KR20210035895A - 트랜스폰더가 있는 차량 창 - Google Patents

트랜스폰더가 있는 차량 창 Download PDF

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KR20210035895A
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토마스 홀스티거
팀 슈미츠
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 차량 창(1)을 기술하는 바,
a) 제1 유리판(7),
b) 판독기와 통신하기 위한 안테나(4) 및 제어 유닛(3)을 구비하는 트랜스폰더(2) - 제어 유닛(3)은 식별 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함 - 를 포함하는 차량 창(1)에 있어서,
안테나(4)의 안테나 이득을 증가시키기 위해 트랜스폰더(2)와 연관되고 트랜스폰더로부터 이격된 반사기(5), 여기서 반사기(5)는 투명 전기 전도성 코팅(5.1) 및/또는 금속 링(5.3)으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 차량 창(1)이다.

Description

트랜스폰더가 있는 차량 창
본 발명은 트랜스폰더를 갖는 차량 창, 그 제조 방법, 및 운송 수단에서 상기 차량 창의 용도에 관한 것이다.
예를 들어 상품 및 물건과 같은 물체에 설치되고 송신 및 수신 유닛이 있는 판독기(readers)에 의해서 판독하는 트랜스폰더는 일반적으로 공지되어 있다. 이러한 트랜스폰더는 이러한 물체들을 식별하기 위해 사용되며 일반적으로 식별 시스템의 일부이다. 식별을 위한 이러한 시스템들은 무엇보다도 고정식 판독기와 식별할 물체에 부착된 모바일 트랜스폰더로 구성됩니다. 오늘날 모바일 트랜스폰더는 RFID 칩과 별도의 안테나로 구성된 RFID(radio frequency identification, 무선 주파수 식별) 트랜스폰더이다.
예를 들어 도로 교통에서 식별 신호를 읽을 때 신뢰성은 매우 중요하다. 원치 않는 반사, 흡수 및 차폐라는 알려진 무선 기술 문제가 있는 판독기와 모바일 트랜스폰더 간의 통신은 종종 각각의 트랜스폰더와의 통신에서 부적절한 읽기 결과와 쓰기 결과를 초래한다. RFID 트랜스폰더 구동 장치를 장착하고 등록할 차량이 통과하는 게이트 형태인 공지의 판독 시스템들은 신호 강도가 낮아 식별 신호를 가끔 감지할 수 없는 단점이 있다.
DE 20 2016 013 938 A1은 RFID 유닛을 구비한 전자 식별 및/또는 지불 유닛이 있는 차량 장치를 기재한다. RFID 유닛은 판독 요소와 출력 요소로 구성된다. 판독 요소는 차량 내부에 배치되고 RFID 칩의 식별 및/또는 지불 정보를 감지한다. 감지된 식별 및/또는 지불 정보는 복제되어 출력 요소에 복사된다. 출력 요소는 차량 외부에 배치되어 식별 및/또는 결제 정보를 비접촉으로 외부 판독기로 전송한다. 필요한 전자 부품의 높은 지출 외에도 판독 요소는 차량 외부에 설치해야 하며 환경으로부터 차폐되지 않아서 환경과의 바람직하지 않은 상호 작용이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 향상된 통신 품질을 갖는 트랜스폰더를 갖는 차량 창을 제공하는 것이다.
결과적으로, 상기 목적은 청구항 1에 따른 차량 창 및 청구항 13에 따른 차량에 의해 성공적으로 달성되었다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항에 반영된다.
따라서 본 발명은 제1 유리판 및 트랜스폰더를 포함하는 차량 창에 관한 것이다. 트랜스폰더는 판독기와 통신하기 위한 적어도 안테나 및 제어 유닛을 가지며, 제어 유닛은 식별 데이터를 저장하기위한 메모리를 포함한다. 제어 유닛은 바람직하게는 식별 데이터를 저장하기 위한 메모리를 갖는 반도체 칩이다. 메모리가 있는 제어 장치와 안테나를 모두 기판에 배치할 수 있다. 기판은 바람직하게는 접착에 의해 기판의 외측 표면을 통해 유리판의 표면에 결합되는 유전체 재료를 가질 수 있다. 차량 창에는 트랜스폰더와 이격되어 있고 안테나의 안테나 이득을 높이기 위해 제공되는 트랜스폰더와 관련된 적어도 하나의 반사기가 있으며, 반사기는 투명 전기 전도성 코팅 및/또는 금속 링으로 구현된다. 차량 창 위 또는 내부의 특정 위치는 "연관된 반사기"라는 용어에서 나오는데, 이는 당연히 각 안테나 위치와 연관되어야 하고 증폭 효과를 얻기 위해 적절한 치수가 지정되어야 한다는 점에서 그렇다
트랜스폰더와 반사기(reflector)가 차량 창 내에 배치되도록 한다.
차량 창에서 트래스폰더의 안테나 이득을 높이기 위해 방사선이 번들로 제공된다. 반사기를 통해 안테나의 방사가 번들링되어 안테나 이득이 증가할 수 있다. 트랜스폰더에 의해 전송 및 수신된 신호의 이렇게 달성된 증폭은 특히 차량 창문의 표면에 수직인 방향으로부터 특히 잘 측정될 수 있다. 안테나 이득이 높을수록 차량 창 표면에 수직인 방향에서 트랜스폰더의 범위와 감도가 증가하여 트랜스폰더는 해당 외부 판독기에 의해 더 먼 거리에서 감지될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, "신호"는 안테나를 통해 제어 유닛에 의해 전송 및/또는 수신되는 고주파 전자기 복사를 의미한다.
