JP2022022212A - センサアセンブリを有している積層ガラスペイン、伝送システム、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法 - Google Patents

センサアセンブリを有している積層ガラスペイン、伝送システム、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明の目的の1つは、センサアセンブリを有している改良された積層ガラスペイン、改良された伝送システム、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法、を提供することである。【解決手段】本発明は、センサアセンブリ(S)を有している積層ガラスペイン(1)であって、積層ガラスペインが、結合フィルム(F)を介して接続されている第一ガラス層(GS1)及び第二ガラス層(GS2)を有しており、センサアセンブリ(S)が、下記を有している、積層ガラスペイン(1)に関する:● センサアセンブリ(S)への供給用電力を得るための受信器アンテナ(ANT1)、● センサアセンブリの情報を、積層ガラスペインの外に位置している受信器ユニットに提供するための送信器アンテナ(ANT2)、● ここで、センサアセンブリ(S)が、少なくとも部分的に、第一ガラス層(GS1)と第二ガラス層(GS2)との間に位置している。【選択図】図1

Description

本発明は、センサアセンブリを有している積層ガラスペイン、伝送システム、及びセンサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法に関する。
積層ガラスペインが、現在、多くの場所で、特には乗り物分野において、使用されている。ここで、用語「乗り物」は、広く解釈され、かつ、何よりも、道路乗り物、航空機、船、農業機械、又はさらには作業設備に関する。
積層ガラスペインは、他の分野でも使用される。これらとしては、例えば、建築グレージング、及び情報ディスプレイ、例えば、美術館におけるもの、又は広告ディスプレイとしてのもの、が挙げられる。
積層ガラスペインは、一般に、中間層に積層されている2つのガラス表面を有している。ガラス表面それ自体は、湾曲していてよく、かつ、通常は、一定の厚みを有している。中間層は、通常は、熱可塑性材料を有しており、熱可塑性材料は、通常は、ポリビニルブチラール(PVB)であり、所定の厚みを有しており、例えば、0.76mmの厚みを有している。
多くの場合に、種々のタイプのセンサを取り付けることが所望される。
従来のセンサは、それら自身のワイヤ接続を有し、それら自身の筐体において、ペイン上に配置されていた。したがって、例えば、過去及び現在において、雨センサが、自動車のウィンドシールドに取り付けられており、かつ、対応する自動車電子機器に、ワイヤ接続されている。
センサのワイヤ接続及び接続具は、弱点を構成する。なぜならば、乗り物においては、ワイヤ接続及び接続具は、温度及び湿度の範囲における大幅な差異の影響を受けるからである。ここで、例えば、中間的な緯度においてさえも、-10℃から70℃をはるかに超える温度にまで及ぶ温度が起こり得る。
さらには、センサ筐体は、多くの場合、視覚的に魅力的ではなく、かつ、洗浄のときに邪魔であることが明らかとなってもいる。
確かに、センサをペインの内部に配置し、かつ電気的な連絡をガラスペインに開けられた対応する穴を通して延在させることを考えることが可能であるが、これは、ペインの弱体化を引き起こし、それにより、一つには、亀裂の形成が比較的速く起こり得ることとなるだけではなく、他方では、湿分及び/又はほこり及び/又は攻撃的なガスの侵入が起こる可能性があり、それにより、積層システムの安定性が、悪影響を受ける可能性があり、又は恒久的に損傷を受ける可能性がある。また、湿分の侵入は、困難を伴ってのみ除去されるであろうから、ペインの透過率も、恒久的に損なわれる可能性がある。
さらには、ワイヤ接続に起因して、センサの候補場所が、積層ガラスペインの端部近くに制限されている。なぜならば、視界を通るライン接続が許容されえないからであり、これは、一方では、一定の透過率条件が満たされる必要があるからであり、他方では、それらは不快であるとみなされうるからである。
例えば、国際公開第2013/091961号から、周縁部に配置されているセンサ、及び周縁部に配置されているアンテナを有している積層ガラスペインが知られている。
この状況から出発して、本発明の目的の1つは、センサアセンブリを有している改良された積層ガラスペイン、改良された伝送システム、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法、を提供することであり、ここにおいて、従来の問題が回避される。
この目的は、センサアセンブリを有している積層ガラスペインによって達成され、この積層ガラスペインが、結合フィルムを介して接続されている第一ガラス層及び第二ガラス層を有しており、センサアセンブリが、センサアセンブリへの供給用電力を得るための受信器アンテナ、センサアセンブリの情報を積層ガラスペインの外に位置している受信器ユニットに提供するための送信器アンテナ、を有している。さらには、センサアセンブリが、少なくとも1つのセンサ、及び、この少なくとも1つのセンサの情報を評価するためのものであって、かつ送信器アンテナへの送信用の情報を生成するための評価ユニット、を有しており、センサアセンブリが、少なくとも部分的に、第一ガラス層と第二ガラス層の間に位置している。
図1は、本発明の実施態様に係る積層ガラスペインの概略図である。 図2は、本発明の実施態様に従った1つの態様に係る、センサアセンブリの電子コンポーネントの概略図である。 図3は、本発明の実施態様に従った1つの態様に係る積層ガラスペインの概略的な断面図である。 図4は、本発明の実施態様に従った別の態様に係る積層ガラスペインの概略的な断面図である。 図5は、本発明の実施態様に従ったさらに別の態様に係る積層ガラスペインの概略的な断面図である。 図6は、本発明の実施態様に従った積層ガラスペインを有している乗り物ドアの概略図である。
本発明に従って提案されている積層ガラスペインによって、センサの従来技術の筐体を省略することが可能であり、また、ワイヤ接続の複雑さを低減することも可能である。さらには、本発明は、センサの比較的自由な配置を可能にする。
