CN102745127B - 汽车后窗玻璃和在其显示元件上显示泊车过程信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车(1)的后窗玻璃(2)，其具有显示元件(3，4)，其中，显示元件(3，4)包含至少一个导光板(5)，所述导光板(5)具有第一主表面(6)、第二主表面(7)和至少一个侧面(8，9)以及至少在所述导光板(5)的体积的局部区域内具有光输出结构，其中，该光输出结构设计为光散射纳米颗粒(16)。

Description

汽车后窗玻璃和在其显示元件上显示泊车过程信息的方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的后窗玻璃，在所述后窗玻璃的区域内布置有用于显示与泊车过程相关的信息的显示元件。此外，本发明还涉及一种用于在显示元件上显示与泊车过程相关的信息的方法。
背景技术
泊车辅助装置或泊车辅助功能大多通过超声波传感器或雷达传感器测量汽车前方或后方的距离，并且在泊车时警告驾驶员以防止碰撞。所述警告以声音和/或光学信号实现。
由DE102008020561A1已知一种泊车辅助装置，在该装置中，将(汽车)到停车点之间的距离在光学显示仪上以进度条的形式呈现给驾驶员。
上述类型的光学显示仪通常集成到汽车的组合仪表中或者副仪表板区域内的显示器中。个别地，还已知位于后窗玻璃范围内的、用于支持倒车的显示器或LED显示仪。
应辅助驾驶员在移库过程中将汽车停入较窄停车位的泊车辅助装置应能被很舒适地使用。尤其是显示元件应具有良好的可视性。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，对当前已有的泊车辅助装置在使用舒适性方面进行改进，并且尤其是要确保显示元件在整个泊车过程中都具有良好的可视性。
根据本发明，该技术问题通过一种后窗玻璃、一种具有所述后窗玻璃的汽车以及一种用于在显示元件上显示与泊车过程相关的信息的方法解决。
根据本发明的一个方面，提供一种用于汽车的、具有显示元件的后窗玻璃，其中，所述显示元件含有至少一块导光板或光导板。所述导光板或光导板具有第一主表面、第二主表面和侧面以及至少在该导光板体积范围内的局部区域中具有光输出结构(lichtauskoppelndeStruktur)，其中，该光输出结构设计为使光线发生散射的纳米颗粒。
在这里及下文中，使光线发生散射的纳米颗粒理解为直径在0.01微米至0.5微米之间的、使射在其上的光线在很大程度上各向同性地散射的颗粒。所述散射过程尤其基于Rayleigh(瑞利)过程或Mie(米氏)过程。优选选择其折射率与基体折射率的偏差Δn为0.06≤Δn≤0.4的无色颗粒，这些颗粒分散在(导光板)体积内。
纳米颗粒可额外地由包络层包围，所述包络层使纳米颗粒更好地嵌入到周围材料中。
通过嵌入使光发生散射的纳米颗粒，可获得这样的材料，其在不被照亮的状态下在很大程度上是透明的，而在有光线经过侧面射入时可有效地全方位地放射光线。
经过其中一个主表面的光线放射可通过如下方式得以加强，即，使另一主表面和侧面具有在内部使光线发生反射的特性。
后窗玻璃使得相对较大面积的显示元件成为可能，所述显示元件在不被照亮的状态下是透明的，并且因此在很大程度上不可见。这样，驾驶员穿过后窗玻璃的视线不会被阻碍。然而在泊车过程中，在倒车时与泊车过程相关的信息也可很好地显示给驾驶员。由此，在各种运行状态下，后窗玻璃都将确保驾驶员有良好的视线看到当前比较重要的东西。
在一种实施形式中，导光板具有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，也称作有机玻璃。PMMA既适合作为用于嵌入使光散射的纳米颗粒的基体，也适用于光的传导。此外，它还可设计为透明的。
在一种实施形式中，后窗玻璃的至少一个部分区域设计为导光板。在此，也可将整个后窗玻璃设计为导光板。然后，使光发生散射的纳米颗粒将被有选择地布置到导光板的用作显示元件的区域中。
在一种备选的实施形式中，导光板与后窗玻璃邻接地布置。所述导光板由此构成相对于后窗玻璃独立的元件，但它与后窗玻璃在空间上相连。导光板尤其可以直接布置在后窗玻璃的内侧或外侧。
