WO2024068173A1 - Fahrzeugverglasung und anordnung für ein fahrerassistenzsystem - Google Patents

Fahrzeugverglasung und anordnung für ein fahrerassistenzsystem Download PDF

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WO2024068173A1
WO2024068173A1 PCT/EP2023/073795 EP2023073795W WO2024068173A1 WO 2024068173 A1 WO2024068173 A1 WO 2024068173A1 EP 2023073795 W EP2023073795 W EP 2023073795W WO 2024068173 A1 WO2024068173 A1 WO 2024068173A1
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mirror structure
vehicle glazing
vehicle
radiation
functional layer
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PCT/EP2023/073795
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Markus KEWITZ
Julian GREVERATH
Sebastian ARENDT
Michele CAPPUCCILLI
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle glazing and an arrangement for a driver assistance system with the vehicle glazing, a radiation source for emitting infrared radiation and a radiation receiver for receiving infrared radiation.
  • Vehicle windows in particular windshields, increasingly have full-surface electrically conductive coatings that are transparent to visible light, which cause the window to be heated in a targeted manner when an electrical voltage is applied.
  • Composite panes are known which have a transparent, electrically conductive coating on an inside surface of one of the individual panes. An external voltage source allows an electrical heating current to flow through the coating.
  • WO2012/052315 A1 discloses such a metal-based coating.
  • the electrical contact of the heating layer is made via current collectors.
  • the current collectors consist, for example, of a printed and baked silver paste.
  • the current collectors typically run along the upper and lower edges of the pane. With such an arrangement, the heating current flows essentially evenly through the entire coating, which is thus heated evenly over the entire surface.
  • Driver assistance systems are often used in motor vehicles, particularly in passenger cars.
  • Driver assistance systems support the driver in driving the vehicle, for example by automatically applying the brakes when there is a risk of a collision or by automatically keeping in lane.
  • Such driver assistance systems can include monitoring the driver in order to detect early fatigue on the part of the driver.
  • Systems are known in which the driver's face is scanned using infrared radiation. The direction and duration of the driver's gaze are recorded in order to determine whether the driver is tired.
  • Driver assistance systems usually include a radiation source for emitting infrared radiation and a radiation receiver for receiving infrared radiation, which are typically independent components but are usually arranged in the same assembly.
  • the radiation source is arranged in such a way that the infrared radiation is directed directly at the driver's face and in particular the area around the eyes.
  • the infrared radiation is reflected from the driver's face and then directly detected by the radiation receiver.
  • the radiation source and radiation receiver must be so arranged so that the driver's face is clearly visible. Such arrangements must function properly even at low temperatures and in damp weather.
  • WO 2022/157022 A1 discloses a pane with a heatable sensor field, which includes a heatable film attached to the sensor field.
  • the film consists of a coated carrier film, with the coating being electrically conductive.
  • the film is firmly bonded to the pane via an adhesive layer.
  • WO 2022/179817 A1 describes a projection arrangement with a composite pane and P-polarized radiation.
  • the composite pane has a reflection layer which is arranged between the outer pane and the inner pane of the composite pane and is suitable for reflecting P-polarized light.
  • DE 102016213066 B4 discloses a device for driver observation inside a motor vehicle with a camera that is configured to record light with a wavelength in the near infrared range and that records a mirror image of the driver.
  • the object of the present invention is to provide an improved vehicle glazing for a driver assistance system of a vehicle, which counteracts fogging and icing.
  • the vehicle glazing comprises an outer pane and a
  • the vehicle glazing comprises a thermoplastic intermediate layer, and a masking strip, which is arranged in regions on a surface of the outer pane. Furthermore, the vehicle glazing comprises a thermoplastic intermediate layer, and a masking strip, which is arranged in regions on a surface of the outer pane. Furthermore, the vehicle glazing comprises a thermoplastic intermediate layer, and a masking strip, which is arranged in regions on a surface of the outer pane. Furthermore, the vehicle glazing comprises a
  • the vehicle glazing further comprises at least one infrared radiation-reflecting functional layer with at least two current collectors, wherein the functional layer is designed to be electrically conductive and the current collectors are arranged on the functional layer in such a way that the functional layer is provided as a heating device for heating the mirror structure.
  • the vehicle glazing is intended as a composite pane for a driver assistance system that detects a facial condition, such as premature fatigue, of a vehicle user. With the invention, the driver assistance system can work without disruption in poor weather or visibility conditions, since fogging and icing on the inner pane or mirror structure can be removed quickly and easily.
  • the invention thus shows an innovation that offers significant advantages over the conventional approach that are basically not achievable in the prior art.
  • the mirror structure can reflect radiation to the radiation receiver and this radiation is detected by the radiation receiver.
  • Information about the facial condition of a vehicle user (driver) can be obtained from the recorded data.
  • the functional layer in the edge region of the vehicle glazing is electrically connected to the current bus conductors in such a way that when an electrical voltage is applied to the current bus conductors, a heating current flows through the functional layer.
  • HVAC air conditioning system
  • the mirror structure or a surface of the orthogonal projection of the mirror structure can be arranged centrally between two parallel current bus conductors. With such an arrangement, the mirror structure can be heated efficiently. This enables very good recognition of details of the driver's face and, in particular, eye movements.
  • the vehicle glazing preferably has three current collectors, with a middle current collector arranged between two current collectors being connected to a reference potential, for example ground.
  • a reference potential for example ground.
  • the functional layer has a first current collector, a second (middle) current collector and a third current collector.
  • a first heating zone is formed between the first and second current collectors and a second heating zone is formed between the second current collector and the third current collector.
  • the mirror structure is located within the first heating zone and forms a first reflection area of the vehicle glazing.
  • a second reflection area can be located within the second heating zone.
  • the reflection areas of the vehicle glazing can be selectively heated by the separate heating zones without the entire vehicle glazing being heated. In this way, energy consumption can be significantly reduced.
  • the “complete overlap of an element A with an element B” means that the orthonormal projection of element A to the plane of element B is located completely within element B.
  • the at least two current collectors extend along a side edge of the mirror structure and the length of at least one current collector corresponds to a side edge length of the mirror structure.
  • the current collectors can have different lengths.
  • the at least two current collecting conductors running essentially parallel to one another can extend vertically in the installation position of the vehicle glazing on two opposite edges of the mirror structure.
  • the vehicle glazing has a peripheral side edge, which preferably comprises an upper edge and a lower edge as well as two edges running between them with a first and a second lateral edge.
  • the upper edge refers to the edge which is intended to point upwards in the installed position.
  • the lower edge refers to the edge which is intended to point downwards in the installed position.
  • the upper edge is often also referred to as the roof edge and the lower edge as the engine edge.
  • the vehicle glazing can have any suitable geometric shape and/or curvature.
  • the current collectors can run vertically to the lower edge of the vehicle glazing, which is arranged downwards in the direction of the engine when the vehicle glazing is installed.
  • the connecting cables the current collector conductor is led out of the vehicle glazing directly at the motor edge of the vehicle glazing, in particular the windscreen. This avoids a costly solution in which the connection cables have to be led out on one side of the vehicle glazing.
  • the length of at least one current collector can be 100 mm to 500 mm, preferably 250 mm to 400 mm, particularly preferably 350 mm. Since the current collector does not extend over the entire width of the vehicle glazing, the entire surface of the vehicle glazing does not have to be heated, but rather a local, limited heating zone is heated in a targeted manner, so that heating energy can be saved.
  • the first, second and/or third current bus conductor is applied to the surface of the first inner pane and/or the electrically conductive functional layer by means of soldering or gluing.
  • the current bus conductors applied in this way are preferably designed as a wire or strip of an electrically conductive film.
  • the current bus conductors then contain, for example, at least aluminum, copper, tinned copper, gold, silver, zinc, tungsten and/or tin or alloys thereof.
  • the strip preferably has a thickness of 10 pm to 500 pm, particularly preferably 30 pm to 300 pm. Current collector conductors made of electrically conductive films with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the strip can be electrically conductively connected to the electrically conductive structure, for example via a solder mass, via an electrically conductive adhesive or by direct placement.
  • the first, second and/or third current collector is designed as a printed and burned-in conductive structure.
  • the printed current collector preferably contains at least one metal, a metal alloy, a metal compound and/or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver.
  • the printing paste preferably contains metallic particles, metal particles and/or carbon and in particular noble metal particles such as silver particles.
  • the electrical conductivity is preferably achieved by the electrically conductive particles.
  • the particles can be in an organic and/or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
  • the layer thickness of the printed current collecting conductors is preferably from 5 pm to 40 pm, particularly preferably from 8 pm to 20 pm and most particularly preferably from 8 pm to 12 pm.
  • Printed current collecting conductors with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current carrying capacity.
  • the first current bus conductor, the second bus conductor and/or the third bus conductor are each electrically contacted by one or more connecting lines.
  • the connecting cable is preferably designed as a flexible film conductor (flat conductor, ribbon conductor). This refers to an electrical conductor whose width is significantly larger than its thickness.
  • a foil conductor is, for example, a strip or tape containing or consisting of copper, tinned copper, aluminum, silver, gold or alloys thereof.
  • the functional layer is arranged on a first surface (side III) of the inner pane, with the mirror structure being arranged on a second surface (side IV) of the inner pane.
  • the inner pane has a first surface (side III) facing the thermoplastic intermediate layer and a second surface (side IV) facing away from the thermoplastic intermediate layer.
  • the interior-side surface (side IV) of the inner pane in the installed position is also the inner surface of the vehicle glazing.
  • the outer pane has a first surface (side I) facing away from the thermoplastic intermediate layer, which is also the outer surface of the vehicle glazing.
  • the outer pane also has a second interior-side surface (side
  • the vehicle glazing is intended to separate an external environment from an interior, preferably a vehicle interior.
  • the outside surface (I) of the outer pane is intended to face the external environment and the inside surface (IV) of the inner pane is intended to face the interior.
  • the functional layer can be between the inner pane and the outer pane and the mirror structure on the first surface (side
  • the mirror structure can lie directly on the functional layer and thus be heated in a more targeted manner.
  • the mirror structure covers the at least two bus bars.
  • the first bus bar and the second bus bar are not visible from the interior of a vehicle.
  • the mirror structure preferably comprises a metal selected from a group consisting of aluminum, magnesium, tin, indium titanium, tantalum, niobium, nickel, copper, chromium, cobalt, iron, manganese, zirconium, cerium, scandium yttrium, silver, gold, platinum and palladium, ruthenium, boron-doped silicon, silicon-zirconium mixed nitride, silicon nitride, titanium oxide, silicon oxide, titanium carbide, zirconium carbide, silicon-zirconium-aluminum or mixtures thereof.
  • a metal selected from a group consisting of aluminum, magnesium, tin, indium titanium, tantalum, niobium, nickel, copper, chromium, cobalt, iron, manganese, zirconium, cerium, scandium yttrium, silver, gold, platinum and palladium, ruthenium, boron-doped silicon, silicon-zirconium mixed n
  • the mirror structure is suitable for reflecting visible light in a wavelength range of at least 380 nm to 780 nm.
  • the mirror structure preferably reflects at least 80%, particularly preferably at least 90% and in particular at least 99% of the incident light rays.
  • the mirror structure is a reflective film. This improves the vehicle glazing manufacturing process.
  • the mirror structure is preferably arranged in front of the masking strip in the direction of viewing through the vehicle glazing.
  • the masking strip covers the mirror structure in the direction of viewing through the vehicle glazing in the direction from the outer pane to the inner pane.
  • the mirror structure can be arranged in strip form along a lower edge of the vehicle glazing.
  • the mirror structure preferably has a width of 100 mm or more, particularly preferably 150 mm or more, in particular 170 mm or 300 mm (millimeters) or more. In the sense of the invention, "width" means the extent perpendicular to the direction of extension.
  • the masking strip includes a masking layer, which may be an enamel or an opaque thermoplastic film.
  • the masking layer can also be a partially opaque thermoplastic film and thus part of the thermoplastic intermediate layer or an inserted, opaque element.
  • the masking layer is in particular an opaque (dark), preferably black, coating.
  • the masking strip is preferably applied to the interior, second surface (II) of the outer pane, but it can also be applied to the first surface (III) of the inner pane or the second surface (IV) of the inner pane.
