KR20210036971A - 글레이징 유닛 - Google Patents

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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 유리판 또는 폴리머 필름을 갖는 차량 또는 건물의 글레이징 유닛에 관한 것으로서, 여기서 용량성 센서는 상기 유리판 또는 폴리머 필름의 제1 표면에 배열되고, 상기 센서는 상기 제1 표면 상에 제1 센서 섹션 및 제1 섹션으로부터 이격된 제2 센서 섹션을 포함하고, 상기 제2 센서 섹션은 신호 판독 섹션으로서 작용하고, 여기서 센서가 작동 중에 전기장이 제1 및 제2 센서 섹션 사이에 생성되고, 상기 전기장은 상기 유리판 또는 폴리머 필름을 부분적으로 관통하며, 여기서 물성 보상 전극이 상기 동일한 유리판 또는 폴리머 필름의 제2 표면 상에, 제2 센서 섹션에 대향하여 제공되는, 글레이징 유닛.

Description

글레이징 유닛
본 발명은 적어도 하나의 유리판 또는 폴리머 필름을 갖는 차량 또는 건물의 글레이징 유닛에 관한 것으로, 여기서 용량성 센서(capacitive sensor)는 상기 또는 하나의 유리판 또는 폴리머 필름의 제1 표면에 배열되고, 상기 센서는 상기 제1 표면 상에 제1 센서 섹션 및 제1 섹션으로부터 이격된 제2 센서 섹션을 포함하고, 상기 제2 센서 섹션은 신호 판독 섹션으로서 작용하고, 여기서 센서가 작동 중에 전기장이 제1 및 제2 센서 섹션 사이에 생성되고, 상기 전기장은 유리판 또는 폴리머 필름에 부분적으로 관통한다. 또한 본 발명은 차량 창문 또는 건물 창문의 내부 및/또는 외부에 또는 그 주위 환경에서 물리적 변수의 용량성 감지를 위한 감지 장치에 관한 것이다.
자동차 및 건물에서 환경 조건들 또는 매개 변수들의 감지는 안전하고 효율적인 운영을 위해 점점 더 많은 역할을 한다. 따라서 현대식 승용차와 고품질 건물에는 관련 환경 조건들 또는 매개 변수들을 감지하고 차량 또는 건물의 기능들을 제어하는 프로세싱 및 제어 유닛들에 현재 값들을 전달하는 다양한 센서들이 장착되어 있다. 부수적으로 이것은 자동차뿐만 아니라 특정 선박에도 어느 정도 적용된다.
특정 센서들은 유리하게는 승용차의 윈드쉴드(windshield) 또는 선택적으로 후면 창 또는 유리 루프 유닛 위 또는 내부에 배치될 수 있다. 이러한 장치들은 소위 "레인 센서들"로 이미 오랫동안 알려져 왔고, 이를 통하여 차량의 와이퍼 기능들이 제어된다. 차량 구성 부품들을 거의 완전하게 사전에 제작하는 일반적 추세의 맥락에서 이러한 센서들을 사전 제작된 차량의 글레이징 유닛(예: 전면 또는 후면 창)에 통합하는 것을 목표로 하는 개발들이 있다. 해당하는 해결책들이 공개되지 않은 유럽특허출원 17192877.3호에 언급되어 있다. 센서들이 통합되거나 부분적으로 통합된 차량 판유리들이 EP 2 121 308 B1 또는 CN 101 087 135 A에도 공지되어 있다.
특히 소위 "레인 센서"로서 (또는 "터치 센서"로서)로 널리 사용되는 용량 성 센서들의 기능은 기판에서 서로 거리를 두고 배치된 두 전극들 사이에 전기장을 생성하고 측정될 물리적 변수에 의해 영향을 받는 것에 기반한다. 그러나 그 영향은 종종 간섭 효과에 의해 크게 왜곡된다. 특히, 이러한 센서들의 측정 신호는 기판의 유전율(유전 전도도)에 크게 좌우되며, 결과적으로 상당한 온도 의존성을 나타낸다. 결과적으로 센서 신호의 제한된 유효성을 받아들이거나 간섭 효과의 병렬적인 및/또는 후속적인 보상을 위해 복잡한 추가 측정 및 처리 장비를 제공할 필요가 있다. 물론 이것은 그러한 감지 장치에 관련된 노력과 그에 따른 비용이 증가한다.
