JP2022510422A - 修正構造を備えた自動車用グレージング - Google Patents

Abstract

カメラ１８またはセンサなどの車両外部に面する第１ガラス基板２２と、第３面Ｓ３および車両内部に対向する第４面Ｓ４を有して車両内部に面する第２ガラス基板２４と、第１ガラス基板と第２ガラス基板との間に積層された中間層２６とを備え、第２のガラス基板２４の第４の側面Ｓ４の少なくとも一部には、第１及び第２のガラス基板２２、２４及び中間層２６を透過する光の光学特性を向上させるための修正構造３２が成形されている。

Description

本願は、米国特許法第１．１１９号（ｂ）或いは他の国での類似の規定の下、２０１９年１２月５日に出願され、「成形された構造を有する自動車用グレージング」と題された米国仮特許出願第６２／７７５，５０３号の恩恵を請求するものであり、その全体の内容が全体的に本願に組み込まれるものである。

本開示は、一般に、当該グレージングにおける光学歪みを補正するために成形された修正構造を有する自動車用グレージング、およびそのような修正構造を形成する方法に関する。

情報取得システムは、車両の使用中の安全性能または快適性を改善するための車両に使用される。このタイプのシステムは、撮像システム、衝突防止システム、制動支援システム、運転支援システム、および様々な電気センサまたはカメラを使用する自律駆動システムを含むことができる。

情報取得システムで使用される電気センサまたはカメラは、典型的には、車両の積層されたフロントガラスの内面に直接取り付けられるか、または車両のフロントガラスの近くに配置される。センサまたはカメラは、赤外線、近赤外線、レーザレーダおよび／または可視光をフロントガラスを介して放出および／または検出することによって、車両の外部の状態に関する情報を収集する。

電気センサまたはカメラを車両の外部から見られないようにするために、車両の合わされたフロントガラスの周囲の不透明な印刷領域に加えて、不透明層（例えば、暗色セラミック印刷および／または銀印刷）を、外側ガラス（第１のガラス）の内側表面であるＳ２または内側ガラス（第２のガラス）の外側表面上に印刷することができる。このような隠蔽用の不透明な印刷領域は、開口部（すなわち、不透明でない一部分）、所謂カメラ開口部若しくは窓部を有し、情報取得システムは、カメラ開口を介して車外から情報を収集することもできる。

自律的駆動技術は、光学センサ（カメラシステム）の広範な使用を可能にし、良好な画質に依存する。フロントガラスまたは他の車両窓の表面の欠陥は、光学的歪みを誘発し、最適な画質に達するために低減または最小化されるべきである。

従って、本開示の目的は、車両における様々なセンサおよびカメラシステムの使用に影響を及ぼす可能性のある光学歪みを最小化する自動車用グレージングを提供することである

本開示は、一般に、第１の側面および第２の側面を有する、使用中の車両の外部に向かって、第１の側面および第２の側面を有する第１のガラス基板と、車両内部に向かって第３の側面と第４の側面とを有する第２のガラス基板と、第１のガラス基板と第２のガラス基板との間に積層された中間層と、第２のガラス基板の第４の側面の一部に成形された修正構造とを含む自動車用合わせグレージングに関する。この修正構造は、修正構造の領域における第１および第２のガラス基板と中間層を透過した光の光学特性を改善するためのものである。以下に説明するように、修正構造は、ガラス基板の表面、好ましくは内側または内側表面上に形成された半透明樹脂の成形または成形された層とすることができる。それは、グレージングのカメラ開口部または観察領域の領域を占めるように形成された局所的な構造であってもよく、不透明領域によって囲まれるか、または不透明領域によって定められる領域であってもよい。修正構造は、その領域におけるガラス基板の不均一性、例えば、同じ表面、または対向する表面で光学的に補償するように適合された形態を有することができる。グレージングは、フロントガラスのような湾曲／曲げガラスであってもよい。

さらなる実施形態では、修正構造は、受光デバイスが当該修正構造に隣接して配置されるように、グレージングの一部に形成されてもよい。本発明に従うグレージングは、絶対値として提示される光学的パワーを有することができ、１５０ｍｄｐｔ以下、好ましくは１００ｍｄｐｔ以下、より好ましくは７５ｍｄｐｔ以下である。修正構造は、不透明領域の近くに配置されてもよく、不透明領域と部分的に重複していてもよい。

さらなる実施形態では、修正構造は、受光デバイスで受信される光の歪みを低減するように機能することができる。いくつかの実施形態では、修正構造は、二重像を生成するのを避けるために、またはグレージングの少なくとも一部を通るビームのずれを改善する（例えば、ずれを減らす或いは構造領域の上でより均一にする）ように、第１のガラス基板の第１の面（外側面）からの光路を一致させるように形成されてもよい。修正構造は、透光性樹脂から製造することができる。修正構造は、紫外線硬化性材料および熱硬化性材料のいずれであっても形成できる。また、この修正構造は、例えば、保護膜や防曇膜などの塗膜で被覆されていてもよい。

本開示は、さらに、当該自動車用グレージングを透過する光の光学特性を改善するための修正構造を有する自動車用グレージングを製造する方法に一般的に関し、当該方法は、自動車用グレージングを準備する工程、得られた自動車用グレージングに未硬化の樹脂を塗布する工程と、未硬化の樹脂を成形して修正構造の所望の表面を形成する工程と、未硬化の樹脂を硬化させて修正構造を形成する工程とを含む。成形工程の間、未硬化樹脂は、型を用いて成形され、型は、型表面からおよびグレージング表面からの反射光を監視することによって位置合わせすることができる。製造されたグレージングは、グレージング用の本明細書に開示されるいずれの特徴をも有することができる。

実施形態では、樹脂は、紫外線硬化または熱硬化のものであってもよい。樹脂が紫外線硬化型である場合、紫外線は、グレージングまたは型のうちの少なくとも１つを介して照射されてもよく、導波路としてグレージングを使用して適用することもできる。実施形態としては、その上に樹脂を塗布する前に、表面の接着に影響を与えるために、ガラス基板表面の処理を含むことができる。

