ОКОННОЕ СТЕКЛО С ЕМКОСТНЫМ ДАТЧИКОМ Российский патент 2020 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к многослойному стеклу с емкостным датчиком, к способу получения многослойного стекла и к его применению.

Ветровые стекла автомобилей часто оснащаются множеством функциональных устройств. Ветровое стекло обычно представляет собой многослойное стекло, которое включает внутреннюю пластину, наружную пластину и соединяющий обе пластины по всей площади промежуточный слой. Промежуточный слой содержит синтетический материал, например, поливинилбутираль (PVB), этилен-винилацетат (EVA) и/или полиэтилентерефталат (PET). Функциональные устройства ветрового стекла управляются датчиками, например, также датчиком дождя, который автоматически определяет дождь на ветровом стекле. Датчик дождя служит для приведения в действие стеклоочистителей в зависимости от зарегистрированной на ветровом стекле дождевой воды или, соответственно, увлажнения, автоматически, без необходимости во вмешательстве водителя транспортного средства.

Применяемые датчики дождя часто представляют собой световые сенсоры, которые имеют фотоэлемент для регистрации светового излучения. При этом свет улавливается на участке ветрового стекла, который отражается на наружной поверхности ветрового стекла в результате общего отражения, и направляется на фотоэлемент. Фотоэлемент измеряет силу света, и в зависимости от этого посылает сигнал измерительного устройства. По изменению и, соответственно, сокращению сигнала регистрируется дождевая вода на ветровом стекле, и инициируется действие вытирания ветрового стекла. Для подобного датчика дождя требуется значительная занимаемая площадь, в особенности на внутренней стороне ветрового стекла. Отдельные компоненты датчика дождя размещаются во внутренней области автомобиля.

Кроме того, известны конденсаторы, которые применяются для датчиков дождя. Эти конденсаторы обычно представляют собой конденсаторы с полем рассеяния, которые размещаются на ветровом стекле, и в которых в зависимости от имеющейся на ветровом стекле дождевой воды изменяется емкость поля рассеяния. Из патентного документа DE 10 2009 029 079 известен конденсатор с полем рассеяния, который имеет размещенный по центру или эксцентрично электрод сравнения и дополнительный противоэлектрод. Оба электрода размещаются в общей для обоих электродов плоскости, причем противоэлектрод окружает электрод сравнения, но гальванически изолирован от него. Между электродом сравнения и по меньшей мере одним противоэлектродом создается электрическое поле, которое распространяется в диэлектрическое пространство снаружи ветрового стекла. Для этого электроды в каждом случае соединены с плюсовым и, соответственно, минусовым полюсом источника питающего напряжения. Вследствие падающего на ветровое стекло дождя изменяется электрическое поле и тем самым емкость конденсатора с полем рассеяния. Такой конденсатор с полем рассеяния должен наноситься на ветровое стекло трудоемким путем, ввиду возрастающего числа электродов на многослойном стекле ограничивает обзорность для водителя транспортного средства, и проявляет склонность к ложному срабатыванию при детектировании дождя. Кроме того, подобный конденсатор с полем рассеяния хоть и может извещать о наличии дождя, но не регистрирует интенсивность дождя.

Задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованного многослойного стекла, которое имеет датчик, который может быть простым и экономичным путем встроен в оконное стекло, и имеет высокие надежность и эффективность.

Задача настоящего изобретения соответственно изобретению решается посредством многослойного стекла с емкостным датчиком согласно независимому пункту 1 формулы изобретения, способа получения многослойного стекла и его применения согласно пунктам 14 и 15 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Соответствующее изобретению многослойное стекло включает по меньшей мере следующие признаки:

- внутреннюю пластину,

- наружную пластину с поверхностью внутренней стороны, и

- промежуточный слой, который по всей площади соединяет поверхность внутренней стороны наружной пластины с поверхностью наружной стороны внутренней пластины,

- емкостный датчик для регистрации влаги по меньшей мере с одним конденсатором, который соединен с сенсорным электронным устройством, которое предусмотрено для регистрации изменения емкости конденсатора,

причем конденсатор имеет по меньшей мере два выполненных из прозрачного, электропроводящего покрытия электрода, которые емкостно связаны друг с другом.

