DE102019203500A1

DE102019203500A1 - Verfahren zur Beeinflussung von Lichtstrahlen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens und Spiegelbank für ein solches Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019203500A1
Application number: DE102019203500.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Franke; Claudia Krefter de-Beer; Klaus Zander
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-09-17
Also published as: EP3938229A1; KR20210135306A; CN113518724A; JP7257542B2; US20210405364A1; JP2022523949A; WO2020182678A1; KR102558435B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung von Lichtstrahlen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Die Lichtstrahlen gelangen dabei aus Richtung einer einem Head-Up-Display (200) zugeordneten Spiegelbank (300, 300', 300").Die Erfindung unterbreitet mehrere Lösungsansätze, zur Bereitstellung einer erweiterten Anzeigemöglichkeit und gleichzeitigen Reduzierung einer Blendung eines Fahrzeuginsassen durch unerwünschte Reflexionen. Dabei werden die Lichtstrahlen in der Spiegelbank erzeugt,• wobei ein Teil der erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank derart blockiert wird, dass ein bestimmter Freihaltebereich entsteht, in den reflektierte Lichtstrahlen nicht mehr hineingelangen können oder• wobei erzeugte Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank ohne Reflexion auf einen bestimmten Sichtbereich ausgerichtet werden oder• wobei die erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank polarisiert werden und aus der Spiegelbank austretende Lichtstrahlen nur noch solche polarisierten Anteile der Lichtstrahlen austreten, welche keine oder kaum noch nennenswerte Reflexionen hervorrufen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung von Lichtstrahlen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Spiegelbank für ein solches Kraftfahrzeug.
Verfahren mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs sind aus der DE 10 2014 019 160 A1 , der DE 10 2014 019 039 A1 sowie der DE 10 2010 032 998 A1 bekannt geworden.
So zeigt die DE 10 2014 019 160 A1 ein Verfahren zum Verringern einer Reflexion beim Betreiben eines Head-Up-Displays eines Kraftfahrzeugs. Konkret weist das Head-Up-Display ein Abdeckelement und eine Abblendeelement zum Abblenden eines umgelenkten Lichtstrahls eines Umgebungslichts auf. Eine Steuereinrichtung ermittelt einen Strahlengang des umgelenkten Lichtstrahls, erfasst eine aktuelle Position und eine Ausrichtung des Abblendeelements und ermittelt einen von dem umgelenkten Lichtstrahl freizuhaltenden Bereich um einen Augpunkt eines Fahrzeuginsassen. Falls der umgelenkte Lichtstrahl durch den freizuhaltenden Bereich führt, erzeugt die Steuereinrichtung ein Steuersignal zum Einstellen einer Position des Abblendelementes, in der der umgelenkte Lichtstrahl abgeblendet wird.
In der DE 10 2014 019 039 A1 ist ein Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug beschrieben mit einer transparenten Deckscheibe und einer Projektionseinheit zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsfläche. Die Projektionsfläche befindet sich auf der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs. Die Deckscheibe ist dazu ausgelegt, ein von außen auf die Anzeigevorrichtung fallendes Fremdlicht (beispielsweise Sonnenlicht) von der Projektionseinheit abzulenken. Außerdem ist die Deckscheibe derart beschaffen, dass von außen auf diese fallendes Licht auf eine Absorptionsfläche einer Absorptionsscheibe abgelenkt wird. Bei der Absorptionsfläche ist eine Solarzellenanordnung vorhanden.
Schließlich ist der DE 10 2010 032 998 A1 ein Head-Up-Display für ein Kraftfahrzeug zu entnehmen, über welches ein anzuzeigendes Bild ebenfalls auf eine Frontscheibe projizierbar ist. Eine Projektionseinrichtung des Head-Up-Displays weist eine zur Frontscheibe gerichtete, semitransparente Abdeckung auf, die zur Reflexion von von außen auf die Abdeckung auftreffendes Fremdlicht auf einer Absorberfläche ausgebildet ist. Die Absorberfläche wird durch eine innenseitige Beschichtung der Frontscheibe gebildet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Beeinflussung von Lichtstrahlen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, mit dem zum einen erweiterte Anzeigemöglichkeiten für einen Fahrzeuginsassen realisiert werden können, mit dem jedoch gleichzeitig auch eine Blendung durch Reflexionen von Lichtstrahlen trotz der erweiterten Anzeigemöglichkeiten in Grenzen gehalten werden kann.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. Schließlich soll mit der Erfindung auch eine geeignete Spiegelbank zum Einbau in ein solches Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt werden.
