DE102020114546A1

DE102020114546A1 - Method and device for operating a windshield display system with cover recognition and a windshield display system

Info

Publication number: DE102020114546A1
Application number: DE102020114546.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Arthur Janzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2021-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung mit einer Projektionseinrichtung zum Projizieren eines Projektionsstrahlenbündels für die Darstellung einer Abbildung auf einem Anzeigebereich auf einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs; und einer Abdeckung, die so an der Projektionseinrichtung angeordnet ist, dass die Abdeckscheibe die Projektionseinrichtung vor Umgebungseinflüssen schützt und dass die mehreren Lamellenelemente der Gitterstruktur mit ihren Höhenrichtungen im Wesentlichen parallel zur Richtung des Projektionsstrahlenbündels ausgerichtet sind, wobei die Abdeckung eine Deckscheibe und ein Abschirmgitter aufweist, wobei die Deckscheibe zumindest einseitig eine Flächenelektrode aufweist, um mithilfe einer Messung einer elektrischen Größe das Vorhandensein eines Objekts auf der Abdeckung zu detektieren.

The invention relates to a front window display device with a projection device for projecting a projection beam for the display of an image on a display area on a front window of the motor vehicle; and a cover which is arranged on the projection device in such a way that the cover plate protects the projection device from environmental influences and that the height directions of the several lamellar elements of the grating structure are aligned essentially parallel to the direction of the projection beam, the cover having a cover plate and a shielding grille, wherein the cover plate has a surface electrode at least on one side in order to detect the presence of an object on the cover with the aid of a measurement of an electrical variable.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft Frontscheiben-Anzeigeeinrichtungen, insbesondere Head-up-Display-Einrichtungen, für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Maßnahmen zur Erkennung eines im optischen Strahlenverlauf der Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung befindlichen Objekts und Maßnahmen zur Unterdrückung von Störreflexionen aufgrund von einfallendem Umgebungslicht.The invention relates to windshield display devices, in particular head-up display devices, for motor vehicles. In particular, the present invention relates to measures for recognizing an object located in the optical beam path of the front screen display device and measures for suppressing interfering reflections due to incident ambient light.

Stand der TechnikState of the art

Frontscheibenanzeigeeinrichtungen, wie Head-up-Displays, zur visuellen Anzeige von Informationen im Blickfeld eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 10 2010 032 998 A1 ein Head-up-Display für ein Kraftfahrzeug mit einer Projektionseinrichtung, über die ein anzuzeigendes Bild auf eine als Kombiniereinrichtung wirkende Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs projiziert wird. Derartige Frontscheibenanzeigeeinrichtungen haben im Unterschied zu den übrigen Anzeigeeinrichtungen im Kraftfahrzeug den Vorteil, dass der Fahrer den Blick nicht von dem Verkehrsgeschehen abwenden muss, um wichtige Informationen, wie zum Beispiel die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit oder optische Anweisungen eines Navigationssystems zu erfassen.Front window display devices, such as head-up displays, for the visual display of information in the field of vision of a driver of a motor vehicle are known from the prior art. For example, the document describes DE 10 2010 032 998 A1 a head-up display for a motor vehicle with a projection device via which an image to be displayed is projected onto a front window of a motor vehicle acting as a combining device. In contrast to the other display devices in the motor vehicle, such front window display devices have the advantage that the driver does not have to look away from the traffic situation in order to capture important information such as the current vehicle speed or visual instructions from a navigation system.

Bei bekannten Frontscheibenanzeigeeinrichtungen werden Maßnahmen vorgesehen, um zu vermeiden, dass Umgebungslicht, das in eine Projektionseinrichtung der Frontscheibenanzeigeeinrichtung fällt, auf die Frontscheibe des Kraftfahrzeugs reflektiert wird und den Fahrer blendet und/oder die Darstellung der anzuzeigenden Information beeinträchtigt. Daher enthält die Projektionseinrichtung in der Regel eine reflektierende und gekrümmte Deckscheibe, die einfallendes Umgebungslicht in Richtung einer lichtabsorbierenden Fläche, auch Spiegelbank genannt, reflektiert. Das reflektierte Umgebungslicht wird an der lichtabsorbierenden Fläche nur in geringem Maß reflektiert, so dass störende Reflexionen von Umgebungslicht oder Ausleuchtungen in einem Anzeigebereich auf der Frontscheibe im Wesentlichen vermieden werden können.In known windshield display devices, measures are provided to prevent ambient light falling into a projection device of the windshield display device from being reflected onto the windshield of the motor vehicle and dazzling the driver and / or impairing the display of the information to be displayed. The projection device therefore generally contains a reflective and curved cover pane which reflects incident ambient light in the direction of a light-absorbing surface, also called a mirror bench. The reflected ambient light is only reflected to a small extent on the light-absorbing surface, so that disruptive reflections from ambient light or illuminations in a display area on the front pane can essentially be avoided.