종래 기술에서부터 출발해서, 본 발명의 목적은 내장 센서 시스템으로 얻어진 데이터의 더 높은 유효성과 신뢰성을 달성할 수 있는, 도입부에서 언급된 유형의 글레이징 유닛을 제공하는 것이다. 더욱이, 상응하게 개선된 감지 장치가 제공되어야 한다.
이 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 글레이징 유닛에 의한 글레이징 유닛과 관련하여 달성되고 청구항 9의 특징을 갖는 감지 장치에 의한 감지 장치와 관련하여 달성된다. 본 발명의 개념의 유리한 추가 개발이 각 종속 청구항들의 주제이다.
본 발명의 맥락에서, "글레이징 유닛"이라는 용어는 차량 또는 건물의 창 개구부들을 직접(프레임없이) 닫거나 또는 적절한 프레임에 삽입한 후 사용할 수 있는 제품의 일반적인 의미로 이해되어야 한다. 현대의 자동차에서 이것은 일반적으로 복합 유리판을 의미하고; 그리고 중부 및 북부 위도의 새 건물에서는 단열 유리 유닛을 의미하고; 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 대신에 장갑차량들 또는 방폭 룸들용 글레이징에서 같은 특수 구조를 가진 단순한 단일 판유리 글레이징 유닛들 또는 다중 판유리 유닛들과 함께 사용될 수도 있다. 글레이징 유닛의 판유리들도 반드시 유리로 만들어질 필요는 없지만, 적어도 그것의 일부는 폴리 카보네이트와 같은 투명한 플라스틱으로 만들어질 수도 있다.
여기서, "용량성 센서"는 일반적으로 그 기능이 관련 물리적 변수로 인한 전기장의 변화를 생성 및 감지하는 것에 기반을 두고 있고 감지 결과는 센서 기판의 유전율에 의해 영향을 받는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 자동차 공학에서 특히 실질적으로 중요한 응용 분야에서 이것은 수분 또는 "레인" 센서이다; 그러나 용량성 센서는 차량 또는 건물 내부 또는 위에서 다른 변수들을 감지하는 데에 사용될 수도 있다.
본 발명은 먼저 용량성 센서의 신호들에서 전도도 또는 온도 영향에 대한 사후 수학적 보상의 일반적인 실행에서 의도적으로 벗어난 아이디어를 포함한다. 대신 센서 장치에 직접 작용하는 물리적 보상을 수행한다는 아이디어를 더 포함한다. 본 발명은 추가 전극을 통해 이러한 센서 고유 보상을 수행하고 센서 기판을 관통하여 기판의 유전율과 그 변화에 의해 실제 측정 신호와 동일한 방식으로 영향을 받는 추가 전기장을 설정하는 아이디어를 추가로 포함한다.
본 발명은 센서 장치의 제조업체에서 추가 노력을 거의하지 않고 감지 장치에서 사후 신호 보상을 위한 상당한 노력을 절약하고 해당 비용을 절약할 수 있게한다. 또한 원리에 따라 직접적인 센서 고유 보상이 사후 수학적 보상보다 우수하며 근본적으로 더 정확한 결과를 제공한다.
본 발명의 실질적으로 중요한 일 실시예에서, 글레이징 유닛은 제1 및 제2 유리판과 그 사이에 결합된 폴리머 필름을 갖는 복합 유리판으로 구현되며, 여기서 제1 및 제2 센서 섹션은 폴리머 필름의 제1 표면에 인접한 제1 유리판의 내부 표면 상에 배열되고, 물성 보상 전극(material property compensation electrode)은 폴리머 필름의 제2 표면에 인접한 제2 유리판의 내부 표면 상에 배열된다.
폴리머 필름은 복합 유리판에 설치된 용량성 센서 시스템의 특성에 중요한 부분으로 간주된다. 제안된 실시예에서, 센서로부터 멀어지는 쪽에 추가 전극이 제공된다. 그러나 기술적인 이유로 실제 센서의 전극과 보상 전극은 인접한(내부) 유리 표면들에 적용되는 것이 바람직하다.
