現(xiàn)代的汽車越來越多配有所謂的平視顯示器(HUD)。利用例如儀表板或者車頂區(qū)域中的投影儀將圖像投影到擋風(fēng)玻璃上，在那里被反射，被駕駛員作為(從他的角度觀察)擋風(fēng)玻璃后面的虛擬圖像所看見。可以將重要信息投影到駕駛員的視野之中，例如駕駛員可以看見的當(dāng)前行駛速度、導(dǎo)航或者警告提示，而不必將其目光從車道移開。因此平視顯示器可以顯著有助于提升交通安全性。用于顯示靜態(tài)信息的典型HUD的投影距離(虛擬圖像和駕駛員之間的距離)通常約為2m。

HUD的一種較新的變型稱作接觸模擬HUD或者增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)HUB。這些HUD的特征在于較大的HUD范圍(玻璃上的投影面)和明顯更大的投影距離，至少5m，通常甚至超過7m。接觸模擬HUD開拓了不再僅僅將可讀信息靜態(tài)地投影到玻璃上，而且使用光學(xué)信息來標(biāo)明真實(shí)車輛環(huán)境的元素的可能性-示例性應(yīng)用是光學(xué)標(biāo)記車道邊界、光學(xué)突出路邊行人、直接在車道上的導(dǎo)航提示或者標(biāo)記由駕駛輔助系統(tǒng)所識別的車輛。通過光束在投影儀之內(nèi)的較大光程長度，例如通過附加的反射鏡和較大的體積產(chǎn)生較大的投影距離。例如DE102014001710A1、WO2014079567A1、US2013249942A1、US2014354692A1、US2014375816A1和WO2013136374A1公開了接觸模擬HUD。

對于HUD而言出現(xiàn)投影儀圖像在擋風(fēng)玻璃的兩個表面上反射的基本問題。因此駕駛員不僅看見所需的主圖像，而且也看見略微偏置的、通常強(qiáng)度較弱的副圖像。后者通常也稱作重影。一般來說，解決該問題的方式是將反射表面以有意選擇的角度相互布置，以使得主圖像和重影重疊，由此使得重影不再明顯礙眼。在用于平視顯示器的傳統(tǒng)的復(fù)合玻璃中，楔角通常大約為0.5mrad。

擋風(fēng)玻璃由兩個通過熱塑性薄膜相互層壓的玻璃板構(gòu)成。如果應(yīng)如所述的那樣以一個角度布置玻璃板的表面，則通常使用具有非恒定厚度的熱塑性薄膜。其也稱作楔形薄膜或楔薄膜。將該薄膜的兩個表面之間的角度稱作楔角。楔角可以在整個薄膜上恒定(線性厚度變化)，或者可以隨位置而變(非線性厚度變化)。例如WO2009/071135A1、EP1800855B1或者EP1880243A2公開了具有楔薄膜的復(fù)合玻璃。

通常利用擠出制造楔薄膜，其中使用楔形的擠出模頭。制造具有尤其取決于具體的玻璃板幾何和平視顯示器的投影裝置的所需楔角的楔薄膜非常昂貴和復(fù)雜。

本發(fā)明的目的在于，提供具有改進(jìn)的擋風(fēng)玻璃的用于平視顯示器(HUD)的投影裝置，其可以成本更有利且更簡單地制造并且可用于將重影問題有效地最小化。

按照本發(fā)明，通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置實(shí)現(xiàn)這一目的。從屬權(quán)利要求示出優(yōu)選實(shí)施方案。

本發(fā)明的用于平視顯示器(HUD)的投影裝置包括至少一個車輛擋風(fēng)玻璃(尤其是機(jī)動車、例如轎車的擋風(fēng)玻璃)和投影儀。通常如HUD中常見那樣，投影儀照射擋風(fēng)玻璃的一個區(qū)域，在那里將射線朝向觀察者(駕駛員)反射，從而產(chǎn)生處在車輛中的觀察者從他的角度觀察在擋風(fēng)玻璃后面看見的虛擬圖像。可以通過投影儀照射的擋風(fēng)玻璃區(qū)域稱作HUD區(qū)域。投影儀指向HUD區(qū)域。通?？梢酝ㄟ^反射鏡改變投影儀的光束方向，尤其是在垂直方向上，以使得投影適應(yīng)于觀察者的身高。將在給定的反射鏡位置時觀察者眼睛必須所在的區(qū)域稱作眼動范圍窗口(Eyeboxfenster)?？梢酝ㄟ^調(diào)整反射鏡來垂直移動該眼動范圍窗口，其中將由此可以達(dá)到的整個區(qū)域(即所有可能的眼動范圍窗口的疊加)稱作眼動范圍。處在眼動范圍之內(nèi)的觀察者可以看見虛擬圖像。所指的當(dāng)然是觀察者的眼睛必須處在眼動范圍之內(nèi)，而不是說整個身體。在投影儀和眼動范圍中心之間傳播的光束通常稱作中心光束。這是設(shè)計(jì)HUD投影裝置的特征參考光束。

