DE102020113162A1

DE102020113162A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020113162A1
Application number: DE102020113162.3A
Authority: DE
Inventors: Rachid Khlifi
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-11-18
Also published as: CN115413261A; WO2021228452A1; US20230202392A1

Abstract

Kraftfahrzeug (1), aufweisend wenigstens einen zur Nutzung durch den Fahrer vorgesehenen Rückspiegel (6) mit einer durch ein Spiegelmaterial (9) gebildeten spiegelnden Spiegelfläche, insbesondere einen Innenspiegel (8) und/oder einen Außenspiegel (7), und/oder wenigstens eine ein Scheibenmaterial (13), insbesondere Glas, umfassende Innenraumscheibe (2), insbesondere eine Frontscheibe (3) und/oder eine Rückscheibe (4) und/oder wenigstens eine Seitenscheibe (5), der wenigstens eine Rückspiegel (6) und/oder die wenigstens eine Innenraumscheibe (2) ein Licht in wenigstens einem Wellenlängenbereich absorbierendes und/oder, im Fall des Rückspiegels (6) in eine andere Richtung als Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs, reflektierendes Filtermittel (10, 11) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen zur Nutzung durch den Fahrer vorgesehenen Rückspiegel mit einer durch ein Spiegelmaterial gebildeten spiegelnden Spiegelfläche, insbesondere einen Innenspiegel und/oder einen Außenspiegel, und/oder wenigstens eine Innenraumscheibe, insbesondere eine Frontscheibe und/oder eine Rückscheibe und/oder wenigstens eine Seitenscheibe.
Beispielsweise bedingt durch die Zunahme von automatisierten Funktionen, insbesondere zur wenigstens teilweise automatischen Fahrzeugführung, in Kraftfahrzeugen steigen die Anforderungen und Bedürfnisse hinsichtlich der Umgebungssensorik von Kraftfahrzeugen an. Ein für moderne Kraftfahrzeuge häufig vorgeschlagenes Umgebungssensorkonzept ist Lidar. Lidar nutzt Licht, insbesondere im Nahinfrarotbereich, beispielsweise im Wellenlängenbereich von 900 nm bis 1550 nm, um Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu vermessen, wobei durch das Aussenden von Lichtpulsen und den Empfang der reflektierten Lichtpulse auch eine Abstandsmessung ermöglicht wird. Die Erfassungsreichweite von Lidarsensoren in Kraftfahrzeugen korreliert unmittelbar mit der für das ausgesendete Licht eingesetzten Leistung, nachdem heute beispielsweise Reichweiten von 300 m oder mehr angestrebt werden. Allerdings existieren für die Leistung von Lidarsensoren Beschränkungen hinsichtlich der Sicherheit von Menschen, insbesondere hinsichtlich der Augensicherheit. Denn bei äußerst hohen Leistungen könnten elektromagnetische Wellen im Wellenlängenbereich von 900 nm bis 1550 nm Beschädigungen verursachen. Daher werden heutzutage bestimmte Regularien vorgesehen, so dass beispielsweise die Lidarsensoren mit bestimmten Schutzklassen versehen und zugelassen werden. Steuereinrichtungen für Lidarsensoren nutzen Kontrollmechanismen, um die Ausgangsleistung kontinuierlich zu überwachen.
Nichtsdestotrotz besteht zum einen der Wunsch, dass höhere Leistungen eingesetzt werden könnten, zum anderen können trotz grundsätzlich gegebener Augensicherheit durch Lidarstrahlung Komforteinschränkungen auftreten, beispielsweise trotz der Nutzung von Licht außerhalb des sichtbaren Bereichs Wahrnehmungseffekte erfolgen.
Ferner wurden im Stand der Technik auch bereits Lasermessgeräte für Geschwindigkeiten von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, um beispielsweise Verkehrskontrollen durchzuführen. Derartige Lasergeschwindigkeitsmessgeräte können beispielsweise als Laser-Pistolen ausgebildet sein. Auch in diesen Fällen wird häufig Laserlicht im nicht sichtbaren Infrarot- bzw. Nahinfrarotbereich genutzt, was zu vergleichbaren Problemen wie hinsichtlich der Lidarsensoren führen kann, insbesondere einer Beschränkung der Leistungsfähigkeit und dem Risiko von Komforteinbußen für Fahrer.
