JP2018535465A - 警報ペイン装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、− 外側表面（Ｉ）及び内側表面（ＩＩ）を有している、強化ガラスを含む少なくとも１つの第１ペイン（１）、− 第１ペイン（１）の内側表面（ＩＩ）上に配置されている少なくとも１つの透明導電性被覆（３）、及び、− 透明導電性被覆（３）に容量結合されている静電容量センサ（２１）を有するセンサユニット（２０）を有しており、センサユニット（２０）が、静電容量センサ（２１）の測定信号の比較値からのずれが生じた場合に警報信号を出力し、静電容量センサ（２１）が、（ｉ）正確に１つの測定電極（２１．１）、又は（ｉｉ）測定電極（２１．１）及び基準接地電極（２１．２）、又は（ｉｉｉ）測定電極（２１．１）、基準接地電極（２１．２）及び少なくとも１つの補償電極（２１．３）を有しており、測定電極（２１．１）が、透明導電性被覆（３）からＤＣ絶縁されている、警報ペイン装置（１０，１０’）に関する。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、透明導電性被覆及び静電容量センサを備えた、特には絶縁性グレージングのための、警報ペイン装置に関する。本発明はさらに、警報ペイン装置を操作する方法に関する。

例えば、侵入又は他の損傷が生じた場合に、ペインの破壊を検出するために、いわゆる「警報ペイン」が使用される。これらの警報ペインは、通常、絶縁性グレージングユニット又は複層グレージングユニットの構成要素である。原則として、少なくとも１つのペインが、強化単一ペイン安全ガラス（ＳＰＳＧ）から作られている。破損した場合には、強化ペインが、その全領域にわたって破壊されて、小さな破片となる。

例えば、欧州特許出願公開第００５８３４８号明細書から知られるような、評価電子システムによってその抵抗が測定される導体ループが、慣例的に、警報ペイン上に配置される。警報ペインが破壊されたときに、導体ループも壊れ、抵抗の変化が測定される。この場合に、評価電子システムが警報信号を出力する。このような導体ループは視覚的にあまり魅力的ではなく、製造が高価であり、かつ、接触は困難である。

独国特許出願公開第１９７５４２９５号明細書は、互いに間隔を開けて配置される２つの測定電極が、導電層に電気的に接続されている装置を示す。

ここで、本発明の目的には、簡便であってかつ経済的に製造することができ、かつ、光学的に見えにくい、改良された警報ペイン装置を提供することが含まれている。さらに、本発明に係る警報ペイン装置は、既存のペインを用いて、後付け法で製造するのに適している。

本発明の目的は、本発明に従って、独立請求項１に記載の警報ペイン装置によって達成される。好ましい実施形態は下位の請求項から明らかになる。

本発明に係る警報ペイン装置は、少なくとも、
− 外側表面（Ｉ）及び内側表面（ＩＩ）を有する、強化ガラス製の少なくとも１つの第１ペイン、
− 第１ペインの内側表面（ＩＩ）上に配置されている少なくとも１つの透明導電性被覆、及び、
− 透明導電性被覆に容量結合されている静電容量センサを有するセンサユニット、
を有しており、センサユニットが、静電容量センサの測定信号が比較値からはずれた場合に、警報信号を出力する。

図１Ａは、本発明に係る警報ペイン装置の平面概略図である。 図１Ｂは、図１Ａの切断線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。 図２Ａは、本発明に係るセンサユニットの概略図である。 図２Ｂは、本発明に係る別のセンサユニットの概略図である。 図３Ａは、損傷を受けていない第１ペインを有している本発明に係る透明導電性被覆の細部Ｚの拡大図である。 図３Ｂは、破壊された第１ペインを有している本発明に係る透明導電性被覆の細部Ｚの拡大図である。 図４Ａは、本発明に係る別の警報ペイン装置の平面概略図である。 図４Ｂは、図４Ａの切断線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。

本発明は、多くのペイン、特には絶縁性ガラスペインが、良好な導電性を有する透明被覆を既に有しているという知見に基づいている。これらの透明導電性被覆は、例えば赤外線の反射又はＬｏｗ−Ｅ特性などの、様々な目的を有する。本発明に係る警報ペイン装置は、センサを備えたペインの一体性を、接触することなく監視するセンサユニットを有しており、ペインが破損すると、警報信号を出力する。無接触監視によって、透明導電性被覆の複雑な接触が排除される。このような接触は、慣習的に、はんだ付けされており、かつ、はんだ接合部における接触抵抗が経年劣化プロセスによって変化するので、経年劣化に非常に敏感である。このことは、容量性監視では問題とならない。なぜならば、透明導電性被覆の直接的な電気的接触が排除されるからである。既に存在する透明導電性被覆が使用されるので、例えば、導体ループを印刷するための、別個の製造工程が排除される。透明導電性被覆は光学的にはほとんど見えず、結果として非常に審美的である。透明導電性被覆は、また、例えば、反射防止特性を有することもでき、ペインを通した視認性がさらに向上される。このすべては、本件発明者にとって意外で驚くべきものであった。