반면에 복합 글레이징의 외부 유리판이 유전율이 정전용량 측정 신호에 중요한 영향을 미치는 부분인 경우, 물성 보상 전극은 이 유리판의 외부 표면에 배치되어야 한다. 전반적으로 다층 글레이징의 경우 각 경우에 임계층과 관련하여 전체 가능성 그룹이 존재하며 물성 보상 전극의 적용 위치는 추가 전극의 사용에 의해 본질적으로 보상되어야 하는 층(들)의 유전 특성에 따라 선택되어야 한다는 것이 지적되어야 한다.
또 다른 실시예에서, 글레이징 유닛은 단일 판유리 글레이징 유닛이고, 여기서 제1 및 제2 센서 섹션은 제1 표면 상에 배열되고 물성 보상 전극은 단일 유리판의 제2 표면 상에 배열된다. 여기서 중요한 센서 재료 구성 요소는 유리이며 센서 섹션 또는 보상 전극도 그 위에 직접 형성된다.
실질적인 관점에서 현재 특히 중요한 일 실시예에서, 용량성 센서는 글레이징 유닛의 내부 및/또는 외부 또는 그 각각의 환경에서 수분을 감지하기 위한 수분 센서로 구현된다.
그러나, 이미 위에서 언급한 바와 같이, 용량성 센서들은 또한 다른 물리적 변수를 검출하기 위해 사용되며, 본 발명은 또한 그렇게 달리 의도된 애플리케이션들에도 유용하다.
현재의 기술적 고려 사항들로 인해, 제1 및 제2 센서 섹션 및/또는 물성 보상 전극이 유리판 또는 폴리머 필름의 각 표면 또는 인접한 또 다른 구성 요소의 표면에 인쇄되거나 접착된 전도성 구조를 갖는 실시예들이 바람직하다. 특히, 인쇄되거나 접착된 도체 구조는 적어도 부분적으로 투명할 수 있다.
제안된 감지 장치는 글레이징 유닛에 추가하여, 위에서 예로서 설명된 바와 같이 전압 공급 유닛과 판독 및 평가 장치를 포함한다. 전압 공급 유닛은 용량성 센서의 제2 센서 섹션 및 물성 보상 전극에 연결되고, 동일한 전위를 제2 센서 섹션 및 물성 보상 전극에 인가하도록 설계된다. 판독 및 평가 장치는 용량성 센서의 제2 센서 섹션으로부터 정전용량 신호를 읽고 이 신호를 처리하여 물리적 변수의 값을 결정하도록 설계되었다.
특히 판독 및 평가 장치는 관련 재료 층의 대향하는 쪽에 있는 물성 보상 전극에서 발생하는 전압 신호 또는 전압 변화를 고려할 수 있도록 설계되었으며, 이는 관련 재료 물성(특히 유전율)의 특성의 변화를 반영한다.
본 발명의 이점 및 편의성은 도면을 참조한 예시적인 실시예들의 다음 설명으로부터 또한 명백하다.
도 1은 개략적인 단면도로 나타낸 본 발명에 따른 글레이징 유닛의 제1 실시 예이고;
도 2는 개략적인 단면도로 나타낸 본 발명에 따른 글레이징 유닛의 제2 실시 예이고;
도 3은 블록 다이어그램의 형태로 본 발명에 따른 감지 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 1은 예를 들어 승용차의 윈드실드 유닛으로 사용될 수 있는 복합 유리판으로 구현된 글레이징 유닛(1)을 상세하게 개략적으로 도시한다. 글레이징 유닛(1)은 제1 (외부) 유리판(3a) 및 제2 (내부) 유리판(3b) 및 그 사이에 (별도로 표시되지 않은 접착층으로) 결합된 PVB 필름(5)을 포함한다.
도시된 영역에서, 글레이징 유닛(1)에는 제1 센서 섹션(7a) 및 제2 센서 섹션(7b)을 포함하는 수분 센서(7)가 제공된다. 센서 섹션들(7a, 7b)은 여기서 순전히 상징적으로 묘사된다. 이러한 용량성 수분 센서들은 오랫동안 알려져 왔고 대량으로 사용되고 있기 때문에, 당업자에게 상세하게 알려져 있으며, 따라서 여기서 더 정확한 설명이 필요하지 않다.
