DE2450704B1

DE2450704B1 - Anordnung zum einspiegeln von ausserhalb der normalen blickrichtung liegenden optischen informationen in das sichtfeld einer windschutzscheibe

Info

Publication number: DE2450704B1
Application number: DE2450704A
Authority: DE
Inventors: Franz Kraemling
Original assignee: Vereinigte Glaswerke 5100 Aachen GmbH; Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1974-10-25
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1975-12-04

Description

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß nur die an reinen Glasoberflächen unter dem Brewsterschen Winkel reflektierenden Lichtstrahlen polarisiert sind und daß die Polarisation an mit Metall-, Metalloxid-oder Halbleiterschichten belegten Glasoberflächen nicht auftritt. Wenn also der Einfallswinkel in der Größenordnung des Brewsterschen Winkels liegt, so daß wenigstens der Hauptanteil des an den Glasflächen reflektierten Lichtes linear polarisiert ist, lassen sich diese Doppelbilder aus polarisiertem Licht durch ein Polarisationsfilter ausschalten, während dieses Polarisationsfilter auf das Primärbild aus nichtpolarisiertem Licht praktisch keinen Einfluß hat.
Der Brewstersche Winkel beträgt bei Glasoberflächen 56". Befriedigende Ergebnisse im Sinne der Erfindung lassen sich jedoch auch dann noch erzielen, wenn der Einfallswinkel den Brewsterschen Winkel mehr oder weniger unter- bzw. überschreitet. Denn auch beim Unter- bzw. Überschreiten des Brewsterschen Winkels ist in einem relativ weiten Winkelbereich der Hauptanteil des reflektierten Lichtes noch polarisiert, so daß die eventuell noch verbleibenden Doppelbilder nicht mehr stören.
Für die teilreflektierende Schicht lassen sich die meisten der für diesen Zweck bekannten Stoffe verwenden. Gute Ergebnisse werden beispielsweise mit Oxidschichten, wie beispielsweise Wismutoxidschichten, oder mit Zinksulfidschichten erzielt. Selbstverständlich ist die Dicke der teilreflektierenden Schicht so zu wählen, daß der geforderte Transmissionsgrad nicht unterschritten wird.
Die Erfindung läßt sich sowohl bei monolithischen Windschutzscheiben als auch bei mehrschichtigen Windschutzscheiben, sogenannten Verbundglasscheiben anwenden. Bei monolithischen Windschutzscheiben wird die teilreflektierende Schicht auf der dem Fahrgastraum zugewandten Oberfläche aufgebracht.
Bei Verbundglasscheiben kann sie statt dessen auch innerhalb der Verbundglasscheibe, d. h. beispielsweise zwischen der Klebefolie und einer Glasscheibe, vorgesehen sein.
Das Polarisationsfilter kann an einer beliebigen Stelle innerhalb des Strahlenganges angeordnet sein. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird es jedoch bevorzugt zwischen der Instrumentenskala und der Windschutzscheibe angeordnet, weil auf diese Weise die Durchsicht durch die Windschutzscheibe nicht beeinträchtigt wird. Dabei kann als Polarisationsfilter eine Polarisationsfolie oder jeder andere für diesen Zweck geeignete Polarisator Verwendung finden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, es zeigt F i g. 1 eine Windschutzscheibe aus Einscheibensicherheitsglas mit den Merkmalen der Erfindung und Fig.2 eine Windschutzscheibe aus Verbundsicherheitsglas mit den Merkmalen der Erfindung.
Die Windschutzscheibe 1 aus Einscheibensicherheitsglas ist mit Hilfe der umlaufenden Gummidichtung 2 in der Karosserie 3 des Fahrzeuges befestigt. Ihr Neigungswinkel e zur Senkrechten beträgt etwa 55".
Unterhalb der Windschutzscheibe befindet sich das Armaturenbrett 4, in dem die beleuchtete Skala 5 des Tachometers angeordnet ist, die nicht nur direkt, sondern auch durch Spiegelung in der Windschutzschei- be 1 sichtbar ist. Zur Erzeugung des Spiegelbildes ist auf der Innenseite der Windschutzscheibe 1 auf dem hierfür in Frage kommenden Feld die teilreflektierende Schicht 6 aufgebracht. Die Schicht 6 kann eine dünne Metallschicht, Metalloxidschicht oder eine Halbleiterschicht sein; vorteilhafterweise besteht sie aus Wismutoxid oder Zinksulfid.
Die Tachometerskala 5 ist innerhalb des Armaturenbrettes so angeordnet, daß die Lichtstrahlen L mit der Normalen N einen Winkel von etwa 60° bilden, d. h.
einen Winkel, der nahe dem Brewsterschen Winkel liegt. Oberhalb der Tachometerskala 5 ist eine Polarisationsfolie 7 angeordnet.
Im Gegensatz zu der nicht beschichteten Glasoberfläche tritt an der teilreflektierenden Schicht 6 keine Beeinflussung des Polarisationszustandes der reflektierten Lichtstrahlen R ein. Die an der Außenseite der Windschutzscheibe reflektierten Lichtstrahlen D, die die unerwünschten Doppelbilder ergeben, sind dagegen linear polarisiert. Durch entsprechende Einstellung des Polarisationsfilters 7 werden diese Lichtstrahlen D ausgelöscht, so daß das Auge 8 des Fahrers keine Doppelbilder sieht.
In dem in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung grundsätzlich dieselbe wie in dem beschriebenen Beispiel, mit der Ausnahme, daß an Stelle einer Einscheibensicherheitsglasscheibe eine mehrschichtige Verbundglasscheibe als Windschutzscheibe dient. Die Verbundglasscheibe besteht aus zwei Silikatglasscheiben 10, 11, die durch die thermoplastische Zwischenschicht 12 miteinander verbunden sind.
Die thermoplastische Zwischenschicht 12 ist auf dem in Frage kommenden Feld mit der teilreflektierenden Schicht 13 versehen.
In diesem Fall werden die Lichtstrahlen außer an der teilreflektierenden Schicht 13 an den beiden freien Glasoberflächen der Silkatglasscheibe 10 und 11 reflektiert, so daß zwei störende Doppelbilder D' und D" auftreten. Der Polarisationszustand dieser beiden reflektierten Doppelbilder D' und D" ist jedoch gleich.
Infolgedessen können beide Doppelbilder D' und D" mit Hilfe der Polarisationsfolie 7 ausgelöscht werden.
Dagegen bleibt das Reflexionsbild R, abgesehen von der unvermeidlichen Absorption durch die Folie, von der Polarisationsfolie unbeeinflußt, da an der teilreflektierenden Schicht 13 eine Polarisation nicht eintritt.
Die Erfindung läßt sich nicht nur bei Windschutzscheiben für Fahrzeuge verwenden, sondern kann auch in anderen Fällen angewendet werden, in denen optische Informationen in durchsichtige Glasscheiben eingespiegelt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zum Einspiegeln von außerhalb der normalen Blickrichtung liegenden optischen Informationen in das Sichtfeld einer durchsichtigen Scheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, wodurch dem Fahrer die gleichzeitige Beobachtung der Szene vor dem Fahrzeug und der sich in der Windschutzscheibe spiegelnden Information (z. B.

