃5。该挡风玻璃5包括具有外侧表面I内侧表面II的外层装配玻璃9，以及具有外侧表面III和内侧表面IV的内层装配玻璃10，所述外层装配玻璃9和所述内层装配玻璃10经由热塑性中间层11彼此连接。此外，挡风玻璃5具有功能层12。
例如，外层装配玻璃9由绿色钠钙玻璃组成，并具有例如2.1mm的厚度。内层装配玻璃10例如由钠钙玻璃组成，并具有例如1.6mm的厚度。热塑性中间层11例如由PVB组成，并具有例如0.76mm的厚度。
在图2中显示的根据本发明的布置1的实施方案中，功能层12被设计为内层装配玻璃10的内侧表面IV的涂层。
功能层12由具有大于1.9的折射率的高折射层24和具有小于1.6的折射率的低折射层25的交替层序列组成，其中交替层序列以高折射层24开始并以高折射层24结束。为了简便起见，功能层12的单个层未显示在图2中。功能层12例如如图5、6或7中所示构造。
如此布置辐射源7、功能层12和辐射接收器8，使得由辐射源7发射的红外辐射13可以被功能层12反射到驾驶员3的面部23上作为第一反射辐射14，该第一反射辐射14可以被驾驶员3的面部23反射到功能层12上作为第二反射辐射15，并且作为第三反射辐射16的被功能层12反射的第二反射辐射15可以被反射至辐射接收器8并由辐射接收器8接收。为了简便起见，驾驶员3、由辐射源7发射的红外辐射13、第一反射辐射14、第二反射辐射15和第三反射辐射16未显示在图2中。
图3显示了穿过根据本发明的布置1的另一实施方案的横截面。图3中显示的实施方案与图2中显示的实施方案的不同之处仅在于功能层12并非设计为内层装配玻璃10的内侧表面IV的涂层，而是设计为内层装配玻璃10的外侧表面III的涂层。
图4显示了穿过根据本发明的布置1的另一实施方案的横截面。图4中显示的实施方案与图2中显示的实施方案的不同之处仅在于功能层12并非设计为内层装配玻璃10的内侧表面IV的涂层，而是设计为外层装配玻璃9的内侧表面II的涂层。
图5显示了穿过功能层12的一个实施方案的横截面。在图5中显示的实施方案中，功能层12由两个具有大于1.9的折射率的高折射层24和一个具有小于1.6的折射率的低折射层25组成。低折射层25布置在两个高折射层24之间，并且直接与高折射层24相邻。
由此，在图5中显示的实施方案中，功能层12具有以下层序列：
高折射层24-低折射层25-高折射层24
高折射层24例如由具有2.45的折射率的TiO2组成，并且低折射层25例如由具有1.45的折射率的SiO2组成。
图6显示了穿过功能层12的另一实施方案的横截面。在图6中显示的实施方案中，功能层12由三个具有大于1.9的折射率的高折射层24和两个具有小于1.6的折射率的低折射层25组成。高折射层24和低折射层25交替排列。每个低折射层25布置在两个高折射层24之间，并且直接与在其间布置所述低折射层的两个高折射层24相邻。
由此，在图6中显示的实施方案中，功能层12具有以下层序列：
高折射层24-低折射层25-高折射层24-低折射层25-高折射层24
高折射层24例如由具有2.45的折射率的TiO2组成，并且低折射层25例如由具有1.45的折射率的SiO2组成。
图7显示了穿过功能层12的另一实施方案的横截面。在图7中显示的实施方案中，功能层12由四个具有大于1.9的折射率的高折射层24和三个具有小于1.6的折射率的低折射层25组成。高折射层24和低折射层25交替排列。每个低折射层25布置在两个高折射层24之间，并且直接与在其间布置所述低折射层的两个高折射层24相邻。
由此，在图7中显示的实施方案中，功能层12具有以下层序列：
高折射层24-低折射层25-高折射层24-低折射层25-高折射层24-低折射层25-高折射层24
