CN111409314A - 一种汽车夹层玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃产品领域，特别是安装在汽车上的前挡风玻璃，具体地提供一种能够配合激光雷达和/或红外相机使用的汽车夹层玻璃，其包括外玻璃板、内玻璃板以及热塑性中间层，在内玻璃板上开设至少一个安装通孔，在安装通孔内固定有红外线增透填充块，红外线增透填充块对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％。本发明能够实现汽车玻璃满足激光雷达、红外相机等高敏感通信传感器的通信需求，避免了内玻璃板阻碍激光雷达和红外相机的信号数据的传输，能够提高激光雷达和红外相机的使用精准度和探测范围，能够保留目视区域的优异可视性和可加工性，大大降低玻璃弯曲成型过程中存在的光畸变/吻合度弱化等问题。

Description

一种汽车夹层玻璃
技术领域：
本发明涉及玻璃产品领域，特别是安装在汽车上的前挡风玻璃，具体地提供一种能够配合激光雷达和/或红外相机使用的汽车夹层玻璃。
背景技术：
随着智能网联汽车的兴起，多功能摄像头(MFK)已经成为车型高配必备，而由于智能驾驶的逐渐普及，汽车对多功能摄像头的摄像清晰度也大幅提高，甚至还将激光雷达等传感器安装到汽车前挡风玻璃的内侧，这些都对多功能摄像头或激光雷达所处区域的前挡风玻璃在光透过率、屈光度和曲率半径等方面有了更高要求。
汽车前挡风玻璃通常为夹层玻璃，其包括外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板，多功能摄像头或激光雷达安装在内玻璃板的内表面上时，信号数据需要穿过外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板才能被多功能摄像头或激光雷达接收，由于玻璃本身和热塑性中间层(例如PVB)均会吸收红外线，对于905nm激光雷达、1550nm激光雷达和780-1200nm红外相机来说，传统夹层玻璃会阻碍激光雷达和红外相机的信号数据透过，从而影响激光雷达和红外相机的正常工作，实际适配效果不理想。另外，为了提高汽车驾驶的安全性和舒适性，越来越多的汽车玻璃带有电加热功能或隔热功能，这些功能可以通过在汽车玻璃的表面上沉积金属膜层或透明导电氧化物膜层来实现，由于金属膜层或透明导电氧化物膜层具有反射红外线的特性，使得带有电加热功能或隔热功能的汽车玻璃对激光雷达和红外相机的信号数据透过阻碍更大。
为了解决传统夹层玻璃阻碍激光雷达或红外相机的信号数据透过的问题，现有技术中有专利CN101678651A公开了一种适合与光学传感器(例如LIDAR型传感器)一起使用的夹层车辆窗玻璃，该夹层车辆窗玻璃包含第一和第二窗玻璃材料层，第一和第二窗玻璃材料层通过它们之间的层间材料层连接在一起，第一窗玻璃材料层是本体着色玻璃板，该窗玻璃在400～2100nm的波长范围内具有至少30％的透射率，该窗玻璃在750～1300nm的波长范围内具有至少32％的透射率，这样的透射率对激光雷达或红外相机来说仍然不具备实际使用价值，并且带有通孔的夹层玻璃在实际生产中存在合片叠差大、抽真空难度大等工艺问题；还有专利CN101037099A公开了一种在车内安装视角向外的红外摄像机的装置和方法，将具有红外透视部分的塑性嵌入件安装到挡风玻璃的通孔中，该技术方案破坏了前挡风玻璃的外表面整体性，会一定程度上降低安全性。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对传统夹层玻璃与激光雷达或红外相机的实际适配效果不理想等缺点，提供一种汽车夹层玻璃。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种汽车夹层玻璃，包括外玻璃板、内玻璃板以及夹设在外玻璃板和内玻璃板之间的热塑性中间层，所述外玻璃板具有第一表面和第二表面，所述内玻璃板具有第三表面和第四表面，其特征在于：在所述内玻璃板上开设至少一个安装通孔，在所述安装通孔内固定有红外线增透填充块，所述红外线增透填充块对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％。
