車窗玻璃及其製造方法和用途的製作方法

2023-05-03 21:25:36

專利名稱：車窗玻璃及其製造方法和用途的製作方法
車窗玻璃及其製造方法和用途本發明涉及具有光學耦合元件的新型車窗玻璃(Fahrzeugverglasimg)，該光學耦合元件用於傳輸電磁輻射、尤其是可見光波長範圍的圖像信息。此外，本發明涉及製造具有光學耦合元件的車窗玻璃的新方法。此外，本發明涉及所述車窗玻璃在帶有駕駛員輔助系統的車輛中的用途。DE102007054047A1描述一種用於車輛的複合玻璃板，其中，複合玻璃板包括至少一個外玻璃板和一個內玻璃板，其特徵是內玻璃板和外玻璃板具有不同的光學性能且內玻璃板有至少一個切口或缺口。該複合玻璃板因此可以在其表面的不同區域具有不同的光學傳輸性能。DE102006027044A1公開一種光學器件(Mittel)，尤其是用於機動車內的攝像機的稜鏡系統或反射鏡系統，其中該光學器件將攝像機瞄準方向轉至規定的空間角度範圍。 該光學器件優選安置在外後視鏡(Auiienspiegel)的區域內。DE10054307A1公開一種用於在光束耦合輸入透光玻璃板時減少反射的光耦合元件，其中光束非垂直地透射到玻璃板上且光耦合元件近似具有玻璃板折射率並形狀鎖合地 (formschlussig)安置在玻璃板上。光耦合元件具有光入射面，光入射面至少在光束主軸的入射點處近似垂直。DE102006039065A1公開了一種將光學傳感器固定在車窗玻璃板上的緊固裝置。DE102007054047A1公開了一種在表面上有絕熱層的車輛用複合玻璃板。絕熱層在功能元件的區域內具有切口。這些已知的光學耦合元件所傳輸的電磁輻射束因為光在光密體內的長短不同的行程而光學失真(vrezerren)，尤其在傳輸圖像信息時。圖像信息必須耗費相當大量計算工作地修正。此外，在內部空間傳輸圖像需要相對大的窗玻璃表面，尤其在攝像機水平瞄準時和在車窗玻璃安裝角度明顯偏離垂向時。該表面於是無法再作為有用表面，例如用於根據 ECE-R 43的視場B。本發明基於以下任務，尋找一種車窗玻璃，其中發射器和/或接收器的電磁輻射束如此透過車窗玻璃傳輸，即，需要儘可能小的車窗玻璃表面並且尤其是圖像信息的光學失真儘可能小。此外，本發明基於以下任務，尋找一種新穎的車窗玻璃製造方法。此外，本發明基於以下任務，尋找一種車窗玻璃的新用途。該任務將通過一種車窗玻璃來完成，其至少包括a)透明板，b)透明體，c)位於兩者間的至少一層透明聚合物層，其中，所述透明體通過至少一個耦合面(Koppefflache)並經由所述透明聚合物層與所述透明板形狀鎖合(formschlussig)連接，所述透明體的最大寬度和最大長度小於所述透明板的最小寬度和最小長度，所述透明體的透射面和透明板表面以小於10°的最大偏離角度平行延伸。
電磁輻射束的行程，尤其是圖像信息的行程，在光密的透明板和光密的透明體中大致相同，這是因為透明板表面和作為光學耦合元件的透明體的透射面平行延伸。透過透明板和透明體看，圖像看起來沒有或幾乎沒有失真。同時，透明體的透射面和發射器和/或接收器的開口之間的距離縮短。輻射束可通過該短距離不那麼強地拓寬。由此一來，發射器和/或接收器所需要的光束傳輸面積縮小，尤其當攝像機在車窗玻璃安裝角度明顯偏離垂向的情況下水平瞄準時。在一個優選實施方案中，透明體的透射面和透明板表面以小於2。的偏離角度平行延伸。透射面和透明板表面的平行度越高，光束的光學失真越小。在另一個優選實施方案中，透明體具有優選為5mm至IOOmm的最大寬度。該透明體的耦合面和透射面優選為梯形。發射器和/或接收器對準透明板的瞄準方向越偏離透明板表面的垂向，則梯形形狀越顯著。靠近發射器和/或接收器的開口的若干區域可以狹窄地形成，因為光束在發射器和/或接收器的開口和透明體之間可能僅略微拓寬。在一個實施方案中，透明體的寬度相應地朝著透明板的上邊緣遞減。在一個優選實施方案中，透明體的長度為IOmm至200mm。透明體的厚度優選為2mm至25mm。透明體優選包括矽酸鹽玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物、聚碸、 聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯和/或聚氯乙烯以及其共聚物和/或組合。