Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО С ДИСПЛЕЙНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Изобретение относится к многослойному стеклу, способу регистрации информации о состоянии системы регулирования и к применению многослойного стекла в моторном транспортном средстве.

Современные автомобили все чаще обеспечиваются дополнительными функциональными возможностями. Для повышения безопасности движения предлагаются также автомобили с системами помощи водителю, которые выдают водителю автомобиля важную информацию о текущей дорожной ситуации. Кроме того, известны системы, которые высвечивают информацию в поле зрения водителя, причем для восприятия информации ему не нужно отводить взгляд от дороги.

Кроме того, использующиеся для этого лобовые стекла транспортных средств состоят из двух стеклянных листов, ламинированных друг с другом с помощью термопластичной пленки. Стеклянные листы располагают под некоторым углом друг к другу, используя термопластичную пленку с непостоянной толщиной. В таком случае говорят о имеющей форму клина пленке или клиновидной пленке. Многослойные стекла с клиновидными пленками известны, например, из EP1880243A2.

Такие лобовые стекла могут иметь в центральной верхней части дополнительные компоненты, такие как зеркало заднего вида, кнопки и датчики. Проблемой таких лобовых стекол может быть то, что эти компоненты ограничивают обзор водителю. В частности, когда автомобиль останавливается перед светофором первым по очереди, вид светофора водителю может быть существенно затруднен из-за находящихся на верхнем краю компонентов. Кроме того, садящееся солнце может ослепить водителя при взгляде на светофор, что недопустимо. Это ведет к нежелательной и вызывающей болезненные ощущения позе водителя, если он хочет удержать светофор в поле зрения.

В основе изобретения стоит задача разработать многослойное стекло, при котором водитель может в удобной позе воспринимать информацию о состоянии светофора.

Поставленная перед настоящим изобретением задача решена, согласно изобретению, посредством многослойного стекла по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления указаны в зависимых пунктах.

Предлагаемое изобретением многослойное стекло для автомобиля содержит наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист, которые соединены друг с другом термопластичным промежуточным слоем. Многослойное стекло содержит также дисплейное устройство для указания водителю оптической информации о состоянии, содержащее по меньшей мере один источник света, который излучает свет для создания оптической информации о состоянии, причем

- многослойное стекло обеспечивает соединение с приемным устройством для беспроводного получения информации о состоянии системы регулирования,

- источник света обеспечивает воспроизведение информации о состоянии системы регулирования и находится в многослойном стекле, по меньшей мере частично, в промежуточном слое между наружным стеклянным листом и внутренним стеклянным листом.

Благодаря размещению источника света в многослойном стекле в промежуточном слое между наружным стеклянным листом и внутренним стеклянным листом источник света легко встраивается в процесс изготовления многослойного стекла.

Целесообразно, чтобы приемное устройство получало информацию о состоянии системы регулирования, в частности, светофора, без проводов. Согласно изобретению, источник света в многослойном стекле находится в промежуточном слое между наружным стеклянным листом и внутренним стеклянным листов и предусмотрен для отображения информации о состоянии системы регулирования.

Информация о состоянии системы регулирования показывается водителю на многослойном стекле, так что он не должен принимать неестественную позу, чтобы воспринимать текущую информацию о состоянии. Водитель может легко и отчетливо распознать цвет светофора на многослойном стекле. Непринужденная поза водителя при ожидании на светофоре ведет к снижению стрессогенных факторов и служит для повышения внимания водителя. Кроме того, безопасность дорожного движения существенно повышается благодаря дополнительной индикации цвета светофора на многослойном стекле.

Предпочтительно, приемное устройство передает со стороны автомобиля информацию о состоянии на соединенный с приемным устройством блок управления. В ответ на это блок управления генерирует управляющий сигнал и передает управляющий сигнал на источник света. Источник света создает, в зависимости от управляющего сигнала, свет, который оптически отображает состояние системы регулирования.

