Частотно-избирательная токопроводящая поверхностьс дугообразными и прямолинейными элементами - RU2311705C2

Чертежи

Показать все 13 чертежа(ей)

Описание

При практическом осуществлении настоящего изобретения могут быть использованы: композит для промежуточного слоя, раскрытый в заявке на патент США №10/201863, поданной 24.07.2002 на "Герметизацию кромок ламинированного прозрачного изделия", заявители - Bruce Bartrug, Allen R. Hawk, Robert N. Pinchok and James H. Schwartz; конструкция собирательной шины, раскрытой в заявке на патент США №10/201864, поданной "Предотвращение образования горячих пятен на концевых участках собирательных шин нагреваемых прозрачных изделий, снабженных электропроводящими элементами", 24.07.2002, заявитель - Allen R Hawk; нагреваемое изделие, раскрытое в заявке на патент США №10/264106, "Нагреваемое изделие, имеющее сформированный нагревательный элемент", поданной 03.10.2002, заявитель - Charts S. Voeltzel, а также могут быть использованы способы сдерживания коррозии концов ламинированного покрытого изделия, описанные в заявке на патент США №10/353566, "Покрытое изделие, имеющее герметизированную слоистую кромку, чтобы препятствовать коррозии покрытия этой кромки и способ его получения", поданной 29.01.2003. Ссылки на вышеуказанные заявки включены в данное описание.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к изделию, имеющему металлизированную поверхность, например к подложке с электропроводящей поверхностью и частотно-избирательной поверхностью, предназначенной для пропускания определенных выбранных частот электромагнитного спектра, и в особенности, к прозрачным изделиям, например автомобильным ветровым стеклам, снабженным электрически нагреваемым покрытием и частотно-избирательной поверхностью, сформированной в этом покрытии, при этом частотно-избирательная поверхность предназначена для пропускания выбранных радиочастот с небольшим их ослаблением или без ослабления и с одновременным уменьшением интенсивности горячих и холодных участков вокруг частотно-избирательной поверхности.

Уровень техники

Обогреваемые автомобильные ветровые стекла, такие, например, как описанные в патенте США №4820902, содержат два стеклянных листа, из которых образована слоистая структура с помощью полимерного промежуточного слоя, представляющего собой обычно лист поливинилбутираля (PVB). Между стеклянными листами размещены две пространственно разделенные электрические шины, имеющие электрический контакт с токопроводящим элементом, и каждая шина с помощью внешних проводов связана с источником питания для пропускания электрического тока через токопроводящий элемент, с целью электрического нагрева, внутренней и внешней поверхностей ветрового стекла. Поверхности обогреваемых ветровых стекол нагреваются до температуры, достаточной для удаления со стекол тумана и таяния снега и льда.

В общих чертах вопросы, касающиеся обогреваемых ветровых стекол, описаны в патентах США №№3789191, 3789192, 3790752, 4543466 и 5213828.

Электропроводные элементы обогреваемых ветровых стекол, как правило, представляют собой металлизированное токопроводящее покрытие, нанесенное на значительную часть поверхности одного из стеклянных листов и обычно представляющее собой одну или несколько токопроводящих пленок, например пленок из серебра, при этом каждая из токопроводящих пленок размещена между парой диэлектрических пленок. Серебряная пленка, помимо пропускания тока, отражает инфракрасное излучение. При отсутствии средств для пропускания тока через токопроводящее покрытие это покрытие выполняет функцию регулирования солнечного потока. Если указанные средства имеются, то через покрытие протекает электрический ток, и оно нагревается и функционирует, не только регулируя солнечный поток, но и как обогреваемое покрытие. Покрытия рассмотренного выше типа описаны в заявке на европейский патент №009396609.4.

Электропроводные покрытия и/или покрытия, обладающие свойством регулирования потока солнечного излучения, обычно снабжают участком, или вырезом (окном), для пропускания частот электромагнитного спектра. Качество современной связи сильно зависит от прохождения радиочастотных сигналов, предназначенных для передачи информации внутрь автомобиля, например, для прохождения сигналов к AM/FM приемникам, радиоприемникам любительского диапазона, сотовым телефонам, и/или для передачи информации из салона автомобиля, например, информации, предназначенной для передачи системам глобального позиционирования (через спутниковые ретрансляторы), автоматическим ретрансляторам междугороднего соединения, радиолокаторам и другим различным спутниковым системам, функционирующим с использованием связи на радиочастотах, и/или для подачи питания к приборам, например, к датчикам дождя и электрическим цепям освещения. Соответственно существует необходимость усовершенствовать прозрачные изделия, например ветровые стекла так, чтобы они обеспечивали передачу радиочастотных сигналов. Одно из решений этой задачи заключается в том, чтобы удалить участок покрытия. Например, автомобиль Chevrolet Corvette ZR-1 1990-1995 был выпущен с ветровым стеклом, имеющим покрытие с регулированием потока солнечного света. В нижней части ветрового стекла по центру был сформирован участок без покрытия. Инструкция, разработанная изготовителем автомобиля, информирует пользователя автомобиля о том, что обработанное особым образом ветровое стекло уменьшает эффективное расстояние до определенных дополнительных электронных приборов, таких как устройство для открывания дверей гаража, и информирует о том, что в случае использования такого прибора открывание дверей необходимо осуществлять через непокрытый участок ветрового стекла.

В том случае, если покрытие функционирует только, как покрытие с регулированием солнечного света, участок поверхности без покрытия имеет более высокую способность пропускания видимого света и является заметным, т.е. не подходящим с эстетической точки зрения. В том случае, когда покрытие представляет собой электрически обогреваемое покрытие, непокрытый участок поверхности не нагревается, поэтому на ветровом стекле в области непокрытого участка остаются лед и снег, и по периметру непокрытого участка из-за локальных участков со ссылками со слабым и сильным током образуются горячие и холодные пятна.

С 1990 года для устранения недостатков, связанных с наличием непокрытого участка, проводились усовершенствования обогреваемых покрытий и/или покрытий, регулирующих поток солнечного света. Одно из таких усовершенствований заключается в создании поверхности с частотно-избирательным свойством, т.е. некоторой структуры на окне, в которой имеются отдельные участки без покрытия, служащие для пропускания электромагнитных волн, имеющих предварительно заданную рабочую частоту или область частот, а также для того, чтобы блокировать прохождение других частот до уровня, соответствующего использованию каких-либо металлических или изолирующих листовых преград. Одна такая частотно-избирательная поверхность представляет собой накладную периодическую структуру или сетку. Частотно-избирательные поверхности требуют удаления лишь небольшого процента покрытия для сохранения эстетичности ветрового стекла. Частотно-селективные поверхности раскрыты в патентах США №№3633206, 3789404, 3961333, 3975738, 4126866, 4301456, 4479131, 4656487, 4851858, 5208603, 5311202, 5364685 и 5528249, а также в международной заявке WO 96/31918 и в печатном издании: Krause. "Antennas (Антенны)", "Slot, Horn and Complementary Antennas (Щелевые, рупорные и комплементарные антенны)", рр.353-371, First Edition, McGraw-Hill, 1950).

Хотя частотно-избирательные поверхности, производимые промышленностью в настоящее время, позволяют уменьшить различие в пропускании видимого света покрытием и вырезом и при этом делают ветровое стекло эстетически допустимым, они не исключают недостатки, присущие частотно-избирательным поверхностям, выполненным с нагреваемыми покрытиями. В частности, частотно-избирательные поверхности, например, накладные структуры или сетки размещают в вырезе, отделенном от покрытия промежутком, и не обеспечивают протекание тока через частотно-избирательную поверхность. При подводе к такому покрытию энергии для удаления снега и льда частотно-избирательная поверхность не нагревается, и на ветровом стекле в зоне частотно-избирательной поверхности остаются лед и снег, а по внешней границе выреза образуются горячие и холодные пятна.

