具有窗玻璃和相关联的热成像仪的装置及其优化方法与流程

1.本发明涉及一种装置，其组合了机动车辆、火车或飞机中的窗玻璃（特别是挡风玻璃）和用于这种窗玻璃显示信息的所述热成像仪。


背景技术：

2.用于车辆的窗玻璃和相关联的技术在不断发展，尤其是为了改进安全性。
3.特别地，专利gb2271139提出了一种挡风玻璃，其包括层压窗玻璃，该层压窗玻璃在中央部分且靠近顶部纵向边缘具有填充有插入物的孔口，该插入物由对热红外线高度透明的材料制成，更具体地，由硫化锌（zns）制成，其透射率从5到15
ꢀµ
m至少为50％。联接到驾驶员可见的屏幕的专用成像仪位于车辆内部中、面向插入物。孔是圆形的，并且插入物是胶粘到该孔的壁的盘形物。
4.就制造而言，在挡风玻璃进入高压釜之前做出孔。


技术实现要素：

5.可以增强这种装置的物体或人检测性能水平。
6.为此，本发明涉及一种装置，其包括：
‑ꢀ
车辆的（尤其是层压的和/或弯曲的）窗玻璃，该车辆尤其是机动车辆（车辆、卡车、公共交通：公共汽车、小汽车等）或有轨车辆（特别是具有最多为90 km/h或最多为70 km/h的最大速度，特别是地铁、有轨电车），特别是具有给定厚度e1（亚厘米的，尤其地对于机动车辆挡风玻璃最多为5mm）的挡风玻璃、后窗、侧窗玻璃，窗玻璃具有朝向外部定向的外主面（称为f1）和在车辆内部侧上的（最）内主面（称为f4，如果是层压窗玻璃，则或称为f2），窗玻璃在优选地在窗玻璃的上部分中（优选地，在顶部纵向边缘处，尤其是在上部分的中央区域中）的外围区中在内面和外面之间包括通孔，由窗玻璃的侧壁界定该孔，尤其是形成外围凹口的开放式孔或封闭孔（被壁包围），特别是具有恒定直径或内面上的直径比外面上的直径宽的孔，尤其是具有凸形横截面，特别是圆形或卵形或椭圆形或者甚至矩形、正方形或六边形，
‑ꢀ
在所述通孔中的插入物（平坦的或弯曲的，具有外面f1，甚至还具有突出的内面f2，或如果为层压窗玻璃，则相应地具有f4），该插入物由在红外线光谱中的波长范围a内透明的材料制成，该波长范围a超过2.5
ꢀµ
m，范围为至少从9.5
ꢀµ
m到10.5
ꢀµ
m并且优选地为从8
ꢀµ
m到12
ꢀµ
m，该插入物具有尤其是从3 mm到10 mm的给定厚度e，其由在范围a内具有折射率n（尤其是1.35到4.5）的材料制成，该插入物具有朝向车辆内部定向的输入面（与内面齐平或从内面缩进和输出面（与外面齐平或从外面缩进），插入物优选地具有圆形或准圆形形状，输入面配合在具有宽度wi和高度di的矩形或正方形内，其中高宽比di/wi至少为0.8或0.9且最多为1.1或1.2，优选地di>wi，并且di最多为35 mm，尤其是至少为5 mm或8 mm，从而限定作为所述矩形的对角线交点的中心o，
‑ꢀ
所谓的热成像仪，其安置在内面侧上以便在电磁辐射穿过插入物之后接收电磁
辐射，该热成像仪包括具有高度p（通常为直径）的尤其为圆形的输入光瞳和在范围a内的红外线检测系统（例如，通过微辐射热测量（microbolom
é
trie），尤其是在没有低温冷却的情况下）以及透镜，该成像仪由以下各者限定：
‑ꢀ
光轴x’，其穿过光瞳的中心c，c面向插入物，
‑ꢀ
竖直视角θ，其至少为10
°
或20
°
且特别地最多为70
°
或60
°
。
7.成像仪具有给定体积，该给定体积由接触点t（透镜的楔形物/上部前端平面/在透镜前面或后面）限定，该接触点能够首先接触窗玻璃、或在窗玻璃的内面上的板、或插入物、或在所述窗玻璃的外围环境中安装在车辆中的适当位置的零件。
8.限定正交参考系（o, x, y, z），其中x是平行于光轴x’、朝向外面定向的轴线，z是垂直于光轴的轴线，轴线y在包含朝向窗玻璃的顶部定向的p0的平面中垂直于x，z垂直于p0。
9.t位于穿过o和c的平面p0中，或者tv（称为虚拟接触点）被限定为t在所述平面p0中的投影，w是c和t或tv之间在平面p0中沿着x的距离、且是t或tv的平面p0中的代数值，并且h是c和t或tv之间在平面p0中沿着y的距离。
10.插入物的输入面具有由相对于x的角度α限定的倾角。
11.第一直线dt1被限定为[数学公式1]第二直线dt2被限定为[数学公式2]dt1和dt2在c0(x
c0
, y
c0
)处正割，其中[数学公式3][数学公式4]第三直线dt3被限定为[数学公式5]
dt1和dt3在e(x
e
,y
e
)处正割，dt2和dt3在f(x
f
,y
f
)处正割，[数学公式6][数学公式7][数学公式8][数学公式9]x
c
是负值，y
c
是正值，成像仪通过点t接触或被间隔开。
[0012]
在情况a)下，y
f > y
c0 > y
e
，并且c (x
c
, y
c
)在具有顶点c0 (x
c0
,y
c0
)、f(x
f
,y
f
)和e(x
e
,y
e
