JP6605723B2 - 光センサが組み込まれた車両用合わせガラス - Google Patents

Description

本発明は、光センサが組み込まれた車両用合わせガラス、その製造方法およびその使用に関する。

使用可能な日光量を検出し、これに基づき必要に応じて車両ヘッドライトを作動させるために、車両に光センサを装備することは周知である。慣用の光センサは取付け部品として、特にウインドシールドガラスの内室側の表面の、例えばバックミラーの領域に取り付けられている。

欧州特許出願公開第２１００７２２号明細書（EP 2100722A2）から公知の光センサは、ウインドシールドガラス内に接着されている、つまりウインドシールドガラスの外ガラスと内ガラスとの間に配置されており、外ガラスと内ガラスとは、熱可塑性の中間層を介して互いに結合されている。このようにして、光センサが組み込まれたウインドシールドガラスをコンパクトに提供することができ、光センサの後付けが省かれている。光センサは、フリップチップフォトダイオードの形態でプリント基板上に形成されている。

本発明の根底を成す課題は、さらに改良された、光センサが組み込まれた車両用合わせガラスを提供することにある。

本発明の課題は、本発明に基づき請求項１記載の車両用合わせガラスにより解決される。好適な構成は、各下位請求項から明らかである。

本発明による、光センサが組み込まれた車両用合わせガラスは少なくとも、外ガラスと内ガラスとを有しており、外ガラスと内ガラスとは、熱可塑性の中間層を介して互いに結合されている。車両用合わせガラスは、外部環境から車両内室を隔離するために設けられている。つまり車両用合わせガラスは、車体の窓開口に挿入された、または挿入することを想定した窓ガラスである。本発明による車両用ガラスは、特に自動車のウインドシールドガラスである。組込み状態で車両の内室に面したガラス板を内ガラスと云う。組込み状態で車両の外部環境に面したガラス板を外ガラスと云う。熱可塑性の中間層は、典型的には少なくとも１つの熱可塑性フィルムから形成されている。

各ガラス板の、組込み状態で車両の外部環境に面した表面は、外側の表面と云う。各ガラス板の、組込み状態で車両の内室に面した表面は、内室側の表面と云う。外ガラスの内室側の表面は、熱可塑性の中間層を介して、内ガラスの外側の表面に結合されている。通常、外ガラスの外側の表面を「Ｉ側」と呼び、外ガラスの内室側の表面を「ＩＩ側」と呼び、内ガラスの外側の表面を「ＩＩＩ側」と呼び、内ガラスの内室側の表面を「ＩＶ側」と呼ぶ。

外ガラスと内ガラスとの間には、プリント基板上に位置する少なくとも１つのフォトダイオードが配置されている。フォトダイオードを備えたプリント基板は、光センサとして働き、車両の適当な評価電子機器に接続されている場合には、周辺光量を検出するのに適している。測定された周辺光に応じて、評価・制御電子機器により、例えばヘッドライトの切換状態が自動的に制御され得るようになっている。これにより、車両運転者にとっての快適性が向上し、車両運転者は最早ヘッドライトの接続・遮断を手動で行う必要がなくなる。別の用途は、例えばガラス板全体または所定のガラス板領域の透過特性の電気的な自動切替えおよび車両内室の表示エレメントの明るさ制御である。

光センサまたは光センサ素子とは、本発明の意味では少なくとも１つのフォトダイオードが配置されたプリント基板を意味する。

フォトダイオードは、１つの好適な構成ではＳＭＤ構成素子である。当業者には一般に周知であるように、ＳＭＤは、ｓｕｒｆａｃｅ−ｍｏｕｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（表面実装構成素子）の略語である。ＳＭＤ構成素子は線材接続部を全く有さず、ろう接可能な接続面を介してプリント基板に直接にろう接される。従来の構成素子は、実装孔を貫通して案内され、プリント基板の裏側にろう接されねばならない。これが、ＳＭＤ構成素子の場合には省かれる。これにより極めて密な実装が可能になり、このことは所要スペースを減少させる。方法技術上有利には、プリント基板に対する穿孔が省かれる。接続線材および比較的小型の構成素子が省かれることにより、重量が削減される。その他にＳＭＤ技術は、特に自動化された実装（自動化されたフォトダイオードの取付けおよび載置、自動化されたろう接）に適しており、このことは工業的な大量生産に関して特に有利である。ＳＭＤフォトダイオードは、本来のチップの周りに典型的にはケーシング、特にプラスチックケーシングを有しており、この点においてＳＭＤフォトダイオードは、例えばフリップチップフォトダイオードとは異なっている。

フォトダイオードは、可視のスペクトル範囲において感知可能であることが望ましい。有利には、分光感度分布が人間の目の分光感度分布に合わせられていることが望ましく、これにより、測定された光量が、車両乗員により知覚された光量と、可能な限り良好に一致することになる。光センサとして単一のフォトダイオードしか使用しない場合ですら、人間により重要とは知覚されない光線により惹起される、望ましくない切換動作は回避することができる。この場合、フォトダイオードが５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長スペクトル範囲全体において、その最大感度の少なくとも５０％、好適には少なくとも６０％に相当する感度を有していると、有利な適合が生じていることになる。最大感度は、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲、特に４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲内にあることが望ましい。感度は、検出効率とも呼ばれ、フォトダイオードに入射する各波長の光子の総数における、検出された光子の割合として定量化することができる。所望の分光感度は、理想的にはフォトダイオードの活性材料の種類に基づき影響を及ぼされる。しかしまた択一的に、所望の分光感度を達成するためには光学フィルタ、例えばフォトダイオードの外面に配置されるフィルタシートを使用してもよい。