eine Instrumentenskala) ermöglicht wird, mit einer im Sichtfeld auf einer Oberfläche oder im Innern der Windschutzscheibe angeordneten teilreflektierenden Schicht, dadurch g e k e n n z e i c h n e t. daß die Neigung der Windschutzscheibe (10, 11, 12) und die Lage des zu beobachtenden Informationsgebers (Instrumentenskala 5) so gewählt sind, daß der Einfallswinkel (o') der von der Instrumentenskala (5) kommenden Lichtstrahlen (L) in der Größenordnung des Brewsterschen Winkels liegt, und daß im Strahlengang des zu beobachtenden Bildes ein Polarisationsfilter (7) angeordnet ist, das die an den reinen Glasoberflächen reflektierenden polarisierten Lichtstrahlen (D;D' D")auslöscht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Instrumentenskala kommenden Lichtstrahlen (L) mit der Normalen (N) einen Winkel von etwa 56 + 10° bilden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die teilreflektierende Schicht (6; 13) aus Wismutoxid oder Zinksulfid besteht.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die teilreflektierende Schicht (6; 13) in Material und Dicke so abgestimmt ist, daß die Transmission der Windschutzscheibe in diesem Bereich bei senkrechter Einstrahlung im sichtbaren Spektralbereich etwa 80% beträgt.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die teilreflektierende Schicht (6) auf der dem Fahrgastraum zugewandten Oberfläche der Windschutzscheibe sitzt.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windschutzscheibe eine mehrschichtige Verbundglasscheibe ist, wobei die teilreflektierende Schicht (13) zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht (12) und einer der Silikatglasscheiben (10, 11) angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationsfilter (7) oberhalb der Instrumentenskala (5) angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Einspiegeln von außerhalb der normalen Blickrichtung liegenden optischen Informationen in das Sichtfeld einer durchsichtigen Scheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, wodurch dem Fahrer die gleichzeitige Beobachtung der Szene vor dem Fahrzeug und der sich in der Windschutzscheibe spiegelnden Information, z. B.

