KR20180134370A - 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인, 송신 시스템 및 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인의 제조 방법 - Google Patents

센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인, 송신 시스템 및 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센서 조립체(S)를 가지는 적층형 유리 페인(1)에 관한 것으로서, 적층형 유리 페인은, 조합 막(F)을 통해서 연결된, 제1 유리 층(GS1) 및 제2 유리 층(GS2)을 가지며, 센서 조립체(S)는 센서 조립체(S)에 공급하기 위한 전력을 획득하기 위한 수신기 안테나(ANT1), 센서 조립체와 관련된 정보를 적층형 유리 페인의 외측에 위치된 수신기 유닛에 제공하기 위한 송신기 안테나(ANT2)를 가지며, 센서 조립체(S)는 제1 유리 층(GS1)과 제2 유리 층(GS2) 사이에 적어도 부분적으로 위치된다.

Description

센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인, 송신 시스템 및 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인의 제조 방법
본 발명은 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인, 송신 시스템 및 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인의 제조 방법에 관한 것이다.
적층형 유리 페인은 현재 많은 장소에서, 특히 차량 분야에서 이용되고 있다. 여기에서, "차량"이라는 용어는 넓게 해석되고, 특히, 도로용 차량, 항공기, 선박, 농업 기계, 또는 심지어 작업 장비와 관련된다.
적층형 유리 페인은 또한 다른 분야에서 이용된다. 이는, 예를 들어, 건축용 글레이징(glazing)뿐만 아니라, 예를 들어 박물관의 또는 광고용 디스플레이로서의, 정보 디스플레이를 포함한다.
적층형 유리 페인은 일반적으로, 중간 층 상으로 적층된 2개의 유리 표면을 갖는다. 유리 표면 자체가 곡선형일 수 있고 일반적으로 일정한 두께를 갖는다. 중간 층은 일반적으로, 미리 규정된 두께, 예를 들어 0.76 mm 두께의, 열가소성 재료, 일반적으로 폴리비닐 부티랄(PVB)을 갖는다.
종종, 다양한 유형의 센서를 부착하는 것이 요구될 수 있다.
이전의 센서는 그 자체의 배선과 함께 그 자체의 하우징 내에서 페인 상에 위치되었다. 그에 따라, 예를 들어, 과거에 그리고 현재에, 강우 센서가 자동차 윈드실드 상에 장착되고 상응하는 자동차 전자기기에 배선된다.
센서의 배선 및 연결부는 약한 지점을 구성하는데, 이는, 차량에서, 그러한 배선 및 연결부가 큰 온도차 및 넓은 범위의 습도에 노출되기 때문이다. 여기에서, 예를 들어, 중위도에서도, - 10 ℃로부터 + 70 ℃ 전체에 걸친 온도가 발생된다.
또한, 센서 하우징은 종종 시각적으로 매력적이지 않고, 또한 청소 중에 장애가 되는 것으로 입증되었다.
확실하게, 센서를 페인 내측에 배치하는 것 그리고 유리 페인 내의 상응하는 드릴 가공된 홀을 통해서 전기 콘택을 경로화(routing)하는 것을 고려할 수 있으나, 이는 페인의 취약부를 제공하고, 그에 따라, 하나의 경우에, 균열 형성이 보다 신속하게 발생될 수 있고, 또한, 다른 경우에, 수분 및/또는 분진 및/또는 공격적인 가스의 침투가 발생되어, 적층형 시스템의 안정성이 부정적인 영향을 받을 수 있거나 심지어 영구적으로 손상될 수 있다. 또한, 침투 수분이 어렵게만 제거될 수 있고, 그에 따라 페인의 투과도가 또한 영구적으로 손상될 수 있다.
또한, 배선으로 인해서, 가능한 센서 장소가 적층형 유리 페인의 근접 연부로 제한되는데, 이는 시계를 통한 라인 연결부가 허용될 수 없기 때문이며, 이는, 한편으로, 특정 투과도 조건이 충족되어야 하고, 다른 한편으로, 방해가 될 수 있는 것으로 간주될 수 있기 때문이다.
예를 들어, WO 2013/091 961 A1으로부터, 가장자리에 위치된 센서 및 가장자리에 위치된 안테나를 가지는 적층형 유리 페인이 알려져 있다.
이러한 상황으로부터, 본 발명의 목적 중 하나는, 전술한 문제들을 가지지 않는, 센서 조립체를 가지는 개선된 적층형 유리 페인, 개선된 송신 시스템, 및 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
그러한 목적은 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인에 의해서 달성되고, 적층형 유리 페인은, 조합 막을 통해서 연결된, 제1 유리 층 및 제2 유리 층을 가지며, 센서 조립체는 센서 조립체에 공급하기 위한 전력을 획득하기 위한 수신기 안테나, 센서 조립체의 정보를 적층형 유리 페인의 외측에 위치된 수신기 유닛에 제공하기 위한 송신기 안테나를 갖는다. 센서 조립체는 적어도 하나의 센서, 및 적어도 하나의 센서의 정보를 평가하고 송신기 안테나에 송신하기 위한 정보를 생성하는 평가 유닛을 더 가지며, 센서 조립체는 제1 유리 층과 제2 유리 층 사이에 적어도 부분적으로 위치된다.
본 발명에 따른 제안된 적층형 유리 페인에 의해서, 종래 기술의 센서 하우징을 제거할 수 있고, 또한, 배선의 복잡성을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 더 자유로운 센서 배치를 가능하게 한다.
본 발명의 개선예에서, 수신기 안테나 및 송신기 안테나가 하나의 물리적 안테나로 조합된다.