本発明の改良形態においては、受信器アンテナ及び送信器アンテナが、1つの物理的なアンテナにおいて統合されている。
そのようにして、コンポーネントのコストを低減することが可能である。
本発明の改良形態によれば、センサアセンブリ、及び/又は受信器アンテナ、及び/又は送信器アンテナが、積層ガラスペイン内における結合フィルム又はキャリアに、適用されている。
結合フィルム又はキャリアへの取り付けを通じて、製造を単純化することができる。
本発明の改良形態によれば、センサアセンブリが、温度センサ及び/又は光センサ及び/又はタッチセンサ及び/又は破損センサ及び/又は雨センサ、を有している。
本発明は、1つのセンサ又は複数のセンサの単純化された設置及び読み出しを、可能にする。
本発明の改良形態によれば、センサアセンブリが、センサのデータを評価するためのものであって、かつ送信器アンテナへの送信用データを生成するための評価ユニットを、有している。
この手段によって、大量のセンサデータを事前処理することができ、それにより、わずかなデータのみを、他の装置に利用可能にする必要があるようになる。これは、データ送信のための実施費用を低減する。
本発明の改良形態によれば、送信器アンテナ及び/又は受信器アンテナの少なくとも部分を、ワイヤとして、結合フィルム上に適用し、又は結合フィルム内に導入する。
結合フィルムへの取り付けを通じて、製造を単純化しうる。
本発明のさらに別の改良形態によれば、センサアセンブリが、センサとして、送信器アンテナ及び/又は受信器アンテナを使用する。
これによって、コンポーネントのためのコストを低減することができる。
本発明の実施態様によれば、電力供給装置及び/又はデータ受信装置を、第一及び/又は第二ガラス層の外側面に配置する。
このようにして、最小限のワイヤ接続の努力のみを必要とする経済的なセンサシステムを提供することができる。
本発明の別の実施態様では、電力供給装置のアンテナ構造、及び/又はデータ受信装置のアンテナ構造が、ワイヤとして又はプリントされた(印刷された)導電体として、実施されている。
このようにして、コンポーネントのためのコストを低減することができる。
本目的は、さらには、本発明に係る積層ガラスペインを有している伝送システムによって達成され、これは、さらに、電磁力を受信器アンテナに提供するための電力供給装置、及び、送信器アンテナのデータを受信するためのデータ受信装置を、センサアセンブリから空間的に離して、有している。
このようにして、センサの自由な配置性とともに、最小限のワイヤ接続の努力のみを必要とする経済的なセンサシステムを提供することができる。
本発明の改良形態では、電力供給装置及びデータ受信装置が、1つの物理的なアンテナにおいて統合されている。
このようにして、コンポーネントのためのコストを低減することができる。
本発明の改良形態によれば、データ受信装置が、送信器アンテナから受信したデータを変換し、かつ、これを、バスシステムに利用可能にする。
このようにして、最小限のワイヤ接続の努力のみを必要とする経済的なセンサシステムを提供することが可能である。
本発明の改良形態によれば、少なくとも2つのセンサが、共通の電力供給装置によって供給を受け、かつ/又は、2つのセンサからのデータを、共通のデータ受信装置によって受信する。
本目的は、さらには、センサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法によって、達成される。この方法は、センサアセンブリを得る工程、センサアセンブリを積層ガラスペインの前駆体に導入する工程、及び積層ガラスペインを作る工程、を含んでおり、ここで、導入の工程は、積層すること、接着すること、配置すること、から選択される。
このようにして、本発明に係る積層ガラスペインを、経済的に製造することができる。
本発明の改良形態によれば、センサアセンブリの部分を、レーザーパターニング、銀コートフィルム、平坦伝導体、又はスクリーンプリント(スクリーン印刷)によって、導入する。
このようにして、さらなる製造コスト及び時間の利益を得ることができる。
本発明の実施態様を、例示によって、添付の図面を参照して、記述する。
以下では、本発明を、図面への参照を伴って、詳細に示す。種々の態様が記載されており、これら態様は、それぞれ、別個に又は組み合わせて使用してよい、ということに留意すべきである。換言すると、任意の態様は、純粋な代替として明示的に示されていない限りは、本発明の異なる実施態様とともに使用してよい。
さらには、以下において、簡潔性のために、言及を、概略的に言って、常に、1つの実体のみに対して行う。しかしながら、明示的に示されない限り、本発明は、それぞれ、対象となる複数の実体にも言及しうる。したがって、単語[a」及び「an」の使用は、単純な実施態様においては少なくとも1つの実体が使用される、ということを示しているものと理解される。
図1は、本発明の実施態様に係る積層ガラスペイン1の概略図である。個々の実施態様の態様の概略的な断面図を、図3~5に描写している。
積層ガラスペイン1は、図3~5から認識されうるように、第一ガラス層GS及び第二ガラス層GSを有している。第一ガラス層GS及び第二ガラス層GSは、結合フィルムFを介して、直接に又は間接的に接続している。間接的に、というのは、少なくとも部分的に、追加的な材料がガラス層の間に局所的に又は全体的に配置されている場合である。この点に関する説明は、以下で行っている。
そのような熱可塑性の結合フィルムFは、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及びポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリビニルクロリド(PVC)、ポリビニルフルオリド(PVF)、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレンビニルアセテート(EVA)、ポリアクリレート(PA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリウレタン(PUR)、並びに/又は、これらの混合物及びコポリマー、を含む群から選択される少なくとも1つの材料を、含有していてよい。
