JP2012524690A - 車両用グレージング、その製造方法、および使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも：ａ）少なくとも１つの透明窓ガラス（１）、ｂ）透明体（２）、ｃ）少なくとも１つの介在透明ポリマー層（３）を含む車両用グレージングに関し、ここで透明体（２）は少なくとも１つの結合面上で透明ポリマー層（３）を通じて透明窓ガラス（１）に確実な係止方式にて接続され、透明体の最大幅および最大長さは透明窓ガラス（１）の最小幅および最小長さよりも小さく、透明体（２）の透過面Ａ２−ｐおよび透明窓ガラス（１）の表面Ａ１は１０°未満の最大角度偏差で平行に延びる。透明窓ガラス（１）は、被覆塗料（１０）を用いた透明領域の不透明境界線を有する。画像記録装置を実装するため、および光散乱を最小化するために、透明体（２）は光吸収部品（５）を有する。

Description

本発明は、電磁放射線の、具体的には可視波長範囲の画像データの、透過用光結合素子を備える新規な車両用グレージングに関する。

さらに、本発明は、光結合素子を備える車両用グレージングの製造の新規な方法に関する。

さらに、本発明は、運転者支援システムを備える車両における車両用グレージングの使用に関する。

独国特許出願公開第１０２００７０５４０４７号明細書において、車両用の積層ガラス板が記載されており、積層ガラス板は少なくとも１つの外側ガラス板および１つの内側ガラス板を含み、内側ガラス板および外側ガラス板が異なる光学特性を有すること、および内側ガラス板が少なくとも１つの刻み目または切り欠きを有することを特徴とする。このため、積層ガラス板は、その表面の異なる領域において、異なる光透過性を有することができる。

独国特許出願公開第１０２００６０２７０４４号明細書において、光学的手段、具体的には自動車の画像記録装置用のプリズムまたはミラーシステムが開示されており、光学的手段は、所定の空間的角度範囲内で画像記録装置の視線方向を偏向する。光学的手段は、好ましくは、外部ミラーの領域に実装される。

独国特許出願公開第１００５４３０７号明細書より、透明板に入射する光線の結合によって反射を減少させるための光結合素子が知られており、光線は、直角以外の角度で板に当たり、光結合素子は、板とほぼ同じ屈折率を有して、板上に確実な係止方式にて配置される。光結合素子は、少なくとも光線の主軸の入射点内で、ほぼ垂直な入光面を有する。

独国特許出願公開第１０２００６０３９０５６号明細書は、車両用板ガラス上の光学センサの締結装置を開示している。

独国特許出願公開第１０２００７０５４０４７号明細書は、表面上に断熱層を備える、車両用の積層ガラス板を開示している。断熱層は、機能素子の領域に刻み目を有している。

独国特許出願公開第１０２００７０５４０４７号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０２７０４４号明細書 独国特許出願公開第１００５４３０７号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０３９０５６号明細書

知られている光結合素子は、光学的濃密体の異なる光路長による光学的歪みを有する電磁放射線ビームを、具体的には画像データの透過によって、伝達する。画像データは、非常に大きな計算能力によって修正される必要がある。さらに、具体的には水平方向に向けられた画像記録装置および垂直から大きく偏向した車両用グレージング取付角度をもって、内部への画像の伝達には比較的大きいグレージングの領域が必要である。この領域は、たとえばＥＣＥ−Ｒ４３による視野Ｂについて、もはや使用可能領域として利用することはできない。

本発明の目的は、車両用グレージングの最小可能領域が必要とされ、光学的歪み、具体的には画像データが可能な限り小さくなるように、送信器および／または受信器の電磁放射線ビームが車両用グレージングを透過する、車両用グレージングを見出すことである。

本発明の別の目的は、車両用グレージングの製造の新規な方法を見出すことである。

本発明の別の目的は、車両用グレージングの新規な使用を見出すことである。

この目的は、少なくとも：
ａ）１つの透明板と、
ｂ）１つの透明体と、
ｃ）それらの間に介在する少なくとも１つの透明ポリマー層と、を含む車両用グレージングであって、
透明体は、少なくとも１つの結合面上で透明ポリマー層を通じて透明板に確実な係止方式にて接続され、透明体の最大幅および最大長さは透明板の最小幅および最小長さより小さく、透明体の透過面および透明板の表面は、１０°未満の最大角度偏差で互いに平行に延びる、車両用グレージングによって実現される。

