WO2022008119A1 - Anordnung zur reflexionsunterdrückung bei einem frontscheiben-anzeigesystem sowie frontscheiben-anzeigesystem - Google Patents

Anordnung zur reflexionsunterdrückung bei einem frontscheiben-anzeigesystem sowie frontscheiben-anzeigesystem Download PDF

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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to windscreen display systems, in particular with head-up display devices, for motor vehicles.
  • the present invention relates to measures for suppressing interference reflections from ambient light incident on a projection device of the head-up display device.
  • Windscreen display devices such as flat-up display devices, for the visual display of information in the field of vision of a driver of a motor vehicle are known from the prior art.
  • the publication DE 102010032998 A1 describes a flat-screen display for a motor vehicle with a projection device, via which an image to be displayed is projected onto a windscreen of a motor vehicle, which acts as a combining device.
  • such windscreen display devices have the advantage that the driver does not have to take his eyes off the traffic situation in order to capture important information such as the current vehicle speed or visual instructions from a navigation system.
  • Projection device usually provided with a reflective and curved cover plate, which reflects incident ambient light in the direction of a light-absorbing surface, also called a mirror bank.
  • the reflected ambient light is reflected only to a small extent on the light-absorbing surface, so that disruptive reflections from ambient light or illumination in a display area on the windscreen can essentially be avoided.
  • this so-called geometric anti-reflection coating only represents part of the reflections that are reflected via the corner pane.
  • the geometric anti-reflection coating can only suppress part of the interfering light coming from the environment.
  • Disturbing ambient light can continue to be directed into the driver's eye area, so that he is dazzled.
  • this relates to stray light that falls through the front pane onto the cover glass, is reflected from there onto the front pane and is reflected back onto the cover pane at the front pane.
  • it is aimed directly at the driver's eye area or, in turn, via the windscreen.
  • Document DE 10 2017 215 378 B4 discloses a motor vehicle with a display device which has at least one multiple display, the display device being arranged in the field of vision of a driver of the motor vehicle in such a way that a first viewing angle range corresponds to that of a driver on the display device and a second Viewing angle range on a reflecting in the direction of the driver, mirroring portion adjacent to a disk root of the windshield.
  • Such a display device referred to herein as a window root display device, is usually arranged under a reflection area on a lower edge of a windshield of a motor vehicle.
  • a disk root display device has a self-illuminating display area via which image information can be output. This image information is reflected on the reflection area of the windscreen and can be perceived by the driver via this area.
  • an arrangement for a windshield display system for a motor vehicle is provided with a flat-up display device, the flat-up display device having a projection device for emitting a projection light beam with image information in the direction of a display area of a windshield , so that it is reflected there and can be perceived in an eye area and has a transparent cover to protect the projection device, the cover having a cover plate and an anti-reflection layer applied on one or both sides.
  • Double reflections on the cover pane can occur on the one hand if, when there is a mirror bank for geometric anti-reflection, ambient light from the cover pane falls on an area of the front pane outside the mirror bank and is reflected from there back onto the cover pane, or if the mirror bank is arranged inside the windscreen , to use the inner surface of the windshield for a windshield root display or the like, if necessary.
  • the reflection of ambient light on the inside of the cover plate has approximately the same strength as the reflection from the outside of the cover plate (approx. 4% each, i.e. a total of 8% reflectivity).
  • the brightness of the reflection can be reduced by a maximum of 49.9% with an anti-reflection layer arranged only on the outside. Bring them
  • an anti-reflection layer is applied to the inside and outside of the cover pane, the reflection can be reduced by 99.8%.
  • the cover pane is preferably also provided with an anti-reflection layer on the inside in order to ensure the best possible suppression of reflections.
  • the cover can be arranged and formed, in particular curved, such that a portion of the ambient light is reflected onto a mirror bank.
  • the antireflection layer can be applied to an upper side of the cover pane.
  • the antireflection layer can be applied to an underside of the cover pane in order to reduce reflection of ambient light incident on the projection device in the direction of the front pane.
  • a disk root display device can be provided in order to output second image information via a display device so that it is reflected in the disk root area in such a way that the reflected second image information can be perceived in the eye area, the display device containing the second image information Light of the first polarization direction emits, with an inside of the disk root area facing the disk root display device being reflective and with an absorption structure being arranged inside the disk root region.