Frontscheibenanzeigeeinrichtungen werden üblicherweise in einer Oberseite einer Instrumententafel im Bereich über der Lenksäule eingesetzt, wo in der Regel nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. In der Regel weist die herkömmliche Baugruppe aus der lichtabsorbierenden Fläche und der reflektierenden gekrümmten Deckscheibe jedoch eine Bauhöhe zwischen 5 und 10 cm auf, die die Gesamtbauhöhe der Frontscheibenanzeigeeinrichtung erheblich vergrößert. Eine Reduzierung der Bauhöhe dieser Baugruppe kann nur bedingt erreicht werden, da bei einer flacheren, d.h. weniger gekrümmten Deckscheibe, eine größere Höhe der lichtabsorbierenden Fläche benötigt wird.Front window display devices are usually used in the upper side of an instrument panel in the area above the steering column, where usually only a limited installation space is available. As a rule, however, the conventional assembly of the light-absorbing surface and the reflective curved cover pane has an overall height of between 5 and 10 cm, which increases the overall overall height of the front screen display device considerably. A reduction in the overall height of this assembly can only be achieved to a limited extent, since a flatter, i.e. less curved, cover plate requires a greater height of the light-absorbing surface.

Aus der Druckschrift DE 10 2017 206 364 A1 ist eine Anordnung zur Reflexionsminderung für eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend: eine transparente Abdeckscheibe zum Schutz einer Projektionseinrichtung und ein Gitter, mit dem ein transparentes Substrat der Abdeckscheibe versehen ist und das ausgebildet ist, um aus der Umgebung auf eine erste Flächenseite der Abdeckscheibe unter einem Einfallswinkel innerhalb eines Einfallswinkelbereichs einfallendes Licht zu absorbieren und auf eine zweite Flächenseite der Abdeckscheibe unter einem Einfallswinkel innerhalb eines Projektionswinkelbereichs einfallendes Projektionslicht zu transmittieren.From the pamphlet DE 10 2017 206 364 A1 An arrangement for reducing reflections for a windshield display device for a motor vehicle is known, comprising: a transparent cover plate for protecting a projection device and a grid with which a transparent substrate of the cover plate is provided and which is designed to be seen from the surroundings onto a first surface side of the cover plate to absorb light incident at an angle of incidence within an angle of incidence range and to transmit projection light incident on a second surface side of the cover pane at an angle of incidence within a projection angle range.

Aus den Druckschriften DE 10 2014 214 510 A1 sowie DE 10 2017 219 069 A1 sind Anordnungen zur Reflexionsbehinderung für eine Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung bekannt, die ein Gitter aus Lamellenelementen aufweisen und dadurch segmentierte Spiegelbänke realisieren. Da die Lamellenelemente des Gitters im Strahlengang der Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung angeordnet sind, müssen die Lamellenelemente eine geringe Dicke aufweisen und zudem in ihrem Anstellwinkel möglichst parallel zum Strahlengang der dazu benachbarten Lichtstrahlen ausgerichtet sein.From the pamphlets DE 10 2014 214 510 A1 as DE 10 2017 219 069 A1 Arrangements for preventing reflections for a windshield display device are known which have a grid of lamellar elements and thereby realize segmented mirror banks. Since the lamellar elements of the grille are arranged in the beam path of the front screen display device, the lamellar elements must have a small thickness and their angle of incidence must also be aligned as parallel as possible to the beam path of the adjacent light beams.

Um zudem die Bauhöhe des Lamellengitters so gering wie möglich zu halten, ist die Anzahl der benötigten Lamellenelemente hoch, insbesondere mehrere 10 bis mehrere 100 Lamellen, um ein flaches Deckglas zu entspiegeln. Die Anstellwinkel der Lamellenelemente müssen justiert werden, um einen optimalen Durchtritt der Projektionslichtstrahlenbündel durch die Gitterstruktur zu gewährleisten.In addition, in order to keep the overall height of the louvred grille as low as possible, the number of lamellar elements required is high, in particular several tens to several hundred lamellas, in order to antireflect a flat cover glass. The angle of incidence of the lamellar elements must be adjusted in order to ensure an optimal passage of the projection light beam through the grating structure.