유리하게는, 트랜스 폰더가 이를 위해 제공된 위치에 부착된다는 점에서 생산 공정의 끝에서 또는 후속 사용 장소가 되어서야 차량 창이 완성될 수 있다. 기판은 매우 얇고 투명하여 차량 창에 위치한 트랜스폰더가 눈에 잘 띄지 않는다. 기판은 유리하게는 판형이고 일정한 재료 두께(두께)를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 반사기는 안테나의 주파수 범위에서 전자기 복사를 투과할 수 있는 영역을 갖는 투명 전기 전도성 코팅으로 구현된다. 이 추가 실시예는 많은 차량 창들이 투명하고 전기 전도성 코팅들이 되어 있다는 지식에 기반한다. 이 투명 전기 전도성 코팅들은 다양한 기능을 가지고 있다. 예를 들어, 그것들은 차량 창에 수분과 얼음을 없애기 위한 난방 장치로 사용될 수 있거나, 또는 열 복사를 반사하기 위해 제공된다.
투명 전기 전도성 코팅은 바람직하게는 기능성 코팅, 특히 바람직하게는 태양 보호 효과를 갖는 기능성 코팅이다. 태양 보호 효과가 있는 코팅은 적외선 범위 및 따라서 태양 복사 범위에서 반사 특성을 갖는다. 이것은 유리하게는 태양 복사의 결과로써 차량 또는 건물 내부의 가열을 감소시킨다. 이러한 코팅들은 당업자에게 공지되어 있고 전형적으로 적어도 하나의 금속, 특히 은 또는 은 함유 합금을 함유한다. 투명 전기 전도성 코팅은 일련의 다중 개별 층들, 특히 적어도 하나의 금속 층 및 예를 들어 적어도 하나의 금속 산화물을 함유하는 유전체 층들을 포함할 수 있다. 금속 산화물은 바람직하게는 산화 아연, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 티타늄, 산화 규소, 산화 알루미늄 등 및 이들의 하나 이상의 조합들을 함유한다. 유전체 재료는 또한 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드 또는 알루미늄 질화물을 함유할 수 있다.
이러한 층 구조는 일반적으로 자기장 강화 음극 스퍼터링과 같은 진공 방법에 의해 수행되는 일련의 증착 작업들에 의해 얻어진다. 특히 티타늄 또는 니오븀을 포함하는 매우 미세한 금속 층들이 은 층의 양면에 제공될 수도 있다. 하부 금속층은 접착 및 결정화 층 역할을 한다. 상부 금속 층은 추가 공정 단계들에서 은의 변화를 방지하기 위해 보호 및 게터 층 역할을 한다.
특히 적합한 투명 전기 전도성 코팅들은 적어도 하나의 금속, 바람직하게는 은, 니켈, 크롬, 니오븀, 주석, 티타늄, 구리, 팔라듐, 아연, 금, 카드뮴, 알루미늄, 실리콘, 텅스텐 또는 이들의 합금, 및/또는 적어도 하나 금속 산화물 층, 바람직하게는 주석 도핑된 산화 인듐(ITO), 알루미늄 도핑된 산화 아연(AZO), 불소 도핑된 산화 주석(FTO, SnO2:F), 안티몬 도핑된 산화 주석(ATO, SnO2:Sb), 및/또는 탄소 나노 튜브 및/또는 광학적으로 투명한 전기 전도성 폴리머들, 바람직하게는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리스티렌 술포네이트, 폴리(4,4-디옥틸실로펜타 디티오펜), 2,3-디클로로-5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논, 이들의 혼합물들 및/또는 공중합체들을 포함한다.
투명 전기 전도성 코팅의 두께는 광범위하게 변할 수 있으며 개별 케이스의 요구 사항들에 맞게 조정될 수 있다. 투명 전기 전도성 코팅은 바람직하게는 10 ㎚ 내지 5 ㎛, 특히 바람직하게는 30 nm 내지 1 ㎛의 층 두께를 갖는다.
투명 전기 전도성 코팅의 면 저항은 바람직하게는 0.35 ohm/square 내지 200 ohm/square, 바람직하게는 0.5 ohm/square 내지 200 ohm/square, 가장 특히 바람직하게는 0.6 ohm/square 내지 30 ohm/square, 특히 2 ohm/square 내지 20 ohm/square 이다. 투명 전기 전도성 코팅은 원칙적으로 0.35 ohm/square보다 훨씬 낮은 면 저항을 가질 수 있으며, 특히 사용될 때 낮은 광 투과율만 필요할 때 더욱 그렇다. 투명 전기 전도성 코팅은 바람직하게는 양호한 적외선 반사 특성들 및/또는 특히 낮은 방사율(low-E)을 갖는다.
