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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Head-up-Display, bestehend aus einer, Licht zur Erzeugung eines Bildes aussendenden Bildquelle zur Einblendung des als Fahrerinformation ausgebildeten Bildes in einen, im Sichtfeld eines Fahrzeugführers liegenden Bereich einer Scheibe, welche eine Reflexionsbeschichtung aufweist, sowie ein Verfahren zur Optimierung einer Bildschärfe eines Head-up-Displays.
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Aus der
DE 38 22 222 A1 ist eine Einrichtung für Head-up-Displays an Kraftfahrzeugen bekannt, bei welchem das Head-up-Display auf einen Teil der Windschutzscheibe, der im Sichtfeld des Fahrers liegt, für den Fahrer wichtige Messdaten und Warnsignale einblendet. Das Head-up-Display benötigt zur Überlagerung des virtuellen Bildes, das aus den von einer Bildquelle erzeugten Lichtstrahl gebildet wird, mit dem Umgebungsbild einen teildurchlässigen Spiegel. Dies kann durch die Reflexion an der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges oder einer vor der Windschutzscheibe stehenden zusätzlichen Scheibe (Combiner) erreicht werden.
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In beiden Fällen treten an den beiden Trennflächen zwischen der Windschutzscheibe bzw. dem Combiner und der Luft Reflexionen auf, die zu unerwünschten Doppelbildern führen und damit die Ablesbarkeit des virtuellen Bildes stark beeinträchtigen. Die Windschutzscheibe weist zur Unterdrückung dieser Doppelbilder eine Beschichtung der innenliegenden Grenzfläche der Scheibe auf. Durch diese Reflexionsschicht wird eines der Reflexionsbilder verstärkt, während das andere abgeschwächt wird.
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Aus der
DE 10 2011 088 794 A1 ist eine Projektionseinrichtung und ein Verfahren zum Projizieren eines Bildes in einen Sichtbereich eines Fahrers eines Fahrzeuges bekannt, bei welchem die Projektionseinrichtung einen Bildgeber zum Aussenden eines Lichtsignals zum Darstellen des virtuellen Bildes, ein Projektionselement zum Einblenden des Lichtsignals in den Sichtbereich und eine Einrichtung zur Beleuchtung eines Randbereiches des Projektionselementes aufweist. Dadurch wird erreicht, dass die Ränder des Combiners vom Nutzer des Kraftfahrzeuges nicht als störend empfunden werden.
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Eine Vorrichtung zur Darstellung von Informationen auf einer Projektionsfläche ist aus der
DE 10 2004 031 311 A1 bekannt, bei welcher Mittel zur Blickrichtungserkennung des Fahrers vorgesehen sind, um die Informationszuführung auf die Fahrertätigkeit abzustimmen. Dabei wird die Position des virtuellen Bildes an die Blickrichtung bzw. an die Position der Pupille des Benutzers angepasst. Eine solche Vorrichtung ist konstruktiv sehr aufwändig und somit sehr teuer.
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Um auf aufwändige Korrekturoptiken verzichten zu können, ist aus der
DE 10 2007 007 162 A1 ein holographisches Informationsdisplay bekannt, bei welchem eine Datenverarbeitungseinrichtung ein Hologramm für das zu projizierende virtuelle Anzeigeelement bereitstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Head-up-Display anzugeben, bei welchem Bildspieglungen trotz Verwendung einfacher und kostengünstiger Mittel zuverlässig unterbunden werden.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der unabhängigen 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.
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Die Aufgabe ist mit einem Kraftfahrzeug mit einem Head-up-Display dadurch gelöst, dass eine Farbe des durch das Licht von der Bildquelle erzeugten Bildes an ein Reflexionsspektrum der Reflexionsbeschichtung angepasst ist. Durch die Anpassung der Farbe an das Reflexionsspektrum der Reflexionsbeschichtung werden die unerwünschten Bildspiegelungen unterbunden. Dabei handelt es sich um eine kostengünstige Vorgehensweise, bei welcher auf aufwändige optische Konstruktionen verzichtet wird.
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Vorteilhafterweise erzeugt die Bildquelle Licht in einem Wellenlängenbereich des Reflexionsspektrums, in welchem ein Reflexionsgrad der Reflexionsbeschichtung annähernd seinen niedrigsten Wert annimmt. Durch die Herabsetzung des Reflexionsgrades werden die unerwünschten Bildspiegelungen in ihrer Intensität so reduziert, dass sie vom menschlichen Auge nicht mehr wahrgenommen werden.
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In einer Ausgestaltung erzeugt die Bildquelle Licht in einem Wellenlängenbereich des Reflexionsspektrums, in welchem der Reflexionsgrad der Reflexionsbeschichtung einem Reflexionsgrad der unbeschichteten Scheibe entspricht. Auf diese Weise wird ein virtuelles Bild erzeugt, bei welchem keine durch die Reflexionsbeschichtung hervorgerufenen Bildspiegelungen auftreten.
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In einer Variante ist die Scheibe als Windschutzscheibe ausgebildet. Auf zusätzliche Scheiben, wie beispielsweise Combiner, kann somit verzichtet werden, was die Herstellungskosten für das Head-up-Display im Kraftfahrzeug reduziert.