Damit ein derartiges Lamellengitter optisch neutral auf dem Deckglas einer Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung angeordnet werden kann, müssen die Einzellamellen sehr dünn und gegebenenfalls flexibel ausgestaltet werden. Da die Lamellen aufgrund ihrer Entspiegelungsfunktion nicht durch ein weiteres Deckglas geschützt werden können, besteht die Gefahr, dass ein Objekt auf das Lamellengitter gelangt oder dort abgelegt wird und die Lamellen beschädigt und/oder verformt werden, insbesondere bei elastischer Ausführung, so dass die Entspiegelungsfunktion nicht gewährleistet ist. Dies kann zu einer inakzeptablen Gefährdung des Fahrers durch unerwünschte am Deckglas reflektierte Sonnenreflexionen führen.So that such a lamellar grille can be arranged in an optically neutral manner on the cover glass of a front pane display device, the individual lamellas must be designed to be very thin and, if necessary, flexible. Since the lamellas cannot be protected by a further cover glass due to their anti-reflective function, there is a risk that an object will get onto the louvred grille or be deposited there and the lamellas will be damaged and / or deformed, especially in the case of an elastic design, so that the anti-reflective function does not exist is guaranteed. This can lead to an unacceptable risk to the driver from undesired sun reflections reflected on the cover glass.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anordnung für eine Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der ein Fahrer vor einer möglichen Gefahr einer Blendung durch einfallendes Umgebungslicht gewarnt werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide an improved arrangement for a windshield display device with which a driver can be warned of a possible risk of being dazzled by incident ambient light.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Frontscheiben-Anzeigesystems gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung gelöst.This object is achieved by a method for operating a front screen display system according to claim 1 and by a front screen display device.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further refinements are given in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung mit einer Projektionseinrichtung zum Projizieren eines Projektionsstrahlenbündels für die Darstellung einer Abbildung auf einem Anzeigebereich auf einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs und mit einer Abdeckung vorgesehen, die so an der Projektionseinrichtung angeordnet ist, dass die Deckscheibe die Projektionseinrichtung vor Umgebungseinflüssen schützt und dass die mehreren Lamellenelemente der Gitterstruktur mit ihren Höhenrichtungen im Wesentlichen parallel zur Richtung des Projektionsstrahlenbündels ausgerichtet sind, wobei die Abdeckung eine Deckscheibe und ein Abschirmgitter aufweist, wobei die Deckscheibe zumindest einseitig eine Flächenelektrode aufweist, um mithilfe einer Messung einer elektrischen Größe das Vorhandensein eines Objekts auf der Abdeckung zu detektieren.According to a first aspect, a front window display device is provided with a projection device for projecting a projection beam for the display of an image on a display area on a front window of the motor vehicle and with a cover which is arranged on the projection device in such a way that the cover plate protects the projection device from environmental influences and that the several lamellar elements of the lattice structure are aligned with their height directions essentially parallel to the direction of the projection beam, the cover having a cover plate and a shielding grid, the cover plate having a surface electrode at least on one side in order to detect the presence of an object with the aid of a measurement of an electrical variable the cover to detect.

Auf diese Weise ist es möglich, durch eine Messung einer elektrischen Größe zu erkennen, ob die Oberseite der Deckscheibe frei von auf dem Abschirmgitter auf der Deckscheibe befindlichen Objekten ist. Dadurch kann detektiert werden, ob der Strahlengang der Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung durch ein Objekt auf der Deckscheibe bzw. auf dem darauf angebrachten Abschirmgitter gestört ist. Eine Störung des Strahlengangs kann durch Abschirmen des von der Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung ausgesandten Lichtstrahlenbündels durch das Objekt oder durch von dem Objekt verformten Lamellenelementen des Lamellengitters erfolgen. Eine Erkennung einer solchen Unterbrechung des Strahlengangs der Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung ist wesentlich, um eine Warnung oder sonstige Gegenmaßnahmen signalisieren zu können.In this way, it is possible, by measuring an electrical variable, to identify whether the top of the cover plate is free of objects on the cover plate on the shielding grille. This makes it possible to detect whether the beam path of the front screen display device is disturbed by an object on the cover screen or on the shielding grille attached to it. The beam path can be disrupted by shielding the light beam emitted by the front screen display device by the object or by lamellar elements of the lamellar grille deformed by the object. Detection of such an interruption in the beam path of the front screen display device is essential in order to be able to signal a warning or other countermeasures.

Weiterhin kann das Abschirmgitter mehrere flächige senkrecht oder geneigt zu einer Flächenrichtung des Abschirmgitters angeordnete längliche Lamellenelemente einer Gitteranordnung aufweisen.Furthermore, the shielding grid can have a plurality of flat, elongated lamellar elements of a grid arrangement arranged perpendicularly or inclined to a surface direction of the shielding grid.