在一种实施形式中，至少有一个光源与侧面相邻布置。
后窗玻璃也可具有至少另一个光源以及至少一个用于前述光源和该另一个光源的控制装置，其中，所述另一个光源同样与侧面相邻地布置，并且其中，至少一个第一和第二光源和所述另一个光源可以相互独立地由至少一个控制装置操控。
也可设置前述光源和其它光源的光源组，光源组中的光源将被共同操控。
由前述光源和其它光源发出的光线将穿过导光板的侧面被射入导光板中，并且在导光板的体积范围内通过使光散射的纳米颗粒发生各向同性的散射。由此，导光板在这些区域中发光且可从主表面看到，并且可显示信号。
在一种实施形式中，光源设计用于发射具有第一种颜色的光，而另一光源设计用于发射具有第二种颜色(与第一种颜色不同)的光。通过这种方式，就有可能在显示元件上呈现出彩色的信号。
光源以和/或其它光源尤其设计为发光二级管(LED)，并且因此具有较长的使用寿命和较低的能耗。
在一种实施形式中，导光板具有多个密度不同的光输出结构局部区域。例如可设置多个添加有相同多的或不同多的使光散射的纳米颗粒的局部区域，这些局部区域通过布置在它们之间的、不带或几乎不带使光散射的纳米颗粒的区域相互分隔开。同样地，也可考虑多个添加有不同多的使光散射的纳米颗粒的部段或显示段或段码，其中，纳米颗粒的密度可具有分级的或连续的变化。
在这些实施形式中，在显示元件上形成可被单独照亮的显示段或区域，使得例如被照亮显示段的数量或者某个连续区域被照亮的程度可用于信号显示。
所述显示元件尤其可以用作泊车辅助装置以和/或半自动泊车辅助系统上的显示元件。在一种实施形式中，泊车辅助装置在后窗玻璃中央区域中为驾驶员在显示元件上显示与停在后面的汽车之间的距离。
半自动泊车辅助系统不仅能在估算离前车或后车的距离时辅助驾驶员，而且还能根据停车位的长度和几何形状建议出以最佳轨迹泊车的转向运动。为此，显示元件可以布置在后窗玻璃的侧面区域内。
根据本发明的一个方面提供一种带有所述后窗玻璃的汽车。在此，布置在后窗玻璃区域内的显示元件尤其可以设置用于显示与泊车过程相关的信息。
根据本发明的另一方面提供一种用于在汽车后窗玻璃区域内的显示元件上显示与泊车过程相关的信息的方法，其中，光线经过侧面射入显示元件的导光板，在导光板体积范围内在使光散射的纳米颗粒上发生散射，并且通过导光板的至少一个主表面射出。
在此，在一种实施形式中，在显示元件上显示与距离障碍物的距离以和/或推荐的转向运动相关的信息。在该实施形式中，所述方法被作为泊车辅助或半自动泊车辅助系统。
在一种实施形式中，信息将通过被照亮显示段的数目或者显示元件被照亮区域的大小呈现在显示元件上。
备选地或者附加地，也可考虑通过从导光板的主表面射出的光线的颜色将信息呈现在显示元件上。
备选地或者附加地也可考虑，为产生闪烁信号而使光线周期性地射入导光板中，并且通过闪烁信号的频率将信息呈现在显示元件上。
附图说明
以下将借助于附图对本发明的实施例作进一步阐述。在附图中：
图1以示意图形式示出了带有按照本发明一种实施形式的后窗玻璃的汽车；
图2以示意图形式示出了按照本发明第一种实施形式的后窗玻璃的横截面；
图3以示意图形式示出了按照本发明第二种实施形式的后窗玻璃的横截面；
图4以示意图形式示出了用于按照图1的后窗玻璃的导光板的透视图；
图5以示意图形式示出了用于按照图1的后窗玻璃的导光板的横截面；
图6以示意图形式示出了按照本发明一种实施形式的显示元件的俯视图；以及
图7以示意图形式示出了按照本发明另一种实施形式的显示元件的俯视图。
具体实施方式
相同的部件在所有附图中都设有相同的附图标记。
图1示出了配备有电子泊车辅助装置的汽车1。为此，所述汽车在其后窗玻璃2区域内具有布置在中央的显示元件3以及两个布置在侧面的另外的显示元件4。
图2示出了按照第一种实施形式的汽车1后窗玻璃2在设置于中央的显示元件3的高度上的横截面图。显示元件3具有导光板5，所述导光板5带有第一主表面6、第二主表面7及侧面，在图2中示出了其中的侧面8和9。
后窗玻璃2具有内侧10和外侧11。在示出的第一实施形式中，导光板5以其第二主表面7布置在后窗玻璃2的内侧10上，并且例如与内侧10粘接或者螺纹连接。