總之可以考慮允許發射器和/或接收器的電磁輻射束透過的所有材料。優選攝像機對可見光範圍 (380nm至750nm)和/或近紅外範圍(750nm至1200nm)的電磁輻射具有高的透射性。透明體具有優選大於70%的在380nm至750nm波長範圍的光透射性。透明體可以優選具有小於50%的紅外線透射率，用於在接收器內最小化不含有用信息的入射光。發射器包括用於發出電磁輻射尤其是輻射束的開口。電磁輻射，尤其是輻射束，可以在與材料相互作用後又被反射並通過接收器上的開口被檢測。可以由該信號中結合相位位移和運行時間測量值計算出關於目標和車輛之間距離、目標表面狀況和車輛環境溫度的信息。在可見光或紅外範圍的攝像機中通常不需要發射器，而是只從環境中接收信號。電磁輻射源可以來自外部發射器。總之，考慮對駕駛員和駕駛員輔助系統操控車輛有意義的所有電磁輻射的收發。駕駛員輔助系統優選需要來自環境的圖像信息。可以了解其它的交通參與者、障礙物、交通指示牌和道路標誌。通過計算機輔助分析系統，在車輛操控時將主動或被動地支持駕駛員。在相應的擴展方案中，車輛也可通過這些信息來自動駕駛。一部分電磁輻射是散射光，其沒有由透明板、透明體或車窗玻璃的其它組件或者環境被直接透射或反射。所述散射光不包含或者僅包含少量的可用信息並且將在接收器中與可用信號重疊。散射光降低了接收器的靈敏度。通過在未直接位於光路中的透明體側面上的光吸收塗層，可以吸收散射光。對於光吸收層，優選考慮使用著黑色的含聚合物漆 (polymerhaltige Farbe)，其在溶劑的化學反應或蒸發後是機械和化學穩定的。在一個實施方案中，透明體在至少一個側面具有光吸收部件。該光吸收部件含有聚丙烯酸酯類、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯以及其共聚物和/或組合。光吸收部件可以完全或部分包圍透明體和在發射器和/或接收器之間的電磁輻射束直接路程之外的區域。在一個作用中，使得幹擾的散射光最小化。光吸收部件可以被稱為散射光光闌。在另一個優選實施方案中，光吸收部件和/或透明體的形狀具有用於定位和安裝電磁發射系統或接收系統的傾斜平面、開口、凸起和/或螺紋。本發明的這個實施方案尤其有以下優點，發射器和/或接收器按規定相對透明板和透明體定位。在本發明的另一個擴展方案中，透明體可以在側面完全或部分具有傾斜平面、凹形形狀、凸形形狀和/或光學元件，用於在側面耦合輸入R_e和耦合輸出R_a額外的電磁傳感器信號，例如用於下雨檢測系統。在下雨檢測系統中，在透明板表面上的溼氣經由該側面被耦合輸入的信號是變化的並作為輸出信號被檢測。從該輸出信號，可以通過相應的計算推導出溼度大小。為了最小化在透明體透射面上的電磁輻射光學反射損失，透明體在一個優選實施方案中具有至少一個消反射層。消反射(Entspiegelimg)是最小化在不同光密的介質界面處的電磁輻射反射損失。當物體或介質具有大於空氣的折射率時，該物質或介質是光密的。空氣折射率約等於 1。表面消反射可以通過不同的措施來實現。在幹涉光學層系中，通過給玻璃表面塗覆兩個至更多個有不同折射率的薄膜來藉助破壞性幹涉消除部分反射光。或者，當單層系的折射率約等於其下方材料的折射率的數學平方根數時，消反射可通過單層系實現。多個層尤其包含氮化矽和氧化矽以及所有常見的透明金屬氮化物和/或其混合物。在透明體的透射面或耦合面上的至少另一個塗層包括導電性透明層，導電性透明層含有銀、氧化錫、氧化鋅、銦錫氧化物和/或其混合物。通過電流流動，在本發明的一個實施方案中可以通過焦耳熱來加熱該透明體，以便尤其在外界溫度低時最小化溼氣在透明體上凝結成霧。溼氣凝結成霧將因為吸收和/或加強分散而降低發射器功率和接收器的靈敏度。該透明板優選包括矽酸鹽玻璃、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯、增塑聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、離聚物和/或聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物和/或組合。透明板尤其優選構造為複合玻璃板的形式。在另一個優選實施方案中，透明板至少在局部區域包括帶有覆蓋漆 (Abdeckfarbe)的不透光塗層。