优选地，在所述第四表面上安装有激光雷达和/或红外相机，所述激光雷达和/或红外相机对准所述红外线增透填充块设置。
优选地，所述红外线增透填充块对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于92％，更优选地为大于或等于96％。
优选地，在所述第二表面、第三表面和/或第四表面上设置隔热膜层，所述隔热膜层包含至少一个金属层和/或透明导电氧化物层。
优选地，在所述第二表面或第三表面上设置电加热膜层，所述电加热膜层包含至少两个金属层和/或至少一个透明导电氧化物层。
更优选地，所述隔热膜层或电加热膜层位于所述第二表面上，所述隔热膜层或电加热膜层中设置至少一个除膜区域，所述除膜区域与所述安装通孔一一对应设置。
优选地，所述红外线增透填充块的材料选用氟化钡、氟化钙、硫系玻璃或近红外滤光片，所述近红外滤光片选用具有光学涂层的超白浮法玻璃或K9玻璃，所述光学涂层包含TiOx和SiOx、或包含TiOx和SiNx、或包含TiOx、SiOx和SiNx。
优选地，所述红外线增透填充块的厚度小于或等于所述内玻璃板和所述热塑性中间层的总厚度。更优选地，所述红外线增透填充块的厚度大于或等于所述内玻璃板的厚度。
优选地，在所述热塑性中间层上开设至少一个透过通孔，所述透过通孔与所述安装通孔一一对应设置。
更优选地，在所述透过通孔中固定拼接有填充粘结层，所述填充粘结层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氧化乙烯。
更优选地，所述红外线增透填充块与所述第二表面之间的至少部分空间设置为中空结构，所述中空结构保持真空。
优选地，所述红外线增透填充块的外周表面与所述安装通孔的内表面之间设置有固定粘结层，所述固定粘结层的材料为TPE、聚氨脂、硅酮胶或UV胶。
优选地，所述红外线增透填充块沿轴线方向设置至少一个凹部或凸部。
优选地，所述外玻璃板选用超白浮法玻璃，所述超白浮法玻璃对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％。
本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：
本发明采用的汽车夹层玻璃，能够实现汽车玻璃满足激光雷达、红外相机等高敏感通信传感器的通信需求，避免了内玻璃板阻碍激光雷达和红外相机的信号数据的传输，能够提高激光雷达和红外相机的使用精准度和探测范围，能够保留目视区域的优异可视性和可加工性，大大降低玻璃弯曲成型过程中存在的光畸变/吻合度弱化等问题；同时，还能够提高内玻璃板的选择自由度。
附图说明：
图1为本发明所述的汽车夹层玻璃的结构示意图；
图2为本发明所述的汽车夹层玻璃的另一实施例的结构示意图；
图3为本发明设置有三个除膜区域和对应的红外线增透填充块的布置示意图；
图4为本发明设置位于边部的除膜区域和对应的红外线增透填充块的布置示意图；
图5为本发明所述的红外线增透填充块的截面形状示意图。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明所述的一种汽车夹层玻璃，能够配合激光雷达和/或红外相机使用，所述夹层玻璃包括外玻璃板1、内玻璃板2以及夹设在外玻璃板1和内玻璃板2之间的热塑性中间层3，所述外玻璃板1位于汽车外部，所述外玻璃板1具有第一表面11和第二表面12，所述第一表面11远离所述热塑性中间层3，所述第二表面12靠近所述热塑性中间层3，所述内玻璃板2位于汽车内部，所述内玻璃板2具有第三表面21和第四表面22，所述第三表面21靠近所述热塑性中间层3，所述第四表面22远离所述热塑性中间层3。所述激光雷达能够测量汽车周边环境中其他物体的距离、速度、加速度、角速度等信息，甚至还能够绘制汽车周边的三维空间地图等，可以选用850nm激光雷达、905nm激光雷达、940nm激光雷达、1550nm激光雷达等；所述红外相机能够辅助实现车道偏离预警(LDW)、前向碰撞预警(FCW)、交通标志识别(TSR)、车道保持辅助(LKA)、行人碰撞预警(PCW)、全景泊车(SVP)等功能，可以选用780-1200nm近红外摄像头等。