  • the masking strip is preferably a peripheral (frame-shaped) layer which extends along the peripheral edge of the vehicle glazing and in the area of Mirror structure can be widened.
  • the masking strip also serves as UV protection for the assembly adhesive of the composite window (for example for gluing into a vehicle).
  • the masking strip preferably has a transmittance (according to ISO 9050:2003) for visible light of less than 15%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 1%.
  • the masking strip can also be semi-transparent, at least in sections, for example as a dot grid, stripe grid or checkered grid. Alternatively, the masking strip can also have a gradient, for example from an opaque covering to a semi-transparent covering.
  • the functional layer reflecting infrared radiation is arranged between the outer pane and the inner pane.
  • the functional layer is arranged between the masking strip and the mirror structure when viewed through the vehicle glazing.
  • the functional layer is transparent to visible light.
  • the functional layer reflecting infrared radiation is electrically conductive.
  • the functional layer is provided as a heating device for heating the vehicle glazing.
  • the functional layer is a single layer or a layer structure made up of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 pm, particularly preferably less than or equal to 1 pm.
  • transparent means that the total transmission of the vehicle glazing, in particular as a windshield, complies with the legal requirements and preferably has a transmittance of more than 70% and in particular more than 75% for visible light.
  • opaque means a light transmission of less than 15%, preferably less than 5%, in particular 0%.
  • the values for the light transmission (TL) and the reflection (RL) refer (as is usual for automotive glazing) to light type A, i.e. the visible portion of sunlight at a wavelength of 380 nm to 780 nm, i.e. essentially the visible spectrum of solar radiation. Infrared rays are understood to be rays with a wavelength of greater than about 800 nm.
  • the functional layer contains at least one metal, preferably silver, nickel, chromium, niobium, tin, titanium, copper, palladium, zinc, gold, cadmium, aluminum, silicon, tungsten or alloys thereof, and/or at least one metal oxide layer, preferably tin-doped Indium oxide (ITO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), fluorine-doped tin oxide (FTO, SnO2:F) or antimony-doped tin oxide (ATO, SnO2:Sb).
  • the functional layer can comprise a sequence of several individual layers, in particular at least one metallic layer and dielectric layers which, for example, contain at least one metal oxide.
  • the metal oxide preferably contains zinc oxide, tin oxide, indium oxide, titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide or the like, as well as combinations of one or more thereof.
  • the dielectric material contains, for example, silicon nitride, silicon carbide or aluminum nitride.
  • Silver has become the preferred metal for the metallic layer because it has a relatively neutral color effect and also selectively reflects infrared radiation outside the visible range of solar radiation.
  • the dielectric layers have the task of improving the optical properties of the coated pane via their refractive indices and protecting the metallic functional layer from oxidation.
  • Such functional layers also have a sun protection effect and are produced using the reactive sputtering process, for example.
  • layer systems with two silver functional layers, but also three or four silver functional layers are used because their efficiency, i.e. the reflection of infrared radiation outside the visible range in relation to the transmission of visible radiation, is greater.
  • the silver functional layers are separated from each other by dielectric layers.
  • Functional layers with sun protection effects are known, for example, from DE102009006062 A1, W02007/101964 A1, WO2013/104439A1, DE19927683 C1 and EP1218307 B1.
  • the thickness of the functional layer can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case, with a layer thickness of 10 nm to 5 pm and in particular 30 nm to 1 pm being preferred.
  • the surface resistance of the functional layer with sun protection effect is preferably from 0.35 ohm/square to 200 ohm/square, preferably 0.5 ohm/square to 200 ohm/square, most preferably from 0.69 ohm/square to 30 ohm/square, and in particular from 2 ohms/square to 20 ohms/square.
  • the functional layer partially covers or covers the surface of the inner pane, but preferably over a large area.
  • the term “large area” means that at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 75% or preferably at least 90% of the surface of the pane is covered (e.g. coated) by the functional layer.
  • the functional layer or a carrier film with the functional layer can be arranged on a surface of the inner pane or outer pane.
  • the functional layer is located on an internal surface of one or the other pane (ie side II or side III).
  • the functional layer is arranged on the first surface of the inner pane (page III).
  • the functional layer can be embedded between two thermoplastic intermediate layers.
  • the functional layer is then preferably applied to a carrier film or carrier disk.
  • the carrier film or The carrier disc preferably contains a polymer, in particular polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyurethane (PU), polyethylene terephthalate (PET) or combinations thereof.
  • the invention also relates to an arrangement for a driver assistance system of a vehicle, which comprises a radiation source for emitting infrared radiation, a radiation receiver for receiving infrared radiation and the vehicle glazing according to the invention.
  • the vehicle glazing has an outer pane and an inner pane, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer.
  • the vehicle glazing also comprises at least one masking strip and a mirror structure for reflecting infrared and visible radiation.
  • the radiation source is arranged such that infrared radiation can be reflected from the mirror structure as first reflection radiation onto the face of a vehicle user and the first reflection radiation can be reflected from the face of the vehicle user onto the mirror structure as second reflection radiation.
  • the radiation receiver is arranged such that the second reflection radiation reflected by the mirror structure as third reflection radiation is reflected to the radiation receiver and can be received by the radiation receiver.
  • the radiation receiver also comprises a light sensor that detects light reflected by the mirror structure. According to the invention, the monitoring of a facial state is expanded by means of a light sensor that detects a light beam reflected by the mirror structure.
  • the image data provides additional information about the face of the vehicle user.
  • the radiation receiver in particular the light sensor, is intended for detecting radiation with a wavelength of 380 nm to 780 nm (nanometers), i.e. essentially for detecting radiation in the visible spectrum of radiation but also infrared radiation. Infrared rays are understood to be rays with a wavelength greater than approximately 800 nm.
  • the light sensor records the color state of the face, thereby providing the monitoring system with additional information about the condition of the person being monitored.
  • the additional provision of image data has the particular advantage that more details of the face can be recorded and thus an improved recording of the condition of a vehicle user can take place.
  • the image data can be made available to a control unit, for example, in the form of a video signal or in the form of a graphic file.
  • the video data can also be used for video telephony.
  • the mirror structure is intended to reflect infrared radiation and light.
  • a beam of light from the face of the vehicle user, in particular a driver of the vehicle, is reflected on the mirror structure.
  • the radiation receiver is arranged such that the light beam reflected by the mirror structure as a light reflection is reflected to the radiation receiver and can be received by the light sensor.
  • the light sensor is arranged in the beam path of the light rays reflected by the mirror structure.
  • the radiation receiver is intended to detect a facial condition of the vehicle user. This image data is fed into the bus system, for example the CAN bus system, in addition to other information.
  • the radiation receiver can be arranged on the dashboard (also called a console, control panel or switch panel) of the vehicle, in particular in the vicinity of the steering wheel.
  • the radiation receiver can be arranged on an A-pillar, center console, steering wheel or rear-view mirror of the vehicle.
  • the radiation receiver can be arranged centrally on the dashboard of the vehicle. This arrangement of the radiation receiver allows several faces to be detected for monitoring purposes.
  • the radiation receiver can expediently be provided for detecting a facial state of the driver and a facial state of the passenger.
  • the radiation receiver comprises a light sensor designed as a camera.
  • the light sensor can preferably be designed as a photodiode or as a camera.
  • the radiation receiver and the at least one radiation source can be designed as a module, i.e. a structural unit, in which the light sensor is arranged centrally and the at least one radiation source is arranged to the side of the radiation receiver.
  • the outer pane and inner pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the outer pane and inner pane can have other suitable coatings known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the individual panes can vary widely and can be adapted to the requirements of the individual case.
  • discs with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are used.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and / or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the invention further extends to a system for monitoring a driver of a vehicle, which comprises an arrangement according to the invention, at least one actuator and / or at least one signal output device and an electronic control device, which is intended to provide information about the driver based on an output signal of the radiation receiver to determine. Based on the information determined, an electrical signal is sent to the at least one actuator for carrying out a mechanical action and/or to the at least one signal output device for outputting an optical and/or acoustic signal.
  • the invention relates to a motor vehicle with a driver assistance system according to the invention. Furthermore, the invention extends to a method for monitoring a vehicle user, in particular a driver of a vehicle, which comprises the following steps:
  • the invention extends to the use of the arrangement according to the invention in a driver assistance system with monitoring of a vehicle user of a vehicle for traffic on land, on water or in the air.
  • Figure 1 is a plan view of a vehicle glazing according to the invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a first embodiment of the vehicle glazing according to the invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view of a second embodiment of the vehicle glazing according to the invention.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the vehicle glazing according to the invention
  • Figure 5 shows a first embodiment of an arrangement of the current bus conductors
  • Figure 6 shows a second embodiment of the arrangement of the current collecting conductors
  • Figure 7 shows a third embodiment of the arrangement of the current collecting conductors
  • Figure 8 shows a schematic view of an arrangement according to the invention for a driver assistance system of a vehicle.
  • Figure 1 shows a schematic plan view of the vehicle glazing 5 according to the invention.
  • the vehicle glazing 5 according to the invention can be, for example, a windshield of a vehicle.
  • the vehicle glazing 5 separates a vehicle interior from an external environment.
  • the vehicle glazing 5 has a frame-shaped masking strip 5.4 running around the entire length.
  • the vehicle glazing 5 also includes a mirror structure 5.5, which is located in front of the masking strip 5.4.
  • the opaque masking strip 5.4 acts as an opaque background for the mirror structure.
  • the mirror structure 5.5 is, for example, a mirror film, with the masking strip 5.4 completely covering the mirror film in the viewing direction. If the vehicle glazing 5 is irradiated with images in the area of the mirror structure 5.5, these images are reflected. In front of the opaque masking strip 5.4, the images reflected by the mirror structure 5.5 appear bright and easily recognizable.
  • the mirror structure 5.5 is arranged in an edge region 9 near a lower edge U of the vehicle glazing 5.
  • the upper edge O refers to the edge that is intended to point upwards in the installation position.
  • the lower edge U refers to the edge that is intended to point downwards in the installation position.
  • the distance between the mirror structure 5.5 and an edge of the outer pane 5.1 can be 60 mm, 80 mm or 100 mm.
  • the mirror structure 5.5 can be arranged in the upper section of the edge region 9 or on a lateral section of the edge region 9.
  • An edge-side arrangement is advantageous and expedient when the vehicle glazing 5 is used and designed as a windshield in order to meet the required requirements for the driver's field of vision.
  • the mirror structure 5.5 can be designed to be flat and continuous, in particular in one piece.
  • the mirror structure 5.5 can extend along a, in particular lower edge of the vehicle glazing 5, so that a circumferential (from one side edge to an opposite side edge) image can be generated.
  • the mirror structure 5.5 extends in several, for example three or four, sections, which are arranged in the lower (motor-side) edge region 9.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the vehicle glazing 5 in the area of the mirror structure 5.5.
  • the cross-sectional view of Figure 2 corresponds to the section line AA' ( Figure 1) in area Z of the mirror structure 5.5.
  • the vehicle glazing 5 is designed as a composite pane, which has an outer pane 5.1 and an inner pane 5.2, which are firmly connected to one another by a thermoplastic intermediate layer 5.3.
  • the outer pane 5.1 and the inner pane 5.2 each consist of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the outer pane 5.1 has, for example, a thickness of 2.1 mm and the inner pane 5.2, for example, a thickness of 1.6 mm or 1.5 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer 5.3 consists of a thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • the outer pane 5.1 has a first surface I and an interior-side, second surface II facing the first thermoplastic intermediate layer 5.3.
  • the inner pane 5.2 has a first surface III facing the thermoplastic intermediate layer 5.3 and a second surface IV facing away from the thermoplastic intermediate layer 5.3.
  • the vehicle glazing 5 has the frame-shaped masking strip 5.4 on the outer window 5.1.
  • the masking strip 5.4 is opaque, preferably black, preferably designed as a ceramic black print.
  • the vehicle glazing 5 can have an inserted, opaque element as a further masking strip 5.4.
  • the further masking strip can be a colored thermoplastic intermediate layer, for example a colored or tinted PVB film.
  • the masking strip 5.4 is used to cover the bonds and connection structures arranged on the inside of the vehicle glazing 5.4.
  • the masking strip 5.4 can also be designed to be widespread in the lower (motor-side) section of the edge region 9. For this purpose, the section of the edge region 9 has a greater width than in the upper (roof-side) section of the edge region 9 of the vehicle glazing 5.