)的三角形内部，通过包括e，至少50％的光瞳被定位在所述三角形中。
[0013]
在情况b)下，当以下成立时：[数学公式10]则y
c < (y
c0
5mm)。
[0014]
交点k然后被限定在直线y=y
c0
和dt3之间，因此[数学公式11][数学公式12]且[数学公式13]，甚至[数学公式14]
。
[0015]
限定了成像仪的输入光瞳的中心，即，如从外部看时成像仪的光圈的中心。为了最大程度地优化成像仪的位置以便最大化视场，必须遵守三个约束条件：
‑ꢀ
要遵守的不减小向下竖直视场的约束条件（光学约束条件），
‑ꢀ
要遵守的不减小向上竖直视场的约束条件（光学约束条件），
‑ꢀ
透镜不能敲入挡风玻璃中的约束条件（机械约束条件）。
[0016]
在可以遵守三个约束条件的情况下，这些约束条件中的每一者的极限情况都限定了三条直线dt1、dt2、dt3，这三条直线在竖直平面中限定三角形。期望成像仪的光瞳的中心位于该三角形内。
[0017]
在水平面上，挡风玻璃的倾角的影响很小，且因此其未分配有水平视场。而且，由于挡风玻璃的倾角在竖直面上而不是沿其他方向，因此成像仪被放置在中间以关于左右轴线实现对称，且因此不需要优化。因此，优化仅在竖直放置上。
[0018]
y
c0
是从光学约束条件而非机械约束条件得出的，因此其值与w和h无关。
[0019]
其中f是成像仪的焦距，而且，h
sensor
是传感器的高度且θ是成像仪的竖直视角，[数学公式15]注意，p等于f/n。
[0020]
优选的是如下的红外线检测，其在范围a内具有最大灵敏度且甚至在超过15
ꢀµ
m或14
ꢀµ
m和低于7
ꢀµ
m或6
ꢀµ
m的情况具有弱灵敏度。
[0021]
可以引用的热成像仪的示例是来自lynred usa公司的产品atom
®
1024。
[0022]
有利地：
‑ꢀ
在情况a)下，通过包括e，至少70％、80％、90％或甚至100％的光瞳被定位在所述三角形c0fe中。
[0023]
‑ꢀ
在情况a)下，y
c0
‑
2mm<y
c < y
c0
‑
0.5 mm或甚至y
c0
‑
1mm <y
c < y
c0
‑
0.5 mm，并且x
f
‑
5 mm < x
c < x
f
2 mm且甚至x
f
‑
5 mm < x
c < x
f
1mm，
‑ꢀ
θ至少为20
°
且特别地最多为50
°
，
‑ꢀ
di最多为20 mm，
‑ꢀ
w的绝对值从1 mm到10 cm，
‑ꢀ
h从1 mm到2 cm。
[0024]
特别地：y
c < 10 mm和/或< 5 cm。
[0025]
对于情况a)：
‑ꢀ
针对c0：y
c0
从0.8 mm到3.2 mm，且x
c0
为
‑
40 mm到
‑
10 mm，
‑ꢀ
针对e：y
e
<4/3 mm，x
e
至少为
‑
20 mm且最多为3 mm，
‑ꢀ
并且针对f：y
f
<7 mm，x
f
为
‑
25 mm到
‑
10 mm。
[0026]
对于情况b)：
‑ꢀ
y
c0
从1 mm到3 mm。
[0027]
如果存在不使成像仪相对于水平面“倾斜”太多的偏好，则因此选择的x’（或x）与水平面倾斜最多为30
°
、20
°
、10
°
、5
°
和/或最多为等于θ/2
ꢀ±ꢀ2°
或
±ꢀ1°
的角度。
[0028]
范围a为从9.5 μm到10.5 μm，优选地从8 μm到12 μm或13 μm，优选地在此范围a内具有至少为50％且更好地至少为60％、65％或70％的光透射率。
[0029]
并且，优选地，在插入物和侧向壁之间存在用于固定插入物（并且还优选地为不透水的且甚至不透气的）的器件，尤其是呈由有机聚合物材料（或有机/无机杂化）和/或柔性材料（例如，聚碳酸酯）制成的环的形状。
[0030]
根据本发明，另外，插入物的材料可以是锗或zns（经典的）。
[0031]
根据本发明，另外，插入物的材料在参考波长优选地位于500 nm和600 nm之间且甚至540 nm或550 nm到600 nm、更好地在从550 nm到600 nm的范围b内的可见光中可以是透明的，优选地在范围b内具有至少为25%且更好地至少为30%或甚至更好地40%、60%的光透射率。
[0032]
与在可见光谱中不透明的经典zns不同，根据本发明的插入物的材料在可见光中可以是透明的，这使以下成为可能：
‑ꢀ
简单地识别晶体中的缺陷，因此限制了废品率，
‑ꢀ
正确地预先瞄准光学系统（使用在参考波长中敏感的所谓的热成像仪）。
[0033]
使用分光光度计（诸如，perkin elmer lambda
‑
35）针对参考波长或更好地针对范围b测量光透射率。
[0034]
