具有抬头显示器的运输工具的制作方法

1.本发明涉及一种具有抬头显示器的运输工具，所述抬头显示器通过朝运输工具片材指向的hud投影器产生，其中，运输工具片材具有运输工具中的相对陡的安装位置。


背景技术：

2.现代的汽车越来越多地配备有所谓的抬头显示器(hud)。所述抬头显示器在轿车(pkw)中是常用的，其中，hud投影器在仪表板的区域中照射挡风玻璃。借助hud投影器将图像投影到挡风玻璃上，在那反射并且被驾驶员作为虚拟图像(从驾驶员出发来看)在挡风玻璃后方看见。由此，能够将重要的信息投影到驾驶员的视野中，例如当前的行驶速度、导航指示或警告指示，驾驶员能够看见所述当前的行驶速度、导航指示或警告指示，而不必将其视线从行车道移开。抬头显示器由此能够显著有助于提升交通安全性。
3.在上面描述的抬头显示器中出现以下问题，即，投影器图像在挡风玻璃的两个表面处被反射。由此，驾驶员不仅看见期望的主图像，该主图像通过在挡风玻璃的内部空间侧的表面处的反射引起(初级反射)。驾驶员也看到稍微错开的、通常强度更弱的副图像，该副图像通过在挡风玻璃的外侧的表面处的反射引起(次级反射)。后者一般也称为重影图像(“鬼影”)。该问题一般通过如下方式解决，即，使反射的表面相对彼此以有意义选择的角度(楔角)布置，从而主图像和重影图像叠加，由此重影图像不再显得干扰。由于挡风玻璃构造为复合片材，楔角能够设置在玻璃片材中的至少一个玻璃片材中和/或设置在热塑性中间层(楔形膜)中。具有楔形膜的挡风玻璃例如由wo2009/071135a1，ep1800855b1或ep1880243a2已知，具有楔形玻璃的挡风玻璃例如由us20190105879、us20190126593或wo2018181180a1已知。此外，例如de102007059323a1和ep3381879a1公开具有中间层或玻璃片材的可改变的楔角的挡风玻璃，与通过恒定的楔角相比，通过所述挡风玻璃能够实现重影图像和主图像的更好的重叠。
4.此外，重影图像的效应能够通过片材的曲率半径加强。在us20180149865a1中公开的针对所述问题的解决方案包括具有运输工具挡风玻璃的hud投影组件，其中，挡风玻璃具有竖直的曲率半径，该曲率半径在竖直的走向中在上棱边与下棱边之间伸延通过hud参考点。曲率半径在此相比于常用的挡风玻璃提高。曲率半径的最大值在此相对于常用的挡风玻璃向上移动，至少移动至hud参考点上方。
5.us20190308502a1公开了一种用于图像信息的更好的视觉的可察觉性的解决方案，在所述图像信息中，投影组件的投影区域局部地与挡风玻璃的拭窗器区域重叠。通过使用显示控制单元，根据图像信息的优先级限制在投影区域内的显示区域。所述限制延伸到如下区域，该区域与拭窗器区域重叠。另外的图像信息通过显示控制单元限制在如下区域内，该区域不与拭窗器区域在投影区域中重叠。
6.轿车(pkw)的挡风玻璃通常相对扁平地在相对于竖直线的约60
°
至65
°
的安装角的情况下安装。常用的hud系统和楔角针对这种安装角来设计。挡风玻璃能够从仪表板出来被如此照射，使得产生明显的hud图像。技术的解决方案为此得到建立并且多次描述。
7.kr20200017832a公开了一种用于轿车的hud，其中，hud投影器布置在运输工具顶部的区域中。此外，us2019111837a1公开了一种类似hud的投影系统，其中，投影器布置在运输工具顶部的区域中并且照射顶部片材。
8.此外，存在如下需求，针对较大数量的应用开发抬头显示器，尤其是针对这种应用，在所述应用中作用为投影面的片材比轿车的挡风玻璃布置得更陡。由此，例如能够期望的是，使载重车、农用车辆或船舶配备有hud。也能够期望的是，将hud或类似hud的投影使用到其他作为挡风玻璃的运输工具片材上。由于在这些应用情况下的安装角明显小于pkw挡风玻璃的安装角。这决定性地改变对hud系统的要求，并且针对pkw挡风玻璃的解决方案不能简单地转用。


技术实现要素：

9.本发明基于如下任务：提供用于运输工具片材的hud，所述运输工具片材比pkw挡风玻璃明显更陡地安装到运输工具中。
10.本发明的任务根据本发明通过根据权利要求1所述的运输工具解决。优选的实施方案从从属权利要求得出。
11.根据本发明的具有抬头显示器的运输工具包括运输工具片材或配备有运输工具片材，所述运输工具片材作为窗片材安装在运输工具的窗开口中并且将运输工具内部空间相对于外部环境隔开。运输工具片材具有：外侧的表面，所述外侧的表面面向外部环境；和内部空间侧的表面，所述内部空间侧的表面面向运输工具内部空间。尤其，运输工具片材是挡风玻璃(前窗玻璃)，侧面玻璃或后窗玻璃。
12.运输工具片材具有上棱边和下棱边。以上棱边表示运输工具片材的这样的侧棱边，所述侧棱边设置成用于在安装位置中向上指向。上棱边因此通常也称为顶部棱边。以下棱边表示这样的侧棱边，所述侧棱边设置成用于在安装位置中向下指向。如果运输工具片材是挡风玻璃，则下棱边通常被称为发动机棱边。
13.根据本发明的运输工具配备有hud投影器。在hud运行时，投影器照射运输工具片材的如下区域，在该区域处射束朝着观察者方向反射，由此产生虚拟图像，观察者从观察者出发看在运输工具片材后方看见该虚拟图像。运输工具片材的通过投影器照射的或可照射的区域被称为hud区域。投影器的照射方向能够通常通过镜子改变，尤其是竖直改变，以便使投影与观察者的身高相适配。观察者的眼睛在给定的镜子位置的情况下必须位于的区域被称为眼盒窗。该眼盒窗能够通过调节镜子竖直地移动，其中，整个由此可及的区域(即所有可能的眼盒窗的叠加)被称为眼盒。位于眼盒内的观察者能够看见虚拟图像。这当然也表示，观察者的眼睛必须处于眼盒内，而不是例如整个身体必须处于眼盒内。hud投影器即朝hud区域定向以产生用于位于眼盒内的观察者的(hud图像的)hud投影。