高折射层24例如由具有2.45的折射率的TiO2组成，并且低折射层25例如由具有1.45的折射率的SiO2组成。
图8示出了根据本发明的用于监控驾驶员的方法。
方法至少包括以下方法步骤：
S1.以如下方式将红外辐射13发射到反射红外辐射的挡风玻璃5的功能层12上，使得由功能层12反射的红外辐射照射在驾驶员3的面部上作为第一反射辐射14，其中第一反射辐射14从驾驶员3的面部照射在功能层12上作为第二反射辐射15，并且被功能层12反射作为第三反射辐射16，其中功能层12由具有大于1.9的折射率的高折射层24和具有小于1.6的折射率的低折射层25的交替层序列组成，其中交替层序列以高折射层24开始，并以高折射层24结束，
S2.接收第三反射辐射16，
S3.确定关于驾驶员3的信息，
S4.基于确定的关于驾驶员3的信息执行动作和/或输出光学和/或声学信号。
图9示意性示出了根据本发明的驾驶员辅助系统100的功能组件，所述驾驶员辅助系统具有基于红外光束的用于驾驶员3的监控功能。在这种情况下，方框E代表驾驶员辅助系统100与施加红外辐射相关的部分，方框F涉及处理在这种情况下检测的信号数据，以确定关于驾驶员3的信息，且方框G涉及在确定的关于驾驶员3的信息的基础上可能的动作。
在方框E，步骤A1中，红外辐射由辐射源7在挡风玻璃5的方向上发射并由功能层12在驾驶员3的面部23的方向上反射，并且在步骤A2中，由驾驶员3的面部23反射的红外辐射由功能层12在辐射接收器8的方向上反射，并由辐射接收器8接收。在方框F中，其在车辆2中由电子控制单元(ECU)来执行，基于本身已知的算法来确定关于驾驶员3的信息，在这种情况下例如为驾驶员3的头部位置(B1)和眼睛位置(B2)。此外，例如基于预设的个性化驾驶员数据来进行驾驶员3的识别(B3)。此外，基于合适的算法，可以确定关于驾驶员3的其它信息，例如存在疲劳或睡意(C1)，其特别可以基于眼睛运动的频率降低来检测，或者驾驶员3的过度分心(C2)，其例如可以基于并非主要指向前方并因此也不用于引导车辆的注视方向来识别。在这种情况下确定的驾驶员状态特别也可以加以个性化(C3)以确定驾驶员特定的信息，这要求已经识别驾驶员(B3)。在方框G中，由于确定关于驾驶员3的信息，可以借助致动器进行车辆引导的干预。例如，如果在驾驶员3中识别出疲劳、特别是数秒的睡眠，则进行用于车道保持的转向干预(D 1)。替代地或附加地，可以借助发信装置来输出声学和/或光学信号(D2)，例如在驾驶员3中识别疲劳的光学指示，任选由声学警告信号支持。
下面参照实施例和对比例来解释本发明。下面比较具有功能层的挡风玻璃和不具有功能层的挡风玻璃的反射性质。
根据依照本发明的实施例H、J、K和L和对比例M的挡风玻璃中的层序列、层厚度和折射率n显示在表1至3中。
表1
表2
表3
反射率描述了被反射的总照射辐射的比例。它以％(基于100％的照射辐射)或以0至1的无单位数(归一化至照射辐射)的形式来表示。当绘制为波长的函数时，其形成反射光谱。
实施例H在8°和65°的照射角度下的反射光谱显示在图10中。图10中显示的反射光谱表明，在实施例H中设计的功能层特别适于以具有940nm的波长的红外辐射操作的驾驶员辅助系统。根据实施例H的复合装配玻璃对具有940nm的波长的辐射具有高反射率。
在图11中显示了实施例J在8°和65°的照射角度下的反射光谱。图11中显示的反射光谱表明，在实施例J中设计的功能层特别适于以具有1400nm或1550nm的波长的红外辐射操作的驾驶员辅助系统。根据实施例J的复合装配玻璃对具有1400nm的波长的辐射具有高反射率，并且对具有1550nm的波长的辐射也具有高反射率。实施例J中的高折射层的层厚度大于实施例H中的高折射层的层厚度。实施例J中的低折射层的层厚度同样大于实施例H中的低折射层的层厚度。图10和11中显示的反射光谱的比较表明，通过提高高折射层和低折射层的层厚度，红外辐射的反射最大值移向更高的波长。由此，具有更厚的单个层的层结构特别适于以具有1400nm或1550nm的波长的红外辐射操作的驾驶员辅助系统。