光透射率可以根据标准iso 9050 :2003通过使用照明体d65来测量，并且考虑到直接透射和可能的漫透射两者，可以是总透射率（尤其是在可见光范围内积分并通过人眼的灵敏度曲线加权），该测量例如使用设置有积分球的分光光度计来进行，根据标准iso 9050 :2003，如果需要，将给定厚度下的测量值转换为4 mm的参考厚度。
[0035]
针对范围a通过傅立叶光谱仪（诸如，brukervertex
‑
70）来测量红外线光学透射率。
[0036]
有利地，插入物的材料：
‑ꢀ
在范围a内具有至少为50％且更好地至少为60％、65％或70％的红外线光学透射率，尤其是在范围a内最多为5％或3％或2％（平坦光谱）的红外线光学透射率的变化，
‑ꢀ
以及在范围b内具有至少为25％且更好地至少为30％或甚至40%、60%的光透射率，尤其是在范围b内最多为5％或2％（平坦光谱）的光透射率的变化。
[0037]
插入物例如是中性色或着色的（同时保持透明），尤其是黄色或橙色。
[0038]
插入物的材料可以是抛光的（外面和内面）。
[0039]
有利地，根据本发明的插入物的材料如下选自特别地通过化学气相沉积）获得的材料（优选地为多晶）当中：
‑ꢀ
包括硒和/或硫的锌化合物，或
‑ꢀ
包括氟化钡的化合物，
‑ꢀ
或甚至包括溴碘化铊的化合物，诸如krs
‑
5类型（溴化碘化铊）的化合物。
[0040]
并且特别地，插入物的材料选自以下各者当中：
‑ꢀ
包括多光谱硫化锌的化合物，特别地在热等静压（在优选地至少为800℃的温度下通过等静压的处理）之后获得，尤其包括硒，诸如zns
x
se1‑
x
，其中x优选地至少为0.97，或更好地至少为0.99，且甚至更好地至少为0.998，
‑ꢀ
包括硒化锌（特别地znse）的化合物，
‑ꢀ
包括氟化钡（特别地baf2）的化合物。
[0041]
具有多光谱（ms）级的硫化锌是最近的材料。它可以是多晶的，并且通过实施（尤其是在通过化学气相沉积cvd由锌蒸气和h2s气体形成之后）热等静压（hip）来获得。
[0042]
多光谱硫化锌的透射率可以是具有平坦光谱的宽光谱。透射率特别地从0.5 μm到10 μm为大于60％。
[0043]
多光谱zns的折射率例如在范围a内为在2.1和2.3之间，并且在可见光中为在2.3和2.6之间。
[0044]
鉴于其光学和机械性质以及耐化学性的组合，多光谱的且优选地多晶的硫化锌是有利的。
[0045]
最著名的多晶多光谱硫化锌是cleartran
™
。
[0046]
可以引用由ii
‑
vi或crystaltechno ltd公司出售的多光谱zns产品。
[0047]
可以引用的多晶硒化锌的供应商包括hellma、ii
‑
vi或crystaltechno ltd公司。
[0048]
有利地，为了改进机械阻力，在插入物包括外面和内面的情况下，它在外面上并且可能地在内面上包括机械和/或化学保护层。
[0049]
机械和/或化学保护层（优选地为单层或多层涂层）可以选自以下各层中的至少一者当中：
‑ꢀ
包括硫化锌（尤其地zns）的层，特别是在zns
x
se1‑
x
（尤其是znse）的插入物上，以用于机械保护，
‑ꢀ
金刚石层，优选地由于其对插入物的晶体的粘附性质而为无定形的，尤其地其厚度至少为10 nm 或20 nm，并且优选地为从50 nm到300 nm且甚至最多为100 nm，
‑ꢀ
dlc（“类金刚石碳”）层，即基于金刚石类型的层，优选地为无定形的，尤其地其厚度至少为10 nm或20 nm，并且优选地为从50 nm到300 nm且甚至最多为100 nm。
[0050]
在znse上添加足够薄的zns层未使透射率降级，并保证与本体zns可比较的耐腐蚀性。示例产品是来自rohm & haas公司的tuftran
™
。
[0051]
例如，诸如zns
x
se1‑
x
（包括zns）之类的材料可以涂覆有zns层，以保护其不受酸和其他特定溶剂（比如甲醇等）的影响。
[0052]
作为zns的替代物，因此有可能例如通过化学气相沉积（尤其是pecvd）或气相沉积（vpd）来沉积金刚石层（或dlc层），而不使透射率降级并保证甚至更大的耐腐蚀性。在osipkov和其他人的出版物iop conf. ser. material science and engineering 74 (2015) 012013中描述了制造的示例。
[0053]
因此，插入物可以涂覆有具有不同折射率的功能性顶层（耐刮擦、防雾等）n是具有主导厚度的材料的折射率。
[0054]
插入物可以是平坦的、具有平行的内面和外面，最多为2。
[0055]
插入物的内面可以与窗玻璃的内面齐平或缩进最多5 mm。
[0056]
在窗玻璃的内面（如果是层压窗玻璃，则为f2或f4）上，可以胶粘有板，尤其地其厚
