DE102014005977A1 - Method and device for avoiding disturbing images on a windscreen provided with an infrared coating of a motor vehicle - Google Patents

Method and device for avoiding disturbing images on a windscreen provided with an infrared coating of a motor vehicle Download PDF

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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.The invention relates to a method for avoiding interfering images on a windshield of a motor vehicle provided with an infrared coating, in which a virtual image (33) of imaging light rays (7) of a head-up display (1, 19) on the windshield (23 ) is produced. In a method in which a sharp virtual image is generated, near-infrared light components are filtered out of the imaging light beams (7) of the head-up display (1, 19).

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.The invention relates to a method for the avoidance of disturbing images on a, provided with an infrared coating windshield of a motor vehicle, in which a virtual image of imaging light rays of a head-up display is generated on the windshield, and an apparatus for performing the method.
  • 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.From the DE 10 2008 054 443 A1 For example, a display device for a motor vehicle and a method for displaying an image are disclosed. The display device is designed as a head-up display, which includes a projector as an image source, as shown in FIG 3 is shown. The from the image source 5 emitted imaging light rays 7 be on the inside of a windshield 23 after total reflection, they project and reach the eye of a vehicle occupant, who takes a virtual image of the image source 5 generated image 33 perceives. Windshield 23 are constructed as a composite glass system, in which two glass panes 25 . 27 via a wedge-shaped PVB film (polyvinyl butyrolene film) 29 interconnected, being between the outer glass pane 25 and the PVB composite film 29 an infrared coating 31 is applied.
  • 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.The from the image source 5 emitted imaging light rays 7 be from the surfaces 1 and 2 the outer glass pane 25 and the surfaces 3 and 4 the inner glass pane 27 reflected. Due to the infrared radiation reflecting coating 31 In the overall head-up display system, a third virtual image is generated. This effect is caused by the reflection of near-infrared wavelengths of the image source 5 , Due to the wedge-angle PVB (polyvinyl butyral) composite film 29 for compensation of secondary reflection on surface 1 the mirror image on the infrared coating becomes particularly noticeable. This second, unwanted reflection 35 appears below the main image, while the reflection is on surface 1 lies above the main picture. The resulting virtual image is therefore distorted.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Störbildern auf der Windschutzscheibe anzugeben, welche einfach zu realisieren sind.The object of the invention is to provide a method and a device for avoiding disturbing images on the windshield, which are easy to implement.
  • 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.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.
  • 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.The object is achieved with a method in that infrared-near light components are filtered out of the imaging light beams of the head-up display. This has the advantage that, thus, no wavelengths of light impinge on the windscreen, which produce a third reflection on the infrared coating of the windscreen. The virtual image of the head-up display becomes sharper and gives a qualitative impression.
  • 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.A development of the invention relates to a device for avoiding disturbing images on a, provided with an infrared coating windshield of a motor vehicle, wherein a head-up display generates a virtual image on the windshield. In an apparatus in which the virtual image generated by the head-up display is shown in a particularly sharp manner, an infrared absorption element is arranged in the beam path of the imaging light beams in the head-up display.
  • 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.Advantageously, the infrared absorption element is designed as a coated film or as a coated glass pane. Such an infrared absorption element can be easily arranged within the head-up display and can be produced inexpensively as a result of the coating.
  • 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.Alternatively, the infrared absorbing element is formed as a transparent, defined colors absorbing film or transparent, defined colors absorbing glass. By means of such a film or glass pane, the infrared components are reliably removed from the imaging light beams, which is why a sharp virtual image is created.
  • 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 one variant, an infrared radiation-absorbing coating is applied to an inside of a glare traps of the head-up display, wherein the glare trap is installed in a wall of a housing of the head-up display. The glare trap of the head-up display represents a screen in a wall of the housing of the head-up display, which is shaped so that the exiting light is not reflected to the driver. At the same time, an unimpeded projection of the image provided by the light source is made possible. The use of the glare traps as a carrier of the infrared coating is a cost-effective method, since it can be dispensed with additional components in the beam path of the imaging light beams of the head-up displays.
  • 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.In a further embodiment, on the inside of the glare traps of the head-up display a transparent, defined colors absorbing film is applied. This also causes the infrared portion of the imaging light beams in the head-up Display reflected back and thus removed from the exiting light rays.
  • 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.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features may form the subject of the invention itself or in any meaningful combination, optionally also independent of the claims, and in particular may also be the subject of one or more separate application / s. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
  • Es zeigen:Show it:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-up-Displays, 1 A first embodiment of the head-up display according to the invention,
  • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-up-Displays, 2 a further embodiment of the head-up display according to the invention,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel für die Spiegelung der von der Bildquelle des Head-up-displays ausgesandten Lichtstrahlen an einer Windschutzscheibe nach dem Stand der Technik. 3 an embodiment for the reflection of the light emitted from the image source of the head-up-displays light beams on a windshield according to the prior art.
  • 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. 1 shows a head-up display 1 , which consists of a housing 3 exists and in its interior an image source 5 having. The image source 5 sends imaging light rays 7 out. The image source 5 is designed as a laser projector, which includes three lasers for the colors red, green and blue. These rays of light 7 be from a plane mirror 9 and a concave mirror 11 inside the case 3 diverted. On an outer wall of the housing 3 is a glare trap 13 arranged, through which the imaging light beams 7 emerge and be led to a windshield, not shown, where they are reflected. The glare trap 13 of the head-up display 1 makes aperture in a wall of the housing 3 of the head-up display 1 which is shaped so that the exiting light is not reflected to the driver. At the same time, an unobstructed projection of the image source 5 provided image allows.
  • 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.Inside the case 3 is behind the image source 5 a glass pane 15 arranged on their, the image source 5 associated side an infrared coating 17 having. The infrared portion of the imaging light rays 7 , which from the image source 5 are emitted through the infrared coating 17 the glass pane 15 reflected, so that the infrared components from the imaging light rays 7 be filtered out. Light of the imaging light rays 7 with wavelengths that are outside the near-infrared range, the glass pane passes 15 and gets at the mirrors 9 and 11 diverted and through the glare trap 13 aimed at the windscreen.
  • 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.An alternative embodiment of the head-up display according to the invention 19 is in 2 pictured where the glare trap 13 of the head-up display 19 on its inside with an infrared foil 21 is covered. The from the image source 5 emitted imaging light rays 7 be through the plane mirror 9 and the concave mirror 11 redirected, being the near infrared component of the imaging light rays 7 when hitting the infrared film 21 of the glare traps 13 reflected back. Also, only the light components of the imaging light beams can thereby 7 whose wavelengths are outside the near-infrared range, impinge on the windshield.
  • Aufgrund dieser Ausgestaltung wird eine dritte Spiegelung auf der Infrarotbeschichtung der Windschutzscheibe 23 und somit das Auftreten eines dritten virtuellen Bildes zuverlässig unterbunden.Due to this configuration, a third reflection on the infrared coating of the windshield 23 and thus reliably prevent the occurrence of a third virtual image.
  • 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.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those of skill in the knowledge of the disclosed inventive concept may make various changes, for example as to the function or arrangement of particular elements recited in an exemplary embodiment, without Protection area defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 11
    Head-up-DisplayHead-Up Display
    33
    Gehäusecasing
    55
    Bildquellesource
    77
    bildgebende Lichtstrahlenimaging light rays
    99
    Planspiegelplane mirror
    1111
    Hohlspiegelconcave mirror
    1313
    Glare trapGlare trap
    15 15
    Glasscheibepane
    1717
    Infrarotbeschichtunginfrared coating
    1919
    Head-up-DisplayHead-Up Display
    2121
    Infrarotfolieinfrared film
    2323
    WindschutzscheibeWindshield
    2525
    Glasscheibepane
    2727
    Glasscheibepane
    2929
    PVB-VerbundfoliePVB composite film
    3131
    Infrarotbeschichtunginfrared coating
    3333
    virtuelles Bildvirtual picture
    3535
    virtuelles Bildvirtual picture
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • DE 102008054443 A1 [0002] DE 102008054443 A1 [0002]