Vorliegende Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 6 sowie eine Spiegelbank mit den Merkmalen von Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Eine Spiegelbank dient in Verbindung mit einem Head-Up-Display insbesondere zum Schutz eines Fahrzeuginsassen vor unerwünschten Reflexionen. Derartige Reflexionen können beispielsweise durch Sonneneinstrahlung entstehen, die an der Abdeckung des Head-Up-Displays und/oder an der Frontscheibe reflektiert werden und in ein Auge des Fahrzeuginsassen fallen. Die Abdeckung des Head-Up-Displays ist dabei so gekrümmt, dass die von außen auf die Abdeckung fallenden Lichtstrahlen immer auf die Spiegelbank fallen. Die Spiegelbankinnenseite ist zumeist schwarz-matt ausgebildet, um auftreffendes Licht zu absorbieren. Die Spiegelbank dient also als Lichtfalle für auftreffendes Licht.
Die Erfindung geht zunächst aus von einem Verfahren zur Beeinflussung von Lichtstrahlen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Die Lichtstrahlen gelangen dabei aus der Richtung einer einem Head-Up-Display zugeordneten Spiegelbank kommend in den Innenraum.
Das Verfahren ist erfindungsgemäß nun derart ausgebildet, dass die Lichtstrahlen in der Spiegelbank erzeugt werden,

• wobei ein Teil der erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank blockiert wird. Dies erfolgt derart, dass ein bestimmter Freihaltebereich entsteht, in den in der Spiegelbank erzeugte und an einer Frontscheibe und/oder an einer Abdeckung des Head-Up-Displays reflektierte Lichtstrahlen nicht mehr hineingelangen können oder
• wobei die erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank ausgerichtet werden. Die Ausrichtung erfolgt derart, dass die Lichtstrahlen ohne eine Reflexion an einer Frontscheibe und/oder an einer Abdeckung des Head-Up-Displays nur in einen bestimmten Sichtbereich hineingelangen können oder
• wobei die erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank polarisiert werden. Die Polarisation der Lichtstrahlen erfolgt derart, dass aus der Spiegelbank nur noch solche polarisierten Anteile der Lichtstrahlen austreten, welche an einer Reflexionsfläche, wie beispielsweise der Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs und/oder an einer lichtdurchlässigen Abdeckung des Head-Up-Displays nicht oder kaum noch reflektiert, sondern hindurchgelassen werden.

Durch die oben genannten, alternativen Verfahrensweisen kann eine Blendung eines Fahrzeuginsassen, insbesondere der vorderen Fahrzeuginsassen, welche durch Reflexionen von Lichtstrahlen an der Frontscheibe und/oder an der Abdeckung eines Head-Up-Displays hervorgerufen werden, deutlich verringert werden.
Der oben erwähnte Freihaltebereich wird vorzugsweise als Radius um einen Augpunkt eines vorderen Fahrzeuginsassen gebildet. Ein solcher Freihaltebereich kann beispielsweise in etwa 20 Zentimeter betragen. Analog kann der oben erwähnte Sichtbereich gebildet sein.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank derart ausgerichtet werden, dass in einer Vertikalebene gesehen ein Lichtkegel mit einem Bereich von etwa 10 Grad bis etwa 18 Grad, vorzugsweise von etwa 12 Grad bis etwa 16 Grad entsteht. Besonders bevorzugt wird ein Lichtkegel von etwa 14 Grad gebildet.
Durch eine derartige Ausbildung kann sichergestellt werden, dass eine Blendung eines Fahrzeuginsassen nicht oder kaum auftritt.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der gebildete Lichtkegel eine Leuchtdichteverteilung aufweist, bei der eine Leuchtdichte auf der Achse einer Hauptabstrahlrichtung maximal ist und bei der die Leuchtdichte zu beiden Seiten der Hauptabstrahlrichtung hin kontinuierlich abfällt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Leuchtdichte in einem Bereich von etwa 6 Grad bis 8 Grad, bevorzugt in einem Bereich von etwa 7 Grad zu beiden Seiten der Hauptabstrahlrichtung nur noch in einem Bereich von einem Neuntel bis einem Elftel, bevorzugt in einem Bereich von einem Zehntel vom Maximum der Leuchtdichte liegt.
