[go: up one dir, main page]

RU2639607C2 - Способ получения устройства визуализации реального изображения - Google Patents

Способ получения устройства визуализации реального изображения Download PDF

Info

Publication number
RU2639607C2
RU2639607C2 RU2015120603A RU2015120603A RU2639607C2 RU 2639607 C2 RU2639607 C2 RU 2639607C2 RU 2015120603 A RU2015120603 A RU 2015120603A RU 2015120603 A RU2015120603 A RU 2015120603A RU 2639607 C2 RU2639607 C2 RU 2639607C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glazing
radiation
source
laser
specified
Prior art date
Application number
RU2015120603A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015120603A (ru
Inventor
Жан-Ив Лалюэ
Гийом Лекам
Original Assignee
Секисуй Кемикал Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Секисуй Кемикал Ко., Лтд. filed Critical Секисуй Кемикал Ко., Лтд.
Publication of RU2015120603A publication Critical patent/RU2015120603A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2639607C2 publication Critical patent/RU2639607C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10165—Functional features of the laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10339—Specific parts of the laminated safety glass or glazing being colored or tinted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10651—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer comprising colorants, e.g. dyes or pigments
    • B32B17/10669—Luminescent agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10761—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing vinyl acetal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G02B2027/012—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0161—Head-up displays characterised by mechanical features characterised by the relative positioning of the constitutive elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Способ использования устройства визуализации реального изображения визуализации на лобовом стекле кабины, содержащей многослойное остекление. Причем указанное устройство содержит лазерный источник излучения, излучающего в УФ- и видимой области или в ИК-диапазоне, испускающего луч в направлении указанного остекления, которое содержит люминофор, поглощающий указанное излучение, чтобы испустить вторичное излучение в области видимого спектра, причем освещение указанной части лучом позволяет визуализировать реальное изображение на указанном остеклении. Причем выбор положения источника излучения определяют на основании определения минимального коэффициента отражения подающего излучения среди максимальных, зависящих от угла падения. Технический результат заключается в снижении отражения падающего лазерного излучения от стеклянной поверхности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области систем визуализации изображений, проецируемых на прозрачные экраны, в частности лобовое стекло автомобиля или окна в зданиях.
В частности, настоящее изобретение относится, хотя не ограничивается этим, к области систем визуализации изображений, например систем визуализации, называемых системами бортовой индикации, в технике называемых также HUD или Head-Up Display. Такие системы визуализации изображений применимы, в частности, в кабинах пилота самолета, поездах, а в настоящее время также в личных автомобилях (легковых, грузовых и т.д.). Изобретение относится, в частности, к устройствам отображения на стекле, характеризующимся образованием реального изображения, на основе лазерного проектора.
В таких системах остекление обычно имеет сэндвич-структуру, содержащую в простейшем случае два листа из прочного материала, такого как стеклянные листы. Листы из прочного соединены между собой промежуточным термоформующимся тонким листом, содержащим или состоящим чаще всего из поливинилбутираля (PVB).
Такие системы визуализации на лобовом стекле, позволяющие отображать информацию, проецируемую на окно, которая отражается в сторону водителя или наблюдателя, уже известны. Эти системы позволяют, в частности, информировать водителя транспортного средства, не требуя, чтобы он переставал следить за происходящим впереди этого транспортного средства, что позволяет значительно повысить безопасность.
В самом начале такое изображение получали, проецируя информацию на лобовое стекло, имеющее многослойную структуру, то есть состоящее из двух стеклянных листов и вставки из пластмассы. Водитель воспринимает виртуальное изображение, которое находится на некотором расстоянии сзади лобового стекла. Однако в таком случае водитель видит двойное изображение: первое изображение, отраженное поверхностью лобового стекла, ориентированной внутрь кабины, и второе изображение из-за отражения от наружной поверхности лобового стекла, причем эти два изображения немного смещены относительно друг друга. Это смещение может нарушить восприятие информации. Для устранения этой проблемы можно назвать решение, предложенное в патенте US 5,013,134, в котором описана система бортовой визуализации, использующая многослойное лобовое стекло, состоящее из двух стеклянных листов и вставки из поливинилбутираля (PVB), причем обе внешние стороны стела не параллельны друг другу, а сходятся в форме клина, чтобы изображение, проецируемое источником отображения и отраженное стороной лобового стекла, ориентированной в кабину, практически накладывалось на то же изображение, происходящее из того же источника, но отраженное стороной лобового стекла, ориентированной наружу. Чтобы избавиться от раздвоенного изображения, многослойное стекло классически делают клиновидным, используя промежуточный лист, толщина которого уменьшается от верхнего края стекла к нижнему краю. Однако необходимо, чтобы профиль PVB был очень точным и не имел колебаний толщины, так как это переносится в ходе сборки на лобовое стекло и ведет к локальным колебаниям угла. Согласно такому способу стремятся к максимальному увеличению отражения света на поверхности стекла, чтобы получить максимальную интенсивность сигнала, проецируемого на поверхность стекла.
