DE112012004305T5

DE112012004305T5 - Vorrichtung zur optischen Signalisierung mit hohem Kontrast und beispielhafte Anwendungen

Info

Publication number: DE112012004305T5
Application number: DE112012004305.7T
Authority: DE
Inventors: Alan Y. Arai
Original assignee: IMRA America Inc
Current assignee: IMRA America Inc
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-07-31
Also published as: US20130093581A1; US20160207465A1; WO2013055741A1; CN103843057A; JP2014534925A; US9333900B2; JP6189307B2

Abstract

Eine Display-Vorrichtung erzeugt ein höchst sichtbares optisches Signal, wie beispielsweise ein ICON, wobei das ICON ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist. Das ICON wird an einem Beobachtungspunkt während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands sichtbar. Das ICON kann als ein Teil eines Display-Mediums gebildet sein, wie beispielsweise als ein bearbeiteter Teil eines Spiegels, der eingerichtet ist, um Bilder einer Szene durch Reflexion in einer normalen Funktion zu bilden. Die Sichtbarkeit des ICON im Beleuchtungs-AUS-Zustand von einem Beobachtungspunkt ist ausreichend niedrig, so dass die normale Funktion des Display-Mediums aufrechterhalten bleibt. Eine Verarbeitung mit einem ultrakurzen Laser oder andere Verfahren für eine Materialmodifizierung können verwendet werden, um mikroskopische Merkmale zu bilden, die einfallendes Licht verteilen, wodurch die Sichtbarkeit des optischen Signals an einem Beobachtungspunkt in einem EIN-Zustand erhöht wird, mit sehr geringer Sichtbarkeit im AUS-Zustand und einer minimalen Auswirkung auf das Bild im Display-Medium im AUS-Zustand.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen, Verfahren und Systeme zur Erzeugung und Anzeige optischer Signale mit hohem Kontrast und insbesondere visuelle Anzeigevorrichtungen für Anwendungen in Warnsystemen. Beispielsweise können die Vorrichtungen in Warnsystemen für tote Winkel oder ähnlichen Anzeigevorrichtungen in Fahrzeugen verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Warnsysteme für tote Winkel in Fahrzeugen können selektiv eine graphische Darstellung (ICON) als eine Anzeigevorrichtung einer bestimmten Betriebsbedingung anzeigen. Beispielsweise kann in einem Rückspiegel ein gut sichtbares optisches Signal erzeugt werden, um die Anwesenheit eines Fahrzeuges in einem toten Winkel oder eine andere gefährliche Bedingung anzuzeigen. Weiter werden seit mehreren Jahren Fahrtrichtungsanzeiger in Spiegeln oder in der Nähe von Spiegeln in Fahrzeugen verwendet. Bei einigen Systemen wird ein Warnsignal in der Weise erzeugt, dass das sichtbare Licht sich nicht im Rückspiegel, sondern im Inneren des Fahrzeuges, beispielsweise in der Säule oder an einem anderen Ort in allgemeiner Nähe zum Spiegel befindet.
Menschliche Faktoren und ergonomische Betrachtungen liefern eine bestimmte Motivation für die Gestaltung von Warnsystemen für tote Winkel und andere Warnsysteme. Auch können verbesserte Warnsysteme die Gesamtfahrzeugfunktionalität verbessern, die Sicherheit erhöhen und eine einfache Verwendung gewährleisten.
Fortschritte bei der Bildgebungs- und Sensortechnologie haben Entwicklungen verbesserter Warnsysteme stimuliert. Es wurden CCD-Kameras, die am Auto montiert sind, und eine bordseitige Videobildverarbeitung demonstriert. Das Sichtfeld eines Überwachungssystems für tote Winkel muss nicht auf den toten Winkel des Fahrzeugs beschränkt sein, sondern kann auch benachbarte Bereiche abdecken. Die Warnung an den Fahrer vom System kann jede beliebige Kombination von visuellen, hörbaren und/oder taktilen Signalen sein.
Bestehende Warndisplays für tote Winkel erzeugen ein gut sichtbares optisches Signal, wenn eine Gefahr erfasst wird, können jedoch auch die Sichtbarkeit der Szene im AUS-Zustand (ohne erfasste Gefahr) verschlechtern. Idealerweise sollte, wenn es sich im AUS-Zustand befindet, nur die Szene als ein reflektiertes Bild im Spiegel (z. B. ein Spiegelbild) sichtbar sein. Das ICON und andere damit assoziierte Strukturen sollten die Sichtbarkeit eines solchen Spiegelbildes nicht beeinträchtigen. Jedoch kann die Struktur eines herkömmlichen ICONs eines Warnsystems für tote Winkel eine reduzierte Reflexion, Lichtstreuung, mehrfache Reflexionen, Doppelbilder oder ähnliche optische Phänomene erzeugen. Beispielsweise können bei verschiedenen Konstruktionen das ICON und der entsprechende Anzeigevorrichtungsbereich um das ICON weniger reflektierend als der Rest des Spiegels sein.
Einige existierende Warnanzeigevorrichtungen für tote Winkel verwenden ein LED-Array, um ein ICON zu bilden, wobei das Array hinter dem Spiegel angebracht ist. Die reflektierende Beschichtung des Spiegels wird im Bereich um den ICON entfernt, um die Strahlung des optischen Signals vom LED-Array durchzuleiten. Somit wird die effektive Fläche des Spiegels reduziert und die Anzeigevorrichtungsstruktur verdeckt jedes Bild, das im oder um den ICON-Bereich sein könnte. Bei einer Verwendung in einem Rückspiegel weist die Sichtbarkeit somit im AUS-Zustand einige Beschränkungen einschließlich eines Abstrichs bei der Bildbetrachtung auf.
Zusätzlich bestehen einer oder mehrere Abstriche zwischen der Größe und der Anzahl von ICONs. Ein großes ICON kann weiter den nützlichen Sichtbereich des Spiegels reduzieren, indem effektiv ein toter Winkel in den Spiegel eingebracht wird. Somit ist der ICON-Bereich oft beschränkt. Die ICONs in den Spiegeln herkömmlicher Warnsysteme für tote Winkel sind auch relativ klein und entlang der Ränder des Spiegels angeordnet, um eine Verdeckung des Bildes irgendeines Gegenstands an der Seite des Fahrzeugs zu vermeiden. Insbesondere sind Gegenstände im toten Winkel des Fahrzeugs definitionsgemäß im Spiegel nicht sichtbar. Derartige Beschränkungen hinsichtlich der verfügbaren Orte und die kleine Größe können ICONs schwieriger erkennbar und interpretierbar machen. Darüber hinaus könnten bei einigen Implementierungen mehrere ICONs vorteilhaft sein, jedoch kann eine Formdiskriminierung durch die kleine Größe der ICONs begrenzt sein, die gewählt wurde, um den verdeckten Bereich des Spiegels zu reduzieren. ICON-Orte sind im Allgemeinen auf Bereiche des Spiegels beschränkt, von welchen nicht erwartet wird, dass sie wichtige Informationen zeigen. Jedoch ist es immer noch möglich, nützliche und wichtige Informationen in diesen verdeckten Teil des Spiegels zu projizieren.
Informationen, die Fahrzeugwarntechnologien betreffen, sind ohne weiteres von mehreren Herstellern, wie beispielsweise in der Form von Broschüren- oder Web-basierten Videos zu erhalten, beispielsweise:
www.mazdausa.com/MusaWeb/displayPage.action?pageParameter=modelsMain&vehicleCode=CX9#/videos/safety;
http://www.ford.com/technology/; http://www.muthco.com/; http://www.cadillac.com/2011-escalade-suv/exterior-photos.html#item04;
www.acura.com/Features.aspc?model=MDX&modelYear=2011&context=Exterior#blind_spot_information_system; http://www.youtube.com/watch?v=5Te-WiRohR8;
http://www.gizmag.com/go/2937/;
http://www.volvocars.com/us/sales-services/sales/Documents/Volvo-MY12-XC70-Brochure.pdf;
http://www.smartmotorist.com/motorist-news/advanced-syste-to-adjust-blind-spot-mirror.html
Das US-Patent 7,008,091 mit dem Titel „Electromagnetic radiation assembly” und die veröffentliche US-Patentanmeldung Nr. 2008/0218871 mit dem Titel „Mirror assembly” betreffen u. a. auf einem Rückspiegel basierte Warnsysteme zur Verwendung in Fahrzeugen. Automotive Engineering International, 20. September 2011, Seiten 12–17, „Advancing optical films” (adaptiert von Bastawros et al.) offenbart und vergleicht verschiedene Displaytechnologien mit einer potentiellen Verwendung in Fahrzeugdisplays einschließlich von Polycarbonatfilmen mit technisch ausgeführten Mikrolinsenoberflächenstrukturen zur Steuerung einer Beleuchtungsuniformität.
Abriss der Erfindung
Für die Zwecke einer Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung werden hierin bestimmte Aspekte, Gegenstände, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist jedoch verständlich, dass nicht notwendigerweise alle derartigen Gegenstände oder Vorteile gemäß irgendeiner bestimmten Ausführungsform erreicht werden können. Somit kann die vorliegende Erfindung in einer Weise verkörpert oder ausgeführt werden, mit der ein oder mehrere Gegenstände oder Vorteile erreicht werden, ohne dass notwendigerweise andere Gegenstände oder Vorteile erreicht werden, die hierin gelehrt oder nahegelegt sein können.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Display-Vorrichtung bereitzustellen, die ein optisches Signal mit hoher Visibilität erzeugt, wie beispielsweise in der Form eines ICON, wobei das ICON ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist. Das ICON wird an einem Beobachtungspunkt während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands sichtbar. Das ICON kann in einem Teil eines Display-Mediums, wie beispielsweise als ein bearbeiteter Teil eines Spiegels ausgebildet sein, der dazu geeignet ist, Bilder einer Szene durch Reflexion im Normalbetrieb im AUS-Zustand zu bilden. Die Visibilität des ICON im AUS-Zustand, gesehen von einem Beobachtungspunkt, der normalen Sichtbedingungen entspricht, ist ausreichend niedrig, so dass die normale Leistungsfähigkeit oder Funktion des Display-Mediums beibehalten wird.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Warnsignal für tote Winkel im Spiegel für ein Fahrzeug bereitzustellen. In einem EIN-Zustand ist ein ICON für eine Bedienperson gut sichtbar. In einem AUS-Zustand ist das ICON nahezu unsichtbar. Der normale Sichtbereich des Spiegels ist während des AUS-Zustands verfügbar und das Warnsystem für tote Winkel beeinträchtigt die Sichtbarkeit von Bildern, die im Spiegel reflektiert werden, im AUS-Zustand nicht.
