МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО С СЕНСОРНОЙ СИСТЕМОЙ, ПЕРЕДАЮЩАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО СТЕКЛА С СЕНСОРНОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2019 года по МПК G06F3/41 

Изобретение относится к многослойному стеклу, содержащему сенсорную систему, к передающей системе, и к способу изготовления многослойного стекла с сенсорной системой.

Предпосылки изобретения

Многослойные стекла применяются в настоящее время во многих местах, в частности в транспортных средствах. При этом понятие транспортное средство понимается в широком смысле и охватывает дорожные транспортные средства, самолеты, суда, сельскохозяйственные машины или рабочее оборудование.

Многослойные стекла также применяются в других областях. Сюда относятся, например, архитектурное остекления, а также информационные дисплеи, например, в музеях или в качестве рекламных дисплеев.

При этом многослойное стекло имеет обычно две стеклянные поверхности, которые наклеены на промежуточный слой. Сами стеклянные поверхности могут иметь кривизну и, как правило, имеют постоянную толщину. Промежуточный слой имеет, как правило, термопластичный материал, как правило, поливинилбутираль (PVB) заданной толщины, например, 0,76 мм.

Часто желательно установить датчики различных типов.

До настоящего времени датчики размещались на стекле в собственных корпусах с собственными кабелями. Так, например, в прошлом и в настоящее время датчики дождя устанавливаются на ветровых стеклах автомобилей и соединяются кабелем с соответствующей электроникой автомобиля.

Кабели и соединительные разъёмы датчиков представляют слабое место, поскольку в транспортных средствах кабели и соединительные разъемы подвергаются большим перепадам температуры и влажности. Здесь возникают, например даже в средних широтах, температуры от -10°С до намного более +70°С.

Кроме того, корпуса датчиков часто имеют не привлекательный вид, а также создают помехи при чистке.

Хотя датчик мог бы быть вполне установлен внутри стекла, и электрические контактные выводы могли бы проходить через соответствующие отверстия в стекле, однако это представляет ослабление стекла, так что в нем, с одной стороны, могут скорее образовываться трещины, с другой стороны, может происходить также проникновение влажности и/или загрязнений и/или агрессивных газов, так что может снижаться стойкость многослойного стекла или оно может также повреждаться.

Дополнительно к этому, за счет кабеля место возможного датчика ограничено близко к краю многослойного стекла, поскольку, с одной стороны, проводниковые соединения через поле зрения не допустимы, так как должны соблюдаться определенные условия прозрачности, с другой стороны, они могут восприниматься как мешающие обзору.

Например, из WO 2013/091961 А1 известно многослойное стекло, которое имеет расположенный у края датчик и расположенную у края антенну.

Исходя из этой ситуации, одной из задач изобретения является создание улучшенного многослойного стекла с сенсорной системой, улучшенной передающей системы и способа изготовления многослойного стекла с сенсорной системой, при этом решая имеющиеся проблемы.

Сущность изобретения

Задача решена с помощью многослойного стекла, содержащего сенсорную систему, при этом многослойное стекло имеет первый стеклянный слой и второй стеклянный слой, соединенные с помощью комбинированной пленки, при этом сенсорная система имеет приемную антенну для получения электрической мощности для снабжения сенсорной системы, передающую антенну для предоставления информации сенсорной системы в находящийся снаружи многослойного стекла приемный блок. Кроме того, сенсорная система имеет по меньшей мере один датчик и блок оценки для оценки информации по меньшей мере одного датчика и для создания информации для передачи в передающую антенну, при этом сенсорная система по меньшей мере частично находится между первым стеклянным слоем и вторым стеклянным слоем.

За счет указанного выше многослойного стекла, согласно изобретению, можно отказаться от существующего в уровне техники корпуса датчиков и дополнительно уменьшать сложность прокладки кабеля. Кроме того, изобретение обеспечивает возможность более свободного расположения датчиков.

В одной модификации изобретения, приемная антенна и передающая антенна объединены в одну физическую антенну.

За счет этого может достигаться уменьшение расходов на конструктивные элементы.

Согласно одной модификации изобретения, сенсорная система и/или приемная антенна и/или передающая антенна расположены на комбинированной пленке или на подложке внутри многослойного стекла.

За счет расположения на комбинированной пленке или на подложке может быть упрощено изготовление.

В одной модификации изобретения сенсорная система имеет температурный датчик и/или датчик света, и/или датчик касания, и/или датчик разрушения и/или датчик дождя.

С помощью изобретения обеспечивается возможность упрощенной установки одного датчика или нескольких датчиков считывания данных с них.

Согласно одной модификации изобретения, сенсорная система имеет блок оценки для оценки данных датчика и для создания данных для передачи в передающую антенну.

За счет этого можно уже предварительно обрабатывать множество данных от датчиков, так что лишь немного информации должно затем предоставляться в распоряжение других устройств. За счет этого уменьшаются расходы на осуществление передачи данных.