Специалисты в данной области техники могут понять, что было бы предпочтительным обеспечить получение частотно-избирательных поверхностей, которые можно использовать с обогреваемыми покрытиями и которые не имеют недостатков, присущих частотно-избирательным поверхностям, имеющимся в распоряжении в настоящее время, и пропускают радиоволны заданной частоты и поляризации с небольшим ослаблением.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к изделию, содержащему подложку, например, прозрачному изделию, предназначенному для использования в конструкции оболочки, выбранной из группы, в которую входят: жилой дом, промышленное здание, космический корабль, воздушное транспортное средство, наземное транспортное средство, надводное и подводное транспортные средства; дверца холодильника, выполненная с окном, дверца печи с окном, дверца микроволнового аппарата, выполненная с окном, а также комбинации указанных объектов. Подложка имеет основную поверхность с участком блокирования прохождения, по меньшей мере, одной выбранной частоты электромагнитного спектра, например, с покрытием, обеспечивающим регулирование потока света, электрически нагреваемым покрытии и их комбинаций, выполненным с металлической пленкой, например серебряной пленкой. Участок покрытия очерчен воображаемой граничной линией, называемой здесь также вырезом, при этом внутри этой воображаемой граничной линии, или выреза, находится частотно-избирательная поверхность. Структура частотно-избирательной поверхности определяется особенностями выполнения участков поверхности, которые пропускают, по меньшей мере, одну заданную длину волн электромагнитного спектра, называемых областями пропускания, например, это участки поверхности без покрытия, а также участков поверхности, которые не пропускают, по меньшей мере, одну предварительно заданную длину волны электромагнитного спектра, называемых областями блокирования, например, это участки, имеющие покрытия. Совокупность воображаемой границы (или выреза) и частотно-избирательной поверхности называется здесь также окном связи.

В одном воплощении изобретения частотно-избирательная поверхность включает большое количество отделенных друг от друга дугообразных прерывистых линий, например, первое множество пространственно разделенных прерывистых линий, каждая из которых имеет, по меньшей мере, один участок пропускания, например, большое количество отделенных друг от друга участков пропускания, при этом между линиями находится участок блокирования, а каждая линия отличается кривизной. Прерывистые линии тесно сгруппированы одна с другой, причем прерывистая линия с большей кривизной является самой удаленной от центра прерывистой линией, а прерывистая линия с наименьшей кривизной находится в середине большого количества дугообразных прерывистых линий. Множество прерывистых линий выполнено с уменьшением кривизны в направлении от самой удаленной от центра прерывистой линии к линии, расположенной в самой середине. Между соседними дугообразными прерывистыми линиями расположен непрерывный протяженный участок блокирования.

В другом воплощении изобретения частотно-избирательная поверхность содержит второе множество отделенных друг от друга дугообразных прерывистых линий. Каждая прерывистая линия второго множества дугообразных прерывистых линий имеет, по меньшей мере, один участок пропускания, например, множество отделенных друг от друга участков пропускания, при этом между указанными линиями расположен участок блокирования, и каждая линия характеризуется своей кривизной. Прерывистые линии второго множества прерывистых линий тесно сгруппированы одна с другой, причем прерывистая линия с наибольшей кривизной является самой удаленной от центра прерывистой линией второго множества прерывистых линий, а прерывистая линия с наименьшей кривизной находится в центре большого количества дугообразных прерывистых линий второго множества прерывистых линий. Второе множество прерывистых линий выполнено с уменьшением кривизны в направлении от самой удаленной от центра прерывистой линии к линии, расположенной в самом центре второго множества прерывистых линий. Между соседними дугообразными прерывистыми линиями второго множества прерывистых линий расположен непрерывный удлиненный участок блокирования.

В соответствии с другим воплощением изобретения между первым множеством дугообразных прерывистых линий и вторым множеством дугообразных прерывистых линий проходит прерывистая линия, содержащая, по меньшей мере, один участок пропускания и называемая здесь разделительной прерывистой линией.

Согласно еще одному воплощению изобретения вырез окна связи имеет форму прямоугольника длиной 150 мм и высотой 100 мм. Разделительная прерывистая линия расположена в середине, отделена промежутком от коротких сторон выреза и проходит от одной стороны выреза до другой его стороны. Частотно-избирательная поверхность выбрана одной из следующих групп поверхностей.

Группа 1: Прерывистая линия первого и второго множеств прерывистых линий, самая уделенная от разделительной прерывистой линии, имеет радиус кривизны 35 мм, а ближайшая к разделительной прерывистой линии имеет радиус кривизны 125 мм. Минимальное расстояние между разделительной прерывистой линией и прерывистой линией первого и второго множеств прерывистых линий, ближайшей к разделительной прерывистой линии, составляет 1 мм. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями первого и второго множеств прерывистых линий, самыми удаленными от разделительной прерывистой линии, составляет 1,7 мм, при этом минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями первого и второго множеств прерывистых линий по мере их приближения к разделительной линии изменяется в соответствии с законом случайного распределения Гаусса. Участок пропускания для первого и второго множеств прерывистых линий и разделительная прерывистая линия имеют ширину 50 микрон и длину в интервале от 30 до 120 микрон.

Группа 2: Прерывистая линия первого и второго множеств прерывистых линий, наиболее удаленная от разделительной прерывистой линии, имеет радиус кривизны 280 мм, а ближайшая к разделительной прерывистой линии имеет радиус кривизны 1250 мм. Минимальное расстояние между разделительной прерывистой линией и прерывистой линией первого и второго множеств прерывистых линий, ближайшей к разделительной прерывистой линии, составляет 1 мм. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями первого и второго множеств прерывистых линий, самыми удаленными от разделительной прерывистой линии, составляет 2,4 мм, при этом минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями первого и второго множеств прерывистых линий по мере их приближения к разделительной линии изменяется в соответствии с законом случайного распределения Гаусса. Участок пропускания первого и второго множеств прерывистых линий и разделительная прерывистая линия имеют ширину 50 микрон и длину в интервале от 30 до 120 микрон.

Группа 3: Прерывистая линия первого и второго множества прерывистых линий, самая дальняя от разделительной прерывистой линии, имеет радиус кривизны 35 мм, а самая ближайшая к разделительной прерывистой линии имеет радиус кривизны 125 мм. Минимальное расстояние между разделительной прерывистой линией и прерывистой линией первого и второго множеств прерывистых линий, ближайшей к разделительной прерывистой линии, составляет 1 мм. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями первого и второго множеств прерывистых линий, наиболее удаленными от разделительной прерывистой линии, составляет 1,5 мм, при этом изменение минимального расстояния между соседними прерывистыми линиями первого и второго множеств прерывистых линий по мере приближения к разделительной линии происходит в соответствии с законом случайного распределения Гаусса. Участок пропускания для первого и второго множеств прерывистых линий и разделительная прерывистая линия имеют ширину 50 микрон и длину в интервале от 30 до 120 микрон.

В другом воплощении настоящего изобретения окно связи включает в себя частотно-избирательную поверхность, содержащую множество колонок, отделенных друг от друга областью блокирования. Каждая колонка содержит большое количество областей пропускания и областей блокирования, расположенных следующим образом: области пропускания соединены одна с другой, при этом каждая область пропускания имеет внешнюю границу, внутри которой размещена область блокирования, отделенная от этой внешней границы областью пропускания.

В следующем воплощении настоящего изобретения каждая колонка содержит две субколонки, при этом каждая субколонка включает множество областей пропускания и областей блокирования, выполненных и расположенных так, как описано выше. Области пропускания каждой субколонки соединены между собой, а области блокирования, размещенные внутри внешней границы участков пропускания, отделены друг от друга. Колонки отделены одна от другой областью блокирования.

В соответствии с еще одним воплощением изобретения вырез окна связи имеет форму прямоугольника длиной 150 мм и высотой 100 мм, а частотно-избирательная поверхность окна связи выбрана из групп:

Группа 1: Колонки отделены друг от друга промежутком, равным 1 мм, и имеют толщину 1 мм. Области блокирования, например области с покрытием, находящиеся внутри колонок, отделены друг от друга и от области блокирования, образованного покрытием между колонками, расстоянием, равным 100 мкм.

Группа 2: Колонки отделены друг от друга промежутком, равным 2 мм, и имеют толщину 1 мм. Области блокирования, например области с покрытием, находящиеся внутри колонок, отделены друг от друга и от области блокирования, образованного покрытием между колонками, расстоянием, равным 100 мкм.

Группа 3: Колонки отделены друг от друга промежутком, равным 2 мм, и имеют толщину 2 мм. Каждая колонка содержит две субколонки, включающие области блокирования, например участки с покрытием, окруженные областями пропускания, например участками без покрытия. Кромки областей блокирования, заключенных внутри колонок, отделены от соседних областей блокирования, заключенных внутри колонок, и от областей блокирования, расположенных между колонками, расстоянием, равным 100 мкм.