本領(lǐng)域技術(shù)人員一般已知這里所使用的HUD領(lǐng)域的專業(yè)概念。對于詳細(xì)描述，可參閱慕尼黑工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院的Alexander Neumann的博士論文“基于仿真的平視顯示器檢測技術(shù)(Simulationsbasierte Messtechnik zur Prüfung von Head-up Displays)”(慕尼黑：慕尼黑工業(yè)大學(xué)圖書館，2012)，尤其是參閱第2章“平視顯示器(Das Head-up Display)”。

擋風(fēng)玻璃包括通過熱塑性中間層相互接合的外玻璃板和內(nèi)玻璃板。擋風(fēng)玻璃用于在車輛的窗戶開口中將內(nèi)室與外部環(huán)境分開。本發(fā)明所述的內(nèi)玻璃板指的是復(fù)合玻璃的朝向內(nèi)室(車輛內(nèi)室)的玻璃板。外玻璃板指的是朝向外部環(huán)境的玻璃板。

中間層的厚度在擋風(fēng)玻璃的上邊緣和下邊緣之間的垂直路徑中至少局部可變。這里所述的“局部”指的是上邊緣與下邊緣之間的垂直路徑至少具有一個區(qū)段，其中中間層厚度隨位置而變，即中間層具有楔角。中間層的厚度至少在HUD區(qū)域內(nèi)可變。但是，該厚度也可以在多個區(qū)段中或者在整個垂直路徑中變化，例如從下邊緣到上邊緣單調(diào)增大。垂直路徑指的是在路徑方向上基本垂直于上邊緣的在上邊緣與下邊緣之間的路徑。由于擋風(fēng)玻璃的上邊緣可能顯著不同于直線，該垂直路徑在本發(fā)明中更準(zhǔn)確來說是垂直于上邊緣的角之間的(直線)連接線的。中間層至少局部具有有限的楔角，也就是在厚度可變的區(qū)段中具有大于0°的楔角。所謂楔角指的是中間層的兩個表面之間的角度。如果楔角并非恒定，則對于其測量應(yīng)考慮在某一點(diǎn)處在表面上的切線。

本發(fā)明的平視顯示器是所謂的接觸模擬HUD或者增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)HUD。接觸模擬HUD中，不僅將信息投影到擋風(fēng)玻璃的有限區(qū)域上，而且也包括外部環(huán)境的元素。對此的實(shí)例是標(biāo)記行人、顯示與前車的距離或者將導(dǎo)航說明直接投影到車道上，例如用于標(biāo)記要選擇的行駛軌跡。因此接觸模擬HUD與典型的靜態(tài)HUD的區(qū)別在于投影距離至少為5m。靜態(tài)HUD中，投影距離明顯較小，通常約為2m。本發(fā)明中的投影距離指的是虛擬圖像與觀察者(即通常是駕駛員的頭部)之間的距離。投影距離優(yōu)選至少為7m。投影距離優(yōu)選最多為15m。

在接觸模擬HUD的投影裝置中，所有投影的圖像的投影距離基本上恒定。觀察者主觀上應(yīng)以不同距離看見的投影在現(xiàn)實(shí)中基本上也具有基本上相同的投影距離。通過幾何光學(xué)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同距離的主觀印象。

通常將擋風(fēng)玻璃與虛擬圖像之間的距離稱作像距。由于駕駛員頭部與擋風(fēng)玻璃之間通常有大約一米的距離，像距比投影距離小近乎1m。因此，替代投影距離，也能以充分的精確度考慮將像距作為標(biāo)準(zhǔn)。因此像距優(yōu)選至少為4m，尤其優(yōu)選至少6m，并且優(yōu)選最多14m。

最大楔角小于或等于0.3mrad。這明顯小于傳統(tǒng)靜態(tài)HUD中的典型楔角(大約0.5mrad)。所謂的最大楔角指的是中間層中出現(xiàn)的最大楔角，其中應(yīng)忽略邊緣處可能的極限值。