Согласно одной модификации изобретения, по меньшей мере части передающей антенны и/или приемной антенны нанесены на комбинированную пленку или введены в нее в виде проволоки.

За счет нанесения на комбинированную пленку может быть упрощено изготовление.

Согласно еще одной модификации изобретения, сенсорная система использует передающую антенну и/или приемную антенну в качестве датчика.

За счет этого может достигаться уменьшение расходов на конструктивные элементы.

Согласно одному варианту выполнения изобретения, устройство снабжения мощностью и/или устройство приема данных расположены на наружной стороне первого и/или второго стеклянного слоя.

За счет этого может быть создана экономичная сенсорная система, для которой необходимы лишь минимальные расходы на кабель.

В другом варианте выполнения изобретения антенная структура устройства снабжения мощностью и/или антенная структура приема данных выполнена в виде проволоки или в виде печатного электрического проводника.

За счет этого может достигаться уменьшение расходов на конструктивные элементы.

Кроме того, задача решена с помощью передающей системы с многослойным стеклом, согласно изобретению, которая имеет дополнительно пространственно отделенное от сенсорной системы устройство снабжения мощностью для подачи электромагнитной мощности в приемную антенну и устройство приема данных для приема данных передающей антенны.

За счет этого может быть создана экономичная сенсорная система, для которой необходимы лишь минимальные затраты на кабель при возможности свободного позиционирования датчиков.

В одной модификации изобретения устройство снабжения мощностью и устройство приема данных объединены в одной физической антенне.

За счет этого может достигаться уменьшение расходов на конструктивные элементы.

Согласно одной модификации изобретения, устройство приема данных преобразует принятые из приемной антенны данные и предоставляет их в систему шин.

За счет этого создается экономичная сенсорная система, для которой необходимы лишь минимальные затраты на прокладку кабеля.

Согласно одной модификации изобретения, по меньшей мере два датчика снабжаются с помощью одного общего устройства снабжения мощностью, и/или данные от двух датчиков принимаются с помощью одного общего устройства приема данных.

Кроме того, задача решена с помощью способа изготовления многослойного стекла с сенсорной системой, включающего в себя этап создания сенсорной системы, этап введения сенсорной системы в заготовку многослойного стекла, при этом этап введения выбран из ламинирования, склеивания, наложения, и этап изготовления многослойного стекла.

За счет этого можно экономично изготавливать многослойное стекло, согласно изобретению.

Согласно одной модификации изобретения, части сенсорной системы вводятся с помощью лазерного формирования рисунка покрытой серебром пленки, плоского проводника или трафаретной печати.

За счет этого может быть достигнуто дальнейшее уменьшение стоимости и затрат времени.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится в качестве примера описание вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг. 1 - многослойное стекло, согласно вариантам выполнения изобретения;

фиг. 2 - электрические компоненты сенсорной системы, согласно одному аспекту вариантов выполнения изобретения;

фиг. 3 - многослойное стекло, согласно одному аспекту вариантов выполнения изобретения;

фиг. 4 - разрез многослойного стекла, согласно другому аспекту вариантов выполнения изобретения;

фиг. 5 - разрез многослойного стекла, согласно еще одному аспекту вариантов выполнения изобретения; и

фиг. 6 - дверь транспортного средства с многослойным стеклом, согласно вариантам выполнения изобретения.

Подробное описание вариантов выполнения изобретения

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения со ссылками на фигуры. При этом следует отметить, что приводится описание различных аспектов, которые могут использоваться по отдельности или в комбинации. То есть, каждый аспект может применяться в различных вариантах выполнения, если он явно не не представлен как альтернатива.

Кроме того, в последующем для простоты, ссылка, как правило, дается на только один элемент. Однако, если явно не указывается, то изобретение может также ссылаться в каждом случае на несколько рассматриваемых элементов. Поэтому применение неопределенных артиклей «один», «одна», «одно» следует понимать так, что в простом варианте выполнения применяется по меньшей мере один элемент.

На фиг. 1 схематично показано многослойное стекло 1, согласно вариантам выполнения изобретения. Разрезы аспектов отдельных вариантов выполнения схематично показаны на фиг. 3-5.

Многослойное стекло 1 имеет, как показано также на фиг. 3-5, первый стеклянный слой GS₁ и второй стеклянный слой GS₂. Первый стеклянный слой GS₁ и второй стеклянный слой GS₂ соединены друг с другом непосредственно или опосредованно через комбинированную пленку F. Опосредованно означает, что по меньшей мере на некоторых участках расположены локально или глобально между стеклянными слоями дополнительные материалы. Пояснения на этот счет приведены ниже.

Такая термопластичная комбинированная пленка F может быть выбрана из группы материалов, имеющей полибутилентерефталат (РВТ), поликарбонат (РС), полиэтилентерефталат (РЕТ) и полиэтиленнафталат (PEN), поливинилхлорид (PVC), поливинилфторид (PVF), поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA), полиакрилат (PA), полиметилметакрилат (PMMA), полиуретан (PUR) и/или их смеси и сополимеры.