本開示は、さらに、第１の側面および第２の側面を有するガラス基板と、車両の内部に面する第２の側面と、ガラス基板の第２の面の一部に成形され、ガラス基板を透過した光の光学特性を改善するための修正構造とを含む自動車用グレージングに一般的に関する。この態様では、第１のグレージングの態様について本明細書に開示される任意の互換性のある特徴が適用可能である。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本開示の１つまたは複数の例示的な態様を示し、詳細な説明とともに、それらの原理および実施態様を説明するのに役立つ。
本開示の例示的な実施形態による受光デバイス開口領域を有する自動車用グレージングの概略図である。 図（１）のA－A’に沿った本開示の例示的な実施形態による自動車用グレージングの断面図である。 図（１）のC－C’線に沿った本開示の例示的な実施形態による自動車用グレージングの断面図である。 本開示の例示的な実施形態による自動車用グレージングの断面図である。 本開示の例示的な実施形態による自動車用グレージングの断面を示す。 本開示の例示的な実施形態による修正構造を有する自動車用グレージングの製造方法を示す。 本開示の一実施形態による自動車用グレージングを準備する工程の工程断面図である。 本開示の一実施形態によるＵＶ硬化性樹脂を塗布する工程の工程断面図である。 本開示の一実施形態による、樹脂上にモールドを配置するステップのプロセス断面図である。 本開示の一実施形態による型を位置合わせするステップのプロセス断面図である。 本開示の一実施形態による紫外線を照射する工程の工程断面図である。 本開示の一実施形態による、型を解放して、自動車ガラス上に修正構造を形成するステップのプロセス断面図である。

自動安全運転または車両の自動運転のための高解像度情報取得システムまたは受光デバイスは、情報がそのようなシステムによって正確に処理され得るように、大きなカメラ開口部において光学的歪みを最小とするグレージングを必要とする。情報取得システムは、グレージングの能力によって制限される歪みレベルを要する。従って、グレージングにおける光学的品質を向上させることが望ましい。

本開示の目的のために、図を参照して説明すると、Ｓ１表面は、グレージング中の外部ガラス基板表面を指すことができる。Ｓ４表面は、積層された自動車用グレージングの内部ガラス基板表面を指すことができる。Ｓ２表面は、ガラス基板表面Ｓ１の反対側とすることができ、Ｓ３表面はガラス基板表面Ｓ４の反対側とすることができる。積層されたグレージングにおいて、Ｓ２およびＳ３は積層されたグレージング内で互いに面していてもよい。単一板のガラスグレージングにおいて、Ｓ２は、グレージングの内側表面とすることができる。

合わせて受光装置と称されるカメラおよびセンサは、車両においてますます使用されており、好ましくは、電子受光デバイスのためのより良好な保護および環境条件を提供するために車両内に配置される。受光デバイスが車両の内部に配置される場合、それは、表面、典型的にはガラス窓を通してデータを収集することができる。ガラス窓は、好ましくは、カメラまたはセンサのための透明な観察面を提供するために歪みが最小であることが望ましい。技術が発展するにつれて、より強力なカメラおよびセンサが利用可能であり、これは、ガラス窓の光学特性にますます敏感になる可能性がある。光学特性は、ガラス窓の形状によって引き起こされるビームのずれ、歪み、または二重の画像によって影響される。ガラス窓のガラス中の変形は、そのような光学特性に影響を与える。これは、カメラまたはセンサがフロントガラスのような合わせガラス構造の背後に配置される場合に特に重要である。

ビームのずれは、グレージングにおけるレンズ効果を決定するために測定される。例えば、一組の点が投影され、カメラによって測定され、次いで、カメラで再び測定されるが、投影とカメラとの間にグレージングと共に測定させる。点の位置の差は光がどのようにグレージングを通過してカメラに至るかを決定するために使用される。ビーム偏差は、カメラによって収集された情報、例えば、移動物体の経路、または物体が静止しているかどうかを理解するのにカメラシステムによって使用される。ビームの偏差は、ガラスを通過した光の点測定にグレージングを用いずに測定した光の点とグレージングを通過した光の測定点の間のグレージングの２点で距離を測定して、そのような距離の比を提供することで測定される。均一なグレージング表面は、点が場所で変化したとしても、変化がより均一である場合に１に近い比率を提供する。改善された光学特性は、１または１００％に近いビーム偏差比を含むことができる。好ましくは、修正構造の領域におけるビーム偏差比は０．９５－１．０５であり、より好ましくは０．９８－１．０２であり、さらにより好ましくは０．９９－１．０１である。いくつかの実施形態では、光のビームの位置と修正構造設計とに基づいて、異なるビーム偏差比をターゲットとすることができる。第１の投影点と第２の投影点との間の距離は、修正構造のサイズに基づいて変化する。光学パワーは、式１に記載されるように、ビーム偏差の空間的変化として説明することができる。

式１において、ECE-R 43（国連の欧州経済委員会(UN/ECE)の規定第４３条、安全ガラス材料の承認および車両へのそれらの設置に関する統一規定)に記載されているように、dαは、互いに距離dxとされた2つの平行ビーム間のビーム偏差の変化に関する。