따라서, 구성요소의 비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 개선예에 따라, 센서 조립체 및/또는 수신기 안테나 및/또는 송신기 안테나가 적층형 유리 페인 내의 조합 막 상에 또는 운반체 상에 적용된다.
조합 막 또는 운반체 상의 장착을 통해서, 제조가 단순화될 수 있다.
본 발명의 개선예에서, 센서 조립체는 온도 센서 및/또는 광 센서 및/또는 터치 센서 및/또는 파괴 센서 및/또는 강우 센서를 갖는다.
본 발명은, 하나의 센서 또는 복수의 센서의 단순화된 설치 및 판독을 가능하게 한다.
본 발명의 개선예에 따라, 센서 조립체는 센서의 데이터를 평가하고 송신기 안테나에 송신하기 위한 데이터를 생성하기 위한 평가 유닛을 갖는다.
이에 의해서, 적은 데이터 만이 다른 장치에서 이용될 수 있도록, 대량의 센서 데이터가 예비 프로세스될 수 있다. 이는, 데이터 송신을 위한 구현 경비(implementation outlay)를 감소시킨다.
본 발명의 개선예에 따라, 송신기 안테나 및/또는 수신기 안테나의 적어도 일부가 와이어로서 조합 막 상에 적용되거나 그 내부로 도입된다.
조합 막 상의 장착을 통해서, 제조가 단순화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 개선예에 따라, 센서 조립체는 송신기 안테나 및/또는 수신기 안테나를 센서로서 이용한다.
이에 의해서, 구성요소의 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 전원 장치 및/또는 데이터 수신 장치가 제1 및/또는 제2 유리 층의 외부 측면에 배열된다.
따라서, 최소의 배선 노력만을 필요로 하는 경제적인 센서 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 전원 장치의 안테나 구조물 및/또는 데이터 수신 장치의 안테나 구조물이 와이어로서 또는 프린트된 전기 도체로서 구현된다.
따라서, 구성요소의 비용이 감소될 수 있다.
그러한 목적은, 센서 조립체로부터 공간적으로 분리된, 수신기 안테나를 위한 전자기 전력을 제공하기 위한 전원 장치 및 송신기 안테나의 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 더 가지는, 본 발명에 따른 적층형 유리 페인을 가지는 송신 시스템에 의해서 추가적으로 달성된다.
따라서, 센서의 자유로운 배치 가능성과 함께 최소의 배선 노력만을 필요로 하는 경제적인 센서 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 개선예에서, 전원 장치 및 데이터 수신 장치가 하나의 물리적 안테나로 조합된다.
따라서, 구성요소의 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 개선예에 따라, 데이터 수신 장치는 송신기 안테나로부터 수신된 데이터를 변환하고, 버스 시스템이 이용할 수 있게 한다.
따라서, 최소의 배선 노력만을 필요로 하는 경제적인 센서 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 개선예에 따라, 공통 전원 장치에 의해서 적어도 2개의 센서에 대한 공급이 이루어지고, 및/또는 2개의 센서로부터의 데이터가 공통 데이터 수신 장치에 의해서 수신된다.
그러한 목적은, 센서 조립체를 가지는 적층형 유리 페인을 제조하기 위한 방법에 의해서 추가로 달성되고, 그러한 방법은 센서 조립체를 획득하는 단계, 센서 조립체를 적층형 유리 페인의 전구체 내로 도입하는 단계로서, 적층, 접착, 배치로부터 선택되는, 단계, 및 적층형 유리 페인을 만드는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 적층형 유리 페인이 경제적으로 제조될 수 있다.
본 발명의 개선예에 따라, 센서 조립체의 일부가, 은-코팅된 막의 레이저 패터닝, 편평한 도체, 또는 스크린프린팅에 의해서 도입된다.
따라서, 추가적인 제조 비용 및 시간 상의 이점이 얻어질 수 있다.
예로서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 유리 페인의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일 양태에 따른 센서 조립체의 전기 구성요소의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일 양태에 따른 적층형 유리 페인의 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다른 양태에 따른 적층형 유리 페인의 개략적 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 양태에 따른 적층형 유리 페인의 개략적 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 유리 페인을 갖는 차량 도어의 개략도이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명이 구체적으로 제시될 것이다. 각각의 경우에 개별적으로 또는 조합되어 사용될 수 있는, 여러 양태가 설명된다는 것을 주목하여야 한다. 다시 말해서, 순수한 대안으로서 명시적으로 제시되지 않는 한, 임의 양태가 본 발명의 상이한 실시예들과 함께 이용될 수 있다.
또한, 이하에서, 간결함을 위해서, 일반적으로, 항상 하나의 실체(entity)만을 참조한다. 그러나, 명시적으로 기술되지 않는 한, 본 발명은 또한 각각의 경우에 해당되는 복수의 실체를 참조할 수 있다. 따라서, 부정관사("a" 및 "an")의 이용이, 단순한 실시예에서, 적어도 하나의 실체가 이용된다는 것을 나타내는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 유리 페인(1)의 개략도이다. 개별적인 실시예의 양태에 관한 개략적인 단면도가 도 3 내지 도 5에 도시되어 있다.
적층형 유리 페인(1)은 - 도 3 내지 도 5로부터 인식될 수 있는 바와 같이 - 제1 유리 층(GS1) 및 제2 유리 층(GS2)을 갖는다. 제1 유리 층(GS1) 및 제2 유리 층(GS2)은 조합 막(F)을 통해서 직접적 또는 간접적으로 연결된다. 간접적일 때, 적어도 섹션 내에서, 부가적인 재료가 유리 층들 사이에 국소적으로 또는 전반적으로 배열된다. 이와 관련한 설명이 이하에 기재되어 있다.