Es ist ein Gegenstand der Erfindung, die verfügbare Größe und/oder Anzahl von ICONs in einem Display-Medium zu erhöhen, die individuell in den ausgewählten ICON-EIN-Zuständen gesehen werden können, während die Funktionalität des Display-Mediums aufrecht erhalten bleibt, wenn die ICONs im AUS-Zustand sind.
Ein Gegenstand der Erfindung ist es, eine Display-Vorrichtung bereitzustellen, die für andere Signalisieranwendungen als Warnanzeigevorrichtung geeignet ist und die verwendet werden kann, um ICONs in speziellen Fällen anzuzeigen und um die ICONs zu anderen Zeitpunkten im Wesentlichen unsichtbar zu machen. Darüber hinaus kann eine Display-Vorrichtung ein nicht-Spiegel-Medium aufweisen, wie beispielsweise ein transparentes oder durchscheinendes Substrat mit einem dünnen lichtundurchlässigen oder semi-lichtundurchlässigen Film.
Bei verschiedenen Implementierungen können geeignete Sensoren um ein Fahrzeug ausgebracht werden, um verschiedene Bedingungen zu überwachen und um eine visuelle oder andere Anzeigevorrichtung davon für eine Bedienperson des Fahrzeugs und/oder einen Passagier zu erzeugen. Ein sichtbares Signal, wie beispielsweise ein beleuchtetes Symbol oder ICON kann unter Verwendung eines teilweise reflektierenden Mediums angezeigt werden. Das Symbol oder ICON soll im Beleuchtungs-AUS-Zustand im Wesentlichen unsichtbar sein.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können für verschiedene Typen von Fahrerwarnungen oder Anzeigevorrichtungen in Spiegeln verwendet werden, wie beispielsweise Warnungen für tote Winkel oder Richtungswechselsignale und können in der Fahrerseite, Passagierseite, Rückspiegeln oder anderen Fahrzeugspiegeln implementiert sein oder in Medien, die sich für eine Signalüberwachung und/oder -erfassung eignen. Gut sichtbare Warn-ICONs werden dem Fahrer ohne eine wesentliche Reduzierung oder Verschlechterung des Spiegelbereichs bereitgestellt, der zur Anzeige reflektierter Bilder der Szene verwendet wird.
Zumindest eine Ausführungsform einer optischen Signalisiervorrichtung umfasst eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle, die geeignet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände zu liefern. Ein optisches Medium ist eingerichtet, um eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen und ist eingerichtet, um eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Ein Bereich des Mediums ist in der Weise eingerichtet, dass ein detektierbares optisches Signal davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle sichtbar ist. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle ungeachtet der Anordnung des Bereichs ununterscheidbar.
Zumindest eine Ausführungsform umfasst ein laserbasiertes Verfahren. Das Verfahren weist ein Bestrahlen eines Teils eines optischen Mediums mit Laserpulsen auf, um selektiv zumindest in der Tiefe einen Teil von Material aus dem Bereich des Mediums zu entfernen und zumindest ein vorbestimmtes Muster mikroskopischer Merkmale zu bilden. Die mikroskopischen Merkmale sind in der Weise angeordnet, dass bei einer Beleuchtung von einer ersten Quelle davon ein detektierbares optisches Signal sichtbar ist. Für die Zwecke der Erfindung ist „mikroskopisch” definiert als eine Größe eines Merkmals (z. B. Linienbreite) im Bereich von ungefär 0,5 μm bis ungefähr 100 μm. Das Medium ist dazu geeignet, eine von einer zweiten Quelle einfallende Beleuchtung zu empfangen. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums ohne Beleuchtung von der ersten Quelle ungeachtet der Anordnung des Bereichs ununterscheidbar.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein Modifizieren eines Bereichs eines optischen Mediums auf, um selektiv zumindest in der Tiefe einen Teil von Material aus dem Bereich des Mediums zu entfernen und um ein vorbestimmtes Muster mikroskopischer Merkmale zu erzeugen. Die Merkmale sind in einer solchen Weise angeordnet, dass ein detektierbares optisches Signal ohne Beleuchtung von einer ersten Quelle davon sichtbar ist. Das Medium ist dazu eingerichtet, Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums ungeachtet der Anordnung des Bereichs ununterscheidbar.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein optisches Signalisierverfahren auf. Das Verfahren weist ein Steuern einer ersten Beleuchtungsquelle auf, die dazu eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände zu liefern. Das Verfahren weist ein Verwenden eines optischen Mediums auf, um eine Beleuchtung von der ersten Quelle und eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Ein Bereich des Mediums ist in einer solchen Weise angeordnet, dass während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der ersten Quelle davon ein detektierbares optisches Signal sichtbar ist. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums während eines AUS-Beleuchtungszustands der ersten Quelle ungeachtet der Anordnung des Bereichs im Wesentlichen ununterschreibar.
Zumindest eine Ausführungsform weist eine optische Signalisiervorrichtung auf. Die Vorrichtung weist eine steuerbare Beleuchtungsquelle auf, die dazu geeignet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände zu liefern. Ein optisches Medium ist dazu eingerichtet, ein Bild zu liefern, wenn die Beleuchtung in einem AUS-Zustand ist. Ein Bereich des optischen Mediums ist in einer solchen Weise angeordnet, dass ein detektierbares optisches Signal davon beobachtbar ist, wenn die Beleuchtung in einem EIN-Zustand ist. Die Merkmale, die das optische Signal erzeugen, sind im Wesentlichen unsichtbar, wenn die Beleuchtung in einem AUS-Zustand ist.
Zumindest eine Ausführungsform eines Warnsystems für tote Winkel weist ein optisches Medium auf, wie beispielsweise einen Spiegel mit einer reflektierenden Oberfläche. Die reflektierende Spiegeloberfläche weist zumindest ein bearbeitetes Merkmal auf, das einen Teil einer Anzeigevorrichtung bildet. Das oder die Merkmale sind so ausgebildet, dass sie eine höchst sichtbare Signalstrahlung erzeugen, wenn sie mit einer gesteuerten Quelle beleuchtet werden, entsprechend einem EIN-Zustand. Im AUS-Zustand arbeitet die Anzeigevorrichtung im Wesentlichen als ein Teil des Spiegels und das Vorhandensein des oder der bearbeiteten Merkmale beeinträchtigt die Sichtbarkeit der im Spiegel reflektierten Merkmale nicht.
Bei einigen Ausführungsformen weist ein Spiegel eine reflektierende Beschichtung auf, die auf einem transparenten Substrat abgelagert ist. Die Merkmale können durch selektives Entfernen von Teilen der reflektierenden Beschichtung gebildet sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann die gesteuerte Strahlungsquelle beispielsweise LEDs einer sichtbaren Wellenlänge aufweisen und kann RGB-LEDs oder Diodenlaserkonfigurationen aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine gesteuerte Beleuchtungsquelle angeordnet, um Energie von der Quelle durch das transparente Substrat zu lenken, so dass sie auf den Anzeigevorrichtungsbereich und den bearbeiteten Merkmalen darin auftrifft.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Beleuchtungspegel über einen wesentlichen Teil des verfügbaren Lichtbereichs einstellbar sein und eine gesteuerte Beleuchtungsquelle kann für eine automatische Lichtsteuerung konfiguriert sein, wie beispielsweise in Reaktion auf einen Umgebungslichtpegel, um Pegel für EIN- und/oder AUS-Zustände einzustellen.
Bei einigen Ausführungsformen können die bearbeiteten Merkmale ausreichend schmal sein, um Energie von der gesteuerten Quelle in einer solchen Weise zu brechen, dass die Sichtbarkeit des Anzeigevorrichtungsbereichs in einem EIN-Zustand an einer Betrachtungsposition verstärkt ist.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein ICON irgendwo auf dem Spiegel angeordnet sein.
Bei einer Verwendung in Fahrzeugen ist ein ICON für den Fahrer unsichtbar, wenn die Warnung aus ist, wodurch eine nicht verdeckte volle Spiegelansicht für den Fahrer bereitgestellt wird.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Diffusor zwischen der gesteuerten Quelle und den bearbeiteten Merkmalen angeordnet sein, um die Gleichförmigkeit der Beleuchtung zu verbessern.
Die Abmessungen der Merkmale können im Bereich zwischen ungefähr 0,5 μm bis 100 μm liegen und die Breite kann konstant sein oder variieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann eine Abmessung eines Merkmals auf einer Auflösungsgrenze oder Detektierbarkeit eines Betrachters oder einer Bildaufnahmevorrichtung an einem vorbestimmten Beobachtungsort basieren.
Die bearbeiteten Merkmale des Anzeigevorrichtungsbereichs können in der Form von Punkten, Linien, Bögen, Kreisen oder anderen geeigneten Formen vorliegen, um ein geeignetes Betrachtungsmuster zu bilden, wenn sie in einem EIN-Zustand beleuchtet werden.
Der beschichtete Spiegel kann teilweise reflektierend oder höchst reflektierend sein.
