Acristalamiento laminado para un sistema de visualización de pantalla frontal.

Acristalamiento laminado para la visualización de informaciones del tipo parabrisas para automóvil oacristalamiento para edificios,

que comprende un ensamblaje de al menos dos láminas transparentes de vidrioinorgánico o de un material orgánico resistente, unidas entre ellas por una lámina separadora de un materialtermoconformable o por dos láminas multicapas que incorporan dicha lámina separadora, caracterizándose dichoacristalamiento porque en dicha lámina separadora se integra un material luminóforo del tipo hidroxitereftalato, loque permite dicha visualización.

Acristalamiento laminado para un sistema de visualización de pantalla frontal

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de visualización proyectados sobre pantallas de tipo transparente, particularmente los parabrisas de los automóviles o acristalamientos para edificios.

Particularmente, aunque no se limita a ello, la presente invención se refiere al campo de los sistemas de visualización denominados de pantallas frontales, conocidos en la técnica como HUD o Head Up Display. Dichos sistemas son útiles principalmente en las cabinas de vuelo de los aviones, los trenes y, en la actualidad, igualmente en los vehículos automóviles particulares (coches, camiones, etc.) .

En dichos sistemas, el acristalamiento está constituido en general por una estructura de emparedado, que comprende sencillamente dos capas de material resistente tales como las láminas de vidrio. Las láminas de material resistente están unidas entre ellas por una lámina separadora termoconformable que comprende o está constituida generalmente por polivinilbutiral (PVB) .

Dichos sistemas de visualización frontal que permiten visualizar informaciones proyectadas sobre un acristalamiento que se reflejan hacia el conductor o el observador son ya conocidos. Estos sistemas permiten principalmente informar al conductor del vehículo sin que este retire su mirada del campo de visión del vehículo, lo que permite aumentar de manera importante la seguridad. El conductor percibe una imagen virtual que se sitúa a cierta distancia detrás del parabrisas.

De la forma más clásica, dicha imagen se obtiene proyectando una información sobre un parabrisas que tiene una estructura laminada, es decir formada por dos láminas de vidrio y una lámina separadora de un material plástico. Sin embargo, el conductor observa entonces una imagen doble: una primera imagen reflejada por la superficie del parabrisas orientada hacia el interior del habitáculo y una segunda imagen por reflexión de la superficie exterior del parabrisas, estando estas imágenes ligeramente desplazadas una con respecto a la otra. Este desplazamiento puede perturbar la visión de la información. Para paliar este problema, se puede citar la solución propuesta en la patente US 5.013.134, en la que se describe un sistema de visualización frontal que usa un parabrisas laminado formado por dos láminas de vidrio y una lámina separadora de polivinilbutiral (PVB) cuyas dos caras exteriores no son paralelas, sino en forma de cuña, de forma que la imagen proyectada por una fuente de visualización y reflejada por la cara del parabrisas orientada hacia el habitáculo está prácticamente superpuesta a la misma imagen que proviene de la misma fuente reflejada por la cara del parabrisas orientada hacia el exterior. Para suprimir la imagen doble, se realiza clásicamente un acristalamiento laminado en forma de cuña usando una lámina separadora cuyo espesor disminuye desde el borde superior del acristalamiento hasta el borde inferior. Sin embargo, es necesario que el perfil del PVB sea muy regular y no presente variaciones de espesor ya que estas se transmiten al parabrisas durante el ensamblado y dan lugar a variaciones de ángulo.

Alternativamente, en la patente US 6.979.499 B2 se propone enviar un haz incidente de longitud de onda apropiada sobre luminóforos integrados directamente en el acristalamiento, susceptibles de responder a la excitación por emisión de una radiación luminosa en el campo de la luz visible. De esta forma, sobre el parabrisas se forma una imagen real y no una imagen virtual. Además, esta imagen es visible para todos los pasajeros del vehículo. La patente US 6.979.499 B2 describe particularmente un acristalamiento laminado con una lámina separadora del tipo polivinilbutiral (PVB) cuyas dos capas exteriores son paralelas y en el que se incorpora una capa de luminóforos adicional. Los luminóforos se eligen en función de la longitud de onda de la radiación de excitación incidente. Esta longitud de onda puede estar en el campo del ultravioleta o del IR. Los luminóforos, por acción de esta radiación incidente, reemiten una radiación en el campo del visible. Se habla entonces de conversión reductora (down conversion) cuando la radiación incidente es UV y de conversión elevadora (up conversion) cuando la radiación incidente es IR. Dicho diseño permite, según este documento, restituir directamente sobre el parabrisas o el acristalamiento una imagen de cualquier objeto. Según esta descripción, los materiales luminóforos se depositan sobre el conjunto de una superficie principal de una de las láminas que constituyen el acristalamiento laminado (PVB

o vidrio) en forma de una capa continua que comprende varios tipos de luminóforos. La imagen deseada se obtiene por excitación selectiva de un área determinada de la capa de luminóforo. La localización de la imagen y su forma se obtienen por medio de una fuente de excitación controlada y modulada por medios exteriores.

Sin embargo, los experimentos realizados por la Solicitante han demostrado que dichos dispositivos HUD que incorporan luminóforos en el acristalamiento ensamblado se caracterizan por una luminancia muy débil bajo una fuente de excitación UV convencional no focalizada. Además, la concentración de luminóforos está limitada por el valor de la atenuación de la visibilidad del parabrisas que no debe ser demasiado elevado para no dificultar la visión del conductor.

En particular, parece que la intensidad luminosa obtenida con dichos dispositivos sigue siendo todavía muy insuficiente cuando la luminancia exterior es grande, y de una forma general en visión diurna, ya que solo es de varias decenas de candelas. Típicamente, se ha medido sobre un sistema del tipo HUD clásico, es decir que funciona según los principios de la reflexión, que una radiación monocromática era visible por un observador, por ejemplo a nivel de la zona de visión del conductor de un vehículo, si la luminancia es del orden de varias centenas

de cd/m2, principalmente claramente superior a 500 cd/m2, incluso 1.000 cd/m2, en condiciones normales de iluminación exterior del parabrisas, de día.

Para obtener tal luminancia, es posible usar fuentes de excitación que producen una luz UV concentrada y dirigida, producida por fuentes más específicas del tipo de diodo láser. Por concentrado se entiende, en el sentido de la presente descripción, que la densidad espectral de potencia, al nivel del acristalamiento, de la radiación procedente de la fuente generadora es superior a 120 mW·cm-2 y preferentemente comprendida entre 200 mW·cm-2 y 20.000 mW·cm-2, incluso comprendida entre 500 mW·cm-2 y 10.000 mW·cm-2.Sin embargo, la utilización de dichas fuentes solo puede considerarse para potencias que permanecen limitadas con el fin de evitar problemas relacionados con la peligrosidad del haz, principalmente en el exterior del vehículo. En particular, trabajando con una longitud de onda inferior a 410 nm, se puede evitar el paso de la mayor parte de la radiación laser hacia el exterior, ya que a estas longitudes de onda el PVB absorbe de manera importante la radiación UV.

Otro problema fundamental relacionado con el uso de fuentes concentradas de luz del tipo láser se refiere a la elección del luminóforo utilizado: este debe presentar un rendimiento de conversión de la radiación incidente elevado pero no debe degradarse por acción la de radiación UV exterior y, sobre todo, de la radiación UV concentrada incidente, principalmente del tipo láser, con el fin de asegurar una duración conveniente para la función de visualización.

En dicho acristalamiento que permite la visualización de informaciones directamente en su superficie, la elección del luminóforo parece ser, por lo tanto, fundamental y es necesariamente un compromiso entre diferentes características y propiedades relacionadas con dicha utilización, entre ellas:

-una gran luminancia asegurada por un buen rendimiento cuántico por la excitación UV incidente,

-una transparencia tal que la atenuación de la visibilidad ("haze") no sea superior a 2% y la transmisión luminosa sea superior a 70%,

-una compatibilidad química con la lámina termoplástica componente del acristalamiento,

-una coloración neutra, principalmente cuando está presente a una concentración elevada en el acristalamiento, tal como por ejemplo la medida por el denominado índice de amarilleamiento ("yellowness index") según la norma DIN 6167,

-una durabilidad máxima según los ensayos de envejecimiento por acción de la radiación UV solar incidente, tal como los medidos por el ensayo Arizona® en el intervalo,

-una durabilidad máxima según los ensayos de envejecimiento por acción de la... [Seguir leyendo]

1. Acristalamiento laminado para la visualización de informaciones del tipo parabrisas para automóvil o acristalamiento para edificios, que comprende un ensamblaje de al menos dos láminas transparentes de vidrio inorgánico o de un material orgánico resistente, unidas entre ellas por una lámina separadora de un material termoconformable o por dos láminas multicapas que incorporan dicha lámina separadora, caracterizándose dicho acristalamiento porque en dicha lámina separadora se integra un material luminóforo del tipo hidroxitereftalato, lo que permite dicha visualización.

2. Acristalamiento laminado según la reivindicación 1, en la que dicho luminóforo es un hidroxialquiltereftalato R-OOC-Φ (OH) x-COOR, de fórmula desarrollada:

en la que Φ representa un núcleo bencénico sustituido con al menos un grupo hidroxi (OH) , R es una cadena hidrocarbonada que comprende de 1 a 10 átomos y x es igual a 1 ó 2.

3. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que al menos un grupo hidroxi está en posición 2 y/o en posición 5 en el núcleo bencénico.

4. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho luminóforo es un 2, 5dihidroxitereftalato de dialquilo que responde a la fórmula desarrollada:

5. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho luminóforo es el 2, 5dihidroxitereftalato de dietilo.

6. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho luminóforo está solvatado en dicho material termoplástico..

7. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el material termoconformable que constituye dicha lámina separadora se elige entre el grupo de los PVB, los PVC plastificados, el poliuretano PU

o los vinilacetatos de etileno EVA.

8. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el material termoconformable es el PVB.

9. Acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que las láminas transparentes están unidas entre ellas por una lámina multicapas que integra una lámina separadora de PVB, por ejemplo una lámina que comprende una sucesión de capas PVB/PET/PVB, donde PET es el tereftalato de polietileno.

Dispositivo de visualización de una imagen sobre un acristalamiento transparente, que comprende un acristalamiento laminado según una de las reivindicaciones 1 a 9 y una fuente generadora de radiación UV concentrada del tipo láser, cuya radiación está comprendida entre 350 y 410 nm, estando la radiación UV dirigida hacia la o las zonas del acristalamiento que comprenden la capa de luminóforo del tipo hidroxitereftalato.

Dispositivo de visualización según la reivindicación 10, en el que la fuente generadora de radiación UV comprende al menos un diodo láser que emite una radiación de excitación UV cuya longitud de onda es inferior a 410 nm y que preferentemente está comprendida entre 350 y 405 nm.

12. Dispositivo de visualización según una de las reivindicaciones 10 u 11, en la que la densidad espectral de potencia del haz producido por fuente generadora es superior a 120 mW·cm-2 y preferentemente está comprendida entre 200 mW·cm-2 y 20.000 mW·cm-2.

13. Dispositivo de visualización según una de las reivindicaciones 10 a 12 que comprende además medios de modulación de la potencia de la fuente generadora de radiación UV con el fin de adaptar la luminancia a las condiciones de iluminación exterior diurna del acristalamiento.

FIGURA 1