그러한 열가소성 조합 막(F)은, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리아크릴레이트(PA), 폴리메틸 메타 크릴 레이트(PMMA), 폴리우레탄 (PUR), 및/또는 그 혼합물 및 공중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 적층형 유리 페인(1)은 센서 조립체(S)를 더 갖는다. 본 발명의 실시예에 따른 일 양태에 따른 센서 조립체의 전기 구성요소의 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 이하에서, 논리적 구조만이 설명될 것인 반면, 실제 구현예에 관한 제안은 추후에 설명된다.
센서 조립체(S)는, 하나의 경우에, 센서 조립체(S)에 공급하기 위한 전력을 획득하기 위한 (논리적) 수신기 안테나(ANT1) 및 센서 조립체(S)의 정보를 적층형 유리 페인의 외측에 위치된 수신기 유닛에 제공하기 위한 송신기 안테나(ANT2)를 갖는다. 센서 조립체(S)는 제1 유리 층(GS1)과 제2 유리 층(GS2) 사이에 부분적으로 또는 완전히 위치된다.
센서 조립체(S)는 하나의 또는 복수의 센서를 가질 수 있다. 여기에서 예로서, 예를 들어 윈드실드 상의 강우/결빙을 검출하기 위한 강우 센서(Srain), 예를 들어 온도를 측정하기 위한 온도 센서(Stemp), 예를 들어 주변 밝기를 검출하기 위한 광 센서, 예를 들어 헤드-업 디스플레이의 요소를 동작시키기 위한 터치 센서(Stouch), 예를 들어 적층형 유리 페인(1)의 손상을 검출하기 위한 파괴 센서(Sbreak)가 언급된다. 물론, 적층형 유리 페인(1)은 또한 다수의 센서 조립체(S)를 가질 수 있다.
예를 들어, 센서 조립체가 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이 논리적 블록들로 분할될 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 송신기/수신기 유닛(TRX)이 제공될 수 있고, 이는, (논리적) 안테나(ANT1 및 ANT2)에 의해서, 센서 조립체를 위한 에너지뿐만 아니라 외부 수신기 유닛으로의 데이터를 이용할 수 있게 한다. 이러한 송신기/수신기 유닛(TRX)은 적절히 생성된 (논리적) 연결(Lpower)을 통해서 하류 장치가 전기 에너지를 이용할 수 있게 한다. 예로서, (선택적인) 마이크로제어기(muC)가 여기에서 센서 및 센서(Srain, Stemp, Stouch)로부터의 데이터를 평가하기 위한 평가 유닛으로서 도시되어 있다. 센서(Srain, Stemp, Stouch)는 적절하게 생성된 (논리적) 연결(Lmeasure)을 통해서 연결된다. 여기에서, 직접적인 측정이 제공될 수 있고, 즉, 센서는, 예를 들어, 측정되는 매개변수의 영향 하에서, 후속하여 평가될 수 있는, 센서의 유전체 성질의 또는 센서 주위의 변화에 의해서 유발된 인덕턴스 또는 커패시턴스의 변화에 의해서 유발된 안테나의 전류/전압/공명 주파수 변화를 변화시키거나, 센서는 데이터를 이용할 수 있게 한다. 다시 말해서, 논리적 연결(Lmeasure)은 에너지의 공급 및 데이터/측정 값의 제공 모두를 위한 역할을 할 수 있다. 데이터/측정 값의 평가가 평가 유닛(muC)에 의해서 이루어지는 경우에, 준비된 데이터는, 논리적 연결(Ldata)을 통해서, 정보로서 송신기/수신기 유닛(TRX)에서 이용될 수 있다. 이어서, 송신기/수신기 유닛은 (논리적) 안테나(ANT2)를 통해서 정보가 외부 수신기 유닛에서 이용될 수 있게 한다.
다시 말해서, 센서(Srain, Stemp, Stouch)의 데이터가 송신기/수신기 유닛(TRX)에 의해서 적접적으로 이용될 수 있거나, 일부 실시예에서 평가 장치(muC)에 의해서 예비 프로세스될 수 있다.
이러한 적층형 유리 페인(1)에 대향되어, 송신 시스템 내의 상호작용 요소로서, 전자기 전력을 수신기(ANT1)에 제공하기 위한, 센서 조립체(S)로부터 공간적으로 분리된 (논리적) 전원 장치(ANT3) 및 송신기 안테나(ANT2)의 데이터를 수신하기 위한 (논리적) 데이터 수신 장치(ANT4)가 위치된다.
이제, 전원 장치(ANT3)에 의해서, 유리 층들(GS1 및 GS2) 상에서 또는 그 사이에서 방해가 될 수 있는 전원을 필요로 하지 않고, 예를 들어 전자기 교류 필드에 의해서, 에너지가 수신기 안테나(ANT1)로 송신될 수 있다. 마찬가지로, 이제, 유리 층들(GS1 및 GS2) 상에서 또는 그 사이에서 방해가 될 수 있는 전원을 필요로 하지 않고, 센서 조립체(S)의 데이터가, 송신기 안테나(ANT2)에 의해서 적층형 유리 페인(1) 외측에 위치된 수신기 유닛에, 즉 데이터 수신 장치(ANT4)에 송신될 수 있다.
이제, 센서 조립체(S)와 관련한 하우징을 제거할 수 있을 것인데, 이는 센서 조립체(S)가 유리 층들 사이에서 보호되기 때문이다. 또한, 센서 조립체(S)의 배선은 더 이상 제공될 필요가 없고, 그에 따라 종래 기술의 시스템의 오류 민감성을 방지한다. 또한, 센서는 이제, 송신과 관련한 위험을 제공하지 않고, 인체공학적으로 적절한 또는 계측적으로 유리한 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 배치에 대한 이전의 한계가 제거되고; 그리고 새로운 센서 개념, 예를 들어 그래픽 사용자 시스템의 혁신적인 통합이 또한 가능해진다.