Альтернативно, в патенте US 6,979,499 B2 предлагается направлять падающий луч подходящей длины волны на люминофоры, встроенные прямо в остекление, которые способны отвечать на возбуждение испусканием излучения в диапазоне видимого света. Таким образом, изображение, образованное прямо на лобовом стекле, является теперь не виртуальным, а реальным. Кроме того, это изображение могут видеть все пассажиры транспортного средства. Патент US 6,979,499 B2 описывает, в частности, многослойное остекление с промежуточным тонким листом типа поливинилбутираля (PVB), обе внешние стороны которого параллельны, и в который введен дополнительный слой люминофора. Люминофоры выбирают в зависимости от длины волны падающего возбуждающего излучения. Эта длина волны может лежать в диапазоне ультрафиолета или ИК. Люминофоры под действием этого падающего излучения испускают вторичное излучение в видимом диапазоне. В таком случае говорят о преобразовании с понижением частоты, когда падающее излучение является УФ-излучением, и о преобразовании с повышением частоты, когда падающее излучение является ИК-излучением. Такая структура позволяет, согласно этому документу, воссоздать прямо на лобовом стекле или окне изображение любого объекта. Согласно этому описанию люминофорные матрицы наносят на всю главную поверхность одного из листов, из которых состоит многослойное остекление (PVB или стекло) в виде сплошного слоя, содержащего несколько типов люминофоров. Искомое изображение получают путем избирательного возбуждения определенной площади люминофорного слоя. Локализация изображения и его форма достигаются с помощью источника возбуждения, управляемого и модулируемого внешними средствами.
Эксперименты, проведенные авторами заявки, показали, что такие устройства HUD, включающие люминофоры в сборном остеклении, характеризуются слишком слабым свечением под действием обычного источника возбуждения УФ- или ИК-излучения. Чтобы получить достаточное свечение и тем самым видимость сигнала, проецируемого на лобовое стекло, в частности, в условиях сильного солнечного освещения, необходимо использовать нетрадиционные источники света, то есть генерирующие лучи концентрированного излучения, типа лазера или электролюминесцентного диода.
Можно, в частности, использовать источники возбуждения, генерирующие концентрированное и направленное УФ-излучение, создаваемое более специфическими источниками типа диодных лазеров. Под концентрированным в контексте настоящего описания понимается, что поверхностная мощность луча, испущенного генератором, превышает 120 мВт/см2 на уровне остекления и предпочтительно составляет от 200 мВт/см2 до 20000 мВт/см2, или от 500 мВт/см2 до 10000 мВт/см2.
Заявка WO 2010/139889 описывает применение люминофорного материала типа гидрокситерефталата, имеющего сильное свечение, обеспечиваемое хорошим квантовым выходом при возбуждении падающим УФ-излучением и хорошую стойкость в испытаниях на старение при возбуждении УФ-лазером.
Однако использование таких источников можно допустить только при ограниченной мощности, чтобы предотвратить проблемы, связанные с опасностью излучения, в первую очередь наружу транспортного средства. В частности, при работе на длине волны порядка 400 нм можно избежать выхода большей части лазерного излучения наружу, так как на этих длинах волн PVB сильно поглощает УФ-излучение.
Однако мощность падающего светового излучения лазера также может быть очень опасной для находящихся в кабине, в частности, для водителя транспортного средства, из-за отражения, происходящего на стеклянных поверхностях окна, образующего лобовое стекло. Такое отражение создает риск повреждения глаз и ожога у находящихся в транспортном средстве. Это отражение в первом приближении является довольно высоким (порядка нескольких процентов), если, кроме того, принять во внимание, например, кривизну и наклон лобового стекла.
Эта опасность тем более значительна, что источник света должен испускать очень мощное исходное излучение, чтобы водитель мог воспринимать информацию с достаточным контрастом, чтобы ее можно было быстро прочесть.
