CN108407580A - 机动车及其挡风玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机动车的配件技术领域，提供的机动车挡风玻璃包括内层玻璃和外层玻璃以及中间膜层；安装于仪表台下方的抬头显示器将其内部影像投影至内层玻璃和外层玻璃上分别形成主像和副像，中间膜层具有用于消除主像与副像之间重影的楔角，机动车挡风玻璃的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000以使主像成像区域和副像成像区域等效为平面。该机动车挡风玻璃利用设置在内层玻璃和外层玻璃之间的中间膜层具有消除主像与副像之间重影的楔角，驾驶员在看到该内部影像的图像信息时，主像和副像重合，避免了重影的产生；该机动车挡风玻璃的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000，使得主像的成像区域和副像的成像区域等效为平面，简化了楔角的计算。

Description

机动车及其挡风玻璃

技术领域

本发明属于机动车的配件技术领域，尤其涉及一种机动车挡风玻璃及具有该挡风玻璃的机动车。

背景技术

对于机动车驾驶员来说，重影可能是非常令人烦恼的。原则上，在两种不同类型的重影之间是有区别的，也就是说，一方面是在特定对比度调节下的透射中产生的那些重影，而另一方面是在使用平视显示器(Head Up Display，以下简称HUD)时看到的重影。

在使用HUD时，通过设置在驾驶员侧挡板上部的光学设备将提供给驾驶员的包含重要数据的图像透射到挡风玻璃上。图像在挡风玻璃上被反映给驾驶员，驾驶员看到的应该是机动车前方情况的虚像。但是，驾驶员会看到两幅单独的图像，也就是通过挡风玻璃内表面上的反射产生的一幅图像以及通过挡风玻璃外表面上的反射产生的另一幅附加图像即所谓的重影。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机动车挡风玻璃，旨在解决现有技术中机动车挡风玻璃在使用平视显示器时存在重影的技术问题。

本发明是这样实现的，一种机动车挡风玻璃，包括相面对设置的内层玻璃和外层玻璃以及夹设于所述内层玻璃与所述外层玻璃之间的中间膜层，并具有相对设置的上边缘和下边缘，所述机动车挡风玻璃沿所述上边缘至所述下边缘呈弯曲设置；安装于仪表台下方的抬头显示器将其内部影像投影至所述内层玻璃和所述外层玻璃上分别形成主像和副像，所述中间膜层具有用于消除所述主像与所述副像之间重影的楔角，所述机动车挡风玻璃的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000以使所述主像成像区域和副像成像区域等效为平面。

进一步地，利用光线的反射和折射定律计算出所述楔角大小。

进一步地，采用以下公式计算楔角δ：

n sinγ'＝sinγ (1)

其中，n是所述内层玻璃和所述外层玻璃的折射率；

γ是像源发出的光线1入射至所述内层玻璃内表面上的入射角，单位为rad；γ′是入射至所述内层玻璃上光线的出射角，单位是rad，所述光线1通过所述内层玻璃反射投入人眼，在所述主像中形成虚像；

β是像源发出的光线2入射至所述内层玻璃内表面上的入射角，单位是rad，所述光线2通过所述外层玻璃反射投入人眼，在副像中形成虚像；

t是所述挡风玻璃的厚度，单位为mm；

S是像源到所述内层玻璃反射点的距离，单位为mm；

L是所述内层玻璃反射点到人眼的距离，单位为mm；

δ是楔角，单位为mrad。

进一步地，根据β、S和L的平均值确定一个所述楔角大小，使得所述主像中的虚像与所述副像中的虚像重合。

进一步地，在所述箱源周围向所述内层玻璃的不同位置入射不同的光线，追踪每一条所述光线，计算出其对应的β、S和L值。

进一步地，所述中间膜层从所述下边缘至所述上边缘的方向逐渐变厚。

进一步地，所述中间膜层的厚度最小处的厚度为0.76mm。

本发明还提供了一种机动车，包括仪表台、设置于所述仪表台前方的挡风玻璃、安装于所述仪表台上抬头显示器和上述挡风玻璃。

本发明相对于现有技术的技术效果是：该机动车挡风玻璃用于供仪表台上的所述抬头显示器的内部影像进行投影并形成主像和副像，通过在所述内层玻璃和所述外层玻璃之间设置中间膜层，且所述中间膜层具有消除所述主像与所述副像之间重影的楔角，驾驶员在看到该内部影像的图像信息时，所述主像和所述副像重合，避免了重影的产生；而且由于所述机动车挡风玻璃的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000，则使得所述主像的成像区域和所述副像的成像区域等效为平面，简化了所述楔角的计算，计算方法简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供挡风玻璃的成像结构示意图；