투명 전기 전도성 코팅들의 공통점은 고주파 범위의 전자기 복사에 불침투성이 있다는 사실이다. 투명 전기 전도성 코팅들로 차량의 모든 측면들과 모든 표면들에 차량을 글레이징한다면 실내에서 전자기 복사의 전송 및 수신이 사실상 불가능하게 만든다. 레인 센서들, 카메라 시스템들 또는 고정 안테나들과 같은 센서들의 작동을 위해 일반적으로 전기 전도성 투명 코팅의 하나 또는 두 개의 국부적으로 제한된 영역들의 코팅을 벗겨낸다. 이러한 디코팅된(decoated) 영역들은 소위 통신 창 또는 데이터 전송 창을 형성한다. 이러한 통신 창들은 판유리의 눈에 띄지 않는 위치들, 예를 들어 윈드쉴드(windshield)의 내부 거울 영역에 배치되며 검은색 인쇄물과 플라스틱 패널로 가려져 있다.
투명 전기 전도성 코팅은 반사기로 사용하기에 적합하게 구현되고 유리판의 표면의 적어도 일부 위로 연장되거나 이와 평행하게 나가는 중간층에 통합될 수 있다.
트랜스폰더 또는 트랜스폰더의 직교 투영의 표면은 안테나의 주파수 범위, 특히 통신 창에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 투명 전기 전도성 코팅의 영역에 배치된다. 즉, 안테나의 주파수 범위에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 투명 전기 전도성 코팅의 영역은 제1 유리판에 대해 수직 방향으로 트랜스폰더와 겹친다.
전자기 복사가 투과할 수 있는 영역은, 주파수에 따라, 트랜스폰더 주변의 몇 센티미터 반경만으로 구성되어 있다. 이 유리한 추가 실시예에서, 이미 존재하는 투명 전기 전도성 코팅이 반사기로 사용될 수 있기 때문에 추가 생산 단계가 생략된다.
안테나의 주파수 범위에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 영역은 무코팅(coating-free) 영역으로 구현될 수 있다. 무코팅 영역은 직류에 대해 나머지 투명 전기 전도성 코팅으로부터 트랜스폰더를 전기적으로 분리한다. 무코팅 영역은 예를 들어 레이저 절제 또는 연마 공정에 의해 투명 전기 전도성 코팅이 제거 된 영역이다. 이것은 산업적으로 수행하기가 특히 쉽고 경제적이다.
대안적으로, 안테나의 주파수 범위에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 영역은 레이저 절단에 의해 형성되며, 여기서 코팅은 전체 표면이 아니라, 대신에 직사각형 격자, 다이아몬드 격자 또는 임의의 모양을 가진 격자를 갖는다. 격자는 서로 분리되어 있고 각각의 경우 파장에 비해 파장의 10 분의 1 미만의 작은 확장 또는 가장자리 길이를 갖는 다중 표면 요소들로 구성된다. 최대 확장, 특히 가장자리 길이는 예를 들어 1 mm에서 0.1 mm까지 될 수 있다.
투명 전기 전도성 코팅과 트랜스폰더가 하나의 평면에 배열된 경우, 예를 들어 트랜스폰더가 투명 전기 전도성 코팅도 확장되는 판유리의 표면에 배열되는 경우, 투명 전기 전도성 코팅이 트랜스폰더를 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에서, 반사기는 라인 도체를 포함할 수 있다. 라인 도체는 인쇄된 전기 전도성 페이스트, 바람직하게는 은 함유 스크린 인쇄 페이스트 또는 바람직하게는 금속, 특히 구리, 은, 금 또는 알루미늄으로 만들어진 전기 전도성 전도체로서 구현될 수 있다.
구리는 전기 전도성이 좋기 때문에 그러한 도체들로 자체적으로 입증되었다. 동시에 구리를 사용하면 재료비가 저렴하다.
라인 도체는 전자파를 반사하는 반사기로서 역할을 하며 이러한 목적에 적합하게 설계된다. 즉, 원하는 주파수 범위에서 반사하기에 적합한 길이를 갖는다. 라인 도체는 예를 들어 와이어 또는 편평한 도체로 구현될 수도 있다. 반사기로서의 라인 도체는 취급이 안정적이며 보관 중에 차량 창문에 안정적으로 부착된다.
본 발명의 유리한 추가적인 일 실시예에 따르면, 반사기는 각각의 경우 트랜스폰더로부터 동일한 거리에 배열된 2 개의 라인 도체들을 포함한다. 이것은 특히 생산하기 쉬운 반사기 배열을 가진 트랜스폰더를 가능하게 한다.
본 발명의 유리한 또 다른 추가 실시예에 따르면, 반사기는 폐쇄된 금속 링으로 구현될 수 있다. 이는 트랜스폰더의 유형에 따라 반사가 추가로 강화될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 유리한 추가 일 실시예에 따르면, 트랜스폰더의 작동은 에너지 자급 자족이다.
본 발명의 또 다른 유리한 추가 실시예에 따르면, 트랜스폰더는 RFID 트랜스폰더이다. 특히 UHF RFID 트랜스폰더들에는 안테나에 비해 작은 크기가 특징인 반도체 칩이 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 트랜스폰더는 800 MHz 에서 3 GHz까지, 바람직하게는 2.45 GHz까지, 특히 바람직하게는 860 MHz 내지 930 MHz의 주파수 범위에서 작동한다. 안테나의 크기는 일반적으로 원하는 주파수 대역과 각 애플리케이션에 따라 다르다.
