DE3347271C2 - Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen - Google Patents

Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number
DE3347271C2
DE3347271C2 DE19833347271 DE3347271A DE3347271C2 DE 3347271 C2 DE3347271 C2 DE 3347271C2 DE 19833347271 DE19833347271 DE 19833347271 DE 3347271 A DE3347271 A DE 3347271A DE 3347271 C2 DE3347271 C2 DE 3347271C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
driver
observation
windshield
light
field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19833347271
Other languages
English (en)
Other versions
DE3347271A1 (de
Inventor
Siegfried Dipl.-Ing. Dr. 7301 Deizisau Reiniger
Albert Dr. 7300 Esslingen Wiesmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
Priority to DE19833347271 priority Critical patent/DE3347271C2/de
Publication of DE3347271A1 publication Critical patent/DE3347271A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3347271C2 publication Critical patent/DE3347271C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00Indicating measured values
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G02B2027/012Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

Bei einer optischen Einrichtung an Kraftfahrzeugen zur Einspiegelung bildhaft dargestellter Meß- oder Warnsignale in das Gesichtsfeld des Fahrers ist an der Frontscheibe ein als dielektrische Mehrfachschichtanordnung ausgebildeter teildurchlässiger Spiegel vorgesehen, an dem das vom Beobachtungsobjekt, einem in der Instrumentenverkleidung untergebrachten Mustergenerator, ausgehende Licht unter dem Brewster-Winkel αp reflektiert wird. In Ausbreitungsrichtung des Beobachtungslichtstromes gesehen ist zwischen dem teildurchlässigen Spiegel und dem Beobachtungslicht ein Zirkularpolarisator angeordnet, der einen spiegelseitigen Linearpolarisator und eine objektseitige λ/4-Platte umfaßt. Der Zirkularpolarisator ist insgesamt so orientiert, daß sein linear polarisierter Ausgangslichtstrom senkrecht zur Einfallsebene des Beobachtungslichtstromes polarisiert ist. Das in das Gesichtsfeld des Fahrers eingespiegelte Bild des jeweiligen Signalmusters ist sehr kontrastreich, da der Reflexionsgrad des Nutzlichtes an dem teildurchlässigen Spiegel sehr hoch ist und durch den Zirkularpolarisator eine störende Wirkung im Beobachtungsraum auftretender Lichtreflexe unterdrückt wird.

Description

!: tungslichtstromes polarisiert ist, und der innerhalb 35 Um eine flache, d. h. in vertikaler Richtung geringe W des Gehäuses (22) angeordnete Umlenkspiegel (19) Bauhöhe des Gehäuses zu ermöglichen, kann der vom : derart orientiert ist, daß die Reflexion des Beobach- Beobachtungsobjekt ausgehende Lichtstrom mittels ei-I:·.; tungslichtstromes an dem reflektierenden Bereich nes etwa parallel zur Frontscheibe verlaufenden Um-5: (2O der Windschutzscheibe im Mittel unter dem Ienkspiegels zur Austrittsöffnung hin umgelenkt sein, Brewster-Winkel (<xp) erfolgt, und daß der reflektie- 40 wobei durch die Einstellung der Neigung dieses Um- : rende Bereich (21) der Windschutzscheibe, innerhalb Ienkspiegels auch die höhenmäßige Anordnung des für dessen der Beobachtungslichtstrom auf die Wind- die Reflexion ausgenutzten Bereiches der Windschutzschutzscheibe auftrifft, mit einer an sich bekannten scheibe in einer für den Fahrer günstigen Weise vorgedielektrischen Mehrfach-Schichtanordnung (21' bis geben werden kann.