Es kann vorgesehen sein, dass die Lamellenelemente ausgebildet sind, um sich bei Einwirken eines aufliegenden Objekts elastisch zu verformen.It can be provided that the lamellar elements are designed to be elastically deformed when an object is applied.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Flächenelektrode mit einer leitfähigen transparenten Schicht oder mit sich über die Fläche der Deckscheibe erstreckenden, linienartigen, elektrisch leitfähige Strukturen an einer Oberseite und/oder einer Unterseite der Deckscheibe ausgebildet ist.According to one embodiment, the surface electrode can be formed with a conductive transparent layer or with line-like, electrically conductive structures extending over the surface of the cover disk on an upper side and / or an underside of the cover disk.

Die Messung der elektrischen Größe kann eine Kapazitätsmessung umfassen.The measurement of the electrical variable can include a capacitance measurement.

Alternativ können die Lamellenelemente der Gitterstruktur, insbesondere an deren der Deckscheibe zugewandten Oberfläche, elektrisch leitfähig ausgebildet sein und die Flächenelektrode auf der der der Gitterstruktur zugewandten Oberfläche angeordnet sein, wobei die Messung der elektrischen Größe eine Messung eines elektrischen Widerstands zwischen der Flächenelektrode und den Lamellenelementen umfasst.Alternatively, the lamellar elements of the lattice structure, in particular on their surface facing the cover plate, can be designed to be electrically conductive and the surface electrode can be arranged on the surface facing the lattice structure, the measurement of the electrical variable including a measurement of an electrical resistance between the surface electrode and the lamellar elements .

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Frontscheibenanzeigesystem mit der obigen Frontscheibenanzeigeeinrichtung und mit einer Steuereinheit vorgesehen, die mit der Flächenelektrode elektrisch verbunden ist, um eine Änderung einer elektrischen Größe bezüglich der Flächenelektrode zu detektieren und bei Detektieren einer Änderung einer elektrischen Größe das Vorhandensein oder das Entfernen eines Objekts zu signalisieren.According to a further aspect, a windshield display system is provided with the above windshield display device and with a control unit which is electrically connected to the surface electrode in order to detect a change in an electrical variable with respect to the surface electrode and upon detection of a change in an electrical variable, the presence or the removal of a Signal object.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:

- eine Instrumententafel zwischen einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs und einer Lenksäule;
- die obige Frontscheibenanzeigeeinrichtung, wobei insbesondere die Anordnung im Wesentlichen bündig zur Oberseite der Instrumententafel angeordnet ist.

According to a further aspect, a motor vehicle is provided, comprising:

an instrument panel between a windshield of the motor vehicle and a steering column;
the above windshield display device, in particular the arrangement being arranged essentially flush with the top of the instrument panel.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben der obigen Frontscheibenanzeigeeinrichtung vorgesehen, wobei eine Änderung der elektrischen Größe an der Flächenelektrode überwacht wird, wobei ein Vorhandensein oder ein Entfernen eines Objekts auf der Abdeckung signalisiert wird, wenn eine Kapazitätsänderung detektiert wird.According to a further aspect, a method for operating the above windshield display device is provided, a change in the electrical variable at the surface electrode being monitored, the presence or removal of an object on the cover being signaled when a change in capacitance is detected.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
2 eine Draufsicht auf eine Abdeckung mit einem aufliegenden Objekt.

Embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic cross-sectional illustration through a windshield display device for a motor vehicle;
2 a top view of a cover with an object on top.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt schematisch eine Querschnittsdarstellung durch eine Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1, wie z.B. ein Head-up-Display. Die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 umfasst eine optische Projektionseinrichtung 2 und eine Abdeckung 3. 1 shows schematically a cross-sectional view through a front window display device 1 such as a head-up display. The windshield display device 1 comprises an optical projection device 2 and a cover 3 .

Die Frontscheibenanzeigeeinrichtung 1 ist im Wesentlichen in eine Öffnung 9 in einer Oberseite 8 einer Instrumententafel 7 zwischen einem Lenkrad und einer Frontscheibe 5 so eingesetzt, dass diese im Wesentlichen bündig mit der Oberseite 8 abschließt bzw. an diese angrenzt.The windshield display device 1 is essentially in an opening 9 in a top 8th an instrument panel 7th between a steering wheel and a windshield 5 inserted so that it is essentially flush with the top 8th completes or adjoins this.

