DE202009018111U1 - Scheibe mit einem Tageslicht absorbierenden Scheibensegment - Google Patents

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Abstract

Scheibe mit integrierten Scheibensegment umfassend:
a.) eine obere Scheibe (1),
b.) eine Zwischenschicht (3) umfassend:
b.1) eine optisch transparente Klebefolie (4a),
b.2) ein Tageslichtblocker (5) und
c.) eine untere Scheibe (2).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibe mit einem Tageslicht absorbierenden Scheibensegment, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
  • Viele Fahrzeuge, Flugzeuge, Hubschrauber und Schiffe sind mit verschiedenen optischen Sensoren ausgestattet. Beispiele für optische Sensoren sind Kamerasysteme wie Videokameras, Nachtsichtkameras, Restlichverstärker oder passive Infarotdetektoren wie FLIR (Forward Looking Infrared). Die Kamerasysteme können dabei Licht im ultravioletten (UV), sichtbaren (VIS) und infraroten Wellenlängenbereich (IR) nutzen. Damit lassen sich auch bei schlechten Witterungsverhältnissen wie Dunkelheit und Nebel, Gegenstände, Fahrzeuge sowie Personen präzise erkennen. Auch im Automobilbereich können diese Kamerasysteme in Kraftfahrzeugen hinter der Windschutzscheibe im Fahrgastraum platziert werden. Die Kamerasysteme bieten auch im Straßenverkehr die Möglichkeit, Gefahrensituationen und Hindernisse rechtzeitig zu erkennen.
  • Weitere Einsatzbereiche für optische Sensoren liegen in der elektronischen Distanzmessung (EDM), beispielsweise mit Hilfe von Laserentfernungsmessern. Hierbei kann beispielsweise die Entfernung zu anderen Fahrzeugen bestimmt werden. Derartige Systeme sind im militärischen Anwendungsbereich weit verbreitet, aber auch im zivilen Bereich ergeben sich viele Anwendungsmöglichkeiten. Durch Abstandsmessungen zum vorausfahrenden Fahrzeug lässt sich der notwendige Sicherheitsabstand bestimmen und damit die Verkehrssicherheit deutlich erhöhen. Bei automatischen Warnsystemen verringert sich damit die Gefahr eines Auffahrunfalls deutlich.
  • Die Funktionsweise und Empfindlichkeit derartiger Sensoren, insbesondere bei Systemen die infaroter Strahlung nutzen, wird sehr stark auch von elektromagnetischer Strahlung anderer Wellenlängen beeinflusst. So setzten größere Anteile ultravioletten und sichtbaren Lichtes die Empfindlichkeit des Sensors deutlich herab. Dies erschwert insbesondere tagsüber und in den Dämmerungsstunden den Einsatz derartiger Systeme. Zudem haben verschiedene Windschutzscheibengläser unterschiedliche Absorptions- und Transmissionswerte, so dass die Sensorsysteme, beispielsweise IR-Kameras, für jeden Scheibentyp individuell angepasst werden müssen. Diese Anpassung ist in der Praxis nur schwierig vorzunehmen.
  • Die US 2003/0059218 A1 offenbart einen Sensor im Fahrgastraum eines Fahrzeuges. Der Sensor ist dabei in einer Blende hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet. Um zu verhindern, dass der Sensor mit Staubpartikeln in Berührung kommt, kann die Blende mit einem Filtersystem ausgestattet werden. Gleichzeitig verhindert der Luftaustausch durch den Filter ein Beschlagen des Sensors. Dieser kann so hinter der Windschutzscheibe platziert werden, dass die Scheibenwischer das visuelle Feld des Sensors sauber halten.