度为1 mm到3 mm，且甚至为1.5 mm到2.5 mm。它例如由塑料制成，可能地由增强（纤维等）制成，例如聚碳酸酯（pc）、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚酰胺（pa66）、丙烯腈丁二烯苯乙烯（abs）及其合金abs
‑
pc、聚苯乙烯（ps）、基于甲醛（聚甲醛pom）的聚合物的丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯（asa）、多溴化三联苯（pbt），优选地填充有玻璃纤维以实现甚至更大的强度，尤其是pa66 gf30（30％玻璃纤维）。
[0057]
该板可以用于固定热成像仪和/或壳体。它可以被开孔为与所述通孔成一直线。
[0058]
它还可以承载功能性元件元件，例如可见光中的成像仪和/或激光雷达或任何其他传感器（雨量、亮度等）。它具有多达对于一个或一个传感器所必需的孔（用于可见光成像仪、用于激光雷达等的孔）。
[0059]
根据本发明的窗玻璃可以是层压窗玻璃，尤其是车辆挡风玻璃（道路车辆，特别是机动车辆），其特别地是弯曲的，其包括：第一玻璃片材，其具有所述内主面（称为f1）和相对的主面（称为f2）；以及第二玻璃片材，其在车辆内部的内侧上具有所述外主面（称为f4）（和相对的主面f3），所述第一玻璃片材和第二玻璃片材通过中间层链接，该中间层尤其是声学的和/或着色的、由聚合物材料制成，该聚合物材料尤其是有机的（尤其是热塑性的）。
[0060]
特别地，层压窗玻璃包括：
‑ꢀ
形成外窗玻璃的第一玻璃片材，其可能地为透亮的（clear）、超透亮的或着色的，尤其是灰色或绿色的，优选地是弯曲的，其具有第一主面和第二主面（分别称为面f1和面f2），在机动车辆的情况下，其厚度优选地最多为2.5 mm，甚至最多为2 mm，尤其是最多为1.9 mm、1.8 mm、1.6 mm和1.4 mm，或甚至最多为1.3 mm或最多为1 mm，
‑ꢀ
中间层，其可能地为透亮的、超透亮的或着色的，尤其是灰色或绿色的，其由聚合物材料制成，优选地为热塑性的或甚至更好地由聚乙烯醇缩丁醛（pvb）制成，优选地，在机动车辆的情况下，其厚度最多为1.8 mm，更好地最多为1.2 mm且甚至最多为0.9 mm（且更好地至少为0.3 mm且甚至至少为0.6 mm），尤其地从第一窗玻璃的边沿缩进最多2 mm以及从第二窗玻璃的边沿缩进最多2 mm，该中间层可能地具有在形状上从层压窗玻璃（特别是挡风玻璃）的顶部到底部呈楔形减小的横截面，
‑ꢀ
第二窗玻璃，其由矿物玻璃制成、优选地是弯曲的并且优选地是透亮的或超透亮的甚至是着色的、形成具有第三主面和第四主面的内窗玻璃，在机动车辆的情况下，其厚度优选地小于第一窗玻璃的厚度，甚至最多为2 mm，尤其是最多为1.9 mm、1.8 mm、1.6 mm和1.4 mm，或甚至最多为1.3 mm或最多为1 mm，第一窗玻璃和第二窗玻璃的厚度优选地严格小于4 mm，甚至小于3.7 mm。
[0061]
内玻璃和/或外玻璃可以是中性的（无色）或（略微）着色的，尤其是灰色或绿色，诸如来自saint
‑
gobain glass公司的tsa玻璃。内玻璃和/或部玻璃可以已经历了硬化、退火或回火类型的化学或热处理（特别是为了实现更好的机械强度）或被半回火。
[0062]
在不脱离本发明的范围的情况下，中间层当然可以包括由不同种类（例如，不同硬度）的热塑性材料制成的几个层，以确保声学功能，如例如在出版物us 6,132,882中所描述的，尤其是具有不同硬度的一组pvb层。同样，这些玻璃片材中的一者可以比常规使用的厚度更薄。
[0063]
根据本发明，中间层可以是楔形，尤其是对于hud（平视显示器）应用而言。而且，中间层的各层中的一者可以是各处（throughout）均着色的。
≥ 0.9p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ p/2（100%的光瞳位于三角形中）。
[0077]
为了达到情况d
min
，有可能调节h、w、甚至α’、以及甚至n和e。
[0078]
本发明还涉及一种用于形成如先前所限定的装置的优化方法，其中，针对给定的插入物高度di（其中n和/或e是可能地强加的或可调节的），对于具有给定的p（甚至是x’相对于所强加或可调节的水平面的倾角α’）的成像仪，确定最小可能的θmin，且其优选地最多为40
°
、35
°
（如果可能），从而满足情况a)，并且选择θ≥θmin，使得(y
f
‑
y
c0
) ≥0.5p/2，且优选地(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.7p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.8p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.9p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ p/2。