Многослойное стекло предназначено для отделения внутреннего пространства от внешней окружающей среды. Соответствующее изобретению многослойное стекло включает внутреннюю пластину и наружную пластину. При этом в отношении внутренней пластины подразумевается та пластина, которая в смонтированном состоянии обращена к внутреннему пространству транспортного средства. Многослойное стекло предусмотрено для того, чтобы, будучи в проеме, в частности, оконном проеме транспортного средства, отделять внутреннее пространство от внешнего окружения. Наружной пластиной называется та пластина, которая в смонтированном состоянии обращена к внешнему окружению транспортного средства. Многослойное стекло может использоваться разнообразными путями: в случае многослойного стекла в качестве стекла транспортного средства оно может представлять собой, например, стекло крыши, ветровое стекло, заднее стекло, боковое стекло, или другое ограничивающее внутреннее пространство транспортного средства остекление. При этом поверхность наружной стороны стекла подразумевает поверхность стекла, которая обращена наружу, то есть, в противоположную от внутреннего пространства транспортного средства сторону. Соответственно, поверхность внутренней стороны подразумевает поверхность стекла, обращенную к внутреннему пространству транспортного средства.

Изобретение исходит из такой идеи, что нанесенное на многослойное стекло сенсорное электронное устройство занимает много места, и в то же время мешает обзорности водителя транспортного средства. Посредством соответствующего изобретению многослойного стекла с конденсатором, который имеет два выполненных из прозрачного, электропроводящего покрытия электрода, конденсатор может быть простым путем встроен в многослойное стекло. Благодаря этому обзорность через многослойное стекло не нарушается, и тем самым конденсатор может быть простым путем и компактно размещен на многослойном стекле. Как раз при современных транспортных средствах со сложными ветровыми стеклами особенно важным является компактное встраивание системы датчиков.

Прозрачное электропроводящее покрытие имеет теплоотражающие свойства. Подобное покрытие представляет собой слоистую систему, которая содержит функциональный слой. Функциональный слой обычно состоит из электропроводного оксида (TCO), предпочтительно оксида индия-олова (ITO), легированного фтором оксида олова (SnO₂:F), легированного сурьмой оксида олова (SnO₂:Sb), легированного алюминием оксида цинка (ZnO:Al), и/или легированного галлием оксида цинка (ZnO:Ga). Покрытие является электропроводящим и проявляет незначительное поглощение и незначительное отражение в видимой области спектра, и поэтому имеет высокое светопропускание. Многослойное стекло, по меньшей мере частично, или на всей площади, может иметь прозрачное электропроводящее покрытие на поверхности внутренней стороны или наружной стороны внутренней пластины, наружной пластины, промежуточного слоя или в промежуточном слое, причем конденсатор и электроды электрически изолированы от покрытия по меньшей мере одной не содержащей покрытие разделительной линией.

Особенно предпочтительные согласно изобретению электроды предназначены для формирования сенсорной зоны на многослойном стекле, в частности, поверхности наружной стороны, внутри которой влага на многослойном стекле вызывает изменение емкости. Между двумя электродами конденсатора создается электрическое поле, которое распространяется в пространство над многослойным стеклом и определяет сенсорную зону. Пространство над многослойным стеклом может включать воздух, воду или прочие загрязнения и отложения. Посредством размещения сенсорной зоны на многослойном стекле обеспечивается быстрое срабатывание датчика. Сенсорная зона может размещаться на верхнем участке многослойного стекла, предпочтительно посередине.

В одном предпочтительном варианте исполнения предусматривается сенсорное электронное устройство для генерирования сигнала, когда в сенсорной зоне регистрируется влага, в том числе дождь. Целесообразным является только приведение в действие системы стеклоочистителей транспортного средства, если сенсорное электронное устройство выдает соответствующий сигнал.