В одном предпочтительном варианте осуществления блок управления соединен через шинную систему передачи данных с приемным устройством и/или источником света. Шинная система передачи данных может быть системой стандарта CAN (Control Area Neywork), LIN (Local Interconnect Network), MOST (Media Oriented Systems Transport). Приемное устройство может представлять собой камеру или световой датчик для регистрации информации о состоянии системы регулирования. Для этого приемное устройство установлено на автомобиле и может быть компонентом системы помощи водителю. Это избавляет от необходимости дополнительного оснащения автомобиля потребляющими энергию и занимающими место компонентами. В качестве информации о состоянии могут регистрироваться снимки с камеры. Альтернативно или дополнительно, световой датчик может регистрировать светооптический сигнал. Камера и/или световой датчик могут устанавливаться в передней части автомобиля, например, на лобовом стекле, и принимать на себя дополнительные задачи в системе помощи водителю.

В одном предпочтительном варианте осуществления приемное устройство содержит беспроводной интерфейс для передачи данных, который обрабатывает данные согласно стандартам Bluetooth, NFC, ZigBee или DECT. Предпочтительно, приемное устройство может образовать соединение WLAN (Wireless Local Area Network, беспроводная локальная сеть) (IEEE 802.11, Wi-Fi) с системой регулирования, в частности, светофором, и принимать информацию о состоянии по сети WLAN и/или Интернету. Сама информация о состоянии предпочтительно представляет собой радиосигнал. Особенно предпочтительно, радиосигнал является локально ограниченным, как например, сигнал Bluetooth или WLAN. В частности, информация о состоянии генерируется, когда автомобиль обнаруживается системой регулирования в радиусе действия светофора, в частности, когда установлена остановка автомобиля.

В одном предпочтительном варианте осуществления многослойного стекла согласно изобретению источник света находится в вырезе промежуточного слоя. При этом источник света может находиться непосредственно между наружным стеклянным листом и внутренним стеклянным листом и, тем самым, испускать свет особенно четко и заметно для водителя.

Например, источник света является активным самосветящимся источником света, как например, светодиод (LED), органический светодиод (OLED) и/или жидкокристаллический дисплей (далее ЖК-дисплей). Особое преимущество светодиодов и ЖК-дисплеев заключается в их малых размерах и высокой силе света. Как светодиоды, так и ЖК-дисплеи отличаются очень низким расходом энергии и большим сроком службы.

Промежуточный слой предпочтительно является прозрачным. Промежуточный слой предпочтительно содержит по меньшей мере один синтетический материал, предпочтительно поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA) и/или полиэтилентерефталат (PET). Однако промежуточный слой может также содержать, например, полиуретан (PU), полипропилен (PP), полиакрилат, полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированные сополимеры этилена с пропиленом, поливинилфторид и/или сополимеры этилена с тетрафторэтиленом, или их сополимеры или смеси. Промежуточный слой может быть образован из одной или нескольких уложенных друг на друга пленок, причем толщина пленки предпочтительно составляет от 0,025 мм до 1 мм, типично 0,38 мм или 0,76 мм. Промежуточный слой предпочтительно может быть термопластичным и в результате ламинирования склеивать друг с другом внутренний стеклянный лист, наружный стеклянный лист и возможные дополнительные промежуточные слои. Таким образом, в контексте изобретение ламинирование означает соединение внутреннего стеклянного листа, промежуточного слоя и наружного стеклянного листа.

Получение многослойного стекла путем ламинирования реализуют, например, способом вакуумного мешка, способом вакуумного кольца, способом каландрирования, вакуумным ламинированием, автоклавированием или их комбинацией. При этом соединение наружного стеклянного листа и внутреннего стеклянного листа происходит обычно под воздействием тепла, вакуума и/или давления. Благодаря ламинированию источника света в промежуточном слое многослойного стекла получение многослойного стекла согласно изобретению является сравнительно легким и недорогим.

Многослойное стекло подходит для отграничения кабины автомобиля от внешней среды. Многослойное стекло можно применять в различных вариантах. Это может быть, например, лобовое стекло, стекло в крыше, заднее стекло кузова, боковое стекло или другое остекление, отграничивающее кабину автомобиля.