本発明に係る積層ガラスペイン1が、さらに、センサアセンブリSを有している。本発明の実施態様に従った1つの態様に係るセンサアセンブリの電子コンポーネントの概略図を、図2に描写している。以下においては、論理構造のみを記載する。一方で、実際の実施の提案は、後になるまで記載されない。
センサアセンブリSは、1つには、センサアセンブリSへの供給用電力を得るための(論理)受信器アンテナANT、及びセンサアセンブリSの情報を積層ガラスペインの外に位置している受信器ユニットに提供するための(論理)送信器アンテナANTを、有している。センサアセンブリSは、部分的に又は完全に、第一ガラス層GSと第二ガラス層GSとの間に配置されている。
センサアセンブリSが、1又は複数のセンサを有していてよい。例示として、ここでは、雨センサSrain、例としては、例えばウィンドシールド上において雨/氷を検出するための雨センサSrain、温度センサStemp、例えば温度を計測するための温度センサStemp、光センサ、例えば周囲明度を検出するための光センサ、タッチセンサStouch、例えば加熱ディスプレイの要素を操作するためのタッチセンサStouch、破損センサSbreak、例えば積層ガラスペイン1への損傷を検出するための破損センサSbreak、に言及する。無論、積層ガラスペイン1が、複数のセンサアセンブリSを有していてもよい。
例えば、センサアセンブリを、図2において概略的に描写されている論理ブロックへと分解してもよい。したがって、例えば、送信器/受信器ユニットTRXを提供してよく、これは、(論理)アンテナANT及びANTによって、センサアセンブリのためのエネルギー、及び外部受信器ユニットへのデータを、利用可能にする。この送信器/受信器ユニットTRXは、適切に作られた(論理)接続Lpowerを介して、電気エネルギーを、下流装置に利用可能にする。例示として、ここでは、(随意の)マイクロコントローラmuCを、センサ及びセンサSrain、Stemp、Stouchからのデータを評価するための評価ユニットとして、描写している。センサSrain、Stemp、Stouchが、適切に製造された(論理)接続Lmeasureを介して、接続されている。ここで、直接的な計測を提供してよく、すなわち、例えば、計測されるパラメータの影響の下で、センサが、電流/電圧/センサ又はセンサの周囲の誘電体特性における変化によって生じるインダクタンス又はキャパシタンスにおける変化によって起こるアンテナの共振周波数における変化、を変化させ、これを、後に評価してよく、又は、センサが、データを利用可能にする。換言すると、論理接続Lmeasureが、エネルギーを供給するために、かつ、データ/計測された値を提供するために、機能してよい。データ/計測された値の評価が評価ユニットmuCによって行われる場合には、準備されるデータを、情報として、論理接続Ldataを介して、送信器/受信器ユニットTRXに利用可能にしてよい。そして、送信器/受信器ユニットが、この情報を、(論理)アンテナANTを介して、外部受信器ユニットに利用可能にする。
換言すると、センサSrain、Stemp、Stouchのデータを、送信器/受信器ユニットTRXによって直接に利用可能にすることができるし、又は、いくつかの実施態様では、評価装置muCによって事前処理してもよい。
この積層ガラスペイン1の反対側に、伝送システム内における相互作用要素として、受信器ANTに電磁力を提供するための(論理)電力供給装置ANT、及び、送信器アンテナANTのデータを受信するための(論理)データ受信装置ANTが、センサアセンブリSから空間的に離れて、存在している。
これからは、ガラス層GS及びガラス層GS2の上又はこれらの間における不快な電力供給源を必要とすることなく、電力供給装置ANTによって、エネルギーを、例えば交流電磁場によって、受信器アンテナANTに伝送することができる。同様に、いまや、ガラス層GS及びガラス層GSの上又はこれらの間における不快な電力供給源を必要とすることなく、センサアセンブリSのデータを、送信器アンテナANTによって、積層ガラスペイン1の外に位置している受信器ユニットに、すなわちデータ受信装置ANTに、送信することができる。
これからは、センサアセンブリSに関して、筐体を省略することが可能であり、なぜならば、センサアセンブリSがガラス層の間で保護されているからである。さらには、センサアセンブリSのワイヤ接続を、もはや提供する必要がなく、これにより、従来技術のシステムにおける誤作動のしやすさが、回避される。さらには、送信に関するリスクを起こすことなく、センサを、人間工学的に合理的な位置に、又は、度量衡学的に有利な位置に、配置することが、いまや、可能である。これにより、配置に関する従来の制限が排除され、かつ、新しいセンサ概念、例えば、グラフィカルユーザーシステムにおける新しいセンサ概念の、革新的な統合も、可能となる。
例えば、図6は、自動車ドアを描写している。積層ガラスペイン1が、上述のように、センサシステムを有している。キーレス進入システムのためのセンサStouchが、提供されている。センサStouchが、積層ガラスペイン1内において、統合されている評価ユニット及び送信器/受信器ユニットmuC/TRXに、電気接続Lmeasureを介して接続されている。そして今度は、この統合されている評価ユニット及び送信器/受信器ユニットmuC/TRXが、(論理)受信器アンテナANT及び(論理)送信器アンテナANTに接続されている。ドアに配置されている、例えば、ドアの内部パネルに配置されている(論理)電力供給装置ANT及び(論理)データ受信装置ANTによって、今や、センサStouch並びに統合されている評価ユニット及び送信器/受信器ユニットmuC/TRXに、(非接触的に)電気エネルギーを供給することができ、又は、データを読み出すことができる。一般的にサイドペインは開けることができるように設計されているので、開ける程度、すなわちドア枠への挿入の程度とはほとんど無関係な、(論理)受信器アンテナANT及び(論理)送信器アンテナANTの巧みな配置及び設計によって、(論理)受信器アンテナANT及び(論理)送信器アンテナANTを、(論理)電力供給装置ANT及び(論理)データ受信装置ANTの影響の範囲内に保持することが可能である。