Durch einen derartig erzeugten, insbesondere großen Leuchtdichteabfall ist es möglich, auftretende Reflexionen durch außerhalb der Hauptabstrahlrichtung verlaufende Lichtstrahlen deutlich zu vermindern. Falls diese dennoch auftreten, bleiben diese auf Grund der außerhalb der Hauptabstrahlrichtung nur noch geringen Leuchtdichte jedoch kaum sichtbar.
Wie anfangs erwähnt, soll mit der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt werden. Ein solches Kraftfahrzeug weist eine Frontscheibe und wenigstens eine unterhalb der Frontscheibe angeordnete Spiegelbank auf, die einem Head-Up-Display zugeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist nun in der Spiegelbank wenigstens eine sich in Längsrichtung der Spiegelbank erstreckende Anzeigevorrichtung angeordnet. Vorzugsweise erstreckt sich die Anzeigevorrichtung über die gesamte oder nahezu gesamte Länge der Spiegelbank. Von der Anzeigevorrichtung sind Lichtstrahlen in Richtung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs abgebbar,

• wobei die Spiegelbank an ihrer im Innenraum zugewandten Vorderseite eine in etwa in Längsrichtung der Spiegelbank verlaufende Vertiefung aufweist. Eine Lichtaustrittsfläche der Anzeigevorrichtung ist derart in die Vertiefung eingebettet, dass die Lichtaustrittsfläche gegenüber vorderen, also einem Fahrzeuginsassen (bspw. Fahrer) zugewandten Begrenzungslinien der Vertiefung mit einem Abstand zurückversetzt ist oder
• wobei die Anzeigevorrichtung eine Richtoptik aufweist. Mit der Richtoptik sind von der Anzeigevorrichtung abgegebene Lichtstrahlen derart ausrichtbar, dass diese ohne eine Reflexion an einer Frontscheibe und/oder an einer Abdeckung des Head-Up-Displays zu einem bestimmten Sichtbereich um einen Augpunkt eines vorderen Fahrzeuginsassen gelangen können oder
• wobei die Anzeigevorrichtung mit einem Polarisationsfilter versehen ist. Damit können die durch die Anzeigevorrichtung erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank derart polarisiert werden, dass aus der Spiegelbank nur noch solche polarisierten Anteile der Lichtstrahlen in Richtung des Innenraums austreten, welche an einer Reflexionsfläche, wie bspw. an der Frontscheibe und/oder an einer lichtdurchlässigen Abdeckung des Head-Up-Displays nicht oder kaum reflektiert, sondern hindurchgelassen werden.

Wenn die Spiegelbank gemäß einer Weiterbildung im Kraftfahrzeug wenigstens einen Großteil einer Breite der Frontscheibe einnimmt, so werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass den Fahrzeuginsassen eine einzigartige Anzeigevorrichtung zur Verfügung gestellt werden kann.
Schließlich soll mit der Erfindung auch eine Spiegelbank unter Schutz gestellt werden, welche in ein derartiges Kraftfahrzeug eingebaut werden kann und mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
Eine derartige Spiegelbank ist durch eine in einer Längsrichtung der Spiegelbank verlaufende Anzeigevorrichtung gekennzeichnet,

• wobei eine Lichtaustrittsfläche der Anzeigevorrichtung derart in eine Vertiefung eingebettet ist, dass die Lichtaustrittsfläche gegenüber vorderen Begrenzungslinien der Vertiefung, die also einem Fahrzeuginsassen, wie Fahrer oder Beifahrer zugewandt sind, mit einem Abstand zurückversetzt ist oder
• wobei die Anzeigevorrichtung eine Richtoptik aufweist, mit der von der Anzeigevorrichtung abgebbare Lichtstrahlen in einem bestimmten Lichtkegel abstrahlbar sind oder
• wobei die Anzeigevorrichtung mit einem Polarisationsfilter versehen ist.