图2是图1中挡风玻璃中楔角的计算原理图；

图3是图1中挡风玻璃的结构示意图。

附图标记说明：

10	挡风玻璃	20	仪表台
				12	内层玻璃	30	抬头显示器
14	外层玻璃	A	主像、副像
				16	中间膜层

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参照图1至图3，本发明实施例提供的机动车挡风玻璃10包括相面对设置的内层玻璃12和外层玻璃14以及夹设于所述内层玻璃12与所述外层玻璃14之间的中间膜层16，并具有相对设置的上边缘和下边缘，所述机动车挡风玻璃10沿所述上边缘至所述下边缘呈弯曲设置；安装于仪表台20下方的抬头显示器30将其内部影像投影至所述内层玻璃12和所述外层玻璃14上分别形成主像和副像A，所述中间膜层16具有用于消除所述主像与所述副像之间重影的楔角，所述机动车挡风玻璃10的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000以使所述主像成像区域和副像成像区域等效为平面。

本发明实施例提供的机动车挡风玻璃10用于供仪表台20上的所述抬头显示器30的内部影像进行投影并形成主像和副像A，通过在所述内层玻璃12和所述外层玻璃14之间设置中间膜层16，且所述中间膜层16具有消除所述主像与所述副像之间重影的楔角，驾驶员在看到该内部影像的图像信息时，所述主像和所述副像重合，避免了重影的产生；而且由于所述机动车挡风玻璃10的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000，其沿水平方向的弯曲曲率可以忽略，则使得所述主像的成像区域和所述副像的成像区域A等效为平面，简化了所述楔角的计算，计算方法简单。

在该实施例中，所述中间膜层16为PVB(全称为：Polyvinyl Butyral，中文名：聚乙烯醇缩丁醛)膜层。该中间膜层16为透明状。

请参照图1和图3，本发明实施例提供的机动车挡风玻璃10可以将所述抬头显示器30的影像信息通过光的折射和反射成像于所述挡风玻璃10的外侧某个位置，所形成的主像和副像A重合。

请参照图1和图2，进一步地，利用光线的反射和折射定律计算出所述楔角大小。在计算过程中，可以将人眼、所述抬头显示器30的影像以及主像和副像A的重合区域，由于挡风玻璃10的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000，该重合区域可以等效为平面，并利用所述挡风玻璃10的折射率和反射角进行计算，将所述中间膜层16的楔角计算出，计算过程简单。

请参照图2，进一步地，采用以下公式计算楔角δ：

nsinγ'＝sinγ (1)

其中，n是所述内层玻璃12和所述外层玻璃14的折射率；

γ是像源发出的光线1入射至所述内层玻璃12内表面上的入射角，单位为rad；γ′是入射至所述内层玻璃12上光线的出射角，单位是rad，所述光线1通过所述内层玻璃12反射投入人眼，在所述主像中形成虚像；

β是像源发出的光线2入射至所述内层玻璃12内表面上的入射角，单位是rad，所述光线2通过所述外层玻璃14反射投入人眼，在副像中形成虚像；

t是所述挡风玻璃10的厚度，单位为mm；

S是像源到所述内层玻璃12反射点的距离，单位为mm；

L是所述内层玻璃12反射点到人眼的距离，单位为mm；

δ是楔角，单位为mrad。

该实施例通过计算人眼、像源(即抬头显示器30所显示的影像信息)以及主像和副像A的位置，并且主像和副像A重合，计算出楔角，从而准确地确定该挡风玻璃10的一个楔角大小，计算过程简单且方便。

请参照图2，进一步地，根据β、S和L的平均值确定一个所述楔角大小，使得所述主像中的虚像与所述副像中的虚像重合。由于像源含有多个点以及人眼处也具有多个点，对于不同点对应不同条的光线，而且每条光线对应有一个β、S和L值，根据众多β、S和L值计算出他们的平均值，并由平均值来确定一个楔角大小。即求β、S和L平均值的过程，相对于对像源和人眼的位置点进行了平均值单点化处理，即把像源看作一个经多点平均值后的一个点，同样地，人眼的位置点也是看作经多点平均值后的一个点，简化了计算过程。