В следующем предпочтительном варианте осуществления дисплейное устройство расположено в центральной верхней части многослойного стекла. Альтернативно или дополнительно, дисплейное устройство может находиться на левом нижнем краю многослойного стекла. Дисплейное устройство через гибкий пленочный проводник (плоский провод, проводящую плоскую полосу), металлическую проволоку, в частности, круглый провод, или многожильный провод может быть соединено с источником напряжения и сигнальным проводом, который передает управляющий сигнал от блока управления, например, в автомобиле, через CAN-шину. Пленочный проводник представляет собой, например, полосу или ленту, содержащую или состоящую из меди, оцинкованной меди, алюминия, серебра, золота или их сплавов. Пленочный проводник имеет, например, ширину от 2 мм до 16 мм и толщину от 0,03 мм до 0,1 мм. Пленочный проводник может иметь изолирующую, предпочтительно полимерную оболочку, например, на основе полиимида. Альтернативно, в качестве электрического соединения можно использовать также тонкую металлическую проволоку.

Многослойное стекло или внутренний лист и наружный лист предпочтительно содержат стекло, особенно предпочтительно плоское стекло, флоат-стекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло, кальциево-натриевое стекло, или прозрачные синтетические материалы, предпочтительно жесткие прозрачные синтетические материалы, в частности, полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, полиэфир, поливинилхлорид и/или их смеси. Многослойное стекло, соответственно внутренний стеклянный лист и наружный стеклянный лист предпочтительно являются прозрачными, в частности, для применение стекла в качестве ветрового окна моторного транспортного средства, или для других применений, при которых желательно высокое светопропускание. Под прозрачным в контексте изобретения понимается стекло, светопропускание которого в видимой части спектра превышает 70%. Для оконных стекол, которые не находятся в важном для дорожного движения поле зрения водителя, например, для окон в крыше, пропускание может быть намного ниже, например, выше 5%.

Наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист предпочтительно имеют постоянную толщину с по существу плоскопараллельными главными сторонами и соединяющими их боковыми кромками.

Толщина внутреннего стеклянного листа в предпочтительном варианте осуществления составляет от 0,4 мм до 3,5 мм, предпочтительно от 0,9 мм до 2,1 мм.

Толщина наружного стеклянного листа в предпочтительном варианте осуществления составляет по меньшей мере 1,4 мм, предпочтительно по меньшей мере 1,6 мм. Толщина наружного стеклянного листа предпочтительно не превышает 4,5 мм, предпочтительно не превышает 2,1 мм. В этом диапазоне многослойное стекло имеет благоприятную механическую прочность и звукоизолирующие свойства, но, тем не менее, является еще достаточно тонким и легким, чтобы его можно было использовать в качестве лобового стекла.

В одном предпочтительном варианте осуществления наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист не являются предварительно напряженными. Тем не менее, в процессе ламинирования листов образуется характерное распределение растягивающих и сжимающих напряжений, которые специалист без проблем может отличить от напряжений, которые направленно создаются при применении предварительно напряженного стекла.

Наружный стеклянный лист, внутренний стеклянный лист и термопластичный промежуточный слой могут быть прозрачными и бесцветными, но могут быть также тонированными или окрашенными. Полное светопропускание через многослойное стекло в предпочтительном варианте осуществления превышает 70%, в частности, когда многослойное стекло является лобовым стеклом. Понятие полного светопропускания основано на способе проверки светопроницаемости автомобильных стекол, установленном в ECE-R 43, приложение 3, § 9.1.

Многослойное стекло предпочтительно является изогнутым в одном или нескольких пространственных направлениях, как это принято для окон автомобилей, причем типичные радиусы кривизны составляют от примерно 10 см до примерно 40 м. Однако многослойное стекло может быть также и плоским, например, если оно предусмотрено в качестве остекления для автобусов, поездов или тракторов.

Угол клина промежуточного слоя может быть постоянным в вертикальном направлении, что ведет к линейному изменению толщины промежуточного слоя, при этом толщина типично увеличивается снизу вверх. Указание направления "снизу вверх" означает направление от нижней кромки к верхней кромке, то есть по вертикали. Однако могут быть и более сложные профили толщины, у которых угол клина изменяется в направлении снизу вверх (то есть по вертикали в зависимости от места), линейно или нелинейно.