为了满足激光雷达和/或红外相机与汽车夹层玻璃的实际适配效果好的要求，本发明优选在所述内玻璃板2上开设至少一个安装通孔23，在所述安装通孔23内固定有红外线增透填充块4，所述红外线增透填充块4对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％，优选92％以上，更优选96％以上，在所述第四表面22上安装有激光雷达和/或红外相机，所述激光雷达和/或红外相机对准所述红外线增透填充块4设置，这样就避免了内玻璃板2阻碍激光雷达和红外相机的信号数据的传输，能够提高激光雷达和红外相机的使用精准度和探测范围，能够保留目视区域的优异可视性和可加工性，并且大大降低玻璃弯曲成型过程中存在的光畸变/吻合度弱化等问题。同时，还能够提高所述内玻璃板2的选择自由度，例如所述内玻璃板2能够反射或吸收红外线，从而具有隔热功能，所述内玻璃板2可以为本体隔热玻璃，例如绿玻、灰玻等；也可以在第三表面21和/或第四表面22上设置隔热膜层(未示出)，所述隔热膜层能够反射和/或吸收红外线，优选还具有低辐射率，所述隔热膜层包含至少一个金属层和/或透明导电氧化物层，所述金属层的材料选自金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)或钼(Mo)的金属或金属合金等，所述透明导电氧化物层的材料选自氧化铟锡(ITO)、掺锑的氧化锡(ATO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)或掺镓的氧化锌(GZO)等。
优选地，所述外玻璃板1可以选用超白浮法玻璃，所述超白浮法玻璃对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％，使夹层玻璃整体对激光雷达或红外相机的信号数据的90％以上的高透过率；例如外玻璃板1选用的超白浮法玻璃对905nm波长的红外线的透过率为90.2％、对1550nm波长的红外线的透过率为90.9％，内玻璃板2的安装通孔23中选用的红外线增透填充块4对905nm波长的红外线的透过率为94.9％、对1550nm波长的红外线的透过率为95.2％，将它们组合后得到的夹层玻璃对905nm波长的红外线的透过率为92.8％、对1550nm波长的红外线的透过率为94.2％。
所述红外线增透填充块4的材料可以选用氟化钡(BaF2)、氟化钙(CaF2)、硫系玻璃或近红外滤光片等，所述近红外滤光片可以选用具有光学涂层的超白浮法玻璃或K9玻璃，所述光学涂层包含TiOx和SiOx、或包含TiOx和SiNx、或包含TiOx、SiOx和SiNx，从而满足对850nm、905nm、940nm、1550nm等780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％的要求。优选地，所述红外线增透填充块4的厚度小于或等于所述内玻璃板2和所述热塑性中间层3的总厚度。更优选地，所述红外线增透填充块4的厚度大于或等于所述内玻璃板2的厚度，从而保证内玻璃板2的强度和整体性。
为了避免所述热塑性中间层3阻碍激光雷达和红外相机的信号数据的传输，在所述热塑性中间层3上开设至少一个透过通孔31，所述透过通孔31与所述安装通孔23一一对应设置，从而进一步提高激光雷达和红外相机的使用精准度。
在图1中，所述红外线增透填充块4的厚度等于所述内玻璃板2和所述热塑性中间层3的总厚度，所述红外线增透填充块4穿过所述透过通孔31抵触在所述第二表面12上，所述激光雷达或红外相机的信号数据仅需要穿过所述红外线增透填充块4和外玻璃板1，保证了夹层玻璃整体对激光雷达或红外相机的信号数据的90％以上的高透过率，同时保证了前挡玻璃外观的完整性。
在图2中，在所述透过通孔31中固定拼接有填充粘结层5，所述填充粘结层5的材料为与所述热塑性中间层3材质不同的高透有机粘结层，优选为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或聚氧化乙烯(POE)，所述激光雷达或红外相机的信号数据需要穿过所述红外线增透填充块4、填充粘结层5和外玻璃板1，由于乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氧化乙烯既具有粘结性又不会使红外线信号大幅度衰减，也能够保证夹层玻璃整体对激光雷达或红外相机的信号数据的90％以上的高透过率；可以理解的是，所述透过通孔31也可以保持通孔状态，即不在所述透过通孔31中拼接填充粘结层5，使得所述红外线增透填充块4与所述第二表面12之间的至少部分空间设置为中空结构，所述中空结构可以保持真空，从而降低起雾/环境温湿度老化风险；所述红外线增透填充块4可以不插入到所述透过通孔31中，也可以部分插入到所述透过通孔31中。
