CN108349800A - 夹层玻璃 - Google Patents

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Abstract

本夹层玻璃是具备第一玻璃板，和第二玻璃板，和位于上述第一玻璃板与上述第二玻璃板之间、粘接上述第一玻璃板和上述第二玻璃板的中间膜的夹层玻璃，具有抬头显示器所使用的HUD显示区域，在构成上述HUD显示区域的至少一部分的规定区域中，楔角随着从上述规定区域的下侧到上侧前进以每100mm0.06mrad以上1.0mrad以下的范围减少。

Description

夹层玻璃
技术领域
本发明涉及夹层玻璃。
背景技术
近年，正在逐步导入使图像反射在车辆的挡风玻璃上、在驾驶员的视野中显示规定的信息的抬头显示器(以下称HUD)，但是在驾驶员识别车外的风景和通过HUD显示的信息时，有时双重图像成为问题。
在对于车辆的驾驶员而言成为问题的双重图像中，有透视双重图像和反射双重图像，在挡风玻璃中存在HUD所使用的HUD显示区域和HUD不使用的HUD显示外区域(透视区域)的情况下，虽然在HUD显示区域中也存在透视双重图像的问题，但大体上反射双重图像成为主要问题，在HUD显示外区域中存在透视双重图像的问题。
已知通过在挡风玻璃使用楔状的夹层玻璃可减少这样的反射双重图像或透视双重图像。例如，提出了用2块玻璃板夹持中间膜、整体上制成楔状的夹层玻璃(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平07-175007号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
HUD中，介由凹面镜将来自光源的出射光照射在挡风玻璃上，但在此时，可通过根据驾驶员的眼的高度来旋转凹面镜，上下调整虚像的显示位置。此时，以往的挡风玻璃中，在迎合驾驶员的视点位置的上下来旋转凹面镜的情况下，存在反射双重图像变差的问题。
本发明是鉴于上述问题而产生的发明，其课题是提供在迎合驾驶员的视点位置的上下旋转凹面镜的情况下也比以往更能够抑制反射双重图像的、具有楔角的夹层玻璃。
解决技术问题所采用的技术方案
本夹层玻璃是具备第一玻璃板，和第二玻璃板，和位于上述第一玻璃板与上述第二玻璃板之间、粘接上述第一玻璃板和上述第二玻璃板的中间膜的夹层玻璃，具有抬头显示器所使用的HUD显示区域，在构成上述HUD显示区域的至少一部分的规定区域中，楔角随着从上述规定区域的下侧到上侧前进而减少，其范围为每100mm减少0.06mrad以上1.0mrad以下。
发明的效果
如果采用本公开的技术，则可提供在迎合驾驶员的视点位置的上下旋转凹面镜的情况下也比以往更能够抑制反射双重图像的、具有楔角的夹层玻璃。
附图说明
图1是对双重图像的概念进行说明的图。
图2是对车辆用的挡风玻璃进行说明的图。
图3是与图2的XZ平面平行的部分的剖面图。
图4是表示实施例的夹层玻璃的楔角分布的图。
图5是表示实施例以及比较例的夹层玻璃的楔角分布的图(其1)。
图6是表示实施例以及比较例的夹层玻璃的反射双重图像的计算结果的图(其1)。
图7是表示实施例以及比较例的夹层玻璃的楔角分布的图(其2)。
图8是表示实施例以及比较例的夹层玻璃的反射双重图像的计算结果的图(其2)。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。各附图中，有时对相同结构部分标注相同符号，省略其重复说明。另外，此处，以车辆用的挡风玻璃为例进行说明，但不受此所限，本实施方式的玻璃在车辆用的挡风玻璃以外也能够适用。
[反射双重图像、透视双重图像]