[0079]
为了达到情况θ
min
，有可能调节h、w、甚至α’、以及甚至n和e。
[0080]
本发明最后涉及一种用于形成如先前所限定的装置的优化方法，其中，针对给定的插入物高度di（其中n和/或e是可能地强加的或可调节的），并且对于具有给定的θ和（/或）p（甚至是x’相对于所强加或可调节的水平面的倾角α’）的成像仪，确定最小可能的h
min
，从而满足情况a)，并且选择h ≥ h
min
，使得(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.5p/2，且优选地(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.7p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.8p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ 0.9p/2、(y
f
‑
y
c0
) ≥ p/2。
[0081]
为了达到情况h
min
，有可能调节w、甚至α’（并且如果为非强加的，则为θ）、以及甚至n和e。
[0082]
下文中描述本发明的一些有利但非限制性的实施例，如果适需要，这些实施例当然可以彼此组合。
附图说明
[0083]
图1示意性地表示具有装置100的车辆，该装置包括挡风玻璃，挡风玻璃具有插入物和在车辆内部中的热成像仪，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0084]
图2示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其参数（坐标等）对于成像仪的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0085]
图3示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其举例说明的参数（示例1）对于成像仪的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0086]
图3’和3
’’
针对示例1和对照示例1’以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0087]
图4示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其举例说明的参数（示例2）对于成像仪的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0088]
图4’针对示例2以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0089]
图5示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其举例说明的参数（示例3）对于成像仪的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0090]
图5’针对示例3以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0091]
图6a和图6b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为θ
的函数的变化。
[0092]
图7a和图7b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为di的函数的变化。
[0093]
图8a和图8b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为α的函数的变化。
[0094]
图9a和图9b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为h的函数的变化。
[0095]
图10a和图10b分别表示对于情况a)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为n的函数的变化。
具体实施方式
[0096]
图1以横截面示意性地表示根据本发明的挡风玻璃100，其中热成像仪9被放置在挡风玻璃后面、面向优选地位于挡风玻璃的中央和上部分中的区。在该区中，成像仪可以相对于水平面以一定角度定向。在该示例中，成像仪是水平的。特别地，透镜和红外线成像仪根据平行于地面的方向直接朝向图像输入区定向。