Емкостный датчик может иметь один или многие конденсаторы, в частности, 2ⁿ или максимально 32 конденсатора, причем сенсорное электронное устройство предусмотрено для генерирования многих сигналов, и имеет средство для расчета корреляции сигнала. Благодаря этому сенсорное электронное устройство может надежно определять, присутствует ли на многослойном стекле дождевая вода или нет. Этот расчет корреляции сигнала целесообразен для ситуаций применения, в которых имеет смысл, чтобы в пределах короткого времени поступал содержательный сигнал для приведения в действие системы стеклоочистителей. Это имеет место в случае, когда возникший во время поездки дождь нарушает видимость для водителя транспортного средства, и должна быстро и надежно срабатывать система стеклоочистителей. Тем самым может быть проведено различие между нормальным эксплуатационным режимом и дождем.

Средства сенсорного электронного устройства предусмотрены для расчета автокорреляции и/или взаимной корреляции сигналов. Дополнительное усовершенствование многослойного стекла с емкостным датчиком состоит в том, что расчет автокорреляции приводит к результату, из которого следует, имеет ли место дождь на многослойном стекле или нет. Если результат автокорреляции превышает 1, тогда на многослойном стекле регистрируется дождевая вода. На основе этого решения приводятся в действие стеклоочистители. Посредством взаимной корреляции простым путем и с малыми техническими издержками подтверждается наличие дождя, и тем самым повышается устойчивость против обусловленных загрязнениями помех. При этом математическим методом взаимной корреляции определяется сходство двух сигналов, когда они сдвинуты во времени на определенную величину.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения электроды выполнены несимметричными. Посредством несимметричного исполнения электродов устраняются нежелательные помехи от электромагнитных полей, которые создаются соседними электрическими проводниками и приборами.

Чтобы дополнительно улучшить электромагнитную совместимость датчика, электроды имеют площадь различной величины.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один электрод был выполнен гребнеобразным. Гребнеобразный электрод имеет протяженную в длину спинку гребенки, на которой размещаются множество зубья гребенки. При этом зубья гребенки являются протяженными параллельно друг другу, причем они размещаются перпендикулярно спинке гребенки так, что получается гребнеобразно зубчатый электрод. Неожиданно было выяснено, что подобная конфигурация по меньшей мере одного электрода почти не выдает ложный сигнал, то есть, если сенсорное электронное устройство генерирует сигнал на переключение, хотя на ветровом стекле нет никакого дождя.

Такое преимущество обеспечивают два сформированных гребнеобразными электрода в сопряжении между собой. Но когда зубья двух гребенок занимают поверхности электродов друг внутри друга, они дополнительно изолируются друг от друга разделительной линией. Электрическое поле между зубьями гребенок гребнеобразных электродов имеет на отдельных участках почти параллельные силовые линии поля.

Кроме того, оказалось благоприятным, что два выполненных гребнеобразными электрода размещаются спинкой гребенки к спинке гребенки.

Альтернативно или дополнительно, электроды могут быть сформированы в форме тюльпана или со спиральной формой, в частности, в виде гиперболической спирали. Эта форма электродов также особенно пригодна, в частности, для надежной регистрации дождя на многослойном стекле.

Многослойное стекло может представлять собой ветровое стекло транспортного средства, в котором электроды размещаются обращенной к промежуточному слою поверхности наружной пластины или на внутренней пластине. Альтернативно или дополнительно, электроды могут быть размещены на промежуточном слое или в нем. Электроды пролегают в общей с многослойным стеклом плоскости, в частности, в плоскости, параллельной поверхности наружной стороны наружной пластины. Благодаря этому между по меньшей мере двумя электродами формируется электрическое поле, которое проникает в дождевую воду на многослойном стекле.

В одном возможном варианте исполнения ветровое стекло может иметь дополнительные электроды в различных плоскостях ветрового стекла, которые служат для повышения точности измерения, и, например, чтобы компенсировать температурные эффекты, такие как дрейф емкости вследствие изменения температуры стекла и PVB. Благодаря тому, что компенсационные электроды находятся в другой плоскости (предпочтительно дальше от наружной стороны транспортного средства), влияние дождя на эти структуры является более слабым, тогда как изменения температуры, в особенности во время стоянки транспортного средства, также могут влиять на эти сенсорные структуры.

Многослойное стекло может иметь один или многие емкостные датчики для регистрации влаги, предпочтительно дождя. Датчики могут размещаться вдоль краев очищаемой щетками области многослойного стекла.