電磁放射線ビーム、具体的には画像データの経路は、光結合素子としての透明板の表面および透明体の透過面の平行なコースのため、光学的濃密透明板および光学的濃密透明体において、ほぼ同じである。透明板および透明体を通じて観察される画像は、歪まないか、またはほとんど歪まないように見える。同時に、透明体の透過面と送信器および／または受信器の開口部との間の距離は短縮される。短距離のため、放射線ビームはあまり拡大することができない。このため、放射線ビームの透過のために送信器および／または受信器に必要とされる領域は、特に垂直から大きく偏向した車両用グレージング取付角度を有する、水平方向に向けられた画像記録装置において、減少する。

好適な実施形態において、透明体の透過面および透明板の表面は、２°未満の角度偏差で、互いに平行に延びる。透過面と透明板の表面との平行度が高いほど、放射線ビームの光学的歪みが小さくなる。

別の好適な実施形態において、透明体は、好ましくは５ｍｍから１００ｍｍの最大幅を有する。

透明体の結合面および透過面は、好ましくは、台形として実現される。透明板上の送信器および／または受信器の視線方向が垂直から大きく偏向するほど、台形形状がより際立つ。放射線ビームは透明体上の送信器および／または受信器の開口部の間でほんのわずかしか拡大できないので、送信器および／または受信器の開口部の付近に位置する領域は、より狭く実現されることが可能である。したがって、一実施形態において、透明体の幅は、透明板の上縁まで減少する。

好適な実施形態において、透明体の長さは１０ｍｍから２００ｍｍである。

透明体の厚みは、好ましくは２ｍｍから２５ｍｍである。

透明体は、好ましくは、ケイ酸塩ガラス、またはポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、および／またはポリ塩化ビニル、ならびにそれらのコポリマーおよび／または化合物を含有する。全体として、送信器および／または受信器の電磁放射線ビームを透過する全ての材料が考慮される。画像記録装置については、可視領域（３８０ｎｍから７５０ｎｍ）および／または近赤外線（７５０ｎｍから１２００ｎｍ）の電磁放射線に対する高透明性が好ましい。

透明体は、好ましくは７０％超の、３８０ｎｍから７５０ｎｍの波長領域内の光透過性を有する。

透明体は、好ましくは、受信器への有益な情報のない入射を最小化するために、５０％未満の赤外線放射線の透過率を有することができる。

送信器は、電磁放射線、具体的には放射線ビームの放射のための開口部を含む。電磁放射線、および具体的には放射線ビームは、物体との相互作用の後に、受信器の開口部を通じて反射および検出されることが可能である。信号から、位相シフトおよび実行時間測定に基づいて、対象物と車両との間の距離、対象物の表面特性、および車両の周囲の温度に関するデータが計算され得る。しばしば、可視または赤外線範囲の画像記録装置の場合、送信器は必要ではなく、代わりに、周囲から信号が拾われるだけである。電磁放射線の源は、外部送信器によって生じることが可能である。全体として、運転者にとって興味深い全ての電磁放射線の送信および受信、ならびに車両の操作のための運転者支援システムが考慮される。

運転者支援システムは、好ましくは、周囲からの画像データを必要とする。別の道路使用者、対象物、道路標識、および路面表示が認識されることが可能である。コンピュータ支援評価システムによって、運転者は、車両の操作において能動的または受動的に支援される。適切な構成を用いて、車両は、これらのデータによって、自動的に操作されることさえ可能である。

散乱光は、透明板、透明体または車両用グレージングもしくは周囲のその他の要素によって直接透過または反射されない電磁放射線の一部である。この散乱光は、ほとんどまたは全く利用不可能な情報のみを含み、受信器内で有益な信号に置き換えられる。散乱光は受信器の感度を低下させる。散乱光は、ビーム路内に直接存在しない透明体の側面上の光吸収被覆によって吸収されることが可能である。光吸収被覆について考えられるのは、好ましくは、溶媒の化学反応または蒸発の後で機械的および化学的に安定している、黒化ポリマー含有塗料である。

一実施形態において、透明体は、少なくとも１つの側面上に、光吸収部分を有する。この部分は、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、および／またはポリメチルメタクリレート、ならびにそれらのコポリマーおよび／または化合物を含有する。光吸収部分は、透明体、ならびに送信器および／または受信器の間の電磁放射線ビームの直接経路の外側の領域を完全にまたは部分的に包囲することができる。一回の操作で、干渉する散乱光が最小化される。光吸収部分は、散乱光遮蔽体と称され得る。

別の好適な実施形態において、光吸収部分および／または透明体の形状は、電磁送信器または受信システムの位置決めおよび実装のための、傾斜平面、開口部、隆起部、および／またはねじ部を有する。本発明のこの実施形態は、具体的には、送信器および／または受信器が、透明板に対しておよび透明体に対して所定の方法で位置決めされるという利点を有する。

