车辆玻璃板和显示系统的制作方法

发明领域

本发明属于在车辆的玻璃板元件上显示信息的领域。更具体地，本发明属于汽车领域，但不限于这一领域，而是可在公共汽车、轨道车辆、船只、飞机或其它交通工具中实施。更具体地，本发明涉及一种车辆玻璃板和显示系统，其包括车辆复合玻璃板单元（vehiclecompoundglazingunit）和用于将图像投影到玻璃板单元（glazingunit）的投影机。

背景/现有技术

在这一技术领域中，有许多专利或专利申请，它们在一定程度上是本发明的

背景技术：
。

us7157133公开了采用嵌入式漫射表面的漫反射的基本概念。

ep2185966公开了一种具有漫射表面的元件，在所述漫射表面上沉积反射层，该整体在与漫射元件相同折射率的封装（envelope）中。该组装件被指定为反射工作的数值孔径扩张器（numericalapertureexpander），其在功能上看似接近漫射器和在透射中的透明元件（transparentelementintransmission）。在这一专利中，提到这样的元件集成在用于生成虚像的平视显示器（hud）投影系统中。

属于saint-gobain的us8519362b2描述了一种组装到汽车中的hud系统。其基于层压挡风玻璃，其中hud功能来自发光体材料层。us7230767b2描述了一种在汽车玻璃板中的显示系统，其使用发光材料，向驾驶员投影图像。该图像是距驾驶员的眼睛和距挡风玻璃数米聚焦的虚像。

在saint-gobain拥有的专利ep2883693中描述了集成到层压玻璃板中的hud系统的制备方法。

关于具有一定漫反射程度的透明玻璃板单元的一般概念，有几个saint-gobain的专利公开，例如ep2670594、ep2856256、ep2856533、ep2872328、ep3063002、wo2018015702和fr305417。在这些专利文献中，尤其公开了这样的漫反射玻璃板可含有粗糙内表面和在其上提供的涂层并且这样的玻璃板可用于oled显示解决方案或用于基于投影的显示解决方案。

ep3395908a1公开了一种透射型屏幕作为用于汽车用途的平视显示器，其中该屏幕基于粒子。

在ep3151062a1中提出一种集成到车窗中的视频投影结构，其中所述车窗含有施加在具有随机不平整的表面上的反射膜。

jp20169271a公开了一种视频显示系统，其配有检测装置以检测观察者的活动，其中可由观察者的活动操作该显示系统。

本发明的一个目的是提供一种车辆玻璃板和显示系统和相应的车辆复合玻璃板单元，其适用于未来移动解决方案中的广泛用途。更具体地，一个目的是提供有可能向使用车辆的基本所有人或至少向坐在各自的玻璃板单元附近的所有人显示丰富内容的系统。此外，需要可在很大程度上基于现有技术实施并且安全、可靠和成本有效的解决方案。

通过根据权利要求1的车辆玻璃板和显示系统和通过根据权利要求8的作为其关键组件的车辆复合玻璃板单元解决这些和其它目的。本发明的优选实施方案是各自的从属权利要求的主题。

根据本发明的车辆玻璃板和显示系统包括车辆复合玻璃板单元，其包括漫反射从车辆内部射向玻璃板单元的入射光的层或表面，和用于将图像投影到车辆玻璃板单元上以在玻璃板单元的平面中生成实像的投影机。带有显示系统的车辆玻璃板表现出0.1至0.8，优选0.3至0.6的最大增益（也称为峰值增益）。在玻璃板的平面内生成的实像元素的固有视角α在第一方向上大于40°，优选大于60°，更优选大于70°或更大和在垂直于第一方向的第二方向上大于20°，优选大于30°。当在实际应用内在标准环境条件下使用这些固有视角时，可实现在第一方向上大于60°，优选大于90°，更优选大于120°或更大和在垂直于第一方向的第二方向上大于30°，优选大于45°的实际视角。实际视角取决于光环境和所用投影机。尽管如此，实际视角是屏幕规格的常用要素（feature）并可针对与特定用例相关的所选环境条件确定。对于标准环境条件和投影机规格，可以使用下列值：

外部照度2200lux（车外）；内部照度100lux（车内）；来自投影机的通量3500流明；投影表面:16:9屏幕，9‘‘对角线（20cm宽）；然后可通过数学公式由增益曲线提取实际视角。