Настоящее изобретение относится к способу, позволяющему обеспечить безопасность пассажиров, существенно снижая отражение падающего излучения от стеклянной поверхности.
В частности, фирмой-заявителем было обнаружено, что такое обеспечение безопасности может быть достигнуто в результате воздействия на множество параметров, в том числе по меньшей мере на:
- природу падающего луча и, в частности, его поляризацию,
- угловую апертуру падающего луча,
- радиус кривизны лобового стекла и его наклон в зоне, освещаемой лучом.
Учет этих параметров в соответствии со способом по настоящему изобретению позволяет, в частности, определить оптимальное позиционирование источника в кабине и по отношению к зоне лобового стекла, в которой должна быть визуализирована информация, чтобы эффективно разрешить вышеупомянутые проблемы безопасности.
Более точно, настоящее изобретение относится к способу получения устройства визуализации на лобовом стекле (HUD) в пассажирской кабине, содержащей остекление, в частности, многослойное остекление, причем указанное устройство содержит источник излучения типа лазера, излучающего в УФ- и видимой области или в ИК-диапазоне, или типа светодиода, испускающий луч, направленный к части указанного остекления, содержащей люминофор, поглощающий указанное излучение, чтобы испустить вторичное излучение в области видимого спектра, причем освещение указанной части лучом позволяет визуализировать реальное изображение на остеклении, причем указанный способ отличается тем, что он включает следующие этапы:
- составляют список совокупности позиций i[1;n] в кабине, где можно разместить источник,
- после первого позиционирования i1 источника в кабине он испускает падающий луч, поляризованный таким образом, чтобы его электромагнитное поле было поперечно-магнитным,
- для всего участка остекления, освещенного лучом, измеряют отклонения угла падения θ1 и определяют максимальное значение угла θ1(Rmax), для которого отражение R1max падающего излучения от остекления является максимальным в указанной освещенной зоне при указанном позиционировании источника i1,
- после второго позиционирования i2 источника, излучение которого направлено так, чтобы освещать по существу ту же часть указанного остекления, действуют как на двух предыдущих этапах, чтобы определить величину угла θ2(Rmax), для которого отражение R2max падающего излучения от остекления является максимальным в указанной освещенной зоне при указанном позиционировании источника i2,
- таким образом поступают для всех возможных in позиционирований источника,
- наконец, источник помещают в позицию i, для которой определенное таким способом значение Rimax является минимальным.
Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящего способа, которые при необходимости могут, конечно, комбинироваться друг с другом:
- источник генерирует лазерное излучение в видимой и УФ-области в диапазоне от 380 до 410 нм, предпочтительно на 405 нм;
- источник является лазером, генерирующим УФ-излучение на угловой полуапертуре γ1/2 от 5° до 25°, предпочтительно от 10° до 20°, что позволяет освещать часть остекления, использующуюся для визуализации изображения;
- устройство выбрано из группы, состоящей из: проекторов на основе микрозеркальных MEMS (микроэлектромеханические системы) с лазерным источником, проекторы на основе матриц DLP, LCD или LCOS с лазерным или светодиодным источником, проекторов на основе зеркал, установленных на гальванометрах, отражающих излучение лазерного источника;
- указанное остекление является многослойным остеклением типа лобового стекла автомобиля, или остеклением в здании, содержащим систему из по меньшей мере двух прозрачных листов из неорганического стекла или прочного органического материала, соединенных друг с другом вставкой из термоформуемого материала или многослойными листами, включающими такую вставку, причем указанное остекление отличается тем, что люминофорный материал введен в указанную вставку, что позволяет указанную визуализацию;
- термоформуемый материал, из которого образована указанная вставка, выбран из группы PVB, пластифицированных PVC, полиуретана PU или этиленвинилацетата EVA;
- указанный люминофор является гидроксиалкилтерефталатом R-OOC-Ф(OH)x-COOR структурной формулы:
Figure 00000001
в которой Φ означает бензольное ядро, замещенное по меньшей мере одной гидроксигруппой (OH), R означает углеводородную цепь, содержащую от 1 до 10 атомов, и x равно 1 или 2, в частности диэтил-2,5-дигидрокситерефталат.