Промежуточный слой предпочтительно является прозрачным. Промежуточный слой предпочтительно содержит по меньшей мере один синтетический материал, предпочтительно поливинилбутираль (PVB), этилен-винилацетат (EVA) и/или полиэтилентерефталат (PET). Но промежуточный слой также может содержать, например, полиуретан (PU), полипропилен (PP), полиакрилат, полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированные этилен-пропиленовые сополимеры, поливинилфторид, и/или сополимер этилена и тетрафторэтилена, или их сополимеры или смеси. Промежуточный слой может быть сформирован одной или также многими наслоенными друг на друга пленками. Промежуточные слои предпочтительно могут быть термопластичными, и после наслоения внутренней пластины, наружной пластины и возможных дополнительных промежуточных слоев склеиваются между собой.

Дополнительный аспект изобретения включает способ получения многослойного стекла с емкостным датчиком для регистрации влаги, по меньшей мере включающий:

(а) нанесение прозрачного, электропроводящего покрытия на поверхность внутренней пластины, наружной пластины или промежуточного слоя, и нанесение по меньшей мере одной разделительной линии, которая электрически разделяет прозрачное, электропроводящее покрытие по меньшей мере на два емкостно связанных электрода, предпочтительно лазерным формированием или механическим или химическим удалением материала, и

(b) формирование пакета слоев из внутренней пластины, промежуточного слоя и наружной пластины, причем промежуточный слой размещается между поверхностью внутренней стороны наружной пластины и поверхностью наружной стороны внутренней пластины, и ламинирование пакета слоев с образованием многослойного стекла.

Нанесение прозрачного, электропроводящего покрытия может быть выполнено известным способом, предпочтительно катодным распылением со стимуляцией магнитным полем. Это является особенно благоприятным в отношении простого, быстрого, экономичного и равномерного нанесения покрытия на пластины. Однако прозрачное, электропроводящее покрытие также может быть сформировано, например, нанесением покрытия испарением, химическим осаждением из газовой фазы (химическим осаждением из паровой фазы, CVD), плазменно-химическим осаждением из паровой фазы (PECVD), или способами мокрого химического нанесения.

Удаление покрытия из индивидуальных разделительных линий в прозрачном, электропроводящем покрытии предпочтительно выполняется посредством лазерного луча. Способы структурирования тонких металлических пленок известны, например, из патентных документов ЕР 2 200 097 А1 или ЕР 2 139 049 А1. Ширина удаляемого покрытия предпочтительно составляет от 10 мкм до 1000 мкм, в особенности предпочтительно от 30 мкм до 200 мкм, и, в частности, от 70 мкм до 140 мкм. В этом диапазоне происходит особенно чистое и безостаточное удаление слоя лазерным лучом. Удаление слоя посредством лазерного излучения является особенно предпочтительным, так как линии удаленного покрытия оптически почти неразличимы, и рисунок удаленного слоя лишь незначительно нарушает видимость на просвет. Удаление покрытия с образованием линии с шириной, которая является более широкой, чем ширина проделанной лазером прорези, проводится многократным проведением лазерного луча по линии. Поэтому с увеличением ширины линии возрастают продолжительность обработки и стоимость обработки. В альтернативном варианте, удаление слоя может быть выполнено механическим снятием материала, а также химическим или физическим травлением.

Ламинирование, то есть, объединение внутренней пластины, промежуточного слоя и наружной пластины, предпочтительно производится под действием тепла, вакуума и/или давления. Могут быть применены общеизвестные способы изготовления многослойного стекла.

Так, например, может быть проведена обработка так называемыми способами автоклавирования при повышенном давлении от около 10 бар до 15 бар (1-1,5 МПа) и при температурах от 130°С до 145°С, в течение около 2 часов. Например, общеизвестные способы с вакуумным мешком или вакуумным кольцом действуют при давлении около 200 мбар (20 кПа) и температуре от 80°С до 110°С. Внутренняя пластина, например, термопластичный промежуточный слой и наружная пластина также могут быть спрессованы в каландре между валками по меньшей мере одной пары с образованием стекла. Установки этого типа для изготовления стекол известны, и обычно оснащены по меньшей мере одним туннельным нагревателем перед прессовым устройством. Температура во время процесса прессования составляет, например, от 40°C до 150°С. Особенном надежными на практике оказались комбинации способов каландрирования и автоклавирования. В альтернативном варианте могут быть применены вакуумные ламинаторы. Они состоят из одной или многих нагреваемых и вакуумируемых камер, в которых внутренняя пластина и наружная пластина наслаиваются друг на друга на протяжении, например, примерно 60 минут при пониженных давлениях от 0,01 мбар до 800 мбар (1 Па-80 кПа) и температурах от 80°С до 170°С.