  • Die US 2003/0010890 A1 offenbart einen Sensor hinter der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges. Der eigentliche Sensor ist dabei in einer Blende angeordnet. Diese vermindert das Auftreten störender Reflexionen. Eine in der Blende angeordnete Glasscheibe lenkt den einfallenden Strahlengang zum Sensor. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die in der Blende angeordnete Glasscheibe so angeordnet werden, dass störende Lichtanteile abgelenkt oder absorbiert werden.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, die Empfindlichkeit eines hinter der Scheibe montierten Sensors zu verbessern. Dabei sollen möglichst hohe Anteile der genutzten elektromagnetischer Wellenlängen den Sensor erreichen und gleichzeitig störende elektromagnetische Wellenlängen zurückgehalten werden. Weiterhin muss der Sensor auch bei unterschiedlichen Frontscheibengläsern ohne komplizierte Nachjustage des Sensors einsatzfähig sein.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe mit einem Tageslicht absorbierenden Scheibensegment nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die erfindungsgemäße Scheibe mit integriertem Scheibensegment umfasst eine obere Scheibe, eine Zwischenschicht und eine untere Scheibe. Die Zwischenschicht umfasst mindestens eine optisch transparente Klebefolie und einen Tageslichtblocker. Der Tageslichtblocker kann sowohl als semitransparente Folie als auch in Form eines semitransparenten Körpers ausgebildet sein. Semitransparent bedeutet in diesem Zusammenhang hohe Transmissionswerte für die vom Sensor detektierte elektromagnetische Strahlung und/oder gleichzeitig hohe Absorptionswerte für die nicht vom Sensor genutzte Störstrahlung. Der Tageslichtblocker umfasst sowohl organische und anorganische Polymere als auch anorganische Kristalle die das oben beschriebene Absorptionsverhalten zeigen. Die Größe des Tageslichtblockers richtet sich nach der Größe des Sensors und der damit verbundenen Lichteinfallfläche. Die dem Licht zugewandte Fläche des Tageslichtblockers entspricht bevorzugt mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 75% der Oberfläche des Scheibensegments.
  • Die Zwischenschicht kann eine oder mehre Klebefolien enthalten, in die der Tageslichtblocker eingelegt wird. Als Klebefolien können transparente Polymere wie PVB (Polyvinylbutyral), EVA (Ethylenvinylacetat) oder optisch transparente Kleber verwendet werden. Der Tageslichtblocker wird dann entweder von einer Klebefolie oder der unteren Scheibe und/oder oberen Scheibe nach außen abgeschlossen.
  • Das gesamte Scheibensegment befindet sich in einer Ausparrung der Windschutzscheibe, so dass sich der Sensor unabhängig vom Windschutzscheibenglas, beziehungsweise darauf aufgebrachten Beschichtungen, betreiben lässt.
  • Der Tageslichtblocker weist bevorzugt eine Transmission für Licht der Wellenlänge 300 nm bis 800 nm von < 10% und für Licht der Wellenlänge von 800 nm bis 1000 nm von > 20% auf. Der Tageslichtblocker absorbiert bevorzugt den größten Teil des sichtbaren Lichtes von 300 nm bis 800 nm und lässt gleichzeitig den größten Teil der infaroten Strahlung zum Sensor passieren.
  • Der Tageslichtblocker weist besonders bevorzugt eine Transmission für Licht der Wellenlänge 380 nm bis 880 nm von < 5%, bevorzugt < 0,1% auf.
  • Der Tageslichtblocker weist bevorzugt eine Transmission für Licht der Wellenlänge 880 nm bis 920 nm von > 50%, bevorzugt > 85% auf.
  • Der Tageslichtblocker umfasst bevorzugt mindestens ein Polymer, besonders bevorzugt PBT (Polybutylenterephthalat), PC (Polycarbonat), PET (Polyethylenterephthalat), EVA (Ethylvinylacetat), PVB (Polyvinylbutyral) und/oder Blockpolymere oder Copolymere davon.
  • Die optisch transparente Klebefolie umfasst bevorzugt eine obere optisch transparente Klebefolie und eine untere optisch transparente Klebefolie. Damit lässt sich der Tageslichtblocker wie in einem Sandwich in der Zwischenschicht fixieren. Da die Klebefolie flexibel ist, ist das Risiko einer Beschädigung des Tageslichtblockers beim laminieren des Scheibensegments minimiert.
  • Die Zwischenschicht ist bevorzugt in einer Klebefolie eingebettet. Die Zwischenschicht bestehend aus Klebefolie und Tageslichtblocker kann auch in eine Ausparrung der Klebefolie zwischen der oberen und unteren Scheibe eingesetzt werden. Die Zwischenschicht wird besonders bevorzugt als Trilayer aus oberer Klebefolie, Tageslichtblocker und unterer Klebefolie in die Klebefolie eingesetzt. Die Zwischenschicht lässt sich auf diese Art und Weise auch als Modul vorfertigen.
  • Die obere Scheibe und/oder untere Scheibe umfassen bevorzugt einen der folgenden Werkstoffe: Glas und/oder Polymer, besonders bevorzugt Flachglas und/oder Polymethylmethacrylat.