Настоящее изобретение относится также к пассажирской кабине автомобиля, содержащей устройство визуализации на лобовом стекле (HUD), и к остеклению, в частности, многослойному остеклению, причем указанное устройство содержит источник, испускающий луч концентрированного и направленного излучения типа лазерного, направленный к части указанного остекления, содержащей люминофор, поглощающий указанное излучение и испускающий вторичное излучение в области видимого спектра, причем освещение указанной части лучом позволяет визуализировать реальное изображение на указанном остеклении, и причем указанный источник позиционирован в кабине с применением вышеописанного способа.
Изобретение и его преимущества станут более понятными при изучении следующего описания воплощений изобретения, которое проводится в сочетании с фиг. 1.
На фиг. 1 схематически показано лобовое стекло и устройство, находящееся в кабине автомобиля (не показана).
Лобовое стекло 1 состоит из двух листов 2 и 9, обычно из стекла, но листы могут быть также выполнены из прочной пластмассы типа поликарбоната. Между этими двумя листами находится промежуточный пластмассовый тонкий лист 3, например, из PVB (поливинилбутираль), пластифицированного PVC, PU или EVA, или же многослойный термопластичный тонкий лист, включающий, например, PET (полиэтилентерефталат), с последовательностью слоев, например, PVB/PET/PVB.
По меньшей мере на часть внутренней поверхности промежуточного термопластичного тонкого листа 3 перед ламинированием, то есть перед соединением разных тонких листов, осаждают частицы органического люминофора терефталатного типа, согласно изобретению.
Частицы люминофора имеют распределение по размерам в основном в диапазоне от 1 до 100 микрон. Под выражением "в основном" понимается, что более 90% частиц, из которых состоит коммерческий порошок, имеют диаметр от 1 до 100 микрон. Предпочтительно, частицы люминофора терефталатного типа подвергают предварительной обработке, способствующей их проникновению в тонкий термопластичный лист из PVB. Более точно, частицы предварительно покрывают связующим на основе PVB.
Лазерный источник 4, испускающий возбуждающее световое излучение, используется для направления концентрированного падающего излучения 7 с длиной волны, равной 405 нм, на часть 10 лобового стекла, на которой должно быть образовано реальное изображение, причем по меньшей мере эта часть остекления содержит подходящий люминофор. Люминофор предпочтительно является люминофором типа гидрокситерефталата, какой описан в заявке WO 2010/139889, например, сольватированном в молекулярной форме в промежуточном термопластичном тонком листе 3. Люминофор имеет высокой коэффициент поглощения падающего излучения. Затем он испускает вторичное излучение в видимом диапазоне, то есть излучение на длине волны, близкой к 450 нм, с выходом выше 80%. Предпочтительно, лазерный проектор содержит также поляризатор, позволяющий поляризовать падающий луч, в частности так, чтобы его электромагнитное поле было поперечно-магнитным.
В контексте настоящего изобретения под поперечно-магнитным понимается, что отношение поляризаций TM : TE составляет по меньшей мере 100:10, предпочтительно по меньшей мере 100:1.
Видимое излучение, испущенное люминофором, становится видимым непосредственно для глаза 5 водителя, который, таким образом, визуализирует объект на лобовом стекле, не выпуская из вида дорогу. Таким образом, изображение можно напрямую материализовать на многослойном лобовом стекле без необходимости адаптации его конструкции, например, толщины промежуточного тонкого листа, что делает возможным экономически выгодное производство систем HUD.
Согласно изобретению, источник, используемый для генерации концентрированного излучения, предпочтительно является источником типа УФ-лазера. Например, но без ограничений, он является твердотельным лазером, полупроводниковым лазерным диодом, газовым лазером, лазером на красителе, эксимерным лазером. Вообще говоря, в качестве источника возбуждения по изобретению может применяться любой известный источник, создающий концентрированный и направленный, в контексте настоящего изобретения, поток УФ-излучения. Альтернативно, можно также использовать источники некогерентного света, такие как электролюминесцентные диоды, предпочтительно мощные диоды и излучающие в области близкого УФ.
Согласно одному возможному варианту осуществления, можно использовать DLP-проектор (на цифровых светопроцессорах) для модулирования волны накачки в соответствии со способом, описанным в заявке US 2005/231652, абзац [0021]. Согласно изобретению, можно также использовать в качестве источника возбуждения УФ-излучения устройство, описанное в заявке US 2004/0232826, в частности, какое описано в связи с фиг. 3.
Применение таких систем позволяет освещать конкретные участки остекления лазерным излучением, чтобы проявить там любую информацию, полезную для водителя при вождении, в частности, для его безопасности или для ориентирования.