基于屏幕的对比度研究实际视角。屏幕的对比度通常被定义为白色和黑色图片之间的亮度比，其中4.5:1的最小比率（白色图片:黑色图片）被认为对信息读取是必要的。基于此，实际视角可被推导为在至少实现4.5:1的最小对比度的位置内的观察角θ。

在增益最大值附近的峰的半峰全宽（fwhm）处测量投影屏幕的固有视角α，与在峰中心的观察角θ的值无关。用于增益曲线测量的θ=0°基准对应于镜面反射方向。因此，固有视角α是屏幕的一种性质并且不依赖于环境光亮度和投影机规格。因此，由于增益曲线的最大值通常出现在θ=0°，固有视角在这种情况下也可被定义为在实现增益曲线的半峰宽的增益曲线位置的观察角θ的两倍。

视角（固有和实际）应该最大化，因为大视角是确保车辆所有乘员无论个人所占的座位如何都可同时清楚看见投影内容所必需的。但是，在给定的屏幕总反射率下，必须建立高峰值增益和大视角之间的折衷。根据本发明的车辆玻璃板提供峰值增益和视角之间的如此好的折衷。

在本发明的一个优选实施方案中，车辆玻璃板的透明屏幕具有0.1至0.8的最大增益和在一个方向上大于60°和在另一方向上大于30°的实际视角。通常，推导出在水平面中在120°至150°之间和在垂直面中在30至180°之间的实际视角值。在固有角度定义内，推导出在水平面中大于40°，更优选大于60°，再更优选在70°至150°之间和在垂直面中在20°至180°之间，优选在30°至180°之间的固有视角。垂直面和水平面在车辆玻璃板在车身内的组装状态内定义。

由于所提到的实际和固有视角，车辆中的所有乘员都可在投影机打开时看见显示内容。根据本发明的另一方面，显示的图像是实像。实像在焦平面方面不同于虚像。对于虚像，焦平面距投影屏幕一定距离，例如1米或最多几米。与此相比，对于实像，焦平面靠近屏幕。根据本发明的实像的焦平面优选具有30cm的距投影屏幕（例如挡风玻璃）的最大距离。

当投影机关闭时，该玻璃板在光学上类似于传统玻璃板，保持具有略高浊度值的透明度。根据标准astmd1003测得的这样的玻璃板的典型浊度值在1%至6%之间，优选在2.5%至4.5%之间。浊度测量偏离直线路径大于2.5°的角度的透射光的分数。高浊度值对应于投影在屏幕上的图像的对比度损失。在低浊度值的给定范围内，获得屏幕的良好透明度。

根据另一优选方面，玻璃板单元内的反射层或表面具有高于60%，优选70%或更大，例如80%或更大的可见光透射。这些透射值（也称为globalluminoustransmissiontl）量化反射层或表面透射波长在400nm至800nm之间的光的能力，这是人眼可见的光谱范围。对于这些测量，不必区分漫射光和非漫射光。提到的透射值具有优点在于该反射层或表面可用在必须保证至少70%可见光的高透光性的车辆挡风玻璃内。尽管如此，根据本发明的技术也适用于需要较低透光性的玻璃板。本发明的屏幕组合也可例如用于车辆的玻璃天窗，其通常包括有色玻璃或塑料组件并具有低于30%的可见光总透射率。这样的用途与自动驾驶技术结合特别有意义。在这种情况下，天窗可以例如用作娱乐屏幕。

为了测量增益和测定透明屏幕的合适视角，必须在投影机以正入射(0°)照亮屏幕时随观察角测量屏幕的光亮度（luminance）。在相同条件下测量理想屏幕的光亮度（被称为spectralon的lambertian参考）。理想屏幕被定义为其光亮度不依赖于投影或观察角并且其反射率为100%的屏幕。lambertian参考屏幕是完美遵守朗伯余弦定律的表面，也就是说，由理想的漫反射表面观察到的发光强度与在入射光的方向和表面法线之间的角度的余弦成正比。人眼只能识别光亮度，其是以给定方向行进的光的每单位面积的发光强度的量度，并描述从特定面积反射的光量。因此，具有理想漫反射的朗伯表面被人眼看作表现出相同的光亮度（luminance）和明亮度（brightness），与观察其的观察角无关。在实验上可通过由烧结聚四氟乙烯（ptfe）制成的被称为“spectralon”的市售参考材料实现理想的朗伯漫射体。为了检索在各观察角的屏幕增益，计算在屏幕光亮度与理想屏幕光亮度之间的比率。屏幕的峰值增益是屏幕可达到的最大增益值。最大增益（也称为峰值增益）通常在0°测量但一些专门设计的屏幕可能在其它观察角具有它们的最大增益。要指出，对于透明屏幕，由于热点（投影机的光在外平面玻璃板表面上的镜面反射），在0°的值可能无法测量，因此由在小角度下的增益推断。