在图12中显示了实施例K在8°和65°的照射角度下的反射光谱。图12中显示的反射光谱表明，在实施例K中设计的功能层特别适于以具有940nm的波长的红外辐射操作的驾驶员辅助系统。根据实施例K的复合装配玻璃对具有940nm的波长的辐射具有高反射率。在实施例H中，功能层由总计三个层组成，并且在实施例K中，功能层由总计五个层组成。图10和12中显示的反射光谱的比较表明，通过增加层的总数，反射最大值的斜率(Flanken)就红外辐射而言更陡峭，并且功能层由此更有选择性地反射，并且此外，相对于具有940nm的波长的红外辐射，可以获得更高的反射率。
在图13中显示了实施例L在8°和65°的照射角度下的反射光谱。图13中显示的反射光谱表明，在实施例L中设计的功能层特别适于以具有1400nm或1550nm的波长的红外辐射操作的驾驶员辅助系统。根据实施例L的复合装配玻璃对具有1400nm的波长的辐射具有高反射率，并且对具有1550nm的波长的辐射也具有高反射率。根据实施例L的复合装配玻璃与根据实施例J的复合装配玻璃在结构方面的不同之处仅在于，在实施例L中，功能层布置在内层装配玻璃的外侧表面上，并且在实施例J中，功能层布置在内层装配玻璃的内侧表面上。图11和13中显示的反射光谱的比较表明，当功能层布置在内层装配玻璃的内侧表面上时，与功能层布置在内层装配玻璃的外侧表面上时相比，实现了对红外辐射的更高反射率。
在图14中显示了对比例M在8°和65°的照射角度下的反射光谱。图14表明，不具有功能层的复合装配玻璃相对于红外辐射不具有足够的反射，并且由此不适于用于基于红外的驾驶员辅助系统的布置。
附图标记列表
1 布置
2 车辆
3 驾驶员
4 方向盘
5 挡风玻璃
6 副仪表盘
7 辐射源
8 辐射接收器
9 外层装配玻璃
10 内层装配玻璃
11 热塑性中间层
12 功能层
13 由辐射源7发射的红外辐射
14 第一反射辐射
15 第二反射辐射
16 第三反射辐射
20 第一部分区域
21 第二部分区域
22 反射区域
23 面部
24 高折射层
25 低折射层
100 驾驶员辅助系统

Claims (15)

1.用于车辆(2)的驾驶员辅助系统(100)的布置(1)，其包括：
-用于发射红外辐射的辐射源(7)，
-用于接收红外辐射的辐射接收器(8)，和
-包括具有外侧表面(I)与内侧表面(II)的外层装配玻璃(9)和具有外侧表面(III)与内侧表面(IV)的内层装配玻璃(10)的挡风玻璃(5)，所述外层装配玻璃(9)和所述内层装配玻璃(10)经由热塑性中间层(11)彼此连接，所述挡风玻璃(5)具有反射红外辐射的功能层(12)，
其中如此布置辐射源(7)、功能层(12)和辐射接收器(8)，使得由辐射源(7)发射的红外辐射(13)可以被功能层(12)反射到驾驶员(3)的面部(23)上作为第一反射辐射(14)，所述第一反射辐射(14)可以被驾驶员(3)的面部(23)反射到功能层(12)上作为第二反射辐射(15)，并且作为第三反射辐射(16)的被功能层(12)反射的第二反射辐射(15)可以被反射至辐射接收器(8)并由辐射接收器(8)接收，
并且其中所述功能层(12)由具有大于1.9的折射率的高折射层(24)和具有小于1.6的折射率的低折射层(25)的交替层序列组成，其中所述交替层序列以高折射层(24)开始，并以高折射层(24)结束。