  • the width is understood to be the dimension of the masking strip 5.4 perpendicular to its extension.
  • the vehicle glazing 5 also includes the mirror structure 5.5, which is located on the inner window 5.2 and spatially in front of the masking strip 5.4.
  • the opaque masking strip 5.4 acts as an opaque background.
  • the mirror structure 5.5 is, for example, a mirror film, with the masking strip 5.4 completely covering the mirror film in the viewing direction.
  • the mirror structure 5.5 can be designed as a reflective coating.
  • the mirror structure 5.5 can have aluminum or nickel-chrome.
  • the mirror structure 5.5 is intended to reflect visible light.
  • the mirror structure 5.5 can reflect infrared radiation.
  • the mirror structure 5.5 is arranged on the second surface VI of the inner pane 5.2, with a transparent functional layer 5.6 being applied to the surface III of the inner pane 5.2, which is suitable for reflecting infrared radiation.
  • the functional layer 5.6 or a carrier film with the functional layer 5.6 can be used for the reflection of infrared radiation as part of the infrared-based monitoring function of a driver assistance system.
  • the functional layer 5.6 can be a single layer or a layer structure made up of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 pm, particularly preferably less than or equal to 1 pm.
  • Functional layer 5.6 is designed to be electrically conductive and is provided as a heating device for heating the vehicle glazing 5.
  • the electrically conductive functional layer 5.6 contains, for example, a silver layer with a layer thickness of 15 nm.
  • the electrically conductive functional layer 5.6 extends over the entire outside surface III of the inner pane 5.2 with the exception of a peripheral edge area and optionally a local area, which is used as a communication, sensor or Camera windows are intended to ensure the transmission of electromagnetic radiation through the composite pane 1 (not shown) and are therefore not provided with the electrically conductive functional layer 5.6.
  • the functional layer 5.6 advantageously has no contact with the atmosphere and is protected from damage and corrosion, for example inside the vehicle glazing 5, by the thermoplastic intermediate layer 5.3. Because the functional layer 5.6 is positioned on the second surface III of the inner pane 5.2, it is protected there from environmental influences and contamination. In this embodiment, the mirror structure 5.5 and the functional layer 5.6 are separated from each other by the approximately 1.6 mm thick inner pane 5.2. At such a distance of less than 3 millimeters, very clear reflection images are achieved.
  • a protective layer 5.8 can be arranged on the surface of the mirror structure 5.5 facing a vehicle interior 10.
  • the protective layer can be a glass pane
  • the glass pane can be identical to the inner pane 5.2 and have a thickness of 1.5 mm or 1.6 mm.
  • the protective layer 5.8 protects the surface of the mirror structure 5.5 from the surrounding atmosphere.
  • the protective layer 5.8 provided thus forms, at least in the area of the mirror structure 5.5, the first, outer surface of the vehicle glazing 5 facing the interior 10 in the installed position and advantageously protects this and the mirror structure 5.5 from external influences and dirt.
  • the protective layer 5.8 can also be designed as a hydrophobic film, which is a coating with good resistance to deposits of, for example, liquids, salts, grease and dirt. For example, the formation of fingerprints when touched by a user can be prevented.
  • the vehicle glazing 5 can be designed without a protective layer 5.8, as shown in Figure 4.
  • Figure 3 shows a cross-sectional view of another embodiment of the vehicle glazing 5 in the area of the mirror structure 5.5.
  • the cross-sectional view of Figure 3 corresponds to the section line A-A' ( Figure 1) in the area Z of the mirror structure 5.5.
  • the masking strip 5.4 is arranged on the second surface II of the outer pane 5.1.
  • the mirror structure 5.5 is not located on the second surface IV of the inner pane 5.2, but rather between the inner pane 5.2 and the thermoplastic intermediate layer 5.3.
  • the mirror structure 5.5 and the functional layer 5.6 are arranged directly next to one another in this embodiment.
  • the functional layer 5.6 can also be designed as a functional layer 5.6 applied to a carrier film.
  • Figure 4 shows a cross-sectional view of a further embodiment of the vehicle glazing 5 in the area of the mirror structure 5.5.
  • the cross-sectional view of Figure 4 corresponds to the section line AA '( Figure 1) in area Z of the mirror structure 5.5.
  • the embodiment shown in Figure 4 essentially corresponds to the embodiment from Figure 2, so that only the differences will be discussed here and reference is otherwise made to the description of Figure 2.
  • the vehicle glazing 5 is designed without a protective layer 5.8.
  • 5 shows a top view of a first arrangement of three current bus conductors 5.7, which are applied to the electrically conductive functional layer 5.6.
  • the functional layer 5.6 has a surface resistance of 0.69 ohms/square.
  • a first strip-shaped busbar 5.7 ' is arranged essentially parallel to the lower edge of the vehicle glazing 5 in the lower edge region 9 of the vehicle glazing 5.
  • the first current bus conductor 5.7' is applied to the edge of the electrically conductive functional layer 5, which is arranged adjacent to the lower edge of the vehicle glazing 5.
  • the longer of its dimensions is referred to as length and the less long of its dimensions is referred to as width.
  • the length of the first current bus conductor 5.7' is 300 mm.
  • a second current collector 5.7" is arranged at a distance of approximately 165 mm from the first current collector 5.7'.
  • the second current collector 5.7" runs essentially parallel to the first current collector 5.7'.
  • the second current collector 5.7" is arranged in the lower edge region 9 of the vehicle glazing 5. As a result, a first heating zone H1 is formed between the first and second current collector 5.7', 5.7".
  • a third current bus conductor 5.7'' can be arranged in the upper edge region 9 of the vehicle glazing 5.
  • the third is applied to the edge of the electrically conductive functional layer 5.6, which is arranged adjacent to the upper edge O of the vehicle glazing 5.
  • the coated, transparent visible area of the vehicle glazing 5 extends between the second power bus conductor 5.7" and the third power bus conductor 5.7'".
  • the first, second and third power bus conductors 5.7', 5.7", 5.7'" have a constant material thickness of, for example, approximately 10 pm and are made of silver, for example.
  • the first, second and third current bus conductors 5.7', 5.7", 5.7'' are essentially the same length and the same width.
  • the second current collector 5.7" is arranged at a flat distance between the first and third current collector 5.7', 5.7'", so that the first heating zone H1 is formed between the first current collector 5.7' and the second collector 5.7", and a second heating zone H2 is formed between the second collector 5.7" and the third collector 5.7'".
  • the mirror structure 5.5 is located within the first heating zone H1 and forms a first reflection region B of the vehicle glazing 5.
  • a second reflection region T can be located within the second heating zone H2.
  • the reflection regions of the vehicle glazing can be selectively heated by the separate heating zones H1, H2 without the entire vehicle glazing being heated.
  • the second current collector 5.7" is arranged spatially closer to the first current collector 5.7' than to the third current collector 5.7'".
  • the first heating zone H1 overlaps the mirror structure 5.5 when viewed through the vehicle glazing 5 (seen from the interior 10).
  • the second heating zone H2 formed between the second and third current collector 5.7", 5.7'" extends at least over a part of the area of the vehicle glazing 5 intended for viewing.
  • the power bus conductors 5.7', 5.7", 5.7'' are adapted to the shape and curvature of the vehicle glazing 5.
  • An average distance between the second busbar 5.7" and the third busbar 5.7" can be, for example, 645 mm and an average distance between the second busbar 5.7" and the first busbar can be, for example, 165mm.
  • the first and third current bus conductors 5.7', 5.7'' are connected to the positive potential of an electrical energy source, not shown.
  • the second 5.7" power bus conductor is connected to the ground of the energy source.
  • the first, second and third current bus conductors 5.7', 5.7", 5.7'' are each led to the energy source via connecting lines (not shown here), so that a voltage can be applied to the power bus conductors 5.7', 5.7", 5.7''. If a voltage is applied to two adjacent current bus conductors 5.7', 5.7", 5.7'', a heating current flows through the intermediate heating zone of the electrically conductive functional layer 5.6.
  • the arrangement of the current bus conductors 5.7', 5.7", 5.7'' according to the invention makes it possible to heat the first heating zone H1 and the second heating zone H2 separately from one another. In this way, for example, only the first heating zone H1, which is located in an overlap with the mirror structure 5.5, can be heated.
  • the area near the lower edge tends to fog up or frost more quickly than the higher section, which is closer to the upper edge of the vehicle glazing 5.
  • the voltage source provides, for example, an on-board voltage that is common for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and for example about 14 V, which can also be converted into a higher voltage, for example via voltage converters.
  • the voltage source can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V.
  • the first power bus conductor 5.7' and the second power bus conductor 5.7" are viewed through the vehicle glazing 5, depending on the direction of view, either through the Masking strip 5.4 or the mirror structure 5.5 is covered.
  • the third current bus conductor 5.7'" is covered by the masking strip 5.4 when viewed through the vehicle glazing 5 from the outside environment.
  • Figure 6 shows a top view of a second arrangement of the three current collectors 5.7', 5.7", 5.7'", which are applied to the electrically conductive functional layer 5.6.
  • the design shown in Figure 6 essentially corresponds to the design in Figure 5, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of Figure 5.
  • the first current collector 5.7' is shorter than in Figure 5.
  • the mirror structure 5.5 in Figure 6 has smaller dimensions than the mirror structure 5.5 in Figure 5.
  • One edge length of the mirror structure has a length of 150 mm.
  • the reflection area B has thus been significantly reduced.
  • the length of the first current collector 5.7' was adapted to the edge length of the mirror structure 5.5 and the first reflection area B.
  • the length of the first current collector 5.7' is 150 mm.
  • the area of the heating zone H1 has been reduced accordingly.
  • the length of the first current collector 5.7' was adapted to the edge length of the mirror structure 5.5 and the first reflection area B.
  • the length of the first current collector 5.7' is 150 mm.
  • the area of the heating zone H1 has been reduced accordingly.
  • FIG. 7 shows a top view of a third arrangement of the current bus conductors 5.7 ', 5.7".
  • the embodiment shown in FIG. 7 essentially corresponds to the embodiment from FIG. 5, so that only the differences will be discussed here and reference is otherwise made to the description of FIG. 5.
  • the vehicle glazing 5 only has two current bus conductors 5.7 ', 5.7".
  • the two mutually parallel current bus conductors 5.7', 5.7" are arranged vertically in the installed position of the vehicle glazing 5 on two opposite edges of the mirror structure 5.5.
  • the current bus conductors 5.7', 5.7" run vertically to the lower edge of the vehicle glazing 5, which is arranged downwards in the direction of the engine when the vehicle glazing is installed.
  • the length of the first and second current bus conductor 5.7', 5.7" was adapted to the edge length of the mirror structure 5.5 and the first reflection area B.
  • the length of the first and second current bus conductors 5.7', 5.7" is 165 mm.
  • the connecting cables of the current bus conductors 5.7', 5.7" can be led out of the vehicle glazing 5 directly at the motor edge of the vehicle glazing 5, in particular as a windshield. This becomes a cost-intensive solution where the connection cables have to be led out on one side of the vehicle glazing is avoided.
  • the embodiment in Figure 7 does not have a third current bus conductor 5.7''. There is no second reflection area T within the viewing area of the vehicle glazing 5.
  • the vehicle glazing 5 does not have a second heating zone H2.
  • FIG 8 shows a schematic view of an arrangement 1 according to the invention for a driver assistance system 100 of a vehicle.
  • the arrangement 1 according to the invention comprises the vehicle glazing 5.
  • the vehicle glazing 5 is, for example, a windshield.
  • the arrangement 1 includes a radiation source 7 for emitting infrared radiation 13 and a radiation receiver 8 for receiving infrared radiation (IR) and light, which are installed in a module (unit).
  • the radiation receiver 8 includes an 8.1 infrared sensor for receiving infrared radiation and a light sensor 8.2 for detecting light.
  • the light sensor 8.2 provides different (detection) information than the infrared sensor 8.1.
  • the module is installed here, for example, in the rear area of the dashboard 6 (also called the console).
  • the radiation receiver 8 can be arranged centrally on the dashboard of the vehicle. This arrangement of the radiation receiver 8 allows several faces to be detected at the same time.