优选的固有视角由增益定义为在增益曲线的半峰全宽内（见图2）。这一定义是固有的。增益是指投影屏幕的光亮度相对于理想屏幕（其是完美朗伯漫射体）的光亮度。

视角的另一更实用的定义是将实际视角定义为其中对比度低于4.5:1的观察角，但这样的定义取决于观察和照明条件和投影机。因此，在增益曲线的半峰全宽内的视角的固有定义是优选的。增益曲线可如上所述测定并具有例如高斯曲线的形状。

本发明人检测到不只是低于固有视角（即在增益曲线的半峰全宽内）的一半的观察角适用于透明屏幕的实际用途。在低于在水平面内120°至180°，优选在水平面内120°至150°，和在垂直面内30°至180°的范围内的实际视角的一半的观察角下可观察到足够的观察结果。

为了实现足够的对比度，投影机应该具有高于1000流明，更好地高于3000，理想地在2000至10’000之间的输出通量。必须根据环境条件选择最佳投影机通量值。

投影屏幕尺寸可以大，取决于投影机量度；位置和屏幕增益和视角。在该系统的运行中，典型的图像尺寸大于10’’，通常在10”至60”之间，优选在30”至50”之间。作为以英寸为单位的对角线尺寸测量图像尺寸，这通常在屏幕技术领域内。

由于在与玻璃表面正交的方向上投影机与玻璃板之间的可得距离（投影距离）通常在2cm至60cm之间，优选在7cm至40cm之间，优先选项是使用短投投影机。对于短投投影机，投射比（图像尺寸/投影机与屏幕之间的距离）通常较大。在短投投影机中，通常存在折叠光学器件（foldingoptics）以使投影机图像可显示在垂直于输出镜头的平面中，这对挡风玻璃作为投影屏幕特别有利。在这种情况下，投影机可布置在挡风玻璃的发动机边缘附近，并仍在挡风玻璃上显示图像。作为在挡风玻璃和平行于挡风玻璃的投影机外壳之间的正交距离测得的投影机与挡风玻璃的距离为例如11.7cm，所得图像尺寸为48英寸对角线。

通过玻璃板单元和特别地，漫反射片涂层或表面的各自（内和外）表面的合适布置，可在一定程度上抑制在玻璃板单元中的热点的上述发生。作为抑制热点的另一手段，可以靠近投影机的输出镜头在合适预定的位置布置至少一个局部掩饰物(blind)。

投影在透明屏幕上的图像归因于漫反射。玻璃板的反射被定义为当具有给定入射角的玻璃板上的入射辐射朝许多方向反射时的漫反射。当具有给定入射角的玻璃板上的入射辐射以等于入射角的反射角反射时，发生镜面反射。同样地，当具有给定入射角的入射辐射以等于入射角的透射角透射时，透射被定义为镜面。但是，为了保持整个玻璃板上的透明度，玻璃板的内表面和外表面平整并因此引发来自投影机光束的镜面反射。为了实现该体验，到达车辆乘客的眼睛的光应该由投影图像在玻璃上的“漫反射”提供。应该避免在玻璃板的内和外表面上的镜面反射。镜面反射也被称为“热点”，其在射向观察者时使观察者受到眩光。热点的方向可通过反射定律获得，也就是说，反射角等于入射角。为避免热点使观察者受到眩光，热点和车辆所有乘客的观察方向优选表现出至少5°，更优选至少10°，最优选至少20°的角度距离。

本发明中公开的投影机的位置和取向，与挡风玻璃的倾角结合，对避免镜面反射投向观察者是重要的。在大多数透明屏幕的情况下，漫反射锥因此不集中于观察者，这使得大视角是本发明的另一关键点。