차량의 식별을 위해 식별 데이터가 제공되는 것이 또한 제안된다. 따라서, 트랜스폰더를 차량에 할당하는 것이 유리하게 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 추가 실시예에 따르면, 제1 유리판이 열가소성 중간층을 통해 제2 유리판에 결합된다. 기본적으로, 본 발명에 따른 차량 창의 생산 및 사용의 조건들 하에서 열적으로, 화학적으로, 치수적으로 안정적인 모든 전기 절연 기판들은 유리판으로서 적합하다. 트랜스폰더는 바람직하게는 제1 유리판의 내부 표면에 부착된다.
대안적으로, 트랜스폰더 및/또는 반사기는 제1 및 제2 유리판 사이에서 중간층에 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 차량 창의 또 다른 유리한 실시예에서, 투명 전기 전도성 코팅은 제1 및/또는 제2 유리판의 표면들 중 적어도 하나, 특히 내부 표면 상에 위치한다. 대안적으로, 투명한 전기 전도성 코팅은 중간층에 통합될 수 있다. 투명 전기 전도성 코팅은 그 다음에 바람직하게는 캐리어 필름 상에 적용된다. 캐리어 필름은 바람직하게는 폴리머, 특히 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 이들의 조합들을 함유한다.
제1 및/또는 제2 유리판은 바람직하게는 유리, 특히 바람직하게는 평면 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 붕규산 유리, 소다 석회 유리 또는 투명 플라스틱, 바람직하게는 경질 투명 플라스틱, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 이들의 혼합물들을 함유한다. 제1 및/또는 제2 유리판은 바람직하게는 투명하며, 특히 차량에서, 예를 들어 윈드쉴드 또는 후면 창으로 사용하기 위해서, 또는 높은 광 투과율이 요구되는 다른 용도들로 사용하기 위해 투명하다. 본 발명의 맥락에서, "투명"은 가시 스펙트럼 범위에서 70% 이상의 투과율을 갖는 판유리를 의미한다. 예를 들어 루프 패널의 경우와 같이 운전자의 교통 관련 시야에 관련 없는 차량 판유리들의 경우 투과율이, 예를 들어 5%이상으로, 훨씬 낮을 수도 있다.
차량 창에서, 제1 유리판 및 제2 유리판은 적어도 하나의 중간층에 의해 서로 결합된다. 중간층은 바람직하게는 투명하다. 중간층은 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱, 바람직하게는 폴리비닐 부티랄 (PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함한다. 그러나 중간층은 또한 예를 들어 폴리우레탄(PU), 폴리프로필렌 (PP), 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아세테이트 수지, 캐스팅 수지, 아크릴레이트, 플루오르 에틸렌-프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드 및/또는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 공중합체들 또는 혼합물들을 함유할 수도 있다. 중간층은 서로 위에 또는 서로 나란히 배열된 하나 또는 심지어 복수의 필름들에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 필름의 두께는 바람직하게는 0.025 mm 내지 1mm, 전형적으로 0.38 mm 또는 0.76 mm이다. 중간층들은 바람직하게는 열가소성일 수 있고, 적층 후에 제1 유리판 및 제2 유리판 및 임의의 다른 중간층들을 서로 결합시킬 수 있다.
라미네이션, 즉 중간층을 통해 제1 유리판과 제2 유리판을 접합하는 것은 바람직하게는 열, 진공 및/또는 압력의 작용하에 수행된다. 그 자체로 알려진 방법들을 라미네이트 판유리 제조에 사용할 수 있다.
또 다른 유리한 추가 실시예에서, 차량 창은 폭이 2 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 10 mm인 원주 프레임형 디코팅된(decoated) 영역을 추가로 갖는다. 이것은 전압 전달 코팅과 차체 사이의 전기 절연 역할을 한다. 원주 프레임형 디코팅된 영역은 바람직하게는 증기 확산 장벽으로서 중간층 또는 아크릴레이트 접착제에 의해 밀폐 밀봉된다. 부식에 민감한 코팅은 증기 확산 장벽에 의해 습기와 대기 중 산소로부터 보호된다. 또한, 투명 전기 전도성 코팅은 예를 들어 데이터 전송 창 또는 통신 창 역할을 하는 다른 영역에서 디코팅될 수 있다. 투명 판유리는 전자기를 및 특히 추가로 디코팅된 영역에서 적외선을 투과되게 할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 창은 차량 내부를 외부 환경으로부터 분리하는 데 적합하다. 트랜스폰더에서 신호를 수신할 수 있는 트랜스폰더의 판독기는 외부 환경(한마디로, 외부 공간)에 놓인다.
제1 및/또는 제2 유리판의 두께는 광범위하게 변할 수 있으므로 개별 케이스의 요구 사항에 이상적으로 조정될 수 있다. 바람직하게는 1.0 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 1.4 mm 내지 2.5 mm의 표준 두께가 차량 유리에 사용된다. 제1 유리판 및/또는 제2 유리판의 크기는 광범위하게 변할 수 있고 본 발명에 따른 용도의 크기에 의해 좌우된다. 예를 들어, 제1 유리판 및/또는 제2 유리판은 차량 제조에서 통상적으로 200 cm²에서 최대 3 m²까지의 면적을 갖는다.