: 21V) versehen ist, deren Teilschichten (21' bis 21 v) 45 Der wesentliche' Nachteil der bekannten optischen
; alternierend einen höheren und einen niedrigeren Einrichtung besteht darin, daß von außen in den Raum
Brechungsindex aufweisen. in dem die Anzeigeelemente untergebracht sind, aus den
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- verschiedensten Richtungen einfallendes Licht zu stö-
■r zeichnet, daß der Umlenkspiegel (19), an dem die renden Reflexen führt, die ebenfalls in das Gesichtsfeld
1 Umlenkung des Beobachtungslichtstromes (24, 26, 50 des Beobachters eingespiegelt werden und gleichsam
!.· 27, 24') zum reflektierenden Bereich (21) der Wind- einen störenden Untergrund bilden, von dem sich insbe-
L schutzscheibe hin erfolgt, mindestens in Richtung sondere bei Tage, die von den Anzeigeelementen ent-
I der optischen Achse (16) des Abbildungssystems (17) worfenen Bilder nur wenig abheben, mit der Folge, daß
;·. hin- und herverschiebbar angeordnet und um eine die jeweiligen Anzeigesignale nur schwer erkannt wer-
j:; senkrecht zur Einfallsebene verlaufende Achse (36) 55 den können. Zwar könnte diesem Nachteil dadurch ent-
! schwenkbar ist. gegengewirkt werden, daß die Beobachtungsobjekte als
ί 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, sehr hell strahlende Elemente ausgebildet sind oder hell
;. dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Um- beleuchtet werden; es müßte dann aber eine auf die
lenkspiegel (19) und dem Beobachtungsobjekt (13) Umgebungshelligkeit ansprechende Regelungseinrich-
angeordnete Abbildungssystem als ein als Lupe eo tung vorgesehen werden, die bei Dunkelheit die Hellig-
; wirkendes optisches System (17) ausgebildet ist, das keil der Anzeigen reduziert, um eine Blendung des Fah-
I eine virtuelle Objektvergrößerung zwischen 4 :1 rers durch die selbstleuchtenden oder hell beleuchteten
und 8 : 1, vorzugsweise von ca. 5 :1 vermittelt. Anzeigen zu vermeiden. Der dafür erforderliche techni-
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- sehe Aufwand wäre erheblich.
zeichnet, daß die öffnungsweite der durch die Linse 65 Eine Erhöhung des Reflexionsvermögens des reflek-
(17) markierten Gesichtsfeldblende etwa dem Achs- tierenden Bereiches der Windschutzscheibe, z. B. durch
abstand der Augen des Fahrers entspricht. Bedampfen mit einer teildurchlässigen Metallschicht
oder durch Aufbringung einer dieelektrischen Mehr-
fachschicht, wie ζ. B. in der CH-PS 5 47 720 vorgeschlagen, würde im Rahmen einer Einrichtung, wie durch die DE-OS 16 23 783 bekannt, keine Verbesserung erbringen, da mit einer Anhebung des Reflexionsvermögens für das von den Beobachtungsobjekter. ausgehende Nutzlicht auch das Reflexionsvermögen für die störende Sireustrahlung mit angehoben würde und sich daher am Helligkeitsverhältnis Nutzlicht-/Streastrahlung nichts ändern würde.
Eine Verbesserung könnte allenfalls dadurch erzielt werden, daß, wie durch die AT-PS 3 63 784 vorgeschlagen, in dem für die Reflexion ausgenutzten Flächenbereich eine frequenzselektive Spiegelschicht aufgebracht wäre, wodurch der Anteil in das Gesichtsfeld des Fahrers reflektierten Streulichtes auf den selektiv reflektierten spektralen Bereich leduziert werden könnte. Voraussetzung hierfür aber wäre, daß das spektrale Emissionsvermögen der Signaldarstellungen bzw. zu deren Beleuchtung vorgesehener Lichtquellen genau auf den spektralen Reflexionsbereich des .selektiven Spiegels abgestimmt ist; als Lichtquellen für die Signal· darsieüungeii kämen dann allenfalls Leuchidioden iTiii eng begrenztem spektralem Emissionsvermögen in Betracht, deren Leuchtkraft in der Regel jedoch nicht ausreichend ist, um das bei hellem Tageslicht auch in einem begrenzten Spektralbereich noch auftretende Streulicht zu überstrahlen. Es kommt hinzu, daß bei Verwendung eines frequenzselektiven Spiegels an der Frontscheibe die Darstellbarkeit von Anzeigesignalen im wesentlichen auf eine einzige Farbe beschränkt wäre und daher auf ein vielfach zur Informationsdarstellung ausgenutztes Mittel — die verschiedenfarbige Darstellung von Signalen unterschiedlichen Informationsgehaltes — verzichtet werden müßte.