Согласно еще одному воплощению изобретения участок блокирования, расположенный между двумя соседними дугообразными прерывистыми линиями и соседними колонками, выполнен непрерывным от первого определенного местоположения на воображаемой границе окна связи с обеспечением контакта с частью основной поверхности блокирования, по меньшей мере, одной предварительно заданной длины волны электромагнитного спектра, например покрытием, до второго местоположения на отображенной границе окна связи, контактируя с частью основной поверхности блокирования, по меньшей мере, одной предварительно заданной длины волны электромагнитного спектра, при этом первое местоположение отделено от второго местоположения. В том случае, когда покрытие представляет собой обогреваемое покрытие, за счет такого выполнения ток протекает через частотно-избирательную поверхность, и вокруг выреза окна связи исключаются горячие и холодные пятна.

Дугообразные линии и колонки, согласно описанным выше воплощениям, могут пропускать радиоволны с заданной частотой и поляризаций с небольшим их ослаблением (см., например, фиг.6 и 7).

Раскрытые выше воплощения изобретения не ограничивают его, и настоящее изобретение предполагает, опять же не в качестве ограничения, реализацию воплощений в соответствии со следующими концепциями.

Концепция 1: Ветровое стекло, содержащее первый стеклянный лист с покрытием на основной поверхности первого стеклянного листа, и окно связи на заранее выбранном участке покрытия; второй стеклянный лист, имеющий основную поверхность, и полимерный промежуточный слой между основными поверхностями первого листа и второго листа, скрепляющий первый и второй листы друг с другом.

Концепция 2: Покрытие, имеющее одну или более серебряную пленку и размещенную между серебряными пленками пленку из диэлектрика.

Концепция 3: Ветровое стекло, выполненное с двумя электрическими шинами, размещенными между листами и имеющими электрический контакт с покрытием. Для обеспечения электрической связи токособирательных шин с внешним источником питания к одной из шин подключен первый соединительный провод, выходящий из периферийной кромки ветрового стекла, а к другой шине подключен второй соединительный провод, выходящий за пределы периферийной кромки ветрового стекла. Окно связи ориентировано таким образом, чтобы участок блокирования, расположенный между соседними колонками и дугообразными прерывистыми линиями частотно-избирательной поверхности, был ориентирован в направлении движения тока, протекающего между шинами.

Концепция 4: Покрытие, включающее в себя первое множество линий, образованных удалением покрытия, отделенных одна от другой и проходящих от одной электрической шины, называемой первой шиной, в направлении окна связи, и второе множество линий, образованных удалением покрытия, отделенных одна от другой и проходящих от другой электрической шины, называемой второй шиной, в направлении окна связи, при этом первое и второе множество линий, образованных удалением покрытия, в основном совпадают по направлению линий. Отдельные линии первого множества линий, образованных удалением покрытия и отдельные линии второго множества линий, образованных удалением покрытия, огибают окно связи с одной стороны, называемой первой стороной, и контактируют друг с другом для обеспечения непрерывных отделенных друг от друга путей протекания тока, проходящих от первой шины до второй шины с огибанием окна связи с первой стороны, причем отдельные линии первого множества линий и отдельные линии второго множества линий огибают противоположную сторону окна связи, называемую второй стороной, и находятся в контакте одна с другой для обеспечения непрерывных отделенных друг от друга траекторий тока, проходящих от первой шины до второй шины с огибанием окна связи со второй стороны окна связи.

Концепция 5: Ветровое стекло с гидрофобным покрытием на основной поверхности ветрового стекла и/или фотокаталитическим покрытием на внешней основной поверхности ветрового стекла.

Концепция 6: Ламинированное ветровое стекло, содержащее, по меньшей мере, два стеклянных листа и полимерный промежуточный слой, при этом, по меньшей мере, один из стеклянных листов или полимерный промежуточный слой имеет клиновидную форму поперечного сечения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - автомобильное ветровое стекло, характеризуемое признаками настоящего изобретения, вид в плане.

Фиг.2 - покрытие, включающее в себя не ограниченную частотно-избирательную поверхность (ЧИП), имеющую дугообразные сегментированные прерывистые линии, характеризуемое признаками данного изобретения, вид в плане. Выделенные фрагменты 2А и 2В иллюстрируют в деталях прерывистые линии структуры ЧИП, изображенной на фиг.2.

Фиг.3 - изображение, подобное представленному на фиг.2, другой частотно-избирательной поверхности, имеющей дугообразные сегментированные прерывистые линии, характеризуемой признаками данного изобретения, вид в плане. Выделенные фрагменты 3А и 3В иллюстрируют в деталях прерывистые линии структуры ЧИП, изображенной на фиг.3.

Фиг.4 и 5 - изображения, подобные представленному на фиг.2, дополнительных воплощений ЧИП, характеризуемых признаками изобретения, имеющей отделенные друг от друга колонки. Выделенные фрагменты 4А и 5А на фиг.4 и 5 соответственно иллюстрируют детали прерывистых линий структур поверхности ЧИП, отображенных на фиг.4 и 5 соответственно.

Фиг.6 и 7 - графические кривые, отображающие характеристики структуры поверхности ЧИП, тип которой показан на фиг.4 и 5.

Фиг.8 - фрагментарный вид воплощения ветрового стекла, альтернативного показанному на фиг.1, соответствующего признакам данного изобретения, отображающий окно связи и дополнительные линии, образованные удалением покрытия.

Раскрытие изобретения

Перед рассмотрением примеров осуществления изобретения необходимо отметить следующее. Очевидно, что настоящее изобретение при практическом осуществлении не ограничено деталями показанных и описанных конкретных примеров воплощения, т.к. изобретение может быть осуществлено и в других воплощениях. Кроме того, следует заметить, что применяемая здесь терминология используется в целях раскрытия, но не для ограничения изобретения.

Используемые здесь термины, характеризующие положение в пространстве и направление, такие, как "внутренний", "внешний", "левый", "правый", "вверх", "вниз", "горизонтальный", "вертикальный" и тому подобные, относятся к настоящему изобретению, иллюстрируемому на фигурах чертежей. Однако необходимо понимать, что изобретение может предполагать различные альтернативные расположения (элементов и устройств) и, соответственно, эти термины не следует рассматривать как ограничивающие изобретение. Кроме того, все численные значения, отражающие размеры, физические параметры, и тому подобное, используемые в описании изобретения и в пунктах формулы, во всех случаях необходимо рассматривать как изменяемые величины, используя для этого термин "приблизительно". Соответственно, пока не указано обратное, численные значения, приведенные в нижеследующих описании и формуле изобретения, могут меняться в зависимости от желательных характеристик, которые необходимо достигнуть с помощью настоящего изобретения. По крайней мере, и не в качестве попытки ограничить применение теории эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый численный параметр необходимо рассматривать, по меньшей мере, с учетом количества указанных значащих цифр и с применением обычного метода округления. Помимо этого, необходимо понимать, что все указанные в описании интервалы значений охватывают как любой входящий в него подынтервал, так и все входящие в него подынтервалы. Например, заявленный интервал "от 1 до 10" следует рассматривать как включающий любой и все подынтервалы, находящиеся между минимальным значением, равным 1, и максимальным, равным 10 (и включая их), а именно, включая все подынтервалы, начиная от минимального значения, равного 1, или более, например, подынтервал от 1 до 6,5, и заканчивая максимальным значением 10 или менее, например, от 5,5 до 10. Кроме того, используемые здесь термины "осажденный поверх", "наложенный поверх" или "предусмотренный поверх" означают осажденный, наложенный или предусмотренный на поверхности, но не обязательно находящийся в контакте с этой поверхностью. Например, материал "осажденный поверх" подложки, не исключает наличие одного (или более чем одного) другого (других) материалов такого же состава или различных составов, размещенных между осажденным материалом и подложкой.

