DE102014005977A1

DE102014005977A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Störbildern auf einer mit einer Infrarotbeschichtung versehenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102014005977A1
Application number: DE102014005977.4A
Authority: DE
Inventors: Hans Ueberfuhr
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Störbildern auf einer, mit einer Infrarotbeschichtung versehenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein virtuelles Bild (33) von bildgebenden Lichtstrahlen (7) eines Head-up-Displays (1, 19) auf der Windschutzscheibe (23) erzeugt wird. Bei einem Verfahren, bei welchen ein scharfes virtuelles Bild erzeugt wird, werden infrarot-nahe Lichtanteile aus den bildgebenden Lichtstrahlen (7) des Head-up-Displays (1, 19) herausgefiltert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Störbildern auf einer, mit einer Infrarotbeschichtung versehenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein virtuelles Bild von bildgebenden Lichtstrahlen eines Head-up-Displays auf der Windschutzscheibe erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2008 054 443 A1 ist eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren für die Darstellung eines Bildes offenbart. Die Anzeigevorrichtung ist als Head-up-Display ausgebildet, welches einen Projektor als Bildquelle umfasst, wie es in 3 dargestellt ist. Die von der Bildquelle 5 ausgesandten bildgebenden Lichtstrahlen 7 werden auf die Innenseite einer Windschutzscheibe 23 projiziert und erreichen nach einer Totalreflexion das Auge eines Fahrzeuginsassen, der ein virtuelles Bild des der Bildquelle 5 erzeugten Bildes 33 wahrnimmt. Windschutzscheiben 23 sind als Verbundglassystems aufgebaut, bei welchen zwei Glasscheiben 25, 27 über eine keilförmige PVB-Folie (Polyvinylbutyrolfolie) 29 miteinander verbunden sind, wobei zwischen der äußeren Glasscheibe 25 und der PVB-Verbundfolie 29 eine Infrarotbeschichtung 31 aufgetragen ist.
Die von der Bildquelle 5 ausgesandten bildgebenden Lichtstrahlen 7 werden von den Flächen 1 und 2 der äußeren Glasscheibe 25 und den Flächen 3 und 4 der inneren Glasscheibe 27 reflektiert. Auf Grund der die Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung 31 wird im Gesamtsystem Head-up-Display ein drittes virtuelles Bild erzeugt. Dieser Effekt entsteht durch die Reflexion von infrarotnahen Wellenlängen der Bildquelle 5. Aufgrund der keilwinkelförmigen PVB(Polyvinylbutyral)-Verbundfolie 29 zur Kompensation der sekundären Spiegelung auf Fläche 1 wird das Spiegelbild auf der Infrarotbeschichtung besonders stark wahrnehmbar. Diese zweite, ungewünschte Spiegelung 35 erscheint unterhalb des Hauptbildes, während die Spiegelung an Fläche 1 über dem Hauptbild liegt. Das resultierende virtuelle Bild wirkt daher verzerrt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Störbildern auf der Windschutzscheibe anzugeben, welche einfach zu realisieren sind.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass infrarot-nahe Lichtanteile aus den bildgebenden Lichtstrahlen des Head-up-Displays herausgefiltert werden. Dies hat den Vorteil, dass somit auf die Windschutzscheibe keine Wellenlängen des Lichtes auftreffen, die eine dritte Spiegelung auf der Infrarotbeschichtung der Windschutzscheibe erzeugen. Das virtuelle Bild des Head-up-Displays wird schärfer und gewinnt an qualitativem Eindruck.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung von Störbildern auf einer, mit einer Infrarotbeschichtung versehenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, wobei ein Head-up-Display ein virtuelles Bild auf der Windschutzscheibe erzeugt. Bei einer Vorrichtung, bei welcher das von dem Head-up-Display erzeugte virtuelle Bild besonders scharf dargestellt ist, ist in dem Head-up-Display ein Infrarotabsorptionselement im Strahlengang der bildgebenden Lichtstrahlen angeordnet.
Vorteilhafterweise ist das Infrarotabsorptionselement als beschichtete Folie oder als beschichtete Glasscheibe ausgebildet. Ein solches Infrarotabsorptionselement lässt sich innerhalb des Head-up-Displays einfach anordnen und kann infolge der Beschichtung kostengünstig hergestellt werden.
Alternativ ist das Infrarotabsorptionselement als transparente, definierte Farben absorbierende Folie oder als transparente, definierte Farben absorbierende Glasscheibe ausgebildet. Mittels einer so ausgebildeten Folie oder Glasscheibe werden die Infrarotanteile aus den bildgebenden Lichtstrahlen zuverlässig entfernt, weshalb ein scharfes virtuelles Bild entsteht.
In einer Variante ist auf einer Innenseite eines Glare traps des Head-up-Displays eine Infrarotstrahlen absorbierende Beschichtung aufgebracht, wobei das Glare trap in einer Wandung eines Gehäuses des Head up-Displays verbaut ist. Das Glare trap des Head-up-Displays stellt dabei eine Blende in einer Wandung des Gehäuses des Head-up-Displays dar, welche so geformt ist, dass das austretende Licht nicht zum Fahrer reflektiert wird. Gleichzeitig wird eine ungehinderte Projektion des von der Lichtquelle bereitgestellten Bildes ermöglicht. Die Verwendung des Glare traps als Träger der Infrarotbeschichtung stellt eine kostengünstige Methode dar, da auf zusätzliche Bauteile im Strahlengang der bildgebenden Lichtstrahlen des Head-up-displays verzichtet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf der Innenseite des Glare traps des Head-up-Displays eine transparente, definierte Farben absorbierende Folie aufgebracht. Auch hierdurch wird der Infrarotanteil der bildgebenden Lichtstrahlen in das Head-up-Display zurück reflektiert und somit aus den austretenden Lichtstrahlen entfernt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-up-Displays,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-up-Displays,
3 ein Ausführungsbeispiel für die Spiegelung der von der Bildquelle des Head-up-displays ausgesandten Lichtstrahlen an einer Windschutzscheibe nach dem Stand der Technik.