本発明の別の実施形態において、透明体は、側面上に、完全にまたは部分的に傾斜した平面、凹状、凸状の形状、および／または、たとえば降雨検出システム用など、側面上の付加的電磁センサ信号の結合Ｒ＿ｅおよび減結合Ｒ＿ａに使用される光学素子を有することができる。

降雨検出システムにおいて、側面を通じて結合された透明板の表面上の水分の信号は、変更されて、出力信号として検出される。出力信号から、適切な計算によって、水分量が推測され得る。

透明体の透過面上の電磁放射線の光反射損失を最小化するために、透明体は、好適な実施形態において、少なくとも１つの反射防止層を含む。

減反射は、異なる光学密度を有する媒体の界面における電磁放射線の反射損失の最小化である。物体または媒体は、これらが空気よりも大きい屈折率を有する場合に、光学的に濃密である。空気の屈折率はおよそ１である。

表面の減反射は、様々な対策によって実現されることが可能である。干渉光学層システムを用いて、反射した放射線の一部は、異なる屈折率を有する２つ以上の薄層でガラス表面を被覆することにより、相殺的干渉によって消失する。あるいは、減反射は、その屈折率が下層材料の屈折率のおおよその乗根に対応する場合に、単層システムによる影響を受ける可能性がある。層は、具体的には、窒化ケイ素および酸化ケイ素、ならびに全ての一般的な透明金属窒化物および／またはそれらの混合物を含む。

透明体の透過面または結合面上の少なくとももう１つの被覆は、銀、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウムスズ酸化物、および／またはそれらの混合物を含有する、導電性の、透明な層を含有する。本発明の一実施形態において、特に低い外気温において、透明体上の結露を最小化するために、透明体は、電流を使用するジュール熱によって加熱されることが可能である。結露は、吸収および／または散乱の増加を通じて、送信器の性能および受信器の感度を低下させるだろう。

透明板は、好ましくは、ケイ酸塩ガラス、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、エチレンエチレンビニルアセテート、可塑化ポリビニルブチラール、ポリウレタン、アイオノマー、および／またはポリメチルメタクリレート、ならびにそれらのコポリマーおよび／または化合物を含有する。透明板は、特に好ましくは、積層ガラス板として開発される。

別の好適な実施形態において、透明板は、少なくとも小区域上に、被覆塗料を用いた不透明被覆を含有する。不透明被覆塗料は、たとえば送信器および／または受信器の干渉実装素子などを覆うために、電磁放射線の透過用の表面を完全にまたは部分的に画定する。

機械的安定性を向上させるために、好適な実施形態において、透明板は、縦方向および／または横方向に湾曲している。

縦方向は、送信器および／または受信器の視線方向にほぼ沿った方向である。長さデータはこの方向を指す。したがって、幅データは横方向を指す。

高度に湾曲した透明板とともに、透明体もまた縦方向および／または横方向に、確実に係止するように湾曲している。

透明ポリマー層は、好ましくは、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、エチレンビニルアセテート、可塑化ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリアクリル酸、アイオノマー、ならびにそれらのコポリマーおよび／または化合物を含有する。ポリマー層として、たとえば、ノイスにある３Ｍ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ社のアクリル接着剤系ＶＨＢ（ＴＭ）が使用される。

車両用グレージングの好適な実施形態において、透明ポリマー層は、０．５ｍｍから２ｍｍ、好ましくは１．００ｍｍから１．５ｍｍの厚さである。

車両用グレージングの製造のための本発明による方法において、１つの透明板は不透明被覆塗料で部分的に被覆されている。１つの透明体および接触面に付着された１つの透明ポリマー層は予備加熱され、バキュームベルの下で透明ポリマー層を備える透明体に真空が印加される。透明板上に透明ポリマー層を備える透明体は、広げられながら不透明被覆塗料上に位置合わせされて接着される。予備加熱は、好ましくは、３０℃から７０℃の温度範囲で実行される。

本方法の一実施形態で、方法の先行するステップにおいて、透明板は、２つの透明板およびポリマーから、オートクレーブ処理で積層される。

不透明被覆塗料は、好ましくは、積層工程の前に、個別の透明板の内面上に、または透明板の外面上に、シルクスクリーン処理で付着されることが可能である。

予想外および驚くことに、電磁放射線の透過のためおよび運転者支援システムの取付けのためのフロントガラスとしての車両用グレージングの新規な使用もまた、見出された。

本発明の例示的な実施形態は、図面に示され、以下により詳細に記載される。

先行技術による車両用グレージングおよび画像記録装置の断面図である。 本発明による車両用グレージングおよび画像記録装置の断面図である。 本発明による車両用グレージングの平面図である。 図３の線Ａ−Ａを通る断面図である。 本発明による車両用グレージングの断面図である。 透明体の平面図である。 本発明による車両用グレージングの製造のための本発明による方法の例示的実施形態のフローチャートである。