В последующем описании и в формуле изобретения под термином "вырез" и "воображаемая граница" подразумевается участок с "частотно-избирательной поверхностью". В дальнейшем тексте описания изобретения и в пунктах формулы термин "частотно-избирательная поверхность", упоминаемый, кроме того, как "ЧИП" и "частотно-избирательная поверхностная структура", употребляется для обозначения поверхности, (а) на которой имеются не ограничивающие изобретение структуры, воплощающие признаки изобретения, которые обеспечивают пропускание электромагнитных волн, имеющих, по меньшей мере, одну заданную рабочую частоту и/или диапазон частот; (b) которая при необходимости имеет площадь, достаточную для контактирования с участками внешней границы выреза или воображаемой границы в двух отделенных друг от друга местах: и (с) которая обеспечивает прохождение тока через частотно-избирательную поверхность от одной точки внешней границы выреза или воображаемой границы, до второй точки внешней границы выреза или воображаемой границы, расположенной на некотором расстоянии от первой точки. В последующем описании изобретения и в пунктах формулы "окно связи", называемое также CW, определяется как "вырез" или "воображаемая граница", в пределах которой находится "частотно-избирательная поверхность". Необходимо понимать, что применение термина "частотно-избирательная поверхность" не ограничено какой-либо структурой и/или конструкцией, а термин "окно связи", "вырез" или "воображаемая граница" не имеет ограничения размеров и/или конфигураций. Кроме того, термины "ЧИП" и/или "ОС" применимы к любому типу прозрачной, непрозрачной или полупрозрачной металлической панели и/или подложки с металлизированной поверхностью, например, с металлическим покрытием или покрытием в виде металлической пленки. Кроме того, как понятно специалистам в данной области техники, электрический ток, протекающий от первой точки ко второй точке, находящейся на некотором расстоянии от первой точки, может проходить по поверхности и/или через массу электропроводного материала, например, через токопроводящее покрытие или пленку, образующую ЧИП.

В нижеследующем описании изобретение будет раскрыто для использования в прозрачных изделиях, применяемых в средствах передвижения, примерами которых являются ветровые стекла автомобилей, выполненные с окном связи. Как будет понятно, изобретение не ограничено этим примером, и оно может быть реализовано для прозрачных изделий, используемых в любых типах транспортных средств, таких как наземные транспортные средства, например, грузовые автомобили, легковые автомобили, мотоциклы и/или поезда, самолеты и/или космические корабли, а также надводные и/или подводные корабли. Помимо того, изобретение может быть реализовано в любом типе прозрачного изделия, используемого в средствах передвижения, например, автомобильное ветровое стекло, монолитное или ламинированное автомобильное боковое окно, такое, например, как описано в заявке на европейский патент №00936375.5. Ссылка на указанный патентный документ включена в данное описание. Кроме того, изобретение может быть реализовано в окнах жилых домов, промышленных зданий, в дверцах печей, в микроволновых печах и дверцах холодильников.

Как теперь можно понять, хотя в одном воплощении данного изобретения была рассмотрена частотно-избирательная поверхность, снабженная электропроводным элементом, может быть использована также частотно-избирательная поверхность с покрытием или слоем, который функционирует только как покрытие, или слой, регулирующий поток солнечного света.

На фиг.1 представлено ветровое стекло 10 автомобиля, которое характеризуется признаками настоящего изобретения. Ветровое стекло 10 содержит два стеклянных листа или две листовые заготовки 12 и 14, скрепленные вместе посредством полимерного листа 16, изготовленного из вещества, используемого в технологии изготовления автомобильных ветровых стекол или ламинированных стеклянных листов, например, из поливинилбутираля (PVB), поливинилхлорида (PVC) или полиуретана. На внутренней поверхности одного из листов 12 или 14 (например, на поверхности листа 14, как показано на фиг.1) установлен внутренний токопроводящий элемент 18. В последующем описании ветрового стекла 10 лист 14 представляет собой внутренний лист в том случае, когда ветровое стекло установлено в автомобиле и содержит внутренний токопроводящий элемент 18 на внутренней поверхности внутреннего листа 14, называемой здесь также поверхность №3 установленного ветрового стекла, а также ветрового стекла, предназначенного для установки. Понятно, что настоящее изобретение не ограничено именно этой поверхностью ветрового стекла в качестве поверхности, на которую наносят внутренний токопроводящий элемент. Например, внутренний элемент может быть нанесен на внутреннюю поверхность внешнего листа ветрового стекла, например на поверхность №2 ветрового стекла. Кроме того, токопроводящий элемент может быть сплошным, как показано на фиг.1, или же он может иметь участки с удаленным покрытием для более равномерного нагрева поверхностей ветрового стекла. Такое выполнение (последнее из указанных) раскрыто в вышеупомянутой заявке на патент США №10/264, дата подачи 03.10.2002.

Специалисты в данной области техники могут понять, что данное изобретение не ограничено составом для изготовления стеклянных листов 12 и 14. В частности, стеклянные листы могут быть прозрачными или тонированными. Виды стекол, которые могут быть использованы (общности), раскрыты в патентах США №№5030592, 5240886 и 5593929, ссылки на которые включены в данное описание. Стеклянными листами могут быть отожженные, закаленные или упрочненные стекла. Стеклянные листы, используемые при изготовлении ветровых стекол, обычно представляют собой отожженные стеклянные листы. Стеклянные листы могут иметь постоянную толщину, или же они могут быть в поперечном сечении клиновидными, такими, как известные из патента США №5812332, ссылка на который включена в настоящее описание. Стеклянные листы могут быть изготовлены из натриево-кальциево-силикатного стекла, боросиликатного стекла или из любого вида тугоплавкого стекла.

В данном примере воплощения изобретения полимерный лист 16 является элементом составной конструкции 20 промежуточного слоя, такой, как раскрытая в вышеупомянутой заявке на патент США №10/201863, дата подачи 24.07.2002. Вообще говоря, составная конструкция 20 промежуточного слоя включает верхнюю электрическую шину 22 и нижнюю электрическую шину 24, каждая из которых закреплена на поверхности полимерного листа 16, например, с помощью адгезива (не показано) так, что при запрессовке полимерного листа 16 между листами 12 и 14 шины имеют электрический контакт с внутренним токопроводящим элементом 18. Вывод 26 электрических проводов, присоединенный к каждой шине, подключает электрические провода к внешнему источнику питания (не показан) для обеспечения протекания тока между листами 12 и 14 через шины и токопроводящий элемент 18 и, следовательно, нагревания ветрового стекла.

Данное изобретение не ограничено материалом для изготовления токопроводящего элемента 18 или способом нанесения токопроводящего элемента 18 на поверхность стеклянного листа 14. Например, токопроводящим элементом может быть токопроводящий лист, например, металлический лист или фольга, или же токопроводящее покрытие или пленка. Металлическая фольга может быть наложена на стеклянный лист каким-либо известным методом, например с помощью адгезива. Токопроводящее покрытие может быть нанесено одним из известных методов, например, осаждением покрытия методом распыления, пиролитического осаждения, методом окрашивания или электролитическим методом, например, посредством погружения стекла в ванну для осаждения покрытия методом электролиза или химического восстановления. Как было сказано, изобретение реализуется в ветровых стеклах автомобиля; следовательно, для автомобильных стекол токопроводящий элемент должен обеспечить достаточную видимость и электропроводность. В рассматриваемом воплощении изобретения токопроводящий элемент представляет собой напыленное прозрачное покрытие, относящееся к типу покрытия, имеющего одну или более комбинаций металлической и диэлектрической пленок. Металлической пленкой может быть серебряная пленка. Напыленные покрытия обычно включают в себя один или боле слоев диэлектрической пленки, например, из окиси цинка, окиси олова, окисей сплавов цинка с оловом или пленок окиси олова, легированной окисью цинка, нанесенной поверх и/или под основными поверхностями металлических пленок. В случае напыленного покрытия диэлектрической пленкой, например покрытия пленки окиси металла поверх серебряной пленки, общепринятая технология заключается в осаждении защитной пленки, например из титана, поверх серебряной пленки для предотвращения окисления серебра при осаждении диэлектрической пленки. Защитная металлическая пленка обычно превращается в окись металла, например окись или двуокись титана. Напыленные покрытия, которые могут быть использованы при осуществлении изобретения, включают в себя (общность) электрически нагреваемые покрытия и/или покрытия для регулирования потока солнечного света, известные, например, из патента США №5364685 и заявки на европейский патент №00939609.4.

