Freie Sicht für Kameras und Sensoren dank gedruckter Elektronik auf Glas

Kameras im Außenbereich, an Schienenfahrzeugen oder in Feuchträumen haben einen natürlichen Feind: Kondenswasser. Die unzähligen, winzigen Wassertropfen auf beschlagenen Oberflächen bilden einen milchig-trüben Überzeug, der das einfallende Licht diffus streut, Objekte verzerrt und Objektive ganz oder teilweise „blind“ macht.

Die Lösung für dieses Problem ist im Grunde einfach, in der Umsetzung aber durchaus komplex: Es gilt, das Unterschreiten des Taupunkts auf der Glasoberfläche zu verhindern. Am einfachsten geht dies mit einer elektrischen Heizung. Irlbacher hat für diese Aufgabenstellung einen Lösungsbaukasten entwickelt, der zwei Grundprinzipien nutzt: Entweder werden feinste Leiterbahnstrukturen mit keramischen Farben direkt auf das Glas gedruckt, oder man nutzt die elektrische Leitfähigkeit einer transparenten, metallischen Beschichtung, die mittels Laser strukturiert wird.

Bei beiden Verfahren wird die wärmende Schicht auf der Innenseite das Glases aufgebracht, um diese vor Umwelteinflüssen zu schützen. Die elektrische Heizung lässt sich gut in clevere Regelstrategien einbinden, damit die Frontscheibe beispielsweise nur bis knapp über den Taupunkt heizt, ohne die Temperatur von Kameras oder Sensoren zu erhöhen. So können aktuelle Anforderungen an die Nachhaltigkeit oder die Energieeffizienz bei mobilen Geräten einfach umgesetzt werden.

Irlbacher hat vor über 15 Jahren ein weltweit patentiertes Verfahren entwickelt, um auf Flachglas filigrane Leiterbahnen mit Strukturbreiten bis unter 200 µm aufzubringen und diese zuverlässig zu kontaktieren. Diese Technik setzt Irlbacher beispielsweise auch für eine in den Deckgläsern von Vitrinen integrierte Beleuchtung ein, wie sie etwa auf der diesjährigen Light & Building (8. bis 13. März in Frankfurt) auf Stand 8.0-A19 ausgestellt werden. Diese spezielle Beleuchtung lässt sich prinzipiell auch mit der Heizung kombinieren, so dass sich Heizfunktion und Objektbeleuchtung in einem Bauteil kombinieren lassen. Auch die Integration von zusätzlicher Steuerelektronik auf der Glasscheibe ist problemlos möglich.

Wenn aufgrund der Abbildungsgeometrie selbst feinste Leiterbahnen stören, setzt Irlbacher auf Flachglas, das mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist. Die Art der Beschichtung oder deren elektrische Leitfähigkeit richtet sich dabei nach der Applikation bzw. den Anforderungen der Kunden. Im Einsatz kommen häufig laserstrukturierte ITO-Schichten (ITO = Indium-Tin-Oxyd (deutsch: Indium-Zinn-Oxyd). ITO ist ein hochtransparentes Material mit bis zu 90% Lichtdurchlässigkeit, und wird in aller Regel für hochwertige Touch- und Multi-Touch-Lösungen verwendet.

Irlbacher hat sämtliche dafür erforderlichen Fertigungsprozesse im Haus. Daher sind spezielle Anpassungen an Kundenanforderungen jederzeit möglich. So lassen sich etwa bestimmte Bereiche komplett aussparen, und die Heizung konzentrisch um die Kamera-Blickachse anordnen. So lässt sich die maximale optische Auflösung der Kamera nutzen, ohne auf teure Spezialkameras mit Linsenheizung angewiesen zu sein.

Beide Heizungsvarianten von Irlbacher sind für einen Betriebsbereich von -40° C bis + 80° C ausgelegt, sprechen sehr schnell an und lassen sich damit gut in Steuerungskonzepte einbinden, etwa, um das Beschlagen von Schutzscheiben bei der Einfahrt von S-Bahnzügen in Tunnel zuverlässig zu verhindern. In anderen Applikationen sorgen die Lösungen von Irlbacher für einen klaren Blick der Triebfahrzeugführenden bzw. der automatisierten Überwachung auf alle Einstiegsbereiche – oder dafür, dass die Überwachung einer Schrankenanlage bei jeder Witterung zuverlässig funktioniert.