Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Fahrerassistenzsystem mit einer Fahrzeugverglasung, einer Strahlungsquelle zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einem Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System und ein Verfahren zum Überwachen eines Fahrzeugnutzers.

Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen, kommen häufig Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz. Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer bei der Führung des Fahrzeugs, beispielsweise durch automatische Bremseingriffe bei Gefahr einer Kollision oder automatisches Spurhalten. Derartige Fahrerassistenzsysteme können eine Überwachung für den Fahrer umfassen, um eine frühzeitige Müdigkeit des Fahrers zu erkennen. Bekannt sind Systeme, bei denen das Gesicht des Fahrers mittels Infrarotstrahlung abgetastet wird. Dabei werden Blickrichtung und -dauer des Fahrers erfasst, um auf einen Müdigkeitszustand des Fahrers zu schließen. Die Fahrerassistenzsysteme umfassen meist eine Strahlungsquelle zum Aussenden von Infrarotstrahlung und einen Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung, bei welchen es sich typischerweise um eigenständige Bauteile handelt, die jedoch meist in einer selben Baugruppe angeordnet sind. Die Strahlungsquelle ist so angeordnet, dass die Infrarotstrahlung direkt auf das Gesicht und insbesondere die Augenpartie des Fahrers gerichtet ist. Vom Gesicht des Fahrers wird die Infrarotstrahlung reflektiert und anschließend direkt vom Strahlungsempfänger (z.B. einer Kamera) erfasst. Bei derartigen Fahrerassistenzsystemen müssen Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger so angeordnet sein, dass freie Sicht auf das Gesicht des Fahrers besteht.

US 2010/253526 A1 offenbart ein Verfahren zum Alarmieren eines schläfrigen Fahrers, bei dem der Fahrer des Fahrzeugs mittels Sensoren überwacht wird. Wenn ein schläfriger Zustand des Fahrers erkannt wird, dann erscheint eine Warnung an einer transparenten Frontscheibe-Head-Up-Anzeige.

US 2006/0066508 A1 beschreibt ein HUD-Anzeigesystem für eine Fahrzeug mit einem lichtemittierenden Material, das auf einem laminierten Träger angeordnet ist, wobei sich das Material auch zwischen den Lagen des Trägers befinden kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Anordnung mit einer Fahrzeugverglasung, einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Anordnung für Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs umfasst eine Strahlungsquelle zum Emittieren von Infrarotstrahlung, einen Strahlungsempfänger zum Empfangen von Infrarotstrahlung und eine Fahrzeugverglasung. Die Fahrzeugverglasung weist eine Außenscheibe und eine Innenscheibe auf, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Ferner umfasst die Fahrzeugverglasung mindestens einen Maskierungsstreifen und eine Spiegelstruktur zum Reflektieren von Infrarot- und sichtbarer Strahlung. Die Strahlungsquelle ist so angeordnet, dass eine Infrarotstrahlung von der Spiegelstruktur als erste Reflexionsstrahlung auf das Gesicht eines Fahrzeugnutzers reflektiert werden kann und die erste Reflexionsstrahlung vom Gesicht des Fahrzeugnutzers als zweite Reflexionsstrahlung auf die Spiegelstruktur reflektiert werden kann. Der Strahlungsempfänger ist so angeordnet, dass die von der Spiegelstruktur als dritte Reflexionsstrahlung reflektierte zweite Reflexionsstrahlung zum Strahlungsempfänger reflektiert und vom Strahlungsempfänger empfangen werden kann. Weiterhin umfasst der Strahlungsempfänger einen Lichtsensor, der von der Spiegelstruktur reflektiertes Licht detektiert. Gemäß der Erfindung wird die Überwachung eines Gesichtszustands mittels eines Lichtsensors erweitert, der einen von der Spiegelstruktur reflektierten Lichtstrahl erfasst. Durch die Bilddaten werden zusätzliche Information über das Gesicht des Fahrzeugnutzer zur Verfügung gestellt.