도면은 제1 및 제2 센서 섹션들(7a, 7b)이 PVB 필름(5)의 제1 표면(5a)과 인접한 유리판(3a)의 내부 표면 사이에 배열되는 것을 보여준다. 실제로 센서들은 전형적으로 각 유리 표면에 인쇄되거나 접착된 도체 구조를 가지고 있다. 통합된 센서를 갖는 글레이징 유닛의 특정 실시예에 따라, 전도체 트랙은 적어도 부분적으로 투명할 수 있으며, 예를 들어 ITO(인듐 주석 산화물) 또는 투명한 금속 은 층 또는 전도성 폴리머로 만들어진다. 제2 센서 섹션(7b)에 대향해서 그 표면을 덮는, 물성보상 전극(9)이 제2 유리판(3b)의 내측에 부착되어 PVB 필름(5)의 제2 표면(5b)에 부착된다.
이 추가 전극은 수분 센서(7)의 작동 중에 여기서 신호 획득 센서로 작용하는 수분 센서(7)의 제2 센서 섹션(7b)과 동일한 전위에 연결된다. 일반적인 방식으로 형성된 전기장이 센서 섹션들(7a, 7b) 사이에서 PVB 필름(5)을 관통할 때, PVB 필름의 전기적 특성들, 특히 유전율의 변화 (예를 들어, 온도 변화의 결과)는, 전기장이 제1 센서 섹션(7a)과 물성 보상 전극(9) 사이에도 형성되고 이 필드는 센서 섹션들(7a, 7b) 사이의 필드와 동일한 방식으로 PVB 필름의 유전율 변화에 의해 영향을 받는다는 점에서 센서 고유 방식으로 보상된다.
센서들(7a, 7b)의 상기 사양은 단지 예일 뿐이며 각 경우에 전용 차폐 전극 또는 차폐 표면을 제공하는 것은 또한 다른 감지 기능을 가진 용량성 센서들 및 보다 일반적으로는 센서 장치의 작동 중 센서 기판의 전기적 특성의 변화에 영향을 받는 다른 유형의 센서들에게도 유용할 수 있다는 것에 주목해야 한다.
도 2는 제1 실시예와 비교하여 변형된 실시예, 즉 단일 판유리 글레이징 유닛(1')에서의 실시예를 도시하고 있는데, 차량의 측면 창 제조 또는 건축 공학, 예를 들어 별채의 내부 창들에 또는 아열대 또는 열대 지역들에서 건물의 외부 창들에 사용될 수 있다. 여기서, 글레이징 유닛(1')은 하나의 유리판(3')을 포함하고, 그 양면에 센서 섹션들(7a', 7b') 및 위에서 설명된 기능들 또는 사양들을 갖는 물성 집중 전극(9')이 적용된다.
도 3은 차량(11)에서 통합된 센서 시스템(7)을 갖는 도 1에 도시된 유형의 글레이징 유닛(1)이 평가 유닛(13)과 함께 수분 감지 장치(15)를 형성하는 것을 개략적으로 도시한다. 감지 장치(15)는 외측면에 있는 와이퍼 제어 유닛(17)에 연결되어, 감지된 수분 신호들의 함수로서 그 자체로 알려진 방법으로 차량(11)의 와이퍼들(19)를 제어한다.
본 발명에 따르면, 감지 장치(15)는 특별히 설계된 전압 공급 유닛(21)을 포함하고 있고, 이는 동일한 전위를 센서 시스템(7)의 제2 센서 섹션 및 물성 보상 전극(도 1 참조)에 인가하도록 설계되어 있다. 이를 위해 글레이징 유닛 내에서 그리고 그것과 전압 공급 유닛 사이에(예: 대시 보드 또는 차량 지붕 영역에) 제1 센서 섹션을 제1 공급 전위에 연결하기 위한 제1 연결 라인 및 제2 센서 섹션 및 물성 보상 전극을 제2 공급 전위에 공통 연결하기 위한 제2 연결 라인이 마련된다. 가장 간단한 경우, 공급 전위들은 일시적으로 일정하지만 필요한 경우 특수한 센서 구조 및 특수한 센서 기능들에 따라 미리 정의된 시간 종속성도 가질 수 있다. 글레이징 유닛 내에서, 제1 및 제2 연결 라인은 특히 접착 또는 인쇄된, 특히 투명한 전도체로서 구현될 수 있다.
평가 유닛(13)은 제2 센서 섹션으로부터의 실제 판독 신호와 함께 물성 보상 전극으로부터 발생하는 전압 신호를 고려하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 구현은 여기에서 강조된 예들 및 측면들에 제한되지 않고 또한 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 다양한 수정들로 가능하다.