  • the antireflection layer can comprise a multiple layer system made of materials with a low and high refractive index and/or moth-eye structures.
  • an arrangement with the above windscreen display system is provided in a dashboard of a motor vehicle and the windscreen.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional illustration through a windscreen display system for a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional illustration through a further display system for a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional representation of a windshield display system 1 with a flat-up display device 2.
  • the flat-up display device 2 comprises a projection device 21 for emitting a projection light beam P with a first piece of image information and a cover 22.
  • the projection beam P is directed onto a display area A of a windscreen 5 of a motor vehicle, so that it is reflected there into an eye area 8 (eye box) of the driver.
  • the cover 22 serves to protect the projection device 21 from external influences, in particular from contamination.
  • the cover 22 of the projection device 21 has a cover plate 25 and is preferably curved in order to focus incident ambient light and reflect it in a targeted manner.
  • the head-up display device 2 is essentially inserted into an opening in a top side 6 of an instrument panel 4 between a steering wheel and a windshield 5 of a motor vehicle in such a way that it ends essentially flush with the top side 6 or is adjacent to it.
  • the projection device 21 comprises in a known manner an optical system of one or more mirrors 23, optionally lenses (not shown) and a projector 24.
  • the first image information output by the projector 24 is projected as a light beam bundle P through the one or more mirrors 23 in the projection direction aligned and projected onto the display area A.
  • the projection light beam bundle P reflected in the display area A into the driver's eye is used to display corresponding information for the driver.
  • a mirror bank (glare trap) is arranged on one end of the cover pane 25 facing the front pane 5 .
  • the cover pane 25 is in particular curved in a concave manner, so that a large part of the incident ambient light U is reflected on a surface of the cover pane 25 .
  • the ambient light reflected in this way is directed onto the mirror bank by the curvature of the cover pane 25 .
  • the side of the mirror bank facing the cover pane 25 is designed to be light-absorbing, in particular matt black, so that the ambient light incident there is only reflected again to a small extent. This achieves reliable suppression of disruptive reflections from ambient light.
  • a lamellar grid can also be arranged above the cover pane 25, which has light-absorbing lamellae in order to ensure the geometric anti-reflection coating.
  • the lamellar grid represents a geometric anti-reflection coating, in which incident ambient light is absorbed by a Reflection into the eye area 8 is prevented, additional measures are necessary to prevent multiple reflected ambient light from being reflected into the eye area 8 .
  • a possible beam path of such incident ambient light is illustrated by the ambient light beam U′ shown in FIG. 1 as an example.
  • the cover pane 25 is provided with an antireflection layer 26 on one or both sides.
  • An antireflection layer on an upper side of the cover pane 25 has the effect that ambient light incident on the cover pane 25 and which would not be reflected onto the mirror bank but back onto the inside of the front pane 5 is absorbed, attenuated or weakened. Ambient light reflected in this way cannot, or only to a very small extent, reach the area 8 of the driver's eyes due to multiple reflections between cover pane 25 and front pane 5 .
  • Providing an antireflection layer on an inner side of the cover pane 25, i.e. the side facing the projection device, allows improved suppression of reflections of the ambient light.
  • the reflection of ambient light on the inside of the cover plate has approximately the same strength as the reflection on the outside of the cover plate (approx. 4% each, i.e. a total of 8% reflectivity).
  • the brightness of the reflection can be reduced by a maximum of 49.9% with an anti-reflection layer arranged only on the outside.
  • the antireflection layer is applied to the inside and the outside of the cover pane 25, the reflection can be reduced by 99.8%.
  • an anti-reflection coating of the cover pane preferably on both sides, represents an additional measure to avoid disruptive multiple reflections of ambient light in the driver's eye area.
  • Possible antireflection layers can include multiple layer systems made of low and high refractive index materials and/or moth-eye structures. Moth's eye structures convert the jump in density from air to cover plate material into a flat gradient, thereby reducing reflection.
  • Both variants can be broadband (flat spectrum at least in the 430-630 nm range) and cover a wide angle of incidence (less than 20% change in reflection (relative to 0° angle of incidence) in the angle of incidence +/- 35°
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional illustration through a windscreen display system 1 with a head-up display device 2 and a window root display device 3.
  • the reference symbols that relate to the same elements have been retained.
  • the head-up display device 2 comprises the projection device 21 and the cover 22, the projection beam P being directed onto a first display area A1 of a windscreen 5 of a motor vehicle, so that it is reflected there into the driver's eye area 8 (eyebox). .