예를 들어, 도 6은 자동차 도어를 도시한다. 적층형 유리 페인(1)은, 전술한 바와 같이, 센서 시스템을 갖는다. 무선 도어 개폐 시스템(keyless entry system)을 위한 센서(Stouch)가 제공된다. 센서(Stouch)는, 적층형 유리 페인(1) 내의 전기 연결(Lmeasure)을 통해서, 조합된 평가 유닛 및 송신기/수신기 유닛(muC/TRX)에 연결된다. 조합된 평가 유닛 및 송신기/수신기 유닛(muC/TRX)은 다시 (논리적) 수신기 안테나(ANT1) 및 (논리적) 송신기 안테나(ANT2)에 연결된다. 도어 내에, 예를 들어 도어의 내측 패널 내에 배열된 (논리적) 전원 장치(ANT3) 및 (논리적) 데이터 수신 장치(ANT4)에 의해서, 이제, 센서(Stouch)뿐만 아니라 조합된 평가 유닛 및 송신기/수신기 유닛(muC/TRX)에 전기 에너지가 (무접촉으로) 공급될 수 있거나 데이터가 판독될 수 있다. 일반적으로, 측면 페인이 개방 가능하게 설계되기 때문에, 개방 정도 즉, 도어 프레임 내의 삽입부와 대략적으로 무관한 (논리적) 수신기 안테나(ANT1) 및 (논리적) 송신기 안테나(ANT2)의 적절한 배열 및 설계를 통해서, (논리적) 수신기 안테나(ANT1) 및 (논리적) 송신기 안테나(ANT2)가 (논리적) 전원 장치(ANT3) 및 (논리적) 데이터 수신 장치(ANT4)의 영향 지역 내에서 유지될 수 있다. 이어서, 예를 들어, 도어 해제를 위해서 또는, 많은 횟수의 잘못된 시도의 경우에, 경보를 활성화시키기 위해서, (논리적) 데이터 수신 장치(ANT4)에 의해서 수신된 데이터가, 예를 들어, 온보드 제어 시스템에 전달될 수 있다. 페인 내의 배열 및 무선 연결의 결과로서, 센서(Stouch)의 설계에 따라, 이동 가능하게 설계되어야 하였을 수도 있는, 수 많은 와이어 연결이 제거될 수 있고, 그에 따라, 한편으로, 그러한 무선 개폐 시스템의 이용성이 증가되나, 또한, 다른 한편으로, 차량의 본체 내로의 통합과 같은 이전의 난제를 피할 수 있다. 안테나들이 서로 협력적으로 배열되는 것으로 인해서 복사로부터 초래되는 전력 손실이 없도록, 조립체가 설계될 수 있는 것이 것이 더 유리하다. 이는 통신 방해(interception) 위험을 줄인다. 또한, 유리하게, (논리적) 수신기 안테나(ANT1) 및 (논리적) 송신기 안테나(ANT2)는, 그들이, (각각의 경우에) 예를 들어 소위 일광 라인 아래에 배열되어 사용자의 시계 내에 있지 않도록, 적층형 유리 페인(1) 내에 배열될 수 있다. 일광-라인은, 창이 폐쇄되었을 때, 도어 내측 패널에 의한 범위에 상응한다.
유리한 실시예에서, 수신기 안테나(ANT1) 및 송신기 안테나(ANT2)가 하나의 물리적 안테나로 조합될 수 있다. 이는, 일반적으로, 간섭이 없이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 에너지가 제1 시간 간격 중에 이용될 수 있도록 그리고 데이터가 제2 시간 간격에서 이용될 수 있도록, 반-양방향 송신 프로토콜이 제공될 수 있다. 논리적 안테나(ANT1 및 ANT2)의 이러한 (물리적) 결합은 구성요소의 비용을 줄이고 안테나가 필요로 하는 면적을 최소화한다. 따라서, 특정 상황 하에서 투명도가 감소될 수 있는 영역이 작게 유지된다.
대안적으로 또는 부가적으로 이용될 수 있는 다른 실시예에서, 센서 조립체(S)가, 전체적으로 또는 부분적으로, 다시 말해서, 수신기 안테나(ANT1) 및/또는 송신기 안테나(ANT2) 및/또는 선택적으로 존재하는 평가 유닛(TRX)이 적층형 유리 페인(1) 내의 조합 막(F) 또는 운반체(T) 상에 적용된다.
운반체(T)는, 예를 들어, 조합 막(F)과 같은 재료로 또한 제조될 수 있고 제조 중에, 예를 들어 오토클레이브(autoclave) 내의 결합 열처리 전에, 조합 막(F)의 상응하는 절취부 내에 삽입 단편으로서 삽입될 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 센서 조립체(S)는 다양한 유형의 그리고 많은 수의 센서, 예를 들어, 온도 센서(Stemp) 및/또는 광 센서 및/또는 터치 센서(Stouch) 및/또는 파괴 센서(Sbreak) 및/또는 강우 센서(Srain)를 가질 수 있다.
개별적인 실시예에서, 또한, 센서 조립체(S)가 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)의 정보를 평가하기 위한 그리고 송신기 안테나로의 송신을 위한 정보를 생성하기 위한 평가 유닛(muC)을 갖도록 제공된다.