Предпочтительно, толщина промежуточного слоя по меньшей мере местами увеличивается в вертикальном направлении.

Толщина промежуточного слоя может быть постоянной в горизонтальных сечениях (то есть сечениях, примерно параллельных верхней и нижней кромке). В таком случае профиль толщины является постоянным по ширине многослойного стекла. Однако толщина может меняться и в горизонтальных сечениях. В таком случае толщина является переменной не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении.

Промежуточный слой образован из по меньшей мере одной термопластичной пленки. Угол клина может быть создан путем подходящей экструзии пленки или путем вытягивания пленки, имеющей в исходном состоянии постоянную толщину. Промежуточный слой может быть образован из единственной пленки или из более чем одной пленки. В последнем случае по меньшей мере одна из пленок должна быть выполнена с углом клина. Промежуточный слой может быть также образован из так называемой акустической пленки, которая обладает шумопоглощающим действием. Такие пленки типично состоят из по меньшей мере трех слоев, причем средний слой имеет более высокую пластичность или эластичность, чем наружные окружающие слои, например, вследствие более высокого содержания пластификатора.

Промежуточный слой предпочтительно имеет минимальную толщину от 0,4 мм до 1,5 мм, особенно предпочтительно от 0,5 мм до 1,0 мм. Минимальной толщиной называется толщина в самом тонком месте промежуточного слоя, то есть типично толщина на нижней кромке многослойного стекла. Многослойные стекла с более тонкими промежуточными слоями часто имеют слишком низкую прочность, чтобы их можно было применять в качестве автомобильных стекол.

В другом аспекте изобретение относится к способу регистрации информации о состоянии системы регулирования, в частности, светофора, причем

- приемное устройство автомобиля получает информацию о состоянии системы регулирования посредством светооптического сигнала или радиосигнала и передает на блок управления,

- информация о состоянии принимается через блок управления автомобиля, и на источник света посылается управляющий сигнал для передачи информации о состоянии, причем источник света в многослойном стекле находится между наружным стеклянным листом и внутренним стеклянным листом в промежуточном слое многослойного стекла, и

- после приема информации о состоянии блок управления снова запрашивает информацию о состоянии от приемного устройства.

Пока скорость автомобиля равна или меньше порогового значения скорости, информация о состоянии неоднократно запрашивается блоком управления.

Предпочтительно, информация о состоянии неоднократно запрашивается блоком управления, пока автомобиль находится в состоянии остановки. Если информация о состоянии изменяется, это изменение распознается блоком управления, и измененный управляющий сигнал передается на источник света. Следствием изменения управляющего сигнала является то, что источник света дисплейного устройства показывает водителю измененную оптическую информацию о состоянии.

Кроме того, изобретение относится к применению многослойного стекла в моторном транспортном средстве, предпочтительно пассажирском автомобиле, в качестве лобового или бокового стекла.

Далее изобретение подробнее поясняется на чертежах и примерах осуществления. Чертежи являются схематическими и выполнены без соблюдения масштаба. Чертежи никоим образом не ограничивают изобретение.

Показано:

Фиг. 1 показывает автомобиль 1, который находится в зоне светофора 2 системы регулирования. Автомобиль 1 содержит многослойное стекло 3 в качестве лобового стекла и оборудован приемным устройством для приема информации о состоянии светофора 2. Приемное устройство выполнено в автомобиле как камера 4 встроенной в автомобиль системы помощи водителю. Альтернативно или дополнительно, приемное устройство может быть также приемником радиосигнала, посылаемого светофором 2. Такие приемники могут представлять собой прибор, совместимый с Wi-Fi (WLAN), Bluetooth, ZigBee, NFC.

Система помощи водителю может включать дополнительные компоненты, как, например, дисплейное устройство 7, и обеспечивает коммуникацию с другими приборами автомобиля 1. Далее, автомобиль 1 имеет несколько встроенных блоков управления 5, которые связаны друг с другом через шинную систему передачи данных 6. Шинная система передачи данных 6 выполнена как шинная система стандартов CAN, LIN или MOST, которые подходят для передачи управляющих сигналов и информации о состоянии на блок управления 5. Кроме того, такая шинная система передачи данных может быть подключена к системе диагностики автомобиля.