本發(fā)明的擋風(fēng)玻璃在HUD區(qū)域內(nèi)具有至少6m的垂直曲率半徑。這就是說，在HUD區(qū)域內(nèi)僅僅出現(xiàn)大于或等于6m的垂直曲率半徑。所述垂直曲率半徑在此涉及玻璃板在上邊緣與下邊緣之間的垂直尺寸中的曲面。垂直意味著垂直于上邊緣朝向下邊緣，其中如果上邊緣不同于直線，則應(yīng)將其想象為上邊緣的角之間的直線連接線。大曲率半徑相當(dāng)于彎曲程度小，小曲率半徑相當(dāng)于玻璃板的彎曲程度大。

本發(fā)明基于令人驚奇的認(rèn)識：接觸模擬HUD與靜態(tài)HUB相比的增大的投影距離與HUD區(qū)域中不太大程度的玻璃板彎曲的結(jié)合確保在小楔角的情況下使得主圖像和重影有效重疊。如果投影距離在5m以上并且曲率半徑至少為6m，僅需最多0.3mrad的楔角。本發(fā)明也能夠使用只有小楔角的熱塑性薄膜，其與具有較大楔角的薄膜相比可以成本更有利且更簡單地制造。因此通過拉伸而不是擠出具有恒定厚度的薄膜，可獲得這樣的薄膜。

通過復(fù)合玻璃的不同表面上的折射和反射，可能在透射中引起雙像-透過復(fù)合玻璃觀察的物體此時看起來是兩個。通過針對HUD優(yōu)化的具有大楔角的楔薄膜，甚至可能增強(qiáng)該效應(yīng)。本發(fā)明能夠使用很小的楔角，從而減小在透射中的雙像問題。這是本發(fā)明的另一個重要的優(yōu)點(diǎn)。

除了投影距離和玻璃曲率之外，其它因素也對所需的楔角有影響，其中包括玻璃板厚度以及擋風(fēng)玻璃的安裝角度。如果HUD的設(shè)計(jì)合適，明顯更小的楔角就夠用。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，最大楔角小于或等于0.2mrad，特別優(yōu)選小于或等于0.15mrad，尤其特別優(yōu)選小于或等于0.1mrad。楔角越小，則中間層的制造越簡單，并且透射中的雙像問題越不明顯。

HUD區(qū)域中的垂直曲率半徑優(yōu)選為6m～10m。這就是說，在HUD區(qū)域中僅僅出現(xiàn)6m～10m的垂直曲率半徑。這樣得到良好的結(jié)果，而不必將HUD區(qū)域中的玻璃板設(shè)計(jì)得過分平坦，這例如出于美觀或者空氣動力學(xué)的原因是通常不希望的。

在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，HUD區(qū)域中的垂直曲率半徑至少為7m，優(yōu)選為7m～9m，尤其優(yōu)選為7m～8m。這樣獲得特別好的結(jié)果。

整個擋風(fēng)玻璃的垂直曲率半徑優(yōu)選為1m～20m，尤其優(yōu)選為2m～15m，尤其為3m～13m。

楔角可以在垂直路徑中恒定，這產(chǎn)生中間層的線性厚度變化，其中所述厚度通常并且優(yōu)選自下而上變大。方向說明“自下而上”表示從下邊緣到上邊緣的方向。但也可以存在更復(fù)雜的厚度分布(Dickenprofil)，此時楔角可以自下而上線性或者非線性地可變(即在垂直路徑中隨位置可變)。

中間層的厚度可以在水平截面(即大致平行于上邊緣和下邊緣的截面)中恒定。此時，厚度分布在復(fù)合玻璃的寬度上恒定。但是，厚度也可以在水平截面中可變。此時，厚度不僅在垂直路徑中，而且也在水平路徑中可變。

通過至少一個熱塑性薄膜形成中間層。在一個有利的實(shí)施方案中，通過拉伸在薄膜中產(chǎn)生楔角。楔形薄膜不是擠出的，而是原先作為具有基本上恒定厚度的傳統(tǒng)薄膜提供并且通過拉伸變形，以使其具有所需的楔角。這是比通過擠出制造更簡單、成本更有利的。本領(lǐng)域技術(shù)人員事后尤其在下邊緣和/或上邊緣附近的典型厚度分布方面識別楔角是否通過拉伸或者通過擠出形成的。