导光板5在其主表面6，7所在平面内通过在主表面6，7上的全反射传导光线。导光板5由带有使光散射的纳米颗粒的PMMA构成，所述纳米颗粒嵌入到由PMMA制成的基体中。出于直观性原因，纳米颗粒在随后的图4至图7中才被示出。
在后搁置台12的区域内设置有LED或者LED组形式的光源13，所述光源将光线穿过侧面8射入导光板5中。由于(光线)在纳米颗粒上各向同性的散射，光线沿箭头14所指方向穿过第一主表面6并且由此朝驾驶员方向离开导光板5。因此，驾驶员可在穿过后窗玻璃2向后看时看到所述光线。
图3示出了后窗玻璃2的第二实施形式。按照第二实施形式的后窗玻璃2与按照第一实施形式的后窗玻璃的区别在于，(按照第二实施形式的)后窗玻璃2整体设计为导光板5。
后窗玻璃在其构成显示元件3的中央区域内具有嵌入的、使光发生散射的纳米颗粒。在这种实施形式中，光线射入后窗玻璃2的侧面8中，更确切地说是借助于设计为LED的光源13从上方(射入)，而所述光源13布置在车顶15的区域内。备选地或附加地，光源也可设置在后置搁台12的区域内。
由于只在显示元件3的中央区域内设置有使光发生散射的纳米颗粒，因此只有在该区域内光线会沿箭头14发生散射，并且由此对于驾驶员可见。
在没有示出的第三实施形式中，后窗玻璃只有部分区域设计为导光板，并且与围绕的后窗玻璃焊接在一起。
在所有的实施形式中，在后窗玻璃2区域内的显示元件3在未被照明的状态下都是透明的，并且因此对于驾驶员来说几乎是不可见的。因此驾驶员穿过后窗玻璃2的视线不会被阻碍。
图4以示意图形式示出了用于按照图1的后窗玻璃2的导光板5的透视图。导光板5由PMMA构成，并且在其体积内具有嵌入由PMMA制成的基体中的、使光线散射的纳米颗粒16。为了阐明原理，纳米颗粒16在图4中显示为在导光板5的体积范围内均匀分布。在这种情况下，导光板5在被相应地均匀照明时均匀地在其整个平面上射出散射光线。然而当使用在显示元件3中时可能期望的是，创造出显示详细信息的可能性。为此，也可以只有导光板5的各个被选中的区域才具有纳米颗粒16，并且这些区域可相互分开地被照亮，如图6和图7所示。
图5示出了导光板5的横截面。光源13的光线穿过侧面8射入导光板5中，所述光线在主表面6和7上发生全反射，并且由此优选在主表面6，7的平面内传播。此外，主表面7以及侧面8，9的内表面配设有具有反射性的涂层27，以防止光效率的损失。在嵌入导光板5体积中的纳米颗粒16上，光线将基于Rayleigh过程或者Mie过程发生各向同性的散射。由此，光线将穿过主表面6沿箭头14的方向离开导光板5。从而在这种实施形式下使得导光板5在其第一主表面6上被均匀地照明。
图6以示意图形式示出了按照本发明一种实施形式的显示元件3的俯视图。在该实施形式中，显示元件3设计为泊车辅助功能的显示仪，所述泊车辅助功能给出(汽车)到停在它后面的汽车之间的距离。
在该实施形式中，纳米颗粒16在导光板5的体积范围内不是均匀分布的，而是集中在各个相互分隔开的单独区域内。所述显示元件具有环形区域18以及五个布置在环形区域内的显示段19，在所述显示段中分别具有使光发生散射的纳米颗粒16。各个单独区域相互间通过没有嵌入纳米颗粒16的PMMA间隔开。
各个单独区域能够相互分开地被照明。设置有光源13，以实现对环形区域18的照明，所述光源13也可由环绕在导光板5周围布置在不同侧边上的光源组构成。为实现对显示段19的照明，每个显示段19都分别设置有至少一个额外的光源20至24。所有的光源13及20至24都能够相互独立地被控制。
在运行过程中，例如通过照亮边缘区域18显示泊车辅助功能的激活状态。由此，当泊车辅助功能被激活时，边缘区域18被持续照亮。在离停在后方的汽车还有较大距离时，不会额外地有显示段19被照亮。当(距离)小于某个设定的极限值时，另一个光源20将照亮第一显示段19，当(距离)小于另一个极限值时，另一个光源21照亮第二显示段19，以此类推，直至到达某个设定的最小距离时，所有显示段19都被照亮。
为了清楚地区分各个区域的照亮状态，可以例如使多块单独的板以其主表面叠到一起，并且连接成导光板5，其中，这些单独的平面将通过全反射界限相互分隔开。由此例如可实现，光源13的光线不会无意中照亮显示段19。在这种实施形式下，例如可以将两块单独的板相连，其中一块板包含环形区域18，而另一块包含显示段19。