Автомобиль 1 содержит многослойное стекло 3 в качестве лобового стекла, которое включает в себя дисплейное устройство 7 для указания водителю оптической информации о состоянии. Дисплейное устройство 7 содержит несколько источников света, которые выполнены как диоды LED 8. LED 8 располагаются в многослойном стекле 3 так, чтобы они могли легко визуально детектироваться глазом водителя.

Если автомобиль 1 приближается к светофору 2, и светофор 2 показывает красный сигнал, то автомобиль 1 останавливается на стоп-линии перед светофором 2. Камера 4 системы помощи водителю определяет состояние светофора 2, принимая или записывая информацию о состоянии (красный), например, в виде изображения светофора. Камера 4 обрабатывает информацию о состоянии (красный) и передает ее через шинную систему передачи данных 6 на блок управления 5. Блок управления 5 принимает информацию о состоянии (красный) и обрабатывает ее, создавая соответствующий управляющий сигнал для индикации информации о состоянии (красный), и передает его дальше на дисплейное устройство 7 через шинную систему передачи данных 6. Альтернативно, соединение между дисплейным устройством 7 и блоком управления 5 может быть выполнено как отдельная линия, при этом для передачи информации о состоянии (красный) подходит отдельная линия без шинной системы передачи данных 6.

Дисплейное устройство 7 принимает управляющий сигнал и отображает информацию о состоянии (красный) светофора. Для этого LED-диоды 8 дисплейного устройства 7 испускают свет соответствующего цвета (красный).

Когда автомобиль 1 стоит на светофоре 2, блок управления 5 снова запрашивает дополнительную информацию о состоянии светофора 2. Для этого блок управления 5 посылает соответствующий запрос на камеру 4 и затем сравнивает информацию о состоянии (красный) с вновь запрошенной информацией о состоянии. Если информационные данные о состоянии идентичны, блок управления повторяет свой запрос через короткие промежутки времени. Если блок управления 5 выявляет, что информационные данные о состоянии не являются идентичными, то блок управления 5 передает управляющий сигнал для индикации вновь запрошенной информации о состоянии (зеленый) на дисплейное устройство 7. Дисплейное устройство 7 принимает управляющий сигнал и отображает информацию о состоянии (зеленый) светофора 2. Для этого LED-диоды 8 дисплейного устройства 7 испускают свет соответствующего цвета (зеленый). Водитель распознает зеленый сигнал и приводит автомобиль 1 в движение.

Когда автомобиль почти остановился, блок управления 5 сравнивает текущую скорость автомобиля 1 с хранящимся в памяти автомобиля пороговым значением скорости. Если текущая скорость равна или меньше порогового значения скорости, то блок управления 5 посылает запрос на камеру 5. Если автомобиль движется, и текущая скорость автомобиля 1 больше порогового значения скорости, то никакого запроса на камеру не посылается.

Фигура 2 показывает в виде сверху пример варианта осуществления многослойного стекла 3 согласно изобретению как лобового стекла автомобиля 1 с дисплейным устройством 7. Дисплейное устройство 7 находится в центральной верхней части многослойного стекла 3. Дисплейное устройство 7 содержит ЖК-дисплей 12, LED 8 и/или OLED. Такие источники света для отображения информации о состоянии светофора 2 могут располагаться в любых местах многослойного стекла 3 и, например, могут быть ламинированы во внутреннем многослойном стекле 3.

В центральной верхней части 11 многослойного стекла 3 можно разместить и другие компоненты, как, например, датчик дождя 10, зеркало заднего вида или камеру 4. Дисплейное устройство 7 через проводное соединение 9 связано с находящимся вне многослойного стекла 3 блоком управления 5. Альтернативно, соединение с блоком управления 5 может быть выполнено также как беспроводное соединение, в этом случае дисплейное устройство 7 располагает автономным источником питания (батарея или фотоэлектрический модуль).