プリント基板は、ブランク、プリント回路またはプリント回路基板（ＰＣＢ）と呼ばれることもあり、その上に配置されるフォトダイオードの機械的な固定および電気的な接続に用いられる。プリント基板は、電気絶縁性材料、特にプラスチックから成り、これに付着する導電性の接続部（導体路）を備えている。導体路は、構成素子に対するろう接面として用いられる局所的な拡張部を有していてよい。

１つの好適な構成では、プリント基板はフレキシブルなプリント基板であり、フレックスプリント基板としても知られている。このようなプリント基板は、フレキシブルな可撓性のポリマフィルム、例えばポリイミドフィルムから形成されており、好適には０．３８μｍ未満〜５０μｍを上回る、特に好適には１２０μｍ〜１８０μｍの厚さを有している。これにより、フレキシビリティーと安定性とに関して特に良好な結果が得られる。フレキシビリティーと小さな厚さとに基づき、フレキシブルなプリント基板は特に、合わせガラス、特に曲げられた合わせガラスの内部に接着されるのに適している。

フォトダイオードがＳＭＤ構成素子である場合には、便宜上、ＳＭＤプリント基板が用いられる。

プリント基板は、複数のガラス板のうちの１つに、特に内ガラスの外側の表面に、フォトダイオードとは反対の側でもって直接に配置されていてよい。局所的に限定されたプリント基板の存在が、接着安定性の大幅な低下を招くことはない、ということが分かった。しかしまた、プリント基板は２つの熱可塑性の層の間、すなわち２層の熱可塑性の中間層の間に配置されていてもよい。

プリント基板は、外部に電気的に接触接続するための２つの接触面を有している（陽極および陰極）。これらの接触面は、接続ケーブルを介してプリント基板を外部の評価・制御電子機器に接続するために用いられ、これにより、光入射時にフォトダイオードにより生ぜしめられる電流パルスを評価・制御電子機器に送ることができるようになっている。接続面の接触接続は、好適には導電性シートと、接続箇所に当然切欠きを有していなければならない任意のポリマ被覆とを有する平形導体（平帯導体またはシート導体とも云う）を用いて行われる。好適には平形導体は、例えばろう材または導電性接着剤を介して、プリント基板の接続箇所に接続されている。好適にはバイポーラ型の平形導体が用いられ、この場合、各極が１つの接続面に接続されている。しかしまた択一的に、各接続面に対して１つの専用の平形導体が用いられてもよい。平形導体は、プリント基板とは反対の側の端部に、好適には搭載電子機器の別のケーブルに接続するための、差込み接続部（差込みコネクタまたはカップリング）を有している。

プリント基板は、好適には完全に合わせガラスの内部に配置されており、かつ側縁部を越えて合わせガラスから外へ延びている平形導体に接触接続されている。プリント基板と平形導体との接触接続は、合わせガラスの製造前に行われ、次いでプリント基板が複合スタック内に配置されることにより、プリント基板は、完全にガラス面の内部に配置された状態になる。典型的には平形導体よりも損傷しやすいプリント基板の破損リスクの低下という点において有利である。

択一的に、プリント基板は合わせガラスの内部からその側縁部を越えて延びていてもよく、この場合、フォトダイオードは合わせガラスの内部に配置されており、接続ケーブルに対する接続面は、合わせガラスの外に配置されている。この場合、プリント基板と接続ケーブルとの接触接続は、合わせガラスの製造後に行われてよい。つまり、光センサが組み込まれた合わせガラスを、例えば接続ケーブル無しで車両メーカに販売することができ、この場合は車両メーカが合わせガラスの組込み前に接触接続を行う。もちろん、平形導体が事前にプリント基板に接続され、光センサの組み込まれた合わせガラスが、接続された平形導体と共に提供されてもよい。

プリント基板と、差込み接続部を備えた平形導体とを一体的に形成することも考えられ、そうすると平形導体は、共通のポリマ被覆を備えた、いわばプリント基板の組込み構成部材ということになる。

プリント基板もしくはプリント基板に接続された平形導体が合わせガラスから外に延びている側縁部は、本発明の意味ではプリント基板もしくは光センサが対応配置された側縁部と云う。

１つの有利な構成では、１つのプリント基板に複数のフォトダイオード、好適には少なくとも４つのフォトダイオード、特に好適には少なくとも６つのフォトダイオードが配置されている。複数のフォトダイオードを基本とした光センサにより、感度を上げることができる。さらに、冗長性に基づいて誤測定を減少させることができると共に、複数のフォトダイオードの使用により、検出された光の放射方向の測定も可能になる。全てのフォトダイオードは、プリント基板の同じ側に配置されている。