[0097]
挡风玻璃是常规的层压窗玻璃，其包括：
‑ꢀ
外玻璃片材1，其优选地是着色的，例如由tsa玻璃制成并且厚度为2.1 mm，其具有外面f1和内面f2，
‑ꢀ
以及内玻璃片材1’（或作为变体，塑料片材），其例如为tsa玻璃（或透亮的或超透亮的）并且厚度为2.1 mm或甚至1.6 mm或甚至更小，其具有外面f3和在车辆内部侧上的内面f4，
‑ꢀ
这两个玻璃片材通过中间层彼此链接，该中间层由热塑性材料3制成（多半由聚乙烯醇缩丁醛（pvb）制成）、优选地为透亮的、具有亚毫米的厚度、可能地具有横截面，该横截面从层压窗玻璃的顶部到底部呈楔形减小，例如厚度约为0.76 mm的pvb（来自solutia或eastman的rc41），或作为变体，如果需要，例如厚度约为0.81 mm的声学pvb（三层或四层），例如由三个pvb层制成的中间层。
[0098]
常规地并且如众所周知的，通过热层压元件1、1’和3来获得挡风玻璃。
[0099]
挡风玻璃100在外面11上包括例如（或优选地在f2 12上和/或在面f3 13或f4 14上）优选地不透明涂层，例如黑色物6，诸如搪瓷层或黑漆，遍及窗玻璃的安置成面向并入了热成像仪的装置的表面（因此遍及孔的周边）包括其壳体8（塑料、金属等），以便隐藏后者。壳体8可以固定到板7和车顶（roof）9，该板通过胶粘剂80胶粘到面f4。
[0100]
不透明层6可以延伸超过具有插入物的区。可能地，不透明层的（侧向）延伸部在通孔的顶部边界处形成条带，使得挡风玻璃沿着顶部纵向边缘具有（黑色）不透明条带，甚至是遍及外围的不（黑色）不透明框架。
[0101]
根据本发明，在面向成像仪的外围区中，挡风玻璃在内面11和外面14之间包括通孔4，该孔由层压窗玻璃（玻璃1/pvb 3/玻璃1’）的侧向壁10界定，所述通孔包括：
‑ꢀ
插入物2，其由在红外线中的波长范围a内透明的材料制成，该波长范围a为至少从9.5
ꢀµ
m到10.5
ꢀµ
m并且优选地为从8
ꢀµ
m到12
ꢀµ
m，该插入物具有给定厚度e，
‑ꢀ
在插入物和侧壁之间的用于固定插入物的器件，尤其是呈由柔性聚合物材料制
成的环5的形状，该固定器件尤其地胶粘到侧壁。
[0102]
插入物2的材料在参考波长位于500 nm和600 nm之间的可见光中也是透明的。
[0103]
它至少在从550 nm 到600 nm 的范围b内的可见光中可以是透明的。
[0104]
插入物2的材料在所述范围a内具有至少为50％且更好地至少为65％的红外线透射率、以及在参考波长下且更好地在范围b内具有至少为30％且更好地至少为40%的光透射率。插入物2的材料（优选地为多晶）选自以下各者当中：
‑ꢀ
包括硒和/或硫的锌化合物，或
‑ꢀ
包括氟化钡的化合物。
[0105]
一种特别的选择是：
‑ꢀ
包括多光谱硫化锌的化合物，特别地在热等静压之后获得，尤其包括硒，诸如zns
x
se1‑
x
，其中x优选地至少为0.97，特别是多光谱zns，
‑ꢀ
或包括硒化锌（特别地znse）的化合物，尤其包括硫，诸如znse
y
s1‑
y
，其中y至少为0.97，
‑ꢀ
包括氟化钡的化合物，尤其包括钙和/或锶，尤其是ba1‑
i
‑
j ca
j
sr
i
f2（其中i和j优选地最多为0.25）或甚至ba1‑
i
ca
i
f2（其中i优选地最多为0.25），特别是baf2。
[0106]
插入物2包括外面21和内面22，并且在此其优选地在外面上以及可能地在内面上包括机械和/或化学保护层2’。这是选自以下各者当中的涂层：包括硫化锌的层、金刚石层或dlc层。
[0107]
优选地，可以选择裸露的或覆盖有硫化锌保护层的多光谱zns或被硫化锌保护层覆盖的znse。
[0108]
通过4可以替代地为凹口，因此为优选地在车顶侧上开放的通孔。
[0109]
通孔（和插入物）可以位于挡风玻璃的另一个区域中或甚至位于车辆的另一个窗玻璃中。
[0110]
车辆的窗玻璃可以是单片的。
[0111]
插入物具有尤其是从3 mm到10 mm的给定厚度e，其由在范围a内具有折射率n（尤其是1.35到4.5）的材料制成。
[0112]
插入物优选地具有圆形或准圆形形状，输入面配合在具有宽度wi和高度di的矩形或正方形内，其中高宽比di/wi至少为0.8且最多为1.1，并且di>wi，从而限定作为所述矩形的对角线交点的中心o。
[0113]
所谓的热成像仪9包括具有高度p（通常为直径）的圆形输入光瞳91和在范围a内的红外线检测系统以及透镜，该成像仪由以下各者限定：
‑ꢀ
光轴x’，其穿过光瞳的中心c，c面向插入物，
‑ꢀ
竖直视角θ，其至少为10
°
、20
°
且特别地最多为70
°
、60
°
。
[0114]