  • the radiation source 7 is positioned such that the infrared radiation 13 is directed onto the surface IV of the inner pane 5.2 and is reflected there by the mirror structure 5.5 as the first reflection radiation 14 onto the face of the vehicle user 3.
  • the radiation source 7 is arranged such that the infrared radiation falls onto the face of a vehicle user 3 and in particular his eye area.
  • the first reflection radiation 14 is reflected from the face of the vehicle user 3 as a second reflection radiation 15 in the direction of the mirror structure 5.5.
  • the second reflection radiation is from the mirror structure 5.5
  • a light beam 11 is reflected from the face of the vehicle user 3 in the direction of the mirror structure 5.5 and is detected by the mirror structure 5.5 as a light reflection 12 by the light sensor 8.2.
  • a heating output of 250 W/m 2 per square meter is advantageous.
  • the functional layer 5.6 of the vehicle glazing 5 has a surface resistance of 0.69 ohms/square. In the case of icing, a heating output of 400 W/m 2 is advantageous. This results in high energy savings due to the lower power consumption of the local heating zones H1 and H2 than for an area in the entire surface of the vehicle glazing 5 (windshield).

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Abstract

Die Erfindung betrifft Fahrzeugverglasung (5) umfassend: - eine Außenscheibe (5.1) und eine Innenscheibe (5.2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (5.3) miteinander verbunden sind, - einen Maskierungsstreifen (5.4), welcher bereichsweise auf einer Oberfläche der Außenscheibe angeordnet ist, - eine Infrarotstrahlung reflektierende Spiegelstruktur (5.5),- mindestens eine Infrarotstrahlung reflektierende Funktionsschicht (5.6) und - mindestens zwei Stromsammelleiter (5.7', 5.7''), wobei die Spiegelstruktur (5.5) und der Maskierungsstreifen (5.4) in einem Randbereich (9) der Fahrzeugverglasung (5) angeordnet sind, wobei die Funktionsschicht (5.6) elektrisch leitfähig ausgebildet ist und die Stromsammelleiter (5.7', 5.7'') derart angeordnet sind, dass die Funktionsschicht (5.6) als Heizvorrichtung zum Beheizen der Spiegelstruktur (5.5) vorgesehen ist und die Spiegelstruktur (5.5) oder eine Fläche der orthogonalen Projektion der Spiegelstruktur (5.5) mittig zwischen zwei parallel angeordneten Stromsammelleitern (5.7', 5.7'') angeordnet ist.

Description

Fahrzeugverglasung und Anordnung für ein Fahrerassistenzsystem
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugverglasung und eine Anordnung für ein Fahrerassistenzsystem mit der Fahrzeugverglasung, einer Strahlungsquelle zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einem Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung.
Fahrzeugscheiben, insbesondere Windschutzscheiben weisen zunehmend vollflächige elektrisch leitfähige und für sichtbares Licht transparente Beschichtungen auf, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung eine gezielte Erwärmung der Scheibe bewirken. Es sind Verbundscheiben bekannt, die auf einer innenseitigen Oberfläche einer der Einzelscheiben eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen. Durch eine externe Spannungsquelle kann ein elektrischer Heizstrom durch die Beschichtung fließen. WO2012/052315 A1 offenbart eine solche Beschichtung auf Metallbasis.
Die elektrische Kontaktierung der Heizschicht erfolgt über Stromsammelleiter. Die Stromsammelleiter bestehen beispielsweise aus einer aufgedruckten und eingebrannten Silberpaste. Die Stromsammelleiter verlaufen typischerweise entlang der oberen und unteren Kante der Scheibe. Der Heizstrom fließt bei einer solchen Anordnung im Wesentlichen gleichmäßig durch die gesamte Beschichtung, die auf diese Weise insgesamt gleichmäßig vollflächig aufgeheizt wird.
Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen, kommen häufig Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz. Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer bei der Führung des Fahrzeugs, beispielsweise durch automatische Bremseingriffe bei Gefahr einer Kollision oder automatisches Spurhalten. Derartige Fahrerassistenzsysteme können eine Überwachung für den Fahrer umfassen, um eine frühzeitige Müdigkeit des Fahrers zu erkennen. Bekannt sind Systeme, bei denen das Gesicht des Fahrers mittels Infrarotstrahlung abgetastet wird. Dabei werden Blickrichtung und -dauer des Fahrers erfasst, um auf einen Müdigkeitszustand des Fahrers zu schließen. Die Fahrerassistenzsysteme umfassen meist eine Strahlungsquelle zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einen Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung, bei welchen es sich typischerweise um eigenständige Bauteile handelt, die jedoch meist in einer selben Baugruppe angeordnet sind. Die Strahlungsquelle ist so angeordnet, dass die Infrarotstrahlung direkt auf das Gesicht und insbesondere die Augenpartie des Fahrers gerichtet ist. Vom Gesicht des Fahrers wird die Infrarotstrahlung reflektiert und anschließend direkt vom Strahlungsempfänger erfasst. Bei derartigen Fahrerassistenzsystemen müssen Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger so angeordnet sein, dass freie Sicht auf das Gesicht des Fahrers besteht. Derartige Anordnungen müssen auch bei niedrigen Temperaturen und feuchten Witterungen einwandfrei funktionieren.
Die WO 2022/157022 A1 offenbart eine Scheibe mit einem beheizbaren Sensorfeld, welche eine auf dem Sensorfeld angebrachte, beheizbare Folie umfasst. Die Folie besteht aus einer beschichteten Trägerfolie, wobei die Beschichtung elektrisch leitfähig ist. Die Folie ist über eine Haftschicht mit der Scheibe haftfest verbunden.
Die WO 2022/179817 A1 beschreibt eine Projektionsanordnung mit einer Verbundscheibe und P-polarisierter Strahlung. Die Verbundscheibe weist eine Reflexionsschicht, welche zwischen der Außenscheibe und Innenscheibe der Verbundscheibe angeordnet ist und zum Reflektieren von P-polarisierten Licht geeignet ist.
Die DE 102016213066 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Fahrerbeobachtung innerhalb eines Kraftfahrzeugs mit einer Kamera, die eingerichtet ist, um Licht mit einer Wellenlänge im Nahinfrarotbereich aufzunehmen und die ein Spiegelbild des Fahrers aufnimmt.
Es besteht der Bedarf an Fahrzeugverglasungen für Fahrzeuge mit einem Fahrerassistenzsystem. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Fahrzeugverglasung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche Beschlag und Vereisung entgegenwirkt.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Erfindungsgemäß umfasst die Fahrzeugverglasung eine Außenscheibe und eine
Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, sowie einen Maskierungsstreifen, welcher bereichsweise auf einer Oberfläche der Außenscheibe angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Fahrzeugverglasung eine
Infrarotstrahlung reflektierende Spiegelstruktur, wobei die Spiegelstruktur und der Maskierungsstreifen in einem Randbereich der Fahrzeugverglasung angeordnet sind. Ferner umfasst die Fahrzeugverglasung mindestens eine Infrarotstrahlung reflektierende Funktionsschicht mit mindestens zwei Stromsammelleitern, wobei die Funktionsschicht elektrisch leitfähig ausgebildet ist und die Stromsammelleiter derart an der Funktionsschicht angeordnet sind, dass die Funktionsschicht als Heizvorrichtung zum Beheizen der Spiegelstruktur vorgesehen ist. Die Fahrzeugverglasung ist als Verbundscheibe für ein Fahrerassistenzsystem vorgesehen, welches einen Gesichtszustand, beispielsweise eine frühzeitige Müdigkeit, eines Fahrzeugnutzers erkennt. Mit der Erfindung kann das Fahrerassistenzsystem bei schlechten Wetter- bzw. Sichtbedingung störungsfrei arbeiten, da Beschlag und Vereisungen an der Innenscheibe bzw. Spiegelstruktur schnell und einfach entfernt werden können. Die Erfindung zeigt somit eine Neuerung auf, die wesentliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen Vorgehensweise bietet, die im Stand der Technik im Grunde nicht erreichbar sind. Die Spiegelstruktur kann Strahlung zum Strahlungsempfänger reflektieren und diese Strahlung wird vom Strahlungsempfänger detektiert. Aus den erfassten Daten können Informationen über einen Gesichtszustand eines Fahrzeugnutzers (Fahrers) gewonnen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Funktionsschicht in dem Randbereich der Fahrzeugverglasung mit den Stromsammelleitern derart elektrisch leiten verbunden, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Stromsammelleiter ein Heizstrom durch die Funktionsschicht fließt. Durch die Beheizung der Spiegelstruktur bzw. Fahrzeugverglasung über die elektrisch leitfähige Funktionsschicht ist die typischerweise verwendete Beheizungsvariante mittels der Klimasysteme (HVAC) -Methode bei Einbau der Fahrzeugverglasung in ein Fahrzeug überflüssig.
Die Spiegelstruktur oder eine Fläche der orthogonalen Projektion der Spiegelstruktur kann mittig zwischen zwei parallel angeordneten Stromsammelleitern angeordnet sein. Durch eine derartige Anordnung kann die Spiegelstruktur effizient beheizt werden. Dies ermöglicht eine sehr gute Erkennung von Einzelheiten des Gesichts des Fahrers und insbesondere von Augenbewegungen.
Vorzugsweise weist die Fahrzeugverglasung drei Stromsammelleiter auf, wobei ein zwischen zwei Stromsammelleitern angeordneter mittlerer Stromsammelleiter mit einem Referenzpotential, beispielsweise Masse, verbunden ist. Dabei können vorteilhafterweise nicht nur eine Heizzone, sondern zwei Heizzonen gleichzeitig beheizt werden, wobei der mittlere Stromsammelleiter für zwei benachbarte Heizzonen beansprucht wird. In dieser Ausgestaltung weist die Funktionsschicht einen ersten Stromsammelleiter, einen zweiten (mittleren) Stromsammelleiter und einen dritten Stromsammelleiter auf. Dadurch wird zwischen dem ersten und dem zweiten Stromsammelleiter eine erste Heizzone ausgebildet und zwischen dem zweiten Stromsammelleiter und dem dritten Stromsammelleiter wird eine zweite Heizzone ausgebildet. Die Funktionsschicht überlappt in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung blickend in Richtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe zumindest die erste Heizzone und die zweite Heizzone vollständig. Mit in Richtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe oder von der Außenscheibe zur Innenscheibe blickend ist eine senkrecht zur Hauptfläche der Fahrzeugverglasung angeordnete Blickrichtung gemeint. Die Spiegelstruktur befindet sich innerhalb der ersten Heizzone und bildet einen ersten Reflexionsbereich der Fahrzeugverglasung aus. Innerhalb der zweiten Heizzone kann sich ein zweiter Reflexionsbereich befinden. Die Reflexionsbereiche der Fahrzeugverglasung können durch die getrennten Heizzonen selektiv beheizt werden, ohne dass die gesamte Fahrzeugverglasung beheizt wird. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch erheblich reduziert werden.
Im Sinne der Erfindung bedeutet die „vollständige Überlappung eines Elements A mit einem Element B“, dass die orthonormale Projektion von Element A zur Ebene von Element B vollständig innerhalb von Element B angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung kann vorgesehen sein, dass sich die mindestens zwei Stromsammelleiter entlang einer Seitenkante der Spiegelstruktur erstrecken und die Länge mindestens eines Stromsammelleiters einer Seitenkantenlänge der Spiegelstruktur entspricht. Insbesondere können die Stromsammelleiter eine unterschiedliche Länge aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können sich die mindestens zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Stromsammelleiter vertikal in der Einbaulage der Fahrzeugverglasung an zwei gegenüberliegenden Kanten der Spiegelstruktur erstrecken.
Die Fahrzeugverglasung weist eine umlaufende Seitenkante auf, welche vorzugsweise eine Oberkante und eine Unterkante sowie zwei dazwischen verlaufende Kanten mit einer ersten und einer zweiten seitlichen Kante umfasst. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet. Die Fahrzeugverglasung kann jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen.