本発明に係る警報ペイン装置は、外側表面（Ｉ）及び内側表面（ＩＩ）を有する少なくとも１つの第１ペインを有している。第１ペインは、通常、例えば、建物、ディスプレイケース又は乗物などの内部空間から、外部空間を分離するために機能する。この場合には、外側表面（Ｉ）は外側に対面することができ、すなわち、外向きであり、そして内側表面（ＩＩ）は内側に対面することができ、すなわち、内向きである。

内部空間を盗難又は損傷から保護するために警報ペイン装置が使用される場合には、外側表面（Ｉ）は、いわゆる「露出面」であると考えられ、進入は、通常はこの露出面から起こる。この場合に、静電容量センサ及びセンサユニットを有する内側表面（ＩＩ）は、第１ペインを破壊して取り外すまではアクセスできないであろうから、改ざんから保護されるであろう。

例えば、列車又は航空機などの乗物において破壊を監視するための警報ペイン装置の場合には、内側表面（ＩＩ）は潜在的な攻撃、例えば、危険時における緊急ハンマーによる破壊にさらされることもある。この場合には、センサユニットが故意に改ざんされることはないであろう。

もちろん、第１ペインの外側表面（Ｉ）もまた、追加的な被覆、例えば、追加的な透明導電性被覆を有していることができる。本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、センサの感度は、第１ペインの内側表面（ＩＩ）上の透明導電性被覆の一体性のみが監視されるように、又は、それに加えて、第１ペインの外側表面（Ｉ）上のもう一方の透明導電性被覆の一体性もまた監視されるように、選択されうる。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、透明導電性被覆は、第１ペインが破壊された場合に、透明導電性被覆が損傷するように、第１ペインに結合されている。このために、透明導電性被覆は、好ましくは第１ペインの内側表面（ＩＩ）上に直接的に、特に好ましくは薄膜積層体として堆積される。これに特に適した方法は、カソードスパッタリング（スパッタリング、特にマグネトロンスパッタリング）、化学蒸着（ＣＶＤ）及び／又は熱蒸着である。これは、第１ペインの破壊の確実な検出を可能にするために、特に有利である。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、静電容量センサは、少なくとも１つの電極を有しており、好ましくは、
（ｉ）正確に１つの測定電極、又は、
（ｉｉ）測定電極及び基準接地電極、特には、正確に１つの測定電極及び正確に１つの基準接地電極、又は、
（ｉｉｉ）測定電極、基準接地電極、及び測定電極と基準接地電極との間に配置されている少なくとも１つの補償電極、特には、正確に１つの測定電極、正確に１つの基準接地電極、及び測定電極と基準接地電極との間に配置されている少なくとも１つの補償電極、
を有している。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、測定電極は、透明導電性被覆から電気的に絶縁されている。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、測定電極と透明導電性被覆との間の距離ｄは、０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ〜１０ｍｍ、特には０．５ｍｍ〜５ｍｍである。

第１ペインは強化ガラスから作られている。第１ペインの有利な実施形態では、第１ペインは強化されており、そのようにして、第１ペインが破壊された場合に、破片が静電容量センサの検出領域よりも小さくなるようにされている。もし破片が検出領域よりも小さいならば、例えば、破片の面積が検出領域よりも小さいために破片が検出領域よりも小さいならば、又は破片の最大直径が検出領域よりも小さいために破片が検出領域よりも小さいならば、少なくとも１つの破断線がセンサの検出領域内にあることが保証され、第１ペインの破壊を確実に検出することが可能になる。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、センサユニットは、第１ペインの内側、すなわち、第１ペインの内側表面（ＩＩ）によって規定される側に配置される。これは、露出面からの、すなわち外側表面（Ｉ）によって規定される第１ペインの側からの損傷及び改ざんの試みからセンサユニットを保護するのに特に有利である。

静電容量センサは、原理的には、開コンデンサのように機能し、その測定電極とその基準接地電極との間で、電界（ＡＣ）が確立される。この電界が透明導電性被覆と相互作用し、装置の総容量を測定することができる。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、センサユニットはセンサ電子システムを有しており、好ましくは少なくとも以下の構成要素を有している：交流電圧を測定電極に印加し、場合により、交流電圧を基準接地電極に印加する、発振器；測定されたＡＣ電圧信号に基づいて、それに比例するキャパシタンス測定信号を出力する、復調器；このキャパシタンス測定信号と比較値又はしきい値とを比較する、比較器；及び、場合により、通常信号電圧レベルに調整された出力信号を出力する、電力増幅器。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、センサユニットは、送信機ユニット、好ましくは周波数が１００ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲の無線信号を有する無線送信機ユニットを有している。無線送信機ユニットは、特に好ましくは、ブルートゥース（商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標））送信機又はＷＬＡＮ送信機である。あるいは、送信機ユニットは、赤外線送信機であってもよい。送信機ユニットは、受信機と通信する役割を果たし、特に、センサユニットがペインの破壊を検出したときに警報信号を送信する役割を果たす。送信機ユニットを統合することで、警報信号送信用の外部リード線をセンサにつける必要がなくなり、従って非常に簡便で経済的で、場所に依存しない設置が可能になるという特別な利点を有する。また、センサユニットの改ざんの可能性がなくなり、そのことによって、セキュリティが向上する。これは、慣例的に外側に対して密封されている絶縁性グレージングユニットにおいてセンサユニットを使用し又は後付けするために、特に有利である。もちろん、センサユニットの機能状態、バッテリ若しくは蓄電池の充電状態、又は、温度若しくは圧力などの他のセンサによって提供される他のパラメータなどの他のデータを、送信機ユニットを介して送信することもできる。