Die Projektionseinrichtung 2 gibt in geeigneter Weise ein Projektionsstrahlenbündel L aus, der in einer Projektionsrichtung P auf einen Anzeigebereich 4 einer Frontscheibe 5 eines Kraftfahrzeugs gerichtet ist. Die Projektionseinrichtung 2 umfasst in bekannter Weise ein System aus einem oder mehreren Spiegeln 21, ggfs. Linsen (nicht gezeigt) und einem Projektor 22. Ein von dem Projektor 22 ausgegebenes Projektionsbild wird als Projektionsstrahlenbündel L durch den einen oder die mehreren Spiegel 21 in die Projektionsrichtung P ausgerichtet und über den Anzeigebereich 4 in ein Auge eines Benutzers projiziert. Das in dem Anzeigebereich 4 angezeigte Projektionsbild dient zur Darstellung einer Information für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs.The projection device 2 appropriately gives a projection beam L. from that in a projection direction P onto a display area 4th a windshield 5 a motor vehicle is directed. The projection device 2 comprises in a known manner a system of one or more mirrors 21 , if necessary. Lenses (not shown) and a projector 22nd . One from the projector 22nd output projection image is called a projection beam L. through the one or more mirrors 21 aligned in the projection direction P and over the display area 4th projected into a user's eye. That in the display area 4th The displayed projection image is used to display information for a driver of the motor vehicle.

Die Abdeckung 3 weist unmittelbar an der Projektionseinrichtung 2 eine Deckscheibe 6 auf, die die Projektionseinrichtung 2 vor einer Verschmutzung durch zum Beispiel Staubpartikel schützt. Die Deckscheibe 6 kann transparent und im Wesentlichen eben ausgebildet sein. Jedoch sind auch beliebig gekrümmte Formen der Deckscheibe 6 denkbar.The cover 3 points directly to the projection device 2 a cover disk 6th on which the projection device 2 protects against contamination by, for example, dust particles. The cover disk 6th can be transparent and essentially flat. However, the cover disk can also have any curved shape 6th conceivable.

Unmittelbar in Richtung der Frontscheibe 5 an die Deckscheibe 6 anschließend oder mit geringem Abstand (d.h. einem Abstand von z.B. ca. 1 mm bis 20mm) kann eine Gitterstruktur 10 vorgesehen sein, das flächige Lamellenelemente 11 aufweist, die sich mit ihrer Höhe E in Projektionsrichtung P des Projektionsstrahlenbündels L erstrecken. Mit anderen Worten können sich die Lamellenelemente 11 bezüglich des Projektionsstrahlenbündels L mit ihrer Höhe E parallel oder im Wesentlichen parallel zu dem Projektionsstrahlenbündel L erstrecken.Immediately towards the windshield 5 to the cover disk 6th subsequently or with a small distance (ie a distance of, for example, approx. 1 mm to 20 mm) a lattice structure 10 be provided, the flat lamellar elements 11th has, which with its height E in the projection direction P of the projection beam L. extend. In other words, the lamellar elements can 11th with respect to the projection beam L. with their height E parallel or substantially parallel to the projection beam L. extend.

Die Höhe E der Lamellenelemente 11 in Richtung des Projektionsstrahlenbündel L kann zur Anordnungsrichtung A der Lamellenelemente 11 geneigt sein oder senkrecht dazu verlaufen.The height E of the lamellar elements 11th in the direction of the projection beam L. can indicate the direction of arrangement A. the lamellar elements 11th be inclined or perpendicular to it.

Das Maß der Höhe E der Lamellenelemente 11 in Richtung des Projektionsstrahlenbündels L ist abhängig von der Neigung der Lamellenelemente 11 zu deren Anordnungsrichtung A und abhängig von dem Abstand der einzelnen Lamellenelemente 11 zueinander bzw. von der Größe der zwischen den Lamellenelementen 11 gebildeten Gitteröffnungen 14 gewählt. Die Dimensionierung erfolgt so, dass das durch die Gitteröffnungen 14 auf die Deckscheibe 6 fallende Umgebungslicht auf eine erste Seitenfläche 12 der Lamellenelemente 11 reflektiert wird, wo dieses absorbiert wird.The dimension of the height E of the lamellar elements 11th in the direction of the projection beam L. depends on the inclination of the slat elements 11th their direction of arrangement A. and depending on the distance between the individual lamellar elements 11th to each other or on the size of the between the lamellar elements 11th formed grid openings 14th chosen. The dimensioning is done in such a way that it passes through the grid openings 14th on the cover disk 6th ambient light falling on a first side surface 12th the lamellar elements 11th is reflected where it is absorbed.

Die Lamellenelemente 11 können als parallel (flächenparallel) zueinander ausgerichtete Lamellen vorgesehen sein, so dass längliche Gitteröffnungen 14 ausgebildet werden, oder als in Gitterform zueinander ausgerichtete Lamellen zum Ausbilden von rechteckigen Gitteröffnungen 14 vorgesehen sein.The lamellar elements 11th can be provided as lamellae aligned parallel to one another, so that elongated grid openings 14th are formed, or as lamellae aligned with one another in a grid shape to form rectangular grid openings 14th be provided.