  • the second display area A2 also referred to herein as the window root area, is arranged between the lower edge of the front window 5 and the first display area A1.
  • the second display area A2 can, for example, directly adjoin the lower edge of the windscreen 5 .
  • the display areas A1 and A2 can adjoin one another or have a distance to one another.
  • the second display area A2 can be designed with an absorption area, in particular in the form of a black print area, in order to prevent transmission of light and to display a second display device 3 on a disk root To reflect image information so that the reflected image can be perceived by the driver, to which the projection light beam of the head-up display device 2 is directed.
  • the disk root display device 3 can comprise a simple, self-illuminating display device 31, in particular in the form of a backlit LCD display or an OLED display device, which is arranged and aligned with the second display area A2 so that the second image information displayed there from can be perceived by the driver in the eye area 8.
  • the driver can thus perceive both the second image information of the window root display device 3 and the first image information of the head-up display device 2 simultaneously via the second or first display area A2, A1.
  • the display areas A1, A2 are preferably arranged one above the other in the vertical direction. However, these can also be arranged laterally offset from one another as an alternative or in addition.
  • the top panel 25 of the cover 22 of the projection device 21 can be curved and arranged such that incident ambient light is reflected into the second display area, i.e. the panel root area.
  • the pane root area should therefore serve as a mirror bank for the ambient light incident on the cover. Since the second display area A2, particularly if it is designed with an absorption structure or a black print area, is highly light-reflecting without further measures, this could lead to the driver being dazzled by renewed reflection of the ambient light reflected on the cover.
  • the second display area and the mirror bank area overlap.
  • the second display area since the second display area must be reflective in order to implement the disk root display, it cannot be used directly as a mirror bank. Therefore, an absorption structure 27, in particular a black print area, in the Be provided inside the windscreen 5 in the area of the second display area A2, so that the second display area can be used both as a mirror bank and as a reflection area for the disk root display.
  • the cover pane 25 is provided with an antireflection layer 26 on one or both sides.
  • An antireflection layer 26 on an upper side of the cover pane 25 causes ambient light incident on the cover pane 25, which is reflected into the second display area due to its curvature, to be absorbed, attenuated or weakened. Multiple reflections over the second display area are also suppressed in an improved manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Frontscheibenanzeigesystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Head-up-Display-Einrichtung, wobei die Head-up-Display-Einrichtung eine Projektionseinrichtung zum Aussenden eines Projektionslichtstrahlenbündels mit einer ersten Bildinformation in Richtung eines Anzeigebereichs einer Frontscheibe, so dass diese dort reflektiert und in einem Augenbereich wahrnehmbar ist, und eine transparente Abdeckung zum Schutz der Projektionseinrichtung aufweist, wobei die Abdeckung eine Deckscheibe und eine einseitig oder beidseitig aufgebrachte Antireflexionsschicht aufweist.

Description

Beschreibung
Anordnung zur Reflexionsunterdrückunq bei einem Frontscheiben- Anzeigesystem sowie Frontscheiben-Anzeigesystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Frontscheibenanzeigesysteme, insbesondere mit Head- up-Display-Einrichtungen, für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Maßnahmen zur Unterdrückung von Störreflexionen durch auf eine Projektionseinrichtung der Head-up-Display-Einrichtung einfallendes Umgebungslicht.
Stand der Technik
Frontscheibenanzeigeeinrichtungen, wie Flead-up-Display-Einrichtungen, zur visuellen Anzeige von Informationen im Blickfeld eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 102010032998 A1 ein Flead-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. Bei bekannten Head-up-Display-Einrichtungen werden Maßnahmen vorgesehen, um zu vermeiden, dass Umgebungslicht, das in eine Projektionseinrichtung der Head-up-Display-Einrichtung fällt, auf die Frontscheibe des Kraftfahrzeugs reflektiert wird, von dort in Richtung des Fahrers reflektiert wird und diesen dadurch blendet und/oder die Darstellung der anzuzeigenden Information beeinträchtigt. Daher ist die
Projektionseinrichtung in der Regel mit einer reflektierenden und gekrümmten Abdeckscheibe versehen, 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.