Согласно известному способу при использовании напыленного покрытия в виде серебряной пленки на периферийных кромках стеклянного листа в серебряной пленке создают разрывы, как это описано в вышеупомянутой заявке на патент США №10/353566 (дата подачи 29.01.2003), с целью предотвращения короткого замыкания в покрытии на кромках стеклянного листа, на который оно нанесено, например, путем удаления покрытия, так, как это описано в патенте США №4587769, или нанесено с использованием трафарета во время напыления, как это делают в соответствии с патентом США №5492750. Разрывы в серебре или удаление покрытия с периферийных кромок стеклянного листа обеспечивают возможность герметизации кромки, что сводит к минимуму или предотвращает коррозию серебра на периферийной кромке ламината.

Как показано на фиг.1, токопроводящий элемент или покрытие 18 выполнено с окном связи 28. Вырез окна связи 28 изображен на фиг.1 пунктирной линией, чтобы показать, что частотно-избирательная поверхность окна связи и проводящее покрытие, окружающее вырез окна связи, находятся в электрическом контакте друг с другом. Частотно-избирательная поверхность, соответствующая изобретению, на фиг.1 не показана. Различные воплощения частотно-избирательной поверхности согласно настоящему изобретению показаны на фиг.2-5 и будут рассмотрены ниже. Окно связи 28, представленное на фиг.1, показано находящимся в середине нижней части ветрового стекла. Изобретение, однако, не ограничено таким выполнением, и окно связи может находиться в любом месте ветрового стекла, например, в верхней части, нижней части, слева, справа или в центральной части. Кроме того, изобретение не ограничено конфигурацией контура выреза для окна связи или частотно-избирательной поверхности окна связи, которая включает в себя окружности, квадраты, прямоугольники, трапеции и т.д. Помимо того, изобретение не ограничено в отношении размера выреза или частотно-избирательной поверхности. Хотя для воплощения изобретения, показанного на фиг.1, представлено только одно окно связи, в покрытии может быть выполнено более одного окна связи, в зависимости от количества и типа устройств, которые необходимо привести в действие, посредством пропускания частот или интервалов частот электромагнитного спектра через ветровое стекло.

Дальнейшее рассмотрение будет касаться структур или конфигураций частотно-избирательных поверхностей, соответствующих изобретению и служащих для избирательного пропускания частот или интервалов частот электромагнитного спектра и в то же время обеспечивающих прохождение тока через частотно-избирательную поверхность, причем горячие или холодные пятна вокруг окна связи сведены к минимуму, или вообще исключены.

На фиг.2 показано окно связи 28, имеющее частотно-избирательную поверхность или структуру 34 согласно изобретению. Структура 34 включает в себя множество отделенных друг от друга прерывистых линий 42 и 44 с каждой стороны от разделительной или центральной прерывистой линии 45. Позицией 42 обозначены прерывистые линии с левой стороны от центральной прерывистой линии 45, а позицией 44 - прерывистые линии с правой стороны от центральной прерывистой линии 45, как это отображено на фиг.2. В частном примере воплощения, показанном на фиг.2, линии, образующие каждое множество прерывистых линий 42 и 44, тесно сгруппированы, т.е. эти линии расположены близко друг от друга, хотя это и не является необходимым. На увеличенных выделенных фрагментах 2А и 2В, необходимых для пояснения, каждая из прерывистых линий 42 и 44 имеет большое количество отдельных сегментов 46 удаленного покрытия или выполненных без покрытия, обеспечивающих получение структуры 34 с множеством пробелов, служащих для пропускания электромагнитных сигналов предварительно заданной частоты или полосы частот. Центральная прерывистая линия 45 имеет отделенные друг от друга сегменты, на которых отсутствует покрытие, подобные непокрытым сегментам на прерывистых линиях 42 и 44. Между прерывистыми линиями 42 и 44, центральной линией 45 и непокрытыми сегментами 46 прерывистых линий 42 и 44 и центральной линии 45 находятся участки 18 покрытия. Таким образом, через ЧИП проходят непрерывные участки 18 покрытия, которые обеспечивают прохождение тока через окно связи для нагрева частотно-избирательной поверхности окна связи, а также исключение или уменьшение интенсивности горячих и холодных пятен вокруг выреза окна связи при подаче к нагреваемому покрытию электрической энергии.

В данных воплощениях структуры 34 частотно-избирательной поверхности, соответствующей фиг.2, каждая прерывистая линия 42 представляет собой дугообразную прерывистую линию с радиусом кривизны от заданной точки или центра кривизны (не показаны) в пространстве, который меняется от величины большей нуля до бесконечности (прямая линия). Как показано на фиг.2, центр множества прерывистых линий 42 находится слева от центральной прерывистой линии 45, а центр множества прерывистых линий 44 расположен справа от центральной прерывистой линии 45. Радиус кривизны прерывистых линий большого числа прерывистых линий 42 или 44 уменьшается по мере увеличения расстояния от центральной прерывистой линии 45. Другими словами, радиус кривизны прерывистой линии из множества прерывистых линий 42 или 44, которая расположена ближе к центру (не показан) множества прерывистых линий, больше радиуса кривизны прерывистой линии того же множества прерывистых линий 42 или 44, но находящейся дальше от центра.

Фиг.3 иллюстрирует другое не ограничивающее воплощение частотно-избирательной поверхности (ЧИП) согласно изобретению. ЧИП или структура 49 ЧИП, представленная на фиг.3, включает в себя дугообразные прерывистые линии 50 слева от центральной прерывистой линии 52 и дугообразные прерывистые линии 52 справа от центральной прерывистой линии 51. Дугообразные прерывистые линии 50 и 52 и центральная прерывистая линия 51 имеют пропуски (пробелы) в покрытии 18 по всей длине. Хотя этого и не обязательно, но в конкретном воплощении, показанном на фиг.3, линии, образующие каждое множество прерывистых линий 50, 52, тесно сгруппированы, т.е. эти линии расположены близко друг к другу.

В других воплощениях ЧИП или структуры ЧИП согласно изобретению центральная прерывистая линия 45 и 51 исключена из структур ЧИП 34 и 49 соответственно. Еще в одном воплощении изобретения структура ЧИП включает в себя сочетание прерывистых линий 42 и 50 из структур ЧИП 34 и 49 соответственно, и/или сочетание прерывистых линий 44 и 52 структур ЧИП 34 и 49 соответственно с центральной прерывистой линией 45 или 51 соответственно, или без этой центральной линии.

Непокрытые сегменты 46 структуры 34 частотно-избирательной поверхности и непокрытые прерывистые линии 50, 51 и 52 структуры 49 ЧИП представляют собой пропуски (пробелы) в покрытии 18, которые могут проходить сквозь покрытие, при этом они могут быть выполнены только в металлической пленке (пленках) покрытия или могут проходить сквозь покрытие на глубину, равную толщине металлической пленки (пленок) покрытия, ближайшей к стеклянному листу, с формированием, тем самым, участков пропускания сигнала. Другими словами, оставленные непокрытыми сегменты являются пробелами, которые имеются, по меньшей мере, на всех участках металлических пленок, например, серебряной пленки и какой-либо защитной металлической пленки, не допускающей превращение металла в его окисел. Несмотря на то, что в одном воплощении изобретения указанные удаленные участки проходят через металлическую пленку, можно понять, что удаление участков металлической пленки, например с помощью лазера, может привести к наличию в этих пробелах остатков металла. Как было установлено, металлические остатки не оказывают вредного влияния на свойство частотно-избирательной поверхности фильтровать сигнал.

Изобретение не ограничено формой прерывистых линий, сформированных на частотно-избирательных поверхностях 34 и 49. В частности, прерывистые линии могут быть дугообразными, в виде эллипса и скобок, которые являются несколькими из возможных видов формы прерывистых линий 42 и 44, 50 и 52. Кроме того, хотя рассмотренные выше дугообразные линии 42, 44, 50 и 52 имеют определенный радиус кривизны, необходимо понимать, что эти дугообразные линии не ограничены линиями с постоянным радиусом кривизны, т.е. линиями, представляющими собой дуги окружности. В частности, прерывистые линии могут иметь различные криволинейные конфигурации, например, линии с большим различием радиусов кривизны, спиральные конфигурации, плавные кривые и т.д. Необходимо также учитывать, что, если прерывистая линия имеет большую или возрастающую кривизну, т.е. эта линия становится менее прямой, то это аналогично тому, что прерывистая линия имеет меньший или уменьшающийся радиус кривизны. Подобным образом, если прерывистая линия имеет меньшую или уменьшающуюся кривизну, т.е. эта линия становится более прямой, то это аналогично тому, что прерывистая линия имеет больший или возрастающий радиус кривизны.