US 2013/0 148 063 A1 betrifft eine reflektive Einrichtung, in der die Reflektivität automatisch oder manuell einstellbar ist. Insbesondere wird eine Spiegelanordnung mit einer Dimmfunktion vorgeschlagen.
US 2017/0 242 272 A1 betrifft ein System und ein Verfahren zum Schutz von Augen gegen Laserlicht. Dabei wird ein brillenartiges Augenschutzsystem mit zwei Linsen und einem Linsenträger vorgeschlagen, wobei die erste Linse Licht einer oder mehrerer ersten Wellenlängen filtert, die zweite Linse Licht einer oder mehrerer zweiter Wellenlängen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine den Augenkomfort für Insassen erhöhende und insbesondere auch die Grundlage für höhere Leistungen bei Lidarsensoren und/oder Lasermessgeräten bereitstellende Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der wenigstens eine Rückspiegel und/oder die wenigstens eine Innenraumscheibe ein Licht in wenigstens einem Wellenlängenbereich absorbierendes und/oder, im Fall des Rückspiegels in eine andere Richtung als Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs, reflektierendes Filtermittel umfasst.
Dabei kann das Filtermittel insbesondere ein Absorptionsfiltermittel und/oder ein dichroitisches Filtermittel und/oder ein Interferenzfiltermittel umfassen. Absorptionsfilter sind dazu ausgebildet, Licht in dem Wellenlängenbereich zu absorbieren und in innere Energie, beispielsweise Wärme, umzuwandeln. Eine andere Variante sind photochromatische Materialien, die eine reversible Transformation durch die Absorption von elektromagnetischer Strahlung durchlaufen. Ein dichroitischer Filter hingegen reflektiert unerwünschte Wellenlängen und lässt den gewünschten Teil des Spektrums durch. Ein dichroitischer Filter kann beispielsweise durch eine Abfolge einer oder mehrerer dünner Schichten aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes geschaffen werden. Schließlich sind auch Interferenzfiltermittel denkbar, die den Effekt der Interferenz nutzen, um Licht frequenzabhängig zu filtern.
Das Filtermittel kann ein in dem Spiegelmaterial und/oder einem Scheibenmaterial eingebrachtes Filtermaterial umfassen, welches insbesondere auch als eine Schicht eingebracht sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das Filtermittel eine außerhalb des Spiegelmaterials angeordnete Filterschicht, insbesondere eine Filterfolie, umfasst.
Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, wenigstens einen Rückspiegel, bevorzugt alle Rückspiegel, also Außen- wie Innenspiegel, und/oder wenigstens eine Innenraumscheibe mit einem Filtermittel, insbesondere einem Filtermaterial und/oder einer Filterschicht, zu versehen, das elektromagnetische Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich absorbiert und/oder, insbesondere im Fall der wenigstens einen Innenraumscheibe, wegreflektiert. Auf diese Weise wird eine schützende und komfortsteigende Funktion der Rückspiegel und/oder Innenraumscheiben insbesondere im Hinblick auf gegebenenfalls störendes und insbesondere nicht im sichtbaren Bereich liegendes Licht bereitgestellt.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass, insbesondere für den wenigstens einen Rückspiegel, wenigstens einer des wenigstens einen Wellenlängenbereichs im Nahinfrarotbereich und/oder im Infrarotbereich liegt und/oder ein durch Lidar-Sensoren genutzter Wellenlängenbereich ist. Dabei kann der Wellenlängenbereich beispielsweise innerhalb des Gesamtbereichs von 900 nm bis 1550 nm liegen oder sogar diesen Gesamtbereich umfassen. Beispielsweise verwenden aktuelle Puls-Lidarsensoren Wellenlängen von 905 nm, während aktuelle FCMW-Lidarsensoren, also Dauerstrich-Lidarsensoren, im Wellenlängenbereich von 1350 nm bis 1550 nm arbeiten. Sowohl derartiges Licht absorbierende Rückspiegel als auch derartiges Licht absorbierende oder wegreflektierende Innenraumscheiben liefern einen Beitrag zur Komfortsteigerung und zum Fahrerschutz und können gegebenenfalls neue Designfreiräume aufgrund des verringerten Durchdringens der verwendeten Lidarstrahlung zu Insassen des Kraftfahrzeugs bieten.