在图1和图2中，所述红外线增透填充块4的外周表面与所述安装通孔23的内表面之间设置有固定粘结层6，所述固定粘结层6的材料为TPE(1,1,2,2-四苯乙烯)、聚氨脂(PU)、硅酮胶或UV胶等，用于起到粘结固定、密封和缓冲的作用。
如图1和图2所示，本发明还在所述第二表面12上设置隔热膜层或电加热膜层7，所述隔热膜层或电加热膜层7中设置至少一个除膜区域71，所述除膜区域71与所述安装通孔23一一对应设置，这样可以避免所述隔热膜层或电加热膜层7阻碍激光雷达和红外相机的信号数据的传输，在保证激光雷达和红外相机的精准度的同时，使夹层玻璃具有隔热功能或除霜除雾功能。所述隔热膜层能够反射和/或吸收红外线，优选还具有低辐射率，所述隔热膜层包含至少一个金属层和/或透明导电氧化物层，所述电加热膜层7能够在通电后发热从而加热夹层玻璃，使夹层玻璃能够除霜除雾，保证驾驶安全，还能够及时去除干扰激光雷达和红外相机的信号数据的水雾，进一步保证激光雷达和红外相机的精准度，所述电加热膜层7包含至少两个金属层和/或至少一个透明导电氧化物层；所述金属层的材料选自金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)或钼(Mo)的金属或金属合金等，所述透明导电氧化物层的材料选自氧化铟锡(ITO)、掺锑的氧化锡(ATO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)或掺镓的氧化锌(GZO)等。当然，在所述第三表面21上也可以设置电加热膜层7。具体的夹层玻璃结构可以为“外玻璃板1/隔热膜层/热塑性中间层3/内玻璃板2”、“外玻璃板1/热塑性中间层3/隔热膜层/内玻璃板2”、“外玻璃板1/热塑性中间层3/电加热膜层/内玻璃板2”、“外玻璃板1/电加热膜层/热塑性中间层3/内玻璃板2”、“外玻璃板1/隔热膜层/热塑性中间层3/内玻璃板2/隔热膜层”、“外玻璃板1/隔热膜层/热塑性中间层3/隔热膜层/内玻璃板2”、“外玻璃板1/隔热膜层/热塑性中间层3/电加热膜层/内玻璃板2”、“外玻璃板1/电加热膜层/热塑性中间层3/隔热膜层/内玻璃板2”、“外玻璃板1/热塑性中间层3/电加热膜层/内玻璃板2/隔热膜层”、“外玻璃板1/电加热膜层/热塑性中间层3/内玻璃板2/隔热膜层”、“外玻璃板1/隔热膜层/热塑性中间层3/电加热膜层/内玻璃板2/隔热膜层”、“外玻璃板1/电加热膜层/热塑性中间层3/隔热膜层/内玻璃板2/隔热膜层”等。
如图3所示，所述第二表面12上的隔热膜层或电加热膜层7设置有三个除膜区域71，每个除膜区域71对应一个红外线增透填充块4，所述除膜区域71的外轮廓大于或等于所述红外线增透填充块4的外轮廓，在所述除膜区域71中不存在隔热膜层或电加热膜层7，即可以通过激光除膜或磨轮摩擦除去除膜区域71中的隔热膜层或电加热膜层7，也可以通过掩模遮盖使在第二表面12上沉积隔热膜层或电加热膜层7时不在除膜区域71中沉积。
如图4所示，所述内玻璃板2上开设的安装通孔23位于所述内玻璃板2的边部，所述安装通孔23形成为所述内玻璃板2的边部缺口；与图3中的位于所述内玻璃板2内部的安装通孔23相比，图4中位于所述内玻璃板2边部的安装通孔23在制造工艺上更加简单。
如图5所示，所述红外线增透填充块4沿轴线方向设置至少一个凹部或凸部，从而起到聚光、散光等弥补光源的局限等作用，也能提高探测精度或扩大探测范围，甚至可以直接作为激光雷达或红外相机的镜头的一部分，与它们的镜头进行形状匹配，有利于更好地组装激光雷达或红外相机。具体如5a示出了红外线增透填充块4为双面凹透镜形状,5b示出了红外线增透填充块4为曲面镜形状,5c示出了红外线增透填充块4为双面凸透镜形状,5d示出了红外线增透填充块4为单面凸透镜形状,5e示出了红外线增透填充块4为单面凹透镜形状,5g示出了红外线增透填充块4为凸形块形状,5f示出了红外线增透填充块4为凹形块形状。
以上内容对本发明所述的一种汽车夹层玻璃进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。