Insbesondere sind Abstand und Höhe E von als parallele Lamellen ausgebildeten Lamellenelementen 11 so gewählt, dass zwischen den Lamellenelementen 11 hindurch auf die Deckscheibe 6 fallendes Umgebungslicht überwiegend auf eine erste Seitenfläche 12 eines der angrenzenden Lamellenelemente 11 reflektiert wird. Die ersten Seitenflächen 12 der Lamellenelemente 11 sind lichtabsorbierend, insbesondere mattschwarz ausgebildet, so dass darauf reflektiertes Umgebungslicht möglichst absorbiert wird.In particular, the distance and height E of lamellar elements designed as parallel lamellae 11th chosen so that between the lamellar elements 11th through onto the cover disk 6th ambient light falling predominantly on a first side surface 12th one of the adjacent lamellar elements 11th is reflected. The first side faces 12th the lamellar elements 11th are light-absorbing, in particular matt black, so that ambient light reflected thereon is absorbed as far as possible.

Insbesondere bei zur Anordnungsrichtung A geneigten Lamellenelementen 11 kann eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweite Seitenfläche 13 ebenfalls lichtabsorbierend, insbesondere mattschwarz, ausgebildet sein, um einfallendes Umgebungslicht direkt zu absorbieren und eine Reflektion auf die Frontscheibe 5 zu unterbinden.Especially for the direction of the arrangement A. inclined lamellar elements 11th can have a second side surface opposite the first side surface 13th likewise light-absorbing, in particular matt black, be designed in order to absorb incident ambient light directly and a reflection on the windshield 5 to prevent.

Die Lamellenelemente 11 können in einem Gitterrahmen 17 angeordnet sein, dessen Form im Wesentlichen der Form der Vertiefung 18 des Abdeckrahmens 15 entsprechen kann, so dass dieses dort formschlüssig eingesetzt werden kann. Die Lamellenelemente 11 sind so in dem Gitterrahmen 17 angeordnet, dass die Lamellenelemente 11 sich im Wesentlichen unmittelbar an die Deckscheibe 6 anschließen. Die Formgebung der Vertiefung 18 ist so an die Gitterstruktur 10 angepasst, dass bei Einsetzen der Gitterstruktur 10 in die Vertiefung 18 die Lamellenelemente 11 so ausgerichtet sind, dass diese flächenparallel zum Projektionsstrahlenbündel L verlaufen.The lamellar elements 11th can in a lattice frame 17th be arranged, the shape of which is essentially the shape of the recess 18th of the cover frame 15th can correspond, so that this can be used there in a form-fitting manner. The lamellar elements 11th are like that in the lattice frame 17th arranged that the lamellar elements 11th essentially directly on the cover disk 6th connect. The shape of the recess 18th so is the lattice structure 10 adapted that when inserting the lattice structure 10 into the recess 18th the lamellar elements 11th are aligned so that they are parallel to the projection beam L. get lost.

Insbesondere wird das Material für die Lamellenelemente 11 schwarz eingefärbt, um ein möglichst geringes Reflexionsverhalten aufzuweisen. Dabei soll ein hohes Rückstellvermögen und geringes Kriechverhalten über den Temperaturbereich von -40°C bis 115°C eingehalten werden.In particular, the material for the lamellar elements 11th colored black to a to have the lowest possible reflection behavior. A high resilience and low creep behavior should be maintained over the temperature range from -40 ° C to 115 ° C.

Die Deckscheibe 6 kann an ihrer Unterseite mit einer Flächenelektrode 19 in Form einer leitfähigen transparenten Schicht oder von leitfähigen Strukturen versehen sein, über die eine Kapazitätsmessung durchgeführt werden kann. Die Flächenelektrode 19 kann beispielsweise aus Titanoxid oder einem anderen transparenten leitfähigen Material ausgebildet sein, das in feinlinigen Strukturen aufgebracht ist. Alternativ kann die Flächenelektrode 19 auch an der Oberseite der Deckscheibe 6 aufgebracht sein, wobei diese jedoch nicht die Wirkung von funktionalen optischen Schichten, wie beispielsweise einer Anti-Reflexionsbeschichtung oder einer Polarisationsschicht, aufheben sollte.The cover disk 6th can be fitted with a flat electrode on its underside 19th be provided in the form of a conductive transparent layer or conductive structures via which a capacitance measurement can be carried out. The surface electrode 19th can for example be formed from titanium oxide or another transparent conductive material that is applied in fine-line structures. Alternatively, the surface electrode 19th also on the top of the cover disk 6th be applied, but this should not negate the effect of functional optical layers, such as an anti-reflection coating or a polarization layer.