그에 따라, 송신될 수 있는 데이터의 양이 감소될 수 있고 미가공 데이터의 예비 프로세스가 이루어질 수 있다. 평가 유닛(muC)은, 예를 들어, 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기, ASIC(주문형 집적 회로), 또는 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)에 의해서 구현될 수 있으나, 이러한 예로 제한되지 않는다. 송신기/수신기 유닛(TRX) 및 평가 유닛이 또한 하나의 유닛으로 용이하게 조합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 송신기 안테나(ANT1) 및/또는 수신기 안테나(ANT2)가 이중 기능을 하도록 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 송신기 안테나 및/또는 수신기 안테나가 또한 센서의 일부가 될 수 있고 그에 따라, 예를 들어, 터치 및/또는 습윤(강우 센서) 및/또는 파괴의 결과로서의 커패시턴스 변화를 측정할 수 있고, 그리고, 이미 전술한 바와 같이, 송신기/수신기 유닛(TRX)에 의해서 직접적으로 이용되게 할 수 있거나 예비 프로세스되게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 송신기 안테나(ANT1) 및/또는 수신기 안테나(ANT2)의 적어도 일부가 와이어로서 조합 막(F) 상에 적용되거나 조합 막(F) 내부로 도입된다.
예를 들어, 조합 막 상의 와이어의 양태가 도 4에 도시되어 있다. 여기에서, 도체 트랙이 조합 막(F2) 상에 적용된다. 조합 막(F2)은, 조합 막들에 적합한 바에 따라, 조합 막(F)과 동일한 재료로 또는 다른 재료로 제조될 수 있다. 또한, 재료는 또한 이러한 것, 예를 들어 폴리에틸렌 막 또는 PET 막(폴리에틸렌 테레프탈레이트)과 다를 수 있으나; 특정 상황 하에서, (간결함을 위해서 도시되지 않은) 또 다른 적합한 조합 막을 유리 층(GS1)과 조합 막(F2) 사이에 삽입할 필요가 있을 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 도체 트랙이 또한 조합 막(F) 내에서 둘러싸일 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 송신기 안테나(ANT1) 및/또는 수신기 안테나(ANT2) 및/또는 연결(Lpower, Lmeasure, Ldata)의 와이어가 또한 - 도 3에 도시된 바와 같이 - (적어도 단면에서) 패터닝된 전도성 층(LS)으로서 구현될 수 있다. 이를 위한 전형적인 방법은, 예를 들어, 유리의 전도성 코팅(LS) 또는 부가적인 전도적으로 코팅된 조합 막(F2) 또는 운반체(T), 예를 들어, 은-코팅된 막 내에 레이저로 구조화된 라인을 제조하는 것, 편평한 도체, 또는 은 프린트이다.
이전의 설명에서, 센서 조립체의 배열이 설명되었다. 이제, 전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)에 대해 설명한다.
전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)는, 적절한 형태로, 센서 조립체로부터 공간적으로 분리되어 그러나 그에 근접하여 배열될 수 있다. 예를 들어, 공간적 근접도가 보장되도록, 전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)를 적층형 유리 페인(1) 내에 배치할 수 있다. 그러나, 또한 그러한 장치들을 다른 부분들에 통합할 수 있다. 예를 들어, 모터 차량 내의 적층형 유리 페인에서, 전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)를 또한 차량의 지붕 라이너 내에 및/또는 차량의 계기판 내에 및/또는 차량의 A-필라 내부 패널링 내에 배치할 수 있다.
마찬가지로, - 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 - 전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)를 제1 유리 층(GS1) 및/또는 제2 유리 층(GS2)의 외부 측면 상에 배열시킬 수 있다.
전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)를 제조하기 위한 전형적인 방법은 송신기 안테나/수신기 안테나의 경우와 유사하고, 다시, 특정 상황에서 추가적으로 패터닝되는, 은 프린트, 막의 패터닝 등과 같은 기술을 가질 수 있다.
도 1, 도 3 내지 도 5는 각각의 경우에 블랙 프린트(black print)(SD) 상의 전도성 층의 배열을 도시한다.
전형적으로, 블랙 프린트(SD)는, 연부 상에서의 페인의 접착 능력의 개선을 획득하기 위해서 그리고 태양광으로부터의 접착제의 보호를 제공하기 위해서, 연부에서 이루어진다. 전형적으로, 은 프린트는 안테나 기능 또는 가열 기능을 구현하기 위해서 이루어진다. 본 발명으로, (차량) 페인 내에 이미 존재하는 이러한 블랙 및/또는 은 프린트는 이제 부가적인 기능을 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 온-보드 전기 시스템 및 적절한 AC 발생기, 예를 들어 DC/AC 변환기를 이용하여, 차량의 전원 시스템(BAT)으로부터 교류 전압을 생성할 수 있고, 이는, 전원 장치(ANT3) 즉, 적절하게 설계된 방사 장치를 이용하여 전자기적 교류 필드를 생성하여, 이를 수신기 안테나(ANT1) 내로 커플링시키고, 그에 따라 센서 조립체(S)로의 무선 전력 공급을 가능하게 한다.
유리한 실시예에서, 전원 장치(ANT3)의 안테나 구조물 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)의 안테나 구조물이 와이어로서 또는 프린트된 전기 도체로서 구현된다.
센서 조립체에 대해서 전술한 바와 같이, 전원 장치(ANT3)의 그리고 데이터 수신 장치(ANT4)의 논리적 안테나가 하나의 물리적 안테나로 조합될 수 있다.