차량 창은 임의의 3차원 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는, 3차원 형상은 그림자 영역이 없어서 예를 들어 음극 스퍼터링에 의해 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 제1 유리판 및 제2 유리판은 평편하거나 또는 하나 이상의 공간 방향들로 약간 또는 많이 만곡된다. 특히 평면 판유리들이 사용된다. 판유리들은 무색이거나 채색될 수 있다.
또한, 차량 창은 가열 기능이 있는 전도체 시스템을 가질 수 있고, 전류 전달 버스바들(current-carrying busbars) 사이에 배열되고 가열 전도체들 역할을 하는 저항 요소를 포함한다. 가열 전도체들은 대략 20 ㎛ ~ 200 ㎛, 바람직하게는 0.09 mm (90 ㎛)의 직경을 갖는, 기본적으로 서로 평행하게 연결된 수직의 저항선들로 만들어진다. 그것들은 바람직하게는 대략 1 mm 내지 5 mm의 거리에서 서로 이격되어 물결 모양으로 위치되고 트랜스폰더에 본질적으로 수직으로 연장된다.
본 발명에 따른 차량 창은 모든 차량들, 예를 들어 자동차, 열차, 선박 또는 항공기에 적합하며, 특히 자동차가 바람직하다. 적합한 자동차들의 예로는 버스, 트랙터, 트럭 및 승용차가 있으며 승용차가 특히 선호된다.
바람직한 일 실시예에서, 차량 창은 바람직하게는 자동차에서 윈드실드, 루프 패널, 후면 창, 후방 측면 창, 또는 전방 측면 창이다.
본 발명에 따라 설명된 기술적 특징들의 조합하면 트랜스 폰더의 안테나 이득이 최적화되는 차량 창이 된다.
본 발명의 또 다른 측면은 차량 창을 제조하는 방법을 포함하며, 여기서 적어도 :
판독기와 통신하기 위한 안테나 및 제어 유닛이 있는 트랜스폰더는 제1 유리 판의 표면에, 제2 유리판의 표면에 또는 제1 및 제2 유리판 사이에 부착되며, 여기서 제어 유닛은 식별 데이터를 저장하기 위한 메모리를 가지며, 안테나의 안테나 이득을 증가시키기 위해 트랜스폰더와 연관되고 이격된 반사기는 제1 유리판의 표면에, 제2 유리판의 표면에, 또는 제1 및 제2 유리판 사이에 장착된다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에서, 트랜스폰더는 기판 상에 배열되고, 여기서 기판은 접착제로 유리판의 표면에 결합된다.
본 발명은 또한 육지, 공중 또는 수상 여행 운송 수단, 특히 자동차에서, 예를 들어 윈드실드, 측면 창, 후면 창 및/또는 루프 패널로서 본 발명에 따른 차량 창의 용도를 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 차량 창을 포함하는 차량에 관한 것으로서, 여기서 차량은 바람직하게는 자동차이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예시적인 실시예들를 사용하여 이하에서 더 설명된다.
본 발명은 이하 및 첨부 도면에서 설명된다. 도면은 완전히 축척되지 않았다. 본 발명은 도면에 의해 결코 제한되지 않는다. 도면들은 다음과 같다:
도 1a는 트랜스폰더를 갖는 본 발명에 따른 차량 창의 평면도;
도 1b는 트랜스폰더를 갖는 본 발명에 따른 대안적인 차량 창의 평면도;
도 2는 트랜스폰더를 갖는 도 1의 상세 확대도;
도 3은 도 2의 단면선 A-A'를 따른 단면도;
도 4는 트랜스폰더를 갖는 본 발명에 따른 차량 창의 예시적인 실시예;
도 5는 도 4의 차량 창의 단면도;
도 6a는 트랜스폰더를 갖는 본 발명에 따른 차량 창의 또 다른 예시적인 실시예;
도 6b는 트랜스폰더를 갖는 본 발명에 따른 또 다른 차량 창의 평면도;
도 7은 본 발명에 따른 트랜스폰더에 의해 수신된 신호의 예시적인 성능 도표; 및
도 8은 본 발명에 따른 트랜스폰더에 의해 수신된 신호의 또 다른 예시적인 성능 도표이다.
이하에서, 본 발명은 도면을 참조하여 더 상세하게 제시될 것이다. 개별적으로 또는 조합하여 사용할 수 있는 다양한 측면들에 유의해야 한다. 즉, 순전한 대안으로서 명시적으로 제시되지 않는 한, 임의의 측면이 본 발명의 여러가지 실시예들과 함께 사용될 수 있다.
또한, 단순화하기 위해서 다음에서는 참조번호는 일반적으로 항상 하나의 부재에 대해서만 매겨진다. 그러나, 명시적으로 언급되지 않으면, 본 발명은 각각의 경우에 문제의 복수의 부재를 가질 수도 있다. 따라서, "a" 또는 "an"이라는 단어의 사용은 단순한 실시예에서 적어도 하나의 부재가 사용된다는 표시로만 이해되어야 한다.