2.根据权利要求1的布置(1)，其中所述功能层(12)由两个高折射层(24)和一个低折射层(25)组成，并且低折射层(25)布置在两个与其直接相邻的高折射层(24)之间。
3.根据权利要求1的布置(1)，其中所述功能层(12)由三个高折射层(24)和两个低折射层(25)组成，并且每个低折射层(25)布置在两个与其直接相邻的高折射层(24)之间。
4.根据权利要求1的布置(1)，其中所述功能层(12)由四个高折射层(24)和三个低折射层(25)组成，并且每个低折射层(25)布置在两个与其直接相邻的高折射层(24)之间。
5.根据权利要求1至4任一项的布置(1)，其中所述功能层(12)布置在内层装配玻璃(10)的内侧表面(IV)上。
6.根据权利要求1至4任一项的布置(1)，其中所述功能层(12)布置在内层装配玻璃(10)的外侧表面(III)上。
7.根据权利要求1至4任一项的布置(1)，其中所述功能层(12)布置在外层装配玻璃(9)的内侧表面(II)上。
8.根据权利要求1至7任一项的布置(1)，其中所述高折射层(24)基于氮化硅、氧化锡锌、氮化硅锆、氮化硅钛、氮化硅铪或氧化钛而形成，优选基于氮化硅锆或氧化钛而形成，并且所述低折射层(25)基于二氧化硅或掺杂的氧化硅而形成。
9.根据权利要求1至8任一项的布置(1)，其中所述高折射层(24)为50nm至200nm厚、优选50nm至180nm厚、特别优选80nm至150nm厚，和/或其中所述低折射层(25)为100nm至300nm厚、优选150nm至300nm厚、特别优选160nm至280nm厚。
10.根据权利要求1至9任一项的布置(1)，其中所述高折射层(24)具有大于2.1的折射率和/或所述低折射层(25)具有小于1.5的折射率。
11.根据权利要求1至10任一项的布置(1)，其中所述功能层(12)在挡风玻璃(5)的整个表面上延伸。
12.根据权利要求1至10任一项的布置(1)，其中所述功能层(12)布置在所述挡风玻璃(5)的部分区域内。
13.具有用于车辆(2)的驾驶员(3)的基于红外的监控功能的驾驶员辅助系统(100)，其包括：
-根据权利要求1至12任一项的布置(1)，
-至少一个致动器和/或至少一个信号输出装置，
-电子控制单元，所述电子控制单元配置为基于辐射接收器(8)的输出信号来确定关于驾驶员(3)的信息并且基于确定的信息将电信号输出到至少一个致动器以用于进行机械动作和/或输出到至少一个信号输出装置以便输出光学和/或声学信号。
14.用于监控车辆(2)的驾驶员(3)的方法，包括以下步骤：
a)将红外辐射(13)发射到反射红外辐射的挡风玻璃(5)的功能层(12)上，使得被功能层(12)反射的红外辐射照射在驾驶员(3)的面部(23)上作为第一反射辐射(14)，其中所述第一反射辐射(14)从驾驶员(3)的面部(23)照射在功能层(12)上作为第二反射辐射(15)，并且被功能层(12)反射作为第三反射辐射(16)，其中所述功能层(12)由具有大于1.9的折射率的高折射层(24)和具有小于1.6的折射率的低折射层(25)的交替层序列组成，其中所述交替层序列以高折射层(24)开始，并以高折射层(24)结束；
b)接收第三反射辐射(16)，
c)确定关于驾驶员(3)的信息，
d)基于确定的关于驾驶员(3)的信息执行动作和/或输出光学和/或声学信号。
15.根据权利要求1至12任一项的布置(1)在用于陆地、水上或空中交通的车辆(2)的具有基于红外监控驾驶员(3)的驾驶员辅助系统(100)中的用途。
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