そして、例えば、(論理)データ受信装置ANTによって受信されたデータを、車載管理システムに送ってよく、それによって、例えば、ドアを解除し、又は、多数の不成功に終わった試行の場合に、警報を作動させる。ペイン内における配置及びワイヤレス接続の結果として、センサStouchの設計に応じて、多数のワイヤ接続を排除することができる。この多数のワイヤ接続は、さもなければ、可動であるように設計される必要があるであろう。このようにして、一方では、このようなキーレス進入システムの利用可能性が増加するだけではなく、他方で、従来の困難性、例えば、乗り物の本体への統合を、回避することができる。アンテナを互いに協調させて配置することができるので、アセンブリを、放射によって生じる電力損失がないように設計しうることが、さらなる利点である。これは、通信の傍受のおそれを低減する。また、有利には、(論理)受信器アンテナANT及び(論理)送信器アンテナANTを、積層ガラスペイン1内において、(それぞれ)使用者の視界に入らないように、配置してよい。例えば、これらが、いわゆるデイライトラインよりも下に配置されていることによって、使用者の視界に入らないようにすることができる。デイライトラインは、ウィンドウが閉じられているときに、ドア内部パネルによって覆われている部位に対応している。
有利な実施態様では、受信器アンテナANT及び送信器アンテナANTを、1つの物理的なアンテナに統合してよい。一般的に言って、これは、障害なく可能である。例えば、半二重送信プロトコルを提供してよく、それにより、第一の時間間隔の間に、エネルギーを利用可能にし、かつ、第二の時間間隔において、データを利用可能にする。論理アンテナANT及びANTのこの(物理的な)統合は、コンポーネントのコストを低減し、かつ、アンテナのために必要とされる面積を最小化する。これにより、一定の環境下では透明度の低減があるであろう領域が、小さく保たれる。
別の実施態様では、センサアセンブリSを、全体として又は部分で、換言すると、受信器アンテナANT及び/又は送信器アンテナANT並びに/又は随意に存在する評価ユニットTRXを、積層ガラスペイン1内において、結合フィルムF又はキャリアTに適用する。この実施態様は、代替的に又は追加的に使用してよい。
例えば、キャリアTが、結合フィルムFなどの材料で作られていてもよく、かつ、製造時に、例えば、オートクレーブにおける結合加熱処理の前に、結合フィルムFの対応する切欠きに、挿入部分として、挿入してもよい。
既に既述したように、センサアセンブリSは、多様なタイプのセンサ及び多様な数のセンサを有していてよく、例えば、温度センサStemp及び/又は光センサ及び/又はタッチセンサStouch及び/又は破損センサSbreak及び/又は雨センサSrainを有していてよい。
別個の実施態様においては、センサStouch、Stemp、Sbreak、Srainの情報を評価しかつ送信器アンテナへの送信用の情報を生成するための、評価ユニットmuCを、センサアセンブリSが有しているようにもする。
このようにして、送信されるであろうデータの量を低減することができ、かつ、生データの事前処理を行うことができる。評価ユニットmuCは、例えば、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、ASIC(特定用途向け集積回路)、又はFPGA(フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ)によって実施されてよいが、これらの例に限定されない。送信器/受信器ユニットTRX及び評価ユニットも、1つのユニットに容易に統合することができる。
本発明の1つの実施態様では、送信器アンテナANT及び/又は受信器アンテナANTが、二重の機能を果たすようにしてよい。したがって、例えば、送信器アンテナ及び/又は受信器アンテナが、センサの部分であってもよく、かつ、そのようにして、例えば、接触及び/又は湿り(雨センサ)及び/又は破損の結果として生じるキャパシタンス変化を計測してよく、かつ、既に上述したように、これらを、送信器/受信器ユニットTRXに対して、直接に、又は事前処理して、利用可能にしてよい。
本発明の1つの実施態様では、送信器アンテナANT及び/又は受信器アンテナANTの少なくとも一部を、ワイヤとして、結合フィルムFの上に適用し、又は結合フィルムF内に導入する。
例えば、結合フィルム上のワイヤの態様を、図4に描写する。ここでは、伝導体トラックが、結合フィルムFの上に適用されている。結合フィルムFは、結合フィルムFと同一の材料でできていてよく、又は、結合フィルムとして適している別の材料からできていてよい。さらには、材料が、これとは異なっていてもよく、例えば、ポリエチレンフィルム又はPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムであってもよい;しかしながら、その時には、一定の状況下では、さらに別の適切な結合フィルム(簡潔性のために示さない)を、ガラス層GSと結合フィルムFとの間に挿入する必要があり得る。代替的に又は追加的に、伝導体トラックを、結合フィルムFに封入してもよい。
代替的に又は追加的に、送信器アンテナANT及び/又は受信器アンテナANT並びに/又は接続Lpower、Lmeasure、Ldataを、図3において描写するように、パターン化された伝導層LSとして(少なくとも部分的に)実施してもよい。これのための典型的な方法は、例えば、ガラスの伝導性コーティングLSにおいて、又は、追加的な伝導性コーティングがされている結合フィルムF若しくはキャリアTにおいて、例えば、銀コートフィルム、平坦伝導体、若しくは銀プリントに、レーザー構造化されたラインを生成することである。
上記の記載では、センサアセンブリの配置を記述した。ここで、電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTの記載に移る。