Кроме того, многослойное стекло 1, согласно изобретению, имеет сенсорную систему S. На фиг. 2 показаны схематично электрические компоненты сенсорной системы, согласно одному аспекту вариантов выполнения изобретения. При этом ниже приводится описание лишь логической структуры, в то время как описание предложений по фактическому выполнению будет приведено ниже.

Сенсорная система S имеет, с одной стороны, (логическую) приемную антенну ANT₁ для получения электрической мощности для снабжения сенсорной системы S и (логическую) передающую антенну ANT₂ для предоставления информации сенсорной системы S в находящийся снаружи многослойного стекла приемный блок. При этом сенсорная система S находится частично или полностью между первым стеклянным слоем GS₁ и вторым стеклянным слоем GS₂.

При этом сенсорная система S может иметь один или множество датчиков. Например, можно назвать здесь датчики дождя S_rain, например, для распознавания дождя/льда, например, на ветровом стекле, датчики температуры S_temp, например, для измерения температуры, датчики света, например для распознавания освещенности окружения, датчики касания S_touch, например для элементов управления дисплеем над головой, датчик разрушения S_break, например для распознавания повреждений многослойного стекла 1. Естественно, многослойное стекло 1 может иметь также несколько сенсорных систем S.

Например, сенсорная система в этом случае может быть разделена на схематично показанные на фиг. 2 логические блоки. Так, например, может быть предусмотрен передающий/приемный блок TRX, который с помощью (логических) антенн ANT₁ и ANT₂ обеспечивает энергию для сенсорной системы, а также данные в наружный приемный блок. Этот передающий/приемный блок TRX обеспечивает электрической энергией нижерасположенные устройства через соответствующим образом выполненное (логическое) соединение L_power. В качестве примера здесь изображены (необязательный) микроконтроллер muC в качестве блока оценки для оценки данных от датчика и датчик S_rain, S_temp, S_touch. Датчик S_rain, S_temp, S_touch соединен с помощью соответствующим образом выполненного (логического) соединения L_measure. При этом здесь может быть предусмотрено как непосредственное измерение, т.е. датчик изменяет, например, под влиянием подлежащей измерению величины, ток/напряжение/изменение в резонансной частоте антенны, вызванную изменением индуктивности или емкости за счет изменения диэлектрических свойств датчика или окружения датчика, которые могут быть затем оценены, или же датчик предоставляет в распоряжение данные. Таким образом, (логическое) соединение L_measure может служить как для снабжения энергией, так и для предоставления данных/измеренных значений. В случае выполнения оценки данных/измеренных значений с помощью блока muC оценки, подготовленные данные могут быть доступными в качестве информации через логическое соединение L_data в передающий/приемный блок TRX. Затем передающий/приемный блок поставляет информацию через (логическую) антенну ANT₂ в наружный приемный блок.

То есть, данные датчика S_rain, S_temp, S_touch могут быть доступными как непосредственно через передающий/приемный блок TRX, так и могут предварительно обрабатываться с помощью устройства muC оценки в некоторых вариантах выполнения.

С другой стороны, это многослойное стекло 1 представляет в качестве взаимодействующего элемента внутри передающей системы пространственно отделенное от сенсорной системы S (логическое) устройство ANT₃ снабжения мощностью для предоставления электромагнитной мощности в приемную антенну ANT₁ и (логическое) устройство ANT₄ приема данных для приема данных передающей антенны ANT₂.

Таким образом, с помощью устройства ANT₄ снабжения мощностью можно передавать энергию, например, с помощью электромагнитных переменных полей, в приемную антенну ANT₁, без необходимости в нежелательном блоке питания на стеклянных слоях GS₁ и GS₂ или между ними. Данные сенсорной системы S могут передаваться также с помощью передающей антенны ANT₂ в приемный блок, находящийся снаружи многослойного стекла 1, а именно, в устройство ANT₄ приема данных, без необходимости в нежелательном блоке питания на стеклянных слоях GS₁ и GS₂ или между ними.

При этом можно отказаться от корпуса для сенсорной системы S, поскольку сенсорная система S защищена между стеклянными слоями. Дополнительно к этому, нет больше необходимости в соединении сенсорной системы S с кабелями, за счет чего предотвращается подверженность ошибкам прежних систем. Дополнительно к этому, датчики можно располагать в эргономически целесообразных и в предпочтительных для измерения местах, без риска для пропускания света. Таким образом, устраняются прежние ограничения для позиционирования, и тем самым обеспечивается также возможность инновационной интеграции новых сенсорных концепций, например, в графические системы пользователя.