  • Das Scheibensegment enthält bevorzugt eine schmutzabweisende Beschichtung, besonders bevorzugt eine hydrophobe Beschichtung. Diese erhöht den Kontaktwinkel von polaren Flüssigkeiten wie Wasser auf der Oberfläche der Scheiben und verringert damit die Benetzung der Oberfläche. Die Flüssigkeit läuft schneller ab und reinigt die Oberfläche. Entsprechende Beschichtungen können hydrophobe Silane wie Alkylalkohol- bzw. Alkylchlorsilanen, beispielsweise Octyltrimethoxysilan enthalten. Zusätzlich können TiO2 Partikel auf der Oberfläche aufgebracht werden. Diese zersetzen unter Sonnenlicht katalytisch organische Schmutzpartikel an der Scheibenoberfläche. Beispiele für derartige Beschichtungen werden auch in den Patentanmeldungen EP 0 850 204 A1 und EP 0 927 144 A1 offenbart. Die Beschichtungen sind bevorzugt auf der oberen Scheibe und/oder unteren Scheibe des Scheibensegments aufgebracht.
  • Das Scheibensegment weist bevorzugt eine Fläche von 1 cm2 bis 10000 cm2, besonders bevorzugt 50 cm2 bis 1000 cm2, insbesondere bevorzugt von 100 cm2 bis 500 cm2 auf. Die Fläche richtet sich dabei im Wesentlichen nach dem vom Sensor ausgehenden Strahlengang, insbesondere der Größe des Scheibenbereichs, der für die entsprechende elektromagnetische Strahlung durchlässig sein muss.
  • Das Scheibensegment hat bevorzugt eine kreisförmige, elliptische, rechteckige, oder trapezförmige Form. Die Form richtet sich dabei besonders bevorzugt nach der wie oben beschriebenen Form des Strahlengangs des Sensors.
  • Die erfindungsgemäße Scheibe wird in Verbindung mit einem optischen Sensor in Fahrzeugen, Flugzeugen, Hubschraubern und Schiffen verwendet. Dabei wird der optische Sensor hinter dem erfindungsgemäßen Scheibensegment der Scheibe angeordnet. Damit lässt sich in dem für den Sensor relevanten Wellenlängenbereich der Scheibe die Transmission und Absorption elektromagnetischer Strahlung in Abhängigkeit vom verwendeten Sensor gezielt einstellen. Die gesamte Scheibendimensionierung sowie eine mögliche Ummantelung der Scheibe und des Sensors hängen dabei von dem jeweiligen Einsatzbereich ab. Möglich ist eine externe Anbringung oder eine interne Anordnung im Fahrzeuginnenraum.
  • Die Scheibe wird bevorzugt als Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, besonders bevorzugt eines Personenkraftfahrzeuges oder Lastkraftwagens verwendet.
  • Die Scheibe wird in einer weiteren Ausführungsform bevorzugt als Intensitätsverminderer verwendet. Dabei wird der Tageslichtblocker im Scheibensegment so ausgewählt, dass störende Wellenlängen reduziert werden. Der Sensor kann damit unabhängig von der verwendeten Scheibe eingesetzt werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 5 erläutert. Die Figuren sind dabei rein schematische Darstellungen und sind nicht maßstabsgetreu. Sie beschränken die Erfindung in keiner Weise.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Querschnitt des erfindungsgemäßen Scheibensegments (7),
  • 2 einen schematischen Querschnitt einer bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheibensegments (7),
  • 3 einen weiteren schematischen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Scheibensegments (7),
  • 4 einen weiteren schematischen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Scheibensegments (7) und
  • 5 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Scheibe (8).
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt des erfindungsgemäßen Scheibensegments (7).
  • Zwischen einer oberen Scheibe (1) und einer unteren Scheibe (2) befindet sich die Zwischenschicht (3). Diese setzt sich aus mindestens einer klebenden Folien (4a) und dem Tageslichtblocker (5) zusammen. Im einfachsten Fall kann der Tageslichtblocker (5) auf der Klebefolie (4a) platziert werden und zwischen der oberen Scheibe (1) und unteren Scheibe (2) laminiert werden.
  • 2 zeigt einen weiteren schematischen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheibensegments (7). Zwischen einer oberen Scheibe (1) und einer unteren Scheibe (2) befindet sich die Zwischenschicht (3). Diese setzt sich aus zwei klebenden Folien (4a1 und 4a2) und dem Tageslichtblocker (5) zusammen. Der Tageslichtblocker hat damit keine direkte Kontaktfläche mit der oberen Scheibe (1) und/oder der unteren Scheibe (2).