Diese sogenannte geometrische Entspiegelung stellt jedoch nur einen Teil der Reflexionen dar, die über die Eckscheibe reflektiert werden. In der Regel kann die geometrische Entspiegelung nur einen Teil des aus der Umgebung einfallenden Störlichts unterdrücken. Durch doppelte Reflexion an der
Deckscheibe kann weiterhin störendes Umgebungslicht in den Augenbereich des Fahrers gelenkt werden, so dass dieser dadurch geblendet wird. Insbesondere betrifft dies Störlicht, das durch die Frontscheibe auf das Deckglas einfällt, von dort auf die Frontscheibe reflektiert wird und an der Frontscheibe zurück auf die Deckscheibe reflektiert wird. Hier wird es direkt oder wiederum über die Frontscheibe in den Augenbereich des Fahrers gerichtet.
Aus der Druckschrift DE 10 2017 215 378 B4 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung bekannt, die wenigstens ein Mehrfachdisplay aufweist, wobei die Anzeigevorrichtung derart im Sichtfeld eines Fahrers des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, dass ein erster Blickwinkelbereich dem eines Fahrers auf die Anzeigevorrichtung entspricht und ein zweiter Blickwinkelbereich auf einen in Richtung des Fahrers spiegelnd ausgebildeten, einer Scheibenwurzel der Windschutzscheibe benachbarten Spiegelungsabschnitt gerichtet ist.
Eine solche hierin Scheibenwurzel-Display-Einrichtung genannte Anzeigevorrichtung ist in der Regel unter einem Spiegelungsbereich an einer unteren Kante einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Eine Scheibenwurzel-Display-Einrichtung weist eine selbstleuchtende Anzeigefläche auf, über die eine Bildinformation ausgegeben werden kann. Diese Bildinformation wird an dem Spiegelungsbereich der Frontscheibe reflektiert und ist über diesen von dem Fahrer wahrnehmbar.
Bei einer Kombination einer herkömmlichen Flead-up-Display-Einrichtung mit einer Scheibenwurzel-Display-Einrichtung kann dies dazu führen, dass die Spiegelbank zumindest teilweise die Sicht auf den Spiegelungsbereich der Scheibenwurzel-Display-Einrichtung blockiert. Aufgrund des eingeschränkten Bauraums in dem Armaturenbrett kann jedoch eine Projektionseinrichtung der Frontscheiben-Anzeigevorrichtung nicht in beliebiger Weise abgesenkt werden, so dass sich entweder die Deckscheibe der Frontscheiben-Anzeigevorrichtung oder die Spiegelbank im Strahlengang zur Wahrnehmung der Scheibenwurzel- Display-Einrichtung befindet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anordnung zur Reflexionsunterdrückung bei einem Frontscheiben-Anzeigesystem zur Verfügung zu stellen, das auch in Mehrfachreflexionen von Umgebungslicht, das nicht durch die Spiegelbank absorbiert werden kann, unterdrückt. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einem Anzeigesystem mit einer Flead-up-Display-Einrichtung und einer Scheibenwurzel-Display- Einrichtung die Reflexionsunterdrückung zu beeinträchtigen. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch die Anordnung zur Reflexionsunterdrückung bei einem Frontscheiben-Anzeigesystem gemäß Anspruch 1 sowie durch das Frontscheiben-Anzeigesystem gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt ist eine Anordnung für ein Frontscheiben-Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Flead-up-Display-Einrichtung vorgesehen, wobei die Flead-up-Display-Einrichtung eine Projektionseinrichtung zum Aussenden eines Projektionslichtstrahlenbündels mit einer Bildinformation in Richtung eines Anzeigebereichs einer Frontscheibe aufweist, so dass diese dort reflektiert und in einem Augenbereich wahrnehmbar ist und eine transparente Abdeckung zum Schutz der Projektionseinrichtung aufweist, wobei die Abdeckung eine Deckscheibe und eine einseitig oder beidseitig aufgebrachte Antireflexionsschicht aufweist.
Dies ermöglicht eine verbesserte Unterdrückung von Reflexionen des Umgebungslichts, insbesondere durch doppelte Reflexionen an der Deckscheibe. Doppelte Reflexionen an der Deckscheibe können einerseits entstehen, wenn bei Vorhandensein einer Spiegelbank zur geometrischen Entspiegelung Umgebungslicht von der Deckscheibe auf einen Bereich der Frontscheibe außerhalb der Spiegelbank fällt und von dort wieder auf die Deckscheibe reflektiert wird, oder wenn die Spiegelbank im Inneren der Frontscheibe angeordnet ist, um die Innenfläche der Frontscheibe gegebenenfalls für ein Scheibenwurzel-Display oder dergleichen zu verwenden.