首先，对反射双重图像和透视双重图像的概念进行说明。图1是对双重图像的概念进行说明的图，图1(a)表示反射双重图像，图1(b)表示透视双重图像。另外，图1中，将搭载挡风玻璃20的车辆的前后方向作为X，将车辆的左右方向作为Y，将垂直于XY平面的方向作为Z(之后的图也相同)。
如图1(a)所示，HUD的光源10射出的光线11a的一部分被车辆的挡风玻璃20的内表面21反射，作为光线11b(一次光线)被导至驾驶员的眼30，在挡风玻璃20前方作为像11c(虚像)被驾驶人观察到。
此外，从HUD的光源10射出的光线12a的一部分从车辆的挡风玻璃20的内表面21侵入内部发生折射，其一部分被外表面22反射。进而，其一部分从内表面21向车辆的挡风玻璃20的外部射出，发生折射，作为光线12b(二次光线)被导至驾驶人的眼30，作为像12c(虚像)被驾驶人观察到。另外，挡风玻璃20的厚度固定，内表面21和外表面22平行。
这样，驾驶员所观察到的像11c和像12c这2个像是反射双重图像。此外，光线11b(一次光线)和光线12b(二次光线)所成的角度为反射双重图像的角度α。反射双重图像的角度α越接近于零则越优选。本申请中，将从驾驶员看来向上可看见二次光线的情况下的反射双重图像定义为正的值。
此外，如图1(b)所示，从光源40射出的光线41a的一部分从车辆的挡风玻璃20的外表面22侵入到内部，发生折射。进而，其一部分从内表面21向挡风玻璃20的外部射出，作为光线41b被导至驾驶人的眼30，作为像41c被驾驶人观察到。
此外，从光源40射出的光线42a的一部分从车辆的挡风玻璃20的外表面22侵入内部发生折射，其一部分被内表面21反射。进而，其一部分被外表面22反射，进一步，其一部分发生折射，从内表面21向挡风玻璃20的外部射出，发生折射，作为光线42b被导至驾驶员的眼30，作为像42c被驾驶员观察到。
这样，驾驶员所观察到的像41c和像42c这2个像是透视双重图像。此外，光线41b(一次光线)和光线42b(二次光线)所成的角度为透视双重图像的角度η。透视双重图像的角度η越接近于零则越优选。
[挡风玻璃(夹层玻璃)]
图2是例示车辆用的挡风玻璃的图，是示意地表示从车辆前方观察挡风玻璃的情况的图。此外，图3是与图2的XZ平面平行的部分的剖面图。另外，图2中，为了方便起见，用梨皮状花纹表示HUD显示区域。
如图2(a)所示，挡风玻璃20具有HUD所使用的HUD显示区域A和HUD不使用的HUD显示外区域B(透视区域)。HUD显示区域A位于挡风玻璃20的下方，HUD显示外区域B与HUD显示区域A邻接，位于比挡风玻璃20的HUD显示区域A更上方。C是HUD显示区域A和HUD显示外区域B的边界。但是，HUD显示区域也可例如图2(b)所示的HUD显示区域A1和HUD显示区域A2那样，分开配置于多处。或者，HUD显示区域也可以仅是HUD显示区域A1和HUD显示区域A2的任何一个。另外，HUD显示区域A、A1、A2是本发明的抬头显示器所使用的区域的代表性一例。
如图3(a)所示，挡风玻璃20是具备作为第一玻璃板的玻璃板210、和作为第二玻璃板的玻璃板220、和中间膜230的夹层玻璃。
在该夹层玻璃中，玻璃板210是具有由于制造时的延伸而产生的筋纹的、厚度固定的玻璃板。与此相对，玻璃板220的厚度从一端到相向的另一端变化，且具有由于制造时的延伸而产生的筋纹。中间膜230位于玻璃板210与玻璃板220之间，是例如以使玻璃板210的筋纹与玻璃板220的筋纹正交的方式粘接玻璃板210和玻璃板220的厚度固定的膜。
这样，玻璃板220的剖面图形形成为楔状。玻璃板220中，将挡风玻璃20的作为外表面22的面和与中间膜230相接的面所成的角称为楔角δg。另外，图3(a)中，由于玻璃板210以及中间膜230的厚度均匀，因此玻璃板220的楔角δg与挡风玻璃20的内表面21和外表面22所成的楔角δ(夹层玻璃整体的楔角)相等。