Insbesondere können die Stromsammelleiter vertikal zu der Unterkante der Fahrzeugverglasung verlaufen, die in Einbaulage der Fahrzeugverglasung nach unten in Richtung des Motors angeordnet ist. In einer solchen Anordnung können die Anschlusskabel der Stromsammelleiter direkt an der Motorkante der Fahrzeugverglasung, insbesondere der Windschutzscheibe, aus der Fahrzeugverglasung herausgeführt werden. Dadurch wird eine kostenintensive Lösung, bei der die Anschlusskabel an einer Seite der Fahrzeugverglasung herausgeführt werden müssen, vermieden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Länge mindestens eines Stromsammelleiters 100 mm bis 500 mm, bevorzugt 250 mm bis 400 mm, besonders bevorzugt 350 mm betragen. Da sich der Stromsammelleiter nicht über die gesamte Breite der Fahrzeugverglasung erstreckt, muss nicht die gesamte Oberfläche der Fahrzeugverglasung beheizt werden, sondern es wird gezielt eine lokale beschränkte Heizzone erwärmt, so dass Heizenergie eingespart werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der erste, zweite und/oder dritte Stromsammelleiter mittels Löten oder Kleben auf die Oberfläche der ersten Innenscheibe und/oder die elektrisch leitfähige Funktionsschicht aufgebracht. Die so aufgebrachten Stromsammelleiter sind bevorzugt als Draht oder Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet. Die Stromsammelleiter enthalten dann beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Der Streifen hat bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 30 pm bis 300 pm. Stromsammelleiter aus elektrisch leitfähigen Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Der Streifen kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein.
Alternativ ist der erste, zweite und/oder dritte Stromsammelleiter als aufgedruckte und eingebrannte leitfähige Struktur ausgebildet. Die aufgedruckten Stromsammelleiter enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten.
Die Schichtdicke der aufgedruckten Stromsammelleiter beträgt bevorzugt von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 8 pm bis 20 pm und ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 12 pm. Aufgedruckte Stromsammelleiter mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Stromsammelleiter, der zweite Sammelleiter und/oder der dritte Sammelleiter jeweils durch eine oder mehrere Anschlussleitungen elektrisch kontaktiert. Die Anschlussleitung ist bevorzugt als flexibler Folienleiter (Flachleiter, Flachbandleiter) ausgebildet. Darunter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Funktionsschicht an einer ersten Oberfläche (Seite III) der Innenscheibe angeordnet, wobei die Spiegelstruktur an einer zweiten Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe angeordnet ist. Auf diese Weise sind die Funktionsschicht und die Spiegelstruktur lediglich durch die Innenscheibe voneinander getrennt. Dies ermöglich eine besonders effiziente Erwärmung des Bereichs der Fahrzeugverglasung, in dem sich die Spiegelstruktur befindet. Die Innenscheibe weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte erste Oberfläche (Seite III) und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte zweite Oberfläche (Seite IV) auf. Die innenraumseitige Oberfläche (Seite IV) der Innenscheibe in Einbaulage ist zugleich die Innenfläche der Fahrzeugverglasung. Die Außenscheibe weist eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte erste Oberfläche (Seite I) auf, welche auch gleichzeitig die Außenfläche der Fahrzeugverglasung ist. Die Außenscheibe weist außerdem eine der ersten thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte innenraumseitige, zweite Oberfläche (Seite
II) auf. Die Fahrzeugverglasung ist dafür vorgesehen, eine äußere Umgebung von einem Innenraum, vorzugsweise einen Fahrzeuginnenraum, abzutrennen. Die außenseitige Oberfläche (I) der Außenscheibe ist dabei dafür vorgesehen, der äußeren Umgebung zugewandt zu sein und die innenraumseitige Oberfläche (IV) der Innenscheibe ist dafür vorgesehen, dem Innenraum zugewandt zu sein.
Alternativ kann die Funktionsschicht in einer weiteren Ausgestaltung zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe und die Spiegelstruktur an der ersten Oberfläche (Seite
III) der Innenscheibe angeordnet sein. Bei dieser Anordnung kann die Spiegelstruktur unmittelbar an der Funktionsschicht anliegen und somit gezielter beheizt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung überdeckt die Spiegelstruktur in Durchsichtrichtung durch die Fahrzeugverglasung die mindestens zwei Stromsammelleiter. Mit anderen Worten sind der erste Stromsammelleiter und der zweite Stromsammelleiter von einem Innenraum eines Fahrzeugs nicht sichtbar.
Die Spiegelstruktur umfasst vorzugsweise ein Metall ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Indium Titan, Tantal, Niob, Nickel, Kupfer, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Scandium Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, Ruthenium, mit Bor dotiertes Silizium, Silizium-Zirkonium-Mischnitrid, Siliziumnitrid, Titanoxid, Siliziumoxid, Titancarbid, Zirconiumcarbid, Silizium-Zirkonium-Aluminium oder Mischungen davon.
Die Spiegelstruktur ist dazu geeignet sichtbares Licht in einem Wellenlängenbereich von mindestens 380 nm bis 780 nm zu reflektieren. Vorzugsweise reflektiert die Spiegelstruktur mindestens 80 %, besonders bevorzugt mindestens 90% und insbesondere mindestens 99% der einfallenden Lichtstrahlen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Spiegelstruktur eine reflektierende Folie. Dies verbessert den Herstellungsprozess der Fahrzeugverglasung.
Bevorzugt ist die Spiegelstruktur in Durchsichtrichtung durch die Fahrzeugverglasung vor dem Maskierungsstreifen angeordnet. Der Maskierungsstreifen überdeckt in Durchsichtrichtung durch die Fahrzeugverglasung blickend in Richtung von der Außenscheibe zur Innenscheibe die Spiegelstruktur. Die Spiegelstruktur kann streifenförmig entlang einer unteren Kante der Fahrzeugverglasung angeordnet sein. Die Spiegelstruktur weist vorzugsweise eine Breite von 100 mm oder mehr, besonders bevorzugt 150 mm oder mehr, insbesondere 170 mm oder 300 mm (Millimeter) oder mehr auf. Mit „Breite“ ist im Sinne der Erfindung die Ausdehnung senkrecht zur Erstreckungsrichtung gemeint.
Der Maskierungsstreifen umfasst eine Maskierungsschicht, welche eine Emaille oder eine opake thermoplastische Folie sein kann. Die Maskierungsschicht kann auch eine bereichsweise opake thermoplastische Folie und somit Bestandteil der thermoplastischen Zwischenschicht oder ein eingelegtes, opakes Element sein. Die Maskierungsschicht ist insbesondere eine opake (dunkle), bevorzugt schwarze, Beschichtung. Der Maskierungsstreifen ist vorzugsweise auf der innenraumseitigen, zweiten Oberfläche (II) der Außenscheibe aufgebracht, sie kann aber auch auf der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe oder der zweiten Oberfläche (IV) der Innenscheibe aufgebracht sein. Der Maskierungsstreifen ist bevorzugt eine periphere (rahmenförmige) Schicht, welche sich entlang der umlaufenden Kante der Fahrzeugverglasung erstreckt und im Bereich der Spiegelstruktur verbreitert sein kann. Der Maskierungsstreifen dient auch als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe (beispielsweise zum Einkleben in ein Fahrzeug). Der Maskierungsstreifen weist vorzugsweise einen Transmissionsgrad (nach ISO 9050:2003) für sichtbares Licht von kleiner 15 %, bevorzugt kleiner 10 %, besonders bevorzugt kleiner 1 % auf. Der Maskierungsstreifen kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der Maskierungsstreifen auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Infrarotstrahlung reflektierende Funktionsschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Insbesondere ist die Funktionsschicht in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung zwischen dem Maskierungsstreifen und der Spiegelstruktur angeordnet. Die Funktionsschicht ist transparent für sichtbares Licht ausgebildet. Die Infrarotstrahlung reflektierende Funktionsschicht ist elektrisch leitfähig ausgebildet. Die Funktionsschicht ist als Heizvorrichtung zum Beheizen der Fahrzeugverglasung vorgesehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Funktionsschicht eine Einzelschicht oder ein Schichtaufbau aus mehreren Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm. Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Fahrzeugverglasung insbesondere als Windschutzscheibe den gesetzlichen Bestimmungen entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%. Die Werte für die Lichttransmission (TL) und die Reflexion (RL) beziehen sich (wie für Automobilverglasungen üblich) auf die Lichtart A, d.h. den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts bei einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm, also im Wesentlichen das sichtbare Spektrum der Sonnenstrahlung. Als Infrarotstrahlen werden Strahlen einer Wellenlänge von größer als etwa 800 nm verstanden.
Die Funktionsschicht enthält zumindest ein Metall, bevorzugt Silber, Nickel, Chrom, Niob, Zinn, Titan, Kupfer, Palladium, Zink, Gold, Cadmium, Aluminium, Silizium, Wolfram oder Legierungen daraus, und/oder mindestens eine Metalloxidschicht, bevorzugt Zinn-dotiertes Indiumoxid (ITO), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO, SnO2:F) oder Antimon-dotiertes Zinnoxid (ATO, SnO2:Sb). Die Funktionsschicht kann eine Abfolge mehrerer Einzelschichten umfassen, insbesondere zumindest eine metallische Schicht und dielektrische Schichten, die beispielsweise zumindest ein Metalloxid enthalten. Das Metalloxid enthält bevorzugt Zinkoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen sowie Kombinationen von einem oder mehreren daraus. Das dielektrische Material enthält beispielsweise Siliziumnitrid, Siliziumcarbid oder Aluminiumnitrid.
Als bevorzugtes Metall für die metallische Schicht hat sich Silber durchgesetzt, da es sowohl eine relativ neutrale Farbwirkung besitzt als auch die Infrarotstrahlung außerhalb des sichtbaren Bereiches der Sonnenstrahlung selektiv reflektiert. Die dielektrischen Schichten haben die Aufgabe, über ihre Brechungsindizes die optischen Eigenschaften der beschichteten Scheibe zu verbessern und die metallische Funktionsschicht vor Oxidation zu schützen. Solche Funktionsschicht weisen auch eine Sonnenschutzwirkung auf und werden beispielsweise mit dem Verfahren des reaktiven Sputterns hergestellt. In den meisten Fällen werden Schichtsysteme mit zwei Silberfunktionsschichten, aber auch drei oder vier Silberfunktionsschichten verwendet, da deren Wirkungsgrad, d.h. die Reflexion der Infrarotstrahlung außerhalb des sichtbaren Bereiches im Verhältnis zu Transmission der sichtbaren Strahlung, größer ist. Die Silberfunktionsschichten sind jeweils durch dielektrische Schichten voneinander getrennt. Funktionsschichten mit Sonnenschutzwirkung sind beispielsweise bekannt aus DE102009006062 A1 , W02007/101964 A1 , WO2013/104439A1 , DE19927683 C1 und EP1218307 B1.
Die Dicke der Funktionsschicht kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden, wobei eine Schichtdicke von 10 nm bis 5 pm und insbesondere von 30 nm bis 1 pm bevorzugt ist. Der Flächenwiderstand der Funktionsschicht mit Sonnenschutzwirkung beträgt bevorzugt von 0,35 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat, bevorzugt 0,5 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat, ganz besonders bevorzugt von 0,69 Ohm/Quadrat bis 30 Ohm/Quadrat, und insbesondere von 2 Ohm/Quadrat bis 20 Ohm/Quadrat. Die Funktionsschicht bedeckt bzw. überdeckt die Oberfläche der Innenscheibe teilweise, jedoch vorzugsweise großflächig. Der Ausdruck "großflächig" bedeutet, dass mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 75% oder bevorzugt mindestens 90% der Oberfläche der Scheibe von der Funktionsschicht bedeckt (z.B. beschichtet) ist.
Die Funktionsschicht oder eine Trägerfolie mit der Funktionsschicht kann auf einer Oberfläche der Innenscheibe oder Außenscheibe angeordnet sein. Beispielsweise befindet sich die Funktionsschicht auf einer innenliegenden Oberfläche der einen oder der anderen Scheibe (d.h. Seite II oder Seite III). Beispielsweise ist die Funktionsschicht auf der ersten Oberfläche der Innenscheibe angeordnet (Seite III). Alternativ kann die Funktionsschicht zwischen zwei thermoplastischen Zwischenschichten eingebettet sein. Die Funktionsschicht ist dann bevorzugt auf eine Trägerfolie oder Trägerscheibe aufgebracht. Die Trägerfolie oder Trägerscheibe enthält bevorzugt ein Polymer, insbesondere Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU), Polyethylenterephthalat (PET) oder Kombinationen daraus.