Weiter bekannte Einrichtungen zur Darstellung von Anzeigesignalen, bei denen die Anzeigeelemente selbst in im übrigen durchsichtige Bereiche der Frontscheibe eines Fahrzeuges integriert sind, wobei die Anzeigeelemente als elektrisch ansteuerbare Flüssig-Kristall-Elemente ausgebildet sein können, die durch die DE-AS
22 42 316 bekannt oder als in die Windschutzscheibe integrierte Anzeigeinstrumente ausgebildet sein können, wie in der US-PS 33 17 908 beschrieben, haben den prinzipiellen Nachteil, daß zur Erfassung der Anzeigen eine Akkommodation der Augen des Fahrers auf die Frontscheibe, d. h. einen Nahbereich erforderlich ist, um die Anzeigen zuverlässig erkennen zu können. Dasselbe gilt sinngemäß auch dann, wenn, wie durch die DE-OS
23 47 852 bekannt, als reflektierende Schicht auf die Frontscheibe eine phototrope oder photochrome Schicht aufgebracht ist, die bei Beleuchtung ihr Reflexionsvermögen oder ihre Farbe ändert, da auch in diesem Falle durch die Frontscheibenfläche die Bildfläche bestimmt ist, auf deren Entfernung die Augen des Fahrers akkommodieren müssen. Es kommt hinzu daß auch bei den aus der DE-AS 22 42 316, der US-PS 33 17 906 und der DE-OS 23 47 852 bekannten Einrichtungen zur Signaldarstellung erhebliche Streulichtprobleme auftreten, die einerseits daraus resultieren können, daß die Anzeigeelemente beleuchtet werden müssen, wie im Falle der Einrichtungen gemäß der DE-AS 22 42 316 und der US-PS 33 17 906 oder daß, wie im Falle einer Einrichtung gemäß der DE-OS 23 47 852 die phototrope oder photochrome Schicht durch aus der Umgebung zugestrahltes Streulicht zum »Ansprechen« gebracht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der, unbeschadet der Möglichkeit, die Anzeigesignale in einer für den Fahrer günstigen Bildweite und mit günstigem Abbildungsmaßstab darstellen zu können, der störende Einfluß von außen in den Beobachtungsraum gelangenden Streulichtes auf die Wahrnehmbarkeit der Signaldarstellungen weitestgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst
Ein hiernach als Austrittsfenster des Gehäuses, in dem die Anzeigeelemente untergebracht sind, vorgesehener Zirkularpolarisator, der einen frontscheibenseitig angeordneten Linearpolarisator und objektseitig eine /2/4-Platte umfaßt, hat, schon für sich allein gesehen die Wirkung, daß in den die Anzeigeelemente enthaltenden Raum gelangendes, normalerweise störendes Streulicht, au£ diesem Raum nicht wieder heraustreten kann, wodurch störende Reflexe im Gesichtsfeld des Fahrers, die den Bildkontrast und damit die deutliche Wahrnehmbarkeit der Anzeigesignale beeinträchtigen könnten, vermieden werden. Dieser Zirkularpolarisator bzw. sein Linearpölarisäior ist so eingestellt bzw. orientiert, daß das zur Frontscheibe hin aus dem Beobachtungsraum austretende Licht senkrecht zur Einfallsebene des reflektierenden Bereiches der Frontscheibe, d. h. senkrecht zu derjenigen Ebene, die durch die Einfallsrichtung und die Reflexionsrichtung des an der Frontscheibe reflektierten Lichtstromes markiert ist, polarisiert ist. In Kombination hiermit ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, daß die Reflexion des Beobachtungslichtstromes an der Mehrfach-Schichtanordnung unter dem für diese charakteristischen Brewster-Winkel erfolgt, unter dem deren Reflexionsvermögen für die vom Zirkularpolarisator durchgelassene Polarisationskomponente seinen maximalen Wert hat, wobei das Reflexionsvermögen der Mehrfach-Schichtanordnung mit zunehmender Abweichung des Polarisationszustandes von dem durch den Zirkularpolarisator selektierten Polarisationszustand drastisch abnimmt. Hierdurch wird eine weitere — polarisationsempfindliche — Unterdrückung von Streulicht und damit eine zusätzliche Erhöhung des Bildkontrastes der Signaldarstellungen erzielt, der auch dann, wenn als Anzeigeelemente relativ schwach leuchtende Leuchtdioden üblicher Lichtleistung verwendet werden, noch hinreichend hoch ist, damit die Signaldarstellungen vom Fahrer deutlich wahrgenommen und hinsichtlich ihres Bedeutungsinhaltes zutreffend interpretiert werden können. Die Helligkeit der Anzeigeelemente kann so niedrig gewählt werden, daß auf eine ansonsten für den Nachtbetrieb des Fahrzeuges erforderliche Helligkeitsregelung verzichtet werden kann. Da die Unterdrückung von störendem Streulicht nicht wellenlängenabhängig, sondern polarisationsabhängig erfolgt, ist die erfindungsgemäße Einrichtung für Signaldarstellungen in allen gängigen Farben gleichermaßen geeignet.