接觸模擬HUD中的HUD區(qū)域通常比傳統(tǒng)靜態(tài)HUD的大。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的HUD區(qū)域的面積為擋風(fēng)玻璃面積的至少7％，尤其優(yōu)選至少8％。靜態(tài)HUD的HUD區(qū)域的面積通常為擋風(fēng)玻璃面積的最多4～5％。例如HUD區(qū)域的面積為40000mm²～125000mm²。

擋風(fēng)玻璃相對于水平線的安裝角通常為55°～75°，尤其58°～72°。在這些安裝角度的情況下可以無問題地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的楔角。在一個特別有利的實(shí)施方案中，相對于水平線的安裝角度為60°～68°，優(yōu)選為63°～67°。這樣能實(shí)現(xiàn)特別小的中間層楔角。

擋風(fēng)玻璃上的中心光束的入射角優(yōu)選為50°～75°，尤其優(yōu)選60°～70°，例如為65°。入射角相對于擋風(fēng)玻璃上的法線方向而測量。

基本上可以在專業(yè)常見的值范圍內(nèi)自由選擇外玻璃板和內(nèi)玻璃板的厚度。對于傳統(tǒng)的擋風(fēng)玻璃來說常見的是單玻璃板的厚度為1mm～5mm，尤其1.2mm～3mm。因此可以無問題地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的楔角。單玻璃板有利地各自具有最大為5mm、尤其最大為3mm的厚度。標(biāo)準(zhǔn)玻璃板厚度例如為2.1mm或者1.6mm。外玻璃板和內(nèi)玻璃板的優(yōu)選厚度為1.2mm～2.6mm，尤其優(yōu)選1.4mm～2.1mm。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，外玻璃板和內(nèi)玻璃板的厚度最多為2.6mm，尤其優(yōu)選最多2.1mm，因?yàn)橛纱擞欣匦枰〉男ń恰?/p>

在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，擋風(fēng)玻璃的單玻璃板的至少一個具有更小的厚度。除了減輕重量之外，這還有需要還更小的楔角來抵消重影的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榉瓷涞谋砻姹舜烁拷?。由此，主圖像和重影相互間移位較不大，從而能夠使用較小的楔角使它們重合。

內(nèi)玻璃板優(yōu)選具有小于1.2mm的厚度。外玻璃板在此優(yōu)選比內(nèi)玻璃板厚，這樣盡管材料厚度較小，仍然實(shí)現(xiàn)充分的擋風(fēng)玻璃穩(wěn)定性。內(nèi)玻璃板的厚度尤其優(yōu)選為0.3mm～1.1mm，非常尤其優(yōu)選為0.5mm～0.9mm并且尤其為0.6mm～0.8mm。

外玻璃板可以具有對于復(fù)合玻璃來說傳統(tǒng)范圍內(nèi)的厚度，尤其2.1mm～3.0mm，例如2.1mm或者2.6mm。在一個特別有利的實(shí)施方案中，外玻璃板也是較薄的玻璃板并且具有小于2.1mm的厚度。這樣加強(qiáng)出現(xiàn)以上提及的優(yōu)點(diǎn)。

外玻璃板的厚度優(yōu)選為1.2mm～2.0mm，尤其優(yōu)選為1.4mm～1.8mm，非常尤其優(yōu)選為1.5mm～1.7mm。通過這些厚度，復(fù)合玻璃是充分穩(wěn)定的，足以用作車輛玻璃。較厚的外玻璃板與較薄的內(nèi)玻璃板制成的不對稱組合被證明有利于提高抗石擊性和破碎強(qiáng)度。

外玻璃板和內(nèi)玻璃板可以是非預(yù)應(yīng)力玻璃板。但是替代地，薄的內(nèi)玻璃板可以是化學(xué)預(yù)應(yīng)力玻璃板。在化學(xué)預(yù)應(yīng)力中，通過離子交換改變表面區(qū)域中玻璃的化學(xué)成分。尤其，較厚的外玻璃板是非預(yù)應(yīng)力玻璃板，較薄的內(nèi)玻璃板是化學(xué)預(yù)應(yīng)力玻璃板。

內(nèi)玻璃板和外玻璃板優(yōu)選由玻璃、尤其優(yōu)選由鈉鈣玻璃構(gòu)成，這被證明對窗戶玻璃是有利的。但是，這些玻璃板也可以由其它玻璃種類構(gòu)成，例如硼硅酸鹽玻璃或者鋁硅酸鹽玻璃。這些玻璃也可以基本上替代地由塑料制成，尤其是聚碳酸酯或者PMMA。

