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Die Erfindung betrifft eine Windschutzscheibe für ein Fahrzeug zur Nutzung als Projektionsfläche eines Head-Up-Displays.
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Der Begriff ”Head-Up-Display” ist hinreichend bekannt, so dass für Erläuterungen hierzu auf den Stand der Technik verwiesen wird. Die Nutzung von Windschutzscheiben bzw. Frontscheiben eines Fahrzeugs als Projektionsfläche eines Head-Up-Displays verwendet werden, ist ebenfalls bekannt. So wird in der
EP 0 420 228 A2 eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren für die Darstellung eines Bildes auf einer Verbundglas-Windschutzscheibe offenbart. Die Anzeigevorrichtung ist als Head-Up-Display ausgebildet, welches einen Projektor als Bildquelle umfasst. Die von der Bildquelle ausgesandten bildgebenden Lichtstrahlen werden auf die Innenseite der Windschutzscheibe (d. h. einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten ersten Oberfläche der Windschutzscheibe) projiziert, und erreichen nach einer Totalreflexion das Auge eines Fahrers, der dadurch ein erstes Reflexbild des von der Bildquelle erzeugten Bildes wahrnimmt. Weiterhin erreichen die, an der der Innenseite gegenüberliegende Außenseite der Windschutzscheibe (zweite Oberfläche der Windschutzscheibe) reflektierten Lichtstrahlen das Auge des Fahrers und erzeugen ein zweites Reflexbild (sog. primäres „ghost”-Bild). Der Fahrer nimmt beide Reflexbilder überlagert wahr. Sind die erste und die zweite Oberfläche der Windschutzscheibe parallel, so wird das erste und zweite Reflexbild typischerweise vom Fahrer nicht deckungsgleich wahrgenommen, so dass es zur Wahrnehmung eines verzerrten Bildes durch den Fahrer kommt.
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Um nun eine möglichst verzerrungsfreie Wahrnehmung des projizierten Bildes beim Fahrer zu ermöglichen, wird in der
EP 0 420 228 A2 vorgeschlagen, die Verbund-Windschutzscheibe derart auszuführen, dass die erste und zweite Oberfläche der Windschutzscheibe nicht parallel verlaufen, sonder einen Winkel einschließen. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Verbund-Windschutzscheibe als Verbundglassystem aufgebaut wird, bei welcher zwei Glasscheiben über eine keilförmige PVB-Folie (Polyvinylbutyrolfolie) miteinander verbunden sind. Durch den Keilwinkel erfolgt eine Winkelkorrektur bei Reflexion an der zweiten Oberfläche der Windschutzscheibe. Der Keilwinkel wird vorteilhaft derart gewählt, dass für den Fahrer erste und das zweite Reflexbild genau überlagert erscheinen.
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Aus der
DE 2013 017 A1 ist eine Ausführungsform der in der
EP 0 420 228 A2 offenbarten Anzeigevorrichtung bekannt, bei der die keilförmig ausgebildete Windschutzscheibe zusätzlich auf einer Innenseite der zweiten Oberfläche der Windschutzscheibe eine Infrarot(sperr)schicht aufweist, d. h. die Infrarot(sperr)schicht ist innerhalb der Verbund-Windschutzscheibe angeordnet. An dieser Infrarot(sperr)schicht werden die bildgebenden Lichtstrahlen ebenfalls zumindest teilweise reflektiert, so dass durch die Infrarot(sperr)schicht ein drittes Reflexbild (sekundäres „ghost”-Bild) erzeugt wird, was durch den Keilwinkel der Verbundglas-Windschutzscheibe nicht kompensiert werden kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Windschutzscheibe für ein Head-Up-Display anzugeben, bei der die Problematik des dritten Reflexionsbildes zumindest vermindert oder ganz vermieden wird.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Windschutzscheibe für ein Fahrzeug zur Nutzung als Projektionsfläche eines Head-Up-Displays vorgeschlagen, die eine erste Oberfläche und eine gegenüberliegende zweiten Oberfläche aufweist, wobei im eingebauten Zustand die erste Oberfläche einem Innenraum des Fahrzeugs und die zweite Oberfläche einer Außenumgebung des Fahrzeugs zugewandt ist, und die erste und die zweite Oberfläche zueinander geneigt sind und einen Winkel φ > 0 einschließen. Die Windschutzscheibe zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche durch eine Reflexionsbeschichtung gebildet werden bzw. eine solche aufweisen.