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, welche eine Strahlungsquelle zum Emittieren von Infrarotstrahlung, einen Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung und die erfindungsgemäße Fahrzeugverglasung umfasst. Die Fahrzeugverglasung weist eine Außenscheibe und eine Innenscheibe auf, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Ferner umfasst die Fahrzeugverglasung mindestens einen Maskierungsstreifen und eine Spiegelstruktur zum Reflektieren von Infrarot- und sichtbarer Strahlung. Die Strahlungsquelle ist so angeordnet, dass eine Infrarotstrahlung von der Spiegelstruktur als erste Reflexionsstrahlung auf das Gesicht eines Fahrzeugnutzers reflektiert werden kann und die erste Reflexionsstrahlung vom Gesicht des Fahrzeugnutzers als zweite Reflexionsstrahlung auf die Spiegelstruktur reflektiert werden kann. Der Strahlungsempfänger ist so angeordnet, dass die von der Spiegelstruktur als dritte Reflexionsstrahlung reflektierte zweite Reflexionsstrahlung zum Strahlungsempfänger reflektiert und vom Strahlungsempfänger empfangen werden kann. Weiterhin umfasst der Strahlungsempfänger einen Lichtsensor, der von der Spiegelstruktur reflektiertes Licht detektiert. Gemäß der Erfindung wird die Überwachung eines Gesichtszustands mittels eines Lichtsensors erweitert, der einen von der Spiegelstruktur reflektierten Lichtstrahl erfasst. Durch die Bilddaten werden zusätzliche Information über das Gesicht des Fahrzeugnutzer zur Verfügung gestellt.
Der Strahlungsempfänger, insbesondere der Lichtsensor, ist zum Detektieren von Strahlung mit einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm (Nanometer) vorgesehen, also im Wesentlichen zum Detektieren von Strahlung im sichtbaren Spektrum der Strahlung aber auch Infrarotstrahlung. Als Infrarotstrahlen werden Strahlen einer Wellenlänge von größer als etwa 800 nm verstanden. Der Lichtsensor erfasst den Farbzustand des Gesichts, dadurch erhält das Überwachungssystem zusätzliche Informationen über den Zustand der zu überwachenden Person. Die zusätzliche Bereitstellung von Bilddaten hat den besonderen Vorteil, dass mehr Details des Gesichts erfasst werden können und somit eine verbesserte Erfassung des Zustands eines Fahrzeugnutzer stattfinden kann. Die Bilddaten können z.B. in Form eines Videosignals oder in Form einer graphischen Datei einer Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden. Ferner können die Videodaten zur Bildtelefonie verwendet werden.
Die Spiegelstruktur ist dazu vorgesehen Infrarotstrahlung und Licht zu reflektieren. Ein Lichtstrahl vom Gesicht des Fahrzeugnutzers, insbesondere eines Fahrers des Fahrzeugs, wird an der Spiegelstruktur reflektiert. Der Strahlungsempfänger ist so angeordnet, dass der von der Spiegelstruktur als Lichtreflexion reflektierter Lichtstrahl zum Strahlungsempfänger reflektiert wird und von dem Lichtsensor empfangen werden kann. Mit anderen Worten ist der Lichtsensor im Strahlengang der von der Spiegelstruktur reflektierten Lichtstrahlen angeordnet. Der Strahlungsempfänger ist zum Detektieren eines Gesichtszustandes des Fahrzeugnutzers vorgesehen. Diese Bilddaten werden zusätzlich zu weiteren Informationen in Bussystem, beispielsweise CAN-Bussystem eingespeist.
Der Strahlungsempfänger kann am Armaturenbrett (auch als Konsole, Bedienungstafel oder Schalttafel genannt) des Fahrzeugs angeordnet sein, insbesondere im Nahbereich des Lenkrads. Alternativ oder zusätzlich kann der Strahlungsempfänger an einer A-Säule, Mittelkonsole, Lenkrad oder Rückspiegel des Fahrzeugs angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Strahlungsempfänger mittig am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein. Durch diese Anordnung des Strahlungsempfängers können mehrere Gesichter zwecks Überwachung erfasst werden. Zweckmäßigerweise kann der Strahlungsempfänger zum Detektieren eines Gesichtszustandes des Fahrers und eines Gesichtszustands des Beifahrers vorgesehen sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst der Strahlungsempfänger einen als Kamera ausgebildeten Lichtsensor. Der Lichtsensor kann vorzugsweise als Fotodiode oder als Kamera ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der Strahlungsempfänger und die mindestens eine Strahlungsquelle als ein Modul, d.h. eine Baueinheit, ausgebildet sein, bei der der Lichtsensor mittig angeordnet ist und die mindestens eine Strahlungsquelle seitlich vom Strahlungsempfänger angeordnet ist.
Die Außenscheibe und Innenscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat- Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die Außenscheibe und Innenscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen. Die Dicke der einzelnen Scheiben (Außenscheibe und Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein System zum Überwachen eines Fahrers eines Fahrzeugs, welches eine erfindungsgemäße Anordnung, mindestens einen Aktor und/oder mindestens eine Signalausgabevorrichtung und eine elektronischen Kontrolleinrichtung umfasst, welche dazu vorgesehen ist, auf Basis eines Ausgangssignals des Strahlungsempfängers Informationen über den Fahrer zu ermitteln. Auf Basis der ermittelten Informationen wird ein elektrisches Signal an den mindestens einen Aktor zum Ausführen einer mechanischen Aktion und/oder an die mindestens eine Signalausgabevorrichtung zum Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Signals abgegeben.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem. Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugnutzers, insbesondere eines Fahrers eines Fahrzeugs, welches die folgenden Schritte umfasst:
Generieren und Aussenden von Strahlung auf eine Spiegelstruktur einer Fahrzeugverglasung, derart dass von der Spiegelstruktur reflektierte Strahlung als erste Reflexionsstrahlung auf das Gesicht des Fahrzeugnutzers trifft, wobei die erste Reflexionsstrahlung vom Gesicht des Fahrzeugnutzers als zweite Reflexionsstrahlung auf die Spiegelstruktur trifft und von der Spiegelstruktur als dritte Reflexionsstrahlung reflektiert wird,
Empfang der dritten Reflexionsstrahlung und einer Lichtreflexion vom Gesicht des Fahrzeugnutzers,
Ermitteln von Informationen über den Fahrzeugnutzer,
Ausführen eine Aktion und/oder Ausgaben eines optischen und/oder akustischen Signals auf Basis der ermittelten Informationen über den Fahrzeugnutzers.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Fahrerassistenzsysteme mit Überwachung eines Fahrzeugnutzers eines Fahrzeugs für den Verkehr zu Lande, zu Wasser oder in der Luft.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Fahrzeugverglasung,
Figur 2 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung,
Figur 3 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung, und
Figur 4 eine Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung, Figur 5 eine erste Ausführungsform einer Anordnung der Stromsammelleiter,
Figur 6 eine zweite Ausführungsform der Anordnung der Stromsammelleiter,
Figur 7 eine dritte Ausführungsform der Anordnung der Stromsammelleiter, und Figur 8 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung für Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs.
Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.
Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung 5. Die erfindungsgemäße Fahrzeugverglasung 5 kann beispielsweise eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs sein. Die Fahrzeugverglasung 5 trennt einen Fahrzeuginnenraum von einer äußeren Umgebung ab.
Die Fahrzeugverglasung 5 weist einen rahmenförmig umlaufenden Maskierungsstreifen 5.4 auf. Ferner umfasst die Fahrzeugverglasung 5 eine Spiegelstruktur 5.5, die sich räumlich vor dem Maskierungsstreifen 5.4 befindet. Der opake Maskierungsstreifen 5.4 fungiert für die Spiegelstruktur als opaker Hintergrund. Die Spiegelstruktur 5.5 ist beispielsweise eine Spiegelfolie, wobei der Maskierungsstreifen 5.4 die Spiegelfolie in Durchsichtrichtung vollständig überdeckt. Wenn die Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5 mit Bildern bestrahlt wird, werden diese Bilder reflektiert. Vor dem opaken Maskierungsstreifen 5.4 erscheinen die von der Spiegelstruktur 5.5 reflektierten Bilder hell und gut erkennbar.
Die Spiegelstruktur 5.5 ist in einem Randbereich 9 in der Nähe einer Unterkante U der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Mit Oberkante O wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante U wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Ein Abstand der Spiegelstruktur 5.5 zu einer Kante der Außenscheibe 5.1 kann 60 mm, 80 mm oder 100 mm betragen. Alternativ oder zusätzlich kann die Spiegelstruktur 5.5 im oberen Abschnitt des Randbereichs 9 oder an einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 9 angeordnet sein. Eine randseitige Anordnung ist in einer Verwendung und Ausgestaltung der Fahrzeugverglasung 5 als Windschutzscheibe vorteilhaft und zweckmäßig, um die geforderten Auflagen für das Sichtfeld des Fahrers zu erfüllen. Die Spiegelstruktur 5.5 kann flächig zusammenhängend, insbesondere einteilig, ausgebildet sein. Die Spiegelstruktur 5.5 kann sich entlang einer, insbesondere unteren Kante der Fahrzeugverglasung 5 erstrecken, so dass ein umlaufendes (von einer Seitenkante zu einer gegenüberliegenden Seitenkante) Bild erzeugt werden kann. Ober die Spiegelstruktur 5.5 erstreckt sich in mehreren, beispielsweise drei oder vier, Abschnitten, die im unteren (motorseitigen) Randbereich 9 angeordnet sind.
In Figur 2 ist eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5. Die Querschnittansicht der Figur 2 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 1) im Bereich Z der Spiegelstruktur 5.5.
Die Fahrzeugverglasung 5 ist als eine Verbundscheibe ausgebildet, welche eine Außenscheibe 5.1 und eine Innenscheibe 5.2 aufweist, die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 5.3 fest miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 5.1 und die Innenscheibe 5.2 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk- Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die Außenscheibe 5.1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf und die Innenscheibe 5.2 beispielseiweise eine Dicke von 1 ,6 mm oder 1 ,5 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht 5.3 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Die Außenscheibe 5.1 weist eine erste Oberfläche I und eine der ersten thermoplastischen Zwischenschicht 5.3 zugewandte innenraumseitige, zweite Oberfläche II auf. Die Innenscheibe 5.2 weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht 5.3 zugewandte erste Oberfläche III und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht 5.3 abgewandte zweite Oberfläche IV auf.
Die Fahrzeugverglasung 5 weist an der Außenscheibe 5.1 den rahmenförmig umlaufenden Maskierungsstreifen 5.4 auf. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist opak, vorzugsweise schwarz, bevorzugt als keramischer Schwarzdruck ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugverglasung 5 ein eingelegtes, opakes Element als einen weiteren Maskierungsstreifen 5.4 aufweisen. Der weitere Maskierungsstreifen kann eine gefärbte thermoplastische Zwischenschicht, beispielsweise eine gefärbte oder getönte PVB-Folie sein. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist zur Abdeckung der auf der innenseitig der Fahrzeugverglasung 5.4 angeordneten Verklebungen und Anschlussstrukturen. Der Maskierungsstreifen 5.4 kann im unteren (motorseitigen) Abschnitt des Randbereichs 9 auch verbreitet ausgebildet sein. Dazu weist der Abschnitt des Randbereichs 9 eine größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt des Randbereichs 9 der Fahrzeugverglasung 5 auf. Als Breite wird die Abmessung des Maskierungsstreifens 5.4 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden. Die Fahrzeugverglasung 5 umfasst auch die Spiegelstruktur 5.5, die sich an der Innenscheibe 5.2 und räumlich vor dem Maskierungsstreifen 5.4 befindet. Der opake Maskierungsstreifen 5.4 fungiert als opaker Hintergrund. Die Spiegelstruktur 5.5 ist beispielsweise eine Spiegelfolie, wobei der Maskierungsstreifen 5.4 die Spiegelfolie in Durchsichtrichtung vollständig überdeckt. Alternativ kann die Spiegelstruktur 5.5 als eine reflektierende Beschichtung ausgebildet sein. Die Spiegelstruktur 5.5 kann Aluminium oder Nickel-Chrom aufweisen. Die Spiegelstruktur 5.5 ist dazu vorgesehen sichtbares Licht zu reflektieren. Zusätzlich kann die Spiegelstruktur 5.5 Infrarotstrahlung reflektieren.