Die Flächenelektrode 19 erstreckt sich im Wesentlichen flächig über die Deckscheibe 6 und weist eine definierte Kapazität zu einem lokalen Bezugspotenzial (Massepotenzial) auf.The surface electrode 19th extends essentially flat over the cover disk 6th and has a defined capacity for a local reference potential (ground potential).

Mithilfe einer Steuereinheit 20 kann nun eine kontinuierliche Kapazitätsmessung zwischen der Flächenelektrode 19 und dem Bezugspotenzial, wie beispielsweise das Massepotenzial, vorgenommen werden. Durch regelmäßige Kapazitätsmessung und Vergleichen mit einem Referenzwert bzw. durch Detektieren einer Änderung der Kapazität der Flächenelektrode 19 zu dem Bezugspotenzial kann die Nähe eines Objekts zur Deckscheibe 6 festgestellt werden, die als Aufliegen des Objekts auf der Gitterstruktur 10 interpretiert wird.With the help of a control unit 20th a continuous capacitance measurement between the surface electrode can now be carried out 19th and the reference potential, such as the ground potential, for example. By regularly measuring the capacitance and comparing it with a reference value or by detecting a change in the capacitance of the surface electrode 19th the proximity of an object to the cover plate can be added to the reference potential 6th can be established as the resting of the object on the lattice structure 10 is interpreted.

Die Kapazitätsmessung kann in an sich bekannter Weise durch eine Resonanzfrequenzmessung eines mit der Kapazität an der Flächenelektrode gebildeten Resonanzkreises erfasst werden.The capacitance measurement can be recorded in a manner known per se by a resonance frequency measurement of a resonance circuit formed with the capacitance on the surface electrode.

Liegt ein Objekt auf der Gitterstruktur 10 auf, so wird in erster Linie ein Teil des Projektionsstrahlenbündels L abgeschirmt und das Anzeigebild nicht oder nur teilweise angezeigt. Zudem kann durch das Aufliegen des Objekts zumindest ein Teil der Lamellenelemente 11 der Gitterstruktur 10 verformt werden, insbesondere, wenn dieses elastisch ausgebildet ist. Dadurch ändern sich die Winkel der Lamellenelemente 11 temporär und der Schutz gegen Blendung des Benutzers durch einfallendes Umgebungslicht kann gegebenenfalls nicht länger gewährleistet werden.If there is an object on the grid structure 10 on, it is primarily a part of the projection beam L. shielded and the display image is not or only partially displayed. In addition, at least some of the lamellar elements can be placed on top of the object 11th the lattice structure 10 are deformed, especially if this is elastic. This changes the angles of the lamellar elements 11th temporarily and protection against glare of the user from incident ambient light can possibly no longer be guaranteed.

2 zeigt beispielhaft die Wirkung eines Objekts, das auf der Gitterstruktur 10 mit elastischen Lamellenelementen 11 abgelegt ist. Man erkennt, dass durch das Gewicht des Objekts die Ausrichtung der Lamellenelemente 11 im Bereich des Objekts verändert wird, so dass eine etwaige Unterdrückung einer Blendwirkung durch einfallendes Umgebungslicht an diesen Stellen nicht länger gewährleistet werden kann. 2 shows an example of the effect of an object on the lattice structure 10 with elastic lamellar elements 11th is filed. It can be seen that the alignment of the lamellar elements is due to the weight of the object 11th is changed in the area of the object, so that a possible suppression of a glare effect by incident ambient light can no longer be guaranteed at these points.

Daher wird mithilfe der kapazitiven Objekterkennung über die Kapazitätsmessung ein aufliegendes Objekt mithilfe der Steuereinheit 20 erkannt und in entsprechender Weise durch die Steuereinheit 20 signalisiert.Therefore, with the help of the capacitive object detection via the capacitance measurement, a resting object is detected with the help of the control unit 20th recognized and in a corresponding manner by the control unit 20th signals.

Beispielsweise kann bei einem aufliegenden Objekt auf der Gitterstruktur 10 der Fahrer durch ein optisches und/oder akustisches Signal darauf aufmerksam gemacht werden, dass das Objekt von der Oberseite der Frontscheiben-Anzeigeeinrichtung zu entfernen ist.For example, in the case of an object lying on top of the lattice structure 10 the driver can be made aware by an optical and / or acoustic signal that the object is to be removed from the top of the windshield display device.