外玻璃板優(yōu)選包含鈉鈣玻璃，內(nèi)玻璃板包含鈉鈣玻璃或者鋁硅酸鹽玻璃。外玻璃板尤其優(yōu)選由非預(yù)應(yīng)力鈉鈣玻璃構(gòu)成，內(nèi)玻璃板同樣由非預(yù)應(yīng)力鈉鈣玻璃構(gòu)成或者由化學(xué)預(yù)應(yīng)力鋁硅酸鹽玻璃構(gòu)成。鋁硅酸鹽可以比鈉鈣玻璃更有效地進(jìn)行化學(xué)預(yù)加應(yīng)力。

外玻璃板、內(nèi)玻璃板和熱塑性中間層可以透明無色，但也可以著色或者染色。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，透過復(fù)合玻璃的總透射率大于70％，尤其當(dāng)復(fù)合玻璃是擋風(fēng)玻璃的時候。術(shù)語總透射率涉及通過ECE-R 43，附錄3，§9.1規(guī)定的機(jī)動車玻璃透光率檢驗(yàn)方法。

除了垂直曲率之外，擋風(fēng)玻璃的特征也在于水平曲率。然而，這對重影問題的影響是次要的，因此不是本發(fā)明根本的。可以按專業(yè)常見那樣選擇曲率。擋風(fēng)玻璃原則上也可以是平坦的(即具有無限的垂直和水平曲率半徑)，例如當(dāng)其用作公交車、火車或者拖拉機(jī)的玻璃板的時候。

中間層優(yōu)選具有0.2mm～2mm、尤其優(yōu)選0.3mm～1mm、非常尤其優(yōu)選0.5mm～0.9mm的最小厚度。最小厚度指的是中間層最薄位置處的厚度。具有較薄中間層的復(fù)合玻璃通常具有太小的穩(wěn)定性，無法用作車輛玻璃。市面上銷售的熱塑性薄膜，尤其PVB薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.76mm?？梢杂蛇@些薄膜通過拉伸有利地引入本發(fā)明的楔角。由于本發(fā)明的楔角非常小，使薄膜不會局部太薄而出現(xiàn)復(fù)合玻璃穩(wěn)定性的問題。

中間層優(yōu)選至少包含聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)或者其混合物、共聚物或衍生物，尤其優(yōu)選包含PVB。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，中間層由PVB薄膜形成。

可以通過單個薄膜、或者也可以通過多于一個薄膜形成中間層。在后一種情況下，這些薄膜的至少一個必須具有楔角。中間層也可以由具有降噪作用的所謂的消聲薄膜形成。這樣的薄膜通常由至少三個層構(gòu)成，其中中間層具有比包圍其的外層更高的塑性或者彈性，例如是由于更高含量的增塑劑。此類降噪的多層薄膜的應(yīng)用優(yōu)選用于改善聲學(xué)舒適性。當(dāng)外玻璃板和/或內(nèi)玻璃板具有小厚度并且因此無法很好屏蔽噪聲的時候，這就特別有利。

本發(fā)明的擋風(fēng)玻璃可以具有功能涂層，例如紅外反射或吸收涂層、紫外反射或吸收涂層、賦色涂層、低輻射涂層、可加熱涂層、具有天線功能的涂層、碎片粘連的涂層、或者用于屏蔽電磁輻射的涂層。功能涂層可以布置在外玻璃板或者內(nèi)玻璃板的表面上，或者也可以布置在中間層中的例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的嵌入薄膜上。

此外本發(fā)明還包括制造尤其如以上所述形成的用于HUD的投影裝置的方法，所述投影裝置包括：

-車輛擋風(fēng)玻璃，其包括通過熱塑性中間層相互接合的外玻璃板和內(nèi)玻璃板與上邊緣、下邊緣和HUD區(qū)域，其中所述熱塑性中間層的厚度在上邊緣和下邊緣之間的垂直路徑中至少在HUD區(qū)域內(nèi)以小于或等于0.3mrad的楔角可變；和