14.在此所使用的hud区域的专业术语对于本领域技术人员一般而言已知。对于详细的论述，参考alexander neumann的博士论文“simulationsbasierte messtechnik zur pr
ü
fung von head-up displays”，慕尼黑工业大学信息技术学院（慕尼黑：慕尼黑工业大学学校图书馆，2012），尤其是参考第2章“das head-up display”。
15.hud区域通常多边形地构造并且具有下棱边和上棱边。hud区域的下棱边面向运输工具片材的下棱边并且优选基本上平行于所述运输工具片材的下棱边伸延。hud区域的上
棱边面向运输工具片材的上棱边并且优选基本上平行于所述运输工具片材的上棱边伸延。
16.根据本发明的运输工具片材的hud区域楔状地构造，从而外侧的表面和内部空间侧的表面在hud区域中不彼此平行，而是彼此倾斜。所述倾斜能够通过各表面之间的角度表征，所述各表面之间的角度在本发明的意义下被称为总楔角。各表面彼此的倾斜导致，运输工具片材的厚度在竖直的走向中从hud区域的下棱边至hud区域的上棱边是可改变的。“竖直的走向”表示在走向方向基本上垂直于所述棱边的情况下在下棱边与上棱边之间的走向。运输工具片材即在hud区域中楔形地构造。总楔角能够是恒定的(线性的厚度变化)或在竖直的走向中从hud区域的下棱边至hud区域的上棱边可至少局部改变(非线性的厚度变化)。
17.如果为了产生hud的显示图像投影器朝运输工具片材定向，则通过在内部空间侧的表面处的反射产生期望的虚拟图像。未被反射的部分射束伸延穿过运输工具片材并且在外侧的表面处又反射一次。由此，产生不期望的第二虚拟图像，所谓的重影图像或“鬼影”。在平行的片材表面的情况下，图像和重影图像将彼此错开地显现，这对于观察者而言是干扰的。hud区域中的总楔角如此选择，使得重影图像与主图像的间距减小并且在理想情况下实现两个图像的重叠。所需的楔角对于相应的运输工具模型根据常见的且本身已知的模型和公式定理来计算，以便实现主图像和重影图像的尽可能高效的叠加。示例性地，为此参考wo2009071135a1以及其中引用的文章j. p. aclocque：“doppelbilder als st
ö
render optischer fehler der windschutzscheibe”，z. glastechn. ber. 193(1970)第193-198页，在该处示出常用的公式定理。
18.运输工具片材具有安装在运输工具中时的安装角，该安装角相对于竖直线测量。在本发明的意义下，当运输工具片材朝向运输工具内部空间倾斜，即与下棱边相比上棱边朝着运输工具内部空间的方向位于进一步的位置处时，安装角是正的。当运输工具片材远离运输工具内部空间倾斜时，安装角是负的。安装角的绝对值根据本发明小于40
°
，也就是说安装角为-40
°
至+40
°
。本发明即涉及这种运输工具片材，所述运输工具片材相比于pkw挡风玻璃(安装角为60
°
至65
°
)布置得相对陡。
19.hud投影器根据本发明布置在眼盒上方，即布置在驾驶员和其余运输工具乘客的视线平面上方。因此与眼盒布置所在的水平平面(更准确地说眼盒的几何中心)相比，投影器布置所在的水平平面离运输工具底部更远并且更靠近运输工具顶部。hud投影器尤其是布置在运输工具顶部的区域中并且固定在运输工具顶部的内侧处。hud投影器的布置结构因此不同于传统的轿车hud，在传统的轿车hud中，hud投影器布置在仪表板的区域中。这种布置结构并不能毫无问题地转用于较陡的运输工具片材。与此相对，已表明的是，hud投影器在眼盒上方的布置结构允许在陡的运输工具片材中呈现高品质的hud投影，本发明的优点在于此。
20.安装角优选具有小于30
°
、特别优选小于20
°
、完全特别优选小于10
°
的绝对值。则以特别的程度带来本发明的优点。
21.总楔角至少设置在hud区域中，但原则上也能够延伸超出hud区域，从而不仅hud区域，而且运输工具片材的其他的区域都楔状地构造。原则上也可行的是，整个运输工具片材楔状地构造，整个运输工具片材的厚度因此在整个走向上从其下棱边至其上棱边是可改变的。但能够有利的是，根据本发明的楔状的构造在最大程度上局限于hud区域，而片材表面
在运输工具片材的其他区域中是平行的或具有不同设计的楔角。
22.hud区域原则上能够完全或部分地布置在运输工具片材的中央视场内(透视区域)。但hud区域也能够完全布置在中央视场之外。当楔角对运输工具片材的透视施加负面影响（例如透射中的失真或双重图像的加强）时，则这能够尤其是有利的。hud区域则布置在运输工具片材的边缘区域中，优选布置在处于中央视线区域上方的与上棱边邻接的边缘区域中。在一种有利的设计方案中，整个hud区域布置在运输工具片材的如下区域中，该区域与上棱边邻接并且从上棱边以片材高度的至多25%朝着下棱边的方向延伸(也就是说hud区域完全布置在运输工具片材的上四分之一处)。备选地，hud区域也能够布置在位于中央视线区域下方的与下棱边邻接的边缘区域中，优选布置在运输工具片材的如下区域中，该区域与下棱边邻接并且从下棱边以片材高度的至多25%朝着上棱边方向延伸(也就是说在运输工具片材的下四分之一上延伸)。
23.在本发明的一种设计方案中，运输工具片材构造为复合片材。复合片材包括外部片材和内部片材并且尤其是在结构上由外部片材和内部片材构造，所述外部片材和内部片材经由热塑性中间层相互连接。内部片材在本发明的意义下表示复合片材的面向运输工具内部空间的片材。外部片材表示面向外部环境的片材。外部片材和内部片材分别具有外侧的表面、内部空间侧的表面和在其之间延伸的侧棱边。外侧的表面表示这样的主面，该主面面向外部环境，而内部空间侧的表面表示这样的主面，该主面面向运输工具内部空间。外部片材的内部空间侧的表面和内部片材的外侧的表面经由热塑性中间层相互连接，从而外部片材的外侧的表面形成整个运输工具片材的外侧的表面并且内部片材的内部空间侧的表面形成整个运输工具片材的内部空间侧的表面。