송신기 안테나(ANT2)에 의해서 송신되는 정보 또는 데이터가 데이터 수신 장치(ANT4)에 의해서 픽업될 수 있다. 이어서, 획득된 데이터는 (HF 신호의 변환 및 적절한 프로세싱 후에) 버스 시스템에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 밝기 센서의 데이터를 이용하여 차량의 조명을 제어할 수 있는 한편, 강우 센서의 데이터를 이용하여 윈드실드 와이퍼를 제어할 수 있는 한편, 터치 센서의 데이터를 이용하여, 멀티미디어 시스템과 같은, 다른 차량-관련 기능을 제어할 수 있다.
공통 전원 장치(ANT3)에 의해서 적어도 2개의 센서 조립체(S)에 공급되도록 및/또는 공통 데이터 수신 장치(ANT4)에 의해서 데이터가 수신될 수 있도록, 시스템의 치수가 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 적층형 유리 페인(1)이 상이한 방식들로 제조될 수 있다. 하나의 예시적인 방법은, 센서 조립체(S)를 획득하는 단계, 센서 조립체(S)를 적층형 유리 페인의 전구체 내로 도입하는 단계로서, 그러한 도입하는 단계가 적층, 접착, 배치로부터 선택되는, 단계, 및 적층형 유리 페인(1)을 만드는 단계를 갖는다. 선택적으로, 센서 조립체(S)의 일부가, 유리 층 중 하나 또는 양 유리 층 및/또는 조합 막(F, F2) 및/또는 운반체(T) 상의 은-코팅된 막의 레이저 포맷팅, 편평한 도체, 또는 스크린프린팅에 의해서 도입될 수 있다.
적층형 유리 페인(1) 내에 센서를 제공함으로써, 종래 기술에서 필요로 하는 것과 같은, 비교적 비용-집중적인 외부 센서 구비 단계가 제거된다. 본 발명을 이용하여, 센서/센서들(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)을 무접촉 판독하는 것뿐만 아니라, 그들에 전력을 무선으로 공급하는 것이 이제 가능해진다.
이러한 수단에 의해서, 자동차/창 시스템 내측의 케이블 연장선이 제거되는데, 이는 판독 그리고 또한 전력 공급 모두가 무선으로 이루어지기 때문이다. 공통 전원 장치(ANT3)를 이용하여 공급되고 공통 데이터 수신 장치(ANT4)에 의해서 판독되는 많은 수의 센서들을 통합하는 경우에, 배선 노력이 보다 더 크게 감소된다. 그에 따라, 센서가 시계 내에 있을 수 있고 그에 따라 방해를 할 수 있거나 심지어 법적 요건에 위반되어 연장될 수 있기 때문에 유선 연결에서 가능하지 않았을 수 있는 위치에도 센서가 배치될 수 있다.
무선 통신은, 센서 조립체(S)의 관점에서, 이러한 유리 내로 통합되는, 안테나(ANT2)를 갖춘 능동적 송신기 및 센서의 범위 내에 설치되는 안테나(ANT3)를 갖춘 피동적 수신기의 기본 원리에 따라 동작된다. 특히, 수신을 위한 안테나(ANT3)가 유리의 외부 측면 상에 위치될 수 있거나, 유리에 바로 근접하여 유리 제품 내에 매립될 수 있다. 에너지의 무선 공급은 전자기 유도의 원리에 따라 동작되고, 이를 이용하여 공급 코일(ANT4)로부터의 에너지가 수신기 코일(ANT1) 내로 전달될 수 있다. 따라서, 에너지 공급의 관점에서, 유리 외측의 코일(ANT4)은 능동적 요소이고; 유리 내측의 코일(ANT1)은 피동적 요소이다. 특히, 에너지를 공급하기 위한 코일은 동시에 통신을 위한 안테나로서의 역할을 할 수 있다.
유리 제품 내의 센서 조립체(S)의 구성요소, 예를 들어 얇은 칩, 가요성 인쇄회로기판, 또는 막 상의 전자기기 또는 얇고 가요성을 가지는 유리가 적층 가능 또는 접착 가능하거나, 달리 적용될 수 있다. 유리 제품 내의 센서 조립체(S)는 수신기 안테나(ANT1), 송신기/수신기 유닛(TRX), 선택적으로, 평가 유닛(muC), 예를 들어, 집적 회로(예를 들어, D/A 변환기)를 가지는 (가요성) 인쇄회로기판, 및 적어도 하나의 센서, 예를 들어, 온도 센서, 터치 센서, 예를 들어 표면 커패시터(터치 제어, 지문) 등을 갖는다. 특히, 표면 커패시터의 경우에, 코팅의 일부가 페인의 나머지로부터 전기적으로 분리되도록 그에 따라 커패시터로서 기능하도록, (가열 가능 또는 IR-반사 윈드실드 또는 절연 글레이징의 경우와 같이) 이미 존재하는 전도성 코팅이 (예를 들어, 레이저 절취에 의해서) 포맷될 수 있다.
송신기/수신기 유닛(TRX)은, 예를 들어, 주파수 발생기("방출기"), 수신기 유닛("수신기"), 및, 가능하게, 증폭기를 갖는다.
전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)가 또한 유리 내에 또는 유리 상에, 예를 들어 그 연부 상에 도입될 수 있다. 이는, 예를 들어, 조합 막(F) 내로 통합된 또는 은 페이스트로 유리 상에 프린트된 또는 블랙 프린트 상의 와이어로 만들어질 수 있다. 특히, 하나의 전원 장치(ANT3)가 다수의 무선 센서 조립체(S)에 공급하기 위해서 이용될 수 있다. 마찬가지로, 하나의 데이터 수신 장치(ANT4)가 다수의 무선 센서 조립체(S)의 판독을 위해서 이용될 수 있다.
센서 조립체(S)는 적층형 유리 페인(1) 내의 임의 위치에 또는 이중 또는 삼중 글레이징 내의 또는 다른 유리 제품 내의 임의 위치에 배치될 수 있다.
