[发明专利]用于透明玻璃板的显示装置

说明书

本发明涉及投影到透明屏幕，特别是汽车挡风玻璃或建筑玻璃板上的显示系统的领域。

最特别地，本发明，即使不限于此，涉及用于显示图像的系统的领域，例如涉及称为“平视”显示系统的技术领域，在本领域中简称HUD（head-up displays）。用于显示图像的此类系统尤其用于飞机驾驶舱和火车，但是目前也用于私人机动车辆（汽车、卡车等），并用于在透明面板上显示信息（装有玻璃的店面、外立面等等）。本发明特别涉及在玻璃板功能基底上产生显示的装置，其特征在于它们使用激光投影仪来形成实像。

在此类系统中，该玻璃板通常由夹心结构组成，所述夹心结构在最简单的情况下包含两个坚固材料的片材（feuilles），如玻璃片材。该坚固材料的片材通过热固性夹层片材连接在一起，所述热固性夹层片材最通常包含聚乙烯醇缩丁醛（PVB）或由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）组成。

平视显示系统已知能够将信息投影到待显示的玻璃板上，该信息被反射回向驾驶员或观察者。这些系统特别能够通知车辆驾驶员，而无需驾驶员将视线从车辆前方的视野移开，由此极大地提高了安全性。

在最早的系统中，通过将信息投影到具有层压结构的挡风玻璃上来获得此类图像，所述层压结构是由两个玻璃片材和一个塑料夹层构成的结构。驾驶员看到位于挡风玻璃前一定距离处的虚像。但是，驾驶员随即看到双重图像，即由朝向舱室内部的挡风玻璃表面反射的第一图像，和通过反射离开该挡风玻璃的外表面的第二图像，这两个图像相对于彼此略微偏移。这种偏移可能令信息更难以阅读。至于这一问题的解决方案，可以提及在专利US 5 013 134中提出的一种，其描述了使用由两个玻璃片材和聚乙烯醇缩丁醛（PVB）构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并非平行的，而是楔形的，使得由显示源投影并被朝向舱室的挡风玻璃面反射的图像几乎重叠在被朝向外部的挡风玻璃面反射的来自相同来源的相同图像上。为了消除这种双重图像（也称为重影），常规使用厚度由玻璃板顶部边缘向底部边缘递减的夹层片材来制造楔形层压玻璃板。但是，PVB型材随即必须非常规则，不能含有任何厚度变化。因为在组装到挡风玻璃过程中存在透射，并会导致局部的角度变化。在此类系统中，试图最大化从玻璃表面的光反射以最大化投影到玻璃板表面上的信号的强度。对于这种类型的玻璃板且目的在于避免重影，专利申请EP 2 131 227教导在玻璃板的玻璃板基底的一个面上防止抗反射涂层，其目的在于防止来自一个面的反射并由此防止重影。

或者，在专利US 6 979 499 B2中提出了将适当波长的入射光束发射到直接并入该玻璃板中的发光体上，这些发光体能够通过发射可见光范围内的光辐射来响应该激发。以这种方式，直接在挡风玻璃上形成实像而非虚像。该图像也对该车辆的所有乘客可见。专利US 6 979 499 B2特别描述了包含由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）制成的夹层的层压玻璃板，其两个外表面是平行的，并在其中并入发光体的附加层。根据入射激发辐射的波长来选择该发光体。该波长可以在紫外范围内或在IR范围内。该发光体在该入射辐射下重新发射可见光范围内的辐射。当入射辐射是UV辐射时，该方法被称为下转换，当入射辐射是IR辐射时，该方法被称为上转换。根据所述文献，此类结构能够直接在挡风玻璃或玻璃板上重新构建任何对象的图像。根据该公开，发光体材料以包含几种类型的发光体的连续层形式沉积在构成层压玻璃板的片材（PVB或玻璃）之一的整个主表面上。通过选择性激发该发光体层的给定区域获得所需（sought-after）图像。通过由外部装置控制和调节的激发光源来设定该图像的位置与其形状。

申请人进行的试验表明，采用此类HUD装置（即用采用整合到组装玻璃板中的发光体的HUD装置），在常规UV激发光源下获得的亮度过低。为了确保投影到该挡风玻璃上的信号具有令人满意的亮度并因此充分可见，必须使用非常规的光源，即产生集中的辐射光束的光源，如激光器或发光二极管。

尤其可以使用产生集中和定向的UV光的激发光源，所述光通过更特定的光源来传送，如激光二极管。术语“集中（concentré）”在本说明书上下文中理解为是指在玻璃板处由该发生源发射的光束的每单位面积功率高于120 mW.cm^-2并优选为200 mW.cm^-2至20 000 mW.cm^-2，或甚至为500 mW.cm^-2至10 000 mW.cm^-2。