24.根据本发明的总楔角能够在这种复合片材中以不同的方式构造，因为结构上的元件中的每个元件能够构造为具有楔角，亦或多个或全部的结构上的元件能够构造为具有楔角，其中，作为各个楔角的总和得到总楔角。外部片材能够楔形地构造并且具有所谓的玻璃楔角，从而其表面彼此倾斜并且其厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间是可改变的。内部片材能够楔形地构造并且具有玻璃楔角，从而其表面彼此倾斜并且其厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间是可改变的。中间层能够构造为所谓的楔形膜并且具有所谓的膜楔角，从而其表面彼此倾斜并且其厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间是可改变的。如果仅一个单个的元件设有楔角，而其余元件具有平行的表面，则总楔角相应于该玻璃楔角或膜楔角。如果两个或甚至所有三个元件设有楔角，则作为相应的玻璃楔角和/或膜楔角的总和得到总楔角。详细地，以下组合是可考虑的：(a)外部片材具有玻璃楔角，而中间层和内部片材具有平行的表面。总楔角相应于外部片材的玻璃楔角。
25.(b)中间层具有膜楔角，而外部片材和内部片材具有平行的表面。总楔角相应于中间层的膜楔角。
26.(c)内部片材具有玻璃楔角，而中间层和外部片材具有平行的表面。总楔角相应于内部片材的玻璃楔角。
27.(d)外部片材和内部片材分别具有玻璃楔角，而中间层具有平行的表面。总楔角相应于玻璃楔角的总和。
28.(e)外部片材具有玻璃楔角并且中间层具有膜楔角，而内部片材具有平行的表面。总楔角相应于玻璃楔角和膜楔角的总和。
29.(f)内部片材具有玻璃楔角并且中间层具有膜楔角，而外部片材具有平行的表面。总楔角相应于玻璃楔角和膜楔角的总和。
30.(g)外部片材和内部片材分别具有玻璃楔角并且中间层具有膜楔角。总楔角相应于玻璃楔角和膜楔角的总和。
31.优选的是，玻璃片材中的至少一个玻璃片材具有玻璃楔角，而中间层具有平行的表面。由此，能够避免使用成本高的楔形膜。进一步优选的能够是，两个玻璃片材具有楔角，因为单个的玻璃楔角则能够选择得较小。这种玻璃能够在技术上更简单地且以更好的视觉品质制造。单个的玻璃楔角在一种特别优选的设计方案中为至多0.4mrad，例如为0.1mrad至0.4mrad。
32.复合片材在复合片材的一种设计方案中是挡风玻璃。具有根据本发明的小的安装角的挡风玻璃例如在载重车、火车或其他轨道车辆、飞机或农用车辆如收割机(例如联合收割机)、船舶或潜水艇中出现。安装角在载重车、火车和飞机中通常是正的，而尤其是在农用车辆或船舶中也能够出现负的安装角，其中，挡风玻璃远离运输工具内部空间倾斜。对于挡风玻璃的视觉品质，由立法者提出高的要求，以便确保对于驾驶员而言良好的且无失真的透视。这些要求尤其是涉及中央视场，而边缘区域必须满足更少的高要求。要求在针对欧洲的联合国经济委员会的第43号的法规中(un/ece)(ece-r43，“关于安全玻璃材料认证及其在运输工具中的安装认证的统一规定(einheitliche bedingungen f
ü
r die genehmigung der sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres einbaus in fahrzeuge)”)确定。
33.在挡风玻璃中出现的问题尤其是透射中的所谓的双重图像，由此双重地看见通过挡风玻璃观察的对象(例如在夜间相向而来的运输工具的大灯)。针对hud投影优化的挡风玻璃的楔角能够还进一步在如下意义下加强所述问题，即，双重图像的间距增大并且所述双重图像因此还更干扰地出现。为了避免这个，在挡风玻璃的一种优选的设计方案中hud区域布置在中央视场之外。挡风玻璃的所述中央视场在此尤其是如下视场，该视场在针对运输工具的ece-r43中定义。所述视场涉及：-视场b，如果运输工具片材设置用于m1分类的运输工具(用于运送人员的具有除了驾驶员座位以外至多八个座位的运输工具)；视场b在ece-r43的附录18中定义；-视场i，如果运输工具片材设置用于除了m1以外的m分类的运输工具(用于运送人员的其他运输工具)或用于n分类的运输工具(用于运送货物的运输工具)。
34.但复合片材也能够是运输工具的层压的侧面玻璃或后窗玻璃。hud区域则也能够毫无问题地布置在中央视场内，因为在透射中双重图像的问题在侧面玻璃和后窗玻璃的情况下仅是次要的。
35.在本发明的另一种设计方案中，运输工具片材不构造为复合片材，而是构造为单个玻璃片材。单个玻璃片材在结构上由单个的玻璃片材构造并且也能够被称为单片式玻璃片材。所述单个玻璃片材尤其是所谓的单片材安全玻璃(esg)，单片材安全玻璃表示车辆领域中的被施加热预应力的单个玻璃片材。单个玻璃片材具有两个主面和在两个主面之间伸延的侧棱边，其中，主面形成运输工具片材的外侧的表面和内部空间侧的表面。单个玻璃片材设有楔角(玻璃楔角)，从而其厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间是
可改变的。单个玻璃片材优选是侧面玻璃或后窗玻璃。
36.在本发明的一种设计方案中，hud投影器从上方照射hud区域。这意味着，与hud区域布置所在的水平平面(更准确地说hud区域的几何中心)相比，投影器布置所在的水平平面离运输工具底部更远并且更靠近运输工具顶部。投影器因此位于hud区域上方，从而投影器的射束向下定向。由于投影器根据本发明在运输工具中占据非常高的位置并且通常位于运输工具顶部的区域中，因此所述设计方案在多数应用情况下是适合的。总楔角在此如此选择，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间(优选单调)减小，以便使重影图像与主图像叠加。