In der durch die Merkmale nach Anspruch 2 umrissenen Gestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann diese unter Einhaltung der funktionell günstigsten Reflexionsbedingungen sowohl an unterschiedliche Fahrzeugtypen als auch an einem vom Fahrer bevorzugte Beobachtungsposition auf einfache Weise angepaßt werden.
Durch die Merkmale nach Anspruch 3 wird erreicht, daß der Fahrer die Anzeigeelemente in einer Entfernung sieht, an die seine Augen durch die Beobachtung des Verkehrs schon akkommodiert sind, wodurch die Zeitspanne, innerhalb derer der Fahrer die Anzeigesi-
gnale erkennen und bedeutungsgerecht interpretieren kann, minimiert wird.
Durch die Merkmale nach Anspruch 4 wird gewährleistet, daß der Fahrer ein räumliches Bild des Signalmusters sieht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Einrichtung zur Einspiegelung von Informationssignalen in das Gesichtsfeld des Fahrers eines Kraftfahrzeuges, in schematischer, vereinfachter Darstellung im Schnitt längs der Einfallsebene der Einrichtung, und
Fig.2 Einzelheiten des Schichtaufbaues eines im Rahmen der Einrichtung gemäß Fig.! vorgesehenen teildurchlässigen Spiegels.
Die in F i g. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Einrichtung 10 an einem lediglich durch seine frontseitige Windschutzscheibe 11 und einen Teil der Instrumentenverkleidung 12 repräsentierten, im übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeug, dient zur Einspiegelung optischer Informationssignale in das Gesichtsfeld des Fahrers, derart, daß dieser die Signale in seiner für die Beobachtung des rollenden Verkehrs geeigneten Normalposition, d. h. ohne z. B. den Blick senken zu müssen, wahrnehmen kann. Ein dem Fahrer mittels der Einrichtung 10 anzeigbares Informationssignal kann z. B. das Aufleuchten einer Leuchtdiode sein, durch das dem Fahrer angezeigt werden soll, daß der mittels eines am Fahrzeug vorhandenen Abstandswarngerätes erfaßte Abstand zu einem vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeug einen kritischen Wert unterschritten hat; in Verbindung damit kann dem Fahrer z. B. mittels einer Flüssigkristallanzeige der genannte Abstandswert angezeigt werden. Es können auch beliebige andere Größen, die für den Betriebszustand des Fahrzeuges und/oder die Verkehrssitutation charakteristisch sind, mittels der Einrichtung 10 dargestellt und dem Fahrer angezeigt werden.
Zum Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß die Anzeigesignale mittels eines Mustergenerators 13 erzeugt werden, der eine Anzahl von Anzeigeelementen 14 umfaßt, die in einer rechtwinklig zur optischen Achse 16 eines schernatisch durch eine Konvexlinse 17 angedeuteten optischen Abbildungssystems verlaufenden Ebene 18 in zweidimensionaler Gruppierung angeordnet sind.