Vorzugsweise erstreckt sich die Anzeigevorrichtung über die gesamte oder nahezu gesamte Länge der Spiegelbank.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens ist die Vertiefung spaltartig ausgebildet. Dies trägt zum einen zu einem originellen Lichteffekt bei Aktivierung der Anzeigevorrichtung bei, zum anderen trägt dies dazu bei, dass unerwünschte Lichtstrahlen leichter blockiert werden können.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Spiegelbank ist die Vertiefung im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Sie weist eine erste Wandung, eine zweite Wandung und einen Grund auf, wobei der Grund durch eine Lichtaustrittsfläche der Anzeigevorrichtung gebildet wird.
Auf Grund dieser Ausgestaltung wird also eine Vertiefung gebildet, deren Querschnitt klar definiert ist, die also klar definierte Ecken beziehungsweise Kanten aufweist. Hierdurch wird die Einstellung eines gewünschten Strahlengangs deutlich erleichtert.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der Figuren in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dadurch werden auch noch weitere Vorteile der Erfindung deutlich. Gleiche Bezugszeichen, auch in unterschiedlichen Figuren, beziehen sich auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile. Dabei werden entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht, auch wenn eine wiederholte Beschreibung oder Bezugnahme darauf nicht erfolgt. Die Figuren sind nicht oder zumindest nicht immer maßstabsgetreu. In manchen Figuren können Proportionen oder Abstände übertrieben dargestellt sein, um Merkmale eines Ausführungsbeispiels deutlicher hervorheben zu können.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 ein Teil eines erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftfahrzeugs im Bereich einer Frontscheibe, von oben,
2 Schnittdarstellungen gemäß Schnittverlauf II aus 1, mit alternativ ausgebildeten Spiegelbänken,
3 eine Detaildarstellung gemäß Detail III aus 2a und
4 eine mögliche Leuchtdichteverteilung eines Lichtkegels, wie er in 2b erzeugt ist.

Es wird zunächst auf die 1 und 2a Bezug genommen.
Darin ist ein Kraftfahrzeug K im Bereich einer Frontscheibe 400 ersichtlich. Das Kraftfahrzeug K ist mit einem sogenannten Head-Up-Display (HUD) 200 ausgestattet, welches sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel über einen Großteil einer Breite B des Kraftfahrzeugs K beziehungsweise der Windschutzscheibe 400 erstreckt.
Das Head-Up-Display 200 dient zur Projektion von Informationen in Richtung bzw. auf der Frontscheibe 400. Dazu weist das Head-Up-Display 200 eine in einem Gehäuse 203 untergebrachte Projektionseinrichtung 204 auf, welche nach oben hin durch eine lichtdurchlässige, vorzugsweise transparente Abdeckung 201 abgedeckt ist. Ferner ist eine Abdeckblende 202 zur Abdeckung des Head-Up-Displays 200 gegenüber einem Fahrzeuginsassen vorhanden. Das Head-Up-Display 200 ist in eine Instrumententafel 100 eingebettet.
Dem Head-Up-Display 200 ist eine Spiegelbank 300 zugeordnet, welche vor dem Head-Up-Display 200 angeordnet und der Frontscheibe 400 unmittelbar benachbart ist.
Die Abdeckung 201 ist gekrümmt ausgebildet und dient neben dem Schutz des Innern vom Head-Up-Display 200 dazu, auf die Abdeckung 201 fallendes Fremdlicht (z. B. Sonnenlicht) in Richtung der Spiegelbank 300 zu leiten. Die Spiegelbank 300 absorbiert das Licht nahezu vollständig, ist also als Spiegelfalle ausgebildet. Die Spiegelbank 300 ihrerseits zieht sich mit einer Längsrichtung LR über die gesamte oder nahezu gesamt Breite B der Frontscheibe 400 hin.
Von einem vorderen Fahrzeuginsassen (z. B. Fahrzeugführer) ist lediglich ein Augpunkt 500 dargestellt. Ferner ist erkennbar, dass in eine dem Fahrzeuginsassen zugewandten Vorderseite 301 der Spiegelbank 300 eine spaltartige Vertiefung 303 angebracht ist.