Die reflektierende Oberfläche des Spiegels oder ein Abschnitt davon in die Tiefe kann ohne eine Erzeugung einer Schmelzung oder Oxidierung bearbeitet sein, was zu einer minimalen Markierungsbreite führt, die unter normalen Betrachtungsbedingungen nahezu unsichtbar ist. Eine Änderung der Tiefe und/oder Breite kann verwendet werden, um zusätzliche visuelle Effekte bereitzustellen, wie eine Grauskalierung und Intensitätsvariation des optischen Signals über ein ICON in einem EIN-Zustand, während das ICON im AUS-Zustand unsichtbar oder nahezu unsichtbar ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A zeigt schematisch in aufgefächerten Ansichten das Erscheinungsbild einer beispielhaften herkömmlichen Warnzeigevorrichtung für tote Winkel in EIN- und AUS-Zuständen und das entsprechende Erscheinungsbild einer Warnanzeigevorrichtung für tote Winkel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt schematisch einen Teil einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine hohe Sichtbarkeit von ICONs gewährleistet, wenn sie in einem EIN-Zustand ist und eine geringe Sichtbarkeit bearbeiteter Merkmale gewährleistet, die verwendet werden, um die ICONs zu bilden, wenn sie sich im AUS-Zustand befindet.
1C zeigt schematisch ein Beispiel von bearbeiteten Merkmalen in einem Spiegel, die ein ICON bilden, das für eine Verwendung in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
1D zeigt schematisch ein Reflektorsystem, um eine Verwendung von Lichtenergie in einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
2A–2D zeigen schematisch den Ausgang einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter normalen Sichtbedingungen. Die Display-Vorrichtung ist für eine Verwendung in Fahrzeugrückspiegeln geeignet. Mehrere ICONs einer erhöhten Größe sind selektiv im Spiegel angezeigt und beeinträchtigen die Sichtbarkeit reflektierter Bilder im AUS-Zustand nicht.
3 zeigt schematisch Teile einer Fahrzeugspiegelanordnung, die mit einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
4A zeigt schematisch das Erscheinungsbild eines älteren Rückspiegelanzeigevorrichtungsbereichs mit Beleuchtung in einem EIN- und AUS-Zustand unter normalen Betrachtungsbedingungen. Ein Teil der Spiegeloberfläche ist von dem Bereich, der das ICON enthält, entfernt.
4B zeigt das Erscheinungsbild des Spiegelbereichs in einem EIN- und AUS-Zustand bei der Verwendung einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5A zeigt schematisch ein beispielhaftes System zur Bildung bearbeiteter Merkmale auf dem Spiegel mit einem auf einem Ultrakurzpuls-Laser basierenden System zur Entfernung eines Teils einer bestehenden Spiegelbeschichtung, wobei die Merkmale so angeordnet sind, dass sie ein ICON bilden und einfallende Energie so verteilen, dass das ICON in einem EIN-Zustand gezeigt wird.
5B ist ein Grauskalenbild, das eine Laserlinie, die mit einem Femtosekundenlaser bearbeitet wurde und im Vergleich mit der Breite eines menschlichen Haars zur Skalierung zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Zum Zweck der Veranschaulichung verschiedener Ausführungsformen sollen Ausdrücke hierin als flexibel und mit gewöhnlicher Bedeutung interpretiert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Beispielsweise ist der Ausdruck „Beleuchtung” nicht auf Strahlungsenergie im sichtbaren Teil des Spektrums beschränkt und kann UV, Nahinfrarot und andere Wellenlängen aufweisen. Ein „optisches Signal” ist nicht auf sichtbare Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums begrenzt. Ähnlich sollte verstanden sein, dass „Erfassung”, „Sichtbarkeit” oder „Unsichtbarkeit”, obwohl zumindest eine Warnsystemanwendung eine Erfassung durch das menschliche Auge bei einer typischen Betrachtungsentfernung in Betracht zieht, nicht darauf beschränkt sind und solche Bedingungen mit der Verwendung von Bildaufnahmevorrichtungen, Mustererkennungsalgorithmen und dergleichen erreicht werden können, wie sie zu normalen Betrachtungsbedingungen und Anordnungen für verschiedene Anwendungen gehören.
1A zeigt schematisch aufgefächerte Ansichten einer herkömmlichen Anzeigevorrichtung für tote Winkel in einem EIN- und AUS-Zustand und zum Vergleich entsprechende Ansichten einer Anzeigevorrichtung für tote Winkel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigevorrichtung für tote Winkel kann ein ICON aufweisen, das ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist, wenn es mit einer ersten gesteuerten Beleuchtungsquelle beleuchtet ist. Die in der Nahansicht von 1A gezeigten Bereiche können einem kleinen Bruchteil eines Spiegelbereichs entsprechen. Das ICON ist aktiviert, um ein detektierbares optisches Signal zu liefern, wenn es in einem EIN-Zustand ist. Bei diesem Beispiel kann angenommen werden, dass der Spiegel über den reflektierenden Oberflächenbereich gleichförmig beleuchtet ist, einschließlich der in 1A gezeigten Bereiche ohne irgendwelche Objekte, die reflektierte Bilder bilden.
Ein beispielhaftes ICON eines früheren Systems ist im EIN- und AUS-Zustand 105-a bzw. 105-b gezeigt. Die physikalische Struktur des herkömmlichen ICON, die Teile der optischen, elektrischen und/oder mechanischen Anordnungen aufweisen kann, kann die optischen Eigenschaften des entsprechenden Teils der Spiegeloberfläche verändern, wodurch der sichtbare Hintergrund 105-b erzeugt wird. Somit kann das ICON einschließlich des damit verbundenen Hintergrundbereichs im AUS-Zustand sichtbar sein und kann jedes beliebige normale Spiegelbild vermindern oder möglicherweise den entsprechenden Bereich des Spiegels nicht nutzbar machen.
Im Gegensatz zu früheren Systemen können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine hohe Sichtbarkeit des ICON im EIN-Zustand 110-a und können eine vernachlässigbare Sichtbarkeit des ICON im AUS-Zustand 110-b gewährleisten. Die Funktionalität des Spiegels oder eines anderen optischen Mediums wird im AUS-Zustand aufrechterhalten.
Bei zumindest einer Ausführungsform einer Display-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Medium angeordnet, um eine einfallende Strahlungsenergie von einer zweiten Quelle zu empfangen und ist dazu geeignet, damit ein Bild während eines AUS-Beleuchtungszustands der ersten Quelle zu liefern. Die Strahlungsenergie kann von einer zweiten Quelle einer natürlichen oder künstlichen Beleuchtung (oder einer Kombination von beiden) stammen und eine Quelle einer Strahlungsenergie muss nicht notwendigerweise als ein Teil der Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, wie nachfolgend erläutert wird. Das optische Medium ist weiter angeordnet, um eine Beleuchtung von einer steuerbaren Beleuchtungsquelle zu empfangen. Ein Bereich des optischen Mediums ist eingerichtet, um von der steuerbaren Quelle empfangene Energie in einer solchen Weise zu verteilen, dass ein detektierbares optisches Signal davon während eines AUS-Zustands beobachtbar ist. Dieser Bereich des optischen Mediums liefert einen Teil des Bildes während des AUS-Zustands ungeachtet der Anordnung dieses Bereichs.
Die steuerbare erste Beleuchtungsquelle sorgt für eine Sichtbarkeit eines ICON, wenn die Beleuchtung in einem EIN-Zustand ist. In einem AUS-Zustand ist das ICON im Wesentlichen unsichtbar, ungeachtet des Vorhandenseins einer Beleuchtung von einer zweiten Quelle auf oder im Bereich des optischen Mediums. Die Strahlungsenergie von einer zweiten Quelle kann von einer natürlichen oder künstlichen Beleuchtungsquelle stammen, die nicht die erste Quelle ist, wobei jedoch nicht notwendigerweise Strahlung von der ersten Quelle ausgeschlossen ist. Eine Beleuchtung von der zweiten Quelle kann eine Sichtbarkeit des Mediums für eine beabsichtigte Endnutzeranwendung liefern, jedoch soll das ICON bei einer Beleuchtung von der ersten steuerbaren Quelle sichtbar sein. Beispielsweise kann in einer Anwendung für ein spiegelbasiertes Warnsystem für ein Fahrzeug die zweite Strahlungsenergiequelle Sonnenlicht oder gestreutes Umgebungslicht aufweisen und kann eine direkte Beleuchtung aufweisen oder aus Mehrfach-Reflexionen stammen. Bei einigen Anwendungen, wie beispielsweise einer Betrachtung unter Bedingungen mit geringem Licht, kann die Strahlungsenergie der zweiten Quelle von Schweinwerfern, Mondlicht, Straßenlampen oder anderen Quellen in der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs oder der ICON-Display-Vorrichtung ausgesandt werden. Bei einigen Display-Technologieanwendungen kann die zweite Strahlungsenergiequelle mit dem Display oder aus einem Umgebungslicht, das damit wechselwirkt, erzeugt sein, während das ICON unsichtbar bleibt. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird eine Bildgenauigkeit über den gesamten aktiven Bildaufnahmebereich des optischen Mediums während eines AUS-Zustands der steuerbaren ersten Quelle einschließlich des Bereichs des Mediums, von dem das optische Signal beobachtbar ist, erreicht.