请参照图2，进一步地，在所述像源周围向所述内层玻璃12的不同位置入射不同的光线，追踪每一条所述光线，计算出其对应的β、S和L值。对应的β、S和L值的计算如下：实际上，像源到前挡风玻璃的投影区域会存在无数条光线，这些光线的平均值为S，同样地，从前挡风玻璃反射到人眼的光线也存在无数条光线，这些光线的平均值为L，需要说明是，像源是指液晶显示屏在抬头显示器上的最后一块镜片上所成的像。计算过程中会按照通用规则选取其中一些光线进行计算，具体地，从像的中心到边缘方向，将图像划分为若干个环形区域，在每个区域均等地选取光线计算，这些光线会兼顾所有不同区域，所以可以代表图像的实际水平。

请参照图3，进一步地，所述中间膜层16从所述下边缘至所述上边缘的方向逐渐变厚。所述中间膜层16靠近所述仪表台20一侧的厚度最小，靠近顶部的厚度最大，即从所述挡风玻璃10的下边缘到上边缘的厚度逐渐变厚。所述内层玻璃12和所述外层玻璃14从下边缘至所述上边缘的厚度分别为等厚的。通过所述中间膜层16的厚度变厚来保证所述主像和副像A的重合，避免重影的产生。

请参照图3，优选地，所述中间膜层16的厚度最小处的厚度为0.76mm。

请参照图1和图2，本发明实施例提供的机动车包括仪表台20、设置于所述仪表台20前方的挡风玻璃10、安装于所述仪表台20上抬头显示器30和上述挡风玻璃10。该实施例中的挡风玻璃10与上述各实施例中的挡风玻璃10具有相同的结构，且所起作用相同，此处不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机动车挡风玻璃，包括相面对设置的内层玻璃和外层玻璃以及夹设于所述内层玻璃与所述外层玻璃之间的中间膜层，并具有相对设置的上边缘和下边缘，所述机动车挡风玻璃沿所述上边缘至所述下边缘呈弯曲设置；其特征在于，安装于仪表台下方的抬头显示器将其内部影像投影至所述内层玻璃和所述外层玻璃上分别形成主像和副像，所述中间膜层具有用于消除所述主像与所述副像之间重影的楔角，所述机动车挡风玻璃的沿竖直方向的弯曲曲率半径大于8000以使所述主像成像区域和副像成像区域等效为平面。

2.如权利要求1所述的机动车挡风玻璃，其特征在于，利用光线的反射和折射定律计算出所述楔角大小。

3.如权利要求2所述的机动车挡风玻璃，其特征在于，采用以下公式计算楔角δ：

n sinγ'＝sinγ (1)

其中，n是所述内层玻璃和所述外层玻璃的折射率；

γ是像源发出的光线1入射至所述内层玻璃内表面上的入射角，单位为rad；γ′是入射至所述内层玻璃上光线的出射角，单位是rad，所述光线1通过所述内层玻璃反射投入人眼，在所述主像中形成虚像；

β是像源发出的光线2入射至所述内层玻璃内表面上的入射角，单位是rad，所述光线2通过所述外层玻璃反射投入人眼，在副像中形成虚像；

t是所述挡风玻璃的厚度，单位为mm；

S是像源到所述内层玻璃反射点的距离，单位为mm；

L是所述内层玻璃反射点到人眼的距离，单位为mm；

δ是楔角，单位为mrad。

4.如权利要求3所述的机动车挡风玻璃，其特征在于，根据β、S和L的平均值确定一个所述楔角大小，使得所述主像中的虚像与所述副像中的虚像重合。

5.如权利要求4所述的机动车挡风玻璃，其特征在于，在所述箱源周围向所述内层玻璃的不同位置入射不同的光线，追踪每一条所述光线，计算出其对应的β、S和L值。

6.如权利要求1所述的机动车挡风玻璃，其特征在于，所述中间膜层从所述下边缘至所述上边缘的方向逐渐变厚。

7.如权利要求6所述的机动车挡风玻璃，其特征在于，所述中间膜层的厚度最小处的厚度为0.76mm。

8.一种机动车，包括仪表台、设置于所述仪表台前方的挡风玻璃以及安装于所述仪表台上抬头显示器，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的挡风玻璃。