[发明专利]平视显示系统用的层压玻璃板

说明书

本发明涉及投影到透明类型屏幕上，特别是汽车挡风玻璃或建筑窗玻璃上的显示系统的领域。

最特别地，即使不限于此，本发明涉及所谓的“平视(tête haute)”显示系统，在本领域中称作HUD(Head Up Display)系统的领域。此类系统尤其可用于飞机驾驶舱和火车，而且现今也用于私人机动车(轿车、卡车等)。

在此类系统中，窗玻璃通常由夹层状结构构成，最简单包含两个强固材料片(feuilles de matière résistante)，如玻璃片。这些强固材料片通过通常包含或由聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成的可热成型的中间片彼此接合。

能够显示投影到窗玻璃上并反射向驾驶者或观察者眼中的信息的此类平视显示系统是已知的。这些系统特别能向车辆驾驶者传达信息而无需其视线偏离车辆前方视野，由此可极大提高安全性。驾驶者会察觉位于挡风玻璃后一定距离的虚像。

最传统地，通过将信息投影到具有层压结构，即由两个玻璃片和塑料夹层形成的层压结构的挡风玻璃上，获得这种图像。但是，驾驶者这时看到重像，即由朝向客舱内部的挡风玻璃表面反射的第一图像和由挡风玻璃外表面反射出的第二图像，这两个图像相互轻微偏移。这种偏移可能导致干扰信息的显示。为了减轻这一问题，可以提到在专利US 5 013 134中提出的解决方案，其描述了使用由两个玻璃片和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)夹层形成的层压挡风玻璃的平视显示系统，该挡风玻璃的两个外表面不平行，而是楔形，以使显示器源投射和由面向客舱的挡风玻璃表面反射的图像几乎叠加在来自相同来源的由朝外的挡风玻璃表面反射的相同图像上。为消除重像，传统上使用其厚度从窗玻璃顶边到底边降低的中间片制造楔形层压窗玻璃。但是，PVB轮廓必须非常规则并且没有厚度变化，因为这些在组装过程中会被转移至挡风玻璃上，并造成角度局部变化。

或者，在专利US 6 979 499 B2中提出将适当波长的入射光束传送到直接并入窗玻璃中的发光体上，这些能通过发射在可见光范围内的光辐射来响应激发。由此，在挡风玻璃上直接形成实像，而不再是虚像。车辆的所有乘客也可看见这种图像。特别地，专利US 6 979 499 B2描述了具有聚乙烯醇缩丁醛(PVB)类型中间片的层压窗玻璃，其两个外表面平行并在其中并入附加的发光体层。根据入射激发辐射的波长选择发光体。这种波长可以在紫外线范围或IR范围内。发光体在这种入射辐射下再发出在可见光范围内的辐射。当入射辐射是UV时，该方法随之被称作下转换(down conversion)，当入射辐射是IR时，该方法被称作上转换(up conversion)。根据所述文献，这种构造能够直接在挡风玻璃或窗玻璃上重现任何物体的图像。根据该公开，在构成层压窗玻璃的片之一(PVB或玻璃)的整个主表面上以包含几种类型发光体的连续层形式沉积发光体材料。通过选择性激发该发光体层的预定区域，获得所需图像。借助由外部装置控制和调节的激发源获得图像的位置及其形状。

但是，本申请人进行的实验已表明，在组装的窗玻璃中包含发光体的这种HUD装置的特点为传统未聚焦UV激发源下的太低亮度。此外，发光体的浓度受挡风玻璃的浊度值限制，其不应太高以致干扰驾驶者的视线。

特别地，看起来当外部亮度高时和通常在日间视觉中，用这种装置获得的发光强度仍非常不足，因为所述发光强度不超过几十坎德拉。通常，对传统HUD类型系统(即根据反射原理工作)的测量已表明，如果在挡风玻璃的正常外部日光照明状况下亮度为大约数百cd/m²，尤其大于500 cd/m²，甚至1000 cd/m²，观察者例如在车辆驾驶者的观察区中可见单色辐射。

为了获得这种亮度，可以使用发生由更特定的激光二极管型源来释放的集中(concentré)和定向紫外线的激发源。术语“集中”在本说明书中被理解为表示产生源输出的光束在窗玻璃上的表面功率密度大于120 mW/cm²，优选为200 mW/cm²至20 000 mW/cm²，甚至500 mW/cm²至10 000 mW/cm²。但是，只有在保持有限的功率水平下才能设想使用此类来源，以避免该光束的危害问题，尤其是在车辆外部。特别地，通过使用小于410纳米的波长工作，可以避免大部分激光辐射到达外部，因为在这些波长下，PVB强吸收UV辐射。