В качестве дополнительной стадии в каждом из вышеуказанных способов может быть создан гальванический контакт прозрачного, электропроводящего покрытия посредством электрического проводного соединения. Гальванический контакт предпочтительно создается посредством приклеивания электропроводным клеем, пайкой, и, в частности, ультразвуковой пайкой.

При создании гальванического контакта может быть предпочтительным, когда сначала на прозрачные, электропроводящие покрытия наносится электропроводящий контактный слой, например, путем металлизации или напечатанием с помощью металлсодержащей серебряной печатной пасты, и с последующим обжигом. Этот контактный слой является особенно предпочтительным, чтобы получить низкоомный и коррозионностойкий контакт между проводящими компонентами прозрачного, электропроводящего покрытия и дополнительными соединительными элементами, такими как фольговый проводник или проводник из круглой проволоки.

Дополнительный аспект изобретения включает применение соответствующего изобретению многослойного стекла с емкостным датчиком для регистрации влаги в средствах передвижения для перемещения по земле, по воздуху или по воде, в частности, в автомобилях, например, в качестве ветрового стекла или заднего стекла.

Далее изобретение разъясняется более подробно с помощью чертежа и примеров осуществления. Чертеж представляет собой схематическое изображение и выполнен не в масштабе. Чертеж никоим образом не ограничивает изобретение.

Как показано:

Фигура 1 представляет схематический вид сверху соответствующего изобретению многослойного стекла с емкостным датчиком в одном варианте исполнения,

Фигура 2 представляет вид в разрезе вдоль линии A-A' сечения из Фигуры 1,

Фигура 3 представляет увеличенное изображение фрагмента Z из Фигуры 1,

Фигура 4 представляет первый альтернативный вид фрагмента Z из Фигуры 1,

Фигура 5 представляет второй альтернативный вид фрагмента Z из Фигуры 1,

Фигура 6 представляет третий альтернативный вид фрагмента Z из Фигуры 1, и

Фигура 7 представляет четвертый альтернативный вид фрагмента Z из Фигуры 1.

Фигура 1 показывает вид сверху соответствующего изобретению многослойного стекла 100 на примере ветрового стекла транспортного средства. Многослойное стекло 100 имеет на верхнем участке многослойного стекла 100 емкостный датчик 3 для регистрации влаги на многослойном стекле 100. В смысле изобретения, выражение «влага» обозначает меру присутствия воды на многослойном стекле 100, и подразумевает также воду в форме дождя. Емкостный датчик 3 измеряет обусловленное влагой и, соответственно, дождем изменение диэлектрической проницаемости и, соответственно, емкости. Для этого емкостный датчик 3 имеет по меньшей мере один конденсатор 5, который соединен с размещенным снаружи многослойного стекла 100 сенсорным электронным устройством 14 через контактную площадку 8.

Контактная площадка 8 размещена на наружном краю многослойного стекла 100. При этом расстояние до наружного края составляет менее 10 см, предпочтительно около 0,5 см. Это позволяет замаскировать электрическое соединение контактной площадки, например, фольгового проводника, под оптически незаметной черной надпечаткой или ограждением, например, под корпусом камеры.

Кроме того, конденсатор 5 имеет три электрода 10, 10', 10'', которые в каждом случае гальванически изолированы друг от друга. Электроды 10, 10', 10'' размещаются в одной общей для них плоскости и емкостно связаны между собой. Электроды формируют сенсорную зону на поверхности I наружной стороны многослойного стекла, внутри которой влага на многослойном стекле обусловливает изменение емкости.