关于车辆复合玻璃板单元的配置，根据本发明的第一个方面，玻璃板单元包括内玻璃或塑料板、外玻璃或塑料板和层压在内和外玻璃或塑料板之间的漫反射塑料片。

在这一方面的一个实施方案中，漫反射片是胶粘剂片或嵌在两个胶粘剂膜或层之间，以将内玻璃或塑料板粘合到外玻璃或塑料板。

根据本发明的另一方面，玻璃板单元包括内玻璃或塑料板、外玻璃或塑料板和用于将内玻璃或塑料板粘合到外玻璃或塑料板的胶粘剂膜或层。在此，接触胶粘剂膜或层的内或外玻璃或塑料板的内表面分别包括漫反射涂层或经过处理以使所述表面为漫反射体，例如通过使用肌理玻璃。因此，根据这一方面，没有将单独的漫反射片层压到复合玻璃板单元中，而是在玻璃板单元的基础组件之一上，即在玻璃（或塑料）板之一上施加漫反射性。

在根据这两个方面的实施方案中，漫反射塑料片或涂布的玻璃或塑料板的漫反射涂层包含在透明基底内的纳米粒子或微米粒子。更具体地，纳米粒子或微米粒子是二氧化硅或聚合物或液晶粒子。也可使用金属或金属氧化物粒子。更具体地，纳米粒子或微米粒子可具有球形和/或为透明或半透明的。

具有包含氧化钛tiox粒子或银粒子的漫反射涂层的塑料片以及具有包含胆甾型液晶的有机漫反射涂层的塑料片已证实尤其适用于根据本发明的屏幕用途。漫反射塑料片最优选含有在基质内取向的液晶粒子。

关于如何形成漫反射塑料片的一些实例描述在wo2017/204103a1中，其中胆甾型液晶点随机分散在基底内并被指数匹配层覆盖。胆甾型液晶点作为大致半球体形成，取决于点与基底之间的接触角。如wo2016/175183a1中公开，也可衍生出波长选择性。

在另一实施方案中，漫反射塑料片的一个表面包含随机纳米结构或微米结构，特别地，另一表面是抛光的。

优选地，漫反射塑料片包含聚乙烯（pe）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、聚乙烯醇缩丁醛（pvb）、三乙酰纤维素（tac）或聚碳酸酯片。这样的片材基本可购得或可应车辆复合玻璃板单元的制造商的要求制造，为根据本发明的特定光学要求定制。

在一个特别优选的实施方案中，漫反射塑料片是粗糙塑料膜，其中含有几个纹理层并可通过相邻纹理层之间的接触表面的斜率调节屏幕性质。由此在挡风玻璃的层压步骤内实现屏幕的透明性。示例性实施方案和纹理化技术描述在wo2012/104547中。这一解决方案的优点如下所述。

从制造角度看，需要的材料更少，因为用于挡风玻璃层压的夹层对透明度负责并且不需要受反膜（counter-film）保护的特殊平面化层。

此外，对于一些纹理化技术（例如压花），可以选择随机纹理以使视角足够大。透明屏幕的随机纹理甚至具有一些统计参数（根据标准iso4287），其中这些参数，特别是纹理化层的均方根斜率的良好选择能够调整固有视角。

与粒子嵌在透明基质内的解决方案相比，具有纹理层的粗糙塑料膜的使用产生一方面清澈度和浊度和另一方面增益的良好值。对于嵌入粒子解决方案，始终必须在这些之间折衷。关于片材的折射率的指数匹配，必须考虑未涂布的塑料片。如wo2012/104547中所述，涂布在纹理化表面上的薄层需要具有不同的折射率以实现反射性质，但只要外层（在此是塑料片和夹层）具有相同的折射率并且所有纹理化界面平行，获得透明性。

漫反射塑料片的优点在于它们可以仅在屏幕位置插入，因此更容易调整。

在替代性实施方案中，可以使用粗糙玻璃片代替粗糙塑料膜。其优点在于玻璃片可在标准层压过程中集成。

至少在实施方案中，本发明的系统带来显著优点，这开拓了在未来移动概念中的广泛用途，包括驾驶员驾驶的或自动驾驶的轿车、公共汽车、火车或地铁车辆、船只、飞机和直升机。在汽车中挡风玻璃是用于显示信息的最优选的玻璃板单元，但该系统也可用侧窗或天窗玻璃板单元实施，特别是在公共汽车或火车中。

在此类概念的框架中，用户要求以方便灵活的方式向他们全部（不仅驾驶员）显示广泛的信息，并且借助本发明实现的大尺寸显示器在这方面非常有吸引力。另一方面，用于显示信息的玻璃板仍然完全透明，并且可将投射到车辆外部的光-这可能干扰外部人员或甚至是危险的-导向其他道路使用者的预期视窗（eyeboxes）外。

本发明的主要用途是在车辆（也是自动驾驶车辆、公共汽车、出租车、火车、拖拉机、飞机）的玻璃上显示内容。这可在两个方向使用：(1)在内部为驾驶员和车辆乘客以及(2)在外部为行人、骑自行车的人、公共汽车&火车乘客、其它道路使用者或外部用户（例如当轿车在展厅时）提供信息。

如果用于车辆乘客，该系统可支持驾驶员的交通警觉性和注意力并有助于车辆乘客对车辆技术和运输获得更多信心。

我们也可想到集成到玻璃中以能够用于混合现实环境的信息娱乐系统：这意味着乘员的眼睛会看到与投影在玻璃板上的图像结合的外部环境的图像。这种某种“增强现实”。

以相同方式，可在玻璃板上显示安全信息和广告。这可导致使用车辆的玻璃板表面作为广告表面，同时保持透明性。

可通过这一技术引入一些安全特征：根据需要，图像令人惊讶地从车辆内部和外部可见，可向内部或外部用户显示一些信息。要指出，从车辆外部可见的这种图像对应于漫射光，因此不使其它道路使用者受到眩光，因此不与本发明人的要求矛盾。

同样地，外部用户也因此可获益于所提出的系统。可以例如通过在挡风玻璃或侧窗上显示安全支持要素（闪烁灯等）来增强外部交通参与者的警觉性。这可提高其它道路使用者或乘员对自主驾驶车辆的信心。

在公共交通领域中，我们可以想到在公共汽车、火车等的窗户上的关于路线、运输目的、下一站、最终目的地的信息。

超出移动用途，该技术也可用于建筑物玻璃行业，投影从内部以及外部可见的信息。其可用于例如为广告用途而吸引人们的注意力（酒店中的免费房间、餐厅菜单、商店中的销售特价(salesoffer)）。

同样地，广告业对客户定位和背景增强（contextenhancement）有巨大的兴趣。

本发明可与其它技术，例如hud、任何特殊涂层、smart-ws等组合。有可能将这一技术（在玻璃板中的透明显示）包括在其它更复杂的系统中，例如集成摄像机以与车辆乘员互动（例如将致电对象投影在玻璃上的网络电话(skypecall)）。

下面描述本发明的一些优选实施方案。

车辆玻璃板和显示系统包括车辆复合玻璃板单元，其包括漫反射从车辆内部射向玻璃板单元的入射光的层或表面并具有0.1至0.8，优选0.3至0.6的最大增益和在第一方向上大于60°，优选大于90°，更优选120°或更大和在垂直于第一方向的第二方向上大于30°，优选大于45°的在玻璃板平面内生成的实像元素的视角，和用于将图像投影到车辆玻璃板单元上以在玻璃板单元的平面中生成实像的投影机。

优选地，玻璃板单元具有1%至6%，优选2.5%至4.5%的典型浊度值，和/或玻璃板单元内的反射层或表面具有高于70%，优选80%或更大的可见光透射。

优选地，该车辆玻璃板和显示系统适合作为轿车、船只和/或飞机/直升机中的挡风玻璃平视显示器hud。

优选地，投影机适合布置在仪表板中。

优选地，靠近投影机的输出镜头布置至少一个局部掩饰物，以避免在玻璃板单元的玻璃板平面中生成热点。

优选地，投影机适合提供至少1,000流明，优选3000流明或更大的输出通量。

优选地，该车辆玻璃板和显示系统适合在其组装状态下生成具有至少25cm，优选40cm至60cm的水平延伸量的在玻璃板平面中的实像。

优选地，该玻璃板单元包括内玻璃或塑料板、外玻璃或塑料板和层压在内和外玻璃或塑料板之间的漫反射塑料片。

优选地，漫反射片是胶粘剂片或嵌在两个胶粘剂膜或层之间，以将内玻璃或塑料板粘合到外玻璃或塑料板。

优选地，该玻璃板单元包括内玻璃或塑料板、外玻璃或塑料板和用于将内玻璃或塑料板粘合到外玻璃或塑料板的胶粘剂膜或层，其中接触胶粘剂膜或层的内或外玻璃或塑料板的内表面分别包括漫反射涂层或经过处理以使所述表面为漫反射体。

优选地，漫反射塑料片或涂布的玻璃或塑料板的漫反射涂层包含在透明基底内的纳米粒子或微米粒子。

优选地，纳米粒子或微米粒子是二氧化硅或聚合物或液晶粒子。

优选地，纳米粒子或微米粒子具有球形和/或为透明或半透明的。

优选地，漫反射塑料片的一个表面包含随机纳米结构或微米结构，特别地，另一表面是抛光的。

优选地，漫反射塑料片包括pe、pet、tac、pvb、pmma或聚碳酸酯片。

在附图中图解本发明的实施方案和方面。在附图中显示

图1根据本发明的一个实施方案的车辆玻璃板和显示系统的示意性侧视图，

图2用于解释在本发明上下文中的术语“增益”的定义的图示，

图3a和3b车辆玻璃板和显示系统的可能的布置和用于解释热点的示意图，

图4a-4c车辆复合玻璃板单元的实施方案的示意性横截面图示，

图5具有投影机布置的挡风玻璃在坐标系内的示意图，其描绘对于本发明的所有挡风玻璃用途的几何约束和

图6a-6b具有投影机布置的挡风玻璃的一些配置实例。

图1显示在轿车2内的车辆玻璃板和显示系统1的一种示例性布置，其借助布置在仪表板5内的投影机4将图像投影到轿车的挡风玻璃3上。由投影机在玻璃板平面中生成的图像显示为虚线并用数字6标示。

在一种示例性几何配置中，投影机可以是市售short-throwlamp投影机，其具有3500流明的明亮度和13’000:1的对比率并布置在仪表板结构内，其中输出镜头在仪表板的上表面下方x=26cm的距离和距挡风玻璃的下沿y=36cm的距离。

挡风玻璃3的一种示例性结构是2.1mm净片玻璃、薄pvb（0.38mm）、透明漫反射屏幕箔（0.045mm）、极薄的pvb（0.05mm）、2.1mm绿色玻璃。挡风玻璃的关键光学参数如下：

透明度:高于70%tl-a

浊度计（hazemeter）测量:光透射81.3%；浊度3.4%（根据标准iso14782测量）；澄清度99.7%（用来自byk-gardner的浊度计hazeguardplus测量）

屏幕性质:固有视角为70°，最大增益0.27。在实践中，可在水平面中观察到ca170°的“可用”实际视角（见增益和视角的上述定义）。

示例性实施方案的可能变动如下：

可在挡风玻璃或侧窗上、在天窗上、在后窗玻璃(backlites)上和一般而言在车辆中存在的所有其它玻璃板上显示内容。基本上，与挡风玻璃相同的方面是重要的。

可在不同位置将投影机集成到车辆中：为了用于挡风玻璃，投影机可位于例如仪表板中或车顶轮廓线中。为了用于侧窗，投影机可位于例如扶手下方或也位于车顶轮廓线中。

也有可能使用直接控制来自来源（投影机）的光或改变投影机属性（features）的光学元件仅在玻璃板的一部分上投影屏幕。在这种情况下，如果在a或b视区中没有显示图像，可以放松对玻璃板透射率的一些约束并且本发明可包括使用更深色的夹层箔或任何更深色的元件以助于通过在保持透明性的同时降低透射率来提高对比度。

所需明亮度和投影机发送的光通量随投影方向而变。

如果该系统必须集成在现有车辆中，由于包装和空间限制，有时不可能避免热点，因此需要求助于其它方法以避免对乘客而言的热点。

由于热点由投影机投射并到达驾驶员眼睛的光的镜面反射造成，消除热点的一种方式是干扰来自投影机的一些光线，例如安置不透明的非反射障碍，其部分减小或俘获（traps）玻璃上的投影表面。也可通过降低图像尺寸避免热点，以减小观察者可遇到镜面反射的角区域。

在一个实施方案中，通过识别所有乘员的热点位置然后将非反射光学表面（一张深色纸或深色材料）安置在投影机与出现热点的挡风玻璃部分之间，实现热点的消除。

图2显示用于解释关于屏幕，例如图1中的挡风玻璃3的重要参数“增益”的图，其参考上文的解释。使用亮度计和视频投影机进行增益测量。对于投射光的给定入射角，在各种观察角测量光亮度。将投影角设定为尽可能接近0°（与屏幕正交）。当投影角保持固定时，增益仅依赖于观察角θ。因此调节亮度计位置以在将观察角在水平面中设定为0°时，亮度计与镜面反射对齐；因为镜面方向被当作观察角测量的参考，观察角因此确实等于0°。在与视频投影机以外的任何光源隔离的无照明环境中每5°从5°至75°进行光亮度测量（在水平面中测量）。使用在同样条件下测量的spectralon作为光亮度测量的标准并由此得出增益。可由这些测量作为增益曲线的半峰全宽推导出固有视角α并描绘使增益大于峰值增益的一半的角宽度。

如图3a中所示，将投影机安置在例如仪表板中，以使其朝顶棚垂直发射。这是优选位置，因为观察角较低。或者，如图3b中所示，将投影机布置在顶棚中，朝汽车发动机罩的方向投影。对于投影机的这两个位置和取向，没有朝道路发射光。

投影在透明屏幕上的图像归因于漫反射。但是，为了保持整个玻璃板上的透明度，玻璃板的内表面（面4）和外表面（面1）光滑并因此引发来自投影机光束的镜面反射。在这方面，光滑表面是没有三维结构化的表面。当然，外板和内板表现出挡风玻璃典型的三维弯曲。为了实现该体验，到达车辆乘客的眼睛的光应该由投影图像在玻璃上的“漫反射”提供并且应该避免（在玻璃板的内（面4）和外（面1）表面上）的镜面反射。根据透明屏幕的实施方案，玻璃板的内表面（面2和面3）可以纹理化或光滑，其中光滑表面引发镜面反射，结构化表面导致漫反射（参见图4a、4b和4c的实施方案）。

本发明中公开的投影机的位置和取向，与挡风玻璃的倾角结合，对避免镜面反射投向观察者是重要的。在大多数透明屏幕的情况下，漫反射锥因此不集中于观察者，这使得大视角是本发明的另一关键点。

图3a和3b显示如上文已解释，投影机4相对于挡风玻璃3的两个可能的布置。可以认识到，在图3a的布置中——其中投影机布置在挡风玻璃下方并以垂直方向发射它的光，热点方向可在车辆内的乘客的视角内，而这在图3b的布置（其中投影机布置在车辆的顶棚下方）中几乎排除。对于图3a的布置，因此需要提供特定手段“遮盖”热点，也如上文提到。如果对投影机集成到仪表板中没有几何约束，不需要这种“遮盖”，因为会以并不将热点导向观察者的方式选择投影机和屏幕的几何。如果在整个图片上，角度β包含在-110,6°至0°之间，可以避免遮盖。相应的位置和图像尺寸取决于投影机投射比和/或几何。图3a的布置是优选的，因为视角和增益在根据图2的规格内（增益/2相当于α/2），因此图像的对比度更好。图3b的实施方案在更小增益区（图2中的曲线的平坦段）内运行，这意味着需要较高光亮度。

图4a-4c显示根据本发明的车辆复合玻璃板单元（或层压玻璃板单元）的示例性实施方案。

图4a显示基本具有常规结构的玻璃板单元10，即由借助热塑性夹层13，优选薄pvb片粘合在一起的内玻璃板11和外玻璃板12组成。外玻璃板12包括外表面（也表示为面i）和内表面（也表示为面ii）。内玻璃板11也包括内表面（面iii）和外表面（面iv）。粘合外玻璃板12的内表面（面ii）和内玻璃板11的内表面（面iii）。外玻璃板12的内表面12a（面ii）包含随机纳米结构或微米结构，其适合提供根据本发明的说明书的视角和足够漫反射，同时保持足够高的透射。为结构化内表面12a提供薄反射涂层（未显示）。为了实现玻璃板的高透明度，玻璃和夹层之间的折射率的指数匹配是必要的。这两种介电材料应该具有基本相同的折射率，或它们的折射率应该基本相等，这被定义为它们在550nm的折射率之差的绝对值小于或等于0.15。优选地，这两层的组成材料之间在550nm的折射率之差的绝对值小于0.05，更优选小于0.015。这不仅适用于以pvb作为夹层和结构化玻璃表面作为漫射层的图4a的具体实施方案，还适用于与此类似的其它实施方案。