1B zeigt schematisch einen Teil 150 einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung bietet eine hohe Sichtbarkeit von ICONs, wenn sie sich in einem EIN-Zustand befindet und eine geringe Sichtbarkeit der mikroskopischen Markierungen, die verwendet werden, um das ICON zu bilden, wenn sie sich in einem AUS-Zustand befindet. Das System weist eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle und einen Spiegel 152 mit einem mikroskopischen Merkmal darin auf (ein einzelnes Merkmal davon ist in 1B gezeigt). Bei einigen Ausführungsformen weist der Spiegel 152 eine reflektierende Beschichtung 155 auf, die auf einem transparenten Substrat 153 angeordnet ist; ein solches Merkmal ist in der Mitte des Spiegels 152 gezeigt. Die Merkmale können durch selektives Entfernen von Teilen der reflektierenden Beschichtung 155 gebildet werden. Bei einigen Implementierungen kann nach der Bearbeitung ein Teil in der Tiefe der reflektierenden Beschichtung 155 zurückbleiben, wie in 1B gezeigt ist. Auf diese Weise kann eine Modifizierung des transparenten Substrats 153 vermieden werden. Im Beispiel aus 1B weist der Spiegel das optische Medium auf und der Bereich mikroskopischer Markierungen soll das detektierbare optische Bild während eines EIN-Zustands einer aktiven Beleuchtung liefern. Um ein Signal anzuzeigen, beispielsweise um ein Warn-ICON zu zeigen, wird die gesteuerte Beleuchtungsquelle EIN-geschaltet und erzeugt eine aktive Beleuchtung, die durch den einfallenden Strahl 151 gezeigt wird. Die Quelle kann eine LED sein, die sichtbares Licht über einen breiten Winkel aussendet. Der einfallende Lichtstrahl 151 ist als eine ebene Welle dargestellt, aber die auf die mikroskopischen Merkmale einfallende Beleuchtung kann über einen großen Bereich von Winkeln erfolgen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Diffuser in die Anordnung einbezogen werden (nicht gezeigt), um die Beleuchtungsgleichförmigkeit zu erhöhen, und ist dabei von Vorteil zur Entfernung von Bildern der Lichtquelle (z. B. Bildern der LED). Der Diffuser kann eine Standardgrundglasplatte oder bei einigen Ausführungsformen ein Mikrolinsen-(ML)-Array aufweisen. Das Licht geht durch das mikroskopische Merkmal hindurch und die resultierende Winkelverteilung 157 der Beleuchtung bewirkt, dass das Merkmal viel größer erscheint und die Sichtbarkeit für den Beobachter 159 erhöht. Die Energie kann durch eine Beugung von Licht durch die mikroskopischen Merkmale über einen Winkelbereich verteilt werden und eine verringerte Größe von mikroskopischen Merkmalen im Verhältnis zur Wellenlänge bzw. zu den Wellenlängen der Quelle wird die Winkelverteilung weiter erhöhen. Lichtstreuung, Lichtdiffusion und andere optische Phänomene können ebenfalls ausgeschöpft werden, um die Energie für das Sehen zu verteilen. Mikroskopische Merkmale können in einem regelmäßigen Muster von Linien, einem zufälligen Muster oder in jeder beliebigen geeigneten Anordnung angeordnet sein. Licht, das nicht durch das mikroskopische Merkmal hindurchgeht, wird blockiert oder wesentlich abgeschwächt.
Bei einer bevorzugten Implementierung sind die mikroskopischen Merkmale im Wesentlichen unsichtbar, wenn die Beleuchtung im AUS-Zustand ist. Im AUS-Zustand wird eine niedrige Sichtbarkeit, zumindest teilweise durch die schmale Linienbreite und/oder eine geringe Dichte der Markierungen bewirkt, die unter der Auflösungsgrenze eines natürlichen oder künstlichen Abbildungssystems an einem Beobachtungspunkt liegen kann. Beispielsweise kann sich in einem Fahrzeugsystem ein Rückspiegel bei etwa 20 cm vom Fahrer entfernt befinden. Die mikroskopischen Merkmale sind für das nicht unterstützte Auge nicht sichtbar. Wenn jedoch der Spiegel in einem engen Bereich oder mit einer Vergrößerung überprüft wird, kann es möglich sein, mikroskopische Muster unter geeigneten Beleuchtungsbedingungen zu erkennen (z. B. wie in 1A gezeigt ist). Jedoch sind bei einer bevorzugten Implementierung und Betrieb die einzelnen Linien im ICON nicht gut aufgelöst, wenn der Fahrer/Beobachter das ICON im Spiegel im EIN-Zustand während des Fahrzeugbetriebs sieht (z. B. die Linien erscheinen miteinander vermischt) und die Augen des Fahrers sind auf das weiter entfernte reflektierte Bild im Spiegel fokussiert.
Die Sehschärfte oder andere Faktoren können für verschiedene ICON-Implementierungen und Anwendungen in Betracht gezogen werden. Beispielsweise beträgt eine Schätzung der Auflösungsgrenze des nicht unterstützten menschlichen Auges ungefähr 1,2 arc-Minuten pro Linienpaar oder ein 0,35 mm Linienpaar bei einem Betrachtungsabstand von einem Meter, gemäß http://en.Wikipedia.org/wiki/Eye. Die Erfassung von isolierten Hochkontrast-Merkmalen kleinerer Abmessung kann unter bestimmten Bedingungen erreicht werden und entspricht effektiv der Linien- oder Punkt-Verteilungsfunktion des natürlichen oder künstlichen Bildaufnahmesystems. In jedem Fall kann eine solche Information für die Implementierung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu einer Verwendung in entweder natürlichen oder künstlichen Betrachtungssystemen nützlich sein.
Zusätzlich ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine beliebige nicht erwünschte Beugung, Reflexion, Absorption oder Steuerung von Licht, die durch die Merkmale (oder eine beliebige assoziierte nahegelegene Struktur) bewirkt wird, ausreichend gering, um die Sichtbarkeit von reflektierten Bildern im Spiegel nicht zu beeinträchtigen. Somit ist, wenn die gesteuerte Quelle einer aktiven Beleuchtung im AUS-Zustand ist, das Warn-ICON nicht sichtbar. Reflektierte Bilder eine Szene können über die gesamte Oberfläche des Spiegels gesehen werden und normale Betrachtungsbedingungen werden bewahrt.
Die gesteuerte Quelle einer aktiven Beleuchtung in 1B kann eine oder mehrere LEDs aufweisen, die bei sichtbaren Wellenlängen emittieren, wie beispielsweise rot, grün, blau oder verschiedenen Kombinationen. Bei einigen Ausführungsformen können Laserdioden verwendet werden, falls eine schmale Bandbreite oder andere Lasercharakteristika gewünscht werden. Der Strahl 151 ist als ein kollimierter Strahl dargestellt, jedoch ist eine geringe Divergenz kein allgemeines Erfordernis. Die gesteuerte Beleuchtungsquelle kann jede beliebige Kombination aus einer Bulk- oder integrierten Optik (nicht gezeigt) aufweisen. Das Muster von mikroskopischen Merkmalen kann durch Laser-basierte Bearbeitung des Spiegels 152 vor einer Integration in das Endnutzersystem oder an einen geeigneten Punkt im Spiegel- oder Fahrzeugfabrikationsprozess gebildet werden. Verschiedene Verfahren zur Herstellung der mikroskopischen Merkmale werden nachfolgend erläutert.
Bei einer Beleuchtung durch die LED (oder jede beliebige andere Lichtquelle) hinter dem Spiegel 152 wird das durch die Lasermarkierungen ausgesandte Licht gebeugt. Wie oben erläutert, lässt die Beugung die Linien viel breiter erscheinen, als sie es tatsächlich sind, wodurch ihre Sichtbarkeit verbessert wird. Verschiedene Größenmarkierungen können verschiedene Beugungseffekte aufweisen, wenn die LED EIN ist und verschiedene Sichtbarkeitsebenen, wenn die LED noch AUS ist (z. B. „Sichtbarkeitskompromiss”). Im Allgemeinen erhöht die Erhöhung der Markierungsdichte die Sichtbarkeit des ICON im EIN-Zustand, kann jedoch auch die AUS-Zustand-Sichtbarkeit erhöhen.
Bei einigen Ausführungsformen ist es möglich, durch Bearbeiten von ICON-Mustern unter Verwendung paralleler Raster-abgetasteter Linien ICONs herzustellen, die klar erkennbar sind, wenn sie durch LEDs hinter dem Spiegel 152 beleuchtet werden. Die ICONs sind auch nahezu unsichtbar, wenn sie nicht beleuchtet werden, wodurch das im Spiegel reflektierte Bild nicht verdeckt wird. Eine solche Anordnung ermöglicht die Verwendung größerer ICONs, die an nahezu jedem Ort auf dem Spiegel angeordnet werden können. Mehrere ICONs können in den Spiegel gesetzt werden, da die größere Größe und die Positionierflexibilität die Markierungen einfacher unterscheidbar machen.
1C zeigt schematisch ein Beispiel bearbeiteter Merkmale in einem Spiegel (Draufsicht) im EIN-Zustand. Bei diesem Beispiel entspricht das Muster aus mikroskopischen Linien einem Spiegel, der mit Linien hergestellt wurde, die ungefähr 8 μm breit sind und voneinander um 0,5 mm beabstandet sind. Die sichtbare Linienbreite von ungefähr 0,2 mm ist beträchtlich breiter als die bearbeitete Linienbreite. Ein zweites Beispiel eines Spiegels wurde mit derselben Linienbreite hergestellt, wobei die Linien bei 0,25 mm beabstandet waren. Das ICON war etwas mehr sichtbar, wenn es beleuchtet war und war jedoch auch sichtbar, wenn es nicht beleuchtet war, wie basierend auf dem Sichtbarkeitskompromiss erwartet wurde. Optimale Linienbreiten und/oder Abstände können basierend auf den Erfordernissen der Anwendung bestimmt werden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Breite von Merkmalen im Bereich von ungefähr 0,5 μm bis 100 μm liegen und die Breite konstant sein oder variieren. Bei einigen Ausführungsformen kann der Abstand von Merkmalen im Bereich von ungefähr 0,1 mm bis 1 mm liegen.
Bei dem Beispiel aus 1C wurden ICONs aus parallelen Raster-abgetasteten Linien hergestellt. Jedoch können Muster aus kleinen Punkten oder jede beliebige andere geeignete Markierung ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Markierung ausreichend klein ist, so dass sie schwierig zu sehen ist, wenn die LED AUS ist, und dass die Markierung in der Lage ist, LED-Licht zu verteilen, das durch sie hindurch geht, wenn die LED EIN ist. Die bearbeiteten Merkmale können auch Linien, Bögen, Kreise oder andere geeignete Formen sein, um ein geeignetes Sichtmuster bei einer Beleuchtung in einem EIN-Zustand zu bilden.