光学的歪みは、積層されたガラス構造物において生じ得る。積層された車両グレージングにおける歪みは、正の光学パワーを有する凸レンズ効果と、負の光学パワーを有する凹レンズ効果とによって歪みを生じさせる。光学パワー(ディオプター、「dpt」)は、典型的には、ミリディオプター「mdpt」で表される、凸レンズ/凹レンズの焦点距離の逆数として定義される。光学パワーは、レンズ形状に依存して、正または負のmdptとされる。従来の積層グレージングでは、絶対値として提示される光学パワーは、カメラ開口領域内で約200-300mdptの範囲内とされ得る。以下に開示するように、本開示のいくつかの実施形態によるグレージングは、第1および第2のガラス基板および中間層を透過する光の光学特性を改善するための修正構造を含む。改良された光学特性は、特に、ビーム偏差を最適化し、歪みを減少させ、二重像を減少させることを含むことができる。修正構造は、グレージングを透過して伝達される光の歪みを減少させるいくつかの特定の実施形態において、グレージングの光学パワーを改善することができる。いくつかの実施形態によるグレージングの少なくとも一部の光学パワーは、絶対値として、好ましくは150mdpt未満、より好ましくは100mdpt未満、さらに好ましくは75mdpt未満であってもよい。光学歪みおよび二重像形成(二次画像)のレベルは、ECE-R 43(国連の欧州経済委員会の規定第４３条―安全グレージング材料の承認に関する統一規定で定義されているように測定することができる。

他の特徴の中で、本開示は、グレージングにおける改良された性能のカメラまたはセンサの視界領域を提供する。グレージングは、単一のガラス板であっても良く、または合わせガラスであっても良い。単一のガラス板のS2または積層ガラス中のS4のカメラまたはセンサに隣接するグレージング表面は、そこに成形された修正構造を含むことができる。修正構造は、見掛け上の表面、外側表面たとえばS1に対する相補体、または光学的特性を向上させるための楔形状を含む任意の適切な表面形状を提供することができる。

ガラスは、ガラス中の透過歪みに影響を及ぼす水平方向の光学パワーの変動を有することができ、合わせガラス中で垂直に延ばされる、ガラス製造中の延伸ラインで形成され得る。延伸ラインは、ガラス基板中の屈折率の不均一性、厚さの変化、またはそれらの組み合わせを含むことがある。フロート法によってガラス基板を製造する場合、第１のガラスの外側表面S1はガラスの底面とすることができ、延伸ラインの方向はZ方向（設置された窓内で垂直／垂直）に平行であってもよい。製造およびプロセスパラメータに応じて、ガラス表面は、異なる表面うねりまたは曲率を有する。プロセスおよび使用に応じて、不均一なガラス表面は、ガラス中の任意の表面S1、S2、S3、S4のいずれかで生じ得る。延伸ラインの方向がZ方向に対して垂直である場合、光学歪みはまた、ガラスの曲げ加工によって悪化する可能性があり、これは既存の歪みを拡大することがある。多層ガラス基板のような複数のガラス基板が組み合わされる場合、屈折力および歪みは、１つの基板がレンズとして作用するように、増加することがあり、別のガラス基板の歪みを増幅し得る。製造からのうねりまたは曲率により透過する歪みは、ガラスを通して情報を受信するカメラまたはセンサの機能に影響を及ぼす可能性がある。

さらに、ガラス基板は、ガラス基板上の不透明な印刷（不透明印刷層）によって形成される歪みを含むことがある。例えば、平らなガラスシートは、車両の窓に適合するように２次元または３次元形状を形成するために、熱曲げ加工温度（例えば、ＩＳＯ １６２９３－１：２００８に規定されるソーダ石灰ガラスの５８０℃よりも高い）で曲げられる。不透明な印刷は、例えば、熱曲げの前に平らなガラスシートにスクリーン印刷することによって印刷することができる。スクリーン印刷された不透明な印刷物は、その後、熱曲げ加工中に５８０－７００℃の温度範囲で焼成されて、高い機械的耐久性を有する硬質プリントを形成する。このような製造プロセスでは、光吸収率、弾性率または熱膨張係数などの物理的特性の差が黒色セラミックペーストなどの不透明な印刷材料と、透明または半透明のソーダ石灰シリカガラス材料のようなガラスシートとの間に生じる。例えば、黒色セラミック印刷は、典型的には、ガラスシートよりも曲げ炉内で比較的多くの熱を吸収することができ、結果として、ガラスシートに不均一な温度分布をもたらす。黒色印刷領域の近くのガラスシートの領域の温度は、印刷から離れた領域よりも局所的に高くなることがある。さらに、黒色セラミック印刷の熱膨張係数（ＣＴＥ）とソーダ石灰シリカガラスシートの熱膨張係数との間に差が存在することがあり、その結果、温度が冷却された後の残留応力が生じる。少なくともこれらの理由のために、不透明印刷の近くの光学歪みは、熱曲げプロセスの後に生成されることがある。

光学パワーと局所表面曲率との間の関係は、簡略化された式２によって与えられる。

ここで、ｆは焦点距離であり、nは屈折率であり、r１は第1のガラス基板の局部曲率半径であり、ｒ２は第2のガラス基板の曲率半径であり、tは局所レンズの厚さである。式２によれば、光学パワーは、第1のガラス基板における局所的な表面曲率r１、第2のガラス基板中のr２、または積層後のＳ１およびＳ４の表面における局所的な表面曲率の関数であることが理解される。光学パワーは、カメラ開口部内で変化してもよい

さらに、加熱の局所的な領域にガラスの歪みを生じさせることができる。例えば、加熱可能な銀ラインを含む加熱機構は、カメラまたはセンサ視野内に存在してもよい。加熱機構は、霜及び/又は霧を打ち消した領域を維持するために必要とされる。銀は、通常、ラインのパターンとしてガラス基板上にスクリーン印刷され、その後、熱を提供してカメラまたはセンサの視野をクリアするための電気配線が形成される。銀プリントは、1つの表面S2、S 3、および/またはS4、好ましくはS4または内部表面であってもよい。銀を含まないガラスと比較し、銀のより高い熱放散のために、ガラス曲げプロセスの間に熱不均一性が生じることがある。温度の局所的な変化は、印刷された銀ラインの周りの分布のずれを引き起こす可能性があり、これは望ましくないものであり、カメラまたはセンサの視野領域に歪みを生じさせる可能性がある。銀は1つのガラスシートにのみ印刷することができるので、合わせガラスは、グレージングの光学的パワーを増加させることができる異なるガラス偏差を有することができる。その歪みは、本開示の実施形態によって修正できるものである。