In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle einer Kapazitätsmessung auch eine Messung eines elektrischen Widerstands durch die Abdeckung gemessen werden. Dazu kann die der Gitterstruktur 10 zugewandten Seite der Deckscheibe 6 mit der Flächenelektrode 19 ausgebildet sein. Weiterhin sind die Lamellenelemente 11 der Gitterstruktur 10, insbesondere an deren der Deckscheibe 6 zugewandten Kanten oder Oberflächen elektrisch leitfähig ausgebildet.In an alternative embodiment, instead of a capacitance measurement, a measurement of an electrical resistance through the cover can also be measured. This can be done by the lattice structure 10 facing side of the cover disk 6th with the surface electrode 19th be trained. Furthermore are the lamellar elements 11th the lattice structure 10 , especially on the cover disk 6th facing edges or surfaces designed to be electrically conductive.

Die Gitterstruktur 10 und die Deckscheibe 6 können durch einen Spalt beabstandet voneinander angeordnet sein, so dass bei Aufliegen eines Objekts auf der Gitterstruktur 10 ein Teil der oder alle Lamellenelemente 11 mit der Flächenelektrode in Kontakt kommen und so eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Gitterstruktur 10 und der Flächenelektrode 19 schaffen, die durch die Steuereinheit ausgewertet werden kann.The lattice structure 10 and the cover disk 6th can be arranged at a distance from one another by a gap, so that when an object rests on the lattice structure 10 some or all of the lamellar elements 11th come into contact with the surface electrode and thus create an electrically conductive connection between the lattice structure 10 and the surface electrode 19th create that can be evaluated by the control unit.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: FrontscheibenanzeigeeinrichtungWindshield indicator
22: ProjektionseinrichtungProjection device
33: Abdeckungcover
44th: AnzeigebereichDisplay area
55: FrontscheibeWindshield
66th: DeckscheibeCover disk
77th: Instrumententafeldashboard
88th: OberseiteTop
99: Öffnungopening
1010: AbschirmgitterShielding grid
1111: LamellenelementLamellar element
1212th: erste Seitenflächefirst side face
1313th: zweite Seitenflächesecond side face
1414th: GitteröffnungGrid opening
1515th: AbdeckrahmenCover frame
1616: abstehender Randprotruding edge
1717th: GitterrahmenLattice frame
1818th: Vertiefungdeepening
1919th: FlächenelektrodeSurface electrode
2020th: SteuereinheitControl unit
2121: ProjektionsspiegelProjection mirror
2222nd: Projektorprojector
LL.: ProjektionsstrahlenbündelProjection beam
AA.: AnordnungsrichtungDirection of arrangement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102010032998 A1 [0002]
DE 102017206364 A1 [0005]
DE 102014214510 A1 [0006]
DE 102017219069 A1 [0006]

Claims

Front window display device (1) with a projection device (2) for projecting a projection beam for the display of an image on a display area (4) on a front window (5) of the motor vehicle; and a cover which is arranged on the projection device (2) in such a way that the cover plate (6) protects the projection device (2) from environmental influences and that the several lamellar elements (11) of the lattice structure are aligned with their height directions essentially parallel to the direction of the projection beam The cover (3) has a cover plate (6) and a shielding grille (10), the cover plate (6) having a surface electrode (19) at least on one side in order to determine the presence of an object on the cover using a measurement of an electrical variable (3) to be detected.

Windshield display device according to Claim 1 wherein the shielding grille (10) has a plurality of flat elongated lamellar elements (11) of a grid arrangement arranged perpendicularly or inclined to a surface direction of the shielding grille (10).

Cover (3) Claim 2 , wherein the lamellar elements (11) are designed to be elastically deformed upon the action of an object lying on top.

Cover (3) after one of the Claims 1 until 3 wherein the surface electrode (19) is formed with a conductive transparent layer or with line-like, electrically conductive structures extending over the surface of the cover disk (6) on an upper side and / or an underside of the cover disk (6).

Cover (3) after one of the Claims 1 until 4th wherein the measurement of the electrical quantity comprises a capacitance measurement.

Cover (3) after one of the Claims 1 until 4th , wherein the lamellar elements (11) of the lattice structure, in particular on their surface facing the cover plate (6), are electrically conductive, the measurement of the electrical variable comprising a measurement of an electrical resistance between the surface electrode (19) and the lamellar elements (11).

Front window display system with a front window display device (1) according to one of the Claims 1 until 6th and having a control unit (20) which is electrically connected to the surface electrode (19) in order to detect a change in an electrical variable with respect to the surface electrode (19) and to signal the presence or removal of an object upon detection of a change in the electrical variable .

Motor vehicle comprising: - an instrument panel (7) between a windshield (5) of the motor vehicle and a steering column; - the windshield display device (1) Claim 7 In particular, the arrangement is arranged essentially flush with the top of the instrument panel (7).

Method for operating a windshield display device (1) according to Claim 7 wherein a change in an electrical variable at the surface electrode (19) is monitored, the presence or removal of an object on the cover being signaled when a change in the electrical variable is detected.