[发明专利]具有增强的光学性能的中间层

说明书

提供了锥形中间层和使用其的挡风玻璃。与被优化以减少一种驾驶员身高的重像的传统挡风玻璃不同，本发明的挡风玻璃可以对于多种身高的驾驶员，包括非常高或非常矮的驾驶员表现出减少的重像，同时还为平均身高的驾驶员提供所需的图像清晰度。如本文所述的挡风玻璃可用于各种应用，包括采用HUD投影系统的汽车、飞机、船舶和休闲车。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月4日提交的美国临时专利申请序列号62/318,128的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景

1.发明领域

本公开内容涉及聚合物中间层和由聚合物中间层制成的多层板，例如挡风玻璃。

2.相关技术的描述

术语“安全玻璃”通常是指透明层压体，其包括设置在两片玻璃之间的至少一个聚合物片材或中间层。安全玻璃通常用作建筑和汽车应用中的透明屏障，其主要功能之一是吸收由冲击产生的能量，而不允许物体穿透玻璃。如果冲击力足以破坏玻璃，则玻璃保持粘合到聚合物中间层上，从而防止可能导致损坏和伤害的锋利玻璃碎片的分散。安全玻璃还可以提供其它益处，例如减少紫外（UV）和/或红外（IR）辐射的通过，并且其还可以通过添加颜色、纹理等来增强窗口的美学外观。此外，还已生产出具有所需声学特性的安全玻璃，其产生更安静的内部空间。

层压安全玻璃已经用于配备有平视显示器（HUD）系统的车辆中。HUD系统将仪表组或其它重要信息的图像投影到车辆操作员视线水平处的挡风玻璃上的位置。这样的显示器允许驾驶员在视觉上访问仪表板信息的同时保持专注于即将到来的行进路径。当投影到具有均匀厚度的平坦挡风玻璃上时，由于投影图像从每个玻璃板的内和外表面反射出时的位置不同而产生干扰性反射重影或“重像”。

用于使这些重像最小化的一种方法是在玻璃和聚合物中间层之间的挡风玻璃表面之一上施加涂层，例如介电涂层。该涂层被设计成在非常接近主像的位置处产生第三重像，同时显著降低副像的亮度，以使得副像看起来融入背景中。遗憾的是，有时这样的涂层的有效性是有限的，并且涂层本身可能干扰聚合物中间层与玻璃基板的粘合。这可能导致光学畸变以及其它性能问题。

减少挡风玻璃中的重像的另一方法是将内和外玻璃板彼此以一定角度定向。这使得反射图像的位置与单个点对齐，从而创建单个图像。通常，这是通过采用包括至少一个不均匀厚度区域的楔形或“锥形”中间层使外板相对于内板移位来完成的。大多数传统的锥形中间层在整个HUD区域上包括恒定楔角，尽管最近已经开发了一些在HUD区域上包括多个楔角的中间层。

传统锥形中间层的问题在于使重像出现最小化所需的楔角取决于多种因素，包括挡风玻璃安装的细节、投影系统的设计和设置、以及用户的位置。许多传统的锥形中间层被设计和优化用于给定车辆特有的一组条件。此外，这组优化条件通常包括假设的驾驶员位置，包括驾驶员身高、驾驶员与挡风玻璃的距离、以及驾驶员观看投影图像的角度。虽然优化挡风玻璃的身高的驾驶员可能经历很少或没有反射重影，但是比该身高更高和更矮的驾驶员可能经历显著的重像。

因此，需要适合于与HUD投影系统一起使用且对于所有身高的驾驶员而言重影分离减少的聚合物中间层和利用此类中间层的挡风玻璃。

概述

本发明的一个实施方案涉及挡风玻璃，其包括一对玻璃板和设置在所述玻璃板之间并与其每个接触的聚合物中间层。该聚合物中间层界定HUD区域，并且该HUD区域具有包括至少一个可变角区的锥形垂直厚度分布。在挡风玻璃的标准安装条件下测量时，该挡风玻璃表现出小于2弧分的上部眼动范围反射重像分离距离和小于2弧分的下部眼动范围反射重像分离距离中的至少一个。