[发明专利]用于显示真实图像的装置的使用方法

说明书

本发明涉及投射到透明类型屏幕，特别车辆的风挡或者建筑物用窗玻璃上的显示系统的领域。

更具体地，但不限于此，本发明涉及图像显示系统，例如在本领域中称为HUD(Head Up Display)的平视显示系统的领域。这种图像显示系统尤其用在飞机座舱、火车中，以及现在还用于私人汽车(如轿车、运货汽车等等)中。本发明特别地涉及用于在玻璃上显示的装置，特征为使用激光投影仪形成真实图像。

在这些系统中，窗玻璃通常由夹层结构组成，在最简单的情况下，其包含两个坚固材料片材，如玻璃片材。坚固材料片材通过热成型中间层连接在一起，该中间层通常包含聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或者由其组成。

这些平视显示系统，其允许显示被投射在窗玻璃上并且反射向驾驶员或者观察者的信息，是已知的。尤其，这些系统允许为车辆的驾驶员提供信息而不使他的视线远离车辆前面的视野，由此允许大大提高安全性。

在最早的方法中，这种图像通过将信息投射在具有层压结构(换言之由两个玻璃片材和塑料中间层形成的结构)的风挡上而获得。驾驶员看见位于在该风挡后方一定距离的虚像。然而，驾驶员这时观察到重影：由该风挡的面对座舱内部的表面反射的第一图像和通过该风挡的外部表面反射的第二图像，这两个图像彼此轻微地偏移。这种偏移可以妨碍信息的观察。为了克服这种问题，可以提到在专利US 5013134中提出的解决方案，在该专利中描述了使用由两个玻璃片材和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层形成的层压风挡的平视显示系统，该中间层的两个外表面不是平行而是呈楔形的，使得通过显示来源投射的和通过该风挡的朝向座舱的表面反射的图像是几乎与由该风挡的朝向外部的表面反射的来自相同源的相同图像重叠。为了消除重影，通常通过使用其厚度从该窗玻璃的上边缘向下边缘降低的中间层使层压窗玻璃形成楔形。然而，PVB的轮廓必须是非常规则的，而没有厚度变化，这是因为这些变化在组装期间被转移到风挡上并引起角度的局部变化。根据这种方法，因此寻求使在该玻璃的表面上的光反射最大化以获得投射到窗玻璃的表面上的信号的最大强度。

或者在专利US 6979499 B2中提出了使具有适当波长的入射光束输送在直接被并入在窗玻璃中的荧光材料上，该荧光材料可以通过发射在可见光区中的光辐射来响应该激发。因此，真实图像而不是虚像直接地形成在风挡上。这种图像还可以被在车辆中全部旅客看见。专利US 6979499 B2特别地描述了具有聚乙烯醇缩丁醛(PVB)类型中间层的层压窗玻璃，该中间层的两个外表面是平行的，并且在其中包括附加荧光材料层。根据入射的激发辐射的波长选择荧光材料。这种波长可以是在紫外线区中或者IR区中。在这种入射辐射下，荧光材料再发射在可见光区中的辐射。这时，当入射辐射是UV时称为“下转换”，和当入射辐射是IR时称为“上转换”。根据该文件，这种构造允许任何物品的图像直接地在风挡上再构成。根据这种公开内容，荧光材料以包含多种类型的荧光材料的连续层的形式被沉积在形成层压窗玻璃的片材(PVB或者玻璃)之一的整个主要表面上。期望的图像通过选择性激发该发光物质层的确定区域而获得。该图像的位置和其形状借助于通过外部工具控制和调制的激发光源而获得。

申请人进行的实验已经显示这类HUD装置(将荧光材料并入装配窗玻璃中)的特征为在传统的UV或者IR激发光源下具有过弱的亮度。为了获得被投射在风挡上的信号的足够亮度，并因此足够可见性，尤其在强日照的条件下，需要使用非传统的光源，即产生激光或者电致发光二极管类型的聚集射线束的光源。

尤其可以使用产生聚集并且引导的紫外光的激发光源，紫外光由激光二极管类型的更特定光源发出。对于本说明书，术语“聚集的”表示从该产生源发出的光束在窗玻璃的表面功率高于 120 mW.cm^-2 优选地在 200 mW.cm^-2至20 000 mW.cm^-2，或者 500 mW.cm^-2 至 10 000 mW.cm^-2范围中。

申请WO2010/139889描述了使用具有高亮度(由于在入射UV激发下它的高量子效率)和在老化试验中在紫外激光激发下的高耐久性的羟基对苯二酸酯类型的荧光材料类型物质。

然而，这种光源的使用只能被考虑在保持被限制的功率(以避免与该光束的危险性有关的问题)，首先在车辆外部。特别地，如果使用约400 nm的波长，大部分激光辐射可以被阻止传到外部，因为在这些波长，PVB强烈吸收紫外辐射。