Claims (16)

1.一种汽车夹层玻璃，包括外玻璃板、内玻璃板以及夹设在外玻璃板和内玻璃板之间的热塑性中间层，所述外玻璃板具有第一表面和第二表面，所述内玻璃板具有第三表面和第四表面，其特征在于：在所述内玻璃板上开设至少一个安装通孔，在所述安装通孔内固定有红外线增透填充块，所述红外线增透填充块对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％。
2.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：在所述第四表面上安装有激光雷达和/或红外相机，所述激光雷达和/或红外相机对准所述红外线增透填充块设置。
3.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于92％。
4.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于96％。
5.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：在所述第二表面、第三表面和/或第四表面上设置隔热膜层，所述隔热膜层包含至少一个金属层和/或透明导电氧化物层。
6.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：在所述第二表面或第三表面上设置电加热膜层，所述电加热膜层包含至少两个金属层和/或至少一个透明导电氧化物层。
7.根据权利要求5或6所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述隔热膜层或电加热膜层位于所述第二表面上，所述隔热膜层或电加热膜层中设置至少一个除膜区域，所述除膜区域与所述安装通孔一一对应设置。
8.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块的材料选用氟化钡、氟化钙、硫系玻璃或近红外滤光片，所述近红外滤光片选用具有光学涂层的超白浮法玻璃或K9玻璃，所述光学涂层包含TiOx和SiOx、或包含TiOx和SiNx、或包含TiOx、SiOx和SiNx。
9.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块的厚度小于或等于所述内玻璃板和所述热塑性中间层的总厚度。
10.根据权利要求9所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块的厚度大于或等于所述内玻璃板的厚度。
11.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：在所述热塑性中间层上开设至少一个透过通孔，所述透过通孔与所述安装通孔一一对应设置。
12.根据权利要求11所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：在所述透过通孔中固定拼接有填充粘结层，所述填充粘结层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氧化乙烯。
13.根据权利要求11所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块与所述第二表面之间的至少部分空间设置为中空结构，所述中空结构保持真空。
14.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块的外周表面与所述安装通孔的内表面之间设置有固定粘结层，所述固定粘结层的材料为TPE、聚氨脂、硅酮胶或UV胶。
15.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述红外线增透填充块沿轴线方向设置至少一个凹部或凸部。
16.根据权利要求1所述的汽车夹层玻璃，其特征在于：所述外玻璃板选用超白浮法玻璃，所述超白浮法玻璃对780～1650nm波长的红外线的透过率大于或等于90％。
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