  • 3 zeigt im schematischen Aufbau eine bevorzugte Ausführungsform des Scheibensegments (7). Dabei liegt der Tageslichtblocker (5) zwischen zwei klebenden Folien (4a1 und 4a2) eingebettet als Modul vor. Dieses befindet sich wiederum in einer Klebefolie (4), bei der die entsprechende Aussparung eingeschnitten wurde. Klebefolien (4) und (4a1, 4a2) enthalten gleiche und/oder verschiedene Materialien, wie beispielsweise PVB und/oder EVA. Die Klebefolie (4) ist zwischen einer oberen Scheibe (1) und einer unteren Scheibe (2) angeordnet.
  • 4 zeigt im schematischen Aufbau eine bevorzugte Ausführungsform des Scheibensegments (7). Zwischen einer oberen Scheibe (1) und einer unteren Scheibe (2) befindet sich die Zwischenschicht (3). Diese setzt sich aus mindestens einer klebenden Folie (4a) und dem Tageslichtblocker (5) zusammen. Im einfachsten Fall kann der Tageslichtblocker (5) auf der Klebefolie (4a) platziert werden und zwischen der oberen Scheibe (1) und unteren Scheibe (2) laminiert werden. Die obere Scheibe (1) weist zusätzlich noch eine schmutzabweisende, hydrophobe Beschichtung (6) auf. Diese zeigt bevorzugt ein vergleichbares oder gleiches Transmissions- und Absorptionsverhalten wie der Tageslichtblocker (5).
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Scheibe (8). Dabei ist die Anordnung und Positionierung des Scheibensegments (7) von der Position des Sensors hinter der Scheibe (8) abhängig.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    obere Scheibe,
    2
    untere Scheibe,
    3
    Zwischenschicht,
    4
    Klebefolie,
    4a
    Klebefolie,
    4a1
    obere Klebefolie,
    4a2
    untere Klebefolie,
    5
    Tageslichtblocker,
    6
    schmutzabweisende, hydrophobe Beschichtung,
    7
    Scheibensegment,
    8
    Scheibe.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2003/0059218 A1 [0005]
    • - US 2003/0010890 A1 [0006]
    • - EP 0850204 A1 [0019]
    • - EP 0927144 A1 [0019]

Claims (11)

  1. Scheibe mit integrierten Scheibensegment umfassend: a.) eine obere Scheibe (1), b.) eine Zwischenschicht (3) umfassend: b.1) eine optisch transparente Klebefolie (4a), b.2) ein Tageslichtblocker (5) und c.) eine untere Scheibe (2).
  2. Scheibe nach Anspruch 1, wobei der Tageslichtblocker (5) eine Transmission für Licht der Wellenlänge 300 nm bis 800 nm von < 10% und für Licht der Wellenlänge von 800 bis 1000 nm von > 20% aufweist.
  3. Scheibe nach Anspruch 2, wobei der Tageslichtblocker (5) eine Transmission für Licht der Wellenlänge 380 nm bis 880 nm von < 5%, bevorzugt < 0,1% aufweist.
  4. Scheibe nach Anspruch 2, wobei der Tageslichtblocker (5) eine Transmission für Licht der Wellenlänge 880 nm bis 920 nm von > 50%, bevorzugt > 85% aufweist.
  5. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Tageslichtblocker (5) mindestens ein Polymer, bevorzugt PBT, PC, PET, EVA, PVB und/oder Blockpolymere oder Copolymere davon umfasst.
  6. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optisch transparente Klebefolie (4a) eine obere optisch transparente Klebefolie (4a1) und eine untere optisch transparente Klebefolie (4a2) umfasst.
  7. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Zwischenschicht (3) in einer Klebefolie (4) eingebettet ist.
  8. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die obere Scheibe (1) und/oder die untere Scheibe (2) einen der Werkstoffe Glas und/oder Polymer, bevorzugt Flachglas und/oder Polymethylmethacrylat umfassen.
  9. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Scheibensegment (7) eine hydrophobe und/oder schmutzabweisende Beschichtung aufweist.
  10. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Scheibensegment (7) eine Fläche von 1 cm2 bis 10000 cm2, bevorzugt 50 cm2 bis 1000 cm2, besonders bevorzugt von 100 cm2 bis 500 cm2 aufweist.
  11. Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Scheibensegment (7) eine kreisförmige, elliptische, rechteckige, oder trapezförmige Form aufweist.
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