Der Mustergenerator 13, die Konvexlinse 17 und ein Umlenkspiegel 19, der den vom Mustergenerator 13 ausgehenden Beobachtungs-Lichtstrom auf einen an der Innenseite der Windschutzscheibe 11 angeordneten teildurchlässigen Spiegel 21 umlenkt, sind in einem in der Instrumentenverkleidung 12 des Fahrzeuges untergebrachten Gehäuse 22 installiert, das mit einem Austrittsfenster 23 versehen ist, durch das der Beobachtungs-Lichtstrom zum teildurchlässigen Spiegel 21 der Windschutzscheibe 11 hin austreten kann. Der Beobachtungs-Lichtstrom ist in F i g. 1 durch den Zentralstrah! 24 und die divergierenden Randstrahlen 26 und 27 eines Lichtbündels repräsentiert, das von einem zentralen Bildpunkt 28 der mittels des Mustergenerators 13 erzeugbaren Bildinformation ausgeht
Die Anordnung der optischen Achse 16 des Abbildungssystems 17 und die Anordnung und Orientierung des Umlenkspiegels 19 bezüglich des an der Frontscheibe 11 innenseitig angeordneten teildurchlässigen Spiegels 21 sind so getroffen, daß der Winkel Xp, unter dem der Zentralstrahl 24 des den Beobachtungs-Lichtstrom repräsentierenden Lichtbündels 24, 26, 27 an dem teildurchlässigen Spiegel 21 der Frontscheibe 11 reflektiert wird, dem durch den Aufbau dieses teildurchlässigen Spiegels 21 bedingten Brewster-Winkel entspricht. Der Brewster-Winkel ist dadurch definiert, daß der reflektierte Strahl 24MI senkrecht auf dem Teilstrahl 24" steht, der beim Auftreffen des Teilstrahls 241 des am Umlenkspiegel 19 reflektierten Zentralstrahls 24 auf den teildurchlässigen Spiegel 21 in diesen — zum Einfallslot 29 hin — gebrochen wird. Dabei ist die Bedingung der Reflexion unter dem Brewster-Winkel otp für die verschiedenen, von dem Mustergenerator ausgehenden Beobachtungs-Lichtbündel nicht in Strenge, sondern lediglich im Sinne einer bestmöglichen Annäherung an einen Mittelwert erfüllbar. Der Einfachheit halber sei jedoch vorausgesetzt, daß die Reflexion der Beobachtungs-Lichtbündel 24, 26, 27 am teildurchlässigen Spiegel 21 unter dem Brewster-Winkel λρ erfolgte, was in guter Näherung erreichbar ist. Das Austrittsfenster 23 des vom Fahrer über den teildurchlässigen Spiegel 21 einsehbaren, durch das Gehäuse 22 begrenzten Beobachtungsraumes 31 ist durch einen insgesamt mit 32 bezeichneten Zirkularpolarisator abgedeckt, der aus einem Linearpolarisator 33 und einer /Z/4- Platte 34 besteht, wobei der Linearpolarisator 33 an der dem teildurchlässigen Spiegel 21 zugewandten Seite und die A/ 4-Platte 34 an der dem Umlenkspiegel 19 zugewandten Seite des Zirkularpolarisators 32 angeordnet sind.
Der Zirkularpolarisator 32 hat zum einen die Wirkung eines Polarisationsfilters, das wirksam verhindert, daß in den Beobachtungsraum 31 eingestreutes Störlicht mit nennenswerter Intensität wieder aus dem Beobachtungsraum 31 austreten und dadurch zu störenden, in das Gesichtsfeld des Fahrers eingespiegelten Reflexen führen könnte. Zum anderen hat der Zirkularpolarisator 32 die Wirkung eines Linearpolarisators, derart, daß ein von dem Beobachtungsgegenstand ausgehender Lichtstrom, der mit dem vorgesehen Strahlenverlauf zum teildurchlässigen Spiegel 21 hin umgelenkt wird, linear polarisiert ist. Die Orientierung der optischen Achse des Zirkularpolarisators 32 ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung 10 so getroffen, daß der zum teildurchlässigen Spiegel 21 hin gelenkte Ausgangslichtstrom senkrecht zur Einiaiisebene poiarisiert ist, die beim dargestellten Erläuterungsbeispiel der Zeichenebene entspricht.
Da bei der erfindungsgemäßen Einrichtung 10 die Reflexion des Beobachtungslichtes an dem teildurchlässigen Spiegel 21 — zumindest im Mittel — unter dem Brewster-Winkel xp erfolgt, unter dem der teildurchlässige Spiegel 21 nur für Licht, das senkrecht zur Einfallsebene polarisiert ist, ein nennenswertes Reflexionsvermögen aufweist, kann über den teildurchlässigen Spiegel 21 praktisch nur von dem Mustergenerator 13 bzw. seinen Anzeigeelementen 14 ausgehendes Nutzlicht mit nennenswerter Intensität reflektiert werden.