Фигура 3 показывает в виде сверху следующий вариант осуществления многослойного стекла 3 согласно изобретению как лобового стекла автомобиля 1 с дисплейным устройством 7. Показанный пример осуществления в основном соответствует по структуре лобовому стеклу согласно изобретению с фигуры 2, так что далее будут обсуждаться только различия. Дисплейное устройство 7 находится, в отличие варианта с лобовым стеклом с фигуры 2, в нижней части лобового стекла. Аналогично фигуре 2, дисплейное устройство с фигуры 3 имеет два источника света (8, 12). На внешней нижней кромке лобового стекла первый источник света снабжен несколькими LED 8, а центральной нижней части лобового стекла находится ЖК-дисплей 12. Как ЖК-дисплей 12, так и LED 8 связаны через проводную линию 9 с находящимся снаружи многослойного стекла 3 блоком управления 5.

Фигура 4 показывает на виде сверху один вариант осуществления многослойного стекла 3 согласно изобретению в форме бокового окна автомобиля. Многослойное стекло 3 является передним боковым стеклом автомобиля и содержит дисплейное устройство 7, которое выполнено как диоды LED 8. LED хорошо видны водителю, будучи расположенными в нижней наружной части многослойного стекла 3. Альтернативный вариант осуществления многослойного стекла 3 в форме бокового окна показан на фигуре 5. Аналогично боковому стеклу с фигуры 4, дисплейное устройство 7 находится в нижней наружной части многослойного стекла 3, но дисплейное устройство на фигуре 5 выполнено как ЖК-дисплей.

Фигура 6 показывает вид в сечении многослойного стекла 3. согласно изобретению. Многослойное стекло 3 содержит, например, внутренний стеклянный лист 14 и наружный стеклянный лист 15, которые соединены друг с другом через промежуточный слой 16. Внутренний лист 14 и наружный лист 15 предпочтительно являются прозрачными, в частности, для применения многослойного стекла 3 в качестве лобового стекла. Альтернативно, наружный стеклянный лист 15 может также иметь зеленый оттенок. Размеры многослойного стекла 3 составляют, например, 1,4м x 1,2м. Предусматривается, например, что внутренний стеклянный лист 1 после установки будет обращен в кабину. Таким образом, внутренняя поверхность внутреннего листа 14 доступна из кабины, тогда как наружная поверхность наружного листа 15 обращена наружу. Внутренний лист 14 и наружный лист 15 состоят, например, из кальциево-натриевого стекла, полученного флоат-способом. Внутренний стеклянный лист 14 и наружный стеклянный лист 15 могут быть незакаленными или закаленными. Толщина внутреннего листа 14 составляет, например, 0,7 мм, а толщина наружного листа 15 составляет, например, 2,1 мм. Промежуточный слой 16 является термопластичным промежуточным слоем 16 и состоит, например, из поливинилбутираля (PVB). Он имеет толщину, например, 0,76 мм.

Между внутренним стеклянным листом 14 и наружным стеклянным листом 15 в промежуточном слое 16 ламинировано четыре LED 8. Альтернативно или дополнительно, между внутренним листом 14 и наружным листом 15 можно расположить ЖК-дисплей. Размещенный таким образом ЖК-дисплей может напрямую граничить с внутренним стеклянным листом 14 или/и наружным стеклянным листом 15. Однако многослойное стекло 3 может иметь прозрачное покрытие, которое по существу состоит из нескольких функциональных слоев, например, из оксида индия-олова (ITO). Такие покрытия состоят из нескольких слоев. Пакет слоев может содержать по меньшей мере один стеклянный лист, адгезионный слой, функциональный слой, так называемый барьерный слой и/или противоотражательный слой. Функциональный слой может состоять из по меньшей мере одного электропроводящего 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).

На фигуре 7 показан еще один вид в разрезе многослойного стекла 3 согласно изобретению с ЖК-дисплеем 12 в качестве источника света дисплейного устройства 7. ЖК-дисплей 12 встроен в промежуточный слой 16 между внутренним стеклянным листом 14 и наружным стеклянным листом 15. При этом поверхность ЖК-дисплея 12 может напрямую граничить с поверхностью наружного стеклянного листа 15.

Список позиций