図１から図６は、本発明の原理を図解するように意図された模式図である。そのため、模式図は縮尺通りではない。

先行技術による図１に基づく比較例において、ほぼ水平の視線方向を有する画像記録装置（９）が、積層ガラスフロントガラス（１）積層ガラスフロントガラス（１）の内側に取り付けられた。積層ガラスフロントガラス（１）を透過する間の電磁放射線ビーム（Ｂ）の結果的な経路が観察された。積層ガラスフロントガラス（１）は、被覆塗料（１０）を備える透過領域の不透明境界線を有していた。

湾曲した透明板（１）の長さＬ１は１ｍであり、最大幅Ｂ１は１．５ｍであった。積層ガラスフロントガラス（１）は、透明板と水平との間で２３°の車両内取付角度を有していた。

透明板（１）および透明体（２）を通る電磁放射線ビーム（Ｂ）は、歪みがないかまたはほとんど歪みのない画像であった。完全な画像の透過に必要な透明板（１）を通る表面の長さＦ＿Ｌは６７ｍｍであった。

図２から図４による例示的実施形態は、透明板（１）およびポリカーボネートを備える透明体（２）としての積層ガラスフロントガラスから構成された。図２は、透明板（１）、透明ポリマー層（３）、および透明体（２）を透過する間の電磁放射線ビーム（Ｂ）の結果的な経路を示す。図２は、本発明によるグレージングを用いた電磁放射線の透過のための表面の長さＦ＿Ｌ’を示す。同様に示されているのは、放射線ビーム（Ｂ）および透明体の透過面Ａ２−ｐである。透明板（１）の図２、図３、および図４に示される表面Ａ１および透明体（２）の透過面Ａ２−ｐは、結合面Ａ２上で確実な係止方式にて、２°未満の角度偏差で相互に平行に接続された。透明積層ガラスフロントガラス（１）および、したがって、透明体（２）は、透明板（１）と水平との間で２３°未満の取付角度を有していた。湾曲した透明板（１）の長さＬ１は１ｍであり、最大幅Ｂ１は１．５ｍであった。積層ガラスフロントガラス（１）は、被覆塗料（１０）を備える透過領域の不透明境界線を有していた。透明体（２）の長さＬ２は５ｃｍであり、最大幅Ｂ２は５ｃｍであり、厚みＤ２は７．５ｍｍであった。ポリマー層（３）は、０．５ｍｍの厚みＤ３を有する自己接着アクリル含有高透明膜３Ｍ ＶＨＢ（ＴＭ）４９０５であった。特性付けのため、ほぼ水平の視線方向を有する画像記録装置（９）が客室側に実装された。画像記録装置の絶縁および光散乱の最小化のため、ポリカーボネートを備える光吸収部品（５）が使用された。

透明板（１）および透明体（２）を通る電磁放射線ビーム（Ｂ）は、歪みがないかまたはほとんど歪みのない画像であった。完全な画像の透過に必要な透明板（１）を通る表面の長さＦ＿Ｌ’は３７ｍｍであった。

図５は、透明板（１）、送信および／または受信システム（９）用の位置決めおよび実装装置（５）、光吸収被覆（４）、透過面Ａ２−ｐおよび結合面Ａ２上の導電性透明層（６）、（７）、および透過面Ａ２−ｐ上の反射防止層（８）を含む、本発明による車両用グレージングの断面図を示す。

図６は、透明体（２）の小区域内に結合信号Ｒ−ｅおよび減結合信号Ｒ−ａを備える降雨検出システムの統合を考慮した、透明体（２）の平面図である。

図７は、フローチャートにより、本発明による車両用グレージングの製造のための本発明による方法の例示的実施形態を示す。示される方法の５つのステップは、本発明による方法の好適な実施形態である。

比較例（図１）および例示的実施形態（図２）からの結果は、表１に示される。

透明板（１）を通る完全な画像Ｂの透過に必要な表面の長さＦ＿Ｌ’はわずかに３７ｍｍであり、比較例と比較すると、３０ｍｍ減少した。運転者支援システムの送信器および受信器の電磁放射線ビームの歪みのない透過には、車両用グレージングの可能な限り小さい表面が必要であるということに利点が存在する。