einer Instrumentenskala, ermöglicht wird, mit einer im Sichtfeld auf einer Oberfläche oder im Innern der Windschutzscheibe angeordneten teilreflektierenden Schicht.

Durch eine Anordnung dieser Art ist es möglich, beispielsweise das Spiegelbild der Tachometerskala, die sich unterhalb der geneigten Windschutzscheibe befindet, ohne Änderung der Augenposition in der Windschutzscheibe zu beobachten. Selbstverständlich muß die Windschutzscheibe auch an dieser Stelle noch eine so hohe Transmission aufweisen, daß die Durchsicht nicht behindert ist und daß die jeweiligen Vorschriften über den Transmissionsgrad erfüllt sind.

Solche teilreflektierenden Schichten können auf der zum Fahrgastraum weisenden Oberfläche der Windschutzscheibe angeordnet sein. Es ist auch bekannt, bei einer Mehrschichtenglasscheibe in einer der Schichten eine Ausnehmung vorzusehen und in dieser Ausnehmung eine teildurchlässig verspiegelte lichtdurchlässige Platte einzusetzen (DT-OS 22 63 479).

Die Instrumentenskala wird aber nicht nur an der teilreflektierenden Schicht, sondern auch an den anderen Grenzflächen Glas - Luft bzw. Glas-Kunststoffschicht reflektiert. Diese unerwünschten Reflexionen führen zu Doppelbildern, die die Beobachtung stören. Sie fallen deswegen besonders ins Gewicht, weil aus den obengenannten Gründen das reflektierte Primärbild verhältnismäßig lichtschwach ist.

Bei einer ähnlichen Anordnung ist es bereits bekannt, die andere Oberfläche einer auf einer Seite mit einem teilreflektierenden Überzug versehenen Glasscheibe mit einem reflexmindernden Überzug zu versehen (DT-AS 1944211), um so die störenden Doppelbilder auszuschalten. Die Aufbringung solcher zusätzlicher Entspiegelungsschichten stellt jedoch eine nicht unwesentliche Verteuerung für eine Windschutzscheibe dar.

Nachteilig ist ferner, daß solche Entspiegelungsschichten unter Umständen eine schlechte Haftfestigkeit auf dem Glas aufweisen. Schließlich wären sie, wenn man sie bei Windschutzscheiben vorsehen würde, der Außenatmosphäre und dem mechanischen Angriff durch den Scheibenwischer frei ausgesetzt, so daß sich schon aus disem Grunde die Anwendung solcher reflexmindernder Schichten bei Windschutzscheiben verbietet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, mit der auf einfache und sichere Weise die störenden Doppelbilder beseitigt werden, ohne daß hierfür zusätzliche Schichten auf die Windschutzscheibe aufgebracht werden.

Die Erfindung besteht darin, daß die Neigung der Windschutzscheibe und die Lage des zu beobachtenden Informationsgebers (Instrumentenskala) so gewählt sind, daß der Einfallswinkel der von der Instrumentenskala kommenden Lichtstrahlen in der Größenordnung des Brewsterschen Winkels liegt, und daß im Strahlengang des zu beobachtenden Bildes ein Polarisationsfilter angeordnet ist, das die an den reinen Glasoberflächen reflektierenden polarisierten Lichtstrahlen auslöscht.