센서 조립체(S)는 바람직하게, Lmeasure에 의해서 평가 유닛(muC)에 연결된, 실제 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain), 예를 들어, 커패시터 또는 열전쌍을 갖는다. 평가 유닛(muC)은, 예를 들어, 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)를 판독하는 그리고 예를 들어 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)의 전류/전압 특성을 해석하는, 집적 회로를 갖춘 (가요성) 인쇄회로기판이다. 연결(Lmeasure)은, 실제 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain) 및 평가 유닛의 요건 및 배치에 따라, 얇은 와이어, 예를 들어 유리의 전도성 코팅 또는 부가적인 은-코팅된 PET 막 내의 레이저 포맷된 라인, 편평한 도체, 또는 은 프린트를 통해서 제조될 수 있다. 평가 유닛(muC)은 전력 라인(Lpower) 및 데이터 라인(Ldata)을 통해서 송신기/수신기 유닛(TRX)에 연결된다. Lpower, Ldata는 Lmeasure와 유사하게 구축될 수 있다. 송신기/수신기 유닛(TRX)은, 코일 및 안테나(ANT1 및 ANT2)로서 각각 기능하는, 도체 트랙에 연결된다. ANT1 및 ANT2는 Lmeasure와 유사하게 구축될 수 있다. ANT1 또는 ANT2는 가시적 영역 외측 또는 유리 제품의 외측에 위치된 코일/안테나(ANT3 또는 ANT4)에 전자기적으로 커플링되고, 이는, 한편으로, 송신기/수신기 유닛(TRX)으로부터 신호를 픽업하고, 다른 한편으로, 송신기/수신기 유닛(TRX)에 유도적으로 전력을 공급한다. ANT3을 통해서, 전력이 센서 조립체(S)에 제공되고; ANT4를 통해서, 센서 조립체(S)의 데이터가 판독된다. 전원 장치(ANT3)의 일 측면 상에서, 예를 들어, 방출기가 배열되고, 이는 무선 전력 공급을 위한 전자기 복사선을 발생시킨다. 전자기 복사선은 ANT3을 통해서 전달되고 ANT1을 통해서 송신기/수신기 유닛(TRX)에 의해서 수신된다. 또한, 송신기/수신기 유닛(TRX)에 의해서 발생되고 ANT2에 의해서 방출되는 파동을 검출하는 수신기가 데이터 수신 장치(ANT4)의 측면 상에 배열된다. 데이터 수신 장치(ANT4)의 측면 상에 배열된 분석기/변환기는 유용한 신호를 분리하고 이를, 예를 들어 버스로의 전달을 위해서, 해석 가능한 데이터로 변환한다.
도 3 내지 도 5는, 예로서, 적층형 유리의 경우로 도시된, 유리 제품 내에서 무선 센서 시스템을 구현하기 위한 예시적인 층 스택(layer stack)을 도시한다. 조합 막(F)이 제1 유리 층(GS1)과 제2 유리 층(GS2) 사이에 삽입되고, 여기에서, 예를 들어, 송신기/수신기 유닛(TRX), 평가 유닛(muC), 및 실제 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)를 위한 막의 가능한 절취부가 절취될 수 있다. 삽입된 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain) 대신, 전도성 층(LS)의 기능이 또한, 예를 들어, 용량형 센서로서 이용될 수 있다. 송신기/수신기 유닛(TRX), 평가 유닛(muC), Stouch, Stemp, Sbreak, Srain가 가요성의, 적절한 얇은 PET 막 상에 적용된다면, 절취부가 조합 막(F) 내로 도입될 필요가 없고; 송신기/수신기 유닛(TRX), 평가 유닛(muC) 및 Stouch, Stemp, Sbreak, Srain가 직접적으로 적층될 수 있다. 송신기/수신기 유닛(TRX), 평가 유닛(muC), 및 Stouch, Stemp, Sbreak, Srain 사이의 연결(Lpower, Ldata, Lmeasure)은 다양한 방식으로, 예를 들어 전도성 코팅(LS)의 레이저 포맷팅에 의해서, 레이저 포맷된 은-프린트된 PET 층(F2)을 통해서, 얇은 와이어를 통해서, 또는 은 프린팅을 통해서 만들어질 수 있다. 이는 안테나/코일(ANT1 및 ANT2)에서도 마찬가지다. 전력을 송신기/수신기 유닛(TRX)에 커플링시키기 위해서 전자기 전력을 수신기 안테나(ANT1)에 제공하기 위한 전원 장치(ANT3) 및 송신기 안테나(ANT2)의 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신 장치(ANT4)가, 은 프린트로서, 그러나 또한 와이어를 이용하여, 페인의 외측에, 또는 가시적 영역의 외측에, 예를 들어 블랙 프린트(SD) 아래에 또는 그 위에 구축될 수 있다.
그러한 적층형 유리 페인(1)은 1 mm 내지 8 mm, 바람직하게 3.5 내지 5.3 mm의 두께를 가지며, 그에 따라 통상적인 적층형 유리 페인과 마찬가지로 용이하게 더 프로세스될 수 있다.
적층형 유리 페인(1)의 제1 유리 층(GS1) 및/또는 제2 유리 층(GS2)은 전형적으로 약 1.4 mm 내지 2.6 mm의 범위로부터 선택된 두께를 갖는다. 따라서, 요구되는 산포 방지(shatter protection) 및/또는 소리 절연 특성이 보장된다.