Die spaltartige Vertiefung 303 wiederum zieht sich in Längsrichtung LR der Spiegelbank 300 über deren gesamte oder nahezu gesamte Länge hin. Die Vertiefung 303 ist im Bereich einer in die Spiegelbank 300 eingebetteten Anzeigevorrichtung 305 angeordnet oder auch Bestandteil der Anzeigevorrichtung 305.
Über eine Vielzahl von horizontal nebeneinander angeordneten Leuchtmitteln 302, welche vorzugsweise als Leuchtdioden ausgebildet sind, können Informationen beispielsweise in Form von Animationen an einen Fahrzeuginsassen weitergegeben werden. Eine Einrichtung zur entsprechenden Ansteuerung der Leuchtmittel 302 ist nicht näher dargestellt. Die Ansteuerung kann in Abhängigkeit bestimmter Fahr- und Betriebszustände des Kraftfahrzeugs K erfolgen.
Beispielhaft sind Lichtstrahlen L1, L2 und L3 dargestellt, die durch die Anzeigevorrichtung 305 bzw. durch deren Leuchtmittel 302 erzeugt werden oder erzeugbar sind. Von der Anzeigevorrichtung 305, insbesondere von der spaltartigen Vertiefung 303 ausgehend, gelangen diese in Richtung eines Innenraums I des Kraftfahrzeugs K.
So zeigt der Lichtstrahl L3 einen direkt auf den Augpunkt 500 fallenden Lichtstrahl, was somit für den Fahrzeuginsassen eine direkte Sicht auf die Anzeigevorrichtung 305 bedeutet. Dies ist erwünscht.
Der Lichtstrahl L1 zeigt einen Lichtstrahl, welcher einmal an der Frontscheibe 400 gespiegelt und dann als reflektierter Lichtstrahl L1' in Richtung des Fahrzeuginsassen weiterläuft.
Der Lichtstrahl L2 zeigt einen Lichtstrahl, der zunächst an der Abdeckung 201 in Richtung der Frontscheibe 400, dann wiederum an der Frontscheibe 400 reflektiert wird und schließlich weiter in Richtung des Fahrzeuginsassen als mehrfach gespiegelter beziehungsweise reflektierter Lichtstrahl L2' verläuft. Es ist nicht erwünscht, dass solche einfach oder mehrfach reflektierten Lichtstrahlen in den Augpunkt des Fahrzeuginsassen gelangen.
Daher ist die spaltartige Vertiefung 303 derart ausgebildet, dass derartige unerwünschte Strahlengänge nicht in einen Freihaltebereich 501 um den Augpunkt 500 des Fahrzeuginsassen gelangen und diesen blenden können. Die Strahlengänge der Lichtstrahlen L1' und L2' stellen dabei gerade die Grenze dar, innerhalb derer keine anderen Lichtstrahlen in den Freihaltebereich 501 gelangen.
Die vorliegende technische Lösung dient also insbesondere nicht dazu, unerwünschte Einfach- und Mehrfachreflexionen komplett zu vermeiden. Vielmehr sollen mit der Lösung nur diejenigen Reflexionen von in der Anzeigevorrichtung 305 erzeugten Lichtstrahlen begrenzt werden, welche ohne die spaltartige Vertiefung 303 in den Freihaltebereich 501 fallen würden.
Anhand von 3 ist der Bereich der Spiegelbank 300 um die spaltartige Vertiefung 303 herum im Querschnitt näher dargestellt. Die Vertiefung 303 erstreckt sich von der Vorderseite 301 horizontal in Richtung der Spiegelbank 300 hinein. Insbesondere ist der Querschnitt der spaltartigen Vertiefung 303 rechteckig oder U-förmig ausgebildet, mit einer oberen Wandung 308, einer unteren Wandung 309 und mit einem Grund 310 der Vertiefung 303.