ガラス表面の歪みおよび不均一性に対処するために、視野を最適化するために修正構造を形成することができる。いくつかの実施形態では、修正構造は、情報を収集するためにカメラまたはセンサのためのグレージング内に均質な領域を提供することができる。均一な表面は、カメラまたはセンサが距離から情報を収集することができる適切な表面を提供することができる。修正構造は、カメラまたはセンサの前方に平坦な表面を提供することができ、または、例えば、外側のガラス表面の歪みに対応する内側の非平坦な表面形状を有する、歪みに対応する整合面を提供することができる。例えば、表面S2またはS4は、単一の窓ガラスまたは積層ガラスにおいて、表面S1を通る光路に一致するように形成された修正構造を含むことができる。よって表面S1を透過した光は、表面S2またはS4上の修正構造を透過するとき、実質的に経路を変化させないようにすることができる。修正構造が均質な領域を形成するところでは、通過する光は、異なる点で同様の量がずれることとなる。

開示された実施形態は、ガラス中の少なくとも1つの歪みの領域に対処するための修正構造を具備する合わせガラスおよび単一ガラス板を有する。ガラス基板は、ソーダ石灰シリカガラスを含む任意の適切なガラスとすることができ、これは、ISO 16293-1：2008によって規定されてもよい。透明、緑色、着色、または、プライバシーカラーの０．４０－３．０ｍｍの厚さのガラスが好ましくは用いられる。基板は、最初に平坦であり、特定の窓用途のために所望の湾曲形状に曲げられるように熱処理されてもよい。典型的には、このような曲げは、基板を５６０℃－７００℃、好ましくは５８０℃－６５０℃の温度に加熱することで可能とされる。

或る積層形の実施形態では、ポリマー中間層は、合わせグレージング中の少なくとも2つのガラス基板の間に挟持される。ポリマー中間層は、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、またはアイオノマー中間層を含む任意の好適な材料であってもよい。ポリマー中間層は、ヘッドアップディスプレイに使用される音響絶縁層および/または楔角中間層であってもよい。ポリマー中間層はさらに、中間層の少なくとも一部に印刷または着色された材料を含むことができる。着色または印刷されたポリマー中間層を有するグレージングは、ガラス基板上に不透明な印刷を含まなくてもよいし、含んでいなくてもよい。オートクレーブ処理を含む積層プロセスの間、ポリマー中間層を有するガラス基板は、少なくとも1つの合わせ温度および圧力（例えば110-160℃、10-15バール）に加熱され、ガラス基板を積層して車両窓製品が形成される。赤外線反射コーティングまたは加熱ワイヤが埋め込まれた加熱可能なポリマー中間層などの追加の中間層およびコーティングが含まれてもよい。

修正構造は、任意の所望の形状を有することができる。例えば、型は平坦な表面またはＳ１（外向きの表面）整合面を提供することができる。変形が内側ガラス表面（Ｓ２またはＳ４）にある場合、変形は材料で充填されて、Ｓ２またはＳ４の変形または不均一性を修正するために平坦な見掛け上の表面を提供する修正構造を形成することができる。次いで、光は、光の方向の変化を引き起こすことなく、見掛け上の表面を透過することができる。いくつかの実施形態では、Ｓ１は変形していることがある。型を使用して、Ｓ１変形の形状を有する修正構造を形成することができる。変形に対応した修正構造形状は、光が方向を変えずにＳ２またはＳ４を透過することを可能にする。Ｓ１およびＳ２またはＳ４に明確な変形がある場合、型を使用して、Ｓ２またはS４表面とＳ１表面とを一致させるように修正構造を形成し、光路がガラス表面を通るようにすることができる。Ｓ２またはＳ ４の変形は充填されてもよく、充填材料の表面は型によって成形されてもよい。見掛け上の表面は、平坦であっても湾曲していてもよく、変形なしに、当該領域におけるグレージングのモデルまたは理想的な表面輪郭に一致する表面であることが理解される。

修正構造は、さらに楔形に成形されてもよい。車両外部の光源からの光は、Ｓ１およびＳ４を介してカメラまたはセンサに送信され得る。しかしながら、Ｓ４は、Ｓ１で再びカメラまたはセンサに向けて反射される一定量の反射光を生成することがある。楔形フロントガラスは、単一または実質的に単一の画像がカメラまたはセンサによって受け取られるように、２つの透過光線を整列させることによって二重像を防止することができる。特定の実施形態では、修正構造は楔形として成形されてもよい。いくつかの実施形態では、楔形は、外側からグレージングに向けられた光を調整するために、底縁部で大きく、頂縁部に向かって厚さが減少してもよい。

修正構造は、楔形の中間層または他の中間層の変形を修正する形状であってもよい。不均一な中間層は、Ｓ１とＳ４表面との間の関係に影響を及ぼし得る。例えば、角度付けされた(楔形の)中間層は、特定の方向に反射光路を変更することを意味する。さらに中間層は、中間層の製造またはグレージング積層プロセスのために不均一であることがある。修正構造は、不均一な中間層形状を考慮するために、Ｓ１とＳ４表面とを位置合わせするように形成することができる。修正構造の厚さは、中間層の不均一な構造に依存して変化し得る。

厚さは、修正構造が形成されるガラス表面の形状に依存し得る。修正構造は、カメラ、センサ、およびガラス要件に応じて様々なサイズおよび形状であってもよい。改良されたセンサおよびカメラの増えた要件から、カメラまたはセンサ開口の面積は、８０ｃｍ２より大きく、好ましくは１００ｃｍ２より大きく、より好ましくは１２０ｃｍ２より大きい。視界領域を横切る光学パワーの全体的な変化は、そこを通って提供される情報にとって重要である。全体的な変化は、面積の光学的品質を低下させる可能性のある、より大きな局所的な表面曲率変化があるので、カメラの面積の大きさの増加と共に増加することがある。