숫자 값들이 있는 데이터는 일반적으로 정확한 값들로 해석되지 않는다, 그러나 +/- 1 %에서 최대 +/- 10 %의 허용 오차를 포함할 수도 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 차량 창(1)의 평면도를 도시한다. 이 예에서, 차량 창(1)은 승용차의 윈드쉴드(windshield)로 구현되고 트랜스폰더(2)가 장착된다. 차량 창(1)의 치수는 예를 들어 0.9 m x 1.5 m이다. 트렌스폰더(2)는 차량 창(1)의 하부 측면 영역에 배치된다. 대안적으로, 트랜스폰더(2)는 차량 창(1)의 다른 위치, 예를 들어 차량 창(1)의 상부 중앙 영역에 배치될 수 있다. 판독기와 잘 연결되는 적절한 위치를 찾는 것이 중요하다.
트랜스폰더(2)는 식별 데이터를 저장하고 외부 판독기와 통신하기 위한 메모리를 구비한 안테나(4) 및 제어 유닛(3)을 갖는(도 2 참조) 소위 "UHF RFID 트랜스폰더"(무선 주파수 식별을 위한 데이터 캐리어)이다. 이 트랜스폰더(2)는 대응하는 교류 전자기 필드에 노출될 때 개별화 신호를 전송한다. 즉, 전자기 교류 필드는 질문 신호로 변조되어야 한다. 트랜스폰더(2)를 읽기 위해, 트랜스폰더(2)에 동조된 교류 전자기 필드는 외부 판독기에 의해 생성된다. 이러한 트랜스폰더들은 860 MHz ~ 930 MHz의 주파수 범위, 이른바 "초고주파"(UHF)에서 작동한다. 따라서, 안테나(4)의 크기는 이들 주파수들과 맞추어진다.
트랜스폰더(2)는 능동 또는 수동 트랜스폰더로 구현될 수 있다. 능동 트랜스폰더(2)는 트랜스폰더(2)와 관련된 별도의 에너지 소스로부터 트랜스폰더에 의해 전송된 신호를 위해 에너지를 받을 수 있다. 수동 트랜스폰더(2)는 판독기에 의해 생성된 교쥬 전자기 필드의 에너지로부터 개별화 신호들의 전송을 위한 에너지를 끌어들인다. 트랜스폰더(2)가 신호를 전송한 후, 신호는 신호 범위 내에서 외부 판독기에 의해 수신된다.
도 1b는 도 1의 차량 창(1)의 대안적인 실시예의 평면도를 도시한다. 도 1과 대조적으로, 트랜스폰더(2)는 차량 창(1)의 상부 영역에 배열된다. 이러한 배열은 트랜스폰더(2)가 판독기에 의해 생성된 교류 필드의 범위 내에 위치하고 판독기가 차량 위에 배치될 경우 특히 유리하다.
도 2는 도 1의 발명에 따른 차량 창(1)의 상세 확대도를 도시한다. 차량 창(1)은 트랜스폰더(2) 및 여기에 예를 들어 안테나 이득을 높이기 위해 반사기(5)로서 투명 전기 전도성 코팅(5.1)을 포함한다. 투명 전기 전도성 코팅 (5.1)은 코팅이없는 영역(6)을 갖는다. 코팅이 없는 영역(6)은 길이가 130 mm이고 폭이 110 mm인 직사각형이다. 투명 전기 전도성 코팅(5.1)의 코팅이 없는 영역(6)은 차량 창(1)에 대해 수직 방향으로 트랜스폰더(2)와 겹친다. 트랜스폰더(2)는 코팅이 없는 영역(6)에서 실질적으로 중앙에 배열된다. 따라서, 복사는 투명한 전기 전도성 코팅(5.2)을 통해 반사됩니다. 복사선을 번들링하면 증폭된 안테나 신호가 된다.
코팅이 없는 영역(6)의 길이 및 폭은 안테나(4)의 주파수 범위에 맞춰진다. 안테나(4)는 대칭적인, 구불구불한 형태의 구조를 갖는 평평한 안테나일 수 있다.
대안적으로, 안테나의 주파수 범위에서 전자기 복사에 투명한 영역(6)은 레이저 절단에 의해 형성된다. 투명 전기 전도성 코팅(5.1)은 그 경우 상기 영역(6)에서 완전히 제거되지 않고 직사각형 격자를 갖는다. 직사각형 격자는 서로 절연되고 각 경우에 전자기 복사 파장의 1/10 미만의 가장자리 길이를 갖는 여러 직사각형 요소들로 구성된다. 가장자리 길이는 예를 들어 1 mm에서 0.5 mm까지 가능하며 직사각형의 너비는 0.1 mm이다.
도 3은 제1의, 외부 유리판(7), 중간층(8) 및 제2의, 내부 유리판(9)을 갖는 단면으로 본 발명에 따른 차량 창을 개략적으로 도시한다. 중간층(8)은 PVB 필름이다. 또한, 추가 중간층들은 제1 유리판(7)과 제2 유리판(9) 사이에 배열될 수 있다. 중간층들은 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리우레탄 및/또는 이들의 혼합물들 및/또는 공중합체들 및 폴리머 필름을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET)을 갖는 폴리비닐 부티랄(PVB) 층이 사용된다. 이러한 중간층들은 적외선 반사 특성들을 가질 수 있다.
