CN108883982A - 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和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多个显示区域，上述多个显示区域包括显示成像距离不同的虚像的第一显示区域以及第二显示区域，上述第一显示区域和上述第二显示区域的至少一方具备在将上述夹层玻璃安装于车辆时的上端侧的厚度比下端侧厚的楔状剖面形状，上述第一显示区域和上述第二显示区域的平均楔角不同，在将上述夹层玻璃安装于车辆时，沿着上述夹层玻璃在垂直方向上以空开规定间隔的方式配置上述第一显示区域和上述第二显示区域。

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(以下也称为HUD)，但是在驾驶员识别车外的风景和通过HUD显示的信息时，有时重影成为问题。
对于车辆的驾驶员而言成为问题的重影包括透视重影和反射重影，在挡风玻璃中存在于HUD使用的显示区域和未在HUD使用的显示外区域(透视区域)的情况下，虽然在显示区域中也存在透视重影的问题，但大体上反射重影成为主要问题，在显示外区域中存在透视重影的问题。
已知通过在挡风玻璃使用从水平方向观察到的剖面形状为楔状的夹层玻璃可减少这样的反射重影或透视重影。例如，提出了用2块玻璃板夹持中间膜、整体上制成剖面形状为楔状的夹层玻璃(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2011-505330号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在存在多个显示成像距离不同的虚像的显示区域的情况下，虽然在各显示区域间需要不同的楔角，但存在各显示区域间局部地产生楔角较大变化的区域、对驾驶员而言容易识别反射重影的问题。
本发明是鉴于上述问题而产生的发明，其目的在于在存在多个显示成像距离不同的虚像的显示区域、各显示区域间楔角不同的夹层玻璃中，使驾驶员不易识别反射重影。
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和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多个显示区域，上述多个显示区域包括显示成像距离不同的虚像的第一显示区域以及第二显示区域，上述第一显示区域和上述第二显示区域的至少一方具备在将上述夹层玻璃安装于车辆时的上端侧的厚度比下端侧厚的楔状剖面形状，上述第一显示区域和上述第二显示区域的平均楔角不同，在将上述夹层玻璃安装于车辆时，沿着上述夹层玻璃在垂直方向上以空开规定间隔的方式配置上述第一显示区域和上述第二显示区域。
发明的效果
如果采用公开的技术，则在存在多个显示成像距离不同的虚像的显示区域、各显示区域间楔角不同的夹层玻璃中，可使驾驶员不易识别反射重影。
附图说明
图1是对重影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是在XZ方向上切割图2所示的挡风玻璃20、从Y方向观察到的部分剖面图。
图4是显示区域A1、过渡区域B1、显示区域A2的楔角的大小的一例的图。
图5是表示各显示区域的平均楔角的差和反射重影的变化的关系的一例的图。
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。
[反射重影、透视重影]
首先，对反射重影和透视重影的概念进行说明。图1是对重影的概念进行说明的图，图1(a)表示反射重影，图1(b)表示透视重影。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，从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)被驾驶员观察到。
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)被导至驾驶员的眼30，作为像12c(虚像)被驾驶员观察到。
这样，驾驶员所观察到的像11c和像12c这2个像是反射重影。此外，光线11b(一次光线)和光线12b(二次光线)所成的角度为反射重影的角度α。反射重影的角度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重影定义为正的值。
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、发生折射，作为光线41b被导至驾驶员的眼30，作为像41c被驾驶员观察到。
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个像是透视重影。此外，光线41b(一次光线)和光线42b(二次光线)所成的角度为透视重影的角度η。透视重影的角度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，是示意地表示从车内向车外观察挡风玻璃的情况的图。另外，图2中，为了方便起见，用梨皮状花纹(缎纹；satin pattern)表示显示区域。
此外，也将显示区域称为HUD显示区域。
如图2(a)以及图2(b)所示，挡风玻璃20具有HUD所使用的HUD显示区域A1(第一HUD显示区域)以及HUD显示区域A2(第二HUD显示区域)，和HUD中不使用的HUD显示外区域B(透视区域)。HUD显示区域A1和HUD显示区域A2设为使构成HUD的镜旋转，在从JIS R3212的V1点观察时，来自构成HUD的镜的光照射在挡风玻璃20上的范围。
在图2(a)以及图2(b)的例中，在将挡风玻璃20安装在车辆上时，沿着挡风玻璃20在垂直方向上以空开规定间隔L的方式、相互不相接地配置HUD显示区域A1和HUD显示区域A2。HUD显示外区域B与HUD显示区域A1或者HUD显示区域A2邻接配置。
HUD显示区域A1、A2可以如图2(a)那样、设于整个Y方向，也可以如图2(b)那样、将两个HUD显示区域设于Y方向的一部分。或者，也可仅将一个HUD显示区域设于Y方向的一部分。此外，在将HUD显示区域设于Y方向的一部分的情况下，各区域的Y方向的长度也可以不相同。此外，在将HUD显示区域设于Y方向的一部分的情况下，各区域的中心位置也可以在Y方向上偏离。此外，挡风玻璃20也可具有沿着挡风玻璃20在垂直方向上以空开规定间隔的方式、相互不相接地配置的3处以上的HUD显示区域。
另外，HUD显示区域是指能够映出HUD的像(虚像)的挡风玻璃20上的区域。如果使构成HUD的凹面镜旋转、使挡风玻璃20上的像移动，则存在一个位置，在该位置上，挡风玻璃20上的像消失。该位置是HUD显示区域和HUD显示外区域的交界。
HUD显示区域A1和HUD显示区域A2是显示成像距离不同的虚像的区域。此处，成像距离是指从驾驶员的视点到虚像为止的距离。例如，HUD显示区域A1是在车辆的附近(例如，不足3m的成像距离)显示虚像的区域，HUD显示区域A2是在车辆的远方(例如，3m以上的成像距离)显示虚像的区域。
例如，在HUD显示区域A2中始终显示车辆的速度，在HUD显示区域A1中仅在必要的时候显示警告。但是，此处所示的显示内容是一例，不受此所限。此外，也可将HUD显示区域A1设为在车辆的远方(例如，3m以上的成像距离)显示虚像的区域，将HUD显示区域A2设为在车辆的附近(例如，不足3m的成像距离)显示虚像的区域。
图3是在XZ方向上切割图2所示的挡风玻璃20、从Y方向观察的部分剖面图，图示了HUD显示区域A1、过渡区域B1、HUD显示区域A2的附近。另外，过渡区域B1是HUD显示外区域B的一部分。
如图3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。
该夹层玻璃中，玻璃板210以及220具有由于制造时的延展而产生的筋纹。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的膜。
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。
在将挡风玻璃20安装在车辆上时，HUD显示区域A1形成为厚度随着从挡风玻璃20的下端侧到上端侧发生变化的楔状的剖面视图，楔角为δA1。在将挡风玻璃20安装在车辆上时，HUD显示区域A2形成为厚度随着从挡风玻璃20的下端侧到上端侧发生变化的楔状的剖面视图，楔角为δA2。过渡区域B1是位于HUD显示区域A1和HUD显示区域A2之间的区域，在将挡风玻璃20安装在车辆上时，其形成为厚度随着从挡风玻璃20的下端侧到上端侧发生变化的楔状的剖面视图，楔角为δB1。
通过使玻璃板210、玻璃板220、以及中间膜230的任一个、2个、或全部形成为楔状，可将各区域的楔角设定为任意的值。
在将玻璃板210、玻璃板220的一方或者双方形成为楔状的情况下，对用浮法进行制造时的条件进行钻研。即通过调整配置于熔融金属上前进的玻璃带的宽度方向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或凸形、或者锥形，将具有任意的厚度变化的部位切出即可。
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摂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。由于投影像被第一以及第二玻璃板的背面和表面所反射，为了以不产生重影的条件使两个反射像重合，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，不得不在筋纹方向与投影方向正交、即筋纹与车内观察者(驾驶员)的视线水平、识别性变差的方向上使用。
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，车辆用的夹层玻璃通常在弯曲形状的状态下使用。夹层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，一边对玻璃板加热至约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。
制成夹层玻璃时发生变形是因为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。
另外，只要在满足可见光透射率(Tv)＞70％的范围内，则对玻璃板210以及220的各自的颜色没有特别限定。此外，作为外板的玻璃板220优选比作为内板的玻璃板210更厚。此外，也可对玻璃板210以及220的各自的表面赋予拒水、防雾、紫外线屏蔽/红外线屏蔽等涂层。此外，中间膜230也可具备具有隔音功能、红外线遮蔽功能、紫外线遮蔽功能、阴影带层(使可见光透射率下降的功能)等的区域。此外，挡风玻璃20(夹层玻璃)也可以是防雾玻璃。
图4是表示HUD显示区域A1、过渡区域B1、HUD显示区域A2的楔角的大小的一例的图。图4中，横轴是从挡风玻璃20的下端起的距离，纵轴是楔角。
如图4所示，将HUD显示区域A1的楔角δA1和HUD显示区域A2的楔角δA2设定为不同的值。这是由于HUD显示区域A1和HUD显示区域A2是显示成像距离不同的虚像的区域，用于在各个区域消除反射重影的最适的楔角不同的原因。
另外，图4为HUD显示区域A1是在车辆的附近(例如，不足3m的成像距离)显示虚像的区域、HUD显示区域A2是在车辆的远方(例如，3m以上的成像距离)显示虚像的区域的例子。因此，楔角δA1(固定值)设为大于楔角δA2(固定值)的值。
在将HUD显示区域A1设为在车辆的远方(例如，3m以上的成像距离)显示虚像的区域、将HUD显示区域A2设为在车辆的附近(例如，不足3m的成像距离)显示虚像的区域的情况下，与图4相反，需要将楔角δA1(固定值)设为比楔角δA2(固定值)小的值。
但是，在图4的例子中，将楔角δA1以及楔角δA2设为固定值，但楔角δA1以及楔角δA2也可以不是固定值。在该情况下，将HUD显示区域A1的平均楔角和HUD显示区域A2的平均楔角设定为不同的值。
如果楔角的不同区域被设为相互相接，则在楔角急剧变化的区域中产生较大的反射重影。因此，在本实施方式中，在HUD显示区域A1和HUD显示区域A2之间配置过渡区域B1、在两区域间空开规定间隔L，从HUD显示区域A1到HUD显示区域A2，在过渡区域B1中使楔角缓慢变化。藉此，可防止HUD显示区域A1和HUD显示区域A2之间楔角急剧变化、产生较大的反射重影。
此处，平均楔角是指沿着各HUD显示区域的挡风玻璃20的垂直方向的下端的厚度与上端的厚度的差除以沿着挡风玻璃20的垂直方向的距离而得的值。
规定间隔L优选20mm以上。优选规定间隔L设为20mm以上的理由是，规定间隔L相当于20mm的驾驶员的视点移动容易产生。即，由于在规定间隔L为20mm以上的情况下，在HUD显示区域A1和HUD显示区域A2之间不会容易地产生视点移动，因此可防止不同的焦点距离的映像在附近被识别、使驾驶员产生异样感。
但是，规定间隔L更优选30mm以上。理由是虽然楔角变化大则透视变形或发泡的危险性提高，但由于规定间隔L设为30mm以上则楔角变化变小，因此可减少这些危险性。此外，通过将规定间隔L设为50mm以上或100mm以上，能够使楔角变化更小，可进一步减少这些危险性。
另外，如果成像距离变长，则有时不需要在HUD显示区域中设置楔角。即，有时也可在多个HUD显示区域中的一部分不设置楔角。
图5是各HUD显示区域的平均楔角的差和反射重影的变化的关系的一例，示出了对在将HUD显示区域A1的平均楔角设为0.7mrad、将HUD显示区域A2的平均楔角设为0.6mrad的情况下(平均楔角的差为0.1mrad的情况)的反射重影的变化，和在将HUD显示区域A1的平均楔角设为0.7mrad、将HUD显示区域A2的平均楔角设为0.5mrad的情况下(平均楔角的差为0.2mrad的情况)的反射重影的变化进行计算的结果。另外，在任一情况下规定间隔L都为20mm。
根据图5，在平均楔角的差为0.1mrad的情况下，反射重影的变化为1.2分。另一方面，在平均楔角的差为0.2mrad的情况下，反射重影的变化为2.5分。另外，图中的虚线表示1.4分的线。上述的“分”是角度的单位，是1度的60分之1的角度(以下相同)。
通常，如果相当于20mm的视点移动下存在1.4分的反射重影的变化，则达到日本汽车的普通驾驶执照所必需的最低视力0.7(ISO 8596：2009)的人会注意到反射重影。如果将其用于图5中，则在反射重影的变化为1.2分的平均楔角的差为0.1mrad的情况下，不会注意到反射重影，但在反射重影的变化为2.5分的平均楔角的差为0.2mrad的情况下，将注意到反射重影。
这样，在平均楔角的差大于0.1mrad的情况下，需要将规定间隔L设为20mm以上的适当的距离。此处，适当的距离是指，作为虚像的识别者的驾驶员从HUD显示区域A1到HUD显示区域A2进行视点移动时的反射重影的变化为1.4分以下的距离。
例如，即使在图5所示的平均楔角的差为0.2mrad的情况下，通过将规定间隔L设为20mm以上的适当距离，可使反射重影的变化在1.4分以下。同样地，平均楔角的差为0.3mrad的情况下，通过将规定间隔L设为20mm以上的适当距离，可使反射重影的变化在1.4分以下。
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。
本国际申请主张基于2016年4月7日提出的日本国专利申请2016-077280号的优先权，并在此援引日本国专利申请2016-077280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
A1，A2HUD显示区域
B HUD显示外区域
B1过渡区域
L规定间隔
δA1，δA2，δB1楔角

Claims (11)

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和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，
其特征在于，
具有抬头显示器所使用的多个显示区域，
所述多个显示区域包括显示成像距离不同的虚像的第一显示区域以及第二显示区域，
所述第一显示区域和所述第二显示区域的至少一方具备在将所述夹层玻璃安装于车辆时的上端侧的厚度比下端侧厚的楔状剖面形状，
所述第一显示区域和所述第二显示区域的平均楔角不同，
在将所述夹层玻璃安装于车辆时，沿着所述夹层玻璃在垂直方向上以空开规定间隔的方式配置所述第一显示区域和所述第二显示区域。
2.如权利要求1所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定间隔是使所述虚像的识别者从所述第一显示区域到所述第二显示区域进行视点移动时的反射重影的变化在1.4分以下的距离。
3.如权利要求1或2所述的夹层玻璃，其特征在于，所述第一显示区域和所述第二显示区域的平均楔角的差大于0.1mrad。
4.如权利要求3所述的夹层玻璃，其特征在于，所述第一显示区域和所述第二显示区域的平均楔角的差大于0.2mrad。
5.如权利要求4所述的夹层玻璃，其特征在于，所述第一显示区域和所述第二显示区域的平均楔角的差大于0.3mrad。
6.如权利要求1～3中任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定间隔在20mm以上。
7.如权利要求6所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定间隔在30mm以上。
8.如权利要求7所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定间隔在50mm以上。
9.如权利要求8所述的夹层玻璃，其特征在于，所述规定间隔在100mm以上。
10.如权利要求1～9中任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述第一显示区域以及所述第二显示区域的任一方的所述成像距离不足3m，另一方的所述成像距离在3m以上。
11.如权利要求1～10中任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，
从所述夹层玻璃的下侧起依次配置所述第一显示区域、过渡区域、所述第二显示区域，
所述第一显示区域的平均楔角大于所述第二显示区域的平均楔角。
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