修正構造は、カメラまたはセンサ視界領域の一部または全部を補うことができる。さらに、修正構造の縁部は、不透明な印刷が修正構造と車両の外部との間に配置される場合、修正構造の縁部が車外から見えないように、グレージング上の不透明な印刷と重なるようにすることができる。

修正構造は、充填材料を成形するために型を使用してガラス表面上に形成されてもよい。充填材料は、紫外線(UV)、熱、または化学的に硬化可能な樹脂を含むことができる。樹脂は、低い収縮率を有することができるが、成形型は、任意の収縮後に所望の構造形状および寸法が提供され得るように、硬化プロセスから生じる任意の収縮に適応するように形成され得る。樹脂材料は、好ましくは、それが形成されるガラス基板の屈折率と等しい屈折率を有することができる。例えば、限定されないが、ソーダ石灰ガラス基板は、dラインの587.6nmの波長（ＪＩＳ Ｂ７０７１－２：２０１８、光学ガラスの屈折率の測定方法－部分、パート２Ｖ－ブロック屈折計法に基づく）でVブロック法により測定された約1.52の屈折率を有することができる。樹脂の屈折率がガラス基板の屈折率と一致する場合、そこを透過した光は樹脂ガラス表面で反射されない。屈折率は、一般に、光の波長または周波数に依存するので、樹脂の屈折率は、少なくとも波長の範囲またはカメラまたはセンサで使用され得る特定の波長において、ガラス基板の屈折率と一致し得る。樹脂とグレージングマッチの屈折率とが一致する場合に、光はグレージング及び樹脂修正構造を通って自由に透過することができる。樹脂とガラス基板の屈折率が一致しない場合には、第2のガラス基板の屈折率から、例えばプラスまたはマイナス0.05の差のような、ある値内に屈折率を有する修正構造を使用することは依然として許容されている。樹脂としては、非限定的な例として、5876nmの可視光波長で1.56の屈折率を有するノ―ランドプロダクツからのノーランド光学接着剤６１を含むことができる。樹脂は、樹脂がガラス表面に形成されるような粘度を有する未硬化状態でガラス表面に塗布され得る。

修正構造を形成するための樹脂は、光結合目的または光ファイバ接続のための接着剤を含むことができる。そのような接着剤は、エポキシ樹脂のベース樹脂と、比較的低い屈折率を有するフッ素原子を有するアクリル樹脂とを有する樹脂、および比較的高い屈折率を有する硫黄原子を有する臭素原子およびビニル樹脂を有するエポキシ樹脂から例示することができる。樹脂の屈折率は調節可能であり、自動車グレージングに対して選択することができる。このような樹脂からなる修正構造は、第2のガラス基板よりも高い屈折率を有することができる。

樹脂は、任意の適切な手段によって硬化可能とされる。例えば、或るUV硬化型の実施形態では、樹脂は、成形型を通してUV照射によって硬化されてもよい。型は、樹脂を硬化させるのに使用される波長のUV光に対して透過できるものであってもよい。樹脂はまた、ガラス基板または合わせガラス製品を介して管理されるUV光によって硬化されてものよい。合わせガラス製品では、樹脂は３８０ｎｍ以上の波長に暴露されて硬化されるように選択されてもよい。ポリマー中間層は、UV吸収性であってもよく、中間層を介して樹脂を硬化させてもよく、中間層によって吸収されない光波長は、樹脂を硬化させるために使用されてもよい。さらなる実施形態では、プリズムは、UV光源を方向付けるために使用することができ、およびガラス基板内の全内部反射を有する導波路としてガラス基板を使用して、光を型内の樹脂に向けるために使用される。全内部反射を有するガラス基板に導入される光は、ガラス基板の主または非主面から導入することができる。ガラス基板の非主面は、ガラス基板の縁部を含むことができる

型は、任意の適切な材料であってもよく、充填樹脂に接着しなくてもよく、これにより、カメラまたはセンサに隣接する表面を損傷することなく、硬化された樹脂から型を除去することができる。型は、非接着性材料であっても良く、ニッケルまたは剥離剤のような非接着性材料で被覆されていてもよい。離型剤は、非限定的な例として、Ｃｙｔｏｎｉｃｓ Ｌ．Ｌ．ＣのＦｌｕｏｒｏＳｙｌ４５００のようなペルフルオロポリエーテルシラン系生成物を含むことができる。さらに、型は、本明細書に記載されるような修正構造を形成するために、任意の好適な２次元または３次元形状を有していてもよい。

いくつかのさらなる実施形態では、硬化した樹脂の上に硬質コーティングを形成することができる。このような硬質コーティングは、樹脂の上に保護層を提供することができる。いくつかの実施形態では、防曇膜を樹脂の上に設けて、カメラまたはセンサの面に防曇性表面を提供することができる。このような樹脂は、製造が完了する前に除去することができ、または修正構造と共に組み込むことができる透明フィルムを備えていてもよい。

図１を参照して、第1の実施形態による自動車用合わせガラス１０、ウインドシールドは、不透明な印刷１２、１４を有している。グレージング１０の背後にカメラ１８が設けられているところで、印刷１４の開口部１６が示される。開口部１６は、カメラ１８または他のセンサが情報を収集することができるカメラ開口部または視界領域を提供する。図示の目的のために、合わせフロントガラス１０は、合わせガラス１０とも呼ばれることがある。