Сенсорное электронное устройство предусмотрено для измерения степени изменения емкости, и в зависимости от измеренного значения, выдачи сигнала на переключение в систему стеклоочистителей. Для этого емкостный датчик имеет множество конденсаторов 5. Сенсорное электронное устройство 14 оснащено микропроцессором, который для оценки переданного от конденсаторов 5 значения рассчитывает взаимную корреляцию и/или автокорреляцию сигналов. Расчет взаимной корреляции и/или автокорреляции проводится непрерывно и контролируемо. В зависимости от порогового значения ретранслируется сигнал на переключение через CAN-шину транспортного средства на систему стеклоочистителей.

Выдаваемые сигналы на переключение могут быть адаптированы произвольно и сообразно требованиям данного варианта применения. Так, сигнал на переключение может предусматривать положительное напряжение, например, 12 В, отсутствие сигнала на переключение, например, 0 В, и другой сигнал на переключение, например, +6 В. Сигналы на переключение также могут соответствовать обычным для CAN-шины напряжениям линий CAN_High и CAN_Low, и меняться на находящееся между ними значение напряжения. Сигнал на переключение также может быть импульсным и/или иметь цифровое кодирование.

При автокорреляции сигналов проводится корреляция измеренного датчиком значения от конденсатора с измеренным датчиком значения от того же конденсатора для более раннего момента времени. Когда рассчитанный коэффициент автокорреляции превышает предварительно определенное пороговое значение, тогда определяется взаимная корреляция двух сигналов. Два сигнала включают по меньшей мере один первый сигнал, который соответствует измеренному датчиком значению от первого конденсатора, и второй сигнал, который соответствует измеренному датчиком значению от второго конденсатора в тот же момент времени. Первый сигнал при взаимной корреляции сравнивается со вторым сигналом. Если результат взаимной корреляции является бóльшим, чем второе пороговое значение, и не равен единице, тогда принимается решение о наличии дождевой воды на многослойном стекле, и передается соответствующий сигнал на переключение, который управляет функцией очистки стекла, на систему стеклоочистителей.

Если результат взаимной корреляции соответствует единице, присутствие дождевой воды на многослойном стекле 100 отрицается, и сигнал на переключение не подается.

Фигура 2 представляет вид в разрезе вдоль линии A-A' сечения перпендикулярно общей для электродов плоскости из Фигуры 1. Многослойное стекло 100 включает по меньшей мере внутреннюю пластину 1, промежуточный слой 2 и наружную пластину 4. После окончательного монтажа в смонтированном состоянии многослойное стекло 100 отделяет внутреннее пространство транспортного средства от внешнего окружения. При этом поверхность IV внутренней стороны внутренней пластины 1 доступна из внутреннего пространства, и поверхность I наружной стороны наружной пластины 4 доступна из внешнего окружения. Кроме того, наружная пластина 4 имеет поверхность II внутренней стороны, и внутренняя пластина 1 имеет поверхность III наружной стороны.

Внутренняя пластина 1 и наружная пластина 4 состоят, например, из известково-натриевого стекла, и были получены флоат-способом. Толщина d1 внутренней пластины 1 составляет, например, 2,1 мм. В принципе пластины 1 и 4 могут иметь также другие толщины.

Промежуточный слой 2 может быть сформирован одной или также многими размещенными друг поверх друга пленками, причем толщина пленки предпочтительно составляет от 0,025 мм до 3 мм, типично 0,38 мм или 0,76 мм. Промежуточные слои предпочтительно могут быть термопластичными, и после ламинирования внутренняя пластина, наружная пластина и, возможно, дополнительные промежуточные слои склеиваются друг с другом. Промежуточный слой 2 представляет собой термопластичный промежуточный слой, и состоит, например, из поливинилбутираля (PVB). Он имеет толщину d2, например, 0,76 мм.

Наружная пластина 4 на своей поверхности II внутренней стороны имеет прозрачное, электропроводящее покрытие 6. В Таблице 1 представлены три примера соответствующих изобретению прозрачных, электропроводящих покрытий 6 с функциональными слоями, например, из ITO. Каждое покрытие 6 Примеров 1-3 составлено пакетом слоев из: наружная пластина 1/адгезивный слой/функциональный слой/барьерный слой/противоотражательный слой. Толщина d₃ наружной пластины 4 составляет, например, также 2,1 мм.