Предыдущий вариант осуществления никоим образом не является, разумеется, ограничивающим настоящее изобретение ни в одном из описанных выше аспектов.
Согласно изобретению, освещение рассматриваемой зоны можно получить посредством устройства, работающего в режиме быстрого сканирования указанной зоны источником или посредством одновременной активации точечных элементов изображения (пикселей) в указанной зоне с помощью множества зеркал, освещаемых указанным источником.
В частности, согласно первому варианту, используют проектор на основе микрозеркальных MEMS с лазерным источником. Согласно другому варианту, используют проекторы на основе матриц DLP, LCD или LCOS с лазерным или светодиодным источником. Альтернативно, согласно изобретению можно использовать проектор на основе зеркал, установленных на гальванометры, отражающие лазерный источник.
В кабине такого транспортного средства для обеспечения ее безопасности, когда устройство работает, основная сложность заключается в том, что часть излучения, отраженная от поверхности лобового стекла, может быть, в первом приближении, довольно высокой и направленной в глаза пассажиров, учитывая, в частности, наклон и кривизну многослойного лобового стекла в зоне, освещаемой падающим лучом.
Согласно изобретению, источник, например, УФ-лазер, устанавливают в кабине, применяя способ по настоящему изобретению, таким образом, чтобы минимизировать отражение излучения, падающего на внутреннюю стенку лобового стекла, к кабине.
В качестве примера, в случае кабины автомобиля проектор может быть размещен во множестве позиций, но чаще всего, хотя этот список не является исчерпывающим, на уровне приборной доски, на уровне потолка автомобиля или же на стойках на лобовом стекле. Таким образом, для заданной кабины и в зависимости от участка лобового стекла, на который желательно проецировать изображение, можно составить список всех позиций, где можно установить проектор.
Следующие примеры, основанные на моделировании только что описанного варианта осуществления, показывают преимущества, полученные благодаря применению настоящего способа при позиционировании лазерного проектора, в целях минимизации вышеописанных рисков для пассажиров транспортного средства путем существенного уменьшения отражения луча, испущенного источником к поверхности лобового стекла.
ПРИМЕРЫ
В данных примерах воспроизведен вариант осуществления, описанный выше в связи с фиг. 1, в котором многослойное лобовое стекло 1, содержащее люминофор, освещается источником или проектором 4 лазерного излучения, который освещает часть 10 остекления.
На приложенной фиг. 2 показаны различные возможные конфигурации позиционирования проектора, для простоты только в вертикальной плоскости лобового стекла (проекция 1D). Разумеется, в реальном случае освещенная зона будет включать в себя также горизонтальную составляющую, не показанную здесь.
Предполагается, что используемый проектор является лазером видимого и УФ-диапазона, который излучает на волне 405 нм и который вследствие своей конструкции имеет угловую полуапертуру γ1/2, равную 10°.
Под угловой полуапертурой в контексте настоящего изобретения понимается угол между наиболее сильно расходящимися лучами, которые могут быть испущены проектором, и оптической осью проектора.
Для первого положения устройство помещают в позицию 1 (фиг. 2), чтобы освещать зону 10 на лобовом стекле 1. Как показано на фиг. 2 и в соответствии с контекстом настоящего описания, угол падения θ1 определен как угол между лучом, когда он испускается в центральном положении лазерного устройства (то есть вдоль оптической оси проектора), и нормалью к остеклению в точке падения на стекло, учитывая его кривизну и наклон.
Для каждой точки, освещенной таким образом, в интервале от θ1min до θ1max, соответствующем предельным углам апертуры устройства (то есть, соответственно, -γ1/2 и +γ1/2 вблизи центральной позиции луча), определяют процент R отражения падающего излучения, например, классическими способами моделирования.
Наконец, для этой первой позиции определяют величину θ1(Rmax) и отвечающее ей отражение R1max, соответствующие максимальному значению отражения волны для условий, когда:
- падающее излучение не поляризовано (NP),
- падающее излучение является поперечно электрически поляризованным (TE),
- падающее излучение является поперечно магнитно-поляризованным (TM).
Затем проектор смещают в другое положение i2 таким образом, чтобы проектором можно было освещать ту же зону 10. В этой конфигурации луч доходит до стекла при другом угле падения, равном θ2.
Как и для предшествующей конфигурации, для каждой просканированной так точки в интервале между θ2min и θ2max определяют процент отражения R падающего излучения, а также величину θ2(Rmax) и соответствующее ей отражение R2max в зависимости от поляризации падающей волны.