図２は、図１に示すＡ－Ａ’線を横切る合わせガラス１０の断面を示しており、そこでカメラ視界領域１６が外側ガラス基板２２とされる第１のガラス基板のS１表面に変形を有している。外側ガラス基板２２は第2のガラス基板又は内側ガラス基板２４にポリマー中間層２６で積層されている。不透明印刷２８は外側ガラス基板２２の表面S２上にあり、カメラ１８の視界領域３９の外郭とされ或いは囲っている。変形３６は、ガラス基板２２の曲げ加工中に形成することができ、印刷領域２８は、ガラスと比較して印刷２８から除かれた開口１６の周りの加熱を増加させ、変形３６をガラス基板２２に生じることで、ガラス基板２２の曲げ加工中に変形３６を生じさせる。修正構造３２は、内側ガラス基板２４の表面S 4に成形され、変形された表面S1と同じ表面形状を有するが、グレージング１０を透過する光３４は、表面S1と表面S４との間の差によって歪むことはない。図３は、図１に示すＣ－Ｃ’線を横切って合わせガラス１０を示す。修正構造３２は、内側ガラス基板２４上に成形されて、カメラ視界領域上の外側ガラス基板２２の表面変形３６を補完する。ポリマー中間層２６は、いくつかの実施形態で印刷または着色され得る

図４は内側ガラス基板４２の表面Ｓ４上に変形を有する合わせガラス２０を示しており、視界領域４８を有するカメラ１８の周囲は不透明印刷領域４６によって囲まれている。内側ガラス基板４２は、中間層４４を介して外側ガラス基板４０に積層されている。内側ガラス基板４２内の変形５０には、形状が相補的な修正構造５２が充填され、外側ガラス基板４０上の表面S1に整合する内側表面を提供する。カメラ１８に到達する光線５４は、表面Ｓ１とＳ４との間のガラス曲率の変化によって歪むことはなく、改善された光学的パワーを提供する。いくつかの実施形態では、修正構造５２は平坦または見掛けの表面を有しており、それはグレージング２０の反対側の表面と一致していても良く、していなくともよい。修正構造５２は、図示されていない型によって形成された表面を有する樹脂材料からなるものであっても良い。型は、樹脂に接着しないニッケルのような非接着性コーティングを含むことができる。

修正構造３２、５２は、グレージング１０の合わせの後、内側ガラス基板２４、４２の表面S4のカメラ視界領域上に樹脂を配置することによって形成することができる。次いで、樹脂を成形して、外側ガラス基板２２、４０の内側表面整合面S1を形成することができる。次いで、樹脂を硬化させ、非付着性表面を有する型を樹脂から除去することができる。他の実施形態では、樹脂は、積層の前にガラス基板24、42上に形成されてもよい。積層プロセスは、好ましくは、積層の前に修正構造が形成されるところで、加圧バッグ内で積層体を脱気し、オートクレーブすることを含むことができる

図５に関して、単一のガラス板６２は単一の表面上に変形６４を有し、表面Ｓ１およびＳ２別個の表面位置または輪郭を有する。修正構造６６は、修正構造表面が外側表面Ｓ１の変形６４と一致するように内側表面Ｓ２上に形成されて、カメラ１８またはセンサに一貫した光路を提供することができる。特定の実施形態では、変形６４は、内側面Ｓ２にあってもよい。合わせガラス２０の図４の表面Ｓ４に示すように、単一のガラス板６２の表面Ｓ２は、同様に、修正構造によって充填される変形を含み、表面Ｓ１を補完する滑らかな表面または構造を提供する。

本開示による自動車用合わせグレージングは、図６に示す方法に従って製造され得る。最初に、自動車用合わせグレージングは、(手順ＳＴ１０で)用意される。グレージングは、第1のガラス基板と、第2のガラス基板と、第1のガラス基板と第2のガラス基板との間に配置された中間層とを含むことができる。不透明領域は、ガラス基板の縁部に形成されることができ、グレージングを介して光を受光する受光デバイスのための開口部に近接または開口部を包囲若しくは定める領域を含む。不透明領域は、一般に、例えば、熱曲げの前に平坦なガラスシート上にスクリーン印刷法によって形成することができる。次いで、スクリーン印刷された不透明な印刷は熱曲げ加工中に５８０－７００℃の範囲の温度に加熱することができ、高い機械的耐久性を有する硬質印刷を形成する。黒色セラミック印刷が使用される場合、そのような印刷は、典型的には、ガラス基板に不均一な温度分布をもたらし得るガラスシートよりも曲げ炉内でより多くの熱を吸収することができ、それにより、ガラス基板の表面上の不透明領域の近くに変形または偏差が生じることがある。ガラスは、ガラス製造プロセスによる更なる変形を含むこともある。

上述したように、修正構造は、グレージングの光学特性を改善するための任意の形状であってもよい。例えば、修正構造は、ガラス表面に硬化性樹脂を塗布することによって、ガラス表面上の凹部領域を充填する形状を有していてもよい。受光素子開口領域がガラス表面に凹部を含む場合には、硬化性樹脂を塗布してガラス表面の凹部を充填してもよい(手順ＳＴ１１)。硬化性樹脂は、熱硬化性または紫外線硬化性であることが好ましい。修正構造の接着性を向上させるために、ガラス基板の表面は、樹脂を塗布する前に修正構造の接着を改善する処理を受けることができる。この処理は、プライマーおよび接着促進剤の適用、および/または、例えば、プラズマ処理またはコロナ放電処理などの表面活性化を含むことができる。このような表面活性化は、ガラス表面上の活性化層または堆積層を浄化することによって、樹脂の接着のための改良された表面を提供することができる。

未硬化樹脂を塗布した後、型を塗布された未硬化樹脂の表面に対して位置決めすることができる。修正構造に光学的に平坦な面を形成するためには、成形工程に光学的な平坦面を有する型を用いることができる。型は、光学的に平坦な表面または修正構造とは反対側の表面の形状を補完し得る形状を含む、任意の所望の形状を有することができる。型が修正構造の表面に付着するのを防止するために、型の表面に離型剤を塗布することができる(手順ＳＴ１２）。いくつかの実施形態では、型は、ニッケルのような非接着性材料で形成されても良く、または剥離剤でコーティングされていても良い。