Ferner kann eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorsehen, dass, insbesondere für ein reflektierendes Filtermittel der Innenraumscheibe, der wenigstens eine Wellenlängenbereich wenigstens eine Laserwellenlänge umfasst. Dies kann sich insbesondere auf Laserwellenlängen eines Lasergeschwindigkeitsmessgeräts, beispielsweise einer Laser-Pistole, beziehen. Dabei ist es durchaus denkbar, nachdem bei derartigen Lasergeschwindigkeitsmessgeräten häufig auch im Nahinfrarotbereich und/oder Infrarotbereich gearbeitet wird, einen Wellenlängenbereich zu definieren und das Filtermittel auf diesen Wellenlängenbereich abzustimmen, der sowohl von Lidarsensoren genutzte Wellenlängen als auch von Lasergeschwindigkeitsmessgeräten genutzten Laserwellenlängen umfasst.
In einer konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs als Innenraumscheibe die Laserwellenlänge eine durch ein Lasergeschwindigkeitsmessgerät genutzte Laserwellenlänge ist. Insbesondere können auch alle Innenraumscheiben mit einem die Laserwellenlänge absorbierenden oder reflektierenden Filtermittel, beispielsweise Filtermaterial, versehen werden, um die Stärke der Laserstrahlen stark zu reduzieren. Insbesondere in einer Frontscheibe ist es zweckmäßig die Transparenz bzw. die Durchdringung der Laserstrahlen zu minimieren, da dies die hauptsächliche Richtung ist, aus der mit einem Lasergeschwindigkeitsmessgerät gemessen wird. In einer konkreten Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, auf der Außenfläche der Frontscheibe reflektierendes Filtermaterial einzusetzen.
Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass für die Rückspiegel absorbierende Filtermittel bevorzugt sind, da die Reflektion, insbesondere auch im Hinblick auf andere Insassen des Kraftfahrzeugs, möglichst minimiert werden soll. Der Einsatz von in andere Richtungen reflektierenden Materialien ist allenfalls im Außenspiegel als zweckmäßig zu bewerten. Insbesondere kann in einer konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass in wenigstens einem des wenigstens einen Rückspiegels, insbesondere wenigstens einem Außenspiegel, als Filtermaterial des Filtermittels ein im Wellenlängenbereich retroreflektierendes Material verwendet wird. In dieser Ausgestaltung werden also beispielsweise Laserstrahlen und/oder Lidarsignale einfach in ihre Aussenderichtung zurückreflektiert, während sonstige, insbesondere im sichtbaren Bereich liegende Lichtanteile wie gewünscht zur Informationsschaffung in Richtung des Insassen, insbesondere Fahrers, weiter reflektiert werden. Ein solches retroreflektierendes Filtermaterial kann auch durch Nano- und/oder Mikroteilchen, die frequenzselektiv wirken, gegeben sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
2 eine schematische Ansicht eines Außenspiegels, und
3 einen schematischen Schnitt durch eine Frontscheibe.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist vorliegend als Innenraumscheiben 2 eine Frontscheibe 3, eine Rückscheibe 4 und vier Seitenscheiben 5 auf. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 1 als Rückspiegel 6 zwei Außenspiegel 7 und einen Innenspiegel 8, die jeweils ein Spiegelmaterial 9 umfassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind nun sämtliche Innenraumscheiben 2 und sämtliche Rückspiegel 6 mit auf einen bestimmten Wellenlängenbereich bezogenen Filtermitteln 10, 11 versehen, die jeweils nur schematisch angedeutet sind, die Filtermittel 10 der Innenraumscheiben 2 beispielsweise als Schraffuren.
Die Filtermittel 10, 11 beziehen sich vorliegend allesamt auf den Wellenlängenbereich von 900 nm bis 1550 nm, also im Nahinfrarotbereich. In diesem Bereich liegen von Lidarsensoren genutzte Wellenlängenbereich esowie Laserwellenlängen von Lasergeschwindigkeitsmessgeräten.