-投影儀，所述投影儀指向HUD區(qū)域，并且以至少5m的投影距離產(chǎn)生虛擬圖像。

本發(fā)明的方法至少包括以下方法步驟：

(a)確定擋風(fēng)玻璃的HUD區(qū)域；

(b)創(chuàng)建垂直曲率半徑的分布，其中所述垂直曲率半徑在HUD區(qū)域內(nèi)至少為6m；

(c)制造具有楔角和所確定的垂直曲率半徑的擋風(fēng)玻璃；

(d)相對布置擋風(fēng)玻璃和投影儀，由此產(chǎn)生投影裝置。

所述方法的特殊優(yōu)點(diǎn)在于，在設(shè)計(jì)投影裝置的時候包括擋風(fēng)玻璃的曲率分布。以上關(guān)于復(fù)合玻璃所述的優(yōu)選實(shí)施方案相應(yīng)地適用于本發(fā)明的方法。

玻璃板厚度以及安裝位置通常在設(shè)計(jì)HUD的時候已經(jīng)確定。以此為基礎(chǔ)也可以在理論上確定楔角，從而將重影最優(yōu)地最小化。通過專業(yè)常見的模擬確定楔角分布。還必須確定擋風(fēng)玻璃與投影儀之間的相對布置。由于曲率分布也可能對重影有影響，此時可能需要調(diào)節(jié)楔角?？梢苑磸?fù)進(jìn)行具有楔角和曲率分布的玻璃幾何的最終確定，直至將重影問題最小化。通常在設(shè)計(jì)階段，通常根據(jù)車輛的CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行目前為止所述的步驟。在確定了最終玻璃幾何之后，就可以制造玻璃。

以至少一個薄膜的形式提供熱塑性中間層。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，這是具有(在初始狀態(tài)下)基本上恒定厚度的傳統(tǒng)的熱塑性薄膜，尤其PVB薄膜。優(yōu)選通過拉伸薄膜，即通過合適牽拉的機(jī)械力作用引入具有本發(fā)明楔角的可變厚度?？梢酝ㄟ^拉伸實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的小楔角，這與通過擠出制造楔薄膜相比明顯成本更有利。替代地，也可以通過借助楔形擠出模頭通過擠出來制造熱塑性中間層。

在層壓之前根據(jù)所確定的曲率分布對外玻璃板和內(nèi)玻璃板進(jìn)行彎曲加工。優(yōu)選使得外玻璃板和內(nèi)玻璃板共同(即同時并且通過同一個模具)一致性彎曲，因?yàn)檫@樣使得玻璃板的形狀對于稍后進(jìn)行的層壓而言最佳地相互匹配。玻璃彎曲加工的典型溫度例如為500℃～700℃。

如果應(yīng)對內(nèi)玻璃板進(jìn)行化學(xué)預(yù)加應(yīng)力，那么在彎曲之后有利地緩慢冷卻玻璃板，優(yōu)選以0.05℃/秒～0.5℃/秒的冷卻速率直至冷卻到400℃的溫度，以避免熱應(yīng)力。然后也可以以更高的冷卻速率繼續(xù)冷卻，因?yàn)樵诘陀?00℃時產(chǎn)生熱應(yīng)力的危險很小。優(yōu)選在300℃～600℃、尤其優(yōu)選在400℃～500℃的溫度下進(jìn)行化學(xué)預(yù)加應(yīng)力。在此使用鹽熔體處理玻璃板，例如將其浸沒到鹽熔體之中。在處理過程中，尤其將玻璃的鈉離子替換成更大的離子，尤其是更大的堿金屬離子，由此產(chǎn)生所需的表面壓應(yīng)力。鹽熔體優(yōu)選是鉀鹽，尤其優(yōu)選硝酸鉀(KNO₃)或者硫酸鉀(KSO₄)，非常尤其優(yōu)選硝酸鉀(KNO₃)的熔體。常見的處理持續(xù)時間為2～48小時。使用鹽熔體處理之后，將玻璃板冷卻到室溫。接著優(yōu)選使用硫酸(H₂SO₄)清洗玻璃板。

利用本領(lǐng)域技術(shù)人員本身已知的常見方法，例如高壓釜法、真空袋法、真空環(huán)法、壓延機(jī)法、真空層壓機(jī)或者其組合，通過層壓來制造擋風(fēng)玻璃。通常在熱量、真空和/或壓力作用下實(shí)現(xiàn)外玻璃板和內(nèi)玻璃板的接合。