型を未硬化樹脂の上に位置決めした後、型の位置は、修正構造の位置が所望の位置に一致するように整列され、調整される(手順ＳＴ１３)。特に、所望の修正構造が形成され、透過二重像が現れないように、型の傾きは調整される。型の位置を調整するために、光学モニターを使用して修正効果を検出し、その位置を検出された効果に依存して調整することができる。特定の光学的モニターは、型表面からの反射光と、樹脂に対向するグレージング表面からの反射光との相対的な位置を評価することができる。反射間の関係は、所望の修正構造に相関するように定義することができる。例えば、修正構造が、合わせガラス中の表面S４上に成形される表面S１のようにグレージングの反対面に平行な表面を有することが好ましい場合、これらは、平行な反射を有し得る。型表面からの反射と対向するグレージング表面との間の関係は、所望の修正構造表面位置に基づいて定義され得る。更なる実施形態では、型の下の樹脂を通して光路を観察するためのモニターを使用することができる。型が透明である場合、ユーザは、型を通って移動する光を監視することができる。型が透明でない場合、ユーザは、グレージングを通過する光または型の表面で反射された光を監視することができる。モニターが光の大きな歪みを示す場合、型の位置は、光学特性を最適化するために、歪み、ビーム偏差、および／または二重像形成を含むようにさらに調整することができる。

塗布された樹脂は、樹脂に紫外光を加熱または照射することによって硬化することができる(手順ＳＴ１４)。樹脂が紫外線硬化される場合において、型が紫外光に対して透明である場合は型を通して、或いは型が紫外光に対して透明でない場合にはグレージング若しくはグレージングの一部を介して、放射線を設定することができる。紫外線硬化プロセスは、グレージングの表面上に熱を必要とせず、従って、グレージングは、ガラスの形状に影響を及ぼす可能性のある望ましくない加熱に曝されないようにできる。あるいは、熱により樹脂を硬化させてもよい。樹脂が熱により硬化する場合には、非常に少量の光が修正構造に到達しても、樹脂を硬化させることができる。

樹脂を硬化させた後、型を硬化樹脂の表面から剥離して修正構造として成形する(ステップＳＴ１５)。修正構造を覆うように保護フィルムを形成してもよい。保護フィルムは、グレージングの輸送および設置の間、修正構造を保護することができる。保護フィルムは、修正構造を介して光を受け取るために受光デバイスを使用する前に除去されても良い。いくつかの実施形態では、防曇膜を樹脂の上に設けて、受光デバイスの面に防曇性表面を提供することができる

図７乃至図１２を参照すると、いくつかの実施形態による積層ガラスの製造方法が示されている。この方法は、図６に示す方法と実質的に同じステップを含む。図７に示すように、第１のガラス基板７０および第２のガラス基板７４は、第１のガラス基板７０と第２のガラス基板７４との間に位置する積層膜としての中間層７２を用いて準備される。スクリーン印刷は、黒色セラミック領域を生成するための不透明領域７６を形成することができる。不透明領域７６がグレージングの周囲にある場合、不透明領域７６は、いくつかの実施形態では、ドットパターンを少なくとも部分的に含むことができる。この調製されたグレージングの曲げ加工の後、第２のガラス基板７４の表面Ｓ４は、不均一な加熱および／または他の原因に起因する第２のガラス基板７４内の変形７８に起因する凹部８０を有することができる。

続いて、図８に示すように、凹部８０に樹脂８２を塗布して充填してもよい。凹部８０を充填するためにロールコーターまたはスピンコーターを用いてもよく、凹部が非常に小さい場合には、樹脂材料の液滴または液滴を凹部８０に充填するのに十分な大きさとすることができる。一実施形態では、樹脂は、例えばＮｏｒｌａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから製造されたＮｏｒｌａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ６１(商品名)のような紫外線硬化性樹脂であってもよい。樹脂８２は好適な屈折率例えば１．５６を有し、それはガラス基板７４の屈折率と実質的に同じであって、樹脂８２は、表面Ｓ４の境界での不必要な反射を防止することができる。

図９に示すように、型８６を樹脂８２上に配置する。型８６を樹脂８２上に配置する前に、型８６の表面に離型剤８４をスプレー法等により塗布しても良い。離型剤８４はワックス系薬剤から選択することが好ましい。スプレーコーティングは、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中の０．２％の溶液で実施することができる。離型剤８４は、型８６上に永久的であってもよいし、型８６の各使用前に再塗布されてもよい。

次いで、図１０に示すように、樹脂８２が不透明領域７６と重なるように流れるように、型８６を第２のガラス基板７４の表面Ｓ４に押し付ける。型８６が樹脂８２上に置かれたときに、グレージングに対する型８６の正確な位置は、グレージングを通して光線を測定または検出することによって監視され得る。型８６が透明である場合、ユーザは、型８６を通って移動する光をモニターすることができる。型８６が透明でない場合には、使用者は、型８６の表面で反射されたグレージングまたは光を透過した光をモニターすることができる。モニターされた光が、望ましくない屈折効果による二重像を示す場合、型８６の位置は、修正構造としては適切ではなく、したがって、ユーザは、樹脂８２をより厚くまたは薄くして、モニター上の二重像を減少させることができるように、型８６の位置を変更することができる。モニターが最適化された画像を示す場合、この成形プロセスによって望ましい修正構造を形成することができる。この実施形態の型８６は、例えば、Ｅｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓからの４７５７４０００番の光学平面製品から作成された光学的に平坦な表面を有していてもよい。

型８６が樹脂８２上に配置された後、樹脂８２は、図１１に示すように型８６を介して紫外線で処理されてもよい。型８６の透明性から、樹脂８２は凹部８０内で十分に硬化される。樹脂８２を硬化させるために、例えば発光ダイオード照明装置を数～１０秒間使用することができる。樹脂８２が３ジュール／ｃｍ２で完全に硬化している場合、１２５０ｍｗで動作可能な紫外線発光ダイオードデバイスは、樹脂８２を２、３または数秒で完全に硬化させるのに十分であり得る。

図１２に示すように、型８６は、樹脂８２の表面から除去されてもよい。このとき離型剤８４は、型８６の取り外しを補助することができ、凹部８０に充填された適切な外面形状を有する硬化樹脂８２は、第１及び第２のガラス基板及び中間層を透過する光の少なくとも１つの光学特性を効果的に改善する修正構造として機能することができる。