제2의, 내부 유리판(9)은 예를 들어 설치된 위치에서 차량의 내부를 향하도록 되어있다. 즉, 내부로부터 접근 가능한 내측 표면(IV)을 갖는 반면, 제1의, 외부 유리판(7)의 외측 표면(I)은 차량 내부에 대해서 외부를 향한다. 제1의, 외부판(7) 및 제2의, 내부 유리판(9)는 예를 들어 소다 석회 유리로 만들어진다. 제2 내부 유리판(9)의 두께는 예를 들어 1.6 mm이고; 제1의, 외부 유리판(7)의 두께는 2.1mm 이다. 예를 들어, 제1의, 내부 유리판(7) 및 제2의, 외부 유리판(9)은 동일한 두께를 가질 수도 있다는 것은 말할 필요도 없다. 중간층(8)의 두께는 0.76 mm이다.
트랜스폰더(2)는 제2의, 내부 유리판(9)의 내측 표면(IV)에 배치된다. 트랜스폰더(2)는 차량 창(1)의 영역에 위치하며, 여기에 코팅이 없는 영역(6)은 제1의, 외부 판유리(7)의 내측 표면(II)에 배치된다. 따라서, 코팅이 없는 영역(6)은 트랜스폰더(2)에 대향아혀 위치한다. 코팅이 없는 영역(6)은 안테나(4)의 주파수 범위에서 전자기 복사에 투과성이 있어, 안테나(4)에 의해 방사된 신호가 차량 내부로부터 차량 외부 방향으로 제2의, 내부 유리판(9) 및 코팅이 없는 영역(6)을 관통한다.
도 4는 도 2의 발명에 따른 차량 창(1)의 대안적인 예시적인 실시예를 도시한다. 트랜스폰더 (2)는 차량 창(1)의 중간층(8)에 배열된다. 도 2와는 대조적으로 트랜스폰더(2)와 관련된 반사기(5)가 2 개의 라인 도체들(5.2)의 배열로 구현된다. 트랜스폰더(2)는 2 개의 라인 도체들(5.2) 사이의 중간층(8)에 통합된다. 라인 도체들(5.2)은 각각 트랜스폰더(2)로부터 동일한 거리에 배열되어, 트랜스폰더(2)는 2 개의 라인 도체들(5.2) 사이의 중앙에 위치한다. 이 라인 도체들(5.2)은 금속 와이어로 만든 전기 도체들이다. 하나의 라인 도체(5.2)의 길이는 사용된 교류 필드의 주파수에 의해 결정되며 대략 매질에 의해 짧아진 파장의 절반(Lambda/2*n)이다. 트랜스폰더의 작동 주파수가 860 MHz인 경우 라인 도체들(5.2)의 길이는 각각 16 cm 이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 트랜스폰더(2) 및/또는 라인 도체들(5.2)은 제2의, 내부 유리판(9)의 내측 표면(IV) 상에 배열될 수 있다. 라인 도체들(5.2)은 그 다음 차량 창에 도포되는 은 함유 스크린 인쇄 페이스트를 번인(burned in) 또는 인쇄해서 만들어진다. 번인된 은 페이스트의 층 두께는 바람직하게는 5 ㎛ 내지 20 ㎛이다.
도 5는 도 4의 차량 창의 단면도를 도시한다. 도 2와 대조적으로, 트랜스폰더(2) 및 트랜스폰더(2)와 관련된 반사기(5)는 제1의, 외부 유리판(7)과 제2의, 내부 유리판(9) 사이에 배열된다. 반사기(5)는 트랜스폰더(2)로부터 동일한 거리에 배열된 두 개의 라인 도체들(5.2)로 구성된다.
도 6a는 도 4의 발명에 따른 차량 창(1)의 대안적인 예시적인 일 실시예를 도시한다. 도 4와 대조적으로, 트랜스폰더(2) 및 반사기(5)는 제2의, 내부 유리판(9)의 내측 표면(IV)에 배열된다. 반사기(5)는 금속의 폐쇄된 링(5.3)으로 구현된다. 금속의 폐쇄된 링은 차량 창(1) 상에 도포된 은 함유 스크린 인쇄 페이스트로 버닝 또는 인쇄에 의해 만들어진 전기 전도체이다.
도 6b는 도 6의 차량 창(1)의 대안적인 일 실시예의 평면도를 도시한다. 도 6과 대조적으로, 트랜스폰더(2) 및 반사기(5.3)는 차량 창(1)의 상부 영역에 배열된다.
도 7은 도 2에 따른 트랜스폰더(2)의 예시적인 성능 다이어그램을 도시한다. 소위 "순방향 신호"라고 불리는 신호는 외부 판독기에 의해 전송되고 트랜스폰더(2)에 의해 수신되며 반사기(5)는 트랜스폰더(2)와 연관되고 그로부터 이격되어 있다. 신호 전력이 트랜스폰더(2)에 기록되고 그래프 G1로 표시된다. 기준 전력은 반사기가 없는 트랜스폰더를 사용하여 그래프 G2로 측정되었다. 반사기가 있는 트랜스폰더(2)는 순방향 신호를 수신하기 위해 더 낮은 신호 전력을 필요로한다는 것을 분명히 알 수 있다. 이에 따라 안테나 이득이 증가한다.