Таблица 1

Материал Толщина Пример 1 Пример 2 Пример 3 Противоотража-тельный слой SiO₂:Al 45 нм 40 нм 80 нм Барьерный слой Si₃N₄:Al 12 нм 20 нм 12 нм Функциональный слой ITO 120 нм 120 нм 120 нм Адгезивный слой SiO₂:Al 30 нм 30 нм 40 нм Наружная пластина 4 и внутренняя пластина 1 Известково-натриевое стекло

Фигура 3 показывает увеличенное изображение участка Z многослойного стекла 100 из Фигуры 1 с емкостно связанными электродами 10, 10', 10''. Прозрачное, электропроводящее покрытие 6 посредством не содержащей покрытие разделительной линии 7 разделено на различные, электрически изолированные друг от друга электроды 10. В этом примере электрически изолированные означают, что области гальванически изолированы друг от друга, то есть, что между областями не может протекать постоянный ток (DC).

В представленном в Фигуре 3 примере два электрода 10' и 10'' электрически изолированы от дополнительного, третьего электрода 10. Каждый электрод 10' и 10'' выполнен гребнеобразным и состоит из спинки гребенки и множества входящих друг в друга зубьев гребенки. Ширина зуба гребенки и спинки гребенки в этом примере в каждом случае составляет около 1 мм. Спинка гребенки соединена с контактной площадкой 8. Контактная площадка 8 имеет прямоугольную форму с шириной, например, 12 мм. Длина спинки гребенки составляет около 48 мм. Третий электрод 10 опять же разделительной линией 7 отделен от остального прозрачного, электропроводящего покрытия 6. Третий электрод 10 здесь выполнен прямоугольным и включает оба электрода 10' и 10''. Третий электрод 10 имеет дополнительную контактную площадку 8. Дополнительная контактная площадка 8 может быть размещена произвольно внутри третьего электрода 10. В представленном примере она размещена на верхнем краю третьего электрода 10 у верхней кромки многослойного стекла 100. Поэтому она визуально незаметна.

Разделительная линия 7 имеет ширину, например, 100 мкм, и нанесена лазерным формированием в прозрачном, электропроводящем покрытии 6. Разделительные линии 7 со столь малой шириной визуально едва различимы и практически не нарушают видимость через многослойное стекло 100, что является особенно эстетичным и особенно важным для безопасности вождения при применении в зоне обзорности транспортных средств.

Фигуры 4-7 показывают альтернативные изображения участка Z из Фигуры 1. В Фигурах 4 и 5 представлены альтернативные формы гребнеобразных электродов 10' и 10''. Фигуры 6 и 7 показывают варианты исполнения электродов 10' и 10'' в форме тюльпана.

Список ссылочных позиций:

1 внутренняя пластина

2 промежуточный слой

3 емкостный датчик

4 наружная пластина

5 конденсатор

6 прозрачное, электропроводящее покрытие

7 разделительная линия

8 контактная площадка

14 сенсорное электронное устройство

100 многослойное стекло

d₁,d₂,d₃ толщина

A-A' линия сечения

Z участок

I поверхность наружной стороны наружной пластины 4

II поверхность внутренней стороны наружной пластины 4

III поверхность наружной стороны внутренней пластины 1

IV поверхность внутренней стороны внутренней пластины 1.

Многослойное стекло (100) для отделения внутреннего пространства от внешнего окружения, включающее внутреннюю пластину (1), наружную пластину (4) с поверхностью (II) внутренней стороны, и промежуточный слой (2), который по всей площади соединяет поверхность (II) внутренней стороны наружной пластины (2) с поверхностью (III) наружной стороны внутренней пластины, емкостный датчик (3) для регистрации влаги по меньшей мере с одним конденсатором (5), который соединен с сенсорным электронным устройством (14), которое предусмотрено для регистрации изменения емкости конденсатора (5), причем конденсатор (5) имеет по меньшей мере два электрода (10, 10', 10''), выполненных из прозрачного в видимой области спектра электропроводящего покрытия (6), которые емкостно связаны друг с другом, при этом электроды (10, 10', 10'') пролегают в одной общей плоскости многослойного стекла (100) и электропроводящее покрытие (6) посредством не содержащей покрытие разделительной линии (7) разделено на электрически изолированные друг от друга электроды (10, 10', 10''), причем два гребнеобразных электрода (10', 10'') выполнены входящими друг в друга или два гребнеобразных электрода (10', 10'') выполнены спинкой гребенки к спинке гребенки, и причем два гребнеобразных электрода (10' и 10'') электрически изолированы от третьего электрода (10), и причем третий электрод (10) разделительной линией (7) отделен от остального электропроводящего покрытия (6). Изобретение обеспечивает возможность создания усовершенствованного многослойного стекла с датчиком дождя, который может быть простым и экономичным путем встроен в оконное стекло, и имеет высокие надежность и эффективность. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил.