不透光的覆蓋漆完全或部分界定出用於透射電磁輻射的表面，以例如用於遮蓋發射器和/或接收器的有幹擾作用的安裝元件。為了提高機械穩定性，該透明板在一個優選擴展方案中在縱向上和/或在橫向上是彎曲的。縱向是大致沿發射器和/或接收器的瞄準方向的方向。長度數據基於該方向。相應地，寬度數據基於橫向。在透明板顯著彎曲時，透明體在縱向和/或橫向也形狀鎖合地彎曲。透明聚合物層優選包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯酯、經增塑的聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、聚丙烯酸酯、離聚物以及其共聚物和/或組合。作為聚合物層，使用例如3M Deutschland GmbH(Neuss)的基於丙烯酸酯類的粘合劑體系VHB 。
在車窗玻璃的優選擴展方案中，透明聚合物層的厚度為0.5mm至2mm，優選為 1. OOmm 至 1. 5mm。在根據本發明的車窗玻璃製造方法中，透明板被局部塗上不透光的覆蓋漆。透明體和施加於接觸面上的透明聚合物層被預熱，並且在真空罩下對帶透明聚合物層的透明體施以真空。使帶透明聚合物層的透明體在透明板上在不透光的覆蓋漆處對準並被滾壓粘合。預熱優選在30°C至70°C的溫度範圍執行。在該方法的一個實施方案中，在預先進行的方法步驟中，透明板在高壓釜工藝中由兩塊透明板和聚合物結合得到。不透光的覆蓋漆可以通過絲網印刷方法在複合工藝前優選被施加到透明單玻璃的內表面上或者被施加在透明板的外表面上。還不可預期且令人吃驚地發現，車窗玻璃用作用於透射電磁輻射和用於安裝駕駛員輔助系統的風擋玻璃的新用途。在附圖中示出了本發明的工作實施例並且以下將詳加說明，其中

圖1示出了穿過根據現有技術的車窗玻璃和攝像機的橫截面；圖2示出了穿過根據本發明的車窗玻璃和攝像機的橫截面；圖3示出了根據本發明的車窗玻璃的俯視圖；圖4示出了按照圖3的線A-A的橫截面；圖5示出了根據本發明的車窗玻璃的橫截面；圖6是透明體的俯視圖，圖7以流程圖示出了根據本發明的用於製造本發明車窗玻璃的方法的工作實施例。圖1至圖6是用於表示發明原理的示意圖。因此，這些示意圖無需按照正確比例。在圖1所示的根據現有技術的對比例中，在複合風擋玻璃(1)的內部空間側上安裝有大致水平地瞄準複合風擋玻璃(1)方向的攝像機(9)。示出了在經複合風擋玻璃(1) 透射時的電磁輻射束(B)的最終行程。複合風擋玻璃(1)具有帶有覆蓋漆(10)的透射區的不透光邊框。彎曲的透明板(1)的長度Ll為lm，最大寬度Bl為1.5m。複合風擋玻璃(1)具有在透明板和水平面之間23°的在車輛中的安裝角度。透過透明板(1)和透明體( 的電磁輻射束(B)沒有失真或幾乎沒有失真地被成像。傳輸完整圖像所需要的透過透明板(1)的表面F-L的長度為67mm。根據圖2至圖4的工作實施例由作為透明板(1)的複合風擋玻璃和含有聚碳酸酯的透明體⑵組成。在圖2中示出了在經過透明板(1)、透明聚合物層(3)和透明體(2)透射時的電磁輻射束⑶的最終行程。圖2示出了在本發明窗玻璃中用於透射電磁輻射F-L' 的表面的長度。還示出了輻射束⑶和透明體的透射面A2-p。如圖2、圖3和圖4所示的透明板⑴表面Al和透明體⑵透射面A2-p以小於2°的偏離角度通過耦合面A2形狀鎖合地平行結合。透明的複合風擋玻璃(1)和相應透明體( 在透明板(1)和水平面之間具有23°安裝角度。彎曲的透明板(1)的長度Ll為lm，寬度Bl為1.5m。複合風擋玻璃⑴ 具有帶覆蓋漆(10)的透射區的不透光邊框(Umrahmung)。透明體(2)的長度L2為5cm，最大寬度B2為5cm，厚度D2為7. 5mm。聚合物層(3)為含丙烯酸酯的自粘型高度透明膜3MVHB 4905，其厚度D3為0. 5mm。為了進行表徵，在乘員艙側安裝有具有大致水平的瞄準方向的攝像機(9)。為了安裝攝像機和最小化光散射，使用含有聚碳酸酯的光吸收部件(5)。透過透明板(1)和透明體( 的電磁輻射束(B)沒有或幾乎沒有失真地成像。傳輸整個圖像所需要的穿過透明板(1)的表面F-L'的長度為37mm。圖5示出了穿過本發明車窗玻璃的橫截面，其包括透明板(1)、用於發射和/或接收系統(9)的定位和安裝裝置(5)、光吸收塗層G)、在透射面A2-p上的導電性透明層(6)、 (7)以及耦合面A2和在透射面A2-p上的消反射塗層(8)。圖6示出了在考慮在透明體⑵局部區域內整合有包括耦合輸入信號R_e和耦合輸出信號R_a的下雨檢測系統的透明體(2)的俯視圖。圖7以流程圖示出了用於製造本發明車窗玻璃的本發明方法的工作實施例。所示的5個方法步驟是本發明方法的優選實施方案。表1示出了由對比例(圖1)和工作實施例(圖2)得到的結果。表 權利要求