成像仪具有给定体积，该给定体积由接触点t（透镜的楔形物/上端平面/在透镜前面或后面）限定，该接触点在此能够首先接触在窗玻璃的内面上的由塑料制成的板7，该板例如为1.5 mm、具有与通孔4成一直线的孔。该板可以用于固定成像仪9。
[0115]
限定正交参考系（o, x, y, z），其中x是平行于光轴x’、朝向外面定向的轴线，z是垂直于光轴的轴线，轴线y在包含朝向窗玻璃的顶部定向的p0的平面中垂直于x，z垂直于p0。
[0116]
t位于穿过o和c的平面p0中（或者tv（称为虚拟接触点）被限定为t在所述平面p0中的投影），w是c和t或tv之间在平面p0中沿着x的距离、且是t或tv的平面p0中的代数值，并且h是c和t或tv之间在平面p0中沿着y的距离；插入物的输入面21具有由相对于x的角度α限定且相对于水平面至少为20
°
、30
°
、35
°
、40
°
且高达60
°
、甚至90
°
或80
°
的倾角，特别地x’相对于水平面最多为20
°
。
[0117]
图2示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其参数（坐标等）对于成像仪9的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物2的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0118]
关于图2，限定三个限制条件：关于顶半径（经由dt2）的条件极限情况对应于这样的直线，其斜率为[数学公式16]并且其穿过坐标如下的点s：[数学公式17]以及[数学公式18]因此，直线dt2具有以下方程：[数学公式19]这是极限情况，如果在此直线dt2之下，则遵守该条件，因此：[数学公式20]关于底半径（dt1）的条件即直线的斜率为[数学公式21]并且其穿过点i，必须使用笛卡尔定律找到该点的坐标。令i1为半径在插入物内面上的入射角，然后（因为三角形的各角度之和等于pi）：[数学公式22]
，令i2为半径在具有光学指数n的插入物中的角度，然后[数学公式23]。
[0119]
现在获得点b的坐标：[数学公式24]以及[数学公式25]并且点b点和点i之间的距离为：[数学公式26]，其中e是插入物的厚度。
[0120]
然后[数学公式27]其使得有可能计算点i的坐标：[数学公式28]以及[数学公式29]即，根据系统的参数：[数学公式30][数学公式31]其使得有可能给出直线dt1的方程：
[数学公式32]以与先前相同的方式，这是极限情况，且因此重要的是在该直线dt1之上：[数学公式33]最有利的情况（三角形的后顶点，记为c0）具有坐标（在直线dt1和直线dt2之间正割的点）：[数学公式34][数学公式35]即使在e很小（极限e趋向于0）的渐近情况下，也有：[数学公式36]现在，因为[数学公式37]，以及[数学公式38]，在所有情况下均得出：[数学公式39]这证明了成像仪的光学中心向上移位合理。
[0121]
机械条件令h为光瞳的中心c和记为t的“接触的楔形物”之间的高度且w为光瞳的中心和“接触的楔形物”之间的水平距离，现在，直线dt3的方程为：
[数学公式40]这是极限情况的方程，在以下情况下实现该条件：[数学公式41]由于目的是找到成像仪的满足其他标准的后退位置（以x表示），因此将关于x的条件表达为y的函数更有说服力：[数学公式42][数学公式43]特别地，在y = y
c0
的情况下：[数学公式44]在给定各轴线的取向的情况下，w可以是正和负的（但通常作为绝对值相当小）且x始终为负的。
[0122]
成像仪位置的参考点是点c的位置，该点c是成像仪的输入光瞳的中心，但为使要使用的成像仪的整个视场在边缘上没有阴影，具有高度p的光瞳的全部都应在由三条直线dt1、dt2和dt3形成的三角形内。
[0123]
点f的坐标是：[数学公式45][数学公式46]点e的坐标是：[数学公式47][数学公式48]
示例图3示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其举例说明的参数（示例1）对于成像仪9的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物2的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0124]
图3’和3
’’
针对示例1和对照示例1’以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0125]
表1中给出了参数。
[0126]
[表1]θ24α33n2.2e5d20h7w1xc
‑
16.5yc2.21n3f6.8mmp2.27
[0127]
c被放置在三角形efc0中，其中y
c = y