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Eine solche Windschutzscheibe verhindert das Auftreten des dritten Reflexbildes bzw. des sekundären „ghost”-Bildes, da die Reflexion von bildgebenden Lichtstrahlen an der innen liegenden Seite der Reflexionsschicht erfolgt, und mithin an den Positionen, an denen die Reflexion auch ohne Vorhandensein einer Reflexionsschicht erfolgen würde. Insofern verhält sich die Windschutzscheibe wie in der der
EP 0 420 228 A2 beschrieben allerdings mit dem Unterscheid, dass sie eine Reflexionsschicht aufweist, bei der allerdings nicht die Probleme auftreten, wie bei der Windschutzscheibe von
DE 2013 017 A1 . Vorteilhaft weist die vorgeschlagene Windschutzscheibe eine erste Glasscheibe, eine zweite Glasscheibe und eine beide Glasscheiben verbindende keilförmig ausgeführte Zwischenschicht auf, wobei der Keilwinkel der Winkel φ ist. Der Winkel φ beträgt vorteilhaft 0,01° bis 0,15°. Die Zwischenschicht besteht vorteilhaft aus Polyvinylbutyral (PVB).
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Vorteilhaft weist die Reflexionsbeschichtung einen Korrosionsschutz und/oder einen Abnutzungsschutz auf. Dies verhindert eine Verwitterung oder Abnutzung der auf der Windschutzscheibe angeordneten Reflexionsbeschichtung.
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Vorteilhaft ist die Reflexionsbeschichtung ein Infrarotfilter. Dies dient insbesondere dazu, Infrarotstrahlung am Passieren der Windschutzscheibe zu hindern, was die Energieeffizient von Klimaanlagen zur Klimatisierung eines Innenraums des Fahrzeugs steigert.
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Vorteilhaft ist die Reflexionsbeschichtung eine Spiegelschicht. Diese dient vor allem dem Sichtschutz des Innenraums des Fahrzeugs.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Head-Up-Display mit einer Windschutzscheibe, wie sie vorstehend beschrieben ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Windschutzscheibe, wie sie vorstehend beschrieben ist. Der Begriff „Fahrzeug” ist vorliegend breit zu verstehen. Er umfasst insbesondere Kraftfahrzeuge (PKW, LKW, Bus etc.), eine Eisenbahnen, Flugzeuge, Raumschiffe, und Schiffe.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Head-Up-Display, wie vorstehend erwähnt.
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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. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Windschutzscheibe, und
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Windschutzscheibe.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Windschutzscheibe 100 für ein Fahrzeug zur Nutzung als Projektionsfläche eines Head-Up-Displays. Die Windschutzscheibe 100 ist als Verbundglas-Windschutzscheibe ausgeführt. Sie besteht aus einer ersten Glasscheibe 106, einer zweiten Glasscheibe 107 und einer beide Glasscheiben verbindenden Zwischenschicht 103. Die Zwischenschicht 103 aus PVB ist keilförmig ausgeführt, so dass die Glasscheiben nicht parallel zueinander orientiert sind. Die erste Glasscheibe 106 weist eine erste Oberfläche 101 und die zweite Glasscheibe 107 eine zweite Oberfläche 102 auf, wobei im im Fahrzeug eingebauten Zustand die erste Oberfläche 101 einem Innenraum des Fahrzeugs und die zweite Oberfläche 102 einer Außenumgebung des Fahrzeugs zugewandt ist.
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Durch die keilförmige Gestaltung der Zwischenschicht 103 sind die erste 101 und die zweite 102 Oberfläche zueinander geneigt und schließen einen Winkel φ > 0 ein, der derart gewählt ist, dass sich das erste Reflexionsbild (entsteht durch Reflexion der bildgebenden Lichtstrahlen an der ersten Oberfläche 101) und das zweite Reflexionsbild (entsteht durch Reflexion der bildgebenden Lichtstrahlen an der zweiten Oberfläche 101) für einen Fahrer 105 genau überlagern.
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Weiterhin umfasst die dargestellte Windschutzscheibe 100 eine Reflexionsschicht 104, die als Infrarotfilter wirkt. Um das Entstehen eines dritten Reflexionsbildes durch die Reflexionsschicht 104 nahezu zu verhindern, ist die Reflexionsschicht 104 auf der zweiten Oberfläche 102, d. h. auf der Außenseite der zweiten Glasscheibe 107 angeordnet.
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Die von einer Bildquelle 108 eines Head-Up-Displays ausgehenden bildgebenden Lichtstrahlen sind zur Erläuterung des Strahlenverlaufs schematisch als schwarze Linien dargestellt.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Windschutzscheibe. 2 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass in 2 je eine Reflexionsschicht 104 auf der Oberfläche 102 und auf der Oberfläche 101 angeordnet ist.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist die Windschutzscheibe eine nur auf der Oberfläche 101 angeordnete Reflexionsschicht 104 auf.
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Die vorgeschlagene Windschutzscheibe verhindert weitestgehend das Entstehen eines dritten Reflexionsbildes an einer Reflexionsschicht der Windschutzscheibe.
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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 weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Windschutzscheibe
- 101
- erste Oberfläche
- 102
- zweite Oberfläche
- 103
- Zwischenschicht
- 104
- Reflexionsschicht
- 105
- Fahrer (Auge)
- 106
- erste Glasscheibe
- 107
- zweite Glasscheibe
- 108
- Bildquelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0420228 A2 [0002, 0003, 0004, 0008]
- DE 2013017 A1 [0004, 0008]