本開示の上記の説明は、当業者が本開示を製造または使用することを可能にするために提供される。本開示に対する様々な変形例は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される共通の原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の変形に適用され得る。さらに、図面に関連した上記の説明は、実施形態を記載し、実施され得るか、または特許請求の範囲内にある唯一の例を表すものではない

さらに、説明した態様および／または実施形態の要素を単数形で説明または権利要求しているものの、単数への限定が明示的に述べられていない限り、複数のものが企図される。さらに、任意の態様および／または実施形態のすべてまたは一部は、別段の記載がない限り、任意の他の態様および／または実施形態のすべてまたは一部と共に利用され得る。したがって、本開示は、本明細書に記載された実施例および設計に限定されるべきではなく、本明細書に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

本明細書に開示された数値範囲に関して、通常の方法では、上限の技術的基準は下限の技術的基準とは異なる、すなわち、上限および下限は本質的に明確な提案であることが理解されるであろう。

上記の一般的な説明では、自動車用グレージングおよび方法の異なる特徴に関する一般的な選好およびオプションの提案は、それらが組み合わせ可能で互換性があり、同じ文脈で前方に置かれる限り、異なる特徴のためのそれらの一般的な選好およびオプションの一般的な組み合わせの提案を構成することが確認される。

Claims (26)

1. 第1の側と第2の側とを有し車両外部に面する第1のガラス基板と、
   第３の側面と第４の側面とを有して車両内部に面し、前記第４の側面が前記車両の内部に面する第２のガラス基板と、
   前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に積層された中間層と、
   前記第2のガラス基板の前記第4の面の少なくとも一部に成形され、前記第1及び第2のガラス基板及び前記中間層を透過する光の光学特性を向上させる修正構造と、を備えることを特徴とする自動車用合わせグレージング。
2. 前記修正構造は、当該修正構造に隣接して受光装置が配置されるように、前記グレージングの一部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のグレージング。
3. 前記修正構造における前記グレージングの前記光学パワーは、絶対値として150mdpt以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のグレージング。
4. 前記修正構造における前記グレージングの前記光学パワーは、絶対値として100mdpt以下であることを特徴とする請求項３に記載のグレージング。
5. 前記修正構造における前記グレージングの前記光学パワーは、絶対値として75mdpt以下であることを特徴とする請求項４に記載のグレージング。
6. 前記修正構造は、前記グレージングのビーム偏差を改善することを特徴とする請求項1乃至５のいずれか1項に記載のグレージング。
7. 前記修正構造は、絶対値として提示される光学パワーを低減することを特徴とする請求項1乃至６のいずれか1項に記載のグレージング。
8. 前記修正構造は、前記グレージングおよび前記修正構造を透過した光によって形成される二重像を減少させることを特徴とする請求項1乃至７のいずれか1項に記載のグレージング。
9. 前記修正構造の周囲に不透明領域を有することを特徴とする請求項1乃至８のいずれか1項に記載のグレージング。
10. 前記不透明領域は、前記修正構造と部分的に重なることを特徴とする請求項９に記載のグレージング。
11. 前記修正構造は、前記第1のガラス基板の前記第1の面からの光路を一致するように形成されていることを特徴とする請求項1乃至１０のいずれか1項に記載のグレージング。
12. 前記修正構造は、紫外線硬化性材料からなることを特徴とする請求項1乃至１１のいずれか1項に記載のグレージング。
13. 前記修正構造が、熱硬化性材料を含むことを特徴とする請求項1乃至１１のいずれか1項に記載のグレージング。
14. 前記修正構造の上にコーティング膜をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至１３のいずれか1項に記載のグレージング。
15. 前記コーティング膜が保護コーティングであることを特徴とする請求項１４に記載のグレージング。
16. 前記コーティング膜が防曇膜であることを特徴とする請求項１４に記載のグレージング。
17. 前記修正構造は、可視光波長(587.6nm)において、前記第2のガラス基板の屈折率から±0.05差以内の屈折率を有することを特徴とする請求項1乃至１６のいずれか1項に記載のグレージング
18. 前記修正構造は、前記第2のガラス基板の屈折率よりも高い屈折率を有することを特徴とする請求項1乃至１７のいずれか1項に記載のグレージング
19. 自動車用グレージングを透過する光の光学特性を改善するための修正構造を有する自動車用グレージングの製造方法であって、
    前記自動車用グレージングのためのガラス基板を少なくとも準備する工程と
    前記準備されたガラス基板に未硬化の樹脂を塗布する工程と
    前記未硬化樹脂を成形して所望の修正構造表面を形成する工程と、
    前記未硬化樹脂を硬化させて前記修正構造を形成する工程と、を含むことを特徴とする方法。
20. 前記未硬化樹脂は、型を用いて成形され、前記型は、前記ガラス基板から反射または通過する光をモニターすることによって前記ガラス基板に対して位置決めされることを特徴とする請求項１９記載の方法。
21. 前記樹脂が紫外線(UV)硬化性であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記樹脂が、前記グレージングおよび前記モールドのうちの少なくとも1つを介してUV照射を施すことによってUV硬化されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 前記樹脂が、前記グレージングを導波路として使用してUV照射を施すことによってUV硬化されることを特徴とする請求項２２に記載の方法
24. 前記樹脂が熱硬化性である、請求項１９に記載の方法
25. 前記ガラス基板の表面は、前記成形工程の前に前記修正構造の接着力を向上させる処理を受けることを特徴とする請求項１９乃至２４のいずれか1項に記載の方法。
26. 第１の側面と第２の側面とを有し前記第２の側面は車両の内部に面しているガラス基板と、
    前記ガラス基板の前記第2面の少なくとも一部に成形され、前記ガラス基板を透過した光の光学特性を向上させる修正構造と、
    を備えることを特徴とする自動車用グレージング。

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