フォトダイオードは、好適には並列接続された各フォトダイオードが直列接続された複数の群の形態でプリント基板上に配置されており、このことはプリント基板上に導体路を適宜に配置することにより達成される。特に好適には、各２つのフォトダイオードが対を成して並列接続されており、このような少なくとも２つの対、特にこのような少なくとも３つの対が直列に接続されている。これは特に、光センサシステムの感度および冗長性に関して有利である。群の中での並列接続に基づき、光センサが部分的に陰った場合でも、全ての群が陰らない限りは、なお信号を測定することができるようになっている。さらに、光センサには一種の空間分解能が装備され、これにより、例えば街灯により惹起される誤信号を回避することができるようになっており、光センサの感度が向上している。さらに、この光センサは個々のフォトダイオードが故障した場合でも、１つの群につき少なくとも１つのフォトダイオードが機能可能である限りは保証され続ける。

１つの特に有利な構成では、フォトダイオードは行と列を有するマトリックスの形態で配置されている。行は、好適には対応配置された側縁部に対して実質的に平行に延在しており、列は、対応配置された側縁部に対して実質的に垂直に延在している。この場合、並列接続されたフォトダイオードのうちの、１つの群のフォトダイオードは、マトリックスの１つの列に全てが配置されているのでも、１つの行に全てが配置されているのでもない。このことは、有利な冗長性をもたらす。すなわち、並列接続されたフォトダイオードは、プリント基板（例えばプリント基板の右側部分またはプリント基板の下側部分）の部分的な陰りが、並列接続されたフォトダイオードの一部の陰りしか招かないように、プリント基板にわたって分散されており、その結果、プリント基板が部分的に陰っていても、信号は測定可能になっている。

１つの行の隣り合ったフォトダイオードの間隔は、好適には少なくとも５ｃｍである。これにより、部分的な陰りに対する冗長性に関して、特に良好な結果が得られる。

適当なプリント基板は、約６ｃｍの最大幅から実現可能である。プリント基板は、１つの有利な構成では少なくとも１５ｃｍ、好適には少なくとも２０ｃｍの最大幅を有している。幅とは、本発明の意味では光センサが対応配置された側縁部に対して実質的に平行な延在長さを意味する。幅が一定でない場合には、プリント基板の全長に沿って生じている最大の幅が最大幅である。換言すると、プリント基板は、好適には少なくとも１５ｃｍ、特に好適には少なくとも２０ｃｍの幅を有する少なくとも１つの部分を備えている。プリント基板がこのような幅を備えた部分を有していると、有利には複数のフォトダイオードを配置することができ、高い感度を保証することができる。さらに、各フォトダイオードは十分な大きさの間隔を有しているので、光センサが部分的に陰った場合でもなお、信号が送られるようになっている。

各フォトダイオードは、好適には１５ｃｍの最小幅を有する前記部分に、特に上述したマトリックス状の配置形式で配置されている。

最大幅は、例えば最大４０ｃｍまたは３０ｃｍである。ただし基本的に幅は、特にプリント基板をその全幅にわたって隠蔽する、一貫して延びる不透明なカバープリントが縁部領域に設けられている場合には、対応配置された側縁部の長さに基づいてのみ、もしくはプリント基板の製造時の技術的な制約に基づいてのみ制限されているに過ぎない。

プリント基板の長さは、１つの有利な構成では最大１５ｃｍ、好適には最大１０ｃｍ、特に好適には最大８ｃｍである。長さとは、本発明の意味では光センサが対応配置された側縁部に対して実質的に垂直な延在長さを意味する。このような最大長さでもって、有利にはプリント基板の所要スペースが小さくなり、通常幅の不透明なカバープリントの後ろに隠れることができるようになっている。

１つの好適な構成では、プリント基板は終端部分とリード部分とを有しており、この場合、リード部分は終端部分よりも小さな幅を有している。フォトダイオードは終端部分に配置されており、接続ケーブルに対する接続面はリード部分、特にリード部分の、終端部分とは反対の側の端部付近に配置されている。リード部分は、対応配置された側縁部に対して、終端部分よりも小さな間隔を有しており、好適には前記側縁部を越えて合わせガラスから延びている。このようなプリント基板はＴ字形に形成されており、この場合、横棒（終端部分に相当）は、対応配置された側縁部とは反対の側にある。リード部分は、好適には１ｃｍ〜１２ｃｍ、特に好適には２ｃｍ〜８ｃｍの長さを有している。リード部分は、好適には２ｃｍ〜１５ｃｍ、特に好適には３ｃｍ〜１０ｃｍの幅を有している。終端部分は、好適には０．５ｃｍ〜３ｃｍ、特に好適には１ｃｍ〜２ｃｍの長さを有している。終端部分は、好適には１５ｃｍ〜４０ｃｍ、特に好適には２０ｃｍ〜３０ｃｍの幅を有している。このようなプリント基板により、効率および省スペースな構成に関して、特に良好な結果が得られる。