本発明に係る警報ペイン装置の別の有利な実施形態では、送信機ユニットと通信する受信機は、送信機ユニット及びセンサと同一の第１ペインの面、すなわち第１ペインの内側面に配置されることとなる。センサユニット、送信機ユニット及び受信機が損傷及び改ざんから保護され、かつ第１ペインが破壊された後にのみアクセス可能となるはずであるので、これは、盗難又は損傷から内部を保護するための警報ペイン装置を使用する場合に特に有利である。例えば、列車又は航空機などの乗物において破壊を監視するための警報ペイン装置の場合には、受信機は、透明導電性被覆を有する第１ペイン又はその近傍が送信機の信号に対して十分に透過性であるかぎり、第１ペインのいずれの側に配置されてもよい。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、センサユニットは、エネルギー供給源、好ましくはバッテリ、蓄電器、スーパーキャパシタ、熱電発電器及び／又は太陽電池を有している。センサユニットは、有利には外部出力源へのリード線を含まず、エネルギー自給型である。あるいは、エネルギー供給は、例えば、インダクティブ（電磁誘導）充電デバイスを介した連続的又は不連続的な充電によって行われてよく又は補完されてよい。このことは、センサユニットが外部リード線を必要とせず、従って非常に簡便で経済的で、かつ場所に依存しない設置が可能になるという特別な利点となる。さらに、センサユニットの改ざんの可能性がなくなり、そのことによって、セキュリティが向上する。これは、慣例的に外側に対して密封されている絶縁性グレージングユニットにおいて、センサユニットを使用し又は後付けするために特に有利である。

本発明に係る警報ペイン装置は、単一ペインとして、又は複層グレージングの一部として、例えば、絶縁性グレージング、二重絶縁性グレージング、三重絶縁性グレージング、耐火グレージング若しくは安全グレージングの一部として複合ペインとともに使用することができる。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、第１ペインは、少なくとも１つのスペーサを介して、好ましくはペインの縁を完全に囲む周囲スペーサを介して、少なくとも１つの他のペインに結合している。スペーサは、第１ペインと他のペインとの間に配置されており、好ましくは、スペーサとペインとの間の接着結合によって固定されている。スペーサは、好ましくは、少なくとも２つの平行なペイン接触壁、気密絶縁性層を有する１つの外壁、及び、グレージング内壁を有している、少なくとも１つの中空の本体を有している。

本体としては、従来技術により知られている全ての中空体形状を、その材料組成に関係なく、使用することができる。例として、ここでは重合体の又は金属性の本体が挙げられる。

重合体の本体としては、好ましくは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリニトリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、特に好ましくは、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレンアクリルエステル（ＡＳＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン−ポリカーボネート（ＡＢＳ／ＰＣ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ＰＥＴ／ＰＣ、ＰＢＴ／ＰＣ、及び／又は、それらの共重合体若しくは混合物が挙げられる。重合体の本体はまた、場合により、他の成分を含んでよく、例えばガラス繊維を含んでよい。使用される重合体の材料は、概して、気体透過性であり、この透過性が望ましくない場合には、さらなる措置が講じられる必要がある。

金属性の本体は、好ましくは、アルミニウム又はステンレス鋼から作られており、好ましくは気体透過性を有していない。

有利な実施形態では、本体の壁は気体透過性である。このような透過性が望ましくない本体の領域は、例えば、気密絶縁性層で密封することができる。特には、重合体の本体は、このような気密絶縁性層と組み合わせて使用される。

本体は、乾燥剤、好ましくはシリカゲル、ＣａＣｌ_２、Ｎａ_２ＳＯ_４、活性炭、ケイ酸塩、ベントナイト、ゼオライト及び／又はそれらの混合物、特に好ましくは分子ふるいを有している中空室を、好ましくは有している。このようにして、乾燥剤による空気湿分の吸収が可能となり、従って、ペイン及び特には静電容量センサの曇りが防止される。

第１ペイン、別のペイン及びスペーサの間の外側中間空間は、好ましくは、少なくとも１つの密封性化合物によってペインの外側の空間に対して密封される。密封性化合物としては、好ましくは、有機ポリスルフィド、シリコーン、ＲＴＶ（室温加硫）シリコーンゴム、ＨＴＶ（高温加硫）シリコーンゴム、過酸化物加硫シリコーンゴム及び／若しくは付加加硫シリコーンゴム、ポリウレタン、ブチルゴム並びに／又はポリアクリレートが挙げられる。任意の実施形態では、耐老化性を高めるための添加剤、例えばＵＶ安定剤などを含めることもできる。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、第１ペインは、スペーサを介して第２ペインに結合され、二重グレージングを有する絶縁性ガラスペインを形成する。