1B zeigt einige bevorzugte Elemente der Display-Vorrichtung. Jedoch sollte verständlich sein, dass andere optische Komponenten verwendet werden können, wie beispielsweise Diffusoren, Dämpfer, Polarisationsfilter, Kollimatoren, Reflektoren, Fokussionselemente und dergleichen. Die optischen Komponenten können in Bulk- oder integrierter Form vorliegen. Die Anzeigevorrichtung kann Einstellungen zur Zentrierung, Winkeleinstellung der Quelle im Verhältnis zum Spiegel und dergleichen aufweisen. Solche Komponenten können verwendet werden, um das Erscheinungsbild des ICON zu verbessern, den Kontrast des ICON im Verhältnis zu seinem Hintergrund zu verstärken oder die Sichtbarkeit in EIN- oder AUS-Zuständen auf andere Weise zu steuern.
Beispielsweise zeigt 1D schematisch einen Reflektor zur Erhöhung der Lichtverwendungseffizienz. Ein Reflektor 163 um und hinter dem LED-Chip 161 kann verwendet werden, um Licht zum ICON-Muster 110-c, das anfangs nicht durch die bearbeiteten Merkmale des ICON-Musters 110-c hindurch geht, umzulenken. Da die LED-Emission 165 über einen großen Winkel im Verhältnis zu dem durch das ICON-Muster entgegengesetzten erfolgen kann, kann von der reflektierenden Schicht 155 reflektiertes und durch das Substrat 153 übertragenes Licht durch den Reflektor 163 erfasst werden und es kann zumindest ein Teil der Energie verwendet werden. Dieser Reflektor würde das restliche LED-Licht effizienter nutzen und das ICON 110-c in einem EIN-Zustand heller machen.
Ein Kontroller der Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) kann als eine alleinstehende Einheit konfiguriert sein oder in Fahrzeugcomputer/Steuerungssysteme integriert sein. Bei einigen Ausführungsformen kann ein binäres Steuerungssignal verwendet werden, um die Beleuchtung während des EIN-Zustands und AUS-Zustands zu steuern. Wie oben offenbart, kann bei einigen Ausführungsformen ein EIN-Zustand-Beleuchtungspegel über einen wesentlichen Teil des verfügbaren Lichtbereichs einstellbar sein und eine gesteuerte Beleuchtungsquelle kann für eine automatische Lichtsteuerung konfiguriert sein, wie beispielsweise in Reaktion auf den Umgebungslichtpegel. Beispielsweise kann ein Photodetektor mit der Quelle in einer geschlossenen Regelkreisanordnung gekoppelt sein.
Verschiedene Ausführungsformen können in Warnsystemen für tote Winkel und anderen Fahrzeug-Anwendungen verwendet werden. In solchen Systemen ist die reflektierende Beschichtung von Fahrzeugspiegeln typischerweise nicht 100% reflektierend, da ein geringerer Reflexionsgrad ein Blenden der Scheinwerfer von Fahrzeugen hinter dem Fahrer reduzieren kann. Beispielsweise kann das Verhältnis von Reflexion zu Transmission 80/20 oder 70/30 sein. Folglich ist es nicht notwendig, die gesamte Dicke der reflektierenden Schicht des Spiegels 152 zu entfernen, da ein beträchtlicher Anteil des Lichtes 151 von der LED immer noch die verbleibende dünne Schicht des reflektierenden Materials durchdringen kann. Auch wird eine dünne Schicht einer stark reflektierenden Beschichtung ebenfalls einen beträchtlichen Anteil von Licht übertragen. Jedoch macht eine vollständige Entfernung der reflektierenden Schicht für die Linien und/oder Markierungen, die das ICON bilden, das ICON heller. In jedem Fall ist die Reflektivität des Spiegels für diesen Prozess nicht besonders wichtig.
Standardrückspiegel besitzen häufig die reflektierende Beschichtung auf der vorderen Oberfläche des Spiegels, jedoch ist dies keine Einschränkung. Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können implementiert werden, wenn sich die reflektierende Beschichtung auf der hinteren Oberfläche des Spiegelsubstrats befindet. Eine transparente Beschichtung kann auch auf den Spiegel nach einem Bearbeiten des ICON-Musters aufgebracht werden, um zu verhindern, dass Abtragungen bei einer Verwendung in die Laser-bearbeiteten Markierungen gelangen und das ICON-Muster verschlechtern.
2A–2D zeigen schematisch unter einer normalen Sichtbedingung den Ausgang einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Display-Vorrichtung ist für eine Verwendung in einem Fahrzeugrückspiegel geeignet. Mehrere ICONs einer erhöhten Größe werden selektiv angezeigt und verschlechtern die Sichtbarkeit reflektierter Bilder nicht, wenn sie sich im AUS-Zustand befinden. Bei diesem Beispiel werden zwei relativ große ICONs als Anzeigevorrichtung verwendet und bei diesem Beispiel mit den vier möglichen binären EIN- und AUS-Zuständen veranschaulicht, mit EIN-Zuständen als Dreieck- und Pfeil-ICONs 201-a bzw. 201-b. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf einen Grauskalen- oder Farb-Betrieb mit geeigneten Modifizierungen der Quelle und des Kontrollers erweitert werden. Beispielsweise kann ein ICON mit verschiedenen Farb- und/oder EIN/AUS-Zuständen angezeigt werden, die für Gefahrenpegel oder andere Signalisierbedingungen stellvertretend sind.
3 zeigt schematisch Teile einer Fahrzeugspiegelanordnung, die mit einer Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
Nr. 1: Spiegelanordnung;
Nr. 2: Spiegelanordnung mit entferntem Spiegel und Spiegelrahmen, so dass die Spiegeleinstellungsmotoren gezeigt sind;
Nr. 3: Spiegelanordnung, wobei der Spiegel, Spiegelrahmen und die Motoren entfernt sind;
Nr. 4: zerlegte Teile in Nr. 3;
Nr. 5: Rückseite des Spiegels, des Spiegelrahmens und der Motoranordnung;
Nr. 6: vom Spiegelrahmen entfernte Motoranordnung;
Nr. 7: LED-Gehäuse mit zwei montierten LED-Modulen;
Nr. 8: LED-Gehäuse und Spiegelanordnung ohne den Spiegel;
Nr. 9: LED-Gehäuse, das in der Spiegelanordnung ohne den Spiegel montiert ist.
Somit können verschiedene Implementierungen der vorliegenden Erfindung in eine bestehende Fahrzeughardware integriert werden.
Auf ähnliche Weise existieren zahlreiche Möglichkeiten für eine Anwendung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welchen einige nachfolgend erläutert sind.
Beispielsweise können einige Implementierungen eine strukturierte Beleuchtung bereitstellen. Bei verschiedenen oben angegebenen Beispielen werden die ICONs basierend auf einem Muster gebildet, das in die reflektierende Schicht des Spiegels geschrieben ist. Eine gleichförmige Belichtungsquelle hinter dem Spiegel kann verwendet werden, um das ICON anzuzeigen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das ICON-Muster unter Verwendung eines LED-Arrays oder einer anderen konfigurierbaren Lichtquelle zu erzeugen, wie beispielsweise in herkömmlichen Spiegeldisplays oder vielleicht einer LCD.
4A zeigt schematisch unter normalen Sichtbedingungen das Erscheinungsbild eines Bereichs einer älteren Rückspiegelanzeigevorrichtung im EIN- und AUS-Zustand. Ein Teil der Rückspiegeloberfläche wird von dem Bereich um das ICON entfernt. Dieses Beispiel ist ähnlich den verschiedenen Anzeigeeinrichtungen, die bei Fahrzeugrückspiegeln, beispielsweise einer Kompassanzeigevorrichtung, verwendet werden. Wenn das ICON EIN ist (405-a), ist das dreieckig geformte Symbol auf dem modifizierten Hintergrund mit einem reduzierten Reflexionsgrad sichtbar. Wenn das ICON AUS ist (405-b), ist der Bereich des Spiegels, an dem die reflektierende Schicht entfernt wurde, klar sichtbar. Der entsprechende Bereich des Spiegels ist verloren.
Eine Ausgabe einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4B gezeigt, die das Erscheinen des Spiegelbereichs in EIN- und AUS-Zuständen 410-a bzw. 410-b zeigt.
Einige Implementierungen der vorliegenden Erfindung können inkrementierende Warnungen, die auf Farbe basieren, bereitstellen. Eine RGB LED kann als eine hinter dem Spiegel angeordnete gesteuerte Quelle verwendet werden. Die Anordnung kann verwendet werden, um das ICON mit einem Farbbereich zu beleuchten, basierend auf dem Warnpegel oder anderen variablen Daten. Ein Gefahr-ICON mit verschiedenen Farben kann mit Modifizierungen des Kontrollers und der Optik erzeugt werden. Ein beispielhaftes Szenario kann wie folgt sein:
WEISS: Blitz, um zu zeigen, dass das System betriebsbereit ist;
GELB: ein Hindernis nähert sich, jedoch besteht noch keine Gefahr;
ORANGE: das Hindernis kommt näher,
ROT: Gefahr!
Die Gestaltung des ICON kann beispielsweise der aus 1C ähnlich sein.
Einige Implementierungen können orts-spezifische Warnsignale basierend auf dem Ort des speziellen ICON im Spiegel liefern. Da die mit Femtosekunden-Lasern geschriebenen ICONs das im Spiegel reflektierte Bild nicht beeinflussen, wenn die LEDs AUS sind, können verschiedene ICONs in verschiedenen Bereichen des Spiegels angeordnet sein, die mit verschiedenen Arten von Warnungen und auch mit verschiedenen Farben assoziiert sein können.
Einige Implementierungen können große ICONs bereitstellen. Da die mit Femtosekunden-Lasern geschriebenen ICONs das im Spiegel reflektierte Bild nicht beeinflussen, wenn die LEDs AUS sind, können große ICONs verwendet werden, die einen beträchtlichen Teil des Spiegels abdecken. Jedoch, wenn die ICONs EIN sind, können die Bilder im Spiegel verdeckt sein. Die Helligkeit der Beleuchtung kann gesteuert werden, um die Sichtbarkeit des ICON unter den momentanen Umgebungsbedingungen mit der Sichtbarkeit des reflektierten Bildes im Spiegel basierend auf einem Umgebungslichtsensor auszugleichen.