В качестве примера на фиг. 6 показана дверь автомобиля. Многослойное стекло 1 имеет, как указывалось выше, сенсорную систему. При этом предусмотрен датчик S_touch для системы доступа без ключа. Датчик S_touch соединен через электрическое соединение L_measure внутри многослойного стекла 1 с комбинированным блоком оценки и передающим/приемным блоком muC/TRX. Комбинированный блок оценки и передающий/приемный блок muC/TRX соединен, в свою очередь, с (логической) приемной антенной ANT₁ и с (логической) передающей антенной ANT₂. С помощью расположенного в двери, например, во внутренней панели двери, (логического) устройства ANT₃ снабжения мощностью и (логического) устройства ANT₄ приема данных, датчик S_touch, а также комбинированный блок оценки и передающий/приемный блок muC/TRX могут снабжаться (бесконтактно) электрической энергией или могут считываться данные. Поскольку боковое стекло выполнено, как правило, с возможностью открывания, то можно за счет разумного расположения и выполнения (логической) приемной антенны ANT₁ и (логической) передающей антенны ANT₂ обеспечивать, что максимально независимо от степени открывания, т.е. вдвигания в раму двери, (логическая) приемная антенна ANT₁ и (логическая) передающая антенна ANT₂ остаются в зоне влияния (логического) устройства ANT₃ снабжения мощностью и (логического) устройства ANT₄ приема данных. Принимаемые (логическим) устройством ANT₄ данные могут затем направляться, например, в бортовую систему управления, с целью, например, деблокирования двери или при множестве неудачных попыток, подачи сигнала тревоги. За счет расположения внутри стекла и беспроводного соединения можно в зависимости от выполнения датчика S_touch отказаться от многочисленных, подлежащих иначе выполнению подвижными кабельных соединений, так что, с одной стороны, увеличивается возможность использования такой системы доступа без ключа, а с другой стороны, могут предотвращаться прежние трудности, такие как, например, интегрирование в кузов транспортного средства. Кроме того, предпочтительно, что расположение может быть выполнено так, что по существу не возникает потеря мощности за счет излучения, поскольку антенны могут быть расположены с согласованием друг с другом. За счет этого может быть уменьшен риск подслушивания связи. Кроме того, (логическая) приемная антенна ANT₁ и (логическая) передающая антенна ANT₂ могут быть предпочтительно расположены внутри многослойного стекла 1 так, что они (каждая) не попадают в поле зрение пользователя, например, потому что они расположены внутри так называемой линии дневного света. Линия дневного света соответствует при закрытом стекле перекрытию внутренней панелью двери.

В одном предпочтительном варианте выполнения приемная антенна ANT₁ и передающая антенна ANT₂ могут быть объединены в одну физическую антенну. Это возможно, как правило, без возникновения помех. Например, может быть предусмотрен полудуплексный протокол передачи, так что в первый интервал времени передается энергия, а во втором интервале времени передаются данные. Это (физическое) объединение логических антенн ANT₁ и ANT₂ уменьшает расходы на конструктивные элементы и минимизирует требуемую для антенн поверхность. За счет этого зона, в которой при определенных обстоятельствах может уменьшаться пропускание света, сохраняется небольшой.

В другом варианте выполнения, который может применяться в качестве альтернативы или дополнительно, сенсорная система S полностью или частями, т.е. приемная антенна ANT₁ и/или передающая антенна ANT₂ и/или, возможно имеющийся блок TRX оценки, нанесены на комбинированную пленку F или на подложку Т внутри многослойного стекла 1.

Подложка Т может быть изготовлена, например, также из материала комбинированной пленки F и вставлена в виде вставного элемента в соответствующий вырез комбинированной пленки F при изготовлении, например, перед соединительной обработкой нагреванием в автоклаве.

Как указывалось выше, сенсорная система S может иметь различные виды и в различном количестве датчики, например, датчик температуры S_temp и/или датчик света, и/или датчик касания S_touch, и/или датчик разрушения S_break, и/или датчик дождя S_rain.

В отдельных вариантах выполнения дополнительно предусмотрено, что сенсорная система S имеет блок muC оценки для оценки информации датчика S_touch, S_temp, S_break, S_rain и для создания информации для передачи в передающую антенну.

Таким образом, может быть уменьшено подлежащее передаче количество данных и осуществляться предварительная обработка исходных данных. Блок muC оценки может быть реализован, например, с помощью цифрового процессора сигналов, микропроцессора, интегральной схемы специального применения (ASIC) или FRGPA (полевой программируемой матрицы логических элементов), но не ограничиваясь этими примерами. Передающий/приемный блок TRX и блок оценки могут быть также объединены в один блок.

В одном варианте выполнения изобретения может быть предусмотрено, что приемная антенна ANT₁ и/или передающая антенна ANT₂ выполняют двойную функцию. Так, например, приемная антенна и/или передающая антенна могут быть также частями датчика и тем самым, например, измерять изменение емкости вследствие касания и/или смачивания (датчик дождя) и/или разрушения и, как указывалось выше, подавать непосредственно или после предварительной обработки в передающий/приемный блок TRX.

В одном варианте выполнения изобретения по меньшей мере части приемной антенны ANT₁ и/или передающей антенны ANT₂ нанесены на комбинированную пленку F или заделаны в комбинированную пленку F в виде проволоки.