Um ein möglichst hohes effektives Reflexionsvermögen des teiidurchlässigen Spiegels 21 zu erzielen, ist dieser, wie schematisch in F i g. 2 dargestellt, als dielektrische Mehrfachschichtanordnung ausgebildet, deren Teilschichten 21' bis 21v alternierend einen höheren und niedrigeren Brechungsindex aufweisen, so daß sich innerhalb der Schichtenfolge Mehrfachreflexionen unter dem Brewster-Winkel xp ergeben und im Ergebnis ein auf den Spiegel 21 auftreffender Lichtstrahl 24' mit dem größten Teil seiner ursprünglichen Intensität in das Gesichtsfeld des Fahrers umgelenkt wird. Ein dem reflek-
tierten Zentralstrahl 24'" gemäß F i g. 1 entsprechender reflektierter Lichtstrom ist dann gemäß F i g. 2 in drei Teilstrahlen aufgespalten. Durch eine größere Anzahl der Teilschichten der dielektrischen Mehrfachschichtanordnung 21' bis 21V kann das Reflexionsvermögen des teildurchlässigen Spiegels 21 für das — linear polarisierte — Nutzlicht bis zu nahezu vollständiger Reflexion gesteigert und dadurch ein optimal kontrastreiches Bild der anzuzeigenden Signalmuster erzielt werden.
Um die Einrichtung 10 optimal auf die ausführlich erläuterte Reflexionsbedingung einstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Umlenkspiegel 19 mindestens in Richtung der optischen Achse 16 des Abbildungssystems 17 hin- und herverschiebbar angeordnet und um eine senkrecht zur Einfallsebene verlaufende Achse 36 schwenkbar ist.
Die Linse 17 ist in einem Abstand g von der Gegenstandsebene angeordnet, die kleiner ist als ihre Brennweite, so daß die Linse 17 als Lupe wirkt, die ein vergrößertes, virtuelles Bild der Anzeigeelementanordnung 13, 14 entwirft. Die Lupenvergrößerung ist so gewählt, daß der Fahrer das Bild des Mustergenerators 13 bzw. des Anzeigenfeldes in einem Abstand von 5 bis 6 m sieht.
Die Linse 17 kann als im Schnitt senkrecht zur optischen Achse gesehen rechteckförmiger Ausschnitt aus einer sphärischen Linse ausgebildet sein, deren horizontale Ausdehnung hinreichend groß ist, daß der Fahrer innerhalb der durch die Linse markierten Gesichtsfeldblende trotz der Parallaxe mit seinen beiden Augen sich größtenteils überlappende Bilder des Mustergenerators 13 sieht, die sich zu einem räumlich wahrnehmbaren Gesamtbild ergänzen lassen. Für das erläuterte Fallbeispiel mit einer angenommenen Lupenvergrößerung von etwa 5 und einem angenommenen Augenabstand des Fahrers vom Mustergenerator von ca. 1 m bedeutet dies, daß die horizontale Ausdehnung der Linse etwa dem Abstand der Augenachsen entsprechen sollte.
Für den Fall, daß die Anzeigeelemente nicht selbstleuchtend sind, sondern beispielsweise als zwischen durchsichtigen Elementen angeordnete, in den undurchsichtigen Zustand steuerbare Flüssigkristall-Anzeigeelemente ausgebildet sind, ist eine transmissive Beleuchtung des Mustergenerators vorteilhaft, mit einer im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle 37, die mittels einer zwischen der Lichtquelle 37 und dem — teilweise durchscheinenden — Mustergenerator 13 angeordneten Kollektivlinse 38 auf die Hauptebene 39 der Lupenlinse 17 abgebildet wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
55
60
65

Claims (1)

  1. I ί 2
    $ Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung an
    H Patentansprüche: Kraftfahrzeugen, zur Einspiegelung bildhaft dargestell-
    % ter Meß- oder Warnsignale in das Gesichtsfeld des Fah-
    Sf ·· Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen zur rers und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentan-
    H Einspiegelung bildhaft dargestellter Meß- oder 5 Spruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkma-
    I Warnsignale in das Gesichtsfeld des Fahrers, die mit- len. Einrichtungen dieser Art, bei denen ein flächenhaf-
    ~4 tels eines Signalmuster-Generators erzeugbar sind, ter Bereich der Frontscheibe des Fahrzeuges als teil-
    Ii der - unterhalb des unteren Randes der Wind- durchlässiger Umlenkspiegel ausgenutzt ist, über den
    I schutzscheibe - in einem in der Instrumentenver- die Beobachtungsobjekte - z. B. mittels eines Signal-λ; kleidung des Fahrzeuges angeordneten Gehäuse un- 10 muster-Generators erzeugte Signaldarstellungen — & tergebracht ist, das mit einem Austrittsfenster verse- vom Fahrer in der für die Beobachtung des Verkehrs
    II j]en lst- durch welches der Beobachtungslichtstrom, geeigneten Ausrichtung seines Gesichtsfeldes einsehbar jg der über einen innerhalb des Gehäuses angeