CN109819672A - 制造用于平视显示器（hud）的经涂覆的车辆挡风玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定用于平视显示器的投影装置（5）的经涂覆的挡风玻璃（10）的玻璃板厚度和锲角（α）的方法。在此，确定锲角和玻璃厚度组合，通过它们最佳地减少玻璃重像和层重像。该方法从挡风玻璃的两个玻璃质玻璃板的起始厚度出发，对于它们在迭代方法中测定如下锲角，其是玻璃重像最小化和层重像最小化之间的最佳折衷。随后，对于最佳锲角的每种组合通过在预设范围内改变而测定玻璃厚度。因此，可以迭代地找到导致最少出现重像的玻璃厚度组合以及所属的最佳锲角。通过根据本发明的方法，可以设计和制造挡风玻璃，其中两个重像仅在最小程度上还可察觉。

Description

制造用于平视显示器（HUD）的经涂覆的车辆挡风玻璃的方法

本发明涉及确定用于平视显示器（HUD）的经涂覆的车辆挡风玻璃的玻璃板厚度和锲角的方法，以及基于其的此类车辆挡风玻璃的制造及其用途。

现代汽车越来越多地配备有所谓的平视显示器（HUD）。使用例如在仪表板区域或顶部区域中的投影器，图像被投射到挡风玻璃上，在那里被反射并被驾驶员感知为（从他的角度来看）挡风玻璃后面的虚拟图像。因此，可以将重要信息投影到驾驶员的视野中，例如驾驶员可以感知的当前行驶速度、导航提示或警告提示，而不必将他的视线从车道上移开。平视显示器因此可以显著地有助于交通安全性的提升。

在上述平视显示器中出现如下问题，即投影器图像在挡风玻璃的两个表面上反射。由此，驾驶员不仅感知所需的主像，而且还感知略微错位的、通常强度较弱的副像。后者通常被称为重像。众所周知，通过将反射表面以特意选择的彼此角度布置来解决该问题，以使得主像和重像重叠，由此重像不再显得干扰。在用于平视显示器的传统复合玻璃中，该角度通常约为0.5 mrad。

挡风玻璃由两个玻璃质玻璃板构成，它们通过热塑性薄膜相互层压。如果这些玻璃质玻璃板的表面如所述那样以一定角度布置，则通常使用具有非恒定厚度的热塑性薄膜。人们也称为楔形薄膜或楔形膜。该薄膜的两个表面之间的角度称为楔角。用于平视显示器的具有楔形薄膜的复合玻璃例如由EP1800855B1或EP1880243A2已知。

重像相对于主像的偏移和因此其显眼性主要取决于两个反射面的距离。因此，也可以通过减小挡风玻璃组件的层厚度而减少重像。

还已知的是为挡风玻璃配备透明的导电涂层。这些涂层可充当IR反射涂层，以减少车辆内室的升温并由此改进热舒适性。然而，通过将其与电压源连接以使得电流流过这些涂层，所述涂层也可以用作可加热涂层。合适的涂层含有基于银的导电金属层。由于这些层易于腐蚀，因此通常将它们施加到外玻璃板或内玻璃板的朝向中间层的表面上，以使得它们不与大气接触。含银的透明涂层例如由WO 03/024155、US 2007/0082219 A1、US 2007/0020465 A1、WO2013/104438或WO2013/104439已知。

与平视显示器相关地，在复合玻璃内部具有导电涂层的挡风玻璃具有如下问题，即由于该导电涂层而形成投影器图像的另一反射界面。这导致另一不希望的副像，其也被称为层重像或层“重影”。

DE102014005977公开了一种具有经涂覆的挡风玻璃的HUD投影装置。为了避免层重像，建议从投影器图像中滤除近IR的辐射成分，以减少该涂层上的反射。然而，该解决方案的缺点在于必须相应地修改投影器。此外，不再是整个可见光谱可用于产生显示图像。

原则上，层重像也可以通过玻璃板内表面和涂层之间的楔角来减少。然而，避免初级重像和层重像需要不同的楔角。因此，始终必须找到导致这两个重像可接受地减少的折衷。

本发明的基础目的是提供一种方法，通过该方法可以确定挡风玻璃的锲角和玻璃厚度，以使得这两个重像最小化。

根据本发明，通过根据权利要求1的方法实现本发明的目的。优选实施方案由从属权利要求得知。

根据本发明的方法用于确定用于平视显示器（HUD）的投影装置的经涂覆的挡风玻璃的最佳玻璃板厚度和最佳楔角。通过多重迭代方法，在此确定用于最佳地减少所述两个重像的楔角和玻璃厚度组合。该方法从挡风玻璃的两个玻璃质玻璃板的起始厚度出发，对于它们在迭代方法中测定如下锲角，其是玻璃重像最小化和层重像最小化之间的最佳折衷。随后，在预设范围内改变玻璃厚度，并对于每种组合本身测定最佳锲角。因此，可以迭代地找到导致最少出现重像的玻璃厚度组合以及所属的最佳锲角。通过根据本发明的方法，可以设计和制造挡风玻璃，其中两个重像仅在最小程度上还可察觉。

挡风玻璃包括外玻璃板和内玻璃板，它们通过热塑性中间层相互接合。挡风玻璃被设置用于在车辆的窗户开口中将内室与外部环境隔开。内玻璃板在本发明中表示复合玻璃板的朝向内室（车辆内室）的玻璃板。外玻璃板表示朝向外部环境的玻璃板。

该挡风玻璃具有上边缘和下边缘。上边缘表示被设置用于在安装位置中朝上的侧边缘。下边缘是指被设置用于在安装位置中朝下的侧边缘。上边缘经常也称为顶边缘，下边缘经常也称为发动机边缘。所述挡风玻璃优选是机动车挡风玻璃，特别是载人轿车的挡风玻璃。

用于HUD的投影装置至少包括挡风玻璃和投影器。如在HUD的情况下常见那样，投影器照射挡风玻璃的一个区域，在那里辐射朝着观察者（驾驶员）的方向反射，由此产生观察者从他的角度来看在挡风玻璃后方所感知的虚拟图像。可通过投影器照射的挡风玻璃区域称为HUD区域。投影器指向该HUD区域。

所述中间层的厚度在挡风玻璃的下边缘和上边缘之间的垂直走向上至少在HUD区域中是可变的，特别是在挡风玻璃的下边缘和上边缘之间的垂直走向上增大。换句话说，该中间层至少在HUD区域中具有有限的楔角，即大于0°的楔角，以使得该中间层的厚度根据位置而变。楔角表示该中间层的两个表面之间的角度。该中间层至少在HUD区域中是楔形或被设计为锲形薄膜。厚度也可以在整个垂直走向上变化，例如从下边缘至上边缘单调增加。垂直走向是指上边缘和下边缘之间的走向，其走向的方向基本上垂直于上边缘。由于挡风玻璃中的上边缘可能与直线严重偏离，因此更精确地来说，垂直走向具有垂直于上边缘的拐角之间的连接线的取向。楔角通常为0.05 mrad至2 mrad。由此在典型平视显示器中在抑制重像方面实现良好结果。

通过在内玻璃板的背离中间层的内室侧表面处反射投影器辐射，产生所需的虚拟图像。未反射的部分光束穿过复合玻璃板，并在外玻璃板的背离中间层的外侧表面处再次反射。由此产生不希望的第二虚拟图像，即所谓的玻璃重像或玻璃“重影”。在平行玻璃板表面的情况下，图像和重像看起来彼此错位，这对于观察者来说是干扰性的。通过楔角，重像可以基本上与图像在空间上重叠，以使得观察者仅还感知单个图像。

所述投影器的光束方向通常可以通过镜子特别是垂直地改变，以使投影与观察者的身高匹配。观察者的眼睛在给定的镜子设置时必须所处的区域称为眼动窗。通过调整镜子，可以垂直移动该眼动窗，其中整个由此可达到的区域（即所有可能的眼动窗的叠加）称为眼动范围。位于眼动范围内的观察者可以感知虚拟图像。这当然意味着观察者的眼睛必须位于眼动范围内，而不是例如整个身体。

这里使用的来自HUD领域的技术术语是本领域技术人员通常已知的。对于详细说明，参阅慕尼黑工业大学计算机科学学院Alexander Neumann撰写的论文“Simulationsbasierte Messtechnik zur Prüfung von Head-Up Displays”（München:TU München大学图书馆, 2012），特别是第2章“Das Head-Up Display”。

所述挡风玻璃具有透明的导电涂层，其施加在外玻璃板的朝向中间层的内室侧表面上。通过该涂层，产生具有折射率显著变化的另一界面，即HUD投影器的光束的另一反射界面。由此，该涂层产生另一不希望的重像，即所谓的层重像或层“重影”。对于本发明方法而言重要的是，中间层不仅布置在玻璃重像的两个反射平面（内玻璃板的内室侧表面、外玻璃板的外侧表面）之间，而且还布置在层重像的两个反射平面（内玻璃板的内室侧表面、导电涂层）之间。因此，根据本发明将导电涂层施加在外玻璃板的内室侧表面上，而不是例如在内玻璃板的外侧表面上。

首先选择外玻璃板的起始厚度和内玻璃板的起始厚度。该起始厚度优选是如对于传统挡风玻璃而言常见且如可能被车辆制造商所希望的厚度。外玻璃板和内玻璃板的起始厚度优选选自1.2 mm至3 mm，特别优选1.4 mm至2.6 mm的范围。

通过所选择的起始厚度，确定锲度，其在本发明中称为玻璃锲角并且导致玻璃重像在HUD区域内的参考点处消失，即理想地与初级图像重叠。作为参考点，优选地选择HUD区域的几何中心。在计算时基于标准眼睛位置，其通常由汽车制造商指定给玻璃制造商。重像的消失仅在参考点处且仅对于标准眼睛位置是完美的。在HUD区域内的其它点处和对于其它眼睛位置，仍然出现或多或少程度明显的重像。

以类似的方式，对于起始厚度测定楔角，其在本发明文中称为层楔角并且使得层重像在HUD范围内的参考点处消失，即理想地与初级图像重叠。

现在寻找这样的楔角，其是层锲角和玻璃楔角之间的最佳折衷。在本发明中，其称为平均值锲角并且在数值上位于层锲角和玻璃锲角之间。术语“平均楔角”不应理解为进行简单的数学平均。相反，平均楔角是玻璃楔角和层楔角之间的最佳折衷，这在总体上导致重像的最大减少。

在优化时，即在寻找平均锲角时，现在对于每个可能的楔角测定出现的最大玻璃重像。这是指最明显的重像，其通过使用各自楔角可能发生，并且是在HUD区内最不利位置处且通过眼动范围内最不利的眼睛位置。最明显的重像是与主像具有按数值而言最大距离的那个重像。例如，重像可以定量地表示为图像平面中主像和重像之间的距离，或表示为由主像和重像的光束彼此包围的角度。眼睛位置表示观察者眼睛的位置。它尤其取决于观察者的身高和坐位位置。同样地，以类似的方式通过各自锲角测定出现的最大层重像。

平均楔角在迭代方法中测定为如下楔角，通过其在玻璃重像和层重像之间出现按数值而言最小差异。在这种情况下，重像彼此尽可能地相似，这降低了其可感知性。本领域技术人员本身已知的常见迭代方法是合适的，例如牛顿迭代方法。

代替仅考虑重像之间的绝对差异（距离或角度），在本发明的扩展方式中也可以将重像的强度考虑为该差异的加权因数。平均楔角此时在迭代方法中测定为如下楔角，通过其在玻璃重像和层重像之间出现最小的加权差异。加权差异是通过层重像的强度和玻璃重像的强度加权的按数值而言的差异，其中低强度导致较低的权重且高强度导致较高的权重。因此可以确定重像的按数值而言的差异不是最小、但重像由于其低强度显得干扰性较小时的平均楔角。

当然，各个步骤不必严格按照此处给出的顺序进行。重要的是测定玻璃楔角和层楔角以及随后用于测定具有重像最小差异的平均楔角的迭代方法，其中为此所需的步骤可以以任意顺序进行。

在测定玻璃板起始厚度的平均楔角之后，本发明的方法现在试图找到玻璃厚度的新组合，通过其可以进一步减小最大重像之间的差异。在此应注意的是，玻璃厚度不能任意改变，因为挡风玻璃必须满足对稳定性、降噪、抗石击强度的一定要求或车辆制造商的其它规定。因此，首先对于两个玻璃板的厚度限定允许值范围，在该范围内出现可接受的玻璃厚度。然后，外玻璃板的厚度可以在外玻璃板的允许值范围内变化，并且内玻璃板的厚度在内玻璃板的允许值范围内变化。

由于未为玻璃制造商提供各种任意玻璃厚度，而是通常只有例如以0.1mm的间距的离散玻璃厚度，厚度的允许值范围当然不应被理解为连续的区间，而是为玻璃制造商提供的离散厚度值的集合。因此，允许值范围也可以称为允许值的集合，这基本上更准确。

现在再次迭代地寻找玻璃板厚度的组合，在其平均锲角下出现玻璃重像和层重像之间的按数值而言最小差异。为此，将外玻璃板厚度和/或内玻璃板厚度相对于各自起始厚度改变，对于玻璃厚度的新组合测定平均锲角，如上文关于起始厚度所述（由和计算，迭代测定和之间的）。

现在将玻璃板厚度一再改变，直至覆盖允许值范围内的外玻璃板和内玻璃板厚度的所有可能组合，并且测定它们所属的平均楔角。

并非在所有情况下都需要将先前规定的允许值范围完全研究。原则上还可以想到，如果对于研究的玻璃板厚度组合而言低于重像差异的规定限值，则终止该方法。为了更容易描述，在这种情况下可以将已考虑的玻璃板厚度值理解为本发明中的允许值范围。

由于重像的尺寸基本上取决于反射面的距离，因此本发明的方法通常导致比起始厚度小的玻璃厚度。这特别地适用于内玻璃板，因为内玻璃板的小厚度既减小玻璃重像反射面的距离，也减小层重像反射面的距离。因此特别有利的是，尽可能强烈地减小内玻璃板的厚度。虽然外玻璃板厚度的减小也对玻璃重像的减小具有积极影响，但是出于稳定性、断裂强度或降噪原因，可能需要将外玻璃板厚度比内玻璃板厚度较不强烈地减小，或将外玻璃板的厚度相比于起始厚度甚至增大。在一个优选实施方式中，内玻璃板的起始厚度因此是内玻璃板厚度的允许值范围的上限，以使得在该方法中仅考虑内玻璃板的小于起始厚度的那些厚度。在一个特别优选的实施方式中，外玻璃板的起始厚度也是外玻璃板厚度的允许值范围的上限。

最后，由计算结果选择玻璃厚度组合，对于其所属的平均楔角确定玻璃重像和层重像之间的按数值而言的最小差异。在此也可以在本发明的一个扩展方式中想到，将绝对差异通过重像强度进行加权。然后选择玻璃厚度组合，对于其所属的平均楔角确定玻璃重像和层重像之间的最小加权差异。该组合的外玻璃板厚度在本发明中称为外玻璃板的最终厚度，内玻璃板厚度称为内玻璃板的最终厚度，且所属的平均锲角称为平均最终锲角。最终厚度和所属平均最终楔角是该方法的最终结果并且表征挡风玻璃，其用于实现在避免重像方面的最佳结果。

内玻璃板的起始厚度优选小于或等于外玻璃板的起始厚度。内玻璃板的最终厚度优选小于外玻璃板的最终厚度。

为了计算楔角和重像，不仅玻璃板厚度是决定性的，而且此外还有限定挡风玻璃和投影装置、但不同于玻璃板厚度和锲角是固定的且没有变化空间的其它参数。因此，除了玻璃板厚度之外，反射面的距离也由热塑性中间层的厚度决定。

除了玻璃板厚度之外，热塑性中间层的厚度也可以用作变量参数。在这种情况下，首先限定中间层的起始厚度，其被分配给内玻璃板和外玻璃板的起始厚度。对于起始厚度，如所述那样确定平均楔角。对于中间层的厚度也限定了允许值范围，在该范围内在迭代方法过程中改变中间层的厚度。对于外玻璃板、内玻璃板和中间层厚度的每种可能组合确定平均楔角。具有玻璃重像和层重像之间的按数值而言最小差异的那种平均楔角提供了外玻璃板、内玻璃板和中间层的最终厚度组合作为该方法的结果。然而，玻璃制造商在选择中间层厚度时比在选择玻璃质玻璃板厚度时更不自由，因为允许值通常受制造商的规定而严重向下限制，并且厚度的明显增大通常不产生重像方面的令人满意的结果。因此，优选地放弃改变中间层厚度，以使该方法更简单。

此外，挡风玻璃通常是三维（即沿着两个空间方向）弯曲的，如在机动车辆中常见那样。挡风玻璃的曲率可以通过局部曲率半径的分布来表征，该局部曲率半径例如根据挡风玻璃的相对位置坐标给出。在此，还应区分垂直曲率半径（垂直维度中的曲率）和水平曲率半径（水平维度中的曲率）。大曲率半径对应于玻璃板的弱曲度，小曲率半径对应于强曲度。挡风玻璃的典型曲率半径为1 m至40 m，特别是在2 m至15 m。

还应考虑的是投影器相对于HUD区域的位置，以及挡风玻璃的安装角度。安装角度是挡风玻璃在安装位置中与垂直线所包围的角度，其中为了准确测定，可以使用玻璃板中心处的切线。安装角度对于载人轿车通常为50°至70°，特别是约60°。

投影器的位置、安装角度和玻璃板曲率分布基本上决定了投影器辐射在HUD区域上的局部入射角。

用于计算楔角和重像的方法是本领域技术人员已知的。例如，EP 0 420 228 A2详细描述了借助公式集（Formelsatz）（第5页的公式(4)至(12)）的楔角和重像的数值计算，其通过引用是本申请的组成部分。然而，该公式集仅被理解为实施例。还可能存在用于计算楔角和重影图像的其它可能公式集，其也可以用于本发明的方法。

由根据本发明确定玻璃板厚度和楔角的值出发，本发明还包括制造用于平视显示器（HUD）的投影装置的经涂覆的挡风玻璃的方法。首先，提供具有所确定的外玻璃板最终厚度的外玻璃板，以及具有所确定的内玻璃板最终厚度的内玻璃板。然后在外玻璃板的表面上施加透明的导电涂层。此后，将具有平均最终楔角的热塑性中间层布置在外玻璃板和内玻璃板之间，其中透明导电涂层朝向中间层。然后将由彼此以面形式叠置的内玻璃板、中间层和外玻璃板形成的如此获得的层堆叠体层压以产生挡风玻璃。

所述外玻璃板和内玻璃板优选地包含玻璃，特别是钠钙玻璃。然而，所述玻璃板原则上还可以包含其它的玻璃类型，例如石英玻璃或硼硅酸盐玻璃，或者刚性透明塑料，特别是聚碳酸酯（PC）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

外玻璃板和内玻璃板通常作为平坦玻璃板提供，然后经受弯曲工艺，以产生所需的曲率分布。为此，基本上所有已知的弯曲方法都是合适的，例如重力弯曲、压制弯曲和/或抽吸弯曲。优选地，将外玻璃板和内玻璃板共同地（即同时并且通过相同的工具，以面形式彼此叠置）一致弯曲，因为这使得所述玻璃板的形状对于稍后进行的层压而言最佳地彼此匹配。玻璃弯曲工艺的典型温度为例如500℃至700℃。

所述透明导电涂层可以是单层，但通常是多层体系。透明涂层应理解为是指具有至少70％，优选至少90％的可见光谱范围内的透射率的涂层。所述涂层包括至少一个导电层。通常，该涂层包括另外的介电层，其作为抗反射层、阻挡层或表面匹配层将该涂层的光学、电学和/或机械性能进行优化。所述至少一个导电层可包含金属、金属合金或透明导电氧化物（TCO），例如氧化铟锡（ITO）。在一个优选的实施方式中，所述至少一个导电层含有银。该层的银含量优选大于50％，特别优选大于90％。最优选地，该层基本上由银构成，除了可能的杂质或掺杂物外。该导电涂层可以优选地包括由介电层彼此隔开的多个导电层。通过将导电材料分到多个薄层上，可以在高光学透射率下实现高导电性。所述涂层优选含有至少两个，特别优选两个或三个导电层，特别是含银层。对于导电涂层的介电层而言常见的典型材料是例如氮化硅、氧化硅、氧化锌、氧化锌锡和氮化铝。涂层通常是薄层堆叠体。涂层的典型厚度为小于1μm。导电层的典型厚度对于含银层而言为5 nm至50 nm，对于含TCO的层而言为50 nm至500 nm。

所述涂层优选地整面施加到外玻璃板的表面上，通常减去最大10 cm宽度的环形边缘区域和可能局部界定的例如用作数据传输窗口或传感器窗口的无涂层区域。所述涂层优选地覆盖玻璃板表面的至少80％，更优选至少90％。该HUD区域优选完全地配备有涂层。

根据本发明的导电涂层可以是IR反射涂层并且用作防晒涂层，以防止通过太阳辐射的IR部分加热由复合玻璃板界定的内室。该涂层还可以是可加热的。为此，该涂层通常通过所谓的汇流条或母线与电压源连接，以使得电流流过该涂层，其由此升温，因此提供加热功能。

该涂层的施加原则上可以在外玻璃板弯曲之前或之后进行。在技术上通常更容易的是涂覆平坦玻璃板，然后将其弯曲。该涂层的各层通过本身已知的方法，优选通过磁场辅助阴极溅射（溅射）沉积，这已被证明特别适合于产生光学高品质的薄层。阴极溅射在例如由氩气构成的保护性气体气氛中或在例如通过添加氧气或氮气的反应性气体气氛中进行。然而，这些层也可以通过本领域技术人员已知的其它方法施加，例如通过蒸镀或化学气相沉积（CVD）、通过原子层沉积（ALD）、通过等离子体辅助气相沉积（PECVD）或通过湿化学方法。

热塑性中间层作为薄膜提供，特别是作为所谓的楔形薄膜，其应理解为是指具有至少局部增大的厚度的热塑性接合薄膜。通过拉伸具有（在初始状态下）基本恒定厚度的薄膜或通过借助楔形挤出喷嘴进行挤出，可以将楔角引入该薄膜中。中间层可以由单个薄膜或通过多于一个薄膜形成。在后一种情况下，所述薄膜的至少一个必须设计为具有楔角。中间层也可以由具有降噪作用的所谓的声学薄膜形成或者包含此类薄膜。此类薄膜通常由至少三个层构成，其中中间的层具有比包围其的外层更高的塑性或弹性，例如由于更高含量的增塑剂。

所述热塑性中间层含有至少一种热塑性聚合物，优选乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）或聚氨酯（PU）或其混合物或共聚物或衍生物，特别优选PVB。所述热塑性接合薄膜的最小厚度优选为0.2 mm至2 mm，特别优选0.3 mm至1 mm。最小厚度是指中间层的最薄位置处的厚度。

挡风玻璃的制造通过本领域技术人员本身已知的常规方法，例如高压釜法、真空袋法、真空环法、压延机法、真空层压机或其组合的层压而进行。外玻璃板和内玻璃板的接合通常在热、真空和/或压力的作用下进行。

外玻璃板、内玻璃板和/或热塑性中间层可以是清澈和无色的，但也可以是着色的或染色的。在一个优选实施方式中，透过挡风玻璃的总透射率为大于70％。术语总透射率基于通过ECE-R 43，附件3，§ 9.1规定的用于测试车辆玻璃板透光性的方法。

本发明此外包括根据本发明方法制成的挡风玻璃在车辆中，优选在机动车中，特别是载人轿车中作为用于平视显示器（HUD）的投影装置的部件的用途。挡风玻璃和投影器通常通过安装到车辆车身中而相对于彼此布置，由此产生投影装置。

下面，借助附图和实施例更详细阐述本发明。该附图是示意图并且不按比例。该附图绝不限制本发明。

其中：

图1显示了一般挡风玻璃的俯视图，

图2显示了穿过图1的挡风玻璃的截面，

图3显示了穿过一般投影装置的截面，

图4显示了用于确定玻璃板厚度和合适楔角的本发明方法的一个实施方案的流程图，且

图5显示了制造挡风玻璃的本发明方法的一个实施方案的流程图。

图1和图2分别显示了本发明的复合玻璃板10的细节，其由外玻璃板1和内玻璃板2构成，它们通过热塑性中间层3相互接合。复合玻璃板10被设置为机动车的挡风玻璃，其配备有平视显示器。外玻璃板1在安装位置中朝向外部环境，内玻璃板2朝向车辆内室。复合玻璃板10的上边缘O在安装位置中向上指向车辆顶部（顶边缘），下边缘U向下指向发动机室（发动机边缘）。

外玻璃板1具有在安装位置中朝向外部环境的外侧表面I和在安装位置中朝向内室的内室侧表面II。同样，内玻璃板2具有在安装位置中朝向外部环境的外侧表面III和在安装位置中朝向内室的内室侧表面IV。外玻璃板1的内室侧表面II通过中间层3与内玻璃板2的外侧表面III接合。

在该图中，还示出了区域B，其对应于复合玻璃板10的HUD区域。在该区域中，图像应由HUD投影器产生。内玻璃板2的内室侧表面IV上的初级反射产生所需的HUD显示作为虚拟图像。未反射的辐射部分穿过复合玻璃板10，并在外玻璃板1的外侧表面I处再次反射（次级反射）。通过次级反射，产生相对于初级图像错位的玻璃重像。HUD区域B的中心用作计算楔角的参考点R。

中间层3的厚度在从下边缘U至上边缘O的垂直走向上不断增大。为简单起见，厚度增量在该图中显示为线性，但也可具有更复杂的分布。中间层3由单个PVB薄膜形成（具有可变厚度的所谓的楔形薄膜）。厚度变化的程度通过描述。

复合玻璃板10此外在外玻璃板1的内室侧表面II上具有导电涂层4。涂层4是IR反射的并且被设置用于减少由于太阳辐射的IR部分所致的车辆内室升温。涂层4例如是包括两个或三个银层和另外的介电层的薄层堆叠体。

涂层4是复合玻璃板10内部的另一反射界面，在其上投影器图像被再次反射并由此导致不希望的副像，即所谓的层重像。

由于中间层3的楔形设计，原则上可以避免或至少减少重像，这通过使初级图像和重像彼此重叠进行。然后，次级反射看起来相对于初级反射不再错位。然而，在当前情况下，出现的问题是玻璃重像的避免和层重像的避免对楔角α提出不同的要求。必须在折衷的范畴内找到令人满意地减少两个重像的锲角α。

外玻璃板1和内玻璃板2例如由钠钙玻璃构成。这里，中间层3由单个楔形PVB薄膜形成。中间层3的最小厚度例如是0.76 mm（在下边缘U处测量）。然而，也可以想到中间层3的多层结构，例如具有恒定厚度的0.36 mm厚的PVB薄膜、0.76 mm厚的PVB楔形薄膜和位于中间的0.05 mm厚的PET薄膜。

为了简单起见，挡风玻璃在该图中示为平坦的，但实际上它具有三维曲度，其在测定楔角和重像时必须考虑。

图3显示了图1和2的复合玻璃板10作为HUD投影装置的部件。除了复合玻璃板10之外，该装置还包括投影器5，其指向HUD区域B。在HUD区域B中，通过投影器5可以产生图像，其被观察者6（车辆驾驶员）感知为复合玻璃板10的背离其的那侧上的虚拟图像。

观察者6的眼睛必须位于其中以感知虚拟图像的区域被称为眼动窗。该眼动窗可通过投影器5中的镜子垂直地调节，以能够使HUD与不同身高和坐位位置的观察者6匹配。眼动窗可在其内部移动的整个可达到的区域被称为眼动范围E。将投影器5与眼动范围E的中心（投影器5的镜子通常在此位于零位）连接的光束被称为中心光束M。内玻璃板2上的中心光束M射到的点是HUD投影装置构想中的特征参数。

图4显示了用于确定玻璃板厚度和楔角的本发明方法的一个实施例的流程图。首先，选择外玻璃板1和内玻璃板2的初始厚度。通过这些值计算玻璃楔角和因此出现的最大玻璃重像以及层锲角和因此出现的最大层重像。然后，迭代地测定平均楔角，其在数值上位于玻璃楔角和层锲角之间，并且导致出现的最大玻璃重像和出现的最大层重像之间的按数值而言最小差异。通过原始玻璃楔角和原始楔角计算出现的最大重像不是必需的，但是稍后能够估计通过本发明的优化方法以何种程度改进重像的出现。

然后，对于玻璃板厚度, 选择允许值范围, ，这当然也可以在所述方法开始时在选择初始厚度,之后就进行并且通常在实践中也进行。玻璃板厚度,在该范围, 内一再变化，并且对于玻璃板厚度, 的每种可能组合测定所属的平均楔角。当考虑到玻璃板厚度, 的所有可能组合时，选择如下的组合，其所属的平均楔角得到玻璃重像和层重像之间的最小差异。该玻璃板厚度和平均楔角作为最终厚度, 和作为平均最终楔角是该方法的结果。

实施例

选择以下起始厚度，其对应于总厚度为4.46 mm的标准挡风玻璃：

起始厚度 = 2.1 mm

起始厚度 = 1.6 mm

中间层3的厚度 = 0.76 mm

由此计算下列锲角和重像：

玻璃锲角 = 0.52 mrad

出现的最大玻璃重像 = 1.21 mm

层锲角 = 0.24 mrad

出现的最大层重像 = 2.95 mm

随后，迭代地确定0.38 mrad的平均锲角，对于其而言和之间的0.03mm的差异是最小的（= 1.70 mm；= 1.73 mm）。

限定了玻璃板厚度的下列允许值范围（每种情况下以mm为单位的值）：

= {2.6; 2.1; 1.8; 1.6; 1.4}

= {2.1; 1.8; 1.6; 1.4; 1.2; 1.0; 0.9; 0.7; 0.5}

然后改变玻璃板厚度，并且对于和的每种可能组合测定所属的平均楔角以及所属的和之间的差异。然后选择如下组合，其提供和之间的最小差异。得到下列结果：

最终厚度 = 1.6 mm

最终厚度 = 0.7 mm

通过中间层3的0.76 mm的不变厚度，得到挡风玻璃10的总厚度为3.06 mm。对于该组合，计算下列锲角：

玻璃锲角 = 0.355 mrad

层锲角 = 0.162 mrad

平均最终锲角 = 0.25 mm

通过，得出出现的最大玻璃重像为1.18 mm且出现的最大层重像为1.13 mm，这对应于0.05mm的差异，其是观察到的最小值。

图5延续根据图4的方法而显示了制造经涂覆的挡风玻璃的本发明方法的一个实施例的流程图。

附图标记列表：

(10) 挡风玻璃

(1) 外玻璃板

(2) 内玻璃板

(3) 热塑性中间层

(4) 导电涂层

(5) 投影器

(6) 观察者/车辆驾驶员

(O) 挡风玻璃10的上边缘

(U) 挡风玻璃10的下边缘

(B) 挡风玻璃1的HUD区域

(I) 外玻璃板1的外侧表面

(II) 外玻璃板1的内室侧表面

(III) 内玻璃板2的外侧表面

(IV) 内玻璃板2的内室侧表面

(α) 中间层3的锲角

(E) 眼动范围

(M) 中心光束（在投影器5和眼动范围E中心之间）

(R) 用于测定锲角的参考点

外玻璃板1的厚度

外玻璃板1的起始厚度

外玻璃板1的最终厚度

内玻璃板2的厚度

内玻璃板2的起始厚度

内玻璃板2的最终厚度

的允许值范围

的允许值范围

玻璃锲角

层锲角

平均锲角

平均最终锲角

出现的最大玻璃重像

出现的最大层重像。

Claims (14)

1.确定用于平视显示器（HUD）的投影装置的经涂覆的挡风玻璃(10)的玻璃板厚度和锲角的方法，

其中

- 挡风玻璃(10)包括通过热塑性中间层(3)相互接合的外玻璃板(1)和内玻璃板(2)并具有上边缘(O)、下边缘(U)和HUD区域(B)，其中热塑性中间层(4)的厚度在下边缘(U)和上边缘(O)之间的垂直走向上至少在HUD区域(B)中随着锲角(α)而增大，

- 在外玻璃板(1)的朝向中间层(3)的表面(II)上施加透明的导电涂层(4)，

- 所述投影装置包括挡风玻璃(10)和指向HUD区域(B)的投影器(5)，

所述方法包括：

(a) 选择外玻璃板(1)的起始厚度和内玻璃板(2)的起始厚度，并

(i) 测定导致HUD区域(B)内的参考点(R)处的玻璃重像消失的玻璃锲角，

(ii) 测定导致HUD区域(B)内的参考点(R)处的层重像消失的层锲角，

(iii) 在玻璃锲角和层锲角之间迭代测定平均锲角，对于其而言，出现的最大玻璃重像和出现的最大层重像之间的差异是最小的，

(b) 在允许值范围内改变外玻璃板(1)的厚度和/或在允许值范围内改变内玻璃板(2)的厚度，并借助步骤(i)至(iii)测定所属平均锲角，

(c) 重复步骤(b)，直至覆盖允许值范围内的外玻璃板(1)和内玻璃板(2)的厚度的所有可能组合，

(d) 选择外玻璃板(1)的最终厚度和内玻璃板(2)的最终厚度，对于它们所属的平均最终锲角而言已确定玻璃重像和层重像之间的最小差异。

2.根据权利要求1的方法，其中外玻璃板(1)的起始厚度和内玻璃板(2)的起始厚度为1.2 mm至3 mm。

3.根据权利要求1或2的方法，其中参考点(R)布置在HUD区域(B)的中心。

4.根据权利要求1至3任一项的方法，其中内玻璃板(2)的起始厚度是内玻璃板(2)的厚度的允许值范围的上限。

5.根据权利要求4的方法，其中外玻璃板(1)的起始厚度是外玻璃板(1)的厚度的允许值范围的上限。

6.根据权利要求1至5任一项的方法，其中在方法步骤(b)和(c)中也由起始厚度出发在允许值范围内改变中间层(3)的厚度，直至覆盖允许值范围内的外玻璃板(1)、内玻璃板(2)和中间层(3)的厚度的所有可能组合，其中在方法步骤(d)中除了外玻璃板(1)的最终厚度和内玻璃板(2)的最终厚度外还选择中间层的最终厚度，对于其所属的平均最终锲角而言已确定玻璃重像和层重像之间的最小差异。

7.制造用于平视显示器（HUD）的投影装置的经涂覆的挡风玻璃(10)的方法，

所述方法包括：

(a) 提供具有根据权利要求1至6任一项的方法确定的最终厚度的外玻璃板(1)和内玻璃板(2)，

(b) 用透明的导电涂层(4)涂覆外玻璃板(1)的表面(II)，

(c) 将具有根据权利要求1至6任一项的方法确定的最终锲角的热塑性中间层(3)布置在外玻璃板(1)和内玻璃板(2)之间，其中导电涂层(4)朝向中间层(3)，

(d) 将外玻璃板(1)与内玻璃板(2)通过中间层(3)层压以产生挡风玻璃(10)。

8.根据权利要求7的方法，其中最终锲角通过拉伸或通过挤出而引入中间层(3)中。

9.根据权利要求7或8的方法，其中外玻璃板(1)和内玻璃板(2)在方法步骤(b)和(c)之间经受弯曲工艺。

10.根据权利要求7至9任一项的方法，其中透明涂层(4)含有至少一个银层。

11.根据权利要求7至10任一项的方法，其中外玻璃板(1)和内玻璃板(2)含有钠钙玻璃。

12.根据权利要求7至11任一项的方法，其中中间层(3)至少含有聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、聚氨酯（PU）或其混合物或共聚物或衍生物，优选PVB。

13.根据权利要求7至12任一项的方法，其中中间层(3)被设计为降噪的多层薄膜。

14.根据权利要求7至13任一项的方法制成的挡风玻璃(10)在车辆中，优选在机动车中，特别是载人轿车中作为用于平视显示器（HUD）的投影装置的部件的用途。