Einige Implementierungen können auf Passagier-seitige Rückspiegelanordnungen des Fahrzeuges und/oder Innenrückspiegelanordnungen angewandt werden. ICONs können auch in Passagier-seitigen Rückspiegeln hergestellt werden. Abhängig von den Spiegelparametern kann der Laserbearbeitungsprozess modifiziert werden. Beispielsweise kann ein gekrümmter Spiegel eine 3D-Positionierung des Spiegels und/oder Energieeinstellungen erforderlich machen.
Einige Implementierungen können eine direkte Ersetzung von kommerziell verfügbaren Systemen (Anschlussmarkt-Systeme) gewährleisten, wobei die Überwachungsfunktion für tote Winkel mit den im Spiegel angezeigten ICONs, einer CCD-Kamera oder einem anderen an der Spiegelanordnung angebrachten Sensor und einem in der Spiegelanordnung oder daneben im Inneren des Fahrzeugs montierten Kontroller vollständig in sich geschlossen ist.
Nicht-Warn-Displays können für ICONs oder andere Arten von Displays implementiert werden, wie beispielsweise für Verbraucherelektronik und Heim- oder Industrie-Geräte, wobei es einen gewissen Gestaltungs- oder Leistungsvorteil gibt, wie beispielsweise eine Markeneinzigartigkeit, um das Display nur in bestimmten Momenten sichtbar zu machen, während es zu anderen Zeiten unsichtbar ist.
Einige Implementierungen können für Nicht-Spiegel-basierte Displays verwendet werden. Eine Femtolaserbearbeitung kann verwendet werden, um mikroskopische Markierungen in einem dünnen lichtundurchlässigen oder semi-lichtundurchlässigen Film auf einem transparenten Substrat für verschiedene Display-Anwendungen zu bilden.
Verfahren und Systeme zur Ausführung der mikroskopischen Merkmale können laserbasierte oder andere geeignete Technologien verwenden. Ein bevorzugtes laserbasiertes Verarbeitungsverfahren, das verwendet werden kann, um mikroskopische Merkmale auszubilden, verwendet die ultrakurze Lasertechnologie. Die US-Patentanmeldung Nr. 12/641,256 mit dem Titel „Laser-based material processing methods and systems” mit Anmeldetag vom 17. Dezember 2009 offenbart unter anderem die Verarbeitung von Hardwaresubstraten mit metallischen, dielektrischen und Halbleitermaterialien. Die '256-Anmeldung wird durch Bezugnahme vollumfänglich hierin einbezogen. Die US-Patentanmeldung Nr. 12/397,567 ('567) mit dem Titel „Transparent material processing with an ultrashort pulse laser”, die am 4. März 2009 eingereicht wurde, nunmehr die US-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010/0025387, wird hierin durch Bezugnahme vollumfänglich einbezogen. Die '567-Anmeldung beschreibt verschiedene Ultrakurzpuls-Laserbearbeitungsanwendungen und lehrt unter anderem die Bildung von Sub-Oberflächenmarkierungen, die bei einer gesteuerten Beleuchtung klar sichtbar gemacht werden und die bei Umgebungslicht im Wesentlichen unsichtbar sind.
5A zeigt schematisch ein beispielhaftes System zur Ausbildung von bearbeiteten Merkmalen auf einem Spiegel bei der Verwendung eines auf einem Ultrakurz-Laser basierten Systems zur Entfernung eines Teils einer bestehenden Spiegelbeschichtung, wobei die Merkmale so angeordnet sind, dass sie ein ICON bilden und einfallende Energie verteilen, um das ICON anzuzeigen.
5A zeigt einige Komponenten, die für die Verarbeitung mit ultrakurzen Laser verwendet werden: Das System weist ein Lasersystem 504 auf, das betriebstechnisch mit einem Kontroller und einem Scanning-System 506 gekoppelt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist das Lasersystem 504 konfiguriert, um Laserpulse auszugeben, die einen oder mehrere ultrakurze Pulse (USP) aufweisen. Bei einigen Implementierungen weist der USP-Laser ein Faser-basiertes Chirped Pulse Verstärkungssystem auf, das fs-Pulse mit einer Energie erzeugt, die 1 μJ bei einer Wiederholungsrate von 100 KHz oder mehr übersteigt. Solche Faser-basierten Systeme sind kommerziell von IMRA America Inc. erhältlich. Bei verschiedenen Ausführungsformen gewährleistet das USP-System eine Einstellung von bestimmten Pulsparametern über einen wesentlichen Bereich. Bei dieser Ausführungsform weist das Scanning-System 506 zwei Strahldeflektoren 508 auf, wie beispielsweise galvanometrische Scanning-Spiegel, die sich für ein zweidimensionales Scannen eignen. Bei anderen Ausführungsformen kann eine andere Anzahl und oder ein anderer Typ von Scanning-Spiegeln verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Scannen eindimensional sein. Das Scanning-System 506 kann auch eine Fokussierungsoptik 510, wie beispielsweise eine integrierte F-theta-Linse aufweisen, die dazu geeignet ist, ein im Wesentlichen flaches Sichtfeld am Zielsubstrat zu erzeugen. Ein optionales Bewegungssystem 520 kann das Substrat in drei Dimensionen positionieren und kann weiter einen oder mehrere Mechanismen zur Drehung des Substrats (z. B. Roll-, Nick- und Gier) bereitstellen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat bei einer Bewegung der Stufe verarbeitet werden. Eine optionale Dunstabsaugung 514 kann vorhanden sein, um Rückstände zu erfassen.
Ein System mit ultrakurzem Laser wurde verwendet, um mikroskopische Merkmale zu bilden, wie in 1C gezeigt ist. Der Spiegel weist eine reflektierende Spiegelbeschichtung auf, die auf einem Glassubstrat abgeschieden ist. Die mit dem Femtosekunden-Laser bearbeiteten Linien waren ungefähr 8 μm breit. Ohne eine Beleuchtung sind diese Markierungen sehr schwierig mit dem nicht unterstützten Auge zu erkennen, da sie so klein sind. Beispielsweise ist 5B ein Grauskalen-Mikroskopbild, das eine Laserlinie zeigt, die mit einen Femtosekunden-Laser bearbeitet wurde und mit der Breite eines menschlichen Haars verglichen wird. Das menschliche Haar weist einen Durchmesser von ungefähr 65 μm auf. Die folgenden Laserparameter wurden verwendet:
Laser: FCPA μJewel D-1000 (IMRA America)
Repetitionsrate: 100 kHz
Wellenlänge: 1045 m
Mittlere Leistung: 450 mW
Pulsdauer: ~500 fs
Fokussierungslinse: 20 × asphärische Linse
Ort des Brennpunkts: auf der Spiegeloberfläche
Translationsgeschwindigkeit: 50 mm/s
Ein Shutter wurde geöffnet, nachdem der Linearversteller auf eine Geschwindigkeit beschleunigte und wurde geschlossen, bevor der Linearversteller begann, sich zu verlangsamen, wobei die geöffneten und geschlossenen Verstellerpositionen durch das gewünschte ICON-Muster bestimmt wurden. Alle Linien wurden in einer Richtung geschrieben. Der Shutter war während der Rückwärtsrichtung geschlossen. Alle Linien wurden in einem einzelnen Durchgang geschrieben. Ein zweiter Durchgang wurde wahrgenommen, um die Oberfläche des Glassubstrats zu bearbeiten.
Bei verschiedenen Implementierungen können andere Fokussierungsbedingungen, Translationsgeschwindigkeiten und Laserparameter verwendet werden. Beispielsweise können Repetitionsraten von mehr als 1 MHz, andere sichtbare oder Nah-Infrarot-Wellenlängen und/oder Pulsbreiten zwischen ungefähr 100 fs bis ungefähr 10 ps verwendet werden.
Die Maskenbearbeitung könnte die Verarbeitungszeit reduzieren. Beispielhaft wird die US-Patentanmeldung Nr. 12/970,187 mit dem Titel „Laser patterning using a structured optical element and a focused beam”, die am 16. Dezember 2010 eingereicht wurde, hierin durch Bezugnahme vollumfänglich einbezogen. Die '187-Anmeldung offenbart beispielsweise ein strukturiertes optisches Element, das das Laserlicht in Bereichen, in welchen keine Laser-Bearbeitung, Modifizierung oder Belichtung auf dem Ziel gewünscht ist, blockiert, streut und beträchtlich abschwächt, während das Laserlicht in Bereiche übertragen wird, an welchen eine Laserbearbeitung, Modifizierung oder Belichtung auf dem Ziel gewünscht ist.
ICONs können mit verschiedenen optischen Materialien gebildet werden. Jedes beliebige transparente Spiegelsubstrat, wie beispielsweise Glas oder Plastik, mit einem reflektierenden Film kann verwendet werden. Mit einer Femtosekunden-Laser-Bearbeitung ist es möglich, die reflektierende Beschichtung des Spiegels mit einer minimalen Beschädigung des transparenten Substrats zu entfernen. Dadurch wird das ICON heller und schärfer, wenn es beleuchtet ist. Wenn das Substrat während des Laser-Bearbeitungsprozesses beschädigt wird, wird das Licht von der LED aufgrund der Rauigkeit der mit dem Laser beschädigten Oberfläche gestreut. Umgebungslicht wird ebenfalls von der rauen Oberfläche eher gestreut als reflektiert, wodurch das ICON sichtbarer gemacht wird, wenn die LED AUS ist. Falls ein Plastik- oder Polymersubstrat verwendet wird, kann eine Minimierung der Wärme bei der Bearbeitung der reflektierenden Beschichtung des Spiegels eine Beschädigung des Substrats verhindern und sollte in Betracht gezogen werden.