37.正是如此选择的楔角可能在透射中的双重图像方面具有负面影响，所述负面影响有时通过楔角而被加强。在该设计方案中在此特别有利的是，hud区域布置在运输工具片材的中央视场(透视区域)之外，并且所描述的总楔角存在于hud区域中，但不存在于该中央视场中。这尤其是适用于如下情况，在该情况下，运输工具片材是挡风玻璃，在挡风玻璃中，透射中的双重图像是特别关键的。在中央视场中（该中央视场不包含hud区域），运输工具片材的外侧的表面和内部空间侧的表面能够是基本上平行的。备选地，外侧的表面和内部空间侧的表面也能够在中央视场中彼此以楔角倾斜，其中但与hud区域相反，运输工具片材的厚度在竖直的走向中在其下棱边与其上棱边之间增加。通过如此选择的楔角，透射中的双重图像能够发生重叠或至少双重图像的间距减小，从而效应更少干扰地产生。
38.存在不同的实现这种总楔角的可行方案，该总楔角存在于hud区域中，但不存在于中央视场中。如果运输工具片材是单个玻璃片材，则该运输工具片材构造为仅局部地具有总楔角，其中，另外的包含中央视场的区域具有恒定的厚度或相反的楔角。而如果运输工具片材是复合片材，则提供另外的可行方案。由此，总楔角能够存在于复合片材的单个的结构元件(外部片材，内部片材或中间层)中，而另外的结构元件具有恒定的厚度。在这种情况下，所述结构元件也像在单个玻璃片材的情况中那样构造为仅局部地具有总楔角，其中，另外的包含中央视场的区域具有恒定的厚度或相反的楔角。当然也能够是结构元件中的多个结构元件如此构造，其中，作为各个楔角的总和得到hud区域中的总楔角。但备选地，也可行的是，结构元件中的至少一个结构元件总体上构造为具有楔角，其中，至少一个另外的位于中央视线区域中的结构元件具有相反的楔角，该相反的楔角补偿中央视场中的第一结构元件的楔角，从而作为总和得到视场中的运输工具片材的恒定厚度，或进行过补偿，从而作为总和得到视场中的相反的楔角。
39.如果运输工具片材是挡风玻璃，在该挡风玻璃中，透射中的双重图像是特别干扰的，则所述中央视场优选是根据ece-r43的视场b(在m1分类的运输工具中)或视场i(在除了m1以外的m分类或n分类的运输工具中)。如果对于所涉及的运输工具没有定义根据ece-r43的中央视场，则hud区域优选完全布置在运输工具片材的上四分之一或下四分之一中，尤其是布置在运输工具片材的上四分之一中。
40.在本发明的另一种设计方案中，hud投影器从下方照射hud区域。这意味着，与hud区域布置所在的水平平面(更准确地说hud区域的几何中心)相比，投影器布置所在的水平平面更靠近运输工具底部。投影器因此位于hud区域下方，从而投影器的射束向上定向。这种设计方案适用于这种应用情况，在所述应用情况中，运输工具片材尽管投影器的高的位置还延伸到投影器之上的区域中。这种情况例如通常在载重车的挡风玻璃中出现，所述挡
风玻璃在驾驶员上方具有盒状的遮盖部，投影器能够固定到所述遮盖部处，从而该投影器更明显地位于本来的运输工具顶部下方。挡风玻璃明显进一步朝着运输工具顶部方向延伸，从而投影器能够从下方照射挡风玻璃的区域。总楔角在此如此选择，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间(优选单调)增加，以便使重影图像与主图像叠加。该厚度走向相应于轿车的hud中的情况，在所述轿车的hud中hud区域也从下方照射、即从仪表板的区域照射。
41.在该设计方案中，hud区域也能够布置在运输工具片材的中央视场(透视区域)之外。在中央视场中，运输工具片材的外侧的表面和内部空间侧的表面能够是基本上平行的。备选地，外侧的表面和内部空间侧的表面也能够在中央视场中以楔角彼此倾斜，其中，运输工具片材的厚度在竖直的走向中在其下棱边与其上棱边之间增加。中央视场中的楔角能够相应于hud区域的总楔角。但中央视场中的楔角也能够独立于hud区域选择并且尤其是针对避免透射中的双重图像得到优化。如果运输工具片材是挡风玻璃，在该挡风玻璃中，透射中的双重图像是特别干扰的，则所述中央视场优选是根据ece-r43的视场b或i。
42.hud投影器在特定的入射角下照射hud区域，所述入射角相对于内部片材的内部空间侧的表面的面法线测量并且作为平均值在hud区域的几何中心处在中间的眼盒窗中确定。入射角在pkw挡风玻璃上的传统的hud中为约65
°
。在本发明的一种有利的设计方案中，入射角为1
°
至45
°
、优选5
°
至35
°
、特别优选5
°
至25
°
。
43.hud区域中的总楔角优选为0.1mrad至1mrad，特别优选0.1mrad至0.4mrad，完全特别优选0.15mrad至0.35mrad。由此，实现特别好的结果。总楔角能够在整个hud区域中是恒定的，由此得到运输工具片材的线性的厚度变化。但总楔角也能够是可改变的，尤其是在竖直的走向中从hud区域的下棱边至上棱边是可改变的，由此产生非线性的厚度变化。通过可改变的楔角（该可改变的楔角也被称为可变的楔角），能够实现重影图像与主图像的还更好的叠加，因为楔角能够在一定程度上局部地得到优化。如果楔角不是恒定的，则为了测量楔角考虑在一个点处与表面的切线。为了实现重影图像与主图像的最佳的重叠，总楔角优选在竖直的走向中从hud区域的下棱边至上棱边减小。与在下棱边处相比，在hud区域的上棱边处总楔角于是更小。总楔角的减小优选是单调的并且能够在整个竖直的走向上在下棱边与上棱边之间延伸亦或仅在其一个区段上延伸。
44.如果运输工具片材是复合片材，则可变的总楔角能够通过如下方式制造，即，结构元件中的至少一个结构元件(外部片材，内部片材，中间层)设有可变的楔角。其他的结构元件要么能够具有恒定的楔角要么能够不具有楔角。可变的总楔角作为各个楔角的与位置有关的总和得到。
45.在可变的楔角情况下也可行的是，总楔角局部地在hud区域中为零。这尤其是在hud区域的上棱边处或在hud区域的下棱边处是这种情况，根据是存在上升的楔角还是存在下降的楔角。