Die Reflexion von Umgebungslicht an der Deckscheibeninnenseite hat ohne Antireflexionsschicht in etwa die gleiche Stärke wie die Reflexion von der Deckscheibenaußenseite (ca. jeweils 4%, insgesamt also 8% Reflektivität). Somit kann durch eine nur außenseitig angeordnete Antireflexionsschicht die Helligkeit des Reflexes um maximal 49.9% reduzieren. Bringt man die Antireflexionsschicht aber auf die Innenseite und die Außenseite der Deckscheibe auf, so kann die Reflexion um 99.8% reduziert werden. Aus diesem Grund ist die Deckscheibe vorzugsweise auch innenseitig mit einer Antireflexionsschicht versehen, um eine bestmögliche Reflexionsunterdrückung zu gewährleisten.
Weiterhin kann die Abdeckung so angeordnet und, insbesondere gekrümmt, ausgebildet sein, wobei ein Anteil des Umgebungslichts auf eine Spiegelbank reflektiert wird.
Insbesondere kann die Antireflexionsschicht auf einer Oberseite der Deckscheibe aufgebracht sein.
Alternativ kann die Antireflexionsschicht auf einer Unterseite der Deckscheibe aufgebracht sein, um eine Reflexion von in die Projektionseinrichtung einfallendes Umgebungslicht in Richtung der Frontscheibe zu verringern.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Scheibenwurzel-Display-Einrichtung vorgesehen sein, um über eine Anzeigeeinrichtung eine zweite Bildinformation auszugeben, so dass diese in dem Scheibenwurzelbereich so reflektiert wird, dass die reflektierte zweite Bildinformation in dem Augenbereich wahrnehmbar ist, wobei die Anzeigeeinrichtung die zweite Bildinformation mit Licht der ersten Polarisationsrichtung ausgibt, wobei eine der Scheibenwurzel-Display- Einrichtung zugewandte Innenseite des Scheibenwurzelbereichs reflektierend ausgebildet ist und wobei eine Absorptionsstruktur in Inneren des Scheibenwurzelbereichs angeordnet ist.
Weiterhin kann die Antireflexionsschicht ein Mehrfach-Schichtsystem aus niedrig und hochbrechenden Materialien und/oder Mottenaugenstrukturen umfassen. Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Anordnung mit dem obigen Frontscheibenanzeigesystem in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs und der Frontscheibe vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein Frontscheiben-Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug; und
Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein weiteres Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug.
Beschreibung von Ausführungsformen
Figur 1 zeigt schematisch eine Querschnittsdarstellung durch ein Frontscheiben-Anzeigesystem 1 mit einer Flead-up-Display-Einrichtung 2. Die Flead-up-Display-Einrichtung 2 umfasst eine Projektionseinrichtung 21 zum Aussenden eines Projektionslichtstrahlenbündels P mit einer ersten Bildinformation und eine Abdeckung 22. Das Projektionsstrahlenbündel P ist auf einen Anzeigebereich A einer Frontscheibe 5 eines Kraftfahrzeugs gerichtet, so dass dieses dort in einen Augenbereich 8 (Eyebox) des Fahrers reflektiert wird.
Die Abdeckung 22 dient dem Schutz der Projektionseinrichtung 21 vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Verschmutzung. Die Abdeckung 22 der Projektionseinrichtung 21 weist eine Deckscheibe 25 auf und ist vorzugsweise gekrümmt, um einfallendes Umgebungslicht zu bündeln und zielgerichtet zu reflektieren. Die Head-up-Display-Einrichtung 2 ist im Wesentlichen in eine Öffnung einer Oberseite 6 einer Instrumententafel 4 zwischen einem Lenkrad und einer Frontscheibe 5 eines Kraftfahrzeugs so eingesetzt, dass diese im Wesentlichen bündig mit der Oberseite 6 abschließt bzw. an diese angrenzt.