Die Filtermittel 10, 11 können grundsätzlich Absorptionsfiltermittel, dichroitische Filtermittel und/oder Interferenzfiltermittel umfassen, wobei vorliegend die Filtermittel 11 bevorzugt Absorptionsfiltermittel sind, insbesondere für den Innenspiegel 8. Für die Außenspiegel 7 kommen, wie in 2 gezeigt ist, auch retroreflektive Materialien 12 in Frage, die im Spiegelmaterial 9 eingebettet sein können, aber auch als Außenschicht vorgesehen sein können. Das retroreflektierende Material 12 wirft elektromagnetische Wellen des Wellenlängenbereichs wieder in die Richtung zurück, aus der sie eintrafen, während sonstiges Licht wie üblich von dem Spiegelmaterial 9 reflektiert wird.
Wie bereits erwähnt, kann für die Rückspiegel insgesamt ein Filtermaterial in das Spiegelmaterial 9 integriert sein; möglich sind jedoch auch außen aufgebrachte Schichten, wobei diese Ausführungen auch für die Innenraumscheiben gelten. 3 zeigt diesbezüglich eine schematische Querschnittsansicht einer Innenraumscheibe 2, hier der Frontscheibe 3, welche neben dem Scheibenmaterial 13 eine außen auf das Scheibenmaterial 13 aufgebrachte Filterschicht 14 als Filtermittel 10 umfasst, die vorliegend reflektierend wirkt und auf diese Art und Weise in den Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 eindringende elektromagnetische Strahlung des Wellenlängenbereichs deutlich reduziert.
Eine derartige Ausgestaltung der Frontscheibe 3 ist insbesondere im Bezug auf Lasergeschwindigkeitsmessgeräte, beispielsweise Laser-Pistolen, äußerst nützlich, da derartige Messungen meist von vorne erfolgen.
Nichtsdestotrotz sei angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Filtermittel 10, 11 eingesetzt werden können, die sich auf einen Wellenlängenbereich beziehen, der Wellenlängen, die für Laserscheinwerfer anderer Verkehrsteilnehmer genutzt werden, umfasst, um diesbezüglich eine Erhöhung des Komforts zu erzielen.
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

US 2013/0148063 A1 [0005]
US 2017/0242272 A1 [0006]

Claims

Kraftfahrzeug (1), aufweisend wenigstens einen zur Nutzung durch den Fahrer vorgesehenen Rückspiegel (6) mit einer durch ein Spiegelmaterial (9) gebildeten spiegelnden Spiegelfläche, insbesondere einen Innenspiegel (8) und/oder einen Außenspiegel (7), und/oder wenigstens eine ein Scheibenmaterial (13), insbesondere Glas, umfassende Innenraumscheibe (2), insbesondere eine Frontscheibe (3) und/oder eine Rückscheibe (4) und/oder wenigstens eine Seitenscheibe (5), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rückspiegel (6) und/oder die wenigstens eine Innenraumscheibe (2) ein Licht in wenigstens einem Wellenlängenbereich absorbierendes und/oder, im Fall des Rückspiegels (6) in eine andere Richtung als Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs, reflektierendes Filtermittel (10, 11) umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermittel (10, 11) ein Absorptionsfiltermittel und/oder ein dichroitisches Filtermittel und/oder ein Interferenzfiltermittel umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermittel (10, 11) ein in dem Spiegelmaterial (9) und/oder dem Scheibenmaterial (13), insbesondere als eine Schicht, eingebrachtes Filtermaterial umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermittel (10, 11) eine außerhalb des Spiegelmaterials (9) und/oder des Scheibenmaterials (13) angeordnete Filterschicht (14), insbesondere eine Filterfolie, umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere für den wenigstens einen Rückspiegel (6), wenigstens einer des wenigstens einen Wellenlängenbereichs im Nahinfrarotbereich und/oder Infrarotbereich liegt und/oder ein durch Lidarsensoren genutzter Wellenlängenbereich ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere für ein reflektierendes Filtermittel (10, 11) der Innenraumscheibe (2), der wenigstens eine Wellenlängenbereich wenigstens eine Laserwellenlänge umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Frontscheibe (3) des Kraftfahrzeugs (1) als Innenraumscheibe (2) die Laserwellenlänge eine durch ein Lasergeschwindigkeitsmessgerät genutzte Laserwellenlänge ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem des wenigstens einen Rückspiegels (6), insbesondere Außenspiegels (7), als Filtermaterial des Filtermittels (10, 11) ein im Wellenlängenbereich retroreflektierendes Material (12) verwendet wird.