接著將擋風(fēng)玻璃和投影儀相對于彼此布置，通常通過將擋風(fēng)玻璃和投影儀安裝到車身之中。由此形成本發(fā)明的投影裝置。

優(yōu)選在車輛中、尤其優(yōu)選在機(jī)動車中、非常尤其優(yōu)選在轎車中使用本發(fā)明所述的投影裝置作為平視顯示器(HUD)。

此外，本發(fā)明還涉及包括通過熱塑性中間層相互接合的外玻璃板和內(nèi)玻璃板的車輛擋風(fēng)玻璃在以至少5m的投影距離的用于平視顯示器的投影裝置中的用途，其中所述熱塑性中間層的厚度在垂直路徑中以小于或等于0.3mrad的楔角可變，所述擋風(fēng)玻璃具有垂直曲率半徑至少為6m的區(qū)域，其中將擋風(fēng)玻璃的HUD區(qū)域完全布置在垂直曲率半徑至少為6m的所述區(qū)域中。

以下根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更進(jìn)一步闡述。附圖是示意圖，并且沒有按照比例。附圖決不限制本發(fā)明。

圖1顯示本發(fā)明的投影裝置的擋風(fēng)玻璃的俯視圖，

圖2顯示通過本發(fā)明的投影裝置的橫截面，以及

圖3顯示本發(fā)明的方法的一個實(shí)施方案的流程圖。

圖1所示為本發(fā)明的投影裝置的擋風(fēng)玻璃1的俯視圖。擋風(fēng)玻璃1具有上邊緣O、下邊緣U和兩個將其連接的側(cè)邊緣。上邊緣O在安裝位置中向上朝向車頂(車頂邊緣)，下邊緣U向下朝向發(fā)動機(jī)艙(發(fā)動機(jī)邊緣)。擋風(fēng)玻璃1具有HUD區(qū)域B，該區(qū)域在安裝位置中可以被HUD投影儀照射并且在工作狀態(tài)下受到照射。

圖2所示為通過本發(fā)明的投影裝置的橫截面，所述投影裝置包括圖1中的擋風(fēng)玻璃以及HUD投影儀5。擋風(fēng)玻璃1被切割線A-A’切開。擋風(fēng)玻璃1由通過熱塑性中間層4相互接合的外玻璃板2和內(nèi)玻璃板3構(gòu)成。擋風(fēng)玻璃1將車輛內(nèi)室與外部環(huán)境分開，其中外玻璃板2在安裝位置中朝向外部環(huán)境，內(nèi)玻璃板3朝向車輛內(nèi)室。相對于水平線的安裝角度β例如為65°。

外玻璃板2和內(nèi)玻璃板3例如由非預(yù)應(yīng)力鈉鈣玻璃構(gòu)成。外玻璃板2具有例如2.1mm的厚度，內(nèi)玻璃板3具有1.6mm的厚度。這些玻璃板常用于擋風(fēng)玻璃。中間層4的厚度在從下邊緣U朝向上邊緣O的垂直路徑中連續(xù)增大，其中兩個表面之間的楔角α基本上恒定。中間層4由單一的PVB薄膜形成。中間層4在上邊緣O處的厚度例如為1.0mm，并且在下邊緣U處例如為0.76mm。通過中間層4的楔形設(shè)計(jì)，使得由于在外玻璃板2和內(nèi)玻璃板3的兩個背向中間層4的表面上反射投影圖像所產(chǎn)生的兩個圖像相互重疊。因此出現(xiàn)干擾性重影的程度小。

投影儀5指向HUD區(qū)域B。應(yīng)通過投影儀5在該區(qū)域中產(chǎn)生圖像。擋風(fēng)玻璃1將投影圖像朝向觀察者6(車輛駕駛員)反射。由此產(chǎn)生虛擬圖像7，處在車內(nèi)的觀察者6從他的角度觀察在擋風(fēng)玻璃1后面看見該虛擬圖像。觀察者6與虛擬圖像7之間的距離稱作投影距離d。擋風(fēng)玻璃1與虛擬圖像7之間的距離稱作像距w。

本發(fā)明的投影裝置是所謂的接觸模擬HUD或者現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)HUD，其特征在于投影距離d大，例如10m。這能將周圍環(huán)境包括到光學(xué)成像(Darstellung)中，從而例如可以將要選擇的行駛軌跡作為觀察者6可見的導(dǎo)航提示直接投影到車道上。除了較大的投影距離d之外，接觸模擬HUD與傳統(tǒng)HUD的區(qū)別也在于較大的HUD區(qū)域B，其面積例如為擋風(fēng)玻璃1面積的9％。