Die Projektionseinrichtung 21 umfasst in bekannterWeise ein optisches System aus einem oder mehreren Spiegeln 23, gegebenenfalls Linsen (nicht gezeigt) und einen Projektor 24. Die von dem Projektor 24 ausgegebene erste Bildinformation wird als Projektionslichtstrahlenbündel P durch den einen oder die mehreren Spiegel 23 in die Projektionsrichtung ausgerichtet und auf den Anzeigebereich A projiziert. Das in dem Anzeigebereich A ins Auge des Fahrers reflektierte Projektionslichtstrahlenbündel P dient zur Darstellung einer entsprechenden Information für den Fahrer.
Zum Realisieren einer geometrischen Entspiegelung ist an einem der Frontscheibe 5 zugewandten Ende der Deckscheibe 25 eine Spiegelbank (Glaretrap) angeordnet. Die Deckscheibe 25 ist insbesondere konkav gekrümmt, so dass ein Großteil des einfallenden Umgebungslichts U an einer Oberfläche der Deckscheibe 25 reflektiert wird. Das so reflektierte Umgebungslicht ist durch die Krümmung der Deckscheibe 25 auf die Spiegelbank gerichtet. Die der Deckscheibe 25 zugewandte Seite der Spiegelbank ist lichtabsorbierend, insbesondere mattschwarz, ausgebildet so dass das dort auftreffende Umgebungslicht nur in geringem Maße erneut reflektiert wird. Dadurch wird eine zuverlässige Unterdrückung von störenden Reflektionen von Umgebungslicht erreicht.
Anstelle der einheitlichen Spiegelbank kann auch ein Lamellengitter oberhalb der Deckscheibe 25 angeordnet sein, das lichtabsorbierende Lamellen aufweist, um die geometrische Entspiegelung zu gewährleisten.
Während das Vorsehen der Spiegelbank bzw. in einer alternativen Ausführungsform des Lamellengitters eine geometrische Entspiegelung darstellt, bei der einfallendes Umgebungslicht durch Absorption an einer Reflexion in den Augenbereich 8 gehindert wird, sind zusätzliche Maßnahmen notwendig, um mehrfach reflektiertes Umgebungslicht von einer Reflexion in den Augenbereich 8 abzuhalten. Ein möglicher Strahlengang von derartig einfallendem Umgebungslicht, ist durch den beispielhaft gezeigten Umgebungslichtstrahl U‘ in Figur 1 dargestellt.
Daher wird zusätzlich vorgesehen, die Deckscheibe 25 ein- oder beidseitig mit einer Antireflexionsschicht 26 zu versehen. Eine Antireflexionsschicht auf einer Oberseite der Deckscheibe 25 bewirkt, dass auf die Deckscheibe 25 einfallendes Umgebungslicht, dass nicht auf die Spiegelbank sondern zurück an die Innenseite der Frontscheibe 5 reflektiert würde, absorbiert, gedämpft oder abgeschwächt wird. Somit kann so reflektiertes Umgebungslicht nicht oder nur in sehr geringem Maße durch mehrfache Reflexionen zwischen Deckscheibe 25 und Frontscheibe 5 in den Augenbereich 8 des Fahrers gelangen.
Ein Vorsehen einer Antireflexionsschicht auf einer Innenseite der Deckscheibe 25, d.h. der der Projektionseinrichtung zugewandten Seite, ermöglicht eine verbesserte Unterdrückung von Reflexionen des Umgebungslichts.
Die Reflexion von Umgebungslicht an der Deckscheibeninnenseite hat ohne Antireflexionsschicht in etwa die gleiche Stärke wie die Reflexion an der Deckscheibenaußenseite (ca. jeweils 4%, insgesamt also 8% Reflektivität). Somit kann durch eine nur außenseitig angeordnete Antireflexionsschicht die Helligkeit des Reflexes um maximal 49.9% reduzieren. Bringt man die Antireflexionsschicht aber auf die Innenseite und die Außenseite der Deckscheibe 25 auf, so kann die Reflexion um 99.8% reduziert werden.
Auf diese Weise stellt neben der geometrischen Entspiegelung eine Entspiegelung der Deckscheibe vorzugsweise beidseitig eine zusätzliche Maßnahme dar, störende Mehrfach-Reflexionen von Umgebungslicht in den Augenbereich des Fahrers zu vermeiden. Mögliche Antireflexionsschichten können Mehrfach-Schichtsysteme aus niedrig und hochbrechenden Materialien und/oder Mottenaugenstrukturen umfassen. Mottenaugenstrukturen wandeln den Dichtesprung von Luft zu Deckscheibenmaterial in einen flachen Gradienten um und reduzieren damit die Reflexion.