Die Spiegelstruktur 5.5 ist an der zweiten Oberfläche VI der Innenscheibe 5.2 angeordnet, wobei auf der Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 eine transparente Funktionsschicht 5.6 aufgebracht ist, welche dazu geeignet ist, Infrarotstrahlung zu reflektieren. Die Funktionsschicht 5.6 oder eine Trägerfolie mit der Funktionsschicht 5.6 kann für die Reflexion von Infrarotstrahlung im Rahmen der Infrarot-basierten Überwachungsfunktion eines Fahrerassistenzsystems genutzt werden kann. Die Funktionsschicht 5.6 kann eine Einzelschicht oder ein Schichtaufbau aus mehreren Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm sein. Funktionsschicht 5.6 ist elektrisch leitfähig ausgebildet und als Heizvorrichtung zum Beheizen der Fahrzeugverglasung 5 vorgesehen ist. Die elektrisch leitfähige Funktionsschicht 5.6 enthält beispielsweise eine Silberschicht mit einer Schichtdicke von 15 nm. Die elektrisch leitfähige Funktionsschicht 5.6 erstreckt sich über die gesamte außenseitige Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 mit Ausnahme eines umlaufenden Randbereichs und optional lokaler Bereich, die als Kommunikations-, Sensor- oder Kamerafenster die Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die Verbundscheibe 1 gewährleisten sollen (nicht gezeigt) und daher nicht mit der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 5.6 versehen sind. Die Funktionsschicht 5.6 weist vorteilhaft keinen Kontakt zur Atmosphäre auf und ist beispielsweise im Inneren der Fahrzeugverglasung 5 durch die thermoplastische Zwischenschicht 5.3 vor Beschädigungen und Korrosion geschützt. Dadurch, dass die Funktionsschicht 5.6 auf der zweiten Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 positioniert ist, ist sie dort vor Umwelteinflüssen und Verschmutzung geschützt. Die Spiegelstruktur 5.5 und die Funktionsschicht 5.6 sind in dieser Ausführungsform durch die ca. 1 ,6 mm dicke Innenscheibe 5.2 voneinander getrennt. Bei einem derartigen Abstand von weniger als 3 Millimetern werden sehr deutliche Reflexionsbilder erzielt.
Auf der einem Fahrzeuginnenraum 10 zugewandten Oberfläche der Spiegelstruktur 5.5 kann eine Schutzschicht 5.8 angeordnet sein. Die Schutzschicht kann als eine Glasscheibe ausgebildet sein. Die Glasscheibe kann der Innenscheibe 5.2 gleichen und eine Dicke von 1 ,5 mm oder 1 ,6 mm aufweisen.
Die Schutzschicht 5.8 schützt die Oberfläche der Spiegelstruktur 5.5 zur umgebenden Atmosphäre. Die vorgesehene Schutzschicht 5.8 bildet somit, mindestens im Bereich der Spiegelstruktur 5.5, die in Einbaulage zu dem Innenraum 10 gerichtete erste, äußere Oberfläche der Fahrzeugverglasung 5 und schützt diese sowie die Spiegelstruktur 5.5 vorteilhaft vor äußeren Einflüssen und Verschmutzung. Die Schutzschicht 5.8 kann auch als hydrophober Film ausgebildet sein, der eine Beschichtung mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz ist. Beispielsweise kann bei Berührung durch einen Nutzer das Entstehen von Fingerabdrücken vermieden werden.
Alternativ kann die Fahrzeugverglasung 5 ohne eine Schutzschicht 5.8 ausgebildet sein, wie in Figur 4 gezeigt.
Figur 3 zeigt eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5. Die Querschnittansicht der Figur 3 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 1) im Bereich Z der Spiegelstruktur 5.5. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist auf der zweiten Oberfläche II der Außenscheibe 5.1 angeordnet.
Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 2 befindet sich die Spiegelstruktur 5.5 nicht an der zweiten Oberfläche IV der Innenscheibe 5.2, sondern zwischen der Innenscheibe 5.2 und der thermoplastischen Zwischenschicht 5.3. Die Spiegelstruktur 5.5 und die Funktionsschicht 5.6 sind in dieser Ausführungsform unmittelbar aneinander angeordnet. Die Funktionsschicht 5.6 kann auch als eine auf einer Trägerfolie aufgebrachte Funktionsschicht 5.6 ausgebildet sein.
Figur 4 zeigt eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5. Die Querschnittansicht der Figur 4 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 1) im Bereich Z der Spiegelstruktur 5.5. Die in der Figur 4 gezeigte Ausgestaltung entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung aus der Figur 2, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu der Figur 2 verwiesen wird. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 2 ist die Fahrzeugverglasung 5 ohne eine Schutzschicht 5.8 ausgebildet. In Figur 5 ist eine Draufsicht auf eine erste Anordnung von drei Stromsammelleiter 5.7 dargestellt, welche an der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 5.6 aufgebracht sind. Die Funktionsschicht 5.6 weist einen Flächenwiderstand von 0,69 Ohm/Quadrat auf. Ein erster streifenförmiger Sammelleiter 5.7‘ ist im Wesentlichen parallel zur Unterkante der Fahrzeugverglasung 5 im unteren Randbereich 9 der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Der erste Stromsammelleiter 5.7‘ ist auf dem Rand der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 5 aufgebracht, welche benachbart zur Unterkante der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet ist. Bei einem Stromsammelleiter, der in Form eines Streifens ausgebildet ist, wird die längere seiner Dimensionen als Länge und die weniger lange seiner Dimensionen als Breite bezeichnet. Die Länge des ersten Stromsammelleiters 5.7‘ beträgt 300 mm.
In einem Abstand von ca. 165 mm zum ersten Stromsammelleiter 5.7‘ ist ein zweiter Stromsammelleiter 5.7“ angeordnet. Der zweite Stromsammelleiter 5.7“ verläuft im Wesentlichen parallel zum ersten Stromsammelleiter 5.7‘. Der zweite Stromsammelleiter 5.7“ ist im unteren Randbereich 9 der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Dadurch wird zwischen dem ersten und dem zweiten Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“ eine erste Heizzone H1 ausgebildet.
Zusätzlich kann ein dritter Stromsammelleiter 5.7‘“ im oberen Randbereich 9 der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet sein. Der dritte ist auf dem Rand der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 5.6 aufgebracht, welcher benachbart zur Oberkante O der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet ist. Zwischen dem zweiten Stromsammelleiter 5.7“ und dem dritten Stromsammelleiter 5.7‘“ erstreckt sich der beschichtete, transparente Sichtbereich der Fahrzeugverglasung 5. Der erste, zweite und dritte Stromsammelleiter 5,7‘, 5.7“, 5.7‘“ haben eine konstante Materialdicke von beispielsweise etwa 10 pm und sind beispielsweise aus Silber. Der erste, zweite und dritte Stromsammelleiter 5,7‘, 5.7“, 5.7‘“ sind in dieser Ausgestaltung im Wesentlichen gleich lang und gleich breit.
Zwischen dem ersten und dem dritten Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7‘“ flächig beabstandet ist der zweite Stromsammelleiter 5.7“ angeordnet, sodass sich zwischen dem ersten Stromsammelleiter 5.7‘ und dem zweiten Sammelleiter 5.7“ die erste Heizzone H1 ausgebildet und sich zwischen dem zweiten Sammelleiter 5.7“ und dem dritten Sammelleiter 5.7‘“ eine zweite Heizzone H2 ausgebildet. Die Spiegelstruktur 5.5 befindet sich innerhalb der ersten Heizzone H1 und bildet einen ersten Reflexionsbereich B der Fahrzeugverglasung 5. Innerhalb der zweiten Heizzone H2 kann sich ein zweiter Reflexionsbereich T befinden. Die Reflexionsbereich der Fahrzeugverglasung können durch die getrennten Heizzonen H1 , H2 selektiv beheiz werden, ohne dass die gesamte Fahrzeugverglasung beheizt wird. Der zweite Stromsammelleiter 5.7“ ist räumlich näher zum ersten Stromsammelleiter 5.7‘ als zum dritten Stromsammelleiter 5.7‘“ angeordnet. Die erste Heizzone H1 überlappt in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung 5 (vom Innenraum 10 aus gesehen) die Spiegelstruktur 5.5. Die zwischen dem zweiten und dritten Stromsammelleiter 5.7“, 5.7‘“ ausgebildete zweite Heizzone H2 erstreckt sich mindestens über einen Teil zur Durchsicht vorgesehenen Bereich der Fahrzeugverglasung 5.
Die Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“, 5.7‘“ sind an die Form und Krümmung der Fahrzeugverglasung 5 angepasst. Ein gemittelter Abstand zwischen dem zweiten Stromsammelleiter 5.7“ und dem dritten Stromsammelleiter 5.7‘“ kann beispielsweise 645 mm betragen und ein gemittelter Abstand zwischen dem zweiten Sammelleiter 5.7“ und dem ersten Stromsammelleiter kann beispielsweise 165 mm betragen. Der erste und der dritte Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7‘“ sind mit dem positiven Potential einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden. Der zweite Stromsammelleiter 5.7“ ist an die Masse der Energiequelle angeschlossen.
Der erste, zweite und dritte Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“, 5.7‘“ sind jeweils über Anschlussleitungen zu der Energiequelle geführt (hier nicht gezeigt), sodass eine Spannung an die Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“, 5.7‘“ angelegt werden kann. Wird eine Spannung an zwei benachbarte Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“, 5.7‘“ angelegt, so fließt ein Heizstrom durch die dazwischenliegende Heizzone der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 5.6. Die erfindungsgemäße Anordnung der Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“, 5.7‘“ ermöglicht es, die erste Heizzone H1 und die zweite Heizzone H2 getrennt voneinander zu beheizen. Auf diese Weise kann beispielsweise nur die erste Heizzone H1 , welcher sich in Überlappung mit der Spiegelstruktur 5.5 befindet, beheizt werden. Der Bereich in der Nähe der Unterkante neigt schneller zu Beschlag oder Frost als der höherliegende Abschnitt, welcher sich näher zur Oberkante der Fahrzeugverglasung 5 befindet. Durch das selektive Beheizen der Reflexionsbereich B, T kann also elektrische Energie eingespart werden. Die Spannungsquelle stellt beispielsweise eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereit, welche beispielsweise über Spannungswandler auch in eine höhere Spannung umgewandelt werden kann. Besonders bevorzugt kann die Spannungsquelle auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V.
Der erste Stromsammelleiter 5.7‘ und der zweite Stromsammelleiter 5.7“ werden in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung 5 je nach Blickrichtung entweder durch den Maskierungsstreifen 5.4 oder die Spiegelstruktur 5.5 verdeckt. Der dritte Stromsammelleiter 5.7‘“ wird in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung 5 von der äußeren Umgebung aus gesehen von der Maskierungsstreifen 5.4 verdeckt.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Anordnung der drei Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“, 5.7‘“, welche an der elektrisch leitfähigen Funktionsschicht 5.6 aufgebracht sind. Die in der Figur 6 gezeigten Ausgestaltung entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung aus der Figur 5, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu der Figur 5 verwiesen wird. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 5 ist der erste Stromsammelleiter 5.7‘ kürzer als in Figur 5 ausgebildet. Die Spiegelstruktur 5.5 in Figur 6 weist kleinere Ausmaße auf als die Spiegelstruktur 5.5 in Figur 5. Eine Kantenlänge der Spiegelstruktur weist eine Länge von 150 mm auf. Somit wurde der Reflexionsbereich B deutlich verkleinert. Die Länge des ersten Stromsammelleiters 5.7‘ wurde an die Kantenlänge der Spiegelstruktur 5.5 und den ersten Reflexionsbereich B angepasst. Die Länge des ersten Stromsammelleiters 5.7‘ beträgt 150 mm. Die Fläche der Heizzone H1 hat sich entsprechend verkleinert.
Die Länge des ersten Stromsammelleiters 5.7‘ wurde an die Kantenlänge der Spiegelstruktur 5.5 und dem ersten Reflexionsbereich B angepasst. Die Länge des ersten Stromsammelleiters 5.7‘ beträgt 150 mm. Die Fläche der Heizzone H1 hat sich entsprechend verkleinert.
Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf eine dritte Anordnung der Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“. Die in der Figur 7 gezeigten Ausgestaltung entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung aus der Figur 5, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu der Figur 5 verwiesen wird. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 5 ist weist die Fahrzeugverglasung 5 lediglich zwei Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“ auf. Die zwei parallel zueinander verlaufenden Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“ sind vertikal in der Einbaulage der Fahrzeugverglasung 5 an zwei gegenüberliegenden Kanten der Spiegelstruktur 5.5 angeordnet. Die Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“ verlaufen vertikal zu der Unterkante der Fahrzeugverglasung 5, die in Einbaulage der Fahrzeugverglasung nach unten in Richtung des Motors angeordnet ist. Die Länge des ersten und zweiten Stromsammelleiters 5.7‘, 5.7“ wurde an die Kantenlänge der Spiegelstruktur 5.5 und dem ersten Reflexionsbereich B angepasst. Die Länge des ersten und des zweiten Stromsammelleiters 5.7‘, 5.7“ beträgt 165 mm.
In einer solchen Anordnung können die Anschlusskabel der Stromsammelleiter 5.7‘, 5.7“ direkt an der Motorkante der Fahrzeugverglasung 5 insbesondere als Windschutzscheibe aus der Fahrzeugverglasung 5 herausgeführt werden. Dadurch wird eine kostenintensive Lösung, bei der die Anschlusskabel an einer Seite der Fahrzeugverglasung herausgeführt werden müssen, vermieden.
Die Ausgestaltung in Figur 7 weist keinen dritten Stromsammelleiter 5.7‘“ auf. Es befindet sich kein zweiter Reflexionsbereich T innerhalb des Durchsichtbereichs der Fahrzeugverglasung 5. Die Fahrzeugverglasung 5 weist keine zweite Heizzone H2 auf.
Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 für Fahrerassistenzsystem 100 eines Fahrzeugs. Die erfindungsgemäße Anordnung 1 umfasst die Fahrzeugverglasung 5. Die Fahrzeugverglasung 5 ist beispielsweise eine Windschutzscheibe.
Die Anordnung 1 umfasst eine Strahlungsquelle 7 zum Aussenden von Infrarotstrahlung 13 und einen Strahlungsempfänger 8 zum Empfang von Infrarotstrahlung (IR) und Licht, welche in einem Modul (Baueinheit) verbaut sind. Der Strahlungsempfänger 8 umfasst einen 8.1 Infrarotsensor zum Empfang von Infrarotstrahlung und einen Lichtsensor 8.2 zur Erfassung von Licht. Der Lichtsensor 8.2 stellt eine andere (Erkennungs-) Information bereit als der Infrarotsensor 8.1. Das Modul ist hier beispielsweise im hinteren Bereich des Armaturenbretts 6 (auch Konsole genannt) verbaut. Alternativ oder zusätzlich kann der Strahlungsempfänger 8 mittig am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein. Durch diese Anordnung des Strahlungsempfänger 8 können mehrere Gesichter gleichzeitig erfasst werden.
Die Strahlungsquelle 7 ist so positioniert, dass die Infrarotstrahlung 13 auf die Oberfläche IV der Innenscheibe 5.2 gerichtet ist und dort von der Spiegelstruktur 5.5 als erste Reflexionsstrahlung 14 zum Gesicht des Fahrzeugnutzers 3 reflektiert wird. Die Strahlungsquelle 7 ist so angeordnet, dass die Infrarotstrahlung auf das Gesicht eines Fahrzeugnutzers 3 und insbesondere seine Augenpartie fällt. Die erste Reflexionsstrahlung
14 wird nur in dem Randbereich 9 Fahrzeugverglasung 5 von der Spiegelstruktur 5.5 reflektiert und trifft von vorn auf das Gesicht des Fahrzeugnutzers 3. Vom Gesicht des Fahrzeugnutzers 3 wird die erste Reflexionsstrahlung 14 als zweite Reflexionsstrahlung 15 in Richtung der Spiegelstruktur 5.5 reflektiert. Von der Spiegelstruktur 5.5 wird die zweite Reflexionsstrahlung
15 als dritte Reflexionsstrahlung 16 auf den Strahlungsempfänger 8 reflektiert und dort von Infrarotsensor 8.1 detektiert. Ein Lichtstrahl 11 wird vom Gesicht des Fahrzeugnutzers 3 in Richtung des Spiegelstruktur 5.5 reflektiert und von der Spiegelstruktur 5.5 als Lichtreflexion 12 von dem Lichtsensor 8.2 erfasst. Um die Fahrzeugverglasung 5 in wenigen Minuten (beispielsweise 5 Minuten) von Kondenswasser (Beschlag) zu befreien, ist eine Heizleistung pro Quadratmeter von 250 W/m2 vorteilhaft. Die Funktionsschicht 5.6 der Fahrzeugverglasung 5 weist einen Flächenwiderstand von 0,69 Ohm/Quadrat auf. Bei Vereisungen ist eine Heizleistung von 400 W/m2 vorteilhaft. Daraus ergibt sich eine hohe Energieeinsparung aufgrund geringer Leistungsaufnahme der lokalen Heizzonen H1 und H2 als für einen Bereich in gesamter Fläche der Fahrzeugverglasung 5 (Windschutzscheibe).
Bezugszeichenliste:
1 Anordnung
2 Fahrzeug
3 Fahrzeugnutzer
5 Fahrzeugverglasung
5.1 Außenscheibe
5.2 Innenscheibe
5.3 Zwischenschicht
5.4 Maskierungsstreifen
5.5 Spiegelstruktur
5.6 Funktionsschicht
5.7‘ erster Stromsammelleiter
5.7“ zweiter Stromsammelleiter
5.7‘“ dritter Stromsammelleiter
5.8 Schutzschicht
6 Armaturenbrett
7 Strahlungsquelle
8 Strahlungsempfänger
8.1 IR-Sensor
8.2 Lichtsensor
9 Randbereich
10 Fahrzeuginnenraum
11 Lichtstrahl
12 Lichtreflexion
13 Infrarotstrahlung
14 erste Reflexionsstrahlung
15 zweite Reflexionsstrahlung
16 dritte Reflexionsstrahlung
100 Fahrerassistenzsystem
I erste Oberfläche (Außenseite) der Außenscheibe 5.1
II zweite Oberfläche (Innenseite) der Außenscheibe 5.1
III erste Oberfläche (Außenseite) der Innenscheibe 5.2
IV zweite Oberfläche (Innenseite) der Innenscheibe 5.2 A-A’ Schnittlinie
H1 erste Heizzone
H2 zweite Heizzone
B erster Reflexionsbereich
T zweiter Reflexionsbereich
O Oberkante
U Unterkante
Z vergrößerter Bereich

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugverglasung (5), umfassend:
- eine Außenscheibe (5.1) und eine Innenscheibe (5.2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (5.3) miteinander verbunden sind,
- einen Maskierungsstreifen (5.4), welcher bereichsweise auf einer Oberfläche der Außenscheibe angeordnet ist,
- eine Infrarotstrahlung reflektierende Spiegelstruktur (5.5),
- mindestens eine Infrarotstrahlung reflektierende Funktionsschicht (5.6) und
- mindestens zwei Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“), wobei die Spiegelstruktur (5.5) und der Maskierungsstreifen (5.4) in einem Randbereich (9) der Fahrzeugverglasung (5) angeordnet sind, wobei die Funktionsschicht (5.6) elektrisch leitfähig ausgebildet ist und die Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“) derart angeordnet sind, dass die Funktionsschicht (5.6) als Heizvorrichtung zum Beheizen der Spiegelstruktur (5.5) vorgesehen ist, und die Spiegelstruktur (5.5) odereine Fläche der orthogonalen Projektion der Spiegelstruktur (5.5) mittig zwischen zwei parallel angeordneten Stromsammelleitern (5.7‘, 5.7“) angeordnet ist.
2. Fahrzeugverglasung (5) nach Anspruch 1 , wobei die Funktionsschicht (5.6) in dem Randbereich (9) mit den Stromsammelleitern (5.7‘, 5.7“) derart elektrisch leitend verbunden ist, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“) ein Strom durch die Funktionsschicht (5.6) fließen kann.
3. Fahrzeugverglasung (5) nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend drei Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“, 5.7‘“), wobei ein zwischen zwei Stromsammelleitern (5.7‘, 5.7‘“) angeordneter mittlerer Stromsammelleiter (5.7“) mit einem Referenzpotential verbunden ist.
4. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich die mindestens zwei Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“) entlang einer Seitenkante der Spiegelstruktur (5.5) erstrecken und die Länge mindestens eines Stromsammelleiters (5.7‘, 5.7“) einer Seitenkantenlänge der Spiegelstruktur (5.5) entspricht.
5. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Länge mindestens eines Stromsammelleiters (5.7‘, 5.7“, 5.7‘“) 100 mm bis 500 mm, bevorzugt 250 mm bis 400 mm, besonders bevorzugt 350 mm beträgt.
6. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Funktionsschicht (5.6) an einer ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe (5.2) und die Spiegelstruktur (5.5) an einer zweiten Oberfläche (IV) der Innenscheibe (5.2) angeordnet sind.
7. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Funktionsschicht (5.6) zwischen der Innenscheibe (5.2) und der Außenscheibe (5.1) angeordnet ist und wobei die Spiegelstruktur (5.5) an einer ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe (5.2) angeordnet ist.
8. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spiegelstruktur
(5.5) in Durchsichtrichtung durch die Fahrzeugverglasung (5) vor dem Maskierungsstreifen
(5.4) angeordnet ist.
9. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Spiegelstruktur
(5.5) in Durchsichtrichtung durch die Fahrzeugverglasung (5) die mindestens zwei Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“) überdeckt.
10. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Spiegelstruktur
(5.5) Aluminium oder Nickel-Chrom aufweist.
11. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Maskierungsstreifen (5.4) opak ist.
12. Fahrzeugverglasung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Funktionsschicht (5.6) als Heizvorrichtung zum Beheizen der Fahrzeugverglasung (5) vorgesehen ist.
13. Anordnung (1) für Fahrerassistenzsystem (100) eines Fahrzeugs (2), umfassend: eine Strahlungsquelle (7) zum Emittieren von Infrarotstrahlung, einen Strahlungsempfänger (8, 8.1) zum Empfangen von Infrarotstrahlung, eine Fahrzeugverglasung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugverglasung (5) einen Maskierungsstreifen (5.4) und eine Infrarotstrahlung reflektierende Spiegelstruktur (5.5) aufweist, wobei die Strahlungsquelle (7) so angeordnet ist, dass eine Infrarotstrahlung (13) von der Spiegelstruktur (5.5) als erste Reflexionsstrahlung (14) auf das Gesicht eines Fahrzeugnutzers (3) reflektiert werden kann, die erste Reflexionsstrahlung (14) vom Gesicht des Fahrzeugnutzers (3) als zweite Reflexionsstrahlung (15) auf die Spiegelstruktur (5.4) reflektiert werden kann, wobei der Strahlungsempfänger (8) so angeordnet ist, dass die von der Spiegelstruktur (5.5) als dritte Reflexionsstrahlung (16) reflektierte zweite Reflexionsstrahlung (15) zum Strahlungsempfänger (8) reflektiert und vom Strahlungsempfänger (8) empfangen werden kann, und wobei der Strahlungsempfänger (8) einen Lichtsensor (8.2) aufweist.
14. Anordnung (1) für Fahrerassistenzsystem (100) eines Fahrzeugs nach Anspruch 13, wobei ein Lichtstrahl (11) vom Gesicht des Fahrzeugnutzers (3) auf die Spiegelstruktur (5.4) reflektiert werden kann, und wobei der Strahlungsempfänger (8) so angeordnet ist, dass der von der Spiegelstruktur (5.5) als Lichtreflexion (12) reflektierte Lichtstrahl (11) zum Strahlungsempfänger (8) reflektiert und von dem Lichtsensor (8.2) detektiert werden kann.
15. Anordnung (1) für Fahrerassistenzsystem (100) eines Fahrzeugs (2) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Strahlungsempfänger (8) zum Detektieren eines Gesichtszustandes des Fahrzeugnutzers (3) vorgesehen ist.
16. Anordnung (1) für Fahrerassistenzsystem (100) eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei sich die mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Stromsammelleiter (5.7‘, 5.7“) vertikal in der Einbaulage der Fahrzeugverglasung (5) an zwei gegenüberliegenden Kanten der Spiegelstruktur (5.5) erstrecken.
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