Der Strahlungsempfänger, insbesondere der Lichtsensor, ist zum Detektieren von Strahlung mit einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm [Nanometer] vorgesehen, also im Wesentlichen zum Detektieren von Strahlung im sichtbaren Spektrum der Strahlung aber auch Infrarotstrahlung. Als Infrarotstrahlen werden Strahlen einer Wellenlänge von größer als etwa 800 nm verstanden. Der Lichtsensor erfasst den Farbzustand des Gesichts, dadurch erhält das Überwachungssystem zusätzliche Informationen über den Zustand der zu überwachenden Person. Die zusätzliche Bereitstellung von Bilddaten hat den besonderen Vorteil das mehr Details des Gesichts erfasst werden können und somit eine verbesserte Erfassung des Zustands eines Fahrzeugnutzer stattfinden kann. Die Bilddaten können z.B. in Form eines Videosignals oder in Form einer graphischen Datei einer Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden. Ferner können die Videodaten zur Bildtelefonie verwendet werden. Die Spiegelstruktur ist dazu vorgesehen Infrarotstrahlung und Licht zu reflektieren. Ein Lichtstrahl vom Gesicht des Fahrzeugnutzers, insbesondere eines Fahrers des Fahrzeugs, wird an der Spiegelstruktur reflektiert. Der Strahlungsempfänger ist so angeordnet, dass der von der Spiegelstruktur als Lichtreflexion reflektierter Lichtstrahl zum Strahlungsempfänger reflektiert wird und von dem Lichtsensor empfangen werden kann. Mit anderen Worten ist der Lichtsensor im Strahlengang der von der Spiegelstruktur reflektierten Lichtstahlen angeordnet. Der Strahlungsempfänger ist zum Detektieren eines Gesichtszustandes des Fahrzeugnutzers vorgesehen ist. Diese Bilddaten werden zusätzlich zu weiteren Informationen in Bussystem beispielsweise CAN-Bussystem eingespeist.

Der Strahlungsempfänger kann am Armaturenbrett (auch als Konsole, Bedienungstafel oder Schalttafel genannt) des Fahrzeugs angeordnet sein, insbesondere im Nahbereich des Lenkrads. Alternativ oder zusätzlich kann der Strahlungsempfänger an einer A-Säule, Mittelkonsole, Lenkrad oder Rückspiegel des Fahrzeugs angeordnet sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Strahlungsempfänger mittig am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein. Durch diese Anordnung des Strahlungsempfängers können mehrere Gesichter zwecks Überwachung erfasst werden. Zweckmäßigerweise kann der Strahlungsempfänger zum Detektieren eines Gesichtszustandes des Fahrers und eines Gesichtszustands des Beifahrers vorgesehen sein.

Die Spiegelstruktur eignet sich besonders als Spiegel, dessen Reflexionsvermögen veränderbar sein kann, wie beispielsweise bei einem Fahrzeugspiegel. Ferner kann die Spiegelstruktur Aluminium und/oder Nickel-Chrom aufweisen.

Die Spiegelstruktur kann an der Innenscheibe angeordnet sein. Dabei kann die Spiegelstruktur zwischen der Innenscheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein. Alternativ kann die Spiegelstruktur an einer der Zwischenschicht abgewandten Oberfläche (IV) der Innenscheibe angebracht sein, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Unter der Anordnung wird dabei sowohl die unmittelbare Anordnung der Spiegelstruktur an die Scheibe als auch eine mittelbare Anordnung an die Scheibe verstanden. Beispielsweise kann zwischen der Scheibe und der Spiegelstruktur zumindest eine weitere Schicht angeordnet sein. Durch die Anordnung der Spiegelstruktur an der Innenscheibe kann das Licht einer Bildanzeigeeinrichtung, die auf die Innenscheibe gerichtet ist, sehr gut reflektiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Spiegelstruktur in einem Randbereich der Fahrzeugverglasung, insbesondere als Windschutzscheibe, angeordnet sein. Ist die Spiegelstruktur in einem Randbereich angeordnet, dann vorzugsweise in der Nähe einer Kante, insbesondere der Unterkante, der Windschutzscheibe. Ein Abstand der Spiegelstruktur zu der Kante der Innenscheibe ist bevorzugt 0,1 bis 30 cm, besonders bevorzugt 1 bis 15 cm und insbesondere 5 bis 10 cm. Die Anordnung der Spiegelstruktur in einem Randbereich bietet sich besonders an, da sich der Durchsichtbereich bei vielen Verwendungsmöglichkeiten von Fahrzeugverglasung meistens in einem mittleren Bereich der Verglasung befindet. Somit ist auch bei einer eingeschalteten Spiegelstruktur in semitransparentem (teilweise reflektierend) oder vollständig reflektierendem Zustand die Durchsicht nicht beeinträchtigt.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform kann die Spiegelstruktur in Durchsichtrichtung durch die Fahrzeugverglasung ausgehenden von der Innenscheibe vor einem opaken Maskierungsstreifen angeordnet sein, wobei der opake Maskierungsstreifen als opaker Hintergrund fungiert und bereichsweise mindestens auf einer der Oberflächen (III, IV) der Innenscheibe und/oder der Oberflächen (I, II) der Außenscheibe angeordnet ist. Dadurch wird eine gute kontrastreiche Bilddarstellung von auf die Fahrzeugverglasung geworfenen Bildern erreicht. Die von der Spiegelstruktur reflektierten Bilder werden besonders hell reflektiert und sind somit sehr gut erkennbar. Die Spiegelstruktur und ein opaker Maskierungsstreifen können durch die Zwischenschicht und/oder durch die Innenscheibe voneinander getrennt sein. Dabei kann der Abstand zwischen Spiegelstruktur und Maskierungsstreifen weniger als 3 Millimeter betragen. Bei einem Abstand von weniger als 3 Millimetern werden sehr deutliche Reflexionsbilder erzielt.