图4b显示玻璃板单元10’，其对应于常规层压玻璃板单元，包括内玻璃板11和外玻璃板12和将玻璃板11、12粘合在一起的中间层。但是，不同于图4a的布置，中间层13是包括第一热塑性夹层13.1，优选pvb片和第二热塑性夹层13.2，优选pvb片和嵌在这两个热塑性夹层（pvb片）之间的例如pet或pmma的漫反射片14的多层。

片材14的反射率归因于随机分布在片材的材料中的透明或半透明纳米粒子或微米粒子。这些可以例如是二氧化硅或玻璃珠或聚合物或液晶粒子。在一个改良实施方案中，片材14可以是透明片材，但其一个表面带有纳米结构或微米结构，类似于图4a中的外玻璃板12的表面12a，并且也如对表面12a提到被薄反射涂层涂布。

图4c显示另一示例性的层压玻璃板单元10’’，其包括借助薄pvb片作为热塑性夹层13互相层压的内玻璃板11和外玻璃12。在这一实例中，外玻璃板12的内表面12a具有漫反射涂层12b。这样的涂层可含有在透明基质中的如上文对图4b提到的纳米粒子或微米粒子。

在图5内，描绘了挡风玻璃倾角、投影方向和观察角之间的关系。图5的原理不限于本发明的任何具体实施方案，而是总体适用。挡风玻璃3在坐标系内取向，其中基准点设定在挡风玻璃3的发动机边缘。用坐标为xp和yp的投影机4照亮挡风玻璃3，其中获得坐标为xi和yi的图像6。在位置xo、yo的观察者观看图像6。标注几个角度以表征投影机和挡风玻璃的布置。这些角度是取向角，可为正或负（相对于三角函数规则（trigonometricconvention）为正）并以度数表示。当相对于水平方向测量时，朝水平方向测量角度。

定义下列角度：

δ：挡风玻璃的倾角，作为从挡风玻璃到水平面的角测量。

挡风玻璃的倾角优选在20°至60°之间，更优选在25°至50°之间，最优选在25°至35°之间，例如32.2°。

β：从投影方向到水平面的角

角β在由投影方向、水平面和挡风玻璃形成的三角形内测量并且其绝对值因此可能大于90°。

γ：从观察方向到水平面的角

θ：观察角，作为从镜面反射到观察方向的角测得。对于观察角θ，只有绝对值是必要的。

α:屏幕的固有视角，无取向。实际视角α’以相同方式表示，其中固有视角和实际视角的值不同。

观察角θ可通过方程θ=2δ-β-γ-180°导出。

根据本发明，绝对值|θ|必须大于5°并小于α/2以实现良好观察结果。

对于坐标为xp,yp的特定投影机位置，可如下导出角β，其中必须依赖于图像的坐标xi,yi选择适用的方程：

如果xp>xi，角β的绝对值为|β|<90°且β如下导出

β=arctan((yp-yi)/(xp-xi))

如果xp<xi，角β的绝对值为|β|>90°且β如下导出

β=-180+arctan((yp-yi)/(xp-xi))，其中yp<yi.

理论上，在xp<xi和yp>yi的情况下，角β可表示为

β=180+arctan((yp-yi)/(xp-xi))，其中这种情况下在实践中不合预期。

为了研究整个图像，应该对显示图像的所有点检验对θ描述的条件。在实践中，这意味着计算在图像的上方和下方位置的θ值，标作θ上和θ下，并且θ上和θ下的符号应该相同并且两者都应符合条件5°<|θ|<α/2。

图6a和6b显示具有投影机的挡风玻璃的一些示例性配置，其中适用图5中描述的记号。

附图标记

1车辆玻璃板和显示系统

2车辆

3挡风玻璃

4投影机

5仪表板

6在玻璃板单元上的图像

10；10’；10’’车辆复合玻璃板单元

11内玻璃板

12外玻璃板

12a外玻璃板的内表面

12b外玻璃板上的涂层

13；13.1、13.2热塑性夹层，优选pvb片

14漫反射片

x从投影机到仪表板上表面的距离

y投影机的输出镜头和挡风玻璃的下沿之间的距离