フォトダイオードは、好適にはプリント基板の終端部分に、特に上述したマトリックス状の配置形式で配置されている。

１つの有利な構成では、合わせガラスは複数の光センサ、つまりそれぞれ少なくとも１つのフォトダイオードを備えた複数のプリント基板を有している。このことは、一方では冗長性の利点をもたらす。すなわち、１つの光センサが故障した場合でも、複数のまたは他の光センサにより機能性は保証され得る。他方では、合わせガラスにわたって配分された複数の光センサの存在は、街灯等の局所的な、ほぼ点状の光線源と、周辺光との区別を可能にする。これにより、評価・制御電子機器による誤解釈が回避され得る。例えば街灯を明るい周辺光であると誤解釈して、その結果夜間の車両照明を遮断してしまうことが回避され得る。入射光線の方向依存性の特定も、複数の異なる光センサにより測定される輝度の比較により可能になる。

１つのプリント基板上の複数のフォトダイオードにより、または合わせガラスに複数の光センサ素子を使用することにより、検出された光の入射方向を特定することができる。方向依存性は、複数の異なるフォトダイオードもしくは光センサの測定信号の強度差から得られる。これにより、例えば目下の太陽の位置を求めることができる。

１つの好適な構成では、各フォトダイオードの幅は、２ｍｍ未満である。この場合の幅とは、プリント基板に対して平行な平面における横方向の最大延在長さを意味する。このように有利には小型のフォトダイオードを備えていると、光センサを目立たせずに合わせガラスに組み込むことができる。光センサを後ろに隠すべきカバープリントにおいて場合により必要とされる孔は、小さく目立たないように形成され得る。フォトダイオードの高さ（プリント基板に対して垂直な延在長さ）は、好適には０．７ｍｍ未満、特に好適には０．６ｍｍ未満である。この場合、フォトダイオードは０．７６ｍｍの規格厚さの熱可塑性の中間層を用いて合わせガラスに組み込むことができる。

内ガラスと外ガラスとは、好適にはガラス、特に好適にはソーダ石灰ガラスから成っており、このことは窓ガラスに関して有利であることが分かった。しかしまたガラス板は、別の種類のガラス、例えばホウケイ酸ガラスまたはアルミノシリケートガラスから成っていてもよい。ガラス板は、基本的には択一的にプラスチック、特にポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から製造されていてもよい。

ガラス板の厚さは広範に可変であり、個々のケースの要求に極めて良好に適合させることができる。好適には、外ガラスおよび内ガラスの厚さは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、特に好適には１ｍｍ〜５ｍｍ、極めて特に好適には１．２ｍｍ〜３ｍｍである。

外ガラス、内ガラスまたは中間層は、無色透明であってよいが、しかしまた色味を帯びているか、曇っているか、または着色されていてもよい。特に合わせガラスがウインドシールドガラスである場合には、合わせガラスの総透過率は、１つの好適な構成では７０％よりも高くなっている。総透過率という概念は、ＥＣＥ−Ｒ４３、付帯条項３、§９．１により規定された自動車用ガラスの光透過率試験法に関するものである。外ガラスおよび内ガラスは、予荷重が加えられていないガラス、部分的に予荷重が加えられたガラス、または予荷重が加えられたガラスから成っていてよい。

車両用ガラスは、自動車用ガラスに関して一般的であるように、好適には１つまたは複数の空間方向に曲げられており、この場合、典型的な曲率半径は約１０ｃｍ〜約４０ｍの範囲内である。しかしまた、例えばバス、列車またはトラクタのガラス板として想定されている場合には、合わせガラスは平らであってもよい。

中間層は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマ、好適にはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）またはポリウレタン（ＰＵ）またはこれらの混合物またはコポリマまたは誘導体、特に好適にはＰＶＢを含んでいる。中間層は、少なくとも１つの熱可塑性フィルムから形成されている。熱可塑性フィルムの厚さは、好適には０．２ｍｍ〜２ｍｍ、特に好適には０．３ｍｍ〜１ｍｍ、例えば０．３８ｍｍまたは０．７６ｍｍである。中間層は、騒音減衰作用を有する、いわゆる音響フィルムから形成されていてもよい。このようなフィルムは、典型的には少なくとも３つの層から成っており、この場合、中間の層は、例えば異なる量の柔軟剤に基づき、中間の層を包囲している外側の各層よりも高い可塑性または弾性を有している。

プリント基板は、好適には合わせガラスの不透明領域に配置されているので、全くまたはほとんど見えないようになっている。この領域では、不透明要素により見通しが妨げられる。この車両領域ではこのために、一方または両方のガラス板に不透明なカバープリントを設けることが一般的である。しかしまた択一的に、見通しは、例えば中間層の着色された熱可塑性フィルムまたは不透明な挿入要素により妨げられてもよい。好適には、不透明要素は光センサに対して内室側に配置されている、つまり内室もしくは内ガラスの内室側の表面に対して、光センサよりも小さな間隔を有している。この場合、光センサは内側からは見えなくなる一方で、外側からは光を当てることができるようになっているので、光センサはその機能を果たすことができる。特に好適であってよいのは、見通し方向においてプリント基板の前後に不透明要素が取り付けられること、つまり光センサに対して内室側と外側とにそれぞれ不透明要素が取り付けられることである。この場合、プリント基板は外側からも内側からも見えなくなっている。光センサがその機能を果たすことができるようにするために、不透明要素は当然、光センサがフォトダイオードを有する箇所に切欠きを有している必要がある。なぜならば、さもなければ光の検出は不可能であると考えられるからである。光センサに対して内室側に配置された不透明要素は、好適には内ガラスに設けられたカバープリントにより実現されており、光センサに対して外側に配置された不透明要素は、外ガラスに設けられたカバープリントにより実現されている。カバープリントは、車両用ガラスに関しては中央の視界領域以外に設けられることが一般的であり、これにより、取付け部品を隠すことができる、または車両用ガラスを車体に結合している接着剤をＵＶ光線から保護することができる。カバープリントは、典型的にはスクリーン印刷法で被着されかつ焼き付けられた黒色または濃色のエナメルから成っている。

本発明による光センサを別のセンサと組み合わせることも可能であり、このことは、有利には省スペースな構成形式を可能にする。光センサは、例えば雨センサ、特に少なくとも１つの電極の容量変化に基づきガラス板上の湿分の存在を特定する容量性雨センサと組み合わせることができる。電極として用いられる導電性の構造体は、例えばプリント基板上または内ガラス上に配置されていてよい。雨センサと光センサとが、好適には空間的に互いの近くに配置されるか、または空間的に重ねられることで、省スペース式に組み合わせられたセンサ素子が実現され得る。

本発明にはさらに、光センサが組み込まれた車両用合わせガラスを製造するための方法が含まれる。この場合はまず、外ガラス、内ガラス、少なくとも１つの熱可塑性フィルム、およびプリント基板上に位置する少なくとも１つのフォトダイオードをスタックとして配置し、これによりフィルムとフォトダイオードとが、外ガラスと内ガラスとの間に配置された状態になる。２つのガラス板と、その間に位置する１つまたは複数のフィルムとは、当然面状に、実質的に合致して重なり合うように配置される。少なくとも１つのフォトダイオードを備えた１つのプリント基板またはこのような複数のプリント基板が、前記スタックの所定の領域に挿入されている。次いでスタックには、合わせガラスを製造するための一般的な方法が施される。このとき外ガラスは、この方法の最中に少なくとも１つの熱可塑性フィルムから形成される熱可塑性の中間層を介して、接着により内ガラスと結合される。このことは、当業者には自体周知の慣用の方法、例えばオートクレーブ法、真空バッグ法、真空リング法、カレンダ法、真空ラミネータまたはこれらの組合せを用いて行われる。この場合、外ガラスと内ガラスとの結合は、一般に熱、真空および／または圧力の作用下で行われる。

好適には、プリント基板は事前に平形導体と結合されてから初めて、スタック内に配置される。この場合、好適にはプリント基板は、プリント基板が完全にガラス面の内部に配置されていると共に、平形導体はガラス板の側縁部を越えて延びるように配置される。平形導体と、プリント基板の接続面との間の接続は、例えばろう接により、または導電性接着剤を介して行われてよい。

車両用合わせガラスが、特に乗用車に関して一般的であるように曲がりを有していることが望ましい場合には、接着前のガラス板に、例えば重力曲げ、吸引曲げおよび／またはプレス曲げにより、曲げ処理が施される。典型的な曲げ温度は、５００℃〜７００℃である。

好適には、接着前および任意の曲げ前に、不透明のカバープリントが、外ガラスおよび内ガラスの縁部領域に被着される。このために典型的には黒色または濃色のエナメルがスクリーン印刷により被着され、かつ接着前、特に曲げ前または曲げの最中に焼き付けられる。

プリント基板は、一方のガラス板に直接に、特にフォトダイオードとは反対の側でもって内ガラスの外側の表面に載置されてよい。この場合、全ての中間層フィルムがプリント基板の片面に配置されている。しかしまた択一的に、プリント基板はプリント基板をサンドイッチ状に包囲する２つの熱可塑性フィルムの間に挿入されてもよい。

これ以上は前処理されない熱可塑性フィルムを使用することができる。接着時に、加熱された流動性の熱可塑性材料が、フォトダイオードとプリント基板の周りの空間に流入し、これにより安定した複合体が保証されることになる。

合わせガラスの光学的な品質を改良するためには、光センサ用の切欠きが設けられる限り、熱可塑性フィルム（または複数のフィルムを使用する場合は少なくとも１つの熱可塑性フィルム）を準備することが有利であってよい。

フィルムには、プリント基板全体が挿入される大面積の孔が形成されてよい。この場合、好適には、プリント基板は２つの比較的薄いフィルム部分によりサンドイッチ状に包囲され、これによりプリント基板とフィルムとの高さの差を相殺し、かつ複合体の付着を保証することができるようになっている。