特に有利な実施形態では、第１ペインはその内側面（ＩＩ）を介して第２ペインに結合される。

別の特に有利な実施形態では、センサユニットは、第１ペインと第２ペインとの間の中間空間に配置される。このことは、センサ及びセンサユニットが湿分及びダストなどの外部の影響から保護されるという点で特に有利であるが、特には、改ざん及び損傷から特に良好に保護されるという特別な利点も有する。

第１ペインと第２ペインとを含む装置では、測定電極は、有利には、ペインの間の中央に正確に配置されるのではなく、透明導電性被覆を有しており監視の対象である第１ペインの近くに、有利には配置される。無論、この構成では、２つの測定電極によって監視されうる両方のペインが、透明導電性被覆を有していることもできる。

第１ペイン又は第２ペインは、別のスペーサを介して別の第３のペインに結合されてよく、このようにして、三重グレージングを有する絶縁性グレージングペインが形成される。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、第１ペインは、平坦なガラス、フロートガラス、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス又はホウケイ酸ガラスから作られる。

第１ペインは強化されており、好ましくは、ＤＩＮ １２１５０−１：建物におけるガラス − 加熱強化ソーダ石灰単一ペイン安全ガラス − パート１（ Ｇｌａｓｓ ｉｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ − Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｔｏｕｇｈｅｎｅｄ Ｓｏｄａ Ｌｉｍｅ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐａｎｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｇｌａｓｓ − Ｐａｒｔ １）： 定義及び説明、に従って強化されており、特に好ましくは、１００ Ｎ／ｍｍ^２ を超える表面圧縮応力で、特には１００ Ｎ／ｍｍ^２ 〜１５０ Ｎ／ｍｍ^２の表面圧縮応力で強化されている。強化されることによって、第１ペインは、損傷を受けたときに破砕し、好ましくは１ｃｍ^２未満のサイズを有する縁が尖がっていない破片へと破砕する。

第２、第３又はさらなるペインは、好ましくはガラスを含んでおり、特に好ましくは、平坦なガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス又は透明プラスチック、好ましくは硬質透明プラスチック、特にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル及び／又はそれらの混合物を含んでいる。適切なガラスは、例えば欧州特許第０８４７９６５号明細書から公知である。第２、第３の又はさらなるペインは、特には、上述の材料から作られることができる。

第１、第２、第３又はさらなるペインの厚さは、広範囲で変化することができ、従って、個別的な場合の要件に理想的に適合させることができる。好ましくは、１．０ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１６ｍｍの標準の厚さを有するペインが、使用される。ペインのサイズは広範囲で変化することが可能であり、本発明に係る使用のサイズによって支配される。

本発明の有利な実施形態では、第１ペインは誘電特性を有しており、かつ比誘電率値は６〜８、特には約７である。

ペインは任意の三次元形状を有していることができる。好ましくは、三次元形状は、例えばカソードスパッタリングによって被覆されることができるように、影の領域（シャドーゾーン）を有していない。好ましくは、ペインは１つ又は複数の空間的方向において平面であるか、又はわずかに若しくは大きく湾曲している。ペインは無色であることも又は着色されていることもできる。

本発明に係る警報ペイン装置の好ましい実施形態では、第１ペインは、その外側表面（Ｉ）及び少なくとも１層の中間層を介して、好ましくはその外側表面（Ｉ）及び少なくとも１層の熱可塑性中間層を介して、第２ペインに面結合されて、複合ペインを形成する。次いで、この第２ペインを、別の中間層を介して、追加的な第３のペインに面結合することができる。第２及び／又は第３のペインは、好ましくはプラスチックを含む。第２及び／又は第３のペインは、特には、プラスチックから作られていてもよい。このような複合ペインは、外部からの侵入に対して、特に突破抵抗性であり、それによって、高い安全ランクが得られる。複合ペインのペインは、少なくとも１つの中間層によって、互いに結合される。中間層としては、好ましくは、熱可塑性プラスチック、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらの複数の層が挙げられ、好ましくは厚さが０．３ｍｍ〜０．９ ｍｍである。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、透明導電性被覆は、第１ペインの透視領域の少なくとも７０％、好ましくは８０％〜１００％、特に好ましくは９８％〜１００％に配置される。透視領域は、フレーム、スペーサ又は他の取り付け部品によって視覚が妨げられない、第１ペインの領域である。

本発明に係る警報ペイン装置の別の有利な実施形態では、透明導電性被覆は、第１ペインの内側表面の面積の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、特に好ましくは８０％〜１００％、特には９５％〜１００％に配置される。

本発明に係る透明導電性被覆は、電磁放射線に対して、好ましくは３００〜１３００ｎｍの波長の電磁放射線に対して透過性であり、特に３９０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光に対して透過性である。用語「透過性」は、特に可視光において、ペインの全透過率が、好ましくは＞７０％、特に＞７５％透過であることを意味する。特定の用途では、より低い透過率が望ましいこともあり、それに関しては「透過性」は、１０％〜７０％の光透過率を意味し得る。そのような用途は、例えば、主要な光線に暴露されるべきでない物体、例えば、絵画又は織物を保護するためのグレージングである。