1.車窗玻璃，至少包括a)至少一個透明板(1)，b)透明體(2)，c)位於兩者間的至少一個透明聚合物層(3)，其中，該透明體(2)通過至少一個耦合面A2並經由該透明聚合物層(3)與該透明板 (1)形狀鎖合地連接，且該透明體( 的最大寬度B2和最大長度L2小於該透明板(1)的最小寬度Bl和最小長度Li，該透明體O)的透射面A2-p和該透明板(1)的表面Al以小於 10°的最大偏離角度平行延伸。
2.根據權利要求1所述的車窗玻璃，其中，該透明體(2)的透射面A2-p和該透明板⑴ 的表面Al以小於2°的最大偏離角度平行延伸。
3.根據權利要求1或2所述的車窗玻璃，其中，該透明體(2)具有5mm至IOOmm的最大寬度B20
4.根據權利要求1至3之一所述的車窗玻璃，其中，該透明體的耦合面A2和透射面 A2-p為梯形。
5.根據權利要求1至4之一所述的車窗玻璃，其中，該透明體(2)的長度L2為IOmm至 200mm和/或厚度D2為2mm至25mm。
6.根據權利要求1至5之一所述的車窗玻璃，其中，該透明體( 的至少一個側面A2_q 具有光吸收層(4)。
7.根據權利要求1至6之一所述的車窗玻璃，其中，光吸收部件(5)包括用於定位和安裝電磁發射或接收系統的傾斜平面、開口、凸起和/或螺紋。
8.根據權利要求1至7之一所述的車窗玻璃，其中，該透明體⑵在側面A2_q的局部區域具有用於耦合輸入R_e和耦合輸出R_a電磁傳感器信號的傾斜平面、凹形曲面和/或凸形曲面。
9.根據權利要求1至8之一所述的車窗玻璃，其中，該透明體O)的透射面A2-p具有至少一個消反射塗層(8)，該消反射塗層優選包含二氧化矽、矽酸鹽、氮化矽、金屬氮化物和 /或其混合物。
10.根據權利要求1至9之一所述的車窗玻璃，其中，在表面A2-P上的至少一個塗層 (6)和/或在該透明體O)的耦合面A2上的至少一個塗層(7)具有導電性透明塗層，該導電性透明塗層含有銀、氧化錫、氧化鋅、銦錫氧化物和/或其混合物。
11.根據權利要求1至10之一所述的車窗玻璃，其中，該透明板(1)包括至少一個帶有覆蓋漆(10)的局部塗層並且完全或部分界定出用於傳輸電磁輻射的表面。
12.根據權利要求1至11之一所述的車窗玻璃，其中，該透明板(1)在縱向和/或橫向上彎曲，優選對應於透明板(1)的曲率彎曲。
13.製造車窗玻璃的方法，其中a)用覆蓋漆(10)局部塗覆透明板(1)，b)將透明體(2)和施加到耦合面A2上的透明聚合物層(3)預熱，c)在真空罩下在帶透明聚合物層(3)的透明體(2)上施以真空，d)帶透明聚合物層C3)的透明體( 在透明板(1)上在帶覆蓋漆(10)的塗層處對準，e)將帶透明聚合物層(3)的透明體(2)滾壓粘結在透明板⑴上。
14.根據權利要求13所述的製造透明板的方法，其中，該透明板(1)由兩塊透明板在高壓釜工藝中結合獲得。
15.根據權利要求1至12之一所述的車窗玻璃用作用於傳輸電磁輻射和安裝駕駛員輔助系統的風擋玻璃的用途。
全文摘要
本發明涉及一種車窗玻璃，至少包括a)至少一個透明板(1)，b)透明體(2)，c)位於兩者間的至少一個透明聚合物層(3)，其中，該透明體(2)通過至少一個耦合面並經由該透明聚合物層(3)與該透明板(1)形狀鎖合地連接，透明體的最大寬度和最大長度小於該透明板(1)的最小寬度和最小長度，且透明體(2)的透射面A2-p和透明板(1)表面A1以小於10°的最大偏離角度平行延伸。該透明板(1)具有帶有覆蓋漆(10)的透射區的不透光邊框。為了安裝攝像機和減小光散射，透明體(2)具有光吸收部件(5)。
文檔編號B60R11/04GK102421639SQ201080018030
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月19日 優先權日2009年4月23日
發明者A·蒂默曼 申請人:法國聖戈班玻璃廠