Кроме того, следует отметить, что в настоящем изобретении не ограничена величина промежутка между соседними прерывистыми линиями из их множества. Например, расстояние между соседними прерывистыми линиями может быть одинаковым, может увеличиваться по мере удаления от центральной прерывистой линии 45 или 51, как это показано на фиг.2 или 3 соответственно; может быть выполнено большое количество прерывистых линий с одинаковыми промежутками между ними при наличии других групп прерывистых линий с различными промежутками или с различными одинаковыми промежутками. По мере увеличения ширины непокрытых сегментов 46, показанных на фиг.2, и/или уменьшения расстояния между прерывистыми линиями 42, 44 и 45 (фиг.2) и/или прерывистыми линиями 50, 51 и 52 (фиг.3), зона покрытия 18 в структуре 34 и/или 49 частотно-избирательной поверхности уменьшается, тем самым, ограничивается электрическое напряжение, подводимое к структуре ЧИП и увеличивается температура и площадь горячих пятен вокруг структуры ЧИП, и наоборот.

Помимо того, в структуре ЧИП, соответствующей изобретению, все линии могут быть выполнены прямыми или все дугообразными, имеющими общий центр. Прямые прерывистые линии могут проходить в любом направлении, и центральная линия дугообразных прерывистых линий может проходить в любом направлении, например в вертикальном, горизонтальном или по диагонали. Например, центральная прерывистая линия 45 может быть вертикальной, когда ветровое стекло установлено на автомобиле, и множество прерывистых линий проходит справа и слева от вертикальной центральной прерывистой линии, или же центральная прерывистая линия 45 может быть горизонтальной, если ветровое стекло установлено с группой прерывистых линий сверху и снизу от горизонтальной центральной прерывистой линии 45.

В одном из воплощений, как это показано на фиг.2 и 3, токособирательные шины размещены выше и ниже структур 34 и 51 частотно-избирательной поверхности соответственно для обеспечения протекания тока между прерывистыми линиями. Однако данное изобретение охватывает любое взаимное расположение токособирательных шин и структур 34 и 51 ЧИП, например токособирательные шины, могут быть расположены слева и справа от структур 34 и 51 ЧИП, показанных на фиг.2 и 3 соответственно.

Для нижеследующего описания используется фиг.2, но обсуждение может быть применимо, например, к частотно-избирательной поверхности, соответствующей фиг.3. Частота и амплитуда электромагнитного сигнала, проходящего через окно связи, как считают, является функцией следующих параметров: расстояния между соседними прерывистыми линиями из множества прерывистых линий 42, 44 и 45; радиуса кривизны прерывистых линий из множества прерывистых линий 42 и 44; площади поверхности ЧИП; длины непокрытых сегментов 46 прерывистых линий 42 и 44; ширины непокрытых сегментов 46 прерывистых линий 42 и 44 и расстояния между соседними непокрытыми сегментами 46 одной прерывистой линии. Благодаря сложности рисунков структур частотную характеристику трудно рассчитать. Однако представляется, что можно ожидать следующую взаимосвязь между параметрами. По мере увеличения расстояния между соседними прерывистыми линиями множества прерывистых линий 42 и 44, т.е. по мере уменьшения количества линий в их совокупности, при сохранении в то же время остальных параметров постоянными, величина сигнала уменьшается, и наоборот. В случае увеличения радиуса кривизны прерывистых линий множеств прерывистых линий 42 и 44, т.е. уменьшения длины прерывистых линий, и сохранении остальных параметров постоянными, через покрытие проходят сигналы более высоких частот, и наоборот. Увеличение площади частотно-избирательной поверхности при поддержании остальных параметров постоянными не оказывает заметного влияния на частоту волн, проходящих через ЧИП. Однако это увеличивает амплитуду сигнала, проходящего через ЧИП, и наоборот. Увеличение длины непокрытых сегментов 46 прерывистых линий 42 и 44, при сохранении остальных параметров без изменения, приводит к прохождению сигналов более низких частот, и наоборот. Увеличение толщины непокрытых сегментов 46 в пределах интервала 30-120 микрон, сохраняя в то же время остальные параметры постоянными, оказывает минимальный влияние на пропускание сигнала через ЧИП. Увеличение промежутка между соседними сегментами 46 прерывистой линии при сохранении остальных параметров без изменения приводит к пропусканию длин волн большей частоты, и наоборот.

Специалисту в данной области техники ясно, что изменение параметров ЧИП может привести к изменению частоты и величины (амплитуды) сигнала, который будет проходить через ЧИП. Это изменение может заключаться в изменении интервала частоты и амплитуды сигнала. Кроме того, специалисты в данной области техники могут принять во внимание, что угловой поворот структуры ЧИП при сохранении всех других размеров постоянными меняет полярность сигнала, который будет проходить через ЧИП.

В одном примере воплощения изобретения минимальное расстояние между центральной прерывистой линией и следующей за ней ближайшей прерывистой линией составляет, по меньшей мере, 0,5 мм, например от 1,0 мм до 1,5 мм. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями по мере их удаления от центральной прерывистой линии к периферии может оставаться постоянным, может увеличиваться или уменьшаться. Помимо того, изменение минимального расстояния может быть равномерным или неравномерным. В одном из воплощений изобретения минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями возрастает в соответствии с законом случайного распределения Гаусса.

Необходимо учитывать, что хотя минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями в воплощениях изобретения, показанных на фиг.2 и 3, находится в средней точке прерывистых линий, предполагается, что могут быть использованы другие конфигурации, для которых минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями находится в их различных местах.

При практическом осуществлении изобретения структуру ЧИП проектируют так, чтобы она пропускала сигнал предварительно заданной частоты и амплитуды или заданный интервал частот или амплитуд, которые могут быть определены эмпирически путем изготовления ЧИП или использования имеющихся в распоряжении компьютерных программ проектирования ЧИП, при этом большую точность из указанных двух методов имеет первый метод. Нижеследующие Образцы 1-3 являются примерами конкретных структур ЧИП, выполнение которых проанализировано на фиг.3. Осаждаемое напылением электропроводное покрытие, тип которого раскрыт в заявке на европейский патент №009396609.4, содержащее две серебряные пленки, разделенные диэлектрической пленкой, было нанесено на заготовку из прозрачного неокрашенного флоат-стекла толщиной от 2,1 до 2,3 мм. Для формирования в покрытии структуры ЧИП был использован лазер. Образец 1, выполненный согласно фиг 3, имел длину 150 мм и высоту 100 мм. Центральная прерывистая линия 51 была одинаково удалена от боковых сторон выреза. Радиус кривизны прерывистых линий 50 и 52, наиболее удаленных от центральной прерывистой линии 51, был равен 35 мм, а радиус кривизны прерывистых линий 50 и 52, ближайших к центральной линии 51 составлял 125 мм. Минимальное расстояние между центральной прерывистой линией 51 и прерывистой линией 50, ближайшей к центральной прерывистой линии 51, и между центральной прерывистой линией 51 и прерывистой линией 52, ближайшей к центральной линии 51, равно 1 мм. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями 50 и соседними прерывистыми линиями 52, наиболее удаленными от центральной прерывистой линией, составляет 1,7 мм, при этом изменение минимального расстояния между прерывистыми линиями 50 и прерывистыми линиями 52, по мере их приближения к центральной линии 51, подчиняется закону случайного распределения Гаусса. Прерывистые линии 50 и 52 и центральная прерывистая линия 51 имеют каждая толщину 100 микрон.

Размер выреза в Образце 2 был таким же, как и в Образце 1. Структура ЧИП для Образца 2 была подобной структуре ЧИП Образца 1, при этом отличия заключались в следующем. Радиус кривизны прерывистых линий 50 и 52, наиболее удаленных от центральной прерывистой линии 51 (см. фиг.3), составляет 280 мм, а радиус кривизны прерывистых линий 50 и 52, ближайших к центральной прерывистой линии, составляет 1250 мм. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями 50 и соседними прерывистыми линиями 52, наиболее удаленными от центральной прерывистой линии, равно 2,4 мм.

Размер выреза в Образце 3 был таким же, как и в Образце 1. Структура ЧИП для Образца 3 была подобной структуре ЧИП Образца 1, при этом отличия заключались в следующем. Минимальное расстояние между соседними прерывистыми линиями 50 и соседними прерывистыми линиями 52, наиболее удаленными от центральной прерывистой линии 51 (см. фиг.3), равно 1,5 мм.

Хотя в настоящем изобретении это не является необходимым, в частных примерах осуществления образцов 1 и 3, местоположение минимального расстояния между соседними прерывистыми линиями в основном соответствует середине прерывистой линии.

На фиг.4 показано в увеличении окно связи 28 с ЧИП или структурой 70 ЧИП, характеризуемой признаками данного изобретения. Структура 70 ЧИП включает в себя большое количество отделенных друг от друга прямолинейных колонок 72, например вертикальных колонок 72, изображенных на фиг.4. Каждая колонка 72, как показано на фиг.4 и на выделенном фрагменте (фиг.4А), включает в себя один ряд, образованный множеством выровненных по вертикали и отделенных друг от друга дискретных покрытых участков (площадок) 74, окруженных пробелами в покрытии 18, называемыми также участками пропускания 76. Данное изобретение не ограничено величиной промежутка между вертикальными колонками 72, количеством и/или размерами покрытых участков 74, или размерами участков пропускания 76.

Фиг.5 и 5А отображают окно связи 28, имеющее ЧИП или структуру 80 ЧИП. Структура 80 ЧИП, представленная на фиг.5, включает множество отделенных друг от друга прямолинейных колонок 82, например вертикальных колонок 82. Каждая колонка 82, как показано на фиг.5 и выделенном фрагменте фиг.5А, включает два ряда, образованных множеством выровненных по вертикали в ряд покрытых участков 84, разделенных пробелами в покрытии 18, или участками пропускания 85.

Приведенные выше сведения, касающиеся толщины непокрытых сегментов 46 структуры 34 ЧИП и непокрытых прерывистых линий 50, 51 и 52 структуры 49 ЧИП, применимые к непокрытым пробелам 76 и 85 структур 70 и 80 ЧИП соответственно.

Между каждой из колонок 72 и 82, показанных на фиг.4 и 5 соответственно, находится часть покрытия 18, обеспечивающая прохождение тока через структуры 70 и 80 ЧИП для нагрева ЧИП при подводе к покрытию 18 питания от внешнего источника, с одновременным сведением к минимуму горячих пятен вокруг выреза окна связи, и обеспечивающая минимальное различие в пропускании видимого света между структурой ЧИП и покрытием вокруг окна связи. Как можно понять, изобретение не ограничено количеством вертикальных колонок, содержащих дискретные покрытые участки, величиной промежутка между колонками, количеством покрытых участков в колонках и размерами покрытых участков.

Каждая колонка может содержать любое количество покрытых участков, например один, два, три или более, и может быть ориентирована в горизонтальном и/или вертикальном направлении. Кроме того, данное изобретение предполагает наличие выреза окна связи, полностью занятого покрытыми участками, отделенными друг от друга.

В одном из воплощений изобретения электрические шины, обеспечивающие протекание тока между колонками, размещены выше и ниже структур 70 и 80 ЧИП, представленных на фиг.4 и 5 соответственно. Однако изобретение предполагает любое взаимное расположение собирающих шин и ЧИП 70 и 80; например, электрическая шина может находиться слева и справа от структур 70 и 80 ЧИП, показанных на фиг.4 и 5 соответственно.

Сигналы, проходящие через структуры ЧИП, такие, как показаны на фиг.4 и 5, зависят от величины вертикального и горизонтального промежутка между колонками, и размера промежутков между покрытыми участками в колонках, при этом площадь поверхности покрытых участков определяется их длиной и высотой. Из-за сложности рисунка структур трудно предсказать частотную характеристику. Предполагается, что можно ожидать следующую взаимосвязь параметров. Увеличение расстояния между колонками при сохранении остальных параметров постоянными приводит к пропусканию более высоких частот, и наоборот. Увеличение вертикальных промежутков между покрытыми участками, при сохранении постоянными остальных параметров, приводит в пропусканию более низких частот, и наоборот. Увеличение длины и ширины выреза для окна связи увеличивает амплитуду, но не обязательно улучшает частотную характеристику, и наоборот. Как можно понять, увеличение высоты и ширины выреза обеспечивает свободу в размещении используемого (внутри автомобиля) прибора.

Как было отмечено выше, при практической реализации изобретения структуру ЧИП проектируют для пропускания сигнала с заданной частотой и амплитудой, или заданного интервала частот, причем амплитуда может быть определена опытным путем посредством изготовления ЧИП или с использованием доступных компьютерных программ проектирования ЧИП, при этом первый метод является более точным. Рассмотренные ниже образцы 4-6 являются частными примерами структур ЧИП, соответствующих фиг.4 и 5. Была изготовлена снабженная покрытием заготовка из стекла такая же, как и использованная для получения образцов 1-3, и с помощью лазера в покрытии были сформированы структуры ЧИП, показанные на фиг.4 и 5.

Вырез для окна связи в образце 4, соответствующем фиг.4, имел длину 150 миллиметров (мм) и высоту 100 мм. Колонки были сформированы на расстоянии 1 мм друг от друга и имели ширину 1 мм. Покрытая поверхность 74 была окружена непокрытой поверхностью 76, при этом стороны покрытой поверхности 74 отделены с каждой стороны промежутком, равным 100 микрон, от соседней покрытой поверхности 74 и от покрытия 18 между колонками. Размер выреза в образце 4 был таким же, как и в образце 5, а структура ЧИП образца 5 была подобной структуре ЧИП для образца 4, за исключением того, что колонки 72 были расположены на расстоянии 2 мм друг от друга.

Размеры выреза в образце 6 были такими же, что и в образце 1. Структура ЧИП была выполнена с колонками 82 (см. фиг.5), разделенными промежутками в 2 мм. Ширина колонок составляла 2 мм, при этом каждая состояла из двух субколонок (двух рядов малых колонок), имеющих участки 84 с покрытием, окруженные участками 85 без покрытия. Кромки покрытых участков 84 были отделены от близлежащего покрытия, например, покрытые участки 84 отделены с трех сторон друг от друга и с одной стороны от покрытия 18 расстоянием 100 микрон.

На фиг.6 и 7 представлена амплитуда радиосигналов, калиброванная относительно стекла и выраженная в децибелах (дб) для частот от 2 до 18 гигагерц (ГГц), проходящих через Образцы 4-6. График на фиг.6 представляет собой характеристику образцов 4-6, когда сигнал направлен перпендикулярно, т.е. горизонтально относительно тока, проходящего через структуру ЧИП, а график на фиг.7 отображает характеристику образцов 4-6, когда сигнал направлен параллельно, т.е. перпендикулярно направлению тока, проходящего через структуру ЧИП. Из графиков на фиг.6 и 7 видно, что структуры ЧИП образцов 4-6 имеют в основном более равномерную амплитуду сигнала, когда сигнал перпендикулярный (фиг.6), и в большей степени переменную и более низкую амплитуду, когда сигнал является параллельным (фиг.7).

Как можно понять, колонки 72 и 82 структур 70 и 80 ЧИП соответственно могут иметь дугообразный профиль вместо прямолинейного, показанного на фиг.4 и 5, например, такие колонки могут быть использованы вместо криволинейных прерывистых линий 42 и 44 структуры 34 ЧИП, отображенной на фиг.2, и криволинейных прерывистых линии 50 и 52 структуры 49 ЧИП, показанной на фиг.3.

Покрытие, изображенное на фиг.1, представляет собой сплошное непрерывное покрытие, в котором выполнено окно связи. Специалистам в данной области техники ясно, что использование окна связи согласно изобретению снижает интенсивность горячих и холодных пятен вокруг окна связи. Кроме того, как отмечено выше, на ЧИП существуют области удаленного покрытия, и могут наблюдаться горячие пятна меньшей интенсивности. Эти горячие пятна меньшей интенсивности, кроме того, могут быть уменьшены за счет выполнения вокруг окна связи линий с местами удаления покрытия, или прерывистых линий, например, таких как показаны на фиг.8 и описаны в вышеупомянутой заявке на патент США №10/264, поданной 03.10.2002 на "Нагреваемое изделие, имеющее сконфигурированный нагревательный элемент", заявитель - Charls S. Voeltzel.