따라서, 적층형 유리 페인(1)은, 제1 유리 층(GS1) 및 제2 유리 층(GS2)이 얻어지는, 입증된 방식으로 열가소성 조합 막(F)으로 제조될 수 있고, 열가소성 막(F)이 제1 유리 층(GS1) 상에 배치되고, 오토클레이브 프로세스의 이용으로, 제2 유리 층(GS2)이 열가소성 막 위에 배치된다. 이어서, 제1 유리 층(GS1) 및 제2 유리 층(GS2)과 함께 열가소성 조합 막(F)이 오토클레이브 내에서 그리고 열 및 압력의 작용 하에서 결합된다.
물론, 본 발명에 따른 센서 조립체(S)는 오토클레이브 프로세스에서만 이용 가능한 것이 아니고, 예를 들어, 진공 열 퍼니스(furnace) 프로세스 또는 유사한, 오토클레이브가 없는 프로세스와 함께 이용될 수 있다.
또한, 원칙적으로, 배치 후에 먼저 하나의 제1 유리 층(GS1)만을 열가소성 조합 막(F)에 연결하고, 그 직후에, 제2 유리 층(GS2)을 배치하고, 제1 유리 층(GS1)에 이전에 결합된 열가소성 조합 막(F)에 그러한 제2 유리 층(GS2)을 접합할 수 있다.
이러한 방식으로 제조된 열가소성 막(F)이 차량 내의 적층형 유리 페인(1)에서, 특히 윈드실드로서, 또는 건물에서, 또는 정보 디스플레이로서 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 적층형 유리 페인(1)을 헤드-업 디스플레이 조립체에서 이용하는 것이 또한 가능하다.

Claims (15)

  1. 센서 조립체(S)를 가지는 적층형 유리 페인(1)이며, 적층형 유리 페인은, 조합 막(F)을 통해서 연결된, 제1 유리 층(GS1) 및 제2 유리 층(GS2)을 가지며, 센서 조립체(S)는
    · 센서 조립체(S)에 공급하기 위한 전력을 획득하기 위한 수신기 안테나(ANT1),
    · 센서 조립체의 정보를 적층형 유리 페인 외측에 위치된 수신기 유닛에 제공하기 위한 송신기 안테나(ANT2),
    · 적어도 하나의 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain),
    · 적어도 하나의 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)의 정보를 평가하기 위한 그리고 송신기 안테나(ANT2)에 송신하기 위한 정보를 생성하기 위한 평가 유닛을 갖고,
    · 센서 조립체(S)는 제1 유리 층(GS1)과 제2 유리 층(GS2) 사이에 적어도 부분적으로 위치되는, 적층형 유리 페인(1).
  2. 제1항에 있어서,
    수신기 안테나(ANT1) 및 송신기 안테나(ANT2)가 하나의 물리적 안테나로 조합되는, 적층형 유리 페인(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    센서 조립체(S) 및/또는 수신기 안테나(ANT1) 및/또는 송신기 안테나(ANT2)는 적층형 유리 페인(1) 내의 하나의 조합 막(F) 상에 또는 운반체(T) 상에 적용되는, 적층형 유리 페인(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 조립체(S)는 온도 센서(Stemp) 및/또는 광 센서 및/또는 터치 센서(Stouch) 및/또는 파괴 센서(Sbreak) 및/또는 강우 센서(Srain)를 가지는, 적층형 유리 페인(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    송신기 안테나(ANT2) 및/또는 수신기 안테나(ANT1)의 적어도 일부가 와이어로서 조합 막(F) 상에 적용되거나 조합 막(F) 내로 도입되는, 적층형 유리 페인(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 조립체(S)가 송신기 안테나(ANT2) 및/또는 수신기 안테나(ANT1)를 센서(Stouch, Stemp, Sbreak, Srain)로서 이용하는, 적층형 유리 페인(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    전원 장치(ANT3) 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)가 제1 및/또는 제2 유리 층(GS1, GS2)의 외부 측면 상에 배열되는, 적층형 유리 페인(1).
  8. 제7항에 있어서,
    전원 장치(ANT3)의 안테나 구조물 및/또는 데이터 수신 장치(ANT4)의 안테나 구조물이 와이어로서 또는 프린트된 전기 도체로서 구현되는, 적층형 유리 페인(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 적층형 유리 페인(1)을 갖춘 송신 시스템이며,
    센서 조립체(S)로부터 공간적으로 분리된, 수신기 안테나(ANT1)에 전자기 전력을 제공하기 위한 전원 장치(ANT3) 및 송신기 안테나(ANT2)의 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신 장치(ANT4)를 더 가지는, 송신 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    전원 장치(ANT3) 및 데이터 수신 장치(ANT4)는 하나의 물리적 안테나로 조합되는, 송신 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    데이터 수신 장치(ANT4)는 송신기 안테나(ANT2)로부터 수신된 데이터를 변환하고, 그러한 변환된 데이터가 버스 시스템에 이용될 수 있게 하는, 송신 시스템.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 센서 조립체(S)는 공통 전원 장치(ANT3)를 통해서 공급되고 및/또는 공통 데이터 수신 장치(ANT4)를 통해서 데이터를 수신하는, 송신 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 적층형 유리 페인(1)의 차량 내의 또는 건물 내의, 또는 정보 디스플레이로서의 용도.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 센서 조립체(S)를 가지는 적층형 유리 페인(1)을 제조하기 위한 방법이며:
    센서 조립체(S)를 획득하는 단계,
    센서 조립체(S)를 적층형 유리 페인의 전구체 내로 도입하는 단계로서, 적층, 접착, 배치로부터 선택되는, 단계,
    적층형 유리 페인을 만드는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    센서 조립체(S)의 일부가, 은-코팅된 막의 레이저 패터닝, 편평한 도체, 또는 스크린프린팅에 의해서 도입되는, 방법.
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