電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTを、適切な形態で、センサアセンブリから空間的に離して、しかしながら近接させて、配置してよい。例えば、電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTを、積層ガラスペイン1内に配置し、それにより、空間的な近接性を確保することができる。しかしながら、これらのような装置を、他の部品に組み込むことも可能である。例えば、自動車における積層ガラスペインでは、電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTを、乗り物のルーフライナー及び/又は乗り物のダッシュボード及び/又は乗り物のAピラー内側パネルに、配置することも可能であろう。
電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTを、図1、3~5で示されているように、第一ガラス層GS及び/又は第二ガラス層GSの外側面に配置することも、同様に可能である。
電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTを製造する典型的な方法は、送信器アンテナ/受信器アンテナと類似であり、かつ、再び、例えば、銀プリント、フィルムのパターン処理、その他の技術を含んでいてよい。一定の状況下においては、これらを、さらにパターン処理する。
図1、図3~5は、それぞれ、ブラックプリントSD上における伝導層の配置を描写している。典型的には、ブラックプリントSDは、端部において行われ、それによって、端部におけるペインの接着潜在力の改善が得られ、かつ、日光に対する接着剤の防護が提供される。典型的には、銀プリントが行われて、アンテナ又は加熱機能が実施される。本発明によって、今や、(乗り物)ペインにおいて既に存在しているこのブラックプリント及び/又は銀プリントが、追加的な機能を備える。
図1において示されているように、車載電子システム、及び適切な交流発電機、例えば、DC/AC変換器を用いて、乗り物の電力供給システムBATから交流電圧を生成することができ、これが、電力供給装置ANT、すなわち、適切に設計された放射装置によって、交流電磁場を生成して、これらの交流電磁場を、受信器装置ANTにカップリングさせることができ、かつ、そのようにして、センサアセンブリSへのワイヤレスな電力供給を可能にすることができる。
有利な実施態様では、電力供給装置ANTのアンテナ構造及び/又はデータ受信装置ANTのアンテナ構造が、ワイヤとして又はプリントされた導電体として、実施されている。
センサアセンブリに関して上述されているように、電力供給装置ANT及びデータ受信装置ANTの論理アンテナを、1つの物理的なアンテナに統合してよい。
送信器アンテナANTによって送信される情報又はデータを、データ受信装置ANTによって受け取ってよい。そして、取得されたデータを、(HFシグナルの変換及び適切な処理の後で)バスシステムに利用可能にしてよい。例えば、明度センサのデータを、乗り物の照明を制御するために使用してよく、一方で、雨センサのデータを、ウィンドシールドワイパを制御するために使用してよく、一方で、タッチセンサのデータを、乗り物関連の他の機能、例えばマルチメディアシステムを制御するために使用してよい。
本システムは容易に寸法合わせすることが可能であり、それにより、共通の電力供給装置ANTによって、少なくとも2つのセンサアセンブリSへの供給を行うようにし、かつ/又は、共通のデータ受信装置ANTによって、データを受信するようにしてよい。
本発明に係る積層ガラスペイン1は、異なる様式で製造してよい。1つの例示的な方法は、センサアセンブリSを得る工程、センサアセンブリSを積層ガラスペインの前駆体に導入する工程、及び、積層ガラスペイン1を作成する工程を有しており、ここで、導入の工程は、積層すること、接着すること、配置すること、から選択される。随意に、センサアセンブリSの部分を、ガラス層のうちの1つ若しくはガラス層の両方、及び/又は結合フィルムF、F、及び/又はキャリアT上における、レーザーフォーマット、銀コートフィルム、平坦伝導体、又はスクリーンプリントによって、導入してよい。
積層ガラスペイン1内にセンサを提供することによって、従来技術において必要とされるような、外部センサを備え付ける比較的コスト集約的な工程が、排除される。本発明によって、1つのセンサ/複数のセンサStouch、Stemp、Sbreak、Srainからの非接触読み出しが、今や、可能となっており、かつ、これらにワイヤレスで電力を供給することが可能となっている。
この方法によって、自動車/ウィンドウシステム内に延在しているケーブルが排除される。なぜならば、読み出し及び電力供給も、ワイヤレスに行われるからである。共通の電力供給装置ANTによって供給を受け、かつ、共通のデータ受信装置ANTによって読み出される、多数のセンサの統合の場合には、ワイヤ接続の努力が、さらに比較的大幅に低減される。したがって、視界内である可能性があるため不快なものとして経験されうることからワイヤ接続によっては可能ではなかったであろう位置、又は、法律上の要件に反する可能性すらあるためにワイヤ接続によっては可能ではなかったであろう位置であっても、センサを配置することが可能である。
ワイヤレス通信は、センサアセンブリSの観点からは、ガラスに統合されておりアンテナANTを有している能動送信器、及び、センサの範囲内に設置されておりアンテナANTを有している受動受信器の、基本的な原則に従って、作動する。特に、受信のためのアンテナANTが、ガラスの外側面に位置していてよく、又は、ガラスの直近においてガラス製品に埋め込まれていてよい。エネルギーのワイヤレスな供給は、電磁誘導の原則に従って作動し、これによって、供給コイルANTからのエネルギーを、受信器コイルANTへと送ることができる。したがって、エネルギーの供給の観点からは、ガラスの外のコイルANTが能動要素であり、ガラスの内側のコイルANTが受動要素である。
特には、エネルギーを供給するためのコイルが、同時に、通信のためのアンテナとしての役割を果たしてよい。
ガラス製品におけるセンサアセンブリSのコンポーネントは、積層可能、若しくは接着可能、又は、そうでなければ、適用可能であり、例えば、薄いチップ、フレキシブルプリント回路ボード、又は、フィルム若しくは薄いフレキシブルガラス上の電子機器である。ガラス製品におけるセンサアセンブリSは、受信器アンテナANT、送信器/受信器ユニットTRX、随意に、評価ユニットmuC、例えば、集積回路を有している(フレキシブル)プリント回路ボード(例えば、D/A変換器)、及び、少なくとも1つのセンサ、例えば、温度センサ、タッチセンサ、例えば表面コンデンサ(タッチ制御、指紋)、などを有している。特には、表面コンデンサの場合には、既に存在している(例えば、加熱可能若しくはIR反射性ウィンドシールドの場合の、又は、絶縁性グレージングにおける)伝導性コーティングを、(例えばレーザー切断によって)フォーマットしてよく、そのようにして、コーティングの一部をペインの残りの部分から電気的に分離し、そのようにして、コンデンサとして機能するようにする。
送信器/受信器ユニットTRXは、例えば、周波数発生器(「エミッタ」)、受信ユニット(「レシーバ」)、及び、場合によって、増幅器を、有している。
電力供給装置ANT及び/又はデータ受信装置ANTを、ガラス内又はガラス上に、例えばその端部に、導入してもよい。それは、例えば、結合フィルムFに取り込まれたワイヤでできていてよく、又は、銀ペーストを有しているガラス上若しくはブラックプリント上にプリントされていてよい。特には、1つの電力供給装置ANTを、複数のワイヤレスセンサアセンブリSへの供給を行うために使用してよい。同様に、1つのデータ受信装置ANTを、複数のワイヤレスセンサアセンブリSの読み出しのために使用してよい。
センサアセンブリSを、積層ガラスペイン1における任意の場所に配置してよく、又は、二重若しくは三重グレージングにおける任意の位置に配置してよく、又は、別のガラス製品に配置してよい。
センサアセンブリSは、好ましくは、実際のセンサStouch、Stemp、Sbreak、Srain、例えば、コンデンサ又は熱電対を有しており、これが、Lmeasureによって、評価ユニットmuCに接続されている。評価ユニットmuCは、例えば、集積回路を有している(フレキシブル)プリント回路ボードであり、これが、センサStouch、Stemp、Sbreak、Srainの読み出しを行い、かつ、例えば、センサStouch、Stemp、Sbreak、Srainの電流/電圧特性を読み取る。接続Lmeasureは、実際のセンサStouch、Stemp、Sbreak、Srain及び評価ユニットの要求及び配置に応じて、細いワイヤを介して、例えば、ガラスの伝導性コーティング若しくは追加的な銀コートPETフィルムにレーザーフォーマットされたライン、平坦伝導体、又は銀プリントを介して、製造してよい。評価ユニットmuCは、電力ラインLpower及びデータラインLdataを介して、送信器/受信器ユニットTRXに接続している。Lpower、Ldataは、Lmeasureと同様にして構成されてよい。送信器/受信器ユニットTRXが、伝導体トラックに接続されており、これは、それぞれ、コイル及びアンテナANT及びANTとして機能する。ANT及びANTは、Lmeasureと同様にして構成されてよい。ANT又はANTは、可視領域の外又はガラス製品の外に位置しているコイル/アンテナANT又はANTに、電磁的にカップリングされている。これは、一方では、送信器/受信器ユニットTRXからのシグナルを受け取り、かつ、他方では、送信器/受信器ユニットTRXに誘導的に電力を供給する。ANTを介して、電力がセンサアセンブリSに提供され、かつ、ANTを介して、センサアセンブリSのデータが読み出される。電力供給装置ANTの側に、例えば、エミッタが配置されており、これが、ワイヤレスな電力供給のための電磁放射を生成する。この電磁放射が、ANTを介して送られ、かつ、ANTを介して送信器/受信器ユニットTRXによって受信される。さらには、送信器/受信器ユニットTRXによって生成されかつANTによって射出される波を検出する受信器が、データ受信装置ANTの側に配置されている。データ受信装置ANT側に配置されている分析器/変換器が、有用なシグナルを分離し、かつ、これを、読み取り可能なデータに、例えば、バスに送信するために読み取り可能なデータに、変換する。
図3~5は、ガラス製品においてワイヤレスセンサシステムを実装するための例示的な層積層体を描写しており、例示として、積層ガラスの場合を描写している。結合フィルムFが、第一ガラス層GSと第二ガラス層GSとの間に挿入されており、場合によって、このフィルムに、切欠き、例えば、送信器/受信器ユニットTRX、評価ユニットmuC、及び実際のセンサStouch、Stemp、Sbreak、Srainのための切欠きを、切り取ってよい。挿入されたセンサStouch、Stemp、Sbreak、Srainではなく、伝導層LSの機能を使用してもよく、例えば、静電容量センサとして、使用してもよい。送信器/受信器ユニットTRX、評価ユニットmuC、Stouch、Stemp、Sbreak、Srainが可撓性で十分に薄いPETフィルム上に適用されている場合には、結合フィルムFに切欠きを導入する必要はなく、送信器/受信器ユニットTRX、評価ユニットmuC、及びStouch、Stemp、Sbreak、Srainを、直接に積層してよい。送信器/受信器ユニットTRX、評価ユニットmuC、及びStouch、Stemp、Sbreak、Srainの間の接続Lpower、Ldata、Lmeasureを、さまざまな様式で作ってよく、例えば、伝導性コーティングLSのレーザーフォーマットによって、レーザーフォーマットされた銀プリントPET層Fを介して、細いワイヤを介して、又は銀プリントを介して、作ってよい。同じことが、アンテナ/コイルANT及びANTにも言える。送信器/受信器ユニットTRXに電力を送るために受信器アンテナ(ANT)に電磁力を提供するための電力供給装置(ANT)、及び、送信器アンテナ(ANT)のデータを受信するためのデータ受信装置(ANT)を、ペインの外又は可視領域の外における、例えば、ブラックプリントSDの下若しくは上における、銀プリントとして構築してよいだけではなく、ワイヤを用いて構築してもよい。
このような積層ガラスペイン1は、1mm~8mmの厚みを有しており、好ましくは、3.5mm~5.3mmの厚みを有しており、そのため、慣用的な積層ガラスペインと同様に、容易にさらに処理することができる。
積層ガラスペイン1の第一ガラス層GS及び/又は第二ガラス層GSは、典型的には、約1.4mm~約2.6mmの範囲から選択される厚みを有している。これにより、粉砕防止及び/又は防音の、要求される特性が、確保される。
したがって、積層ガラスペイン1を、熱可塑性結合フィルムFによって、実証されている様式で、製造することができ、この様式では、第一ガラス層GS及び/又は第二ガラス層GSを取得し、熱可塑性フィルムFを第一ガラス層GSの上に配置し、かつ、オートクレーブ法の使用によって、第二ガラス層GSを熱可塑性フィルムの上に配置する。そして、第一ガラス層GS及び第二ガラス層GSを有している熱可塑性結合フィルムFを、オートクレーブにおいて、かつ熱及び圧力の作用の下で、結合させる。
無論、本発明に係るセンサアセンブリSは、オートクレーブ法において使用可能なだけではなく、例えば、真空熱炉法などのオートクレーブを用いない方法とともに使用してもよい。
原則として、まず1つの第一ガラス層GSのみを、配置後に、熱可塑性結合フィルムFに結合させてもよく、その後で初めて、第二ガラス層GSを配置してもよく、かつ、これを、予めガラス層GSに結合させた熱可塑性結合フィルムFに、結合させてもよい。
このような様式で製造される熱可塑性フィルムFは、乗り物における積層ガラスペイン1において、特にはウィンドシールドとして、使用してよく、又は、建物において使用してよく、又は、情報ディスプレイとして使用してよい。
本発明に係る積層ガラスペイン1の、ヘッドアップディスプレイアセンブリにおける使用も、可能である。
本発明に係る積層ガラスペイン1の、ヘッドアップディスプレイアセンブリにおける使用も、可能である。
本開示に係る発明は、下記の態様を含む。
<態様1>
センサアセンブリ(S)を有している積層ガラスペイン(1)であって、前記積層ガラスペインが、結合フィルム(F)を介して接続されている第一ガラス層(GS )及び第二ガラス層(GS )を有しており、前記センサアセンブリ(S)が、下記を有している、積層ガラスペイン(1):
● 前記センサアセンブリ(S)への供給用電力を得るための受信器アンテナ(ANT )、
● 前記センサアセンブリの情報を、前記積層ガラスペインの外に位置している受信器ユニットに提供するための送信器アンテナ(ANT )、
● 少なくとも1つのセンサ(S touch 、S temp 、S break 、S rain )、
● 前記少なくとも1つのセンサ(S touch 、S temp 、S break 、S rain )の情報を評価するためのものであって、かつ、前記送信器アンテナ(ANT )への送信用の情報を生成するための、評価ユニット、
● ここで、前記センサアセンブリ(S)が、少なくとも部分的に、前記第一ガラス層(GS )と前記第二ガラス層(GS )との間に位置している。
<態様2>
前記受信器アンテナ(ANT )及び前記送信器アンテナ(ANT )が、1つの物理的なアンテナにおいて統合されている、態様1に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様3>
前記センサアセンブリ(S)及び/又は前記受信器アンテナ(ANT )及び/又は前記送信器アンテナ(ANT )が、前記積層ガラスペイン(1)内において、1つの前記結合フィルム(F)又はキャリア(T)に適用されている、態様1又は2に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様4>
前記センサアセンブリ(S)が、温度センサ(S temp )及び/又は光センサ及び/又はタッチセンサ(S touch )及び/又は破損センサ(S break )及び/又は雨センサ(S rain )を有している、態様1~3のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様5>
前記送信器アンテナ(ANT )及び/又は前記受信器アンテナ(ANT )の少なくとも部分が、ワイヤとして、前記結合フィルム(F)上に適用されており、又は前記結合フィルム(F)内に導入されている、態様1~4のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様6>
前記センサアセンブリ(S)が、前記送信器アンテナ(ANT )及び/又は前記受信器アンテナ(ANT )を、センサ(S touch 、S temp 、S break 、S rain )として使用している、態様1~5のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様7>
電力供給装置(ANT )及び/又はデータ受信装置(ANT )が、前記第一及び/又は前記第二ガラス層(GS 、GS )の外側面に配置されている、態様1~6のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様8>
前記電力供給装置(ANT )のアンテナ構造及び/又は前記データ受信装置(ANT )のアンテナ構造が、ワイヤとして、又は、プリント導電体として実施されている、態様7に記載の積層ガラスペイン(1)。
<態様9>
態様1~8のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)を有している伝送システムであって、前記受信器アンテナ(ANT )に電磁力を提供するための電力供給装置(ANT )、及び前記送信器アンテナ(ANT )のデータを受信するためのデータ受信装置(ANT )を、前記センサアセンブリ(S)から空間的に離して、さらに有している、伝送システム。
<態様10>
前記電力供給装置(ANT )及び前記データ受信装置(ANT )が、1つの物理的なアンテナにおいて統合されている、態様9に記載の伝送システム。
<態様11>
前記データ受信装置(ANT )が、前記送信器アンテナ(ANT )から受信したデータを変換し、かつ、それを、バスシステムに利用可能にする、態様9又は10に記載の伝送システム。
<態様12>
少なくとも2つのセンサアセンブリ(S)が、共通の電力供給装置(ANT )を介して供給を受け、かつ/又は、共通のデータ受信装置(ANT )を介してデータを受信する、態様9~11のいずれか一項に記載の伝送システム。
<態様13>
態様1~12のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)の、乗り物における、又は建物における、又は情報ディスプレイとしての、使用。
<態様14>