Основные результаты, полученные в зависимости от разных расчетных позиций, представлены в следующей таблице 1.
Таблица 1
Угол θ Поляризация Максимальное значение отражения Rimax в интервале ±γ1/2
0°
0°
0°		 TM
TE
NP		 4,54%
4,73%
4,55%
20°
20°
20°		 TM
TE
NP		 4,36%
6,50%
4,70%
55°
55°
55°		 TM
TE
NP		 1,16%
24,4%
12,8%
60° TM 4,04%
Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что степень отражения можно ограничить, когда поляризация волны является поперечно-магнитной (TM) и когда угол падения луча θ на лобовое стекло составляет около 50°, с учетом кривизны и наклона стекла и угловой апертуры источника.
Во второй серии экспериментов источник модифицируют таким образом, чтобы его угловая полуапертура γ1/2 была равна 20°.
Действуя аналогично тому, что описано выше, и применяя настоящий способ, определяют оптимальный угол, при котором отражение падающей волны от лобового стекла минимально. Полученные результаты приведены в сравнении с предыдущим примером в следующей таблице 2.
Таблица 2
Поляризация Оптимальный угол θ γ1/2 Максимальное значение отражения Rmax в интервале θ±γ1/2
TM 55° 10° 1,16%
не поляризован 0° 10° 4,55%
TM 48° 20° 3,12%
не поляризован 0° 20° 4,57%
Совместный анализ результатов, представленных в таблицах 1 и 2, показывает, что оптимальное позиционирование источника может быть определено с применением настоящего способа на основе описанных выше принципов и параметров, в зависимости от типа кабины, формы и позиционирования лобового стекла.

Claims (17)

1. Способ использования устройства визуализации реального изображения на остеклении, в частности, многослойном остеклении, установленном в пассажирской кабине, причем указанное устройство содержит источник излучения типа лазера, излучающего в УФ- и видимой области или в ИК-диапазоне, или типа светодиода, испускающий луч, направленный к части указанного остекления, содержащей люминофор, поглощающий указанное излучение, чтобы испустить вторичное излучение в области видимого спектра, причем освещение указанной части лучом позволяет визуализировать изображение на стекле, причем указанный способ отличается тем, что он включает следующие этапы:
- составляют список совокупности позиций i[1;n] в кабине, где можно разместить источник,
- после первого позиционирования i1 источника в кабине он испускает падающий луч, поляризованный таким образом, чтобы его электромагнитное поле было поперечно-магнитным,
- для всего участка остекления, освещенного лучом, измеряют отклонения угла падения θ1 и определяют максимальное значение угла θ1(Rmax), для которого отражение R1max падающего излучения от остекления является максимальным в указанной освещенной зоне при указанном позиционировании источника i1,
- после второго позиционирования i2 источника, излучение которого направлено так, чтобы освещать по существу ту же часть указанного остекления, действуют как на двух предыдущих этапах, чтобы определить величину угла θ2(Rmax), для которого отражение R2max падающего излучения от остекления является максимальным в указанной освещенной зоне при указанном позиционировании источника i2,
- таким образом поступают для всех возможных позиционирований источника,
- наконец, источник помещают в позицию i, для которой определенное таким способом значение Rimax является минимальным.
2. Способ по п. 1, причем источник генерирует лазерное излучение ультрафиолетового и видимого спектра в диапазоне от 380 до 410 нм, предпочтительно на 405 нм.
3. Способ по одному из пп. 1 или 2, причем источник является устройством, генерирующим лазерное УФ-излучение на угловой полуапертуре пучка γ1/2 от 5° до 25°, предпочтительно от 10° до 20°, что позволяет освещать участок остекления, использующийся для визуализации изображения.
4. Способ по п. 1, причем устройство выбрано из группы, состоящей из: проекторов на основе микрозеркал MEMS с лазерным источником, проекторов на основе матриц DLP, LCD или LCOS с лазерным или светодиодным источником, проекторов на основе зеркал, установленных на гальванометрах, отражающих излучение лазерного источника.
5. Способ по п. 1, причем указанное остекление является многослойным остеклением типа лобового стекла автомобиля или остеклением в здании, содержащим систему из по меньшей мере двух прозрачных листов неорганического стекла или прочного органического материала, соединенных друг с другом вставкой из термоформуемого материала, или многослойными тонкими листами, включающими такую вставку, причем указанное остекление отличается тем, что в указанную вставку введен люминофорный материал, что обеспечивает указанную визуализацию.