46.在特别优选的第一设计方案中，运输工具片材是挡风玻璃，该挡风玻璃设计为复合片材。挡风玻璃在此是这样的窗片材，所述窗片材沿行驶方向向前定向
–
所述挡风玻璃也能够被称为前窗玻璃。运输工具尤其是载重车、火车或其他轨道车辆、飞机、农用车辆(例如收割机、如联合收割机)或船舶或潜水艇。在所述运输工具中，通常出现根据本发明的小的安装角。hud区域完全布置在中央视线区域之外，尤其是布置在中央视线区域上方。所述中
央视线区域在此是根据ece-r43的视场b或视场i。如果对于所涉及的运输工具没有定义根据ece-r43的中央视场，则hud区域优选完全布置在运输工具片材的上四分之一或下四分之一中，尤其是布置在运输工具片材的上四分之一中。
47.在特别优选的第一设计方案的第一变型方案中，hud投影器从上方照射hud区域，并且总楔角如此选择，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间(优选单调)减小。在中央视线区域中，外侧的表面和内部空间侧的表面要么平行彼此布置要么如此彼此倾斜，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在其下棱边与其上棱边之间(优选单调)增加。
48.在特别优选的第一设计方案的第二变型方案中，hud投影器从下方照射hud区域，并且总楔角如此选择，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间(优选单调)增加。在中央视线区域中，外侧的表面和内部空间侧的表面要么平行彼此布置要么如此彼此倾斜，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在其下棱边与其上棱边之间(优选单调)增加，其中，能够选择与在hud区域中不同的楔角，以便使透射中的双重图像最小化。
49.在特别优选的第二设计方案中，运输工具片材是侧面玻璃(尤其是后部的侧面玻璃)，该侧面玻璃能够构造为单个玻璃片材或复合玻璃片材。运输工具尤其是轿车。hud尤其是用作信息娱乐系统或娱乐系统，从而例如能够针对后方的运输工具乘客将电影或电脑游戏投影到侧面玻璃上。hud区域优选布置在侧面玻璃的中央视场中。hud投影器从上方照射hud区域并且总楔角如此选择，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间(优选单调)减小。
50.在特别优选的第三设计方案中，运输工具片材是后窗玻璃，该后窗玻璃能够构造为单个玻璃片材或复合玻璃片材。运输工具尤其是轿车，其中，根据本发明的小的安装角通常在suv(运动型多用途汽车)，越野车，厢式货车，组合式机动车(简称kombis)，小客车，微型汽车或其他具有阶背车尾、斜背车尾或掀背车尾的运输工具中出现。hud尤其是用于将信息投影到后窗玻璃上，驾驶员通过后视镜能够观察该信息。hud区域优选在后窗玻璃的中央视场中布置。hud投影器从上方照射hud区域且总楔角如此选择，运输工具片材的厚度在竖直的走向中在hud区域的下棱边与上棱边之间(优选单调)减小。
51.如果运输工具片材是单个玻璃片材，则该单个玻璃片材优选由钠钙玻璃制成。相同情况适用于在复合片材情况下的内部片材和外部片材。但在两种情况下，片材原则上也能够由其他的玻璃类型(例如硼硅酸盐玻璃，石英玻璃，铝硅酸盐玻璃)或透明塑料(例如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯)制成。
52.片材的厚度能够由本领域技术人员相应于在单个情况下的要求自由选择。在单个玻璃片材的情况下，常用的厚度为3mm至5mm。在复合片材的情况下，外部片材和内部片材的厚度通常为0.5mm至4mm，尤其是1.0mm至3.0mm。楔形玻璃片材的厚度在从上棱边和下棱边选出的最薄的棱边处测量。
53.如果运输工具片材是复合片材，则中间层优选通过至少一个热塑性的膜构造。膜楔角(如果存在的话)能够通过适当挤出所述膜或通过拉伸具有在初始状态下恒定的厚度的膜来产生，其中，最后提及的变型方案出于成本原因是优选的。平坦的膜比预制的楔形膜更成本适宜，从而运输工具片材的制造成本不高。此外，总楔角能够通过拉伸非常柔性地相
应于单个情况下的要求得到优化。由此，例如制造公差在使用楔形片材的情况下能够通过膜楔角补偿。本领域技术人员事后识别出，楔角是通过拉伸还是通过挤出而构造，尤其是在下棱边和/或上棱边附近的典型的厚度走向处。也能够使用在初始状态下楔形的膜，所述膜的楔角通过拉伸(至少局部)增大。中间层能够通过一个单个的膜构造亦或通过超过一个膜构造。在后一种情况下，膜中的至少一个膜必须构造为具有楔角，如果设置有膜楔角的话。中间层也能够由所谓的声学膜构造，所述声学膜具有减弱噪音的作用。这种膜通常由至少三层构成，其中，中间层具有比包围中间层的外部层更高的塑性或弹性，例如由于软化剂的更高份额。这种减弱噪音的、多层的膜的使用优选用于改善声学舒适性。
54.中间层优选至少包含聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，乙烯-聚乙烯醋酸盐(eva)，聚氨酯(pu)或其混合物或共聚物或衍生物，特别优选pvb。中间层在一种优选的设计方案中由pvb-膜构造。中间层优选具有0.3mm至1.5mm，特别优选0.5mm至1.0mm的最小厚度。最小厚度表示在中间层的最薄部位处的厚度。具有较薄的中间层的复合片材通常具有过小的稳定性，以便能够用作运输工具片材。热塑性的膜，尤其是pvb-膜在0.76mm的标准厚度下销售。由所述膜能够通过拉伸有利地引入根据本发明的楔角。
55.在单个玻璃片材或复合片材的情况下玻璃片材能够是清澈且无色的，但也能够是着色或有色的。如果运输工具片材设置为挡风玻璃，则总透射率为优选大于70%。术语“总透射率”涉及通过ece-r43，附录3，