これに対して択一的に、１つの有利な構成では、接着前の熱可塑性フィルムに複数の孔または窪みが設けられる。これらの孔または窪みは、少なくとも１つのフォトダイオードに大きさ、位置および配置形式を合わせられている。つまり、孔または窪みの横方向寸法は、実質的にフォトダイオードの寸法に相当しているか、またはやや大きくなっており、特にフォトダイオードの寸法の最大１５０％または最大１２０％になっている。孔または窪みの位置は、製造されるべき合わせガラスに設けられる光センサの所望の位置に相当する。複数のフォトダイオードが使用される限り、孔または窪みの相対する相対的な配置形式は、各フォトダイオードの相対する相対的な配置形式に相当する。つまり、孔と窪みならびにフォトダイオードは、互いにいわば鍵と鍵穴の関係にある。接着するためにスタックを配置した場合、フォトダイオードは孔または窪みに挿入されることになる。このようにしてフォトダイオードは、中間層に有効に埋設される。さらに、製造中のフォトダイオードの位置が固定されており、このことは大量生産に関して有利である。孔または窪みは、接着の直前に形成されてよい。しかしまた、所定の孔または窪みを備えたフィルムを大量に準備するか、またはそれどころかこの形態でフィルムサプライヤから購入することもできる。

フィルムは、複数の連続した孔を備えていてよい。フィルムがフォトダイオードの高さよりも大きな厚さを有していると、本来は望ましくない中空空間が残ることになる。この中空空間は、例えば熱可塑性フィルムの小片により、任意に満たすことができる。方法技術的に、より簡単であることからさらに有利なのは、連続した孔の代わりに、実質的にフォトダイオードの高さに相当する深さの複数の窪みをフィルムに設けることである。これにより、必要とされる後処理無しで、望ましくない中空空間が回避される。窪みは、例えば打抜きにより設けられる。

個々のフォトダイオードに対応配置された孔または窪みにより、プリント基板は製造中、熱可塑性フィルムに位置固定されていることになる。よって、例えば接着バンドによる追加的な固定は不要であり、好適には行われない。

本発明にはさらに、本発明による、光センサが組み込まれた車両用合わせガラスの、車両、好適には自動車、特に乗用車のウインドシールドガラスとしての使用が含まれる。この場合、好適には、少なくとも１つのフォトダイオードが、車両の評価・制御電子機器に接続されている。少なくとも１つのフォトダイオードにより測定された周辺光に応じて、以下の切換状態のうちの１つまたは複数が制御される。すなわち：
‐車両用照明（特にヘッドライト、テールライトおよびサイドマーカランプ）の切換状態：所定の閾値を下回ると照明が接続され、所定の閾値を上回ると照明は遮断される。
‐電気的に切換可能または制御可能な機能素子が装備された合わせガラスの領域の透過特性。このガラス板領域は、ガラス板の上側１／３に設けられた、特に切換可能または制御可能な（陰影帯としても知られる）防眩部である。この切換状態は、周辺光の絶対量に応じて制御可能である、あるいは複数のフォトダイオードまたは光センサ素子による場所に依存した測定により得られる太陽の位置に応じても制御可能である。特に太陽の位置が低いときに、防眩部が必要になる。制御可能な機能素子は、例えばＳＰＤ素子（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）またはＬＣ素子（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）またはエレクトロクロミック素子であってよい。
‐車両内室における表示エレメント、例えばＬＥＤ表示エレメントまたはＯＬＥＤ表示エレメントの輝度（明るさ）。表示エレメントは、特にピクトグラムの形態または英数字表示形式の、例えば警告ランプまたは情報ディスプレイである。

本発明にはさらに、ウインドシールドガラスとしての本発明による合わせガラスと、評価・制御電子機器とを備えた車両、好適には自動車、特に乗用車が含まれ、評価・制御電子機器は、一方ではフォトダイオードに接続されており、かつ他方では
‐車両用照明の切換状態を、少なくとも１つのフォトダイオードにより測定された周辺光に応じて制御するために、車両用照明に接続されており、
‐合わせガラスの所定の領域に配置された、電気的に切換可能または制御可能な機能素子に接続されており、これにより、前記領域の透過特性を、少なくとも１つのフォトダイオードにより測定された周辺光に応じて制御することができるようになっており、前記領域は、好適にはガラス板の上側１／３に設けられた切換可能または制御可能な防眩部であり、かつ／または
‐車両内室に設けられた表示エレメントに接続されており、これにより、少なくとも１つのフォトダイオードにより測定された周辺光に応じて、表示エレメントの輝度（明るさ）を制御することができるようになっている。

以下に、本発明を図面および実施例につき、より詳しく説明する。図面は概略図であり、縮尺通りではない。図面は本発明を限定するものでは一切ない。
本発明による車両用合わせガラスの構成を上から見た図である。 図１に示したＺ部分の拡大図である。 図１に示した車両用合わせガラスをＡ−Ａ’に沿って断面した横断面図である。 本発明による方法の１つの実施形態のフローチャートを示す図である。

図１、図２および図３にはそれぞれ、本発明による、光センサが組み込まれた車両用合わせガラスの詳細が示されている。この合わせガラスは、（外側の表面Ｉと内室側の表面ＩＩとを備える）外ガラス１と、（外側の表面ＩＩＩと内室側の表面ＩＶとを備える）内ガラス２とから構成されており、外ガラス１と内ガラス２とは、熱可塑性の中間層３を介して互いに面状に結合されている。外ガラス１および内ガラス２は、ソーダ石灰ガラスから成り、例えば２．１ｍｍの厚さを有している。中間層３は、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）製フィルムから形成されている。この合わせガラスは、自動車のウインドシールドガラスとして用いることを想定している。

合わせガラスには、４つの光センサが装備されている。各光センサは、それぞれ６つのＳＭＤフォトダイオード４を装備したフレキシブルなプリント基板５から成っている。各光センサは、例えば合わせガラスの角隅領域に配置されており、この場合、２つの光センサが合わせガラスの上縁部Ｏに対応配置されていると共に、２つの光センサが下縁部Ｕに対応配置されている。プリント基板５は、完全に合わせガラスの内部に配置されていて、内ガラス２の外側の表面ＩＩＩに直接に載置されており、かつ中間層３を介して外ガラスに結合されている。プリント基板５は、２つの電気的な接続面（図示せず）を有しており、これらの電気的な接続面は、接続ケーブル６としてのバイポーラ型の平形導体の各１つの極とろう接されている。接続ケーブル６は複合体から、対応配置された各縁部Ｏ，Ｕを越えて延びている。接続ケーブル６は、別の接続ケーブル（典型的には丸形ケーブル）を介したプリント基板５と、車両搭載電子機器の一部としての評価・制御電子機器との電気的な接続に用いられる。評価・制御電子機器は光センサの信号を分析する。このようにして評価・制御電子機器は、光センサにより測定された周辺光量に応じて、例えば車両用照明を接続もしくは遮断することができるようになっている。

複数の光センサに基づき、当該システムは、全ての光センサにより実質的に同じ輝度でもって測定される周辺光と、分散された光センサにより大幅に異なる輝度でもって測定される街灯等の局所的な光源とを区別することができる。著しく小さな輝度の差は、適当な評価電子機器において、太陽の位置を特定するために利用可能である：上縁部Ｏにおける光センサと、下縁部Ｕにおける光センサとにより検出される光の各輝度の関係は、太陽の位置、つまり光線が合わせガラスに当たる角度に関連している。

フォトダイオード４としては、例えばＡｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社のＡＰＤＳ−９００５型のフォトダイオードが適している。これらのフォトダイオードは、有利には小さな寸法（高さ０．５５ｍｍ、幅１．６ｍｍ、奥行き１．５ｍｍ）と、人間の目の分光感度分布に極めて近似するように模倣した分光感度分布とを有している。最大感度は、約５００ｎｍであり、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲全体では、感度は５００ｎｍの最大値の６０％を上回っている。これにより、光センサにより測定された光量は、人間により重要であると評価される光量とも一致することが保証される。

プリント基板５は、フレキシブルなプリント基板であり、約１５０μｍの厚さのポリイミドフィルムと、その上に印刷された複数の導体路８とを有している。各プリント基板５はＴ字形に形成されていて、細い方のリード部分と、広幅の終端部分（「Ｔ字の横棒」に相当）とを有しており、この場合、リード部分は対応する縁部Ｏ，Ｕに面している。リード部分は、例えば５０ｍｍの幅と６５ｍｍの長さとを有している。終端部分は、例えば２００ｍｍの幅と１５ｍｍの長さとを有している。１つのプリント基板の全てのフォトダイオード４が終端部分に配置されている一方で、リード部分は接続ケーブル６との接続に用いられる。リード部分の端部には２つの接続面（図示せず）が配置されており、これらの接続面は、導体路８におけるシステムの２つの極に相当し、それぞれバイポーラ型の接続ケーブル６の一方の極にろう接されている。

各プリント基板５には６つのフォトダイオード４が装備されている。これらのフォトダイオードはマトリックス状に、２行３列で配置されている。プリント基板５上の導体路８を介して、各フォトダイオード４は互いに回路接続されている。各フォトダイオード４は、それぞれ導体路８にろう接された２つの接続面（ｉｎ／ｏｕｔ）を有している。

各２つのフォトダイオード４が並列に接続されており、並列接続された３つの対が直列に接続されている。図示の例では、フォトダイオード４．１と４．２とが並列接続されており、フォトダイオード４．３と４．４、およびフォトダイオード４．５と４．６も同様に並列接続されている。並列接続された１対の両フォトダイオードは、マトリックスのそれぞれ互いに異なる行と列とに配置されている。これにより、例えばフォトダイオード４．２および４．５を備えた右側領域のプリント基板が部分的に陰になっても、各対のうちの少なくとも１つのフォトダイオードは常に光に照らされるようになっており、ひいては部分的に陰になっているにもかかわらず、全体としては光信号が測定されることが保証される。各行において隣り合うフォトダイオード４の間隔は、例えば９ｃｍであり、各列では例えば１ｃｍである。

合わせガラスは、ウインドシールドガラスに関して一般的であるように、フレーム状の不透明なカバープリント７を有している。カバープリント７は、印刷されかつ焼き付けられた黒色エナメルとして、外ガラス１および内ガラス２の内室側の表面ＩＩ，ＩＶに形成されている。プリント基板５は、カバープリント７の領域に配置されているので、外側からも内側からも見えないようになっている。外ガラス１に設けられた外側のカバープリント７は、各フォトダイオード４の箇所に孔を有しており、これにより、光がフォトダイオード４に入射して、光センサがその機能を果たすことができるようになっている。