Beide Varianten können breitbandig sein (flaches Spektrum mindestens im Bereich 430-630 nm) und einen weiten Einfallswinkelwinkel abdecken ( unter 20% Veränderung der Reflexion (relativ zu 0° Einfallswinkel) im Einfallswinkelbereich von +/- 35°
Figur 2 zeigt schematisch eine Querschnittsdarstellung durch ein Frontscheiben-Anzeigesystem 1 mit einer Head-up-Display-Einrichtung 2 und einer Scheibenwurzel-Display-Einrichtung 3. Die Bezugszeichen, die gleiche Elemente betreffen, wurden beibehalten.
Die Head-up-Display-Einrichtung 2 umfasst die Projektionseinrichtung 21 und die Abdeckung 22, wobei das Projektionsstrahlenbündel P auf einen ersten Anzeigebereich A1 einer Frontscheibe 5 eines Kraftfahrzeugs gerichtet ist, so dass dieses dort in den Augenbereich 8 (Eyebox) des Fahrers reflektiert wird.
Unterhalb des ersten Anzeigebereichs A1 ist ein zweiter Anzeigebereich A2. Der zweite Anzeigebereich A2, hierin auch Scheibenwurzelbereich genannt, ist zwischen dem unteren Rand der Frontscheibe 5 und dem ersten Anzeigebereich A1 angeordnet. Der zweite Anzeigebereich A2 kann sich beispielsweise unmittelbar an den unteren Rand der Frontscheibe 5 anschließen. Die Anzeigebereiche A1 und A2 können aneinander angrenzen oder einen Abstand zueinander aufweisen.
Insbesondere kann der zweite Anzeigebereich A2 mit einem Absorptionsbereich, insbesondere in Form eines Schwarzdruckbereichs ausgebildet sein, um eine Transmission von Licht zu unterbinden und um eine auf einer Scheibenwurzel-Display-Einrichtung 3 angezeigte zweite Bildinformation so zu reflektieren, dass die reflektierte Abbildung von dem Fahrer wahrgenommen werden kann, auf den auch das Projektionslichtstrahlenbündel der Head-up-Display-Einrichtung 2 gerichtet ist.
Die Scheibenwurzel-Display-Einrichtung 3 kann eine einfache selbstleuchtende Anzeigeeinrichtung 31, insbesondere in Form eines LCD-Anzeige mit Backlight oder einer OLED-Anzeigeeinrichtung, umfassen, die so zu dem zweiten Anzeigebereich A2 angeordnet und ausgerichtet ist, damit das dort angezeigte zweite Bildinformation von dem Fahrer in dem Augenbereich 8 wahrgenommen werden kann.
Somit kann der Fahrer sowohl die zweite Bildinformation der Scheibenwurzel- Display-Einrichtung 3 als auch die erste Bildinformation der Head-up-Display- Einrichtung 2 gleichzeitig über den zweiten bzw. ersten Anzeigebereich A2, A1 wahrnehmen. Vorzugsweise sind die Anzeigebereiche A1, A2 in vertikaler Richtung übereinander angeordnet. Jedoch können diese auch alternativ oder zusätzlich lateral versetzt zueinander angeordnet sein.
Die Deckscheibe 25 der Abdeckung 22 der Projektionseinrichtung 21 kann so gekrümmt und angeordnet sein, so dass einfallendes Umgebungslicht in den zweiten Anzeigebereich, d.h. den Scheibenwurzelbereich, reflektiert wird. Der Scheibenwurzelbereich soll daher als Spiegelbank für auf die Abdeckung einfallendes Umgebungslicht dienen. Da der zweite Anzeigebereich A2, insbesondere wenn dieser mit einer Absorptionstruktur oder einem Schwarzdruckbereich ausgebildet ist, ohne weitere Maßnahmen stark lichtreflektierend ist, könnte dies dazu führen, dass der Fahrer durch erneute Reflexion des an der Abdeckung reflektierten Umgebungslichts geblendet wird.
Bei der dargestellten Anordnung überdecken sich der zweite Anzeigebereich und der Spiegelbankbereich. Da der zweite Anzeigebereich jedoch zur Realisierung des Scheibenwurzel-Displays reflektierend ausgebildet sein muss, kann dieser nicht unmittelbar als Spiegelbank verwendet werden. Daher kann eine Absorptionsstruktur 27, insbesondere ein Schwarzdruckbereich, im Inneren der Frontscheibe 5 im Bereich des zweiten Anzeigebereichs A2 vorgesehen sein, so dass der zweite Anzeigebereich sowohl als Spiegelbank als auch als Reflexionsbereich für das Scheibenwurzel-Display verwendet werden kann.