玻璃板220的楔角δg(＝楔角δ)设计为随着向图2(a)或图2(b)所示的HUD显示区域的Z+方向前进(随着HUD显示区域的从低的位置到高的位置前进)而减少。通过这样的设计，即使在迎合驾驶员的视点位置的上下旋转凹面镜的情况下，也比以往更能够抑制反射双重图像。对于详细内容在下文中描述。
此外，作为玻璃板210的一个面的挡风玻璃20的内表面21和作为玻璃板220的一个面的挡风玻璃20的外表面22可以是平面也可以是弯曲面。挡风玻璃20例如可制成在垂直方向上弯曲的形状。另外，t表示挡风玻璃20的局部厚度(该部分中的玻璃板210、玻璃板220、以及中间膜230的总厚度)。
玻璃板220那样厚度从一端到相向的另一端变化的玻璃可通过钻研由浮法制造时的条件而得。即，通过调整配置于熔融金属上前进的玻璃带的两端部的多个辊的周速度，使宽度方向的玻璃剖面为凹形状或凸形状、或者锥形状，将具有任意的厚度变化的部位切出即可。
图3(a)中，玻璃板210中使用与玻璃板220相同的浮法、使用厚度固定者，但如图3(b)所示，也可将玻璃板210制成厚度从一端到相向的另一端变化的剖面图形为楔状的形状。在该情况下，将玻璃板210的楔角δg1和玻璃板220的楔角δg2合计作为玻璃板整体的楔角δg，如果中间膜230的厚度均匀，则玻璃板整体的楔角δg与挡风玻璃20的内表面21和外表面22所成的楔角δ(夹层玻璃整体的楔角)相等。另外，玻璃板210的楔角δg1和玻璃板220的楔角δg2可以相同或不同。
此外，图3(a)以及图3(b)中，中间膜230的厚度设为固定，但也可将玻璃板210以及220的厚度设为固定，将中间膜230设为剖面图形为楔状的结构。但是，在构成夹层玻璃的中间膜中带有楔形的情况下，需要注意由于中间膜是非常柔软的材料，因此楔角容易变化。中间膜的楔角例如在中间膜的伸展时也发生变化、受保存中的湿度或温度等影响也发生变化，因此难以控制条件。
因此，在中间膜的楔角有可能变化的情况下，优选将中间膜的厚度设为固定，将玻璃板的任一方或双方设为剖面图形为楔状的形状。或者，也可以用玻璃板的一方或双方实现挡风玻璃的楔角的主要部分，用中间膜实现楔角的一部分。
另外，在将玻璃板、中间膜中的任一方设为剖面图形楔状的情况下，夹层玻璃整体的楔角δ设计为随着向图2(a)或图2(b)所示的HUD显示区域的Z+方向前进(随着HUD显示区域的从低的位置到高的位置前进)而减少。
玻璃板210以及220分别由于通过浮法制造时的延伸，相对于前进方向平行地加入筋状的细小凹凸(筋纹)。在作为车辆用的挡风玻璃使用时，如果相对于观察者的视线在水平方向上观察该筋纹，则发生变形，识别性变差。
作为粘接玻璃板210和玻璃板220的中间膜230，大多使用热塑性树脂，例如可例举塑性聚乙烯醇缩醛类树脂、塑性聚氯乙烯类树脂、饱和聚酯类树脂、塑性饱和聚酯类树脂、聚氨酯类树脂、塑性聚氨酯类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物类树脂等以往用于这种用途的热塑性树脂。
其中，从可得到透明性、耐候性、强度、粘接力、耐穿透性、冲击能量吸收性、耐湿性、隔热性、以及隔音性等诸性能的平衡良好的中间膜的方面出发，适合使用塑性聚乙烯醇缩醛类树脂。这些热塑性树脂可以单独使用，也可以2种以上并用。上述塑性聚乙烯醇缩醛类树脂中的“塑性”是指通过增塑剂的添加而变为塑性。其它的塑性树脂也相同。
作为上述聚乙烯醇缩醛类树脂，可例举使聚乙烯醇(以下，根据需要也称为“PVA”)和甲醛反应而得的聚乙烯醇缩甲醛树脂、使PVA和乙醛反应而得的狭义的聚乙烯醇缩醛类树脂、使PVA和正丁醛反应而得的聚乙烯醇缩丁醛树脂(以下，根据需要也称为“PVB”)等，尤其从透明性、耐候性、强度、粘接力、耐穿透性、冲击能量吸收性、耐湿性、隔热性、以及隔音性等诸性能的平衡优良的方面出发，可例举PVB作为优选的树脂。另外，这些聚乙烯醇缩醛类树脂可以单独使用，也可以2种以上并用。
通常HUD的光源位于车内下方，从那里向夹层玻璃进行投影。由于投影像被玻璃的背面和表面所反射，为了使两个反射像重合，玻璃的厚度需要相对于投影方向平行地变化。由于玻璃板210在与筋纹正交的方向上厚度发生变化，因此为了作为信息投影玻璃使用，筋纹方向与投影方向正交、即筋纹与车内观察者的视线水平，成为识别性变差的方向。
为了改善识别性，使用玻璃板210、玻璃板220、中间膜230制作的夹层玻璃优选以使玻璃板210和玻璃板220的筋纹正交的方式配置玻璃板210和玻璃板220。通过该配置，玻璃板210单独劣化的变形由于筋纹正交的玻璃板220、以及粘接玻璃板210和玻璃板220的中间膜230的存在而被缓和，识别性得到改善。
进一步，车辆用的玻璃通常在弯曲形状的状态下使用。玻璃的成形通常如下进行：在将各个玻璃板隔着中间膜230进行粘接前，一边对玻璃加热至约550℃到700℃左右使其软化一边制成任意的形状。弯曲的程度记作最大弯曲深度、或者横向弯曲量。此处，最大弯曲深度(横向弯曲量)是将以凸状弯曲的夹层玻璃以凸部侧向下的方式配置的同时、在该夹层玻璃中的一对相向的长边的中点之间拉直线连接时，以mm单位表示从弯曲部的底部中的最深的点起到该直线的垂线的长度。
制成夹层玻璃时成为变形的原因的产生于表面的筋状的细小凹凸由于成形工序而被拉伸，因此最大弯曲深度(横向弯曲量)越大则识别性越好。本发明中的玻璃板210、玻璃板220的最大弯曲深度没有一定的限定，优选10mm以上，更优选12mm以上，进一步优选15mm以上。
[实施例]
实施例中，将通常的HUD光学体系作为对象，对即使在迎合驾驶员的视点位置的上下旋转凹面镜的情况下，也比以往更能够抑制反射双重图像的合适的楔角分布进行讨论。
(讨论1)
讨论1中，首先讨论HUD显示区域的Z方向中的楔角δ发生变化的夹层玻璃(实施例)。此处，如图3(a)所示，将玻璃板220设为楔玻璃，将玻璃板210和中间膜230设为固定厚度。即，玻璃板220的楔角δg＝夹层玻璃的楔角δ。
如图4所示，在该夹层玻璃中，楔角δ随着向HUD显示区域的Z+方向前进而减少。例如，HUD显示区域的从下端向上侧约27mm的位置中楔角δ为约1.13mrad，HUD显示区域的从下端向上侧约70mm的位置中楔角δ为约0.81mrad，HUD显示区域的从下端向上侧约106mm的位置中楔角δ为约0.61mrad。另外，粗线为实测值，细线为一阶近似线。
接着，模拟实施例的夹层玻璃的反射双重图像的Z方向(参照图2)的变化。此时，还一起进行使用常规膜(夹层玻璃的楔角＝0)的比较例1、使用固定楔(夹层玻璃的楔角＝固定)的比较例2的模拟。实施例的夹层玻璃和比较例1以及2的夹层玻璃的楔角分布示于图5以及表1。
[表1]
如图5以及表1所示，在实施例的夹层玻璃中，随着向HUD显示区域的Z+方向前进，减少约0.66mrad/100mm。此外，在比较例1的常规膜中，不论HUD显示区域的Z+方向位置如何，夹层玻璃的楔角＝0mrad。此外，在比较例2的固定楔中，不论HUD显示区域的Z+方向位置如何，夹层玻璃的楔角＝0.81mrad。
反射双重图像的计算结果示于图6以及表2。另外，图6以及表2的驾驶员的视点的“下”表示看见HUD显示区域的下端附近(约27mm附近)所反射的光线的情况、“中央”表示看见HUD显示区域的中央近旁(约70mm附近)所反射的光线的情况、“上”表示看见HUD显示区域的上端附近(约106mm附近)所反射的光线的情况。
[表2]
此处，反射双重图像的允许范围优选在±2.1[分]以下，更优选±1.8[分]以下，更优选±1.4[分]以下。
该值基于从目视的不快感和眼的分辨率的角度出发进行分析而得的结果，如果在±2.1[分]以下则是目视不会感到不快的程度，如果在±1.8[分]以下则在市场中几乎不成为问题。通过设为±1.4[分]以下，则达到低于汽车的普通驾驶证所要求的最低视力0.7的分辨率的程度，进一步减少产生问题之虞。
如图6以及表2所示，在常规膜中，虽然驾驶员的视点在下方的情况下反射双重图像也大，但随着驾驶员的视点从中央向上移动，反射双重图像进一步变大。在常规膜中，在驾驶员的视点在下、中央、上的任一种情况下，反射双重图像都大大超过作为允许范围的±2.1[分]。
此外，在固定楔中，与常规膜不同，在驾驶员的视点在中央的情况下，反射双重图像减少至完全没有问题的程度。但是，造驾驶员的视点在下以及上的情况下，与中央相比反射双重图像增加，超过作为允许范围的±
2.1[分]。
与此相对，在实施例中，驾驶员的视点在下、中央、以及上的任一种的情况下，反射双重图像都在0.12[分]以下，充分满足作为反射双重图像的允许范围的±2.1[分]以下、或者±1.8[分]以下、或者±1.4[分]以下。
(讨论2)
讨论2中，基于讨论1的结果，计算改变楔角的变化的斜率的情况下反射双重图像的变化。楔角分布示于图7以及表3。另外，表3中，楔角的单位为[mrad]。
[表3]
如图7以及表3所示，作为楔角分布，在常规膜、固定楔、实施例中追加0.06mrad、0.1mrad/100mm、0.2mrad/100mm、0.3mrad/100mm、0.7mrad/100mm、0.8mrad/100mm、0.9mrad/100mm、1.0mrad/100mm、1.1mrad这9个。
基于图7以及表3所示的楔角分布的反射双重图像的计算结果示于图8以及表4。另外，表4中，反射双重图像的单位为[分]。
[表4]
根据图8以及表4可知，如果要使反射像在±2.1[分]以下的范围内，则需要将楔角分布设为0.06mrad/100mm～1.0mrad/100mm。此外，可知如果要使反射双重图像在±1.8[分]以下的范围内，需要将楔角分布设为0.2mrad/100mm～0.9mrad/100mm。此外，可知如果要使反射双重图像在±1.4[分]以下的范围内，需要将楔角分布设为0.3mrad/100mm～0.8mrad/100mm。
(讨论1、2的汇总)
由以上的讨论结果可知，在常规膜的情况下，不能将反射双重图像抑制在允许范围内。此外，在固定楔的情况下，虽然在驾驶员的视点在中央的的情况下将反射双重图像抑制在允许范围内，但在驾驶员的视点在下以及上的情况下不能将反射双重图像抑制在允许范围内。即，在固定楔中，即使选择可在驾驶员的视点在中央的情况下抑制反射双重图像的适当的楔角，也在迎合驾驶员的视点的上下旋转HUD的凹面镜的情况下不能将反射双重图像抑制在允许范围内。
与此相对，通过以随着向HUD显示区域的Z+方向前进(从HUD显示区域的下侧向上侧前进)而减少的方式设计夹层玻璃的楔角，即使在迎合驾驶员的视点的上下旋转HUD的凹面镜的情况下，也比以往更能够抑制反射双重图像。
于是，此时的合适的楔角分布是从HUD显示区域的下侧向上侧前进以每100mm减少0.06mrad以上1.0mrad以下的范围的分布。藉此，即使在迎合驾驶员的视点的上下旋转HUD的凹面镜的情况下，也可将反射双重图像抑制在作为允许范围的±2.1[分]以下。
此外，更合适的楔角分布是从HUD显示区域的下侧向上侧前进以每100mm减少0.2mrad以上0.9mrad以下的范围的分布。藉此，即使在迎合驾驶员的视点的上下旋转HUD的凹面镜的情况下，也可将反射双重图像抑制在作为允许范围的±1.8[分]以下。
此外，进一步合适的楔角分布是随着从HUD显示区域的下侧向上侧前进、以每100mm减少0.3mrad以上0.8mrad以下的范围的分布。藉此，即使在迎合驾驶员的视点的上下旋转HUD的凹面镜的情况下，也可将反射双重图像抑制在作为允许范围的±1.4[分]以下。
但是，在HUD显示区域的整个区域中，不需要使楔角随着从下侧到上侧前进而减少，只要在构成HUD显示区域的至少一部分的规定区域中，使楔角随着从下侧到上侧前进而减少即可。具体而言，只要在以纵向分割HUD显示区域时占30％以上的规定区域中，使楔角随着从下侧到上侧前进而减少，则比以往更能够抑制反射双重图像。这是在视点移动时与各个视点的情况下，发明人从对于多个的汽车种类中反射来自光源的出射光的玻璃上的区域的位置关系进行验证的结果中导出的。当然，在HUD显示区域的整个区域中，也可使楔角随着从下侧到上侧前进而减少。
此外，优选在HUD显示区域上端中使楔角变化(减少)。藉此，能够减小HUD显示区域之上的区域中的透视双重图像。
以上，对优选的实施方式等进行了详细说明，但不受上述的实施方式等所限，可在不超出专利申请的范围中记载的范围内对上述实施方式等施加各种的变形以及替换。
例如，上述实施例中例示了线形的楔角分布，但楔角分布也可以不是线形的。例如，可以在HUD显示区域中，在某个范围内为0.3mrad/100mm，在其它范围内为0.5mrad/100mm。
本国际申请主张基于2015年11月24日提出的日本国专利申请2015-228630号的优先权，并在此援引日本国专利申请2015-228630号的全部内容。
符号说明
10，40 光源
11a，11b，12a，12b，41a，41b，42a，42b 光线
11c，12c，41c，42c 像
20 挡风玻璃
21 内表面
22 外表面
30 眼
210，220 玻璃板
230 中间膜
A，A1，A2 HUD显示区域
B HUD显示外区域
C 边界

Claims (5)

1.一种夹层玻璃，其是具备第一玻璃板，和第二玻璃板，和位于所述第一玻璃板与所述第二玻璃板之间、粘接所述第一玻璃板和所述第二玻璃板的中间膜的夹层玻璃，其中，
具有抬头显示器所使用的HUD显示区域，
在构成所述HUD显示区域的至少一部分的规定区域中，楔角随着从所述规定区域的下侧到上侧前进而减少，其范围为每100mm减少0.06mrad以上1.0mrad以下。
2.如权利要求1所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定区域中的楔角随着从所述规定区域的下侧到上侧前进而减少，其范围为每100mm减少0.2mrad以上0.9mrad以下。
3.如权利要求1所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定区域中的楔角随着从所述规定区域的下侧到上侧前进而减少，其范围为每100mm减少0.3mrad以上0.8mrad以下。
4.如权利要求1到3中任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定区域中的楔角的变化通过所述第一玻璃板和所述第二玻璃板的任一方或双方来实现。
5.如权利要求1到4中任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定区域在以纵向分割所述HUD显示区域时占30％以上。
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