도 8은 도 4에 따른 트랜스폰더(2)의 예시적인 성능 다이어그램을 도시한다. 소위 "순방향 신호"라고 불리는 신호는 외부 판독기에 의해 전송되고 트랜스폰더(2)에 의해 수신되고 반사기(5.2)는 트랜스폰더(2)와 연관되고 그로부터 이격되어 있다. 신호 전력이 트랜스폰더(2)에 기록되고 그래프 G1으로 표시된다. 기준 전력은 반사기가 없는 트랜스폰더를 사용하여 그래프 G2로 측정되었다. 여기서 다시, 반사기가 있는 트랜스폰더(2)는 순방향 신호를 수신하기 위해 더 낮은 신호 전력을 필요로 한다는 것을 분명히 알 수 있다. 이에 따라 안테나 이득이 증가한다.
본 발명은 트랜스폰더(2)의 신호가 차량 창의 표면에 수직인 방향으로 증폭되는 차량 창(1)을 이용할 수 있게 한다. 본 발명의 유리한 일 실시예에서, 안테나(4)의 증가된 안테나 이득은 코팅없는 영역(6)을 갖는 반사기(5) 및 안테나(4)를 갖는 트랜스폰더(2)의 이격된 배열로서 투명 전기 전도성 코팅(5.1)의 대응하는 실시예에 의해 달성된다. 이것은 당업자에게 예상치 못한 놀라운 일이었다.
1 차량 창
2 트랜스폰더
3 제어 유닛
4 안테나
5 반사기
5.1 투명 전기 코팅
5.2 라인 도체
5.3 링
6 안테나의 주파수 범위에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 영역
7 제1, 외부 유리판
8 중간층
9 제2, 내부 유리판
I 제1의, 외부 유리판(7)의 외측 표면
II 제1의, 외부 유리판(7)의 내측 표면
III 제2의, 내부 유리판(9)의 외측 표면
IV 제2의, 내부 유리팜(9)의 내측 표면

Claims (15)

  1. a) 제1 유리판(7),
    b) 판독기와 통신하기 위한 안테나(4) 및 제어 유닛(3)을 구비하는 트랜스폰더(2) - 제어 유닛(3)은 식별 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함 - 를 포함하는 차량 창(1)에 있어서,
    안테나(4)의 안테나 이득을 증가시키기 위해 트랜스폰더(2)와 연관되고 트랜스폰더로부터 이격된 반사기(5), 여기서 반사기(5)는 투명 전기 전도성 코팅(5.1) 및/또는 금속 링(5.3)으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 차량 창(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전기 전도성 코팅(5.1)은 안테나(4)의 주파수 범위에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 영역(6)을 갖는, 차량 창(1).
  3. 제2항에 있어서,
    트랜스폰더(2) 또는 트랜스폰더(2)의 직교 투영 표면은 안테나(4)의 주파수 범위에서 전자기 복사가 투과할 수 있는 영역(6)에 배열되는, 차량 창(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사기(2)는 적어도 하나의 라인 도체(5.2)를 갖는, 차량 창(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사기(5)는 두 개의 라인 도체들(5.2)을 가지며, 라인 도체들은 각각의 경우 트랜스폰더(2)로부터 동일한 거리에 배열된, 차량 창(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사기(5)는 폐쇄된 링(5.3)으로 구현되는, 차량 창(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    트랜스폰더(2)의 작동은 에너지 자급 자족인, 차량 창(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    트랜스폰더(2)는 RFID 트랜스폰더인, 차량 창(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    트랜스폰더(2)는 800 MHz에서 3 GHz까지, 바람직하게는 2.45 GHz까지, 특히 바람직하게는 860 MHz에서 930 MHz까지의 주파수 범위에서 작동하는, 차량 창(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량의 식별을 위해 식별 데이터가 제공되는, 차량 창(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 유리판(7)은 열가소성 중간층(8)을 통해 제2 유리판(9)에 결합되는, 차량 창(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량 창은 자동차 창인, 차량 창(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 차량 창(1)을 포함하는 차량으로서, 차량은 바람직하게는 자동차인, 차량.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 차량 창(1)을 제조하는 방법으로서, 적어도:
    a) 판독기와 통신하기 위한 제어 유닛(3)이 있는 트랜스폰더(2)는 제1 유리판(7)의 표면에, 제2 유리판(8)의 표면에 또는 제1 및 제2 유리판(7, 8) 사이에 부착되며, 여기서 제어 유닛(3)은 식별 데이터를 저장하기 위한 메모리 및 안테나 (4)를 가지며 및
    b) 안테나(4)의 안테나 이득을 증가시키기 위해 트랜스폰더(2)와 연관되고 트랜스폰더로부터 이격된 반사기(5)가 제1 유리판(7)의 표면에, 제2 유리판(8)의 표면에, 또는 제1 및 제2 유리판(7, 8) 사이에 배열되는, 제조 방법.
  15. 육상, 공중 또는 수상 여행용 이송 수단들에서, 특히 자동차들에서, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 차량 창의, 예를 들어 윈드쉴드, 후면 창 및/또는 지붕 패널로서의 용도.
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