1 zeigt ein Head-up-Display 1, welches aus einem Gehäuse 3 besteht und in seinem Innenraum eine Bildquelle 5 aufweist. Die Bildquelle 5 sendet bildgebende Lichtstrahlen 7 aus. Die Bildquelle 5 ist als Laserprojektor ausgebildet, welcher drei Laser für die Farben Rot, Grün und Blau umfasst. Diese Lichtstrahlen 7 werden von einem Planspiegel 9 und einem Hohlspiegel 11 innerhalb des Gehäuses 3 umgelenkt. An einer Außenwandung des Gehäuses 3 ist ein Glare trap 13 angeordnet, durch welchen die bildgebenden Lichtstrahlen 7 austreten und an eine nicht weiter dargestellte Windschutzscheibe geführt werden, wo diese reflektiert werden. Das Glare trap 13 des Head-up-Displays 1 stellt dabei Blende in einer Wandung des Gehäuses 3 des Head-up-Displays 1 dar, welche so geformt ist, dass das austretende Licht nicht zum Fahrer reflektiert wird. Gleichzeitig wird eine ungehinderte Projektion des von der Bildquelle 5 bereitgestellten Bildes ermöglicht.
Innerhalb des Gehäuses 3 ist hinter der Bildquelle 5 eine Glasscheibe 15 angeordnet, die auf ihrer, der Bildquelle 5 zugeordneten Seite eine Infrarotbeschichtung 17 aufweist. Der Infrarotanteil der bildgebenden Lichtstrahlen 7, welche von der Bildquelle 5 ausgesendet werden, wird durch die Infrarotbeschichtung 17 der Glasscheibe 15 reflektiert, so dass die Infrarotbestandteile aus den bildgebenden Lichtstrahlen 7 herausgefiltert werden. Licht der bildgebenden Lichtstrahlen 7 mit Wellenlängen, die außerhalb des Infrarot-nahen Bereiches liegen, passiert die Glasscheibe 15 und wird an den Spiegeln 9 und 11 umgelenkt und durch das Glare trap 13 auf die Windschutzscheibe gerichtet.
Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Head-up-Displays 19 ist in 2 dargestellt, wo das Glare trap 13 des Head-up-Displays 19 an seiner Innenseite mit einer Infrarotfolie 21 bedeckt ist. Die von der Bildquelle 5 ausgesandten bildgebenden Lichtstrahlen 7 werden durch den Planspiegel 9 und den Hohlspiegel 11 umgelenkt, wobei der infrarot-nahe Bestandteil der bildgebenden Lichtstrahlen 7 beim Auftreffen auf die Infrarotfolie 21 des Glare traps 13 zurück reflektiert werden. Auch dadurch können nur die Lichtanteile der bildgebenden Lichtstrahlen 7, deren Wellenlängen außerhalb des Infrarot-nahen Bereiches liegen, auf die Windschutzscheibe auftreffen.
Aufgrund dieser Ausgestaltung wird eine dritte Spiegelung auf der Infrarotbeschichtung der Windschutzscheibe 23 und somit das Auftreten eines dritten virtuellen Bildes zuverlässig unterbunden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Head-up-Display
3: Gehäuse
5: Bildquelle
7: bildgebende Lichtstrahlen
9: Planspiegel
11: Hohlspiegel
13: Glare trap
15: Glasscheibe
17: Infrarotbeschichtung
19: Head-up-Display
21: Infrarotfolie
23: Windschutzscheibe
25: Glasscheibe
27: Glasscheibe
29: PVB-Verbundfolie
31: Infrarotbeschichtung
33: virtuelles Bild
35: virtuelles Bild

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008054443 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Vermeidung von Störbildern auf einer mit einer Infrarotbeschichtung versehenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein virtuelles Bild (33) von bildgebenden Lichtstrahlen (7) eines Head-up-Displays (1, 19) auf der Windschutzscheibe (23) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass infrarot-nahe Lichtanteile aus den bildgebenden Lichtstrahlen (7) des Head-up-Displays (1, 19) herausgefiltert werden.
Vorrichtung zur Vermeidung von Störbildern auf einer, mit einer Infrarotbeschichtung versehenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, wobei ein Head-up-Display (1, 19) ein virtuelles Bild (33) auf der Windschutzscheibe (23) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Head-up-Display (1, 19) ein Infrarotabsorptionselement (17, 21) im Strahlengang der bildgebenden Lichtstrahlen (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarotabsorptionselement als beschichtete Folie (21) oder beschichtete Glasscheibe (15) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarotabsorptionselement als transparente, definierte Farben absorbierende Folie oder als transparente, definierte Farben absorbierende Glasscheibe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Innenseite eines Glare traps (13) des Head-up-Displays (1, 19) eine Infrarotstrahlen absorbierende Beschichtung (21) aufgebracht ist, wobei das Glare trap (13) in einer Wandung eines Gehäuses (3) des Head up-Displays (1) verbaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Glare traps (13) des Head-up-Displays (19) mit einer transparenten, definierten Farben absorbierenden Folie beschichtet ist.