Dispositivo de visualización de cabeza levantada.

Un parabrisas laminado que incorpora un dispositivo de visualización de cabeza levantada,

que comprende un montajede dos láminas transparentes de vidrio inorgánico (2, 9), interconectadas por una lámina intercalada (3) de un materialtermoformable o por una lámina multicapa que integra tal lámina intercalada, según el orden siguiente:

- una primera lámina exterior (9), en la que una cara está girada hacia el exterior del vehículo y la otra cara estáen contacto con la lámina intercalada o con la lámina multicapa (3), estando además revestida la otra cara sobreal menos uno de sus bordes por una capa (6) de esmalte negro que sirve de decoración o de protección de lascapas adhesivas utilizadas para el enmascaramiento de bandas colectoras de redes calefactoras,

- una segunda lámina interior (2), de la que una cara está en contacto con la lámina intercalada o con la láminamulticapa (3) y la otra cara está girada hacia el interior del vehículo (20),

estando caracterizado dicho parabrisas porque:

- incluye al menos una capa (10), de al menos un material de luminóforo elegido para responder a una ondaincidente luminosa incidente excitadora (8) en el dominio de los ultravioleta o de los IR emitiendo de nuevo unaradiación luminosa en el dominio del espectro visible, estando posicionada dicha capa sobre el parabrisas (1),según el ángulo de visión del conductor (5), al nivel de dicha capa (6) de esmalte negro,

- incluye al menos una capa (10), depositada en forma de un pictograma (12, 13, 14), de al menos un materialluminóforo elegido para responder a una onda incidente luminosa incidente excitadora (8) en el dominio de losultravioleta o de los IR emitiendo de nuevo una radiación luminosa en el dominio del espectro visible, siendoposicionado dicho pictograma (12, 13, 14) sobre el parabrisas (1), según el ángulo de visión del conductor (5), alnivel de dicha capa (6) de esmalte negro,

- dicha capa (10) de luminóforo está dispuesta sobre la cara de la lámina intercalada o de la láminatermoplástica girada hacia el habitáculo (20) del vehículo, sobre la cara interna de la segunda lámina interior osobre la cara externa de la segunda lámina interior, por referencia al habitáculo (20) del vehículo.

Dispositivo de visualización de cabeza levantada El presente invento se refiere al dominio de los sistemas de visualización proyectados sobre soportes al menos parcialmente transparentes del tipo de parabrisas.

Particularmente, el presente invento se refiere al dominio de los sistemas de visualización de cabeza levantada, denominados HUD o Head Up Display ("Visualización de Cabeza Levantada") en la técnica. Tales sistemas son particularmente útiles en las cabinas de avión, los trenes y más recientemente en los vehículos automóviles de los particulares (vehículos de turismo, camiones, etc.) .

En tales sistemas, el acristalamiento está compuesto generalmente por una estructura en sándwich, que comprende sólo dos láminas de vidrio. Las láminas de vidrio están unidas entre sí por una lámina intercalada termoformable que comprende o está constituida principalmente de polivinilbutiral (PVB) .

Se conocen ya sistemas de visualización de cabeza levantada que presentan informaciones proyectadas sobre un acristalamiento que se reflejan hacia el conductor o el observador. Estos sistemas permiten en particular proporcionar al conductor del vehículo informaciones pertinentes, sin que éste aleje su mirada del campo de visión por delante del vehículo. Tales dispositivos, además de la aceptación que aportan, confieren por tanto igualmente una seguridad incrementada. El conductor percibe entonces una imagen virtual que se sitúa a una cierta distancia por detrás del parabrisas.

De la forma más clásicamente descrita hasta ahora, se obtiene una imagen suplementaria sobre un parabrisas proyectando una información sobre un parabrisas que tiene una estructura laminada, es decir formada por dos láminas de vidrio y de una lámina intercalada de 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 dos imágenes ligeramente desplazadas o desfasadas una con respecto a la otra. Este desplazamiento puede perturbar la visión de la información. Para paliar este problema, se puede citar como una solución propuesta la patente US 5.013.134 que describe un sistema de visualización de cabeza levantada que utiliza un parabrisas laminado formado por dos láminas de vidrio y por una lámina intercalada de polivinilbutiral (PVB) cuyas dos caras exteriores no son paralelas sino en forma de cuña, de manera que la imagen proyectada por una fuente de presentación y reflejada por la cara del parabrisas orientada hacia el habitáculo sea prácticamente superpuesta a la misma imagen que proviene de la misma fuente reflejada por la cara del parabrisas orientada hacia el exterior. Para realizar este acristalamiento laminado en forma de cuña se utilizada una lámina intercalada cuyo espesor disminuye desde el borde superior del acristalamiento al borde inferior. Sin embargo esta solución, si bien es satisfactoria en términos de supresión de la doble imagen, presenta sin embargo inconvenientes. El ángulo del PVB en cuña debe ajustarse perfectamente a la configuración específica. Es importante también que el perfil del PVB sea muy regular y no presente variaciones de espesor, pues éstas se transmiten durante el montaje sobre el parabrisas y conducen a variaciones locales de ángulo. Así el menor defecto de espesor del PVB entraña una pérdida irreparable de la calidad óptica de la imagen restituida sobre el parabrisas. Además, la imagen obtenida por estos dispositivos HUD es una imagen virtual obtenida por reflexión del haz que incide sobre el parabrisas y no es por lo tanto observable por el conductor del vehículo.