図４には、光センサが組み込まれた車両用合わせガラスを製造するための、本発明による方法の１つの実施例のフローチャートが示されている。

（１）外ガラス
（２）内ガラス
（３）熱可塑性の中間層
（４）フォトダイオード
（４．１），（４．２），（４．３），（４．４），（４．５），（４．６）フォトダイオード
（５）プリント基板（printed circuit board, PCB）
（６）接続ケーブル／平形導体
（７）不透明なカバープリント
（８）導体路
（Ｏ）合わせガラスの上縁部
（Ｕ）合わせガラスの下縁部
（Ｉ）外ガラス１の外側の表面
（ＩＩ）外ガラス１の内室側の表面
（ＩＩＩ）内ガラス２の外側の表面
（ＩＶ）内ガラス２の内室側の表面
Ａ−Ａ’ 断面線
Ｚ 拡大部分

Claims (15)

1. 光センサが組み込まれた車両用合わせガラスであって、少なくとも、外ガラス（１）と内ガラス（２）とを有しており、これらの外ガラス（１）と内ガラス（２）とは、熱可塑性の中間層（３）を介して互いに結合されており、
   前記外ガラス（１）と前記内ガラス（２）との間には、プリント基板（５）上に位置する少なくとも４つのフォトダイオード（４）が配置されており、
   該フォトダイオード（４）はＳＭＤ構成素子であり、
   該フォトダイオード（４）は、並列接続された各フォトダイオード（４）の、直列接続された複数の群として前記プリント基板（５）上に配置されている、
   車両用合わせガラス。
2. 前記プリント基板（５）は、フレキシブルなプリント基板として形成されている、請求項１記載の車両用合わせガラス。
3. 前記プリント基板（５）に少なくとも６つのフォトダイオード（４）が配置されている、請求項１または２記載の車両用合わせガラス。
4. 各２つのフォトダイオード（４）が並列接続されており、このような少なくとも２つの対が直列に接続されている、請求項３記載の車両用合わせガラス。
5. 前記各フォトダイオード（４）は、行と列を有するマトリックスとして配置されており、並列接続された各フォトダイオード（４）は、１つの列に全てが配置されているのでも、１つの行に全てが配置されているのでもない、請求項４記載の車両用合わせガラス。
6. １つの行の隣り合ったフォトダイオード（４）の間隔は、少なくとも５ｃｍである、請求項５記載の車両用合わせガラス。
7. 前記プリント基板（５）は、少なくとも１５ｃｍの幅を有する部分を備えている、請求項３から６までのいずれか１項記載の車両用合わせガラス。
8. 前記各フォトダイオード（４）は、前記プリント基板（５）の前記部分に配置されている、請求項７記載の車両用合わせガラス。
9. 前記フォトダイオード（４）は、５００ｎｍ〜６００ｎｍのスペクトル範囲全体において、最大感度の少なくとも５０％に相当する感度を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の車両用合わせガラス。
10. 当該合わせガラスは、それぞれ少なくとも４つのフォトダイオード（４）を備えた複数のプリント基板（５）を有しており、該フォトダイオード（４）はＳＭＤ構成素子であり、該フォトダイオード（４）は、並列接続された各フォトダイオード（４）の、直列接続された複数の群として前記プリント基板（５）上に配置されている、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の車両用合わせガラス。
11. 前記フォトダイオード（４）は、２ｍｍ未満の幅を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の車両用合わせガラス。
12. 光センサが組み込まれた車両用合わせガラスを製造するための方法において、
    （ａ）外ガラス（１）、内ガラス（２）、少なくとも１つの熱可塑性フィルム、およびプリント基板（５）上に位置する少なくとも４つのフォトダイオード（４）をスタックとして配置し、これにより前記フィルムと前記フォトダイオード（４）とを、前記外ガラス（１）と前記内ガラス（２）との間に配置し、該フォトダイオード（４）はＳＭＤ構成素子であり、該フォトダイオード（４）は、並列接続された各フォトダイオード（４）の、直列接続された複数の群として前記プリント基板（５）上に配置されており、
    （ｂ）前記外ガラス（１）を、前記少なくとも１つの熱可塑性フィルムから形成される中間層（３）を介して、接着により前記内ガラス（２）と結合する、方法。
13. 前記ステップ（ａ）の前に、前記フォトダイオード（４）に大きさ、位置および配置形式を合わせられた複数の孔または窪みを前記フィルムに設け、前記ステップ（ａ）の最中に、前記孔または窪みに前記フォトダイオード（４）を挿入する、請求項１２記載の方法。
14. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の光センサが組み込まれた車両用合わせガラスの、車両のウインドシールドガラスとしての使用。
15. 前記フォトダイオード（４）は、車両の評価・制御電子機器に接続されており、車両用照明の切換状態、所定のガラス板領域の透過特性および／または車両内室の表示エレメントの輝度が、前記フォトダイオード（４）により測定された周辺光に応じて制御されることになる、請求項１４記載の使用。

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