Der Grund 310 der Vertiefung 303 wird bei der vorliegenden Lösung durch eine Lichtaustrittsfläche 311 der nur angedeuteten Anzeigevorrichtung 305 gebildet. Die Lichtaustrittsfläche 311 ist also gegenüber der Vorderseite 301 beziehungsweise vorderen Begrenzungslinien 312, 313 der Vertiefung 303 in einem Abstand a1 zurückversetzt und somit in die Spiegelbank 300 eingebettet. Die Höhe der spaltartigen Vertiefung 303, also ein Abstand a2 zwischen den Wänden 308 und 309 sollte so bemessen sein, dass die Lichtaustrittsfläche 311 von einem Fahrzeuginsassen noch ausreichend sichtbar ist. Der Abstand a2 kann beispielsweise mehrere Millimeter betragen. Der Abstand a1 ist dabei so einzustellen bzw. zu optimieren, dass die in den Innenraum I fallenden Strahlengänge mit den besagten Einfach- und Mehrfachreflexionen nicht in den besagten Freihaltebereich 501 fallen können.
Des Weiteren sind die Wände 308, 309 und auch der Grund 310 der Vertiefung 303 sowie auch die Spiegelbank 300 selbst aus einem dunklen, matten Material ausgeführt oder entsprechend beschichtet, um Reflexionen auf ein Minimum zu beschränken.
Anhand der 2b wird nunmehr eine alternative Lösung beschrieben, bei der das Kraftfahrzeug K im Unterschied zur vorherigen Lösung mit einer Spiegelbank 300' ausgestattet ist. Im Unterschied zur Spiegelbank 300 ist die Spiegelbank 300' nicht mit einem Spalt ausgestattet, sondern die Anzeigevorrichtung 305 ist mit einer den Leuchtmitteln 302 nachgeschalteten Richtoptik 304 versehen.
Durch die Richtoptik 304 werden aus der Anzeigevorrichtung 305 austretende Lichtstrahlen L in Richtung auf einen Sichtbereich 502 ausgerichtet. Insbesondere wird durch die vorzugsweise aus mehreren Linsen und oder Kollimatoren bestehende, mehrstufige Richtoptik ein Lichtkegel 600 erzeugt, der zu allen Seiten einer Hauptabstrahlrichtung 601 einen Abstrahlwinkel α von jeweils vorzugsweise etwa 7 Grad aufweist. Dabei ist die Hauptabstrahlrichtung 601 in etwa auf einen Augpunkt 500 eines Fahrzeuginsassen mit durchschnittlicher Größe ausgerichtet. Durch den gesamten Winkelbereich des Lichtkegels 600 von etwa 14 Grad wird der besagte Sichtbereich 502 gut abgebildet.
Wie anhand von 4 dargestellt ist, weist der Lichtkegel 600 einen großen Leuchtdichteabfall auf. So ist eine Leuchtdichte LD über dem Abstrahlwinkel α aufgetragen. Der Lichtkegel 600 weist eine Leuchtdichteverteilung LDV auf, welche bei einem Abstrahlwinkel α von 0 Grad, also in Hauptabstrahlrichtung 601 ihren maximalen Wert aufweist.
Bereits bei einem Abstrahlwinkel α von 5 Grad abweichend von der Hauptabstrahlrichtung 601 fällt die Leuchtdichte LD deutlich unter den maximalen Wert der Leuchtdichte LD ab und sinkt bei einem Abstrahlwinkel α von etwa 7 Grad abweichend von der Hauptabstrahlrichtung 601 bereits auf weniger als ein Zehntel der maximalen Leuchtdichte LD ab. Durch diesen großen Leuchtdichteabfall treten außerhalb des Lichtkegels 600 zwar auch Reflexionen von Lichtstrahlen auf, diese sind aber auf Grund der äußerst geringen Leuchtdichte für einen Fahrzeuginsassen kaum noch wahrnehmbar.
Schließlich soll anhand der 2c noch ein weiterer Lösungsansatz beschrieben werden. Bei diesem Lösungsansatz weist das Kraftfahrzeug K eine Spiegelbank 300" auf. Im Unterschied zur Spiegelbank 300 vom zuerst dargestellten Lösungsansatz weist die Spiegelbank 300" keine spaltartige Vertiefung auf, sondern ist mit einer Anzeigevorrichtung 305 versehen, welche eine Lichtaustrittsfläche 306 mit einem Polarisationsfilter 307 aufweist.