Der Maskierungsstreifen ist vorzugsweise opak ausgebildet. Der opake Maskierungsstreifen, welcher bereichsweise mindestens auf einer der Oberflächen (I, II, III) der Außenscheibe oder Innenscheibe angeordnet ist, kann grundsätzlich auf jeder Scheibenseite geordnet sein. Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung, insbesondere als Windschutzscheibe, ist dieser bevorzugt auf der der Zwischenschicht hingewandten Oberfläche (II) der Außenscheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist.

Der Maskierungsstreifen ist bevorzugt eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten. Alternativ kann er aber auch ein in die Verbundscheibe eingelegtes, opakes Element sein, beispielsweise eine Folie.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe besteht der Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss. Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Das bedeutet, er verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Windschutzscheibe entsteht. Andererseits dient der Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Spiegelstruktur kann der Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen.

Der Maskierungsstreifen wird insbesondere im Siebdruckverfahren auf die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe aufgedruckt. Dabei wird die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckfarbe wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckfarbe durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckfarbe undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Die Druckfarbe enthält mindestens ein Pigment und Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit.

Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe wird die Glasscheibe einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Glasfritten aufgeschmolzen werden und sich dauerhaft mit der Glasoberfläche verbinden. Die Temperaturbehandlung wird typischerweise bei Temperaturen im Bereich von 450°C bis 700°C durchgeführt. Als Maskierungsstreifen verbleibt das Pigment in der durch die aufgeschmolzene Glasfritte gebildeten Glasmatrix. Der Maskierungsstreifen weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm.

Der Maskierungsstreifen kann, wie bereits beschrieben, grundsätzlich auf jeder Scheibenseite der Innenscheibe oder der Außenscheibe angeordnet sein. Bei einer erfindungsgemäßen Fahrzeugverglasung ist dieser bevorzugt in Einbaulage auf der zweiten Oberfläche (Innenseite) II der Außenscheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Maskierungsstreifen eine gefärbte oder pigmentierte, bevorzugt schwarz-pigmentierte, thermoplastische Verbundfolie, die vorzugsweise auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylvinylacetat (EVA) oder Polyethylenterephthalat (PET), bevorzugt PVB, ausgebildet ist. Die Färbung oder Pigmentierung der Verbundfolie ist dabei frei wählbar, bevorzugt aber schwarz. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist vorzugsweise zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe angeordnet. Die gefärbte oder pigmentierte thermoplastische Verbundfolie weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 mm bis 1 mm auf. Vorzugsweise erstreckt sich die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie über maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Um Dickenunterschiede in der Verbundscheibe zu vermeiden, ist vorzugsweise eine transparente weitere thermoplastische Verbundfolie zwischen der Innenscheibe (beispielsweise einer ersten Scheibe) und der Außenscheibe (beispielsweise einer zweiten Scheibe) angeordnet, welche sich über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 % der Fläche der Fahrzeugverglasung (Verbundscheibe) erstreckt. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist in der Flächenebene der Fahrzeugverglasung von der transparenten thermoplastischen Verbundfolie versetzt angeordnet, sodass sich diese nicht überlappen oder decken.

Der Maskierungsstreifen kann auch durch eine bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie bereitgestellt werden. In diesem Fall ist die Spiegelstruktur räumlich vor dem pigmentierten oder gefärbten Bereich der thermoplastischen Verbundfolie angeordnet. Die Pigmentierung oder Färbung der Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über einen Bereich von maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Der restliche Teil der bereichsweise pigmentierten oder gefärbten thermoplastischen Verbundfolie ist transparent, also ohne Pigmentierung oder Färbung ausgebildet. Die bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fläche der Verbundscheibe als Fahrzeugverglasung. Die Ausführung des Maskierungsstreifens als pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie oder als bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie vereinfacht die Herstellung der Verbundscheibe und verbessert ihre Stabilität. Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Innenscheibe oder die Außenscheibe zuvor nicht beschichtet werden müssen, um einen opaken Hintergrund zu erzeugen. Dies erhöht zum einen die Stabilität der Verbundscheibe und verbessert weiterhin die Prozesseffizienz.

Die Fahrzeugverglasung kann mindestens eine, insbesondere Infrarotstrahlung reflektierende, Funktionsschicht aufweisen. Die Funktionsschicht ist auf einer Oberfläche der Außen- oder Innenscheibe angeordnet und bedeckt bzw. überdeckt die Oberfläche der jeweiligen Scheibe teilweise, jedoch vorzugsweise großflächig. Der Ausdruck "großflächig" bedeutet, dass mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 75% oder bevorzugt mindestens 90% der Oberfläche der Scheibe von der Funktionsschicht bedeckt (z.B. beschichtet) ist.

Die Funktionsschicht ist vorzugsweise transparent für sichtbares Licht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Funktionsschicht eine Einzelschicht oder ein Schichtaufbau aus mehreren Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm. Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Fahrzeugverglasung (z.B. Windschutzscheibe) den gesetzlichen Bestimmungen entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%. Die Werte für die Lichttransmission (TL) und die Reflexion (RL) beziehen sich (wie für Automobilverglasungen üblich) auf die Lichtart A, d.h. den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts bei einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm, also im Wesentlichen das sichtbare Spektrum der Sonnenstrahlung. Als Infrarotstrahlen werden Strahlen einer Wellenlänge von größer als etwa 800 nm verstanden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Fahrzeugverglasung mindestens eine Funktionsschicht zum Reflektieren von p-polarisiertem Licht auf. Die Funktionsschicht kann zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe, bevorzugt auf einer dem Innenraum des Fahrzeugs abgewandten Seite der Innenscheibe, angeordnet sein. Die Funktionsschicht kann in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung ausgehend von der Innenseite der Innenscheibe räumlich vor dem Maskierungstreifen angeordnet sein. Der Maskierungsstreifen kann auf der Außenseite der Innenscheibe oder auf der Innenseite der Außenscheibe angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Funktionsschicht transparent ausgebildet.

Der Ausdruck „in Durchsicht durch die Fahrzeugverglasung“ bedeutet, dass durch die Fahrzeugverglasung geblickt wird, ausgehend von der Innenseite der Innenscheibe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „räumlich vor“, dass die Funktionsschicht räumlich weiter entfernt von der Außenseite der Außenscheibe angeordnet ist als zumindest der Maskierungsstreifen.

Mit dem Begriff p-polarisiertes Licht ist Licht aus dem sichtbaren Spektral be re ich gemeint, dass mehrheitlich aus Licht besteht, welches eine p-Polarisation aufweist. Das p-polarisierte Licht hat vorzugsweise einen Lichtanteil mit p-Polarisation von > 50 %, bevorzugt von > 70 % und besonders bevorzugt von > 90 % und insbesondere von etwa 100%. Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt. Die Funktionsschicht ist zum Reflektieren von Licht der Bildanzeigevorrichtung geeignet ausgebildet. Die Funktionsschicht reflektiert vorzugsweise 30 % oder mehr, bevorzugt 50 % oder mehr, ganz besonders 70 % oder mehr und insbesondere 90 % oder mehr des von der Bildanzeigevorrichtung auf die Funktionsschicht auftreffenden p-polarisierten Lichtes.

Die Funktionsschicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Kupfer, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, oder Mischungen davon.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Funktionsschicht eine Beschichtung enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel enthält eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten auf Basis von Silber. Die elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber verleiht der Funktionsbeschichtung die grundlegenden reflektierenden Eigenschaften und außerdem eine IR-reflektierende Wirkung und eine elektrische Leitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Schicht ist auf Basis von Silber ausgebildet. Die leitfähige Schicht enthält bevorzugt mindestens 90 Gew. % Silber, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % Silber, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Silber. Die Silberschicht kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Paladium, Gold, Kupfer oder Aluminium. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um p-polarisiertes Licht zu reflektieren. Die Verwendung von Silber in Funktionsschichten hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von p- polarisiertem Licht erwiesen. Die Beschichtung weist eine Dicke von 5 pm bis 50 pm und bevorzugt von 8 pm bis 25 pm auf.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst der Strahlungsempfänger einen Lichtsensor. Der Lichtsensor kann vorzugsweise als Fotodiode oder als Kamera ausgebildet sein.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der Strahlungsempfänger und die mindestens eine Strahlungsquelle als ein Modul, d.h. eine Baueinheit, ausgebildet sein, bei der Lichtsensor mittig angeordnet ist und die mindestens eine Strahlungsquelle seitlich vom Strahlungsempfänger angeordnet ist. Die Außenscheibe und Innenscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat- Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die Außenscheibe und Innenscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen. Die Dicke der einzelnen Scheiben (Außenscheibe und Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.

Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein System zum Überwachen eines Fahrers eines Fahrzeugs, welches eine erfindungsgemäße Anordnung, mindestens einen Aktor und/oder mindestens eine Signalausgabevorrichtung und eine elektronischen Kontrolleinrichtung umfasst, welche dazu vorgesehen ist, auf Basis eines Ausgangssignals des Strahlungsempfängers Informationen über den Fahrer zu ermitteln. Auf Basis der ermittelten Informationen wird ein elektrisches Signal an den mindestens einen Aktor zum Ausführen einer mechanischen Aktion und/oder an die mindestens eine Signalausgabevorrichtung zum Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Signals abgegeben.

Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugnutzers, insbesondere eines Fahrers eines Fahrzeugs, welches die folgenden Schritte umfasst:

Generieren und Aussenden von Strahlung auf eine Spiegelstruktur einer Fahrzeugverglasung, derart dass von der Spiegelstruktur reflektierte Strahlung als erste Reflexionsstrahlung auf das Gesicht des Fahrzeugnutzers trifft, wobei die erste Reflexionsstrahlung vom Gesicht des Fahrzeugnutzers als zweite Reflexionsstrahlung auf die Spiegelstruktur trifft und von der Spiegelstruktur als dritte Reflexionsstrahlung reflektiert wird,

Empfang der dritten Reflexionsstrahlung und einer Lichtreflexion vom Gesicht des Fahrzeugnutzers,

Ermitteln von Informationen über den Fahrzeugnutzer,

Ausführen eine Aktion und/oder Ausgaben eines optischen und/oder akustischen Signals auf Basis der ermittelten Informationen über den Fahrzeugnutzers.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Fahrerassistenzsysteme mit Überwachung eines Fahrzeugnutzers eines Fahrzeugs für den Verkehr zu Lande, zu Wasser oder in der Luft.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung,

Figur 2 eine Draufsicht auf eine Fahrzeugverglasung von Figur 1 , Figur 3 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der

Fahrzeugverglasung, und

Figur 4 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der

Fahrzeugverglasung.

Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung 1. Die erfindungsgemäße Anordnung 1 umfasst eine Fahrzeugverglasung 5 eines Fahrzeugs. Die Fahrzeugverglasung 5 ist beispielsweise eine als Windschutzscheibe ausgebildete Verbundscheibe, welche eine Außenscheibe 5.1 und eine Innenscheibe 5.2, die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 5.3 fest miteinander verbunden sind, aufweist. Die Fahrzeugverglasung 5 trennt einen Fahrzeuginnenraum 10 von einer äußeren Umgebung ab. Die Außenscheibe 5.1 und die Innenscheibe 5.2 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 5.3 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).

Die Außenscheibe 5.1 weist eine erste, von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche I und eine zweite, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche II auf. Ebenso weist die Innenscheibe 5.2 eine erste, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche III und eine zweite, von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche VI auf. Die zweite Oberfläche II der Außenscheibe 5.2 und die erste Oberfläche III Innenscheibe 5.2 sind also jeweils der Zwischenschicht 5.3 zugewandt. Die erste Oberfläche I der Außenscheibe 5.1 ist die Außenfläche der Fahrzeugverglasung 5. Die zweite Oberfläche IV der Innenscheiben 5.2 ist die Innenseite der Fahrzeugverglasung 5.

Auf der ersten Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 ist eine Funktionsschicht 5.6, auch als Reflexionsschicht bezeichnet, aufgebracht. Die Funktionsschicht 5.6 ist zum Reflektieren von p-polarisiertem Licht vorgesehen. Sie ist transparent ausgebildet. Die Funktionsschicht 5.6 ist beispielsweise eine Metallbeschichtung, welche mindestens einen Dünnschichtstapel enthält mit mindestens einer Silberschicht und einer dielektrischen Schicht. Eine im Fahrzeug angeordnete Bildanzeigevorrichtung (beispielsweise ein LCD) kann zur Generierung von p- polarisierter Strahlung vorgesehen sein und auf die Funktionsschicht 5.6 gerichtet sein, so dass diese durch die Innenscheibe 5.2 mit einem p-polarisiertem Licht bestrahlt wird.

Weiterhin weist die Fahrzeugverglasung 5 an der Außenscheibe 5.1 einen rahmenförmig umlaufenden Maskierungsstreifen 5.4 auf. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist opak, vorzugsweise schwarz, ausgebildet. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist zur Abdeckung der auf der innenseitig der Fahrzeugverglasung 5.4 angeordneten Verklebungen und Anschlussstrukturen. Der Maskierungsstreifen 5.4 kann im unteren (motorseitigen) Abschnitt eines Randbereichs 9 auch verbreitet ausgebildet sein. Dazu weist der Abschnitt des Randbereichs 9 eine größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt des Randbereichs 9 der Fahrzeugverglasung 5 auf. Als Breite wird die Abmessung des Maskierungsstreifens 5.4 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden.

Die Fahrzeugverglasung 5 umfasst auch eine Spiegelstruktur 5.5, die sich an der Innenscheibe 5.2 und räumlich vor dem Maskierungsstreifen 5.4 befindet. Der opake Maskierungsstreifen 5.4 fungiert als opaker Hintergrund. Die Spiegelstruktur 5.5 ist beispielsweise eine Spiegelfolie, wobei der Maskierungsstreifen 5.4 die Spiegelfolie in Durchsichtrichtung vollständig überdeckt. Die Spiegelstruktur kann Aluminium oder Nickel-Chrom aufweisen. Die Spiegelstruktur 5.5 ist dazu vorgesehen Infrarotstrahlung und Licht zu reflektieren.

Insbesondere weist die Spiegelstruktur 5.5 reflektierende Eigenschaften auf, die elektrisch schaltbar sein können. Mit anderen Worten kann die Reflektivität der Spiegelstruktur 5.5 in einem ersten Betriebsmodus anders sein als in einem zweiten Betriebsmodus. Dazu kann die Spiegelstruktur 5.5 zwei flächige Steuerelektroden aufweisen. Die Spiegelstruktur 4 kann von einem, insbesondere optisch, transparenten Zustand (also einem „nicht-spiegelnden“ Zustand), in einen semitransparenten Zustand oder reflektierenden Zustand (spiegelnder Zustand) geschaltet werden. Der semitransparente Zustand ist ein Zwischenzustand zwischen dem transparenten und dem reflektierenden Zustand, sodass die Spiegelstruktur 5.5 dimmbar ist. Wenn die Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5 mit Bildern bestrahlt wird, werden diese Bilder reflektiert. Vor dem opaken Maskierungsstreifen 5.4 erscheinen die von der Spiegelstruktur 5.5 reflektierten Bilder hell und gut erkennbar.

Die Spiegelstruktur 5.5 ist an der ersten Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 angeordnet, wobei auf der Oberfläche III die transparente Funktionsschicht 5.6 aufgebracht ist. Die Spiegelstruktur 5.5 kann zwischen der Innenscheibe 5.2 und der thermoplastischen Zwischenschicht 5.3 angeordnet sein. Dadurch, dass die Spiegelstruktur 5.5 auf der zweiten Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 positioniert ist, ist sie dort vor Umwelteinflüssen und Verschmutzung geschützt. Alternativ kann die Spiegelstruktur 5.5 an der ersten Oberfläche (IV) der Innenscheibe 5.2, wie in Figur 4 gezeigt, angebracht sein.

Die Spiegelstruktur 5.5 ist in dem Randbereich 9 in der Nähe der Unterkante der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Ein Abstand der Spiegelstruktur 5.5 zu einer Kante der Außenscheibe 5.1 kann 6 cm, 8 cm oder 10 cm betragen. Alternativ oder zusätzlich kann die Spiegelstruktur 5.5 im oberen Abschnitt des Randbereichs 9 oder an einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 9 angeordnet sein. Eine randseitige Anordnung ist natürlich in einer Verwendung und Ausgestaltung der Fahrzeugverglasung 5 als Windschutzscheibe vorteilhaft und zweckmäßig, um die geforderten Auflagen für das Sichtfeld des Fahrers zu erfüllen. Die Spiegelstruktur 5.5 kann flächig zusammenhängend, insbesondere einteilig, ausgebildet sein. Die Spiegelstruktur 5.5 kann sich entlang einer, insbesondere unteren Kante der Fahrzeugverglasung 5 erstrecken, so dass ein umlaufendes (von einer Seitenkante zu einer gegenüberliegenden Seitenkante) Bild erzeugt werden kann. Ober die Spiegelstruktur 5.5 erstreckt sich in mehreren, beispielsweise drei oder vier, Abschnitten, die im unteren (motorseitigen) Randbereich 9 angeordnet sind.

Weiterhin umfasst die Anordnung 1 eine Strahlungsquelle 7 zum Aussenden von Infrarotstrahlung 13 und einen Strahlungsempfänger s zum Empfang von Infrarotstrahlung (IR) und Licht, welche in einem Modul (Baueinheit) verbaut sind. Der Strahlungsempfänger 8 umfasst einen 8.1 Infrarotsensor zum Empfang von Infrarotstrahlung und einen Lichtsensor 8.2 zur Erfassung von Licht. Der Lichtsensor 8.2 stellt eine andere (Erkennungs-) Information bereit als der Infrarotsensor 8.1. Das Modul ist hier beispielsweise im hinteren Bereich des Armaturenbretts 6 (auch Konsole genannt) verbaut. Alternativ oder zusätzlich kann der Strahlungsempfänger 8 mittig am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein. Durch diese Anordnung des Strahlungsempfänger 8 können mehrere Gesichter gleichzeitig erfasst werden.

Die Strahlungsquelle 7 ist so positioniert, dass die Infrarotstrahlung 13 auf der Oberfläche IV der Innenscheibe 5.2 gerichtet ist und dort von der Spiegelstruktur 5.5 als erste Reflexionsstrahlung 14 zum Gesicht des Fahrzeugnutzers 3 reflektiert wird. Die Strahlungsquelle 7 ist so angeordnet, dass die Infrarotstrahlung auf das Gesicht eines Fahrzeugnutzers 3 und insbesondere seine Augenpartie fällt. Die erste Reflexionsstrahlung

14 wir nur in dem Randbereich 9 Fahrzeugverglasung 5 von der Spiegelstruktur 5.5 reflektiert und trifft von vorn auf das Gesicht des Fahrzeugnutzers 3. Vom Gesicht des Fahrzeugnutzers 3 wird die erste Reflexionsstrahlung 14 als zweite Reflexionsstrahlung 15 in Richtung der Spiegelstruktur 5.5 reflektiert. Von der Spiegelstruktur 5.5 wird die zweite Reflexionsstrahlung

15 als dritte Reflexionsstrahlung 16 auf den Strahlungsempfänger 8 reflektiert und dort von Infrarotsensor 8.1 detektiert. Ein Lichtstrahl 11 wird vom Gesicht des Fahrzeugnutzers 3 in Richtung des Spiegelstruktur 5.5 reflektiert und von der Spiegelstruktur 5.5 als Lichtreflexion 12 von dem Lichtsensor 8.2 erfasst.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Fahrzeugverglasung von Figur 1. In der Draufsicht von Figur 2 ist die Spiegelstruktur 5.5 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts des Randbereichs 9 der Fahrzeugverglasung 5 angeordnet. Die Spiegelstruktur 5.5 ist in dieser gezeigten Ausgestaltung in unmittelbarem Kontakt mit der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe 5.2. Die Spiegelstruktur 5.2 ist einteilig ausgebildet. Alternativ kann die Spiegelstruktur 5.2 in mehrere Abschnitte unterteilt sein. Die Anzahl der Abschnitt kann breit variieren. Die Spiegelstruktur 5.5 kann in 2, 4, 6 oder 8 Abschnitte unterteilt sein.

In Figur 3 ist eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5. Die Querschnittansicht der Figur 3 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 2) im Bereich Z der Spiegelstruktur 5.5. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist auf der zweiten Oberfläche II der Außenscheibe 5.1 bevorzugt als keramischer Schwarzdruck aufgebracht. Der Maskierungsstreifen 5.4 besteht in der ersten Ausführungsform aus einer Beschichtung, enthaltend ein opakes, elektrisch nichtleitendes Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.

Die Spiegelstruktur 5.5 ist an der Innenscheibe 5.2 angeordnet, wobei auf der ersten Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 die transparente Funktionsschicht 5.6 aufgebracht ist. Die Spiegelstruktur 5.5 und der Maskierungsstreifen 5.4 sind in dieser Ausführungsform durch die thermoplastische Zwischenschicht 5.3 voneinander getrennt. Dabei kann der Abstand zwischen Spiegelstruktur 5.5 und Maskierungsstreifen 5.4 weniger als 3 Millimeter, beispielsweise 0,76 Millimeter oder 0,38 Millimeter, betragen. Bei einem Abstand von weniger als 3 Millimetern werden sehr deutliche Reflexionsbilder erzielt.

Figur 4 zeigt eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugverglasung 5 im Bereich der Spiegelstruktur 5.5. Die Querschnittansicht der Figur 4 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 2) im Bereich Z der Spiegelstruktur 5.5. Der Maskierungsstreifen 5.4 ist auf der zweiten Oberfläche II der Außenscheibe 5.1 bevorzugt als keramischer Schwarzdruck aufgebracht. Der Maskierungsstreifen 5.4 besteht in der weiteren Ausführungsform nicht nur aus einer Beschichtung, enthaltend ein opakes, elektrisch nichtleitendes Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist. Zusätzlich weist die Fahrzeugverglasung 5 ein eingelegtes, opakes Element als einen weiteren Maskierungsstreifen 5.4‘. Der weitere Maskierungsstreifen 5.4‘ ist eine gefärbte thermoplastische Zwischenschicht, beispielsweise eine gefärbte oder getönte PVB-Folie. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 3 befindet sich die Spiegelstruktur 5.5 nicht zwischen der Außenscheibe 5.1 und der thermoplastischen Zwischenschicht 5.3, sondern an der ersten Oberfläche IV der Innenscheibe 5.2.

Der an der Oberfläche II angeordnet Markierungsstreifen 5.4 und der weitere Maskierungsstreifen 5.4‘ sind in dieser Ausführungsform durch die thermoplastische Zwischenschicht 5.3 voneinander getrennt sind. Der Abstand zwischen den Maskierungsstreifen 5.4 und 5.4‘ kann weniger als 3 Millimeter, beispielsweise 0,76 Millimeter oder 0,38 Millimeter, betragen. Die Spiegelstruktur 5.5 und der Maskierungsstreifen 5.4‘ sind in dieser Ausführungsform durch die Innenscheibe 5.2 voneinander getrennt. Der weitere Maskierungsstreifen 5,4‘ ist an der Innenscheibe 5.2 angeordnet, wobei auf der ersten Oberfläche III der Innenscheibe 5.2 die transparente Funktionsschicht 5.6 aufgebracht ist.

Auf der dem Fahrzeuginnenraum 10 zugewandten Oberfläche der Spiegelstruktur 5.5 kann eine Schutzschicht angeordnet sein. Die Schutzschicht versiegelt die Oberfläche der Spiegelstruktur 5.5 zur umgebenden Atmosphäre. Die vorgesehene Schutzschicht bildet somit, mindestens im Bereich der Spiegelstruktur 5.5, die in Einbaulage zu dem Innenraum gerichtete erste, äußere Oberfläche der Fahrzeugverglasung 5 und schützt diese sowie die Spiegelstruktur 5.5 vorteilhaft vor äußeren Einflüssen und Verschmutzung. Die Schutzschicht kann als hydrophober Film ausgebildet sein, der eine Beschichtung mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz ist. Beispielsweise kann bei Berührung durch einen Nutzer das Entstehen von Fingerabdrücken vermieden werden.

Bezugszeichenliste:

1 Anordnung

2 Fahrzeug

3 Fahrzeugnutzer

5 Fahrzeugverglasung

5.1 Außenscheibe

5.2 Innenscheibe

5.3 Zwischenschicht

5.4 Maskierungsstreifen

5.5 Spiegelstruktur

5.6 Funktionsschicht

6 Armaturenbrett

7 Strahlungsquelle

8 Strahlungsempfänger

8.1 IR-Sensor

8.2 Lichtsensor

9 Randbereich

10 Fahrzeuginnenraum

11 Lichtstrahl

12 Lichtreflexion

13 Infrarotstrahlung

14 erste Reflexionsstrahlung

15 zweite Reflexionsstrahlung

16 dritte Reflexionsstrahlung

100 Fahrerassistenzsystem

I erste Oberfläche (Außenseite) der Außenscheibe 5.1

II zweite Oberfläche (Innenseite) der Außenscheibe 5.1

III erste Oberfläche (Außenseite) der Innenscheibe 5.2

IV zweite Oberfläche (Innenseite) der Innenscheibe 5.2

A-A’ Schnittlinie

Z vergrößerter Bereich