Otra solución, ya descrita en la patente US 6.979.499 B2 de PPG Industries Ohio, consiste en enviar un haz incidente, de longitud de onda apropiada, sobre luminóforos susceptibles de responder a tal excitación por la emisión de una radiación luminosa en el dominio de la luz visible. De esta manera, una imagen real y no ya virtual, es formada directamente sobre el parabrisas. Esta imagen es por lo tanto visible por todos pasajeros del vehículo. La patente US 6.979.499 B2 describe en particular un acristalamiento laminado con una lámina intercalada del tipo polivinilbutiral (PVB) cuyas dos caras exteriores son paralelas y en la que se incorpora una capa de luminóforos adicional. Los luminóforos son elegidos en función de la longitud de onda de la radiación de excitación incidente. Esta longitud de onda puede estar en el dominio del ultravioleta (conversión descendente) o de los IR (conversión ascendente) . Los luminóforos, bajo estas radiaciones incidentes, vuelven a emitir una radiación en el dominio del espectro visible. Tal construcción permite según este documento restituir directamente sobre el parabrisas o el acristalamiento una imagen de no importa qué objeto. Según esta divulgación, materiales luminóforos son depositados 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 buscada es obtenida por la excitación selectiva de un área determinada de la capa de luminóforo. La localización de la imagen y su forma son obtenidas por medio de una fuente de excitación pilotada y modulada por medios exteriores. El documento DE 10350529 describe igualmente un parabrisas laminado que incluye materiales luminóforos.

Se miden bien las dificultades prácticas de tal sistema, que exige para su funcionamiento ideal medios costosos y sofisticados de puesta en práctica:

-por una parte para la creación y el rendimiento de la imagen sobre el acristalamiento, necesitando la obtención de un acristalamiento que incorpore sobre una gran parte de su superficie una capa de luminóforos cuya naturaleza, la concentración y el posicionamiento deben ser juiciosamente elegidos y cuidadosamente controlados,

- por otra parte para el buen posicionamiento y la forma buscada de dicha imagen sobre el parabrisas, por la puesta en práctica de un dispositivo complejo que permite al mismo tiempo generar, modular y dirigir la radiación de excitación,

Además, el sistema descrito en la patente US 6.979.499 B2 plantea problemas de volumen o tamaño y de posicionamiento en el cuadro de instrumentos del vehículo.

Además, tales dispositivos HUD, que incorporan luminóforos al nivel del parabrisas, se caracterizan, en particular con relación a los sistemas HUD clásicos por reflexión, por una baja luminancia, pues la concentración de los luminóforos está limitada por el mantenimiento, al nivel del parabrisas, de una transmisión luminosa suficiente y de un nivel de desenfocado suficientemente débil para no degradar de manera inaceptable la visión del conductor.

En particular, parece que la intensidad luminosa de tales dispositivos aparece aún muy insuficiente cuando la luminosidad

exterior es fuerte, y de una manera general en visión diurna. Para paliar este problema, es desde luego posible utilizar fuentes excitadoras que generan una luz concentrada, del tipo láser UV, pero tales fuentes plantean entonces problemas de peligrosidad y de confinamiento tanto en el exterior como en el interior del vehículo.

El presente invento se propone proporcionar un dispositivo de visualización de cabeza levantada HUD que permita, a menor coste, responder al conjunto de los problemas mencionados anteriormente.

Más precisamente, el presente invento se refiere a un parabrisas laminado que incorpora un dispositivo de visualización de cabeza levantada, que comprende un ensamblaje de dos láminas transparentes de vidrio inorgánico o de un material orgánico resistente a los choques del tipo policarbonato PC, unidas entre sí por una lámina intercalada de un material termoformable o por una lámina multicapa que integra tal lámina intercalada, según el orden siguiente:

-una primera lámina exterior, de la que una cara está girada hacia el exterior del vehículo y la otra cara está en

contacto con la lámina intercalada o con la lámina multicapa, estando dicha otra cara por otra parte revestida sobre al menos uno de sus bordes por una capa de esmalte negro que sirve de decoración o de protección de las capas adhesivas utilizadas para el enmascaramiento de las bandas colectoras de redes calefactoras,

-una segunda lámina interior, de la que una cara está en contacto con la lámina intercalada o con la lámina multicapa y la otra cara está girada hacia el interior del vehículo.

Estando caracterizado dicho parabrisas:

-porque incluye al menos una capa de al menos un material... [Seguir leyendo]

1. Un parabrisas laminado que incorpora un dispositivo de visualización de cabeza levantada, que comprende un montaje de dos láminas transparentes de vidrio inorgánico (2, 9) , interconectadas por una lámina intercalada (3) de un material termoformable o por una lámina multicapa que integra tal lámina intercalada, según el orden siguiente:

- una primera lámina exterior (9) , en la que una cara está girada hacia el exterior del vehículo y la otra cara está en contacto con la lámina intercalada o con la lámina multicapa (3) , estando además revestida la otra cara sobre al menos uno de sus bordes por una capa (6) de esmalte negro que sirve de decoración o de protección de las capas adhesivas utilizadas para el enmascaramiento de bandas colectoras de redes calefactoras,

- una segunda lámina interior (2) , de la que una cara está en contacto con la lámina intercalada o con la lámina multicapa (3) y la otra cara está girada hacia el interior del vehículo (20) ,

estando caracterizado dicho parabrisas porque:

- incluye al menos una capa (10) , de al menos un material de luminóforo elegido para responder a una onda incidente luminosa incidente excitadora (8) en el dominio de los ultravioleta o de los IR emitiendo de nuevo una radiación luminosa en el dominio del espectro visible, estando posicionada dicha capa sobre el parabrisas (1) , según el ángulo de visión del conductor (5) , al nivel de dicha capa (6) de esmalte negro,

- incluye al menos una capa (10) , depositada en forma de un pictograma (12, 13, 14) , de al menos un material luminóforo elegido para responder a una onda incidente luminosa incidente excitadora (8) en el dominio de los ultravioleta o de los IR emitiendo de nuevo una radiación luminosa en el dominio del espectro visible, siendo posicionado dicho pictograma (12, 13, 14) sobre el parabrisas (1) , según el ángulo de visión del conductor (5) , al nivel de dicha capa (6) de esmalte negro,

- dicha capa (10) de luminóforo está dispuesta sobre la cara de la lámina intercalada o de la lámina termoplástica girada hacia el habitáculo (20) del vehículo, sobre la cara interna de la segunda lámina interior o sobre la cara externa de la segunda lámina interior, por referencia al habitáculo (20) del vehículo.

2. Un parabrisas laminado según la reivindicación 1, en el que dicha capa (10) de luminóforo está dispuesta sobre la cara de la lámina intercalada o de la lámina termoplástica girada hacia el habitáculo del vehículo (20) .

3. Un parabrisas laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el material termoformable que constituye dicha lámina intercalada es elegido en el grupo de los PVB, de los PVC plastificados, del poliuretano PU o de los etilenos de acetato de vinilo EVA.

4. Un parabrisas laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que las láminas transparentes están unidas entre sí por una lámina multicapa que integra una lámina intercalada PVB, por ejemplo una lámina que comprende una sucesión de capas PVB/PET/PVB, en la que el PET es el tereftalato de polietileno.

5. Un parabrisas laminado según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una capa de un material antirreflectante para la radiación excitadora utilizada, dispuesta en el ensamblaje delantero de la capa de luminóforo (10) , por ejemplo sobre una de las caras de la lámina de vidrio interior (2) .

6. Un parabrisas según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una capa de un material que refleja la luz visible dispuesta en el ensamblaje antes de la capa de luminóforo (10) , por ejemplo sobre la cara interna de la lámina de vidrio interior (2) .

7. Un dispositivo de visualización de una imagen sobre un parabrisas laminado que incluye un parabrisas según una de las reivindicaciones precedentes y una fuente (4) generadora de una radiación en el dominio de los UV o de los IR, estando dirigido el haz de la radiación hacia la o las zonas (11) del acristalamiento que comprende el o los pictogramas (12, 13, 14) .

8. Un dispositivo de visualización según la reivindicación 7, en el que la fuente generadora de radiación UV clásica es elegida entre las fuentes del tipo diodo electroluminiscente LED, las fuentes láser de UV, por ejemplo del tipo láser de estado sólido, diodo láser de semiconductores, láser de gas, láser de colorante, láser de excímero.

9. Un dispositivo de visualización según la reivindicación 8 en el que la fuente generadora de radiación UV está constituida por una red de LED.

10. Un dispositivo de visualización según la reivindicación 9, que comprende además una lentilla configurada y dispuesta para concentrar la radiación UV incidente sobre la capa de luminóforo o el pictograma.

11. Un dispositivo de visualización según una de las reivindicaciones 7 a 10, en el que un diodo electroluminiscente está dedicado a la visualización sobre el parabrisas de un pictograma.

12. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 12, en el que al menos dos diodos electroluminiscentes están dedicados a la visualización sobre el parabrisas de un pictograma.

13. Un dispositivo de visualización según una de las reivindicaciones 7 a 12, que comprende medios de modulación de la potencia de la fuente generadora según al menos dos configuraciones: una configuración para la visión nocturna, en la que la potencia de la fuente está ajustada para que la luminancia del pictograma esté típicamente comprendida entre aproximadamente 30 y aproximadamente 100 cd/m2 y una configuración para la visión diurna, en la que la potencia de la fuente está ajustada para que la luminancia del pictograma esté típicamente comprendida entre aproximadamente 200 y aproximadamente 2000 cd/m2.