Es sei angemerkt, dass sowohl die Anzeigevorrichtung 305 der Spiegelbank 300' als auch die Anzeigevorrichtung 305 der Spiegelbank 300" eine Lichtaustrittsfläche aufweisen, welche wie die Lichtaustrittsfläche 311 der Spiegelbank 300 linien- oder streifenartig ausgebildet ist und sich horizontal in Längsrichtung LR der Spiegelbank erstreckt.
Bei der Spiegelbank 300" ist die Lichtaustrittsfläche 306 zusätzlich mit dem Polarisationsfilter 307 überdeckt. Der Polarisationsfilter 307 kann beispielsweise folienartig ausgebildet und auf die Lichtaustrittsfläche 306 aufgeklebt sein.
Der Polarisationsfilter 307 führt nun dazu, dass von den Leuchtmitteln 302 erzeugte Lichtstrahlen derart gefiltert werden, dass sie nur noch einen Polarisationsanteil aufweisen. Und zwar wird durch den Polarisationsfilter 307 nur derjenige Polarisationsanteil der erzeugten Lichtstrahlen durchgelassen, welcher an Reflexionsflächen nicht oder kaum noch reflektiert, sondern durchgelassen wird.
So sind in der Figur zwei durch den Polarisationsfilter 307 gefilterte Lichtstrahlen L4 und L5 beispielhaft dargestellt. Die Lichtstrahlen L4 und L5 sind derart gefiltert, dass sie bei Auftreffen auf die Frontscheibe 400 (Lichtstrahl L4) oder bei Auftreffen auf die Abdeckung 201 (Lichtstrahl L5) im Wesentlichen ohne Reflexion durch die Reflexionsfläche hindurchtreten. Ein noch verbleibender Anteil an Restreflexion der Lichtstrahlen (vergleiche L4' und L5') ist so gering, dass er bei Auftreffen auf einen Augpunkt 500 eines Fahrzeuginsassen nicht mehr als störend empfunden wird.
Bezugszeichenliste

100: Instrumententafel
200: Head-UP-Display (HUD)
201: Abdeckung
202: Abdeckblende
203: Gehäuse
204: Projektionseinrichtung
300, 300',: 300" Spiegelbank
301: Vorderseite
302: Leuchtmittel
303: spaltartige Vertiefung
304: Richtoptik
305: Anzeigevorrichtung
306: Lichtaustrittsfläche
307: Polarisationsfilter
308: Wandung
309: Wandung
310: Grund
311: Lichtaustrittsfläche
312: Begrenzungslinie
313: Begrenzungslinie
400: Frontscheibe
500: Augpunkt
501: Freihaltebereich
502: Sichtbereich
600: Lichtkegel
601: Hauptabstrahlrichtung
a1, a2: Abstände
B: Breite
I: Innenraum
K: Kraftfahrzeug
L: Lichtstrahlen
L1-L3: Lichtstrahlen
L1', L2': reflektierte Lichtstrahlen
L4, L5: gefilterte Lichtstrahlen
L4', L5': reflektierter Anteil der gefilterten Lichtstrahlen
LD: Leuchtdichte
LDV: Leuchtdichteverteilung
LR: Längsrichtung
α: Abstrahlwinkel

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 102014019160 A1 [0002, 0003]
DE 102014019039 A1 [0002, 0004]
DE 102010032998 A1 [0002, 0005]

Claims

Verfahren zur Beeinflussung von Lichtstrahlen (L, L1-L5) im Innenraum (I) eines Kraftfahrzeugs (K), wobei die Lichtstrahlen (L, L1-L5) aus der Richtung einer einem Head-Up-Display (200) zugeordneten Spiegelbank (300, 300', 300") kommend in den Innenraum (I) gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (L, L1-L5) in der Spiegelbank (300, 300', 300") erzeugt werden, • wobei ein Teil der erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank (300) derart blockiert wird, dass ein bestimmter Freihaltebereich (501) entsteht, in den in der Spiegelbank (300) erzeugte und an einer Frontscheibe (400) und/oder an einer Abdeckung (201) des Head-Up-Displays (200) reflektierte Lichtstrahlen (L1, L2) nicht mehr gelangen können oder • wobei die erzeugten Lichtstrahlen (L) im Bereich der Spiegelbank (300') derart ausgerichtet werden, dass diese ohne eine Reflexion an einer Frontscheibe (400) und/oder an einer Abdeckung (201) des Head-Up-Displays (200) nur in einen bestimmten Sichtbereich (502) gelangen können oder • wobei die erzeugten Lichtstrahlen im