觀察者6的眼睛必須處在其中才看見虛擬圖像的區(qū)域稱作眼動范圍窗口?？梢酝ㄟ^投影儀5中的反射鏡垂直調(diào)整眼動范圍窗口，以使得HUD能夠適應(yīng)于身高和坐姿不同的觀察者6?？稍谄渲幸苿友蹌臃秶翱诘恼麄€可到達(dá)的區(qū)域稱作眼動范圍E。

擋風(fēng)玻璃1在HUD區(qū)域B之內(nèi)具有至少6m，例如8m～9m的垂直曲率半徑R。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，大的投影距離d與HUD區(qū)域B中大的曲率半徑R的結(jié)合僅需非常小的楔角α，以避免重影。楔角α例如為0.27mrad?？梢酝ㄟ^拉伸在具有例如0.76mm的基本上恒定厚度的傳統(tǒng)PVB薄膜中產(chǎn)生這樣小的楔角α。與使用通過擠出制造的楔薄膜相比，由此明顯簡化并且成本更有利地制造擋風(fēng)玻璃1。

可以例如通過還更大的投影距離d或者通過將較薄的玻璃用于外玻璃板2和/或內(nèi)玻璃板3，實(shí)現(xiàn)還更小的楔角α。在一個替代性實(shí)施方案中，外玻璃板2和內(nèi)玻璃板3由薄玻璃形成，并且例如外玻璃板2的厚度為1.6mm，內(nèi)玻璃板3的厚度為0.7mm。

圖3所示為制造用于平視顯示器的投影裝置的本發(fā)明方法的一個實(shí)施例的流程圖。由車輛的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(CAD)確定外玻璃板2、內(nèi)玻璃板3和中間層4的厚度以及擋風(fēng)玻璃1和投影儀5的相對布置。除了入射角之外，由相對布置也得出擋風(fēng)玻璃1的HUD區(qū)域B，該區(qū)域相當(dāng)于被照射或者可被照射的區(qū)域。如果確定了HUD區(qū)域B，就確定玻璃板的曲率分布。按照本發(fā)明，在HUD區(qū)域B中僅允許出現(xiàn)至少為6m的垂直曲率半徑R。其余玻璃板的垂直曲率半徑R以及水平曲率半徑可以自由選擇，并通常由車輛制造商預(yù)定(車輛設(shè)計(jì))?，F(xiàn)在計(jì)算理論上預(yù)期的重影，并且確定中間層4的楔角α以使得主圖像和重影重疊。擋風(fēng)玻璃1的設(shè)計(jì)由此確定，并且使用所確定的垂直曲率半徑R的值以及楔角α通過專業(yè)常見的方法制造擋風(fēng)玻璃。通過拉伸標(biāo)準(zhǔn)薄膜特別有利地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的小楔角α。接著將擋風(fēng)玻璃1和投影儀5相對于彼此布置，由此產(chǎn)生所述投影裝置。通常通過將擋風(fēng)玻璃1和投影儀5安裝到車身之中來實(shí)現(xiàn)。

實(shí)施例

下表包含模擬結(jié)果。針對外玻璃板2和內(nèi)玻璃板3的不同厚度、不同的投影距離d和HUD區(qū)域B中不同的最小垂直曲率半徑R，確定對于避免重影所需的楔角α。在所有實(shí)施例中假設(shè)擋風(fēng)玻璃1和投影儀5的相對布置是恒定的。

在前十二行的本發(fā)明實(shí)施例中(具有本發(fā)明的曲率半徑R和本發(fā)明的投影距離d)，出現(xiàn)小于0.3mrad的本發(fā)明的楔角α。接觸模擬HUD中可通過適當(dāng)調(diào)整擋風(fēng)玻璃1的曲率半徑實(shí)現(xiàn)如此小的楔角α，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說出乎意料并且令人驚奇。

最后四行描述了將投影距離縮短到低于5m的對比例。這里出現(xiàn)大于0.3mrad的楔角。

附圖標(biāo)記列表：

(1)擋風(fēng)玻璃

(2)外玻璃板

(3)內(nèi)玻璃板

(4)熱塑性中間層

(5)投影儀

(6)觀察者/車輛駕駛員

(7)虛擬圖像

(O)擋風(fēng)玻璃1的上邊緣

(U)擋風(fēng)玻璃1的下邊緣

(B)擋風(fēng)破璃1的HUD區(qū)域

α 中間層4的楔角

β 1相對于水平線的安裝角度

R 擋風(fēng)玻璃1的垂直曲率半徑

d 投影距離/6和7的距離

w 像距/1和7的距離

(E)眼動范圍

A-A’垂直切割線