Например, нанесенные на комбинированную пленку F проволоки показаны на фиг. 4. Здесь проводящие полосы нанесены на комбинированную пленку F₂. Комбинированная пленка F₂ может быть выполнена из того же материала, что и комбинированная пленка F, или из другого подходящего для комбинированных пленок материала. Кроме того, материал может быть также другим, например, полиэтиленовой пленкой или РЕТ пленкой (полиэтилентерефталатом), однако в этом случае может быть необходимым введение между стеклянным слоем GS₁ и комбинированной пленкой F₂ еще другой подходящей комбинированной пленки (не изображена). В качестве альтернативы или дополнительно, проводящие полосы могут быть заделаны также в комбинированную пленку F.

В качестве альтернативы или дополнительно, проволоки приемной антенны ANT₁ и передающей антенны ANT₂ и/или соединения L_power, L_measure, L_data могут быть также реализованы (по меньшей мере на некоторых участках) в виде структурированного проводящего слоя LS, как показано на фиг. 3. Типичными способами для этого являются, например, сформированные лазером линии в проводящем покрытии LS стекла или дополнительная комбинированная пленка F₂ с проводящим покрытием или подложка Т, например, с использованием покрытой серебром пленки, плоского проводника или трафаретной печати серебром.

В приведенном выше описании пояснялось расположение сенсорной системы. Ниже приводится описание устройства ANT₃ снабжения мощностью и/или устройства ANT₄ приема данных.

Устройство ANT₃ снабжения мощностью и/или устройство ANT₄ приема данных может быть в подходящем виде расположено пространственно отделенным от сенсорной системы, но вблизи нее. При этом, например, можно располагать устройство ANT₃ снабжения мощностью и/или устройство ANT₄ приема данных в рамках многослойного стекла 1, так что обеспечивается пространственная близость. Однако возможно также заделывание этих устройств в других частях. Например, в многослойном стекле 1 транспортного средства можно также размещать устройство ANT₃ снабжения мощностью и/или устройство ANT₄ приема данных в обивке крыши транспортного средства и/или в приборной доске транспортного средства и/или во внутренней обшивке передних стоек кузова легкового автомобиля.

Возможно также расположение устройства ANT₃ снабжения мощностью и/или устройства ANT₄ приема данных на наружной стороне первого стеклянного слоя GS₁ и/или второго стеклянного слоя GS₁, как показано на фиг. 1, 3-5.

Типичные способы изготовления устройства ANT₃ снабжения мощностью и/или устройства ANT₄ приема данных аналогичны способам изготовления приемной антенны или передающей антенны и могут содержать такие технологии как трафаретная печать серебром, структурирование пленок и т.д., которые при некоторых обстоятельствах могут быть дополнительно структурированы.

На фиг. 1, 3-5 показано расположение проводящего слоя на печати SD черным цветом.

Обычно печать SD черным цветом выполняется у края, с целью обеспечения улучшения возможности склеивания стекла у края и обеспечения защиты клея от солнечного излучения. Для образования антенн или функции нагревания обычно выполняется трафаретная печать серебром. Согласно изобретению, уже имеющаяся на стеклах транспортных средств печать черным цветом и/или трафаретная печать серебром снабжается дополнительными функциями.

Как показано на фиг. 1, можно с помощью бортовой сети или подходящего генератора переменного тока, например, преобразователя постоянного тока в переменный ток, генерировать переменное напряжение из системы ВАТ снабжения мощностью транспортного средства, который генерирует электромагнитные переменные поля с помощью устройства ANT₃ снабжения мощностью, т.е. с помощью подходяще выполненного устройства излучения, для их соединения с приемной антенной ANT₁, и тем самым обеспечивать беспроводное снабжение сенсорной системы S.

В одном предпочтительном варианте выполнения антенная структура устройства ANT₃ снабжения мощностью и/или антенная структура устройства ANT₄ приема данных выполнена в виде проволоки или в виде печатных электрических проводников.

Как указывалось выше, для сенсорной системы, логические антенны устройства ANT₃ снабжения мощностью и устройства ANT₄ приема данных могут быть объединены в одну физическую антенну.

Информация или данные, которые передаются передающей антенной ANT₂, могут приниматься с помощью устройства ANT₄ приема данных. Полученные данные можно затем (после преобразования высокочастотного сигнала и подходящей обработки) подавать в систему шин. Например, данные датчика освещенности можно использовать для управления освещением транспортного средства, в то время как данные датчика дождя можно использовать для управления щетками, в то время как данные датчика касания можно использовать для управления другими функциями транспортного средства, такими как, например, мультимедийная система.

Системе можно просто придавать такие размеры, что по меньшей мере две сенсорные системы S могут снабжаться с помощью общего устройства ANT₃ снабжения мощностью, и/или с помощью общего устройства ANT₄ приема данных могут приниматься данные.

Многослойное стекло 1, согласно изобретению, можно изготавливать различным образом. Например, способ имеет этап создания сенсорной системы S, этап введения сенсорной системы S в заготовку многослойного стекла, при этом этап введения выбрана из ламинирования, вклеивания, наложения, и этап изготовления многослойного стекла 1. При этом, необязательно, части сенсорной системы S могут вводиться с помощью лазерного формирования рисунка покрытой серебром пленки, плоского проводника или трафаретной печати на один из стеклянных слоев или на оба стеклянных слоя, и/или с помощью комбинированной пленки F, F₂ и/или подложки Т.

За счет создания датчиков внутри многослойного стекла 1 отпадает необходимость в сравнительно дорогостоящего этапа снабжения наружным датчиком, как это необходимо в уровне техники.

С помощью изобретения обеспечивается возможность бесконтактного считывания датчика/датчиков S_touch, S_temp, S_break, S_rain, а также их беспроводного снабжения мощностью.

За счет этого отпадают участки кабеля внутри автомобиля/оконной системы, поскольку как считывание, так и снабжение мощностью осуществляется без проводов. При интегрировании большого количества датчиков, которые снабжаются с помощью общего устройство ANT₃ снабжения мощностью и считываются с помощью общего устройство ANT₄ приема данных, расходы на прокладку кабелей уменьшаются еще больше. Таким образом, датчики могут быть также установлены в положениях, которые при кабельном соединении невозможны, поскольку они попадают в поле зрения, что мешает обзору или даже противоречит требованиям закона.

Беспроводная связь действует с точки зрения сенсорной системы S по принципу активного передатчика с антенной ANT₂, которая интегрирована в стекло, и пассивного приемника с антенной ANT₁, которая установлена в диапазоне действия датчика. В частности, приемная антенна ANT₁ может находиться на наружной стороне стекла или в непосредственном окружении стекла с заделкой в стекло. Беспроводное снабжение энергией действует по принципу электромагнитной индукции, с помощью которой можно передавать энергию с питающей катушки ANT₄ в приемную катушку ANT₁. Таким образом, с точки зрения снабжения энергией катушка ANT₄ снаружи стекла является активным элементов, катушка ANT₁ внутри стекла является пассивным элементом. В частности, катушки для снабжения энергией могут одновременно служить в качестве антенн для связи.

Компоненты сенсорной системы S в стекле пригодны для ламинирования, наклеивания или для другого нанесения на стекло, например, в виде тонких микросхем, гибких печатных плат или электронных блоков на пленке или на тонком гибком стекле. Сенсорная система S в стекле имеет приемную антенну ANT₁, передающий/приемный блок TRX, не обязательно, блок muC оценки, например, (гибкую) печатную плату с интегрированными переключательными контурами (например, преобразователем постоянного тока в переменный ток), и по меньшей мере один датчик, например, датчик температуры, датчик касания, например, поверхностный конденсатор (сенсорное управления, распознавания отпечатка пальца) и т.д. В частности, в случае поверхностного конденсатора можно структурировать (например, с помощью лазерной резки) уже имеющееся проводящее покрытие (такое как, например, в нагреваемых или отражающих инфракрасное излучение ветровых стеклах или в изолирующих стеклах), так что часть покрытия электрически отсоединяется от остального стекла и тем самым действует в качестве конденсатора.

Передающий/приемный блок TRX имеет, например, генератор частоты (эмиттер), приемный блок (приемник), и возможно, усилитель.

Устройство ANT₃ снабжения мощностью и/или устройство ANT₄ приема данных могут быть также введены в стекло или расположены на стекле, например, на его крае. Они могут состоять, например, из заделанных в комбинированную пленку F проволок или напечатаны с помощью серебряной пасты на стекле, соответственно, на печати черной краской. В частности, устройство ANT₃ снабжения мощностью можно применять для снабжения нескольких беспроводных сенсорных систем S. Также устройство ANT₄ приема данных можно применять для считывания нескольких беспроводных сенсорных систем S.

Сенсорная система S может быть расположена в любом положении в многослойном стекле 1 или в любом месте в двойном/тройном остеклении или в другом стеклянном изделии.

Сенсорная система S предпочтительно имеет собственно датчик S_touch, S_temp, S_break, S_rain, например, конденсатор или термоэлемент, который с помощью соединения L_measure соединен с блоком muC оценки. Блок muC оценки является, например, (гибкой) печатной платой с интегрированными переключательными контурами, который считывает датчик S_touch, S_temp, S_break, S_rain и, например, оценивает характеристику тока/напряжения датчика S_touch, S_temp, S_break, S_rain. Соединение L_measure может быть образовано, в зависимости от требований и расположения собственно датчика S_touch, S_temp, S_break, S_rain и блока оценки, с помощью тонкой проволоки, например, сформированных лазером линий в проводящем покрытии стекла или дополнительной покрытой серебром пленке РЕТ, плоского проводника или трафаретной печати серебром. Блок muC оценки соединяется через силовую линию L_power и линию L_data передачи данных с передающим/приемным блоком TRX. Линии L_power, L_data могут быть выполнены как L_measure. Передающий/приемный блок TRX соединен с проводящей полосой, которая действует в качестве катушки и антенны ANT₁, соответственно, ANT₂. Антенны ANT₁, соответственно, ANT₂ могут быть выполнены как L_measure. ANT₁, соответственно, ANT₂ связаны электромагнитно с находящейся вне видимой зоны и снаружи стеклянного изделия катушкой/антенной ANT₃, соответственно, ANT₄, которая, с одной стороны, принимает сигналы передающего/приемного блока TRX, с другой стороны, снабжает индуктивно мощностью передающий/приемный блок TRX. Через ANT₃ электрическая мощность поставляется в сенсорную систему S, а через ANT₄ считываются данные сенсорной системы S. На стороне устройства ANT₃ снабжения мощностью расположен, например, эмиттер, который создает электромагнитное излучение для беспроводного снабжения мощностью. Электромагнитное излучение передается через ANT₃ и принимается передающим/приемным блоком TRX через ANT₁. Кроме того, на стороне устройства ANT₄ приема данных расположен приемник, который обнаруживает генерированные передающим/приемным блоком TRX и передаваемые с помощью ANT₂ волны. Расположенный на стороне устройства ANT₄ приема данных анализатор/преобразователь отделяет полезный сигнал и преобразует его в интерпретируемые данные, например, для направления в шину.

На фиг. 3-5 показан в качестве примера штабель слоев для реализации беспроводной сенсорной системы в стеклянных изделиях, в качестве примера показано многослойное стекло. Между первым стеклянным слоем GS₁ и вторым стеклянным слоем GS₂ вложена комбинированная пленка F, в которой, возможно, вырезаны выемки, например, для передающего/приемного блока TRX, блока muC оценки и собственно датчика S_touch, S_temp, S_break, S_rain. Вместо вложенного датчика S_touch, S_temp, S_break, S_rain можно использовать также функции проводящего слоя LS, например, в качестве емкостного датчика. Если передающий/приемный блок TRX, блок muC оценки, датчик S_touch, S_temp, S_break, S_rain установлены на гибкой, достаточно тонкой пленке РЕТ, то в комбинированной пленке F не следует выполнять выемки, и передающий/приемный блок TRX, блок muC оценки и датчик S_touch, S_temp, S_break, S_rain можно непосредственно ламинировать. Соединения L_power, L_measure, L_data между передающим/приемным блоком TRX, блоком muC оценки и датчиком S_touch, S_temp, S_break, S_rain могут быть выполнены различным образом, например, с помощью лазерного формирования рисунка проводящего покрытия LS, с помощью формирования лазером рисунка покрытого серебром слоя РЕТ F2, с помощью тонких проволок или печати серебром. То же относится к антенне/катушке ANT₁ и ANT₂. Устройство ANT₃ снабжения мощностью для подачи электромагнитной мощности в приемную антенну ANT₁ для ввода мощности в передающий/приемный блок TRX, и устройство ANT₄ приема данных для приема данных передающей антенны ANT₂ могут быть установлены снаружи стекла или вне видимой зоны, например, под печатью SD черным цветом или на ней в виде печати серебром, или же с помощью проволок.

Такие многослойные стекла 1 имеют толщину от 1 до 8 мм, предпочтительно от 3.5 до 5,5 мм, и тем самым могут подвергаться дальнейшей обработке как обычные многослойные стекла.

При этом первый стеклянный слой GS₁ и второй стеклянный слой GS₂ многослойного стекла 1 имеют обычно толщину, выбранную из диапазона от примерно 1,4 мм до 2,6 мм. За счет этого обеспечиваются требуемые свойства относительно защиты от осколков и/или защиты от звука.

Таким образом, с помощью комбинированной пленки F можно проверенным образом изготавливать многослойное стекло 1, в котором содержатся первый стеклянный слой GS₁ и второй стеклянный слой GS₂, при этом комбинированная пленка F накладывается на первый стеклянный слой GS₁, и при применении автоклавного процесса на термопластичную пленку накладывается второй стеклянный слой GS₂. Затем термопластичная комбинированная пленка F соединяется в автоклаве с первым стеклянным слоем GS₁ и вторым стеклянным слоем GS₂ под действием нагревания и давления.

Естественно, что сенсорную систему S можно применять не только в автоклавном процессе, но также, например, в процессе с использованием вакуумной нагревательной печи или т.п. без применения автоклавного процесса.

В принципе можно также сначала соединять лишь первый стеклянный слой GS₁ с термопластичной комбинированной пленкой F после наложения, и лишь затем накладывать второй стеклянный слой GS₂ и соединять с предварительно соединенной с первым стеклянным слоем GS₁ термопластичной комбинированной пленкой F.

Изготовленные так термопластичные пленки F можно применять в многослойных стеклах 1 в транспортных средствах, в частности в качестве ветровых стекол, или в зданиях или в качестве информационных дисплеев.