Claims (6)

  1. 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.A method of avoiding image interference on a windscreen provided with an infrared coating of a motor vehicle, in which a virtual image ( 33 ) of imaging light beams ( 7 ) of a head-up display ( 1 . 19 ) on the windscreen ( 23 ), characterized in that infrared-near light components from the imaging light beams ( 7 ) of the head-up display ( 1 . 19 ) are filtered out.
  2. 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.Device for avoiding disturbing images on a windscreen provided with an infrared coating of a motor vehicle, wherein a head-up display ( 1 . 19 ) a virtual image ( 33 ) on the windscreen ( 23 ), characterized in that in the head-up display ( 1 . 19 ) an infrared absorption element ( 17 . 21 ) in the beam path of the imaging light beams ( 7 ) is arranged.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarotabsorptionselement als beschichtete Folie (21) oder beschichtete Glasscheibe (15) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the infrared absorption element as a coated film ( 21 ) or coated glass pane ( 15 ) is trained.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarotabsorptionselement als transparente, definierte Farben absorbierende Folie oder als transparente, definierte Farben absorbierende Glasscheibe ausgebildet ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the infrared absorbing element is formed as a transparent, defined colors absorbing film or as transparent, defined colors absorbing glass.
  5. 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.Apparatus according to claim 2, characterized in that on an inner side of a glare traps ( 13 ) of the head-up display ( 1 . 19 ) an infrared ray absorbing coating ( 21 ), wherein the glare trap ( 13 ) in a wall of a housing ( 3 ) of the head-up display ( 1 ) is installed.
  6. 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.Apparatus according to claim 2, characterized in that the inside of the glare traps ( 13 ) of the head-up display ( 19 ) is coated with a transparent, defined color absorbing film.
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