由多块单独的板组合而成的导光板5通常可用于实现对显示元件3不同区域照明的明显区分。
图7以示意图形式示出了按照本发明另一种实施形式的显示元件4的俯视图。在这种实施形式下，显示元件4设计为半自动泊车辅助系统的显示仪，并且布置在后窗玻璃2的侧面区域内。在一种没有示出的实施形式中，这种显示仪也可设置在后窗玻璃2的中央区域内。
在这种实施形式下，导光板5具有两个添加有纳米颗粒16的区域，其中，第一区域25显示指向左边的箭头，而第二区域26显示指向右边的箭头。对于每个区域25，26，都设置有可单独控制的光源13，17或者分别设置有光源组。
在泊车辅助系统被激活时，将通过对区域25或26的照明为驾驶员显示向左或向右打方向盘的建议。方向盘所需的转动程度可额外地通过闪烁频率进行显示。为此，控制光源13，17使得它们发出周期性的光信号。
附图标记清单
1 汽车
2 后窗玻璃
3 显示元件
4 另一个显示元件
5 导光板
6 第一主表面
7 第二主表面
8 侧面
9 侧面
10 内侧
11 外侧
12 后搁置台
13 光源
14 箭头
15 车顶
16 纳米颗粒
17 另一个光源
18 环形区域
19 显示段
20 另一光源
21 另一光源
22 另一光源
23 另一光源
24 另一光源
25 第一区域
26 第二区域
27 反射涂层

Claims (15)

1.一种用于汽车(1)的后窗玻璃(2)，具有显示元件(3，4)，其中，该显示元件(3，4)包含至少一个导光板(5)，所述导光板(5)具有第一主表面(6)、第二主表面(7)和至少一个侧面(8，9)以及至少在所述导光板(5)的体积的局部区域内具有光输出结构，其中，所述光输出结构设计为使光散射的纳米颗粒(16)。
2.按照权利要求1所述的后窗玻璃(2)，其中，所述导光板(5)具有PMMA。
3.按照权利要求1所述的后窗玻璃(2)，其中，所述后窗玻璃(2)的至少一个局部区域设计为导光板(5)。
4.按照权利要求1所述的后窗玻璃(2)，其中，所述导光板(5)与所述后窗玻璃(2)邻接地布置。
5.按照权利要求1所述的后窗玻璃(2)，其中，至少一个光源(13)与所述侧面(8，9)相邻地布置。
6.按照权利要求5所述的后窗玻璃(2)，其具有至少一个另一光源(17)以及至少一个用于所述光源(13)和另一光源(17)的控制装置，其中，所述另一光源(17)与所述侧面(8，9)相邻地布置，并且其中，所述光源(13)和另一光源(17)能够相互独立地由所述至少一个控制装置进行控制。
7.按照权利要求6所述的后窗玻璃(2)，其中，所述光源(13)设计用于发射具有第一颜色的光线，而所述另一光源(17)设计用于发射具有与第一颜色不同的第二颜色的光线。
8.按照权利要求6或7所述的后窗玻璃(2)，其中，所述光源(13)和/或所述另一光源(17)设计为发光二极管。
9.按照权利要求1至5之一所述的后窗玻璃(2)，其中，所述导光板(5)具有多个密度不同的光输出结构局部区域。
10.一种带有按照权利要求1至9之一所述的后窗玻璃(2)的汽车(1)。
11.一种用于在汽车(1)的后窗玻璃(2)区域内的显示元件(3，4)上显示与泊车过程相关的信息的方法，其中，光线经过侧面(8，9)射入所述显示元件(3，4)的导光板(5)中，在所述导光板(5)的体积内在使光散射的纳米颗粒(16)上发生散射，并且通过所述导光板(5)的至少一个主表面(6，7)射出。
12.按照权利要求11所述的方法，其中，在所述显示元件(3，4)上显示关于到障碍物的距离和/或推荐的转向运动的信息。
13.按照权利要求11或12所述的方法，其中，在显示元件(3，4)上的信息通过所述显示元件(3，4)的被照亮显示段(18，19)的数量或者所述显示元件(3，4)被照亮区域的大小呈现。
14.按照权利要求11或12所述的方法，其中，信息通过从所述导光板(5)的主表面(6，7)射出的光线的颜色呈现在显示元件(3，4)上。
15.按照权利要求11或12所述的方法，其中，为产生闪烁信号，周期性地将光线射入所述导光板(5)中，并且信息通过闪烁信号的频率呈现在显示元件(3，4)上。
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