§
9.1确定的用于测试机动车片材的透光性的方法。
56.运输工具片材能够在空间的一个或多个方向上弯曲，如对于许多机动车常见的，其中，典型的曲率半径处于约10cm至约40m的范围内。但运输工具片材也能够是平坦的，例如当所述运输工具片材设置为用于客车、火车、船舶或拖拉机的片材。
57.运输工具片材的厚度能够在hud区域的水平剖面中(也就是说大致平行于上棱边和下棱边的剖面)是恒定的。则厚度型材和楔角型材在hud区域的宽度上是恒定的。但厚度也能够在水平剖面中是可改变的。则厚度不仅在竖直走向中，而且在水平走向中是可改变的。
58.玻璃片材，也就是说在单个玻璃片材情况下的单个片材或在复合片材情况下的外部片材和内部片材优选在浮法玻璃-方法中制造，尤其是由钠钙玻璃制成。在此，玻璃熔液在连续方法被浇注到液态的锡槽中，玻璃熔液在那固化。如果片材应具有玻璃楔角，则所述楔形玻璃通常通过如下方式产生，即，粘性的、部分固化的玻璃团在其侧向的边缘处利用适合的工具抓取并且基本上垂直于玻璃熔液的向前运动方向向外牵拉。相比于平面玻璃的制造，在此浮法设备的温度廓线改变，由此减小锡槽的中心和边缘之间的温度差。玻璃团粘性的由此引起的改变导致楔形玻璃的形成。由此，产生具有在中央区域中的最大厚度和向外减小的厚度的浮法玻璃，由所述浮法玻璃能够切割出期望的玻璃片材。
59.通过在中间放置中间层的情况下将外部片材和内部片材彼此叠置并且接着层压来进行复合片材的制造。所述层压以常用的、对于本领域技术人员本身已知的方法，例如热压罐方法、真空袋方法、真空环方法、压延方法、真空层压装置或其组合来实现。外部片材和内部片材的连接在此通常在热、真空和/或压力的作用下实现。
60.热塑性的中间层通过至少一个热塑性的膜构造。在一种有利的实施方案中，膜在初始状态中是基本上平坦的，从而其主表面基本上彼此平行地构造。膜楔角通过平坦的膜的拉伸引入到中间层中。所述方法是成本适宜且灵活的。但原则上也可行的是，中间层由楔
形膜构造，其中，膜楔角在制造所述膜时引入，通常通过使用适当的挤出喷嘴。
61.在一些用于接合且连接片材和中间层的方法中能够发生的是，通过按压最后的片材或通过挤压复合件来改变中间层的楔角。一般而言，发生楔角的增加。根据本发明，这能够通过选择中间层的楔角就已经考虑到，更准确地说例如如此考虑到，从要实现的值中减去针对在各部件连接成复合玻璃时出现的楔角改变的修正值。备选地，在中间层的原始楔度值出现减小的情况下也能够如此考虑修正值，即，将该修正值与针对中间层的目标楔度值相加。
62.如果运输工具片材是弯曲的，则所述运输工具片材经受常见的弯曲工艺，例如在运输工具片材通过加热而变得能塑性变形之后，通过重力弯曲，压弯和/或抽吸弯曲。在复合片材的情况下外部片材和内部片材的弯曲优选在层压之前进行。特别优选地，外部片材和内部片材共同地(即同时地且通过同一工具)相一致地弯曲，因为由此片材的形状针对之后进行的层压最佳地彼此相协调。针对玻璃弯曲工艺的典型的温度例如为500
°
c至700
°
c。
附图说明
63.下面借助附图和实施例详细阐释本发明。附图是示意图并且不是按正确比例的。附图绝不限制本发明。
64.附图中：图1示出根据本发明的运输工具的运输工具片材的设计方案的俯视图，图2示出作为根据本发明的运输工具的hud投影组件的组成部分的根据图1的运输工具片材的横截面，图3示出按照一种根据本发明的设计方案的根据图1和2的运输工具片材的局部的放大图，图4示出按照另一种根据本发明的设计方案的根据图1和2的运输工具片材的局部的放大图，图5示出作为根据本发明的运输工具的另一种设计方案的hud投影组件的组成部分的运输工具片材的横截面，图6示出按照根据本发明的设计方案的根据图6的运输工具片材的局部的放大图，图7示出作为根据本发明的运输工具的另一种设计方案的hud投影组件的组成部分的运输工具片材的横截面，图8示出按照根据本发明的设计方案的根据图7的运输工具片材的局部的放大图，以及图9示出作为根据本发明的运输工具的另一种设计方案的hud投影组件的组成部分的运输工具片材的横截面。
具体实施方式
65.图1、图2和图3分别示出根据本发明的运输工具或其hud投影组件的一种设计方案的细节。所述运输工具为载重车并且配备有运输工具片材10，该运输工具片材为挡风玻璃。运输工具片材10的上棱边o在安装位置中向上朝着运输工具顶部(顶部棱边)指向，下棱边u向下朝着发动机舱(发动机棱边)指向。运输工具片材10具有中央视场s，该中央视场相应于
根据ece-r43的视场i。在中央视场s上方，运输工具片材10具有hud区域b，该hud区域具有下棱边bu和上棱边bo。hud区域b的bu面向运输工具片材10的下棱边u，hud区域b的上棱边bo面向运输工具片材10的上棱边o。运输工具片材10在相对于竖直线成12
°
的正的安装角β的情况下安装在运输工具中。
66.运输工具配备有抬头显示器(hud)。为此，在顶部区域中安置有hud投影器4，hud投影器朝hud区域b定向。hud投影器4从上方相对于面法线以11
°
的入射角γ照射hud区域b。由此，产生显示图像，位于眼盒e内的观察者5(在这种情况下尤其是驾驶员)能够将该显示图像看见为虚拟图像，该虚拟图像从观察者出发来看位于运输工具片材10后方。
67.投影器射束在运输工具片材10的内部空间侧的表面iv处的初级反射产生期望的hud显示部作为虚拟图像。未被反射的照射份额穿过运输工具片材10并且在运输工具片材的外侧的表面i处再次反射(次级反射)，由此能够产生错开的重影图像。为了避免或至少减少这种干扰的效应，外侧的表面i和内部空间侧的表面iv彼此倾斜，以便使这两个图像叠加或至少减小其彼此的间距。
68.如图3中可看出的，运输工具片材10由外部片材1和内部片材2构成，所述外部片材和内部片材经由热塑性中间层3相互连接。在安装位置中，外部片材1面向外部环境，内部片材2面向运输工具内部空间。外部片材1具有：外侧的表面i，外侧的表面在安装位置中面向外部环境；和内部空间侧的表面ii，该内部空间侧的表面在安装位置中面向内部空间。内部片材2也具有：外侧的表面iii，该外侧的表面在安装位置中面向外部环境；和内部空间侧的表面iv，该内部空间侧的表面在安装位置中面向内部空间。外部片材1的内部空间侧的表面ii经由中间层3与内部片材2的外侧的表面iii连接。外部片材1的外侧的表面i形成整个运输工具片材10的外侧的表面。内部片材2的内部空间侧的表面iv形成整个运输工具片材10的内部空间侧的表面。
69.外部片材1和内部片材2由钠钙玻璃制成，中间层3由pvb-膜构造。为了实现运输工具片材10的表面i，iv相对彼此的倾斜度，内部片材2至少在hud区域b中楔形地构造
–
这意味着，其表面iii，iv相对彼此以玻璃楔角α
g2
倾斜。中间层3和外部片材1具有恒定的厚度和平行的表面。通过玻璃楔角α
g2
，整个运输工具片材10在hud区域b中具有总楔角α
tot
，该总楔角如此构造，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中从hud区域b的下棱边bu向着上棱边bo(“从下向上”)减小。
70.外部片材1例如具有2.1mm的厚度，内部片材2具有1.6mm的厚度(在上棱边处测量)。中间层3例如由单个的pvb-膜构成，该pvb-膜在初始状态下在0.76mm的恒定厚度的情况下提供并且膜楔角αf通过拉伸引入到该pvb-膜中。膜楔角αf为例如0.05mrad。玻璃楔角α
g2
例如在hud区域b的下棱边bu处为0.3mrad并且在上棱边bo处为0.1mrad并且在竖直的走向中在下棱边bu与上棱边bo之间单调减小。
71.通过运输工具片材10的从下向上减小的厚度，能够减小hud的重影图像问题。但能够发生双重图像的加强，所述双重图像可在透射中看出，从而例如双重地看到相向而来的运输工具的大灯。这种双重图像在中央视场s中可能是非常干扰的。但由于hud区域b布置在中央视场s之外，可行的是，在hud区域b(和可能的周围区域)中设置总楔角α
tot
，但不在中央视场s中设置总楔角。运输工具片材10能够例如如此设计，使得在中央视场s中不存在楔角，从而外侧的表面i和内部空间侧的表面iv彼此平行，如在正常的挡风玻璃中的情况那样。备
选地，运输工具片材10能够如此设计，使得在中央视场s中存在相反的楔角，从而运输工具片材10的厚度从下向上减小。这种楔角适合使透射中的双重图像问题减小。一方面hud区域b中的楔角和另一方面视场s中的楔角的不同设计能够例如通过如下方式实现，即，玻璃楔角α
g2
仅局部地设置在内部片材2的hud区域中，而内部片材2在中央视场s中具有平行的表面iii，iv。备选地，整个内部片材2能够设有玻璃楔角α
g2
，其中，该玻璃楔角α
g2
在中央视场s中通过相反的楔角(例如中间层3的膜楔角)补偿或过补偿。
72.图4示出另一种示例性的实现总楔角α
tot
的可行方案。在此，内部片材2具有恒定的厚度，而外部片材1楔形地构造并构造为具有玻璃楔角α
g1
，并且中间层3也是楔形地构造并构造为具有膜楔角αf。玻璃楔角α
g1
和膜楔角αf相加为总楔角α
tot
。
73.图3和4的设计方案仅应示例性地理解。总楔角α
tot
能够以任意方式引入到运输工具片材10中，其中，三个结构元件中的至少一个结构元件(外部片材1，内部片材2，中间层3)楔状地构造。多个结构元件也可以楔状地构造，其中，每个任意的组合是可设想的，或甚至所有结构元件楔状地构造。
74.图5和图6分别示出根据本发明的运输工具或其hud投影组件的另一种设计方案的细节。在此所述运输工具也是载重车，并且运输工具片材10是具有12
°
的安装角β的运输工具的挡风玻璃。hud区域b在此也位于中央视场s上方。不同于图2，hud投影器4从下方照射hud区域b。为了实现主图像和重影图像的有效叠加，总楔角α
tot
在反过来的方向上构造，即如此构造，使得运输工具片材的厚度在竖直的走向中从hud区域b的下棱边bu向着上棱边bo(“从下向上”)增加。在此，总楔角α
tot
也示例性地通过内部片材2的玻璃楔角α
g2
实现，而外部片材1和中间层3具有恒定的厚度和平行的表面。
75.图1至6的上述实施例仅应示例性地理解。本发明不仅能应用于载重车和其他商用运输工具的挡风玻璃，而且例如能应用于轿车的侧面玻璃或后窗玻璃，所述侧面玻璃或后窗玻璃在相对陡的安装位置中安装在运输工具中。这种侧面玻璃或后窗玻璃也能够构造为复合片材，或也能够构造为单个玻璃片材，尤其是构造为被施加热预应力的单片材安全玻璃。
76.图7和图8分别示出根据本发明的运输工具或其hud投影组件的另一种设计方案的细节。所述运输工具是轿车，并且运输工具片材10是侧面玻璃。运输工具片材10是单个玻璃片材。运输工具片材10由单个的片材构成，该片材由钠钙玻璃制成，该片材楔状地设计并且设计为具有如下楔角，该楔角由此自动地相应于总楔角α
tot
。运输工具片材10的厚度从下向上减小，这适用于如下情况，在该情况中，hud投影器4从上方照射hud区域b。由于在侧面玻璃中hud区域b通常处于中央视场s中，一方面hud区域b中的楔角和另一方面中央视场s中的楔角的不同设计是不可实现的并且运输工具片材10优选基本上完全楔形地构造并且构造为具有总楔角α
tot
，其中，由制造决定地可能除了与上棱边o和下棱边u邻接的边缘区域以外。
77.但替代构造为单个玻璃片材，侧面玻璃也能够构造为复合片材。
78.图9示出与图7的根据本发明的运输工具或其hud投影组件的一种类似的设计方案。运输工具片材10是后窗玻璃，其中，观察者5能够经由运输工具的后视镜6看见hud投影。后窗玻璃也能够要么构造为单个玻璃片材要么构造为复合片材。
79.附图标记列表