Ein Vorteil einer Femtosekunden-Laser-Bearbeitung besteht darin, dass eine minimale thermische Energie dem Material, das die Linie umgibt, zugeführt wird. Somit gibt es entweder einen minimal oder keinen geschmolzenen oder oxidierten Bereich entlang der Laser-bearbeiteten Markierung, was typischerweise bei einer Laser-Bearbeitung mit langen Pulsen der Fall wäre. Geschmolzenes oder oxidiertes Material in der reflektierenden Beschichtung des Spiegels lässt die Linien oder Markierungen breiter erscheinen, als wenn die LED AUS ist, während kein zusätzliches Licht zum Betrachter durchgelassen wird, wenn die LED EIN ist.
Obwohl eine Ultrakurz-Laser-Bearbeitung Vorteile bietet, wie beispielsweise eine kleine wärmebeeinflusste Zone und wenig Ablagerung, können andere Verfahren verwendet werden, um ICONs herzustellen, die aus mikroskopischen Linien oder anderen Markierungen gebildet sind. Solche Verfahren weisen ein Nass-Ätzen, ein mechanisches Schreiben und eine Lang-Puls-Laser-Bearbeitung auf. Ein mechanisches Schreiben kann weniger gleichmäßige Linienbreiten erzeugen, da sich die Schreibspitze mit der Zeit abnutzt. Die Kanten der Linien werden nicht so glatt sein und mikroskopische Linienbreiten können eine Herausforderung darstellen. EDM (elektrische Entladungs-Bearbeitung) ist ebenfalls möglich, obwohl die Bearbeitungsgeschwindigkeit wesentlich geringer ist als bei der Laser-Bearbeitung. Chemisches Nass-Ätzen erfordert mehr Schritte und die Verwendung von korrosiven Chemikalien, die nicht umweltfreundlich sind. Nichtsdestotrotz kann die Leistungsanforderung von Anwendungen variieren und verschiedene Alternativen können geeignet sein, basierend auf Kosten/Leistung oder ähnlichen Kriterien.
Zumindest eine Ausführungsform einer optischen Signalisiervorrichtung umfasst eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle, die dazu eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen. Ein optisches Medium wird angeordnet, um eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen und ist dazu geeignet, eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Ein Bereich des Mediums ist in einer solchen Weise eingerichtet, dass ein detektierbares optisches Signal davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle sichtbar ist. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle im Wesentlichen ununterscheidbar, ungeachtet der Anordnung des Bereichs.
Bei einigen Ausführungsformen bildet ein Bereich des Mediums ein Bild mit der Beleuchtung von der zweiten Quelle.
Bei einigen Ausführungsformen weist der Bereich des optischen Mediums mikroskopische Merkmale auf, die im Medium ausgebildet sind, und die mikroskopischen Merkmale verteilen Energie von der steuerbaren ersten Quelle über einen Betrachtungswinkel, um das detektierbare optische Signal zu bilden.
Bei einigen Ausführungsformen weist das optische Medium ein transparentes oder durchscheinendes Substrat mit einem dünnen lichtundurchlässigen oder semi-lichtdurchlässigen Film auf.
Bei einigen Ausführungsformen weist das optische Medium einen Spiegel auf, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete reflektierende Beschichtung aufweist.
Bei einigen Ausführungsformen weist das optische Medium einen Spiegel auf, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete reflektierende Beschichtung aufweist, und der Bereich mikroskopische Merkmale aufweist, die im Wesentlichen von der steuerbaren ersten Quelle in einem EIN-Zustand empfangene Energie brechen, um das optische Signal zu erzeugen, und die mikroskopischen Merkmale sind ausreichend klein, so dass sie nahezu unsichtbar sind, wenn die steuerbare erste Quelle in einem AUS-Zustand ist.
Bei einigen Ausführungsformen wird Energie über einen vollständigen Winkel von zumindest ungefähr 10° gebrochen.
Bei einigen Ausführungsformen werden die mikroskopischen Merkmale durch selektives Entfernen eines Teils der reflektierenden Beschichtung in der Tiefe gebildet.
Bei einigen Ausführungsformen weist die steuerbare erste Quelle zumindest eine LED auf.
Bei einigen Ausführungsformen weist die steuerbare erste Quelle eine RGB LED-Quelle auf.
Bei einigen Ausführungsformen emittiert die zweite Beleuchtungsquelle neutrale Beleuchtung.
Bei einigen Ausführungsformen emittiert die zweite Beleuchtungsquelle Energie von einer künstlichen Beleuchtungsquelle.
Bei einigen Ausführungsformen fällt ein Teil der Beleuchtung von der gesteuerten ersten Quelle auf den Bereich des Mediums aus ersten Richtungen ein und zumindest ein Teil der Beleuchtung von der zweiten Quelle fällt aus zweiten Richtungen ein, die die erste Richtung überlappen.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung als ein Teil eines Warnsystems eines Fahrzeugs konfiguriert und das optische Signal liegt in der Form eines ICONs vor.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein Laser-basiertes Verfahren auf. Das Verfahren weist ein Beleuchten eines Teils eines optischen Mediums mit Laserpulsen auf, um selektiv zumindest einen Teil von Material in der Tiefe aus einem Bereich des Mediums zu entfernen, und um ein vorbestimmtes Muster mikroskopischer Merkmale zu bilden. Die mikroskopischen Merkmale sind in einer solchen Weise angeordnet, dass ein detektierbares optisches Signal davon mit einer Beleuchtung von einer ersten Quelle sichtbar ist. Das Medium ist dazu eingerichtet, einfallende Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums ohne Beleuchtung von der ersten Quelle ununterscheidbar, ungeachtet der Anordnung des Bereichs.
Bei einigen Ausführungsformen weist das optische Medium ein transparentes oder durchscheinendes Substrat mit einem dünnen lichtundurchlässigen oder semi-lichtdurchlässigen Film auf.
Bei einigen Ausführungsformen weist das optische Medium einen Spiegel auf wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf anordnete reflektierende Beschichtung aufweist.
Bei einigen Ausführungsformen weist das optische Medium einen Spiegel auf, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete reflektierende Beschichtung aufweist und der Bereich mikroskopische Merkmale aufweist, die im Wesentlichen von der steuerbaren ersten Quelle empfangene Energie brechen, um das detektierbare Signal zu erzeugen, und wobei die mikroskopischen Merkmale ausreichend klein sind, um nahezu unsichtbar zu sein, wenn die erste Quelle in einem AUS-Zustand ist.
Bei einigen Ausführungsformen werden die mikroskopischen Merkmale durch selektives Entfernen in der Tiefe eines Teils der reflektierenden Beschichtung gebildet.
Bei einigen Ausführungsformen werden ultrakurze Pulse erzeugt, wobei die ultrakurzen Pulse eine Pulsbreite im Bereich von ungefähr 100 fs bis ungefähr 10 ps aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Laserpulse bei einer Repetitionsrate von zumindest ungefähr 1 KHz erzeugt.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Laserpulse bei einer Repetitionsrate von zumindest ungefähr 100 KHz erzeugt.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein Modifizieren eines Teils eines optischen Mediums auf, um selektiv in der Tiefe zumindest einen Teil von Material aus einem Bereich des Mediums zu entfernen und um ein vorbestimmtes Muster mikroskopischer Merkmale zu bilden. Die Merkmale sind in einer solchen Weise angeordnet, dass ein detektierbares optisches Signal davon bei einer Beleuchtung von einer ersten Quelle sichtbar ist. Das Medium ist dazu geeignet, eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums ohne Beleuchtung von der ersten Quelle ununterscheidbar, ungeachtet der Anordnung des Bereichs.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Verfahren ein mechanisches Schreiben oder Ätzen auf.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein optisches Signalisierverfahren auf. Das Verfahren weist ein Steuern einer ersten Beleuchtungsquelle auf, die eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen. Das Verfahren weist ein Verwenden eines optischen Mediums auf, um eine Beleuchtung von der ersten Quelle zu empfangen und um eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen. Ein Bereich des Mediums ist in einer solchen Weise eingerichtet, dass ein detektierbares optisches Signal davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der ersten Quelle sichtbar ist. Der Bereich des Mediums ist im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums während eines AUS-Beleuchtungszustands der ersten Quelle ununterscheidbar, ungeachtet der Anordnung des Bereichs.
Bei einigen Ausführungsformen liefert das optische Signalisierverfahren einen Warnhinweis für eine Verwendung während einer Bewegung.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein visuelles Warnsystem auf. Das System weist eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle auf, die dazu eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen. Ein Spiegel ist angeordnet, um eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen und ist eingerichtet, eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen, die von der ersten Quelle verschieden ist. Ein Bereich des Spiegels weist mikroskopische Merkmale auf, die Energie von der steuerbaren ersten Quelle über einen Betrachtungswinkel verteilen, um ein optisches Signal zu bilden, das während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle sichtbar ist. Das detektierbare optische Signal ist in der Form eines ICON, das ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist. Der Bereich, der die mikroskopischen Merkmale beinhaltet, erscheint im Wesentlichen als derselbe oder ist ununterscheidbar vom Rest der Spiegeloberfläche während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle, ungeachtet der Ausgestaltung des Bereichs mikroskopischer Merkmale. Somit sind die mikroskopischen Merkmale im Wesentlichen unsichtbar für einen Betrachter im AUS-Beleuchtungszustand. Dieser Bereich des Spiegels bildet einen Teil des sichtbaren Spiegelbildes mit einer Beleuchtung von der zweiten Quelle.
Zumindest eine Ausführungsform weist ein visuelles Warnsystem auf. Das System weist eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle auf, die dazu eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen. Ein Spiegel ist eingerichtet, um eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen und ist dazu geeignet, eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen, die sich von der ersten Quelle unterscheidet. Ein Bereich des Spiegels weist mikroskopische Merkmale auf, die Energie von der steuerbaren ersten Quelle über einen Betrachtungswinkel verteilen, um ein optisches Signal zu bilden, das davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle sichtbar ist. Das sichtbare optische Signal ist in der Form eines ICON, das ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist. Das ICON ist im Wesentlichen während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle unsichtbar, ungeachtet der Ausgestaltung des Bereichs mikroskopischer Merkmale und eines Vorhandenseins einer Beleuchtung von der zweiten Quelle auf oder im Bereich. Der Bereich des Spiegels bildet einen Teil eines sichtbaren Spiegelbildes mit einer Beleuchtung von der zweiten Quelle.