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In einer Ausführungsform weist die Scheibe in ihrem Querschnitt einen Keilwinkel auf. Somit werden an Kraftfahrzeugen, welche ein Head-up-Display aufweisen, keine besonderen Anforderungen an die Fahrzeugscheibe gestellt, was den Produktionsvorgang vereinfacht und die Herstellungskosten des Kraftfahrzeuges reduziert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung einer Bildschärfe eines Head-up-Displays, bei welchem ein durch Licht erzeugtes Bild als Fahrerinformation in einen, im Sichtfeld eines Fahrzeugführers liegenden Bereich einer Scheibe eingeblendet wird, wobei die Scheibe eine Reflexionsbeschichtung aufweist. Bei einem Verfahren, bei welchem unerwünschte Bildspiegelungen durch die Reflexionsschicht unterbunden werden, wird die Farbe des Lichtes an ein Reflexionsspektrum der Reflexionsbeschichtung angepasst. Dies hat den Vorteil, dass aufwändige optische Vorrichtungen zur Eliminierung der Bildspiegelungen entfallen.
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Vorteilhafterweise wird das Licht in einem Wellenlängenbereich des Reflexionsspektrums erzeugt, in welchem ein Reflexionsgrad der Reflexionsbeschichtung annähernd seinen niedrigsten Wert annimmt. Aufgrund der Reduzierung des Reflexionsgrades werden die Bildspiegelungen für das menschliche Auge nicht sichtbar, so dass der Fahrzeugführer in der Windschutzscheibe ein scharfes Bild wahrnimmt, welches ihm Informationen über den weiteren Fahrtverlauf übermittelt.
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In einer Ausgestaltung wird das Licht in einem Wellenlängenbereich des Reflexionsspektrums erzeugt, in welchem der Reflexionsgrad der Reflexionsbeschichtung einem Reflexionsgrad der unbeschichteten Scheibe entspricht. Bei einer solchen Vorgehensweise wird die Erzeugung von Bildspiegelungen zuverlässig unterbunden, so dass keine Störeinflüsse im Sichtfeld des Kraftfahrers auftreten.
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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.
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Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung einer Reflexion eines Bildes an einer Windschutzscheibe,
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2 eine Prinzipdarstellung des in 1 erzeugten virtuellen Bildes,
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3 Darstellung des Reflexionsgrades in Abhängigkeit der Wellenlänge.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Reflexion eines Bildes an einer Windschutzscheibe. Zur Erzeugung des Bildes ist eine Bildquelle 1 vorhanden, welche das Bild produziert, das von der Windschutzscheibe 3 reflektiert wird und vom Fahrer 5 als virtuelles Bild 7 wahrgenommen wird. Die keilförmig ausgebildete Windschutzscheibe 3 umfasst auf einer Innenseite einer äußeren Grenzfläche 9 eine Infrarotschicht 11, welche als Reflexionsschicht dient. Aufgrund der Reflexion durch die Infrarotschicht 11 werden eine primäre Bildspiegelung 13 und eine sekundäre Bildspiegelung 15 erzeugt, die als Überlagerung des virtuellen Bildes 7 wahrgenommen werden, so dass das vom Fahrzeugführer 5 aufgenommene virtuelle Bild 7 verschwommen dargestellt ist, wie aus 2 ersichtlich.
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Aus 3 ist eine Darstellung einer Reflexion über dem Wellenlängenbereich des Reflexionsspektrums der Infrarotbeschichtung 11 ersichtlich, wobei die Kurve A einer Reflexion an der Windschutzscheibe 3 ohne Infrarotbeschichtung zeigt, während die Kurve B die Reflexion an der Windschutzscheibe 3 mit Infrarotbeschichtung darstellt. Unterhalb dieser Darstellung ist die Intensität der Wellenlängen in den RGB-Grundfarben (Rot – Gelb – Blau) über der Wellenlänge λ dargestellt. Ein Vergleich zeigt, dass die geringste Reflexion sowohl bei Kurve A als auch bei Kurve B in einem Bereich der Wellenlänge λ von ungefähr 625 bis 650 nm auftritt, wenn als Testfarbe beispielsweise Rot verwendet wird. Im Bereich dieser Testfarbe hat die Farbe Rot eine Intensität von 100%, die Farbe Gelb eine Intensität von 25% und die Farbe Blau eine Intensität von 0%. Bei dem angeführten Wellenlängenbereich nimmt die Reflexion den niedrigsten Wert an. Dabei unterscheiden sich die Reflexionen zwischen Windschutzscheibe 3 mit Infrarotbeschichtung 11 und Windschutzscheibe 3 ohne Infrarotbeschichtung 11 um maximal 1%.
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Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung wird durch das Head-up-Display ein scharfes virtuelles Bild erzeugt, was eine End-off-Line-Prüfung von Infrarot-reflektierenden Windschutzscheiben 3 mit dem Head-up-Display ermöglicht.
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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 weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bildquelle
- 3
- Windschutzscheibe
- 5
- Fahrer
- 7
- virtuelles Bild
- 9
- äußere Grenzfläche der Windschutzscheibe
- 11
- Infrarotbeschichtung
- 13
- primäre Bildspiegelung
- 15
- sekundäre Bildspiegelung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3822222 A1 [0002]
- DE 102011088794 A1 [0004]
- DE 102004031311 A1 [0005]
- DE 102007007162 A1 [0006]