以下の工程を有している、態様1~8のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ(S)を有している積層ガラスペイン(1)を製造する方法:
● センサアセンブリ(S)を取得すること、
● 前記センサアセンブリ(S)を、積層ガラスペインの前駆体に導入すること、ここで、この導入工程は、積層すること、接着すること、配置することから選択される、
● 積層ガラスペインを作ること。
<態様15>
前記センサアセンブリ(S)の部分を、レーザーパターニング、銀コートフィルム、平坦伝導体、又はスクリーンプリントによって導入する、態様14に記載の方法。

Claims (15)

  1. センサアセンブリ(S)を有している積層ガラスペイン(1)であって、前記積層ガラスペインが、結合フィルム(F)を介して接続されている第一ガラス層(GS)及び第二ガラス層(GS)を有しており、前記センサアセンブリ(S)が、下記を有している、積層ガラスペイン(1):
    ● 前記センサアセンブリ(S)への供給用電力を得るための受信器アンテナ(ANT)、
    ● 前記センサアセンブリの情報を、前記積層ガラスペインの外に位置している受信器ユニットに提供するための送信器アンテナ(ANT)、
    ● 少なくとも1つのセンサ(Stouch、Stemp、Sbreak、Srain)、
    ● 前記少なくとも1つのセンサ(Stouch、Stemp、Sbreak、Srain)の情報を評価するためのものであって、かつ、前記送信器アンテナ(ANT)への送信用の情報を生成するための、評価ユニット、
    ● ここで、前記センサアセンブリ(S)が、少なくとも部分的に、前記第一ガラス層(GS)と前記第二ガラス層(GS)との間に位置している。
  2. 前記受信器アンテナ(ANT)及び前記送信器アンテナ(ANT)が、1つの物理的なアンテナにおいて統合されている、請求項1に記載の積層ガラスペイン(1)。
  3. 前記センサアセンブリ(S)及び/又は前記受信器アンテナ(ANT)及び/又は前記送信器アンテナ(ANT)が、前記積層ガラスペイン(1)内において、1つの前記結合フィルム(F)又はキャリア(T)に適用されている、請求項1又は2に記載の積層ガラスペイン(1)。
  4. 前記センサアセンブリ(S)が、温度センサ(Stemp)及び/又は光センサ及び/又はタッチセンサ(Stouch)及び/又は破損センサ(Sbreak)及び/又は雨センサ(Srain)を有している、請求項1~3のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
  5. 前記送信器アンテナ(ANT)及び/又は前記受信器アンテナ(ANT)の少なくとも部分が、ワイヤとして、前記結合フィルム(F)上に適用されており、又は前記結合フィルム(F)内に導入されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
  6. 前記センサアセンブリ(S)が、前記送信器アンテナ(ANT)及び/又は前記受信器アンテナ(ANT)を、センサ(Stouch、Stemp、Sbreak、Srain)として使用している、請求項1~5のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
  7. 電力供給装置(ANT)及び/又はデータ受信装置(ANT)が、前記第一及び/又は前記第二ガラス層(GS、GS)の外側面に配置されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)。
  8. 前記電力供給装置(ANT)のアンテナ構造及び/又は前記データ受信装置(ANT)のアンテナ構造が、ワイヤとして、又は、プリント導電体として実施されている、請求項7に記載の積層ガラスペイン(1)。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)を有している伝送システムであって、前記受信器アンテナ(ANT)に電磁力を提供するための電力供給装置(ANT)、及び前記送信器アンテナ(ANT)のデータを受信するためのデータ受信装置(ANT)を、前記センサアセンブリ(S)から空間的に離して、さらに有している、伝送システム。
  10. 前記電力供給装置(ANT)及び前記データ受信装置(ANT)が、1つの物理的なアンテナにおいて統合されている、請求項9に記載の伝送システム。
  11. 前記データ受信装置(ANT)が、前記送信器アンテナ(ANT)から受信したデータを変換し、かつ、それを、バスシステムに利用可能にする、請求項9又は10に記載の伝送システム。
  12. 少なくとも2つのセンサアセンブリ(S)が、共通の電力供給装置(ANT)を介して供給を受け、かつ/又は、共通のデータ受信装置(ANT)を介してデータを受信する、請求項9~11のいずれか一項に記載の伝送システム。
  13. 請求項1~12のいずれか一項に記載の積層ガラスペイン(1)の、乗り物における、又は建物における、又は情報ディスプレイとしての、使用。
  14. 以下の工程を有している、請求項1~8のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ(S)を有している積層ガラスペイン(1)を製造する方法:
    ● センサアセンブリ(S)を取得すること、
    ● 前記センサアセンブリ(S)を、積層ガラスペインの前駆体に導入すること、ここで、この導入工程は、積層すること、接着すること、配置することから選択される、
    ● 積層ガラスペインを作ること。
  15. 前記センサアセンブリ(S)の部分を、レーザーパターニング、銀コートフィルム、平坦伝導体、又はスクリーンプリントによって導入する、請求項14に記載の方法。
JP2021173082A 2016-04-12 2021-10-22 センサアセンブリを有している積層ガラスペイン、伝送システム、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインの製造方法 Active JP7263482B2 (ja)

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