6. Способ по п. 1, причем термоформуемый материал, из которого образована указанная вставка, выбран из группы PVB, пластифицированных PVC, полиуретана PU или этиленвинилацетата EVA.
7. Способ по п. 1, причем указанный люминофор является гидроксиалкилтерефталатом R-OOC-Φ(ОН)x-COOR структурной формулы:
Figure 00000002
,
в которой Φ означает бензольное ядро, замещенное по меньшей мере одной гидроксигруппой (ОН), R означает углеводородную цепь, содержащую от 1 до 10 атомов, и x равно 1 или 2.
8. Способ по п. 7, причем указанный люминофор является диэтил-2,5-дигидрокситерефталатом.
9. Пассажирская кабина, например, автомобиля, самолета или поезда, содержащая устройство визуализации реального изображения на остеклении, в частности многослойном остеклении, причем указанное устройство содержит источник концентрированного и направленного излучения типа лазерного, испускающий луч, направленный на часть указанного остекления, содержащую люминофор, поглощающий указанное излучение и испускающий вторичное излучение в области видимого спектра, причем освещение указанной части лучом позволяет визуализировать реальное изображение на указанном остеклении, и причем указанный источник позиционирован в кабине с применением способа по одному из предыдущих пунктов.
RU2015120603A 2012-10-31 2013-10-28 Способ получения устройства визуализации реального изображения RU2639607C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1260409 2012-10-31
FR1260409A FR2997514B1 (fr) 2012-10-31 2012-10-31 Methode de mise en œuvre d'un dispositif de visualisation d'une image reelle
PCT/FR2013/052565 WO2014068227A1 (fr) 2012-10-31 2013-10-28 Methode de mise en oeuvre d'un dispositif de visualisation d'une image reelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120603A RU2015120603A (ru) 2016-12-20
RU2639607C2 true RU2639607C2 (ru) 2017-12-21

Family

ID=47598936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120603A RU2639607C2 (ru) 2012-10-31 2013-10-28 Способ получения устройства визуализации реального изображения

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9891510B2 (ru)
EP (1) EP2914998B1 (ru)
CN (1) CN104769484B (ru)
BR (1) BR112015007769A2 (ru)
CA (1) CA2888917A1 (ru)
ES (1) ES2616104T3 (ru)
FR (1) FR2997514B1 (ru)
PL (1) PL2914998T3 (ru)
PT (1) PT2914998T (ru)
RU (1) RU2639607C2 (ru)
TW (1) TWI612333B (ru)
WO (1) WO2014068227A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10338377B1 (en) 2015-07-06 2019-07-02 Mirrorcle Technologies, Inc. Head up display based on laser MEMS emissive film projection system
JP6271818B2 (ja) * 2015-09-10 2018-01-31 富士フイルム株式会社 投写型表示装置及び投写制御方法
DE202016102989U1 (de) 2016-06-06 2016-06-15 E-Lead Electronic Co., Ltd. Oben befestigte Reflexionsplatte
FR3052390B1 (fr) * 2016-06-09 2021-05-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vitrage feuillete comprenant au moins un element decoratif et/ou lumineux inclus dans un intercalaire de feuilletage
DE202016103985U1 (de) 2016-07-21 2016-08-03 E-Lead Electronic Co., Ltd. Abnehmbares Head-Up-Anzeigegerät mit Reflexionsfolie
CN106274691B (zh) * 2016-08-25 2019-05-14 法法汽车(中国)有限公司 汽车平视显示装置及显示方法
CN106353960A (zh) * 2016-10-18 2017-01-25 孙绪刚 一种基于eva胶膜的透明防紫外投影屏及制备方法
CN106527035A (zh) * 2016-10-18 2017-03-22 孙绪刚 一种基于pvb胶片的透明防紫外投影屏及制备方法
KR102500390B1 (ko) * 2017-03-29 2023-02-15 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 발광성 곡면 유리 및 곡면 디지털 사이니지
CN109863444A (zh) 2017-03-30 2019-06-07 积水化学工业株式会社 发光显示系统和平视显示器