Eine visuelle Warnung kann eine Mehrzahl von ICONs und eine entsprechende Mehrzahl von steuerbaren Beleuchtungsquellen aufweisen. Die ICONs können zumindest zwei verschiedene Formen oder Symbole aufweisen.
Während lediglich bestimmte Ausführungsformen hierin speziell beschrieben wurden, ist verständlich, dass zahlreiche Modifizierungen daran vorgenommen werden können, ohne von der Idee und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist verständlich, dass Ausführungsformen und assoziierte Merkmale nicht als abschließend interpretiert werden sollen und dass solche Merkmale und Ausführungsformen in verschiedenen Implementierungen kombiniert werden können. Darüber hinaus werden Akronyme lediglich verwendet, um die Lesbarkeit der Beschreibung und der Ansprüche zu verbessern. Es ist zu beachten, dass diese Akronyme die Allgemeinheit der verwendeten Ausdrücke nicht verringern sollen und dass sie nicht ausgelegt werden sollen, um den Umfang der Ansprüche auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken.

Claims

Eine optische Signalisiervorrichtung, aufweisend: eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle, die dazu geeignet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen, und ein optisches Medium, das eingerichtet ist, um eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen und geeignet ist, Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen, wobei ein Bereich des Mediums in einer solchen Weise eingerichtet ist, dass ein detektierbares optisches Signal während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle davon sichtbar ist und wobei der Bereich des Mediums von anderen Teilen des Mediums während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle ununterscheidbar ist, ungeachtet der Ausgestaltung des Bereichs.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bereich des Mediums bei der Beleuchtung von der zweiten Quelle ein Bild bildet.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bereich des optischen Mediums mikroskopische Merkmale aufweist, die in dem Medium gebildet sind, und wobei die mikroskopischen Merkmale Energie von der steuerbaren ersten Quelle über einen Betrachtungswinkel verteilen, um das detektierbare optische Signal zu bilden.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Medium ein transparentes oder durchscheinendes Substrat mit einem dünnen lichtundurchlässigen oder semi-lichtundurchlässigen Film aufweist.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Medium einen Spiegel aufweist, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete, reflektierende Beschichtung aufweist.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Medium einen Spiegel aufweist, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete reflektierende Beschichtung aufweist und der Bereich mikroskopische Merkmale aufweist, die von der steuerbaren ersten Quelle in einem EIN-Zustand empfangene Energie im Wesentlichen brechen, um das optische Signal zu erzeugen und wobei die mikroskopischen Merkmale ausreichend klein sind, sodass sie nahezu unsichtbar sind, wenn die steuerbare erste Quelle im AUS-Zustand ist.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Energie über einen vollen Winkel von zumindest ungefähr 10° gebrochen wird.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mikroskopischen Merkmale durch selektives Entfernen eines Abschnitts der reflektierenden Beschichtung in der Tiefe gebildet sind.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die steuerbare erste Quelle zumindest eine LED aufweist.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die steuerbare erste Quelle eine RGB LED Quelle aufweist.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Beleuchtungsquelle natürliche Lichtstärke emittiert.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Beleuchtungsquelle Energie von einer künstlichen Beleuchtungsquelle emittiert.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Teil einer Beleuchtung von der gesteuerten ersten Quelle auf den Bereich eines Mediums aus ersten Richtungen einfallt und zumindest ein Teil einer Beleuchtung von einer zweiten Quelle aus zweiten Richtungen einfällt, die die ersten Richtungen überlappen.
Optische Signalisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung als ein Teil eines Warnsystems eines Fahrzeugs konfiguriert ist und das optische Signal in der Form eines ICON vorliegt.
Laserbasiertes Verfahren, aufweisend: Bestrahlen eines Teils eines optischen Mediums mit Laserpulsen, um selektiv zumindest einen Teil eines Materials in der Tiefe von einem Bereich des Mediums zu entfernen und um ein vorbestimmtes Muster mikroskopischer Merkmale zu bilden, die in einer solchen Weise angeordnet sind, dass ein detektierbares optisches Signal davon bei einer Beleuchtung von einer ersten Quelle sichtbar ist, wobei das Medium eingerichtet ist, die Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen und wobei der Bereich des Mediums im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums ohne Beleuchtung von der ersten Quelle ununterscheidbar ist, ungeachtet der Ausgestaltung des Bereichs.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das optische Medium ein transparentes oder durchscheinendes Substrat mit einem dünnen lichtundurchlässigen oder semi-lichtundurchlässigen Film aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das optische Medium einen Spiegel aufweist, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete reflektierende Beschichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das optische Medium einen Spiegel aufweist, wobei der Spiegel ein transparentes Substrat und eine darauf angeordnete reflektierende Beschichtung aufweist und der Bereich mikroskopische Merkmale aufweist, die im Wesentlichen von der steuerbaren ersten Quelle empfangene Energie brechen, um das detektierbare Signal zu erzeugen und wobei die mikroskopischen Merkmale ausreichend klein sind, so dass sie ohne Beleuchtung von der ersten Quelle nahezu unsichtbar sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die mikroskopischen Merkmale durch selektives Entfernen eines Abschnitts der reflektierenden Beschichtung in der Tiefe gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei ultrakurze Pulse erzeugt werden, wobei die ultrakurzen Pulse eine Pulsbreite im Bereich von ungefähr 100 fs bis etwa 10 ps aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Laserpulse mit einer Repetitionsrate von zumindest ungefähr 1 KHz erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Laserpulse mit einer Repetitionsrate von zumindest ungefähr 100 KHZ erzeugt werden.
Verfahren, aufweisend: Modifizieren eines Teils eines optischen Mediums, um selektiv zumindest einen Abschnitt von Material in der Tiefe aus einem Bereich des Mediums zu entfernen und um ein vorbestimmtes Muster mikroskopischer Merkmale zu bilden, die in einer solchen Weise angeordnet sind, dass ein detektierbares optisches Signal davon bei einer Beleuchtung von einer ersten Quelle sichtbar ist, wobei das Medium dazu geeignet ist, von einer zweiten Quelle einfallende Beleuchtung zu empfangen und wobei der Bereich des Mediums im Wesentlichen von anderen Teilen des Mediums ohne eine Beleuchtung von der ersten Quelle ununterscheidbar ist, ungeachtet der Anordnung des Bereichs.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verfahren ein mechanisches Schreiben oder Ätzen aufweist.
Optisches Signalisierverfahren, aufweisend: Steuern einer ersten Beleuchtungsquelle, die eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen; und Verwenden eines optischen Mediums, um eine Beleuchtung von der ersten Quelle zu empfangen und um eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle zu empfangen, wobei ein Bereich des Mediums in einer solchen Weise angeordnet ist, dass ein detektierbares optisches Signal davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der ersten Quelle sichtbar ist und wobei der Bereich des Mediums von anderen Teilen des Mediums während eines Beleuchtungs-AUS-Zustands der ersten Quelle im Wesentlichen ununterscheidbar ist, ungeachtet der Anordnung des Bereichs.
Optisches Signalisierverfahren nach Anspruch 25, wobei das Verfahren einen Warnhinweis zur Verwendung während einer Bewegung bereitstellt.
Visuelles Warnsystem, aufweisend: eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle, die eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen, und einen Spiegel, der eingerichtet ist, eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen, und geeignet ist, eine Beleuchtung von einer zweiten Quelle, die von der ersten Quelle verschieden ist, zu empfangen, wobei ein Bereich des Spiegels mikroskopische Merkmale aufweist, die Energie von der steuerbaren ersten Quelle über einen Betrachtungswinkel verteilen, um ein optisches Signal zu bilden, das davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle sichtbar ist, wobei das sichtbare optische Signal in der Form eines ICON vorliegt, das ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist, und wobei der Bereich des Spiegels von anderen Teilen des Spiegels während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle ununterscheidbar ist, ungeachtet der Anordnung des Bereichs mikroskopischer Merkmale, wobei der Bereich des Spiegels einen Teil eines sichtbaren Spiegelbildes bei der Beleuchtung von der zweiten Quelle bildet.
Visuelles Warnsystem, aufweisend: eine steuerbare erste Beleuchtungsquelle, die eingerichtet ist, EIN- und AUS-Beleuchtungszustände bereitzustellen; und einen Spiegel, der eingerichtet ist, um eine Beleuchtung von der steuerbaren ersten Quelle zu empfangen und der geeignet ist, Beleuchtung von einer zweiten Quelle, die von der ersten Quelle verschieden ist, zu empfangen, wobei ein Bereich des Spiegels mikroskopische Merkmale aufweist, die Energie von der steuerbaren ersten Quelle über einen Betrachtungswinkel verteilen, um ein optisches Signal zu bilden, das davon während eines Beleuchtungs-EIN-Zustands der steuerbaren ersten Quelle sichtbar ist, wobei das sichtbare optische Signal in der Form eines ICON vorliegt, das ein Symbol, eine Form oder eine andere bildähnliche Darstellung aufweist und wobei das ICON im Wesentlichen während eines AUS-Beleuchtungszustands der steuerbaren ersten Quelle unsichtbar ist, ungeachtet der Anordnung des ersten Bereichs mikroskopischer Merkmale und eines Vorhandensein einer Beleuchtung von der zweiten Quelle auf oder im Bereich und wobei der Bereich des Spiegels einen Teil eines sichtbaren Spiegelbildes bei der Beleuchtung von der zweiten Quelle bildet.
Visuelles Warnsystem nach Anspruch 28, wobei das System eine Mehrzahl von ICONs und eine entsprechende Mehrzahl steuerbarer Beleuchtungsquellen aufweist, wobei die ICONs zumindest zwei unterschiedliche Formen oder Symbole aufweisen.