Je nach Einfallswinkel von direkt einfallendem Umgebungslicht oder an der Deckscheibe reflektierten Umgebungslicht an dem zweiten Anzeigebereich kann es aufgrund der reflektierenden Oberfläche zu Mehrfach-Reflexionen von Umgebungslicht kommen, die in den Augenbereich des Fahrers gelangen können.
Daher wird zusätzlich vorgesehen, die Deckscheibe 25 ein- oder beidseitig mit einer Antireflexionsschicht 26 zu versehen. Eine Antireflexionsschicht 26 auf einer Oberseite der Deckscheibe 25 bewirkt, dass auf die Deckscheibe 25 einfallendes Umgebungslicht, dass aufgrund dessen Krümmung in den zweiten Anzeigebereich reflektiert wird, absorbiert, gedämpft oder abgeschwächt wird. Auch werden Mehrfachreflexionen über den zweiten Anzeigebereich in verbesserter Weise unterdrückt.
Bezugszeichenliste
1 Frontscheiben-Anzeigesystem
2 Head-up-Display-Einrichtung
21 Projektionseinrichtung
22 Abdeckung
23 Spiegel
24 Projektor
25 Deckscheibe
26 Antireflexionsschicht
27 Absorptionsstruktur
3 Scheibenwurzel-Display-Einrichtung
31 Anzeigeeinrichtung
4 Instrumententafel
5 Frontscheibe
6 Oberseite der Instrumententafel
8 Augenbereich
6 Oberseite der Instrumententafel
9 zweiter Polarisationsfilter
10 vorstehende Strukturen
A1 erster Anzeigebereich
A2 zweiter Anzeigebereich
P Projektionsstrahlenbündel

Claims

Ansprüche
1. Frontscheibenanzeigesystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Head-up- Display-Einrichtung (2), wobei die Head-up-Display-Einrichtung (2) eine Projektionseinrichtung (21) zum Aussenden eines Projektionslichtstrahlenbündels (P) mit einer ersten Bildinformation in Richtung eines Anzeigebereichs (A1) einer Frontscheibe (5), so dass diese dort reflektiert und in einem Augenbereich wahrnehmbar ist, und eine transparente Abdeckung (22) zum Schutz der Projektionseinrichtung
(21) aufweist, wobei die Abdeckung (22) eine Deckscheibe (25) und eine einseitig oder beidseitig aufgebrachte Antireflexionsschicht (26) aufweist.
2. Frontscheibenanzeigesystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung
(22) so angeordnet und, insbesondere gekrümmt, ausgebildet ist, wobei ein Anteil des Umgebungslichts auf eine Spiegelbank reflektiert wird.
3. Frontscheibenanzeigesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antireflexionsschicht (26) auf einer Oberseite der Deckscheibe (25) aufgebracht ist.
4. Frontscheibenanzeigesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antireflexionsschicht (26) auf einer Unterseite der Deckscheibe (25) aufgebracht ist.
5. Frontscheibenanzeigesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Scheibenwurzel-Display-Einrichtung (3) vorgesehen ist, um über eine Anzeigeeinrichtung (31) eine zweite Bildinformation auszugeben, so dass diese in dem Scheibenwurzelbereich (A2) so reflektiert wird, dass die reflektierte zweite Bildinformation in dem Augenbereich (8) wahrnehmbar ist, wobei die Anzeigeeinrichtung (31) die zweite Bildinformation mit Licht der ersten Polarisationsrichtung ausgibt, wobei eine der Scheibenwurzel-Display-Einrichtung (3) zugewandte Innenseite des Scheibenwurzelbereichs reflektierend ausgebildet ist und wobei eine Absorptionsstruktur in Inneren des Scheibenwurzelbereichs angeordnet ist.
6. Frontscheibenanzeigesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Antireflexionsschicht (26) Mehrfach-Schichtsysteme aus niedrig und hochbrechenden Materialien und/oder Mottenaugenstrukturen umfassen.
7. Anordnung mit einem Frontscheibenanzeigesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs und der Frontscheibe (5).
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