Применение многослойного стекла 1, согласно изобретению, возможно также в системе индикации на лобовом стекле.

Изобретение относится к многослойному стеклу с сенсорной системой. Технический результат заключается в обеспечении сенсорной системы с возможностью свободного позиционирования датчиков. Многослойное стекло имеет первый стеклянный слой (GS₁) и второй стеклянный слой (GS₂), соединенные с помощью комбинированной пленки (F), при этом сенсорная система (S) имеет приемную антенну для получения электрической мощности для снабжения сенсорной системы (S), передающую антенну (ANT₂) для подачи информации сенсорной системы в находящийся снаружи многослойного стекла приемный блок, при этом сенсорная система (S) по меньшей мере частично находится между первым стеклянным слоем (GS₁) и вторым стеклянным слоем (GS₂). 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Многослойное стекло (1) с сенсорной системой (S), причем многослойное стекло имеет первый стеклянный слой (GS₁) и второй стеклянный слой (GS₂), соединенные комбинированной пленкой (F), при этом сенсорная система (S) имеет

- приемную антенну (ANT₁) для получения электрической мощности для снабжения сенсорной системы (S),

- передающую антенну (ANT₂) для предоставления информации сенсорной системы в находящийся снаружи многослойного стекла приемный блок,

- по меньшей мере один датчик (S_touch, S_temp, S_break, S_rain),

- блок оценки для проведения оценки информации упомянутого по меньшей мере одного датчика (S_touch, S_temp, S_break, S_rain) и для создания информации для передачи в передающую антенну (ANT₂),

- при этом сенсорная система (S) по меньшей мере частично находится между первым стеклянным слоем (GS₁) и вторым стеклянным слоем (GS₂).

2. Многослойное стекло (1) по п. 1, в котором приемная антенна (ANT₁) и передающая антенна (ANT₂) объединены в одну физическую антенну.

3. Многослойное стекло (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором сенсорная система (S) и/или приемная антенна (ANT₁), и/или передающая антенна (ANT₂) нанесены на комбинированную пленку (F) или на подложку (Т) внутри многослойного стекла (1).

4. Многослойное стекло (1) по любому из пп. 1-3, в котором сенсорная система (S) имеет датчик температуры (S_temp) и/или датчик света, и/или датчик касания (S_touch), и/или датчик разрушения (S_break), и/или датчик дождя (S_rain).

5. Многослойное стекло (1) по любому из пп. 1-4, в котором по меньшей мере части передающей антенны (ANT₂) и/или приемной антенны (ANT₁) нанесены на комбинированную пленку (F) или введены в нее в виде проволок.

6. Многослойное стекло (1) по любому из пп. 1-5, в котором сенсорная система (S) использует передающую антенну (ANT₂) и/или приемную антенну (ANT₁) в качестве датчика (S_touch, S_temp, S_break, S_rain).

7. Многослойное стекло (1) по любому из пп. 1-6, в котором устройство (ANT₃) снабжения мощностью и/или устройство (ANT₄) приема данных расположено на наружной стороне первого и/или второго стеклянного слоя (GS₁, GS₂).

8. Многослойное стекло (1) по п. 7, в котором антенная структура устройства (ANT₃) снабжения мощностью и/или антенная структура устройства (ANT₄) приема данных выполнена в виде проволоки или в виде печатного электрического проводника.

9. Передающая система с многослойным стеклом (1) по любому из пп. 1-8, дополнительно имеющая пространственно отделенное от сенсорной системы (S) устройство (ANT₃) снабжения мощностью для подачи электромагнитной мощности на приемную антенну (ANT₁) и устройство (ANT₄) приема данных для приема данных передающей антенны (ANT₂).

10. Передающая система по п. 9, в которой устройство (ANT₃) снабжения мощностью и/или устройство (ANT₄) приема данных объединены в одной физической антенне.

11. Передающая система по п. 9 или 10, в которой устройство (ANT₄) приема данных преобразует принятые из передающей антенны (ANT₂) данные и подает их в систему шин.

12. Передающая система по любому из п.п. 9-11, в которой по меньшей мере две сенсорные системы (S) снабжаются с помощью общего устройства (ANT₃) снабжения мощностью и/или принимают данные с помощью общего устройства (ANT₄) приема данных.

13. Применение многослойного стекла (1) по любому из пп. 1-12 в транспортных средствах или зданиях или в качестве информационного дисплея.

14. Способ изготовления многослойного стекла (1) с сенсорной системой (S) по любому из пп. 1-8, включающий в себя следующие этапы:

- получение сенсорной системы (S),

- введение сенсорной системы (S) в заготовку многослойного стекла, при этом этап введения выбран из ламинирования, склеивания, наложения,

- изготовление многослойного стекла.

15. Способ по п. 14, в котором части сенсорной системы (S) вводят с помощью лазерного формирования рисунка покрытой серебром пленки, плоского проводника или трафаретной печати.