1; 1' 글레이징 유닛
3a, 3b; 3' 유리판
5 PVB 필름
5a, 5b PVB 필름의 제1 및 제2 표면
7 수분 센서(센서 시스템)
7a, 7b; 7a', 7b' 제1 및 제2 센서
9; 9' 물성 보상 전극(material property compensation electrode)
11 차량
13 차동 평가 유닛(differential evaluation unit)
15 감지 장치
17 윈드실드 와이퍼 컨트롤
19 윈드실드 와이퍼
21 전압 공급 유닛

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 유리판 또는 폴리머 필름을 갖는 차량 또는 건물의 글레이징 유닛으로서, 여기서 용량성 센서는 상기 유리판 또는 폴리머 필름의 제1 표면에 배열되고, 상기 센서는 상기 제1 표면 상에 제1 센서 섹션 및 제1 섹션으로부터 이격된 제2 센서 섹션을 포함하고, 상기 제2 센서 섹션은 신호 판독 섹션으로서 작용하고, 여기서 센서가 작동 중에 전기장이 제1 및 제2 센서 섹션 사이에 생성되고, 상기 전기장은 상기 유리판 또는 폴리머 필름을 부분적으로 관통하며, 여기서 물성 보상 전극이 상기 동일한 유리판 또는 폴리머 필름의 제2 표면 상에, 제2 센서 섹션에 대향하여 제공되는, 글레이징 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    글레이징 유닛은 제1 및 제2 유리판과 그 사이에 결합된 폴리머 필름을 갖는 복합 유리판으로 구현되고, 여기서 제1 및 제2 센서 섹션은 폴리머 필름의 제1 표면에 인접한 제1 유리판의 내부 표면 상에 배치되고, 물성 보상 전극은 폴리머 필름의 제2 표면에 인접한 제2 유리판의 내부 표면 상에 또는 제2 유리판의 외부 표면 상에 배열되는, 글레이징 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    글레이징 유닛은 단일 판유리 글레이징 유닛으로 구현되며, 여기서 제1 및 제2 센서 섹션이 제1 표면 상에 배열되고, 물성 보상 전극은 상기 단일 유리판의 제2 표면 상에 배열되는, 글레이징 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    용량성 센서는 글레이징 유닛의 내부 및/또는 외부 또는 그 각각의 환경에서 수분을 감지하기 위한 수분 센서로서 구현되는, 글레이징 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    용량성 센서는 상기 글레이징 유닛의 내부 및/또는 외부에 대한 터치 또는 압력 인가를 감지하기 위한 터치 센서로 구현되는, 글레이징 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 센서 섹션의 제 1 연결 라인 및 상기 제2 센서 섹션 및 물성 보상 전극의 공통의 제2 연결 라인이 제공되는, 글레이징 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및 제2 센서 섹션 및/또는 물성 보상 전극 및 선택적으로 제공되는 제1 및 제2 연결 라인은 유리판 또는 폴리머 필름의 각각의 표면 상에 또는 그에 인접한 또 다른 구성 요소 상에 인쇄되거나 접착된 도체 구조를 갖는, 글레이징 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인쇄되거나 접착된 도체 구조는 적어도 부분적으로 투명한, 글레이징 유닛.
  9. 차량 창 또는 건물 창의 내부 및/또는 외부 상의 또는 그 주변 환경에서의 물리적 변수의 용량성 감지를 위한 감지 장치로서, 감지 장치는
    - 차량 창 또는 건물 창을 형성하기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 글레이징 유닛, 및
    - 용량성 센서의 제2 센서 섹션 및 제2 센서 섹션과 물성 보상 전극에 동일한 전위를 인가하도록 설계된 물성 보상 전극 전압 공급부에 연결되는 전압 공급부, 및
    - 용량성 센서의 제2 센서 섹션으로부터의 정전 용량 신호를 판독하고 물리적 변수의 값을 결정하기 위해 신호를 처리하기 위한 판독 및 평가 장치를 포함하며,
    여기서 판독 및 평가 장치는 특히 물성 보상 전극으로부터 나오는 전압 신호를 고려하도록 구현되는, 감지 장치.
  10. 제 9 항에 따른 감지 장치를 갖춘 차량.
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