1. Многослойное стекло (100) для отделения внутреннего пространства от внешнего окружения, включающее

- внутреннюю пластину (1),

- наружную пластину (4) с поверхностью (II) внутренней стороны, и

- промежуточный слой (2), который по всей площади соединяет поверхность (II) внутренней стороны наружной пластины (2) с поверхностью (III) наружной стороны внутренней пластины,

- емкостный датчик (3) для регистрации влаги по меньшей мере с одним конденсатором (5), который соединен с сенсорным электронным устройством (14), которое предусмотрено для регистрации изменения емкости конденсатора (5),

причем конденсатор (5) имеет по меньшей мере два электрода (10, 10', 10''), выполненных из прозрачного в видимой области спектра электропроводящего покрытия (6), которые емкостно связаны друг с другом,

отличающееся тем, что электроды (10, 10', 10'') пролегают в одной общей плоскости многослойного стекла (100) и электропроводящее покрытие (6) посредством не содержащей покрытие разделительной линии (7) разделено на электрически изолированные друг от друга электроды (10, 10', 10''), причем два гребнеобразных электрода (10', 10'') выполнены входящими друг в друга или два гребнеобразных электрода (10', 10'') выполнены спинкой гребенки к спинке гребенки, и причем два гребнеобразных электрода (10' и 10'') электрически изолированы от третьего электрода (10), и причем третий электрод (10) разделительной линией (7) отделен от остального электропроводящего покрытия (6).

2. Многослойное стекло (100) по п. 1, отличающееся тем, что электроды (10, 10', 10'') предусмотрены для создания сенсорной зоны на многослойном стекле, внутри которой влага на многослойном стекле вызывает изменение емкости.

3. Многослойное стекло (100) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что сенсорное электронное устройство (14) предусмотрено для генерирования сигнала, когда в сенсорной зоне регистрируется влага.

4. Многослойное стекло (100) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что емкостный датчик (3) включает множество конденсаторов (5), причем сенсорное электронное устройство (14) предусмотрено для генерирования множества сигналов и имеет средство для расчета корреляции сигналов.

5. Многослойное стекло (100) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что средства датчика (3) предусмотрены для расчета автокорреляции и/или взаимной корреляции сигналов.

6. Многослойное стекло (100) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что электроды (10, 10', 10'') имеют несимметричную поверхность.

7. Многослойное стекло (100) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что электроды (10, 10', 10'') имеют различный периметр.

8. Способ получения многослойного стекла (100) по одному из пп. 1-7, по меньшей мере включающий:

- нанесение прозрачного электропроводящего покрытия (6) на поверхность внутренней пластины (1), наружной пластины (4) или промежуточного слоя (2), и нанесение по меньшей мере одной разделительной линии (7), которая электрически разделяет прозрачное, электропроводящее покрытие (6) по меньшей мере на два емкостно связанных электрода (10, 10', 10''), предпочтительно лазерным формированием или механическим или химическим удалением материала, и

- формирование пакета слоев из внутренней пластины (1), промежуточного слоя (2) и наружной пластины (4), причем промежуточный слой (2) размещается между поверхностью (II) внутренней стороны наружной пластины и поверхностью (III) наружной стороны внутренней пластины, и ламинирование пакета слоев с образованием многослойного стекла (100).

9. Применение многослойного стекла (100) по одному из пп. 1-7 в средствах передвижения для перемещения по земле, по воздуху или по воде, в частности, в автомобилях, например, в качестве ветрового стекла или заднего стекла.