（１） 透明板
（２） 透明体
（３） ポリマー層
（４） 光吸収被覆
（５） 光吸収部品
（６）、（７） 導電性透明被覆
（８） 反射防止層
（９） 送信および／または受信システム
（１０） 不透明被覆塗料
Ａ１ 透明板（１）の外面
Ａ２ 透明体（２）の結合面
Ａ２−ｐ 透明板（１）の外面Ａ１と平行な透明体（２）の透過面
Ａ２−ｑ 透明体（２）の側面
Ｌ１ 透明板（１）の長さ
Ｂ１ 透明板（１）の幅
Ｌ２ 透明体（２）の長さ
Ｂ２ 透明体（２）の最大幅
Ｄ２ 透明体（２）の厚み
Ｄ３ ポリマー層（３）の厚み
Ｂ ガラスを通る放射線ビーム
Ｆ＿Ｌ 電磁放射線の透過のための表面の長さ
Ｆ＿Ｌ’ 本発明によるガラスを用いた電磁放射線の透過のための表面の長さ
Ｒ−ｅ 結合信号
Ｒ−ａ 減結合信号

Claims (15)

1. ａ）少なくとも１つの透明板（１）と、
   ｂ）１つの透明体（２）と、
   ｃ）それらの間に介在する少なくとも１つの透明ポリマー層と、を少なくとも含み、
   透明体（２）が少なくとも１つの結合面Ａ２上で透明ポリマー層（３）を通じて透明板（１）に確実な係止方式にて接続され、透明体（２）の最大幅Ｂ２および最大長さＬ２が透明板（１）の最小幅Ｂ１および最小長さＬ１より小さく、透明体（２）の透過面Ａ２−ｐおよび透明板（１）の表面Ａ１が１０°未満の最大角度偏差で互いに平行に延びる、車両用グレージング。
2. 透明体（２）の透過面Ａ２−ｐおよび透明板（１）の表面Ａ１が２°未満の最大角度偏差で互いに平行に延びる、請求項１に記載の車両用グレージング。
3. 透明体（２）が５ｍｍから１００ｍｍの最大幅を有する、請求項１または２に記載の車両用グレージング。
4. 透明体の結合面Ａ２および透過面Ａ２−ｐが台形型である、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
5. 透明体（２）が、１０ｍｍから２００ｍｍの長さＬ２および／または２ｍｍから２５ｍｍの厚みＤ２を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
6. 透明体（２）の少なくとも１つの側面Ａ２−ｑ上が光吸収層（４）を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
7. 光吸収部品（５）が、電磁送信器または受信システムの位置決めおよび実装のための、傾斜平面、開口部、隆起部、および／またはねじ部を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
8. 透明体（２）が、小区域内に、側面Ａ２−ｑ上の電磁センサ信号の結合Ｒ＿ｅおよび減結合Ｒ＿ａのための傾斜平面、凹状および／または凸状湾曲を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
9. 透明体（２）の透過面Ａ２−ｐが、好ましくは二酸化ケイ素、ケイ酸塩、窒化ケイ素、金属窒化物、および／またはそれらの混合物を含む、少なくとも１つの反射防止層（８）を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
10. 透明体（２）の表面Ａ２−ｐ上の少なくとも１つの被覆（６）および／または結合面Ａ２上の少なくとも１つの被覆（７）が、銀、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウムスズ酸化物、および／またはそれらの混合物を含有する、導電性の透明な被覆を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
11. 透明板（１）が、被覆塗料（１０）を用いた少なくとも１つの部分的被覆を含み、電磁放射線の透過用の表面を完全にまたは部分的に画定する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
12. 透明板（１）が、好ましくは透明板（１）の湾曲に対応して、縦方向および／または横方向に湾曲している、請求項１から１１のいずれか一項に記載の車両用グレージング。
13. 車両用グレージングの製造方法であって、
    ａ）１つの透明板（１）が被覆塗料（１０）で部分的に被覆されるステップと、
    ｂ）１つの透明体（２）および結合面Ａ２に付着された１つの透明ポリマー層（３）が予備加熱されるステップと、
    ｃ）バキュームベルの下で透明ポリマー層（３）を備える透明体（２）に真空が印加されるステップと、
    ｄ）透明板（１）上の透明ポリマー層（３）を備える透明体（２）が被覆塗料（１０）を用いた被覆上に位置合わせされるステップと、
    ｅ）透明ポリマー層（３）を備える透明体（２）が透明板（１）上に広げられながら接着されるステップと、を含む方法。
14. 透明板（１）がオートクレーブで２つの透明板から積層される、請求項１３に記載の透明板の製造方法。
15. 電磁放射線の透過のためおよび運転者支援システムの取付けのためのフロントガラスとしての、請求項１から１２に記載の車両用グレージングの使用。

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