(10)运输工具片材(1)外部片材(2)内部片材(3)热塑性中间层(4)hud投影器(5)观察者(6)后视镜(o)运输工具片材10的上棱边(u)运输工具片材10的下棱边(b)运输工具片材10的hud区域(bo)hud区域b的上棱边(bu)hud区域b的下棱边(i)运输工具片材10/外部片材1的外侧的表面(ii)外部片材1的内部空间侧的表面(iii)内部片材2的外侧的表面(iv)运输工具片材10/内部片材2的内部空间侧的表面β运输工具片材10的安装角γhud投影器4的入射角α
tot
运输工具片材10的总楔角α
g1
外部片材1的玻璃楔角α
g2
内部片材2的玻璃楔角αf中间层3的膜楔角(e)眼盒(s)运输工具片材10的中央视场z，z'局部

技术特征：
1.具有抬头显示器的运输工具，所述运输工具包括：-运输工具片材(10)，所述运输工具片材具有外侧的表面(i)和内部空间侧的表面(iv)，所述运输工具片材具有hud区域(b)，所述hud区域具有下棱边(bu)和上棱边(bo)；-hud投影器(4)，所述hud投影器朝所述hud区域(b)定向并且产生虚拟图像，位于眼盒(e)内的观察者(5)能够看见所述虚拟图像；其中，-所述运输工具片材(10)具有相对于竖直线的安装角(β)，该安装角具有小于40
°
的绝对值；-所述外侧的表面(i)和所述内部空间侧的表面(iv)在所述hud区域(b)中以总楔角(α
tot
)彼此倾斜；并且-所述hud投影器(4)布置在所述眼盒(e)上方。2.根据权利要求1所述的运输工具，其中，所述运输工具片材(10)构造为复合片材，所述复合片材包括：外部片材(1)，该外部片材具有外侧的表面(i)和内部空间侧的表面(ii)；和内部片材(2)，该内部片材具有外侧的表面(iii)和内部空间侧的表面(iv)，其中，所述外部片材(1)的内部空间侧的表面(ii)和所述内部片材(2)的外侧的表面(iii)经由热塑性中间层(3)相互连接；并且其中-所述外部片材(1)的厚度在竖直的走向中在所述下棱边(bu)与所述上棱边(bo)之间能以玻璃楔角(α
g1
)改变；和/或-所述内部片材(2)的厚度在竖直的走向中在所述下棱边(bu)与所述上棱边(bo)之间能以玻璃楔角(α
g2
)改变；和/或-所述中间层(3)的厚度在竖直的走向中在所述下棱边(bu)与所述上棱边(bo)之间能以膜楔角(α
f
)改变。3.根据权利要求2所述的运输工具，其中，所述运输工具片材(10)是挡风玻璃，并且其中所述hud区域(b)布置在中央视场(s)之外，所述中央视场是根据ece-r43的视场b或视场i。4.根据权利要求1所述的运输工具，其中，所述运输工具片材(10)构造为单个玻璃片材，所述单个玻璃片材的厚度能够在竖直的走向中在所述下棱边(bu)与所述上棱边(bo)之间以所述总楔角(α
tot
)改变。5.根据权利要求1至4中任一项所述的运输工具，其中，所述hud投影器(4)从上方照射所述hud区域(b)，并且其中所述总楔角(α
tot
)如此选择，使得所述运输工具片材(10)的厚度在竖直的走向中在所述下棱边(bu)与所述上棱边(bo)之间减小。6.根据权利要求5所述的运输工具，其中，在不包含所述hud区域(b)的中央视场(s)中，所述外侧的表面(i)和所述内部空间侧的表面(iv)是基本上平行的。7.根据权利要求5所述的运输工具，其中，在不包含所述hud区域(b)的中央视场(s)中，所述外侧的表面(i)和所述内部空间侧的表面(iv)如此彼此倾斜，使得所述运输工具片材(10)的厚度在竖直的走向中在运输工具片材的下棱边(u)和运输工具片材的上棱边(o)之间增加。8.根据权利要求1至4中任一项所述的运输工具，其中，所述hud投影器(4)从下方照射所述hud区域(b)，并且其中所述总楔角(α
tot
)如此选择，使得所述运输工具片材(10)的厚度
在竖直的走向中在所述下棱边(bu)与所述上棱边(bo)之间增加。9.根据权利要求1至8中任一项所述的运输工具，其中，所述安装角(β)的绝对值为小于30
°
，优选小于20
°
。10.根据权利要求1至9中任一项所述的运输工具，其中，所述hud投影器(4)以1
°
至45
°
，优选5
°
至35
°
的入射角(γ)照射所述hud区域(b)。11.根据权利要求1至10中任一项所述的运输工具，其中，所述总楔角(α
tot
)在所述hud区域(b)的下棱边(bu)与上棱边(bo)之间是可改变的。12.根据权利要求1至11中任一项所述的运输工具，其中，所述总楔角(α
tot
)为0.1mrad至1mrad，优选为0.1mrad至0.4mrad。13.根据权利要求1至12中任一项所述的运输工具，所述运输工具是载重车、轨道车辆、飞机、船舶、潜水艇或农用车辆，其中，所述运输工具片材(10)是挡风玻璃。14.根据权利要求1至12中任一项所述的运输工具，所述运输工具是轿车，其中，所述运输工具片材(10)是侧面玻璃。15.根据权利要求1至12中任一项所述的运输工具，所述运输工具是轿车，其中，所述运输工具片材(10)是后窗玻璃，并且其中所述观察者(5)能够经由后视镜看见所述虚拟图像。

技术总结
本发明涉及一种具有抬头显示器的运输工具，所述运输工具包括-运输工具片材(10)，所述运输工具片材具有外侧的表面(I)和内部空间侧的表面(IV)，运输工具片材具有HUD区域(B)，所述HUD区域具有下棱边(BU)和上棱边(BO)；-HUD投影器(4)，HUD投影器朝HUD区域(B)定向并且产生虚拟图像，位于眼盒(E)内的观察者(5)能够看见虚拟图像；其中，-运输工具片材(10)具有相对于竖直线的安装角(β)，该安装角具有小于40


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：法国圣戈班玻璃厂
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2022/3/8