透明導電性被覆は、好ましくは、機能性被覆であり、特に好ましくは、太陽光防護作用を有する機能性被覆である。太陽光防護作用を有する被覆は、赤外線範囲において、従って太陽光放射の範囲において反射特性を有する。従って、日照の結果としての乗物又は建物の内部の加熱が、低減される。このような被覆は当業者に公知であり、典型的には少なくとも１種の金属、特には銀又は銀含有合金を含有している。透明導電性被覆は、一連の複数の個別的な層を有していることができ、特には少なくとも１層の金属性層、及び、例えば少なくとも１種の金属酸化物を含有している誘電体層を有していることができる。金属酸化物としては、好ましくは、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの他、これらの１種又は複数種の組み合わせが挙げられる。誘電体材料はまた、窒化ケイ素、炭化ケイ素又は窒化アルミニウムを含んでいることもできる。

この層構造は、一般に、磁場強化型カソードスパッタリングなどの真空法によって行われる、一連の堆積操作によって得られる。特にはチタン又はニオブを含有する非常に微細な金属層を、銀層の両面に設けることもできる。下方金属層は、接着及び結晶化層としての役割を果たす。上方金属層は、さらなる処理工程中の銀の変性を防止するための保護層及びゲッタ層として機能する。

特に好適な透明導電性被覆としては、少なくとも１種の金属、好ましくは銀、ニッケル、クロム、ニオブ、スズ、チタン、銅、パラジウム、亜鉛、金、カドミウム、アルミニウム、ケイ素、タングステン若しくはそれらの合金、並びに／又は、少なくとも１つの金属酸化物層、好ましくは、スズでドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、フッ素でドープされた酸化スズ（ＦＴＯ、ＳｎＯ_２：Ｆ）、アンチモンでドープされた酸化スズ（ＡＴＯ、ＳｎＯ_２：Ｓｂ）、並びに／又は、カーボンナノチューブ、並びに／又は、光学的に透明な導電性重合体、好ましくは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリスチレンスルホネート、ポリ（４，４−ジオクチル−シクロペンタジチオフェン）、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン、それらの混合物及び／若しくは共重合体が挙げられる。

透明導電性被覆の厚さは、広範囲で変化可能であり、個別的な場合の要求に適合させることができる。透明導電性被覆の厚さは、電磁放射線に対して、好ましくは３００ｎｍ〜１３００ｎｍの波長の電磁放射線に対して、特には３９０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光線に対して不透過性になるほどに大きくはないことが重要である。透明導電性被覆は、好ましくは１０ｎｍ〜５μｍ、特に好ましくは３０ｎｍ〜１μｍの層厚を有する。

透明導電性被覆のシート抵抗は、好ましくは０．３５オーム／スクウェア〜２００オーム／スクウェア、好ましくは０．５オーム／スクウェア〜２００オーム／スクウェア、最も特に好ましくは０．６オーム／スクウェア〜３０オーム／スクウェアであり、特には２オーム／スクウェア〜２０オーム／スクウェアである。透明導電性被覆は、原則としては、特にはそれらが使用される場合に低い光透過率しか必要とされないならば、０．３５オーム／スクウェアよりもさらに低いシート抵抗を有することができる。そのようなシート抵抗は、第１ペインが破壊された場合の導電性被覆の損傷を検出するのに特に適している。透明導電性被覆は、好ましくは良好な赤外線反射特性及び／又は特に低い放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）を有している。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、静電容量センサは、個別の構成要素として、すなわち構造ユニットの形態として実装される。特に、静電容量センサが正確に１つの測定電極、又は（特には正確に）１つの測定電極及び（特には正確に）１つの基準接地電極、又は（特には正確に）１つの測定電極、（特には正確に）１つの基準接地電極、及び少なくとも１つの補償電極を有している場合には、それぞれの場合で、すべての電極が、個別の構成要素の構成要素である。静電容量センサは、特には１つの同一の（例えば、不透明な）筐体によって取り囲まれていることができ、電極（又は複数の電極）を、この筐体内に配置することができる。

本発明に係る警報ペイン装置の有利な実施形態では、静電容量センサの検出領域の形状が、測定電極の形状に対応する。

本発明の別の態様は、本発明に係る警報ペイン装置を操作する方法を含んでおり、この方法では、測定信号の測定を、連続的に又は周期的に行い、好ましくは０．２秒〜１００秒の周期長で行い、かつセンサユニットによって出力信号として出力する。出力信号の出力は、連続的又は周期的に行わってよく、好ましくは０．２秒〜１００秒の周期長で行ってよい。

本発明の別の態様は、本発明に係る警報ペイン装置の使用を含んでおり、好ましくは絵画、織物、宝飾品などの価値のある商品の保護のために、例えば博物館若しくは宝石店などで、展示ケース、ショーケースのグレージングとしての、又は、建築用グレージング、絶縁性グレージング、二重絶縁性グレージング、三重絶縁性グレージング、耐火性グレージング、安全グレージングとしての、又は自動車、バス、列車若しくは航空機などの陸上、水上若しくは空中の乗物におけるグレージングとしての使用を含んでいる。

本発明の別の態様には、強化ガラスの第１ペインを有しておりかつ内側表面（ＩＩ）上に透明導電性被覆を有しているグレージングに後付けすることによって警報ペイン装置を形成するために、静電容量センサを有する本発明に係るセンサユニットを使用することが含まれる。

以下に、本発明を、図面及び実施例を参照して詳細に説明する。図面は完全に縮尺通りではない。本発明は、図面によっては決して制限されない。

図１Ａは、本発明に係る警報ペイン装置１０の、外側表面Ｉの平面図における概略図を示している。図１Ｂは、図１Ａの切断線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示している。

警報ペイン装置１０は、内部を外部環境から分離する。警報ペイン装置１０は、例えば、博物館又は宝石店などで、外部からのアクセスに対して内部の貴重品、例えば展示ケース内の貴重品を保護するのに適している。

警報ペイン装置１０は、内側表面ＩＩに透明導電性被覆３が配置された第１ペイン１を有している。この例では、透明導電性被覆３は、第１ペイン１のペイン縁から例えば１０ｍｍの幅を有する端部無被覆部を除いて、第１ペイン１の内側表面ＩＩの全体に配置されている。端部無被覆部は、ペインの縁部を介して湿分が浸透してくることに対する腐食保護の役割を果たす。

透明導電性被覆３は、例えば、赤外線反射層として機能する。これは、入射してくる太陽光からの熱放射の大きな割合が反射されることを意味する。建築用グレージングにおいて第１ペイン１を使用することで、太陽放射による内部の加熱が減少する。透明導電性被覆３は、例えば欧州特許第０８４７９６５号明細書から公知であり、２つの銀層を含有しており、銀層それぞれが、複数の金属層と金属酸化物層との間に埋め込まれている。透明導電性被覆３は、シート抵抗が約４オーム／スクウェアである。

第１ペイン１は、例えば、幅１ｍ、長さ１．５ｍ及び厚さ４ｍｍの強化ソーダ石灰ガラスペインである。第１ペイン１は、ＤＩＮ １２１５０−１に従って、例えば１２０Ｎ／ｍｍ^２の表面圧縮応力で強化されている。強化されることによって、第１ペインは、損傷時に、１ｃｍ^２未満のサイズを有する縁が尖っていない破片へと破砕される。

図示の例では、センサユニット２０は、第１ペイン１の内側面に配置されている。ここで、「内側面」とは、内側表面ＩＩの方向に向いている領域を意味しており、そこに透明導電性被覆３が配置されている。センサユニット２０は、導電性被覆３に容量結合された静電容量センサ２１を有している。もちろん、静電容量センサ２１は、必ずしもセンサユニット２０の残りの部分と同じ筐体中に組み込まれている必要はない。

静電容量センサ２１と透明導電性被覆３との間の距離ｄは、例えば、０．５ｍｍである。静電容量センサ２１と透明導電性被覆３は、特には、互いに電気的に絶縁されている。センサユニットは、静電容量センサ２１を介して、この装置のキャパシタンスを測定し、測定値と比較値とを比較する。比較値は、損傷を受けていない透明導電性被覆３を有する損傷を受けていない第１ペイン１で規定される。センサユニット２０は、比較値からの静電容量センサ２１の測定信号のずれ、すなわち差異を決定し、規定された許容値より大きいずれがある場合には、警報信号を出力する。警報信号は、例えば、別の中立的な出力信号とは異なる、特定のレベル及び／又はパルス持続時間の電圧又は電圧パルスであり、それによって警報状態を識別することができる。そのようなずれは、典型的には、第１ペインの破壊及びそれに付随する透明導電性被覆３の損傷の際に起こる。

警報信号は、例えば、送信機ユニットを介して受信機に送られ、そこで音響信号に変換されるか、又は、緊急通報が送信される。

図２Ａは、本発明に係るセンサユニット２０の概略図を示している。センサユニット２０は、静電容量センサ２１を有している。静電容量センサ２１は、リード線を介して電子システムに接続された測定電極２１．１を有している。さらに、静電容量センサ２１は、例えば、容量性の場を束ねるためのシールド電極２１．３を含んでいる。ここで、静電容量センサ２１は、例えば、明示的な接地電極を用いずに装備される。換言すると、基準接地電極は静電容量センサ２１に統合されておらず、被検出物、すなわち透明電極導電性被覆３がこれに相当する。

センサユニット２０は、例えば、複数の構造段階を有している。すなわち、静電容量センサ２１の測定電極２１．１が、発振器２０．１に接続されている。発振器２０．１が、復調器２０．２を介して比較器２０．３に接続されている。比較器２０．３が、測定信号と比較値とを比較して、適宜、電力増幅器２０．４を介して、警報信号を出力２２上に出力する。

透明導電性被覆３の変化が特に正確に測定され得る、検出領域２５は、静電容量センサ２１の設計によって規定され、かつ静電容量センサ２１と透明導電性被覆３との間の距離によって規定される。測定電極２１．１は、例えば、円形ペイン形状の検出領域２５が得られるように、円形ペイン形状を有している。

図２Ｂは、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに従って上記参照の例示的な実施形態で使用されているような、本発明に係る別のセンサユニット２０の概略図を示す。静電容量センサ２１としてのセンサユニット２０である。静電容量センサ２１は、測定電極２１．１を有しており、それはリード線を介して電子システムに接続されている。さらに、静電容量センサ２１は、測定電極２１．１の周りにリング形状で配置されている基準接地電極２１．２を含んでおり、ここでは、例えば円形ペインの形状である。補償電極２１．４が、例えば、測定電極２１．１と基準接地電極２１．２との間に配置されている。補償電極２１．４は、例えば、測定電極２１．１と基準接地電極２１．２とを含む測定領域上に湿分が沈着することで生じうる測定誤差を低減する。このような静電容量センサ２１は、高いシート抵抗を有する透明導電性被覆３を用いた測定に特に適している。

センサユニット２０は、例えば、複数の構造段階を有している。すなわち、静電容量センサ２１の測定電極２１．１と基準接地電極２１．２とは、発振器２０．１に接続されている。発振器２０．１は、復調器２０．２を介して比較器２０．３に接続されている。比較器２０．３は、測定信号と比較値とを比較し、適宜、電力増幅器２０．４を介して出力２２に警報信号を出力する。

透明導電性被覆３の変化が特に正確に測定されうる、検出領域２５は、静電容量センサ２１の設計によって規定され、かつ静電容量センサ２１と透明導電性被覆３との間の距離によって規定される。測定電極２１．１は、例えば、円形ペイン形状の検出領域２５が得られるように、円形ペイン形状を有している。

図３Ａは、損傷を受けていない第１ペイン１とともに、本発明に係る透明導電性被覆３の細部Ｚの拡大図を示す。透明導電性被覆３は、特に、静電容量センサ２１の検出領域２５において損傷を受けていない。

図３Ｂは、破壊された第１ペイン１とともに、透明導電性被覆３の細部Ｚの拡大図を示す。例えば、第１ペイン１を通じた侵入の試みなどによる損傷によって、この第１ペインは、強化されていることに起因して、小さな破片へと破砕される。この結果として、破断線３０によって、透明導電性被覆３の連続性が断たれる。各破片は、検出領域２５よりも小さく、それによって、少なくとも１つの破断線３０が検出領域内２５に位置するようになっている。破断線３０によって透明導電性被覆３の連続性が断たれることにより、静電容量センサ２１の測定信号が変化し、警報信号を出力することができる。

図４Ａは、本発明に係る別の警報ペイン装置１０’の、平面図における概略図を示す。図４Ｂは、図４Ａの切断線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。警報ペイン装置１０’は、例えば絶縁性ガラスペインであり、それは、図１Ａ及び図１Ｂの警報ペイン装置１０を有している。さらに、第１ペイン１は、周囲スペーサ２を介して第２ペイン６に結合している。ここで、静電容量センサ２１を含むセンサユニット２０は、第１ペイン１、第２ペイン６及びスペーサ２によって形成されている中間空間に配置されている。センサユニット２０は、例えば、スペーサ２の下部に接着結合され、従って、滑りに対してしっかりと固定される。センサユニット２０は、例えば、蓄電器及びこの蓄電器を充電する太陽電池を含んでいる。さらに、センサユニット２０は、例えば、警報ペイン装置１０’の外側に配置される受信機（ここには図示しない）に、ブルートゥース（商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標））接続を介して警報信号を送信する送信機ユニットを含んでいる。センサユニット２０はエネルギー自給式であり、エネルギー供給のためにも、又は、警報信号を送るためにも、外側に向かうリード線を必要としていない。センサユニット２０は、例えば、既存の絶縁性ガラスユニットに、簡便に後付けすることができる。

この結果は当業者には予想外で驚くべきものであった。

参照符号のリスト
１ 第１ペイン
２ スペーサ
３ 透明導電性被覆
６ 第２ペイン
１０，１０’ 警報ペイン装置
２０ センサユニット
２０．１ 発振器
２０．２ 復調器
２０．３ 比較器
２０．４ 電力増幅器
２１ 静電容量センサ
２１．１ 測定電極
２１．２ 基準接地電極
２１．３ シールド電極
２１．４ 補償電極
２２ 出力
２５ 検出領域
３０ 破断線

Ａ−Ａ’ 切断線
Ｃ キャパシタンス
Ｚ 細部

Ｉ 第１ペイン１の外側表面
ＩＩ 第１ペイン１の内側表面
ＩＩＩ 第２ペイン６の外側表面
ＩＶ 第２ペイン６の内側表面

Claims (15)

1. − 外側表面（Ｉ）及び内側表面（ＩＩ）を有する、強化ガラス製の少なくとも１つの第１ペイン（１）、
   − 前記第１ペイン（１）の前記内側表面（ＩＩ）上に配置されている少なくとも１つの透明導電性被覆（３）、
   − 前記透明導電性被覆（３）に容量結合されている、静電容量センサ（２１）を有するセンサユニット（２０）、
   を有しており、
   前記静電容量センサ（２１）の測定信号が比較値からはずれた場合に、前記センサユニット（２０）が、警報信号を出力し、
   前記静電容量センサ（２１）が、
   （ｉ）正確に１つの測定電極（２１．１）、又は、
   （ｉｉ）測定電極（２１．１）及び基準接地電極（２１．２）、又は、
   （ｉｉｉ）測定電極（２１．１）、基準接地電極（２１．２）及び少なくとも１つの補償電極（２１．３）、
   を有しており、かつ、
   前記測定電極（２１．１）が、前記透明導電性被覆（３）から電気的に絶縁されている、警報ペイン装置（１０，１０’）。
2. 前記第１ペイン（１）が破壊された場合に前記透明導電性被覆（３）が損傷を受けることとなるように、前記透明導電性被覆（３）が、前記第１ペイン（１）に結合されており、好ましくは、前記透明導電性被覆（３）が、前記第１ペイン（１）の前記内側表面（ＩＩ）上に直接堆積されており、特に好ましくは、薄膜積層体として、特には、カソードスパッタリング（スパッタリング）、化学蒸着（ＣＶＤ）及び／又は熱蒸発によって堆積されている、請求項１に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
3. 前記測定電極（２１．１）と前記透明導電性被覆（３）との間の距離ｄが、０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ〜１０ｍｍ、特には０．５ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１又は２に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
4. 前記第１ペイン（１）が破壊された場合に、破片が前記静電容量センサ（２１）の検出領域（２５）よりも小さくなるように、前記ペイン（１）が強化されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
5. 前記センサユニット（２０）が、送信機ユニット、好ましくは無線送信機ユニット、特に好ましくは、ブルートゥース（商標）及び／若しくはＷＬＡＮのための送信機ユニット、又は赤外線送信機を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
6. 前記センサユニット（２０）が、エネルギー供給源、好ましくはバッテリ、蓄電器、スーパーキャパシタ、熱電発電器及び／又は太陽電池を有しており、かつ好ましくは、外部電源へのリード線を有していない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
7. 前記第１ペイン（１）が、少なくとも１つのスペーサ（２）、好ましくは前記ペイン（１）の縁部を完全に取り囲む周囲スペーサ（２）を介して、少なくとも１つの第２ペイン（６）に結合している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０’）。
8. 前記センサユニット（２０）が、前記第１ペイン（１）と前記第２ペイン（６）との間の中間空間内に配置されている、請求項７に記載の警報ペイン装置（１０’）。
9. 前記第１ペイン（１）が、平坦なガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス又はソーダ石灰ガラスを含んでおり、かつ／又は、実効比誘電率値ε_ｅｆｆ が６〜８である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
10. 前記透明導電性被覆（３）が、少なくとも１種の金属、好ましくは銀、ニッケル、クロム、ニオブ、スズ、チタン、銅、パラジウム、亜鉛、金、カドミウム、アルミニウム、ケイ素、タングステン若しくはそれらの合金、及び／若しくは、少なくとも１種の金属酸化物層、好ましくは、スズでドープされた酸化インジウム（ＩＴＯ）、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、フッ素でドープされた酸化スズ（ＦＴＯ、ＳｎＯ_２：Ｆ）、アンチモンでドープされた酸化スズ（ＡＴＯ、ＳｎＯ_２：Ｓｂ）、及び／若しくは、カーボンナノチューブ、及び／若しくは、光学的に透明な導電性重合体、好ましくは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリスチレンスルホネート、ポリ（４，４−ジオクチル−シクロペンタジチオフェン）、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン、それらの混合物及び／若しくはそれらの共重合体を含有しており、かつ／又は、前記透明導電性被覆（３）が、０．３５オーム／スクウェア〜２００オーム／スクウェアのシート抵抗、好ましくは０．６オーム／スクウェア〜３０オーム／スクウェアのシート抵抗を有している、請求項１〜９のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
11. 前記透明導電性被覆（３）が、前記第１ペインの前記内側表面（ＩＩ）の面積の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、特に好ましくは８０％〜１００％、特には９５％〜１００％に配置されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
12. 前記静電容量センサ（２１）が、個別の構成要素として実装されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
13. 前記静電容量センサ（２１）の検出領域（２５）の形状と前記測定電極（２１．１）の形状が、互いに対応している、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）。
14. 前記測定信号の測定を、連続的又は周期的に、好ましくは０．２秒〜１００秒の周期長で行い、かつ出力信号として前記センサユニット（２０）から出力する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）の操作方法。
15. 好ましくは価値のある商品の保護のための、例えば博物館若しくは宝石店における展示ケース、ショーケースのグレージングとしての、又は、建築用グレージング、絶縁性グレージング、二重絶縁性グレージング、三重絶縁性グレージング、耐火性グレージング、安全グレージングとしての、又は、自動車、バス、列車若しくは航空機などの、陸上、水上若しくは空中の乗物におけるグレージングとしての、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の警報ペイン装置（１０，１０’）の使用。

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