На фиг.8 представлено другое воплощение настоящего изобретения, в котором электропроводное покрытие 18 проходит между токособирательными шинами 22 и 24, а окно связи 28 выполнено в покрытии 18 любым известным способом, например, с помощью лазера. Большое количество линий 100, образованных удалением покрытия, по меньшей мере, в токопроводящих пленках покрытия, выполнено, например, с помощью лазера вокруг окна связи 28. Как показано на фиг.8, линии 100, полученные удалением покрытия, расположены выше и ниже окна связи 28 на некотором расстоянии друг от друга. С приближением траекторий линий 100 удаленного покрытия, проходящих от верхней токособирательной шины 22 к окну связи 28, траектория линии 100 удаленного покрытия, как видно из фиг.1 и 8, огибает окно связи 28, а расстояние между соседними линиями 100 изменяется в зависимости от близости линии 100 удаленного покрытия к окну связи. Например, промежуток между соседними линиями 100 вблизи окна связи 28 меньше, чем расстояние между соседними линиями 100 более удаленными от окна связи 28. В результате, по мере увеличения расстояния от окна связи 28 линии 100 удаленного покрытия становятся более прямыми в вертикальном направлении, как показано на фиг.8. Обеспечение меньших токопроводящих поверхностей за счет использования линий, например линий 100 удаленного покрытия, позволяет уменьшить интенсивность горячих пятен вокруг окна связи 28, поскольку возрастает сопротивление току, например сужение проводника для тока уменьшает величину тока.

Линии 100 удаленного покрытия могут быть получены нижеследующим образом. При использовании лазера в процессе удаления покрытия может быть получена линия, проходящая с разрывом от верхней электрической шины 22 к центру верхней стороны окна связи 28, и проходящая с разрывом от нижней электрической шины 24 к центру нижней или противоположной стороны окна связи 28. С каждой стороны от центральной линии выполнены вертикальные отделенные от нее линии, проходящие от верхней шины в направлении нижней шины и от нижней шины в направлении верхней шины на расстояние, равное приблизительно длине окна связи. Вокруг сторон окна связи 28 проходят соединительные линии, обеспечивающие соединение каждой линии, идущей сверху, с соответствующей линией, идущей снизу. По мере увеличения расстояния от окна связи 28 соединительные линии становятся более прямыми. Дополнительно могут быть выполнены вертикальные линии, проходящие между шинами, как это показано на фиг.8. Количество линий 100, полученных удалением покрытия, может быть любым. Чем больше таких линий и меньше расстояние между ними, тем меньше становятся горячие пятна и их интенсивность.

В дальнейшем рассмотрен процесс изготовления обогреваемого ветрового стекла, аналогичного показанному на фиг.1. Следует учитывать, что изобретение не ограничено таким стеклом.

Окно связи, имеющее частотно-избирательную поверхность согласно изобретению, выполнено в напыленном обогреваемом покрытии любым способом, например с помощью лазера, обеспечивающего получение прерывистых линий. В связи с тем, что процесс осаждения покрытия путем напыления и изготовления структур с помощью лазера не ограничивает изобретение и хорошо известен в уровне техники, технология напыления, напыленное покрытие и лазер для производства прерывистых линий более подробно здесь обсуждаться не будут.

Лист 14 с покрытием размещают поверх другого стеклянного листа 12, при этом периферийную кромку внутренней поверхности внешнего листа, например листа 12, закрывают черной лентой из шелка с добавкой керамической пасты (не показано) для обеспечения защиты от УФ-излучения нижележащего слоя адгезива, закрепляющего ветровое стекло по месту в кузове автомобиля. Листу 14, снабженному токопроводящим покрытием 18 и окном связи 28, имеющим структуру ЧИП согласно изобретению, а также листу 12 придают необходимую форму, и его подвергают отжигу. Поскольку процессы придания формы и отжига заготовок для автомобильных ветровых стекол хорошо известны в уровне техники и не ограничивают данное изобретение, эти технологические процессы подробно здесь рассматриваться не будут.

Для ламинирования стеклянных листов вместе с электрическими шинами используется составная конструкция 20, образующая промежуточный слой, раскрытая в вышеупомянутой заявке на патент США №10/201863, поданной 24.07.2002. Однако изобретение не ограничено таким воплощением ветрового стекла. В частности, в том случае, когда покрытие предполагается использовать для регулирования потока солнечного света, отсутствует необходимость в использовании электрических шин и соединительных проводов для подвода электрической энергии от внешнего источника питания к размещенным между листами шинам. Поскольку соединение стеклянных листов с помощью полимерного листа или композитного промежуточного слоя не ограничивает данное изобретение, то дальнейшее рассмотрение в этой части не проводится.

Верхняя электрическая шина 22 и нижняя электрическая шина подключены каждая к соответствующим проводам 110, выходящим из соединительных выводов. Хотя электрические шины и электрические провода, обеспечивающие внешнюю электрическую связь, не ограничивают настоящее изобретение, для подробного рассмотрения выполнения вывода 26 электрического провода необходимо сделать ссылку на вышеуказанную заявку.

Составная конструкция 20 промежуточного слоя размещена на профилированном листе 14 вместе с собирающими шинами, находящимися в электрическом контакте с покрытием 18. Поверх составной конструкции 20 кладут профилированный лист 12. Вокруг сборки (конструкция 20 промежуточного слоя находится между листами 12 и 14 так, как описано выше) устанавливают вакуумное кольцо, используемое при изготовлении слоистых ветровых стекол, и в сборке создают разрежение приблизительно от 508 мм до 711 мм ртутного столба. Полученную предварительную сборку ветрового стекла, в которой создано разрежение, помещают на 15 минут в печную установку, в которой поддерживают температуру 126,7°С, для нагрева сборки до температуры 107,2°С. Во время нахождения ветрового стекла в печи проводят непрерывную откачку воздуха из объема между листами через канал вакуумирования. После этого предварительную сборку ветрового стекла с герметизированными кромками помещают в воздушный автоклав и ламинируют. Поскольку процессы герметизации кромок и автоклавной обработки, применяемые при изготовлении ламинированного ветрового стекла автомобиля, хорошо известны в уровне техники и не ограничивают данное изобретение, эти технологические процессы детально не рассматриваются.

Специалистам в области техники, относящейся к ламинированию, ясно, что герметизация кромок предварительной сборки и ламинирование предварительной сборки с герметичными кромками не ограничивают настоящее изобретение. Например, такая предварительная сборка может быть герметизирована с использованием обжимных роликов или пакетирования предварительной сборки, а сборка с герметизированными кромками может быть ламинирована посредством обработки в нефтяном автоклаве.

Как можно понять, внешняя поверхность ветрового стекла может быть снабжена фотокаталитическим покрытием для сохранения чистоты поверхности, как это описано в патенте США №6027766, или гидрофобным покрытием, производимым компанией PPG Industries Inc. под товарным знаком AQUAPEL и раскрытым в патенте США №5523162.

Изобретение не ограничено вышеприведенными примерами, которые представлены только в целях иллюстрации. Конкретные воплощения, подробно описанные здесь, являются лишь иллюстративными и не ограничивают объем изобретения, который охватывают приложенные пункты формулы и любые или все эквиваленты.

Реферат

Изобретение относится к прозрачным изделиям, снабженным электрически нагреваемым покрытием и частотно-избирательной поверхностью, предназначенной для пропускания заранее заданных частот электромагнитного спектра. Технический результат заключается в равномерности прогрева частотно-избирательной поверхности, т.е. в снижении интенсивности горячих и холодных пятен. Электропроводное покрытие автомобильного обогреваемого ветрового стекла снабжено окном связи, имеющим частотно-избирательную поверхность, содержащую специально сформированные области пропускания и области блокирования при прохождении заданных волн электромагнитного спектра. В одном воплощении частотно-избирательная поверхность включает в себя структуру, содержащую первое и второе множества дугообразных прерывистых линий, каждая из которых имеет, по меньшей мере, один участок пропускания, а между этими линиями расположены области блокирования. В другом воплощении частотно-избирательная поверхность включает в себя большое количество колонок, отделенных одна от другой сплошной удлиненной областью блокирования. Каждая из колонок содержит области пропускания. 2 н. и 44 з.п. ф-лы, 14 ил.

Формула