c0 = 2.2 mm，并且x
c
等于
‑
16.5 mm。
[0128]
c1（光瞳的最低点）位于直线dt1上，其中y
c1 = 1.07 mm，c2（光瞳的最高点）位于直线dt1上，其中y
c2 = 3.34 mm，e的坐标是
‑
11.09;
ꢀ‑
0.45，f的坐标是
‑
17.27; 3.56，c0的横坐标是x
c0 =
ꢀ‑
23.6 mm。
[0129]
由于w为正，因此t位于成像仪的前端平面上。
[0130]
传感器的照明（从外部）图是均匀的（白色是来自均匀的外部的最大照度）。
[0131]
在对照示例1’中，其中y
c = 0并且清楚地示出了图像的所有底部都丢失（参见图3''的底部部分中的黑色部分）。
[0132]
就有效的较低向下竖直视场而言，通过将成像仪放置成使得y
c0 = 2.2 mm而不是通过使其在x轴上居中，存在从8
°
到12
°
的变化，因此存在4
°
的增益。
[0133]
对于与挡风玻璃相距30 m的物体/生命体而言，这对应于约为2 m的在高度方面的视觉增益。
[0134]
图4示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其举例说明的参数（示例2）对于成像仪的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0135]
图4’针对示例2以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0136]
关于示例1，仅输入数据p被修改并且为5.67 mm，光瞳太大而以至于不能完全配合在三角形c0fe中，居中被优化以具有光瞳配合度的最大分数。在传感器上的图像的顶部和底部处存在阴影（参见图4'中的黑色部分）。
[0137]
图5示意性地表示图1的插入物和热成像仪，其举例说明的参数（示例3）对于成像仪的优化定位有影响，这是在穿过成像仪的光瞳的中心c和插入物2的中心o的平面p0中的局部横截面图。
[0138]
图5’针对示例3以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0139]
表2中给出了参数。
[0140]
[表2]θ30
°
α33
°
n2.2e5mmdi20mmh10mmw1mmx
c
‑
21mmy
c
2.63mmn1.3f6.8mmp5.23mm
[0141]
成像仪体积太大，并且具有大的θ。这对应于情况b)，对于该情况，点t完全缩进，并且不再存在根据a)（c在dt1之上和dt2之下）的三角形。
[0142]
选择放置c td y
c
=y
c0
并尽可能靠近曲线dt1。
[0143]
图5’针对示例3以灰度级表示热成像仪的红外线传感器的照明图。
[0144]
尽管在图像的顶部和底部处存在暗区，但通过所提议的放置，这些暗区已被最小化。这也对应于顶部处和底部处的阴影之间的平等折衷。
[0145]
图6a和图6b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为θ的函数的变化。
[0146]
图7a和图7b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为di的函数的变化。
[0147]
图8a和图8b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为α的函数的变化。
[0148]
图9a和图9b分别表示对于情况a)和情况b)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为h的函数的变化。
[0149]
图10a和图10b分别表示对于情况a)点c0、e、f的纵坐标y和负横坐标x作为n的函数的变化。
[0150]
表3中给出了参数。
[0151]
[表3]θ24
°
α30
°
n2.2e5mmdi20mmh7mmw1mmn3f6.8mmp2.26mm
[0152]
在图6a至图10b的每个图上，曲线的交点r（对于y）和r'（对于x）给出了三角形不复存在的时刻（向情况b倾斜）：
‑ꢀ
当θ太大时，情况b)适用，
‑ꢀ
当di太小时，情况b)适用，
‑ꢀ
当α太小时，情况b)适用，
‑
或当h太大时，情况b)适用。
[0153]
特别地，对于所有图上的情况a)：
‑ꢀ
针对c0：y
c0
从0.8 mm到3.2 mm，且x
c0
为
‑
40 mm到
‑
10 mm，
‑ꢀ
针对e：y
e
<4/3 mm，x
e
至少为
‑
20 mm且最多为3 mm，
‑ꢀ
并且针对f：y
f
<7 mm，x
f
为
‑
25 mm到
‑
10 mm。
[0154]
对于情况b)：
‑ꢀ
y
c0
从1 mm到3 mm。