Bereich der Spiegelbank (300") derart polarisiert werden, dass aus der Spiegelbank (300") nur noch solche polarisierten Anteile (L4, L5) der Lichtstrahlen austreten, welche an einer Frontscheibe (400) und/oder an einer lichtdurchlässigen Abdeckung (201) des Head-Up-Displays (200) nicht reflektiert, sondern hindurchgelassen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (L) im Bereich der Spiegelbank (300') derart ausgerichtet werden, dass in einer Vertikalebene gesehen ein Lichtkegel (600) mit einem Bereich von 10° bis 18°, vorzugsweise von 12° bis 16°, besonders bevorzugt von 14° gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gebildete Lichtkegel (600) eine Leuchtdichteverteilung (LDV) aufweist, bei der eine Leuchtdichte (LD) auf der Achse einer Hauptabstrahlrichtung (601) maximal ist und die Leuchtdichte (LD) zu beiden Seiten der Hauptabstrahlrichtung (601) hin kontinuierlich abfällt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdichte (LD) in einem Bereich von 6° bis 8° zu den Seiten der Hauptabstrahlrichtung (600) nur noch in einem Bereich von einem Neuntel bis einem Elftel vom Maximum der Leuchtdichte (LD) liegt.
Kraftfahrzeug (K) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Frontscheibe (400) und wenigstens einer unterhalb der Frontscheibe (400) angeordneten Spiegelbank (300, 300', 300"), die einem Head-Up-Display (200) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spiegelbank (300, 300', 300") wenigstens eine sich in Längsrichtung (LR) der Spiegelbank (300, 300', 300") erstreckende Anzeigevorrichtung (305) angeordnet ist, von der Lichtstrahlen (L, L1-L5) in Richtung eines Innenraums (I) des Kraftfahrzeugs (K) abgebbar sind, • wobei die Spiegelbank (300) an ihrer dem Innenraum (I) zugewandten Vorderseite (301) eine in einer Längsrichtung (LR) der Spiegelbank (300) verlaufende Vertiefung (303) aufweist und eine Lichtaustrittsfläche (311) der Anzeigevorrichtung (305) derart in der Vertiefung (303) eingebettet ist, dass die Lichtaustrittsfläche (311) gegenüber vorderen Begrenzungslinien (312, 313) der Vertiefung (303) mit einem Abstand (a1) zurückversetzt ist oder • wobei die Anzeigevorrichtung (305) eine Richtoptik (304) aufweist oder • wobei die Anzeigevorrichtung (305) mit einem Polarisationsfilter (307) versehen ist.
Kraftfahrzeug (K) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelbank (300, 300', 300") wenigstens einen Großteil einer Breite (B) der Frontscheibe (400) einnimmt.
Spiegelbank (300, 300', 300") für ein nach Anspruch 5 oder 6 ausgebildetes Kraftfahrzeug (K), gekennzeichnet durch eine in einer Längsrichtung (LR) der Spiegelbank (300, 300', 300") verlaufende Anzeigevorrichtung (305), • wobei eine Lichtaustrittsfläche (311) der Anzeigevorrichtung (305) derart in eine Vertiefung (303) eingebettet ist, dass die Lichtaustrittsfläche (311) gegenüber vorderen Begrenzungslinien (312, 313) der Vertiefung (303) mit einem Abstand (a1) zurückversetzt ist oder • wobei die Anzeigevorrichtung (305) eine Richtoptik (304) aufweist, mit der von der Anzeigevorrichtung (305) abgebbare Lichtstrahlen (L) in einem bestimmten Lichtkegel (600) abstrahlbar sind oder • wobei die Anzeigevorrichtung (305) mit einem Polarisationsfilter (307) versehen ist.
Spiegelbank (300) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (303) spaltartig ausgebildet ist.
Spiegelbank (300) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (303) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, mit einer ersten Wandung (308), einer zweiten Wandung (309) und einem Grund (310), der durch eine Lichtaustrittsfläche (311) der Anzeigevorrichtung (305) gebildet wird.