CN111624774B (zh) * 2020-06-30 2023-04-11 京东方科技集团股份有限公司 增强现实显示光学系统及显示方法
CN114200674A (zh) * 2021-10-26 2022-03-18 恒大恒驰新能源汽车研究院(上海)有限公司 显示设备、车辆及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02157784A (ja) * 1988-12-09 1990-06-18 Central Glass Co Ltd ホログラムシート
US7230767B2 (en) * 2001-01-16 2007-06-12 Ppg Industries, Inc. Image display system utilizing light emitting material
US20100214194A1 (en) * 2007-05-21 2010-08-26 Honda Motor Co., Ltd. Laminated glass for vehicle
US20110073773A1 (en) * 2008-03-19 2011-03-31 Saint-Gobain Glass France Head-up display device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960705248A (ko) * 1994-07-15 1996-10-09 모리시다 요이치 헤드업 디스플레이 장치, 액정 디스플레이 패널 및 그 제조방법
DE10227468A1 (de) * 2002-06-20 2004-01-15 Bayerische Motoren Werke Ag Projektionssystem und -verfahren
JP2006011168A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Nippon Seiki Co Ltd 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
US20080018641A1 (en) * 2006-03-07 2008-01-24 Sprague Randall B Display configured for varying the apparent depth of selected pixels
US8072686B2 (en) * 2009-04-02 2011-12-06 GM Global Technology Operations LLC UV laser beamlett on full-windshield head-up display
US8830141B2 (en) * 2009-04-02 2014-09-09 GM Global Technology Operations LLC Full-windshield head-up display enhancement: anti-reflective glass hard coat
FR2946336B1 (fr) 2009-06-03 2011-05-20 Saint Gobain Vitrage feuillete pour systeme de visualisation tete haute
FR2968779B1 (fr) * 2010-12-14 2013-01-25 Alstom Transport Sa Dispositif d'affichage tete haute pour un vehicule ferroviaire
TWI465768B (zh) 2011-03-21 2014-12-21 Nat Univ Tsing Hua 抬頭顯示裝置
CN102736249B (zh) * 2012-06-12 2015-07-01 广东翼卡车联网服务有限公司 一种车载透明的平视显示系统及其控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02157784A (ja) * 1988-12-09 1990-06-18 Central Glass Co Ltd ホログラムシート
US7230767B2 (en) * 2001-01-16 2007-06-12 Ppg Industries, Inc. Image display system utilizing light emitting material
US20100214194A1 (en) * 2007-05-21 2010-08-26 Honda Motor Co., Ltd. Laminated glass for vehicle
US20110073773A1 (en) * 2008-03-19 2011-03-31 Saint-Gobain Glass France Head-up display device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2914998B1 (fr) 2016-12-07
WO2014068227A1 (fr) 2014-05-08
FR2997514B1 (fr) 2014-11-21
TWI612333B (zh) 2018-01-21
CN104769484A (zh) 2015-07-08
ES2616104T3 (es) 2017-06-09
BR112015007769A2 (pt) 2017-07-04
PT2914998T (pt) 2017-03-01
FR2997514A1 (fr) 2014-05-02
US9891510B2 (en) 2018-02-13
CN104769484B (zh) 2018-01-09
CA2888917A1 (en) 2014-05-08
TW201432311A (zh) 2014-08-16
RU2015120603A (ru) 2016-12-20
US20150316838A1 (en) 2015-11-05
EP2914998A1 (fr) 2015-09-09
PL2914998T3 (pl) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2639607C2 (ru) Способ получения устройства визуализации реального изображения
RU2667310C2 (ru) Устройство визуализации для прозрачных стекол
KR101766312B1 (ko) 헤드업 디스플레이 시스템용 라미네이트형 유리 패널
JP5013962B2 (ja) 車両用合わせガラス
US9857571B2 (en) Thermoplastic sheet for a heads-up display system
CN113383306A (zh) 具有主动投影透明屏幕的玻璃车辆侧车窗和分隔车窗
CN114207506A (zh) 具有投影区域的载具复合玻璃件单元以及载具玻璃件和显示系统
US10191280B2 (en) Glass panel for display system
CN114077058A (zh) 抬头显示设备及机动车
CN113383307A (zh) 具有投影透明屏幕的玻璃车辆侧车窗和分隔车窗
CN213413471U (zh) 一种遮光板以及机动车
KR102435568B1 (ko) 다색 형광 프로젝션 디스플레이 및 그를 이용한 디스플레이 시스템
CN119247626A (zh) 车窗玻璃、抬头显示装置、车辆及其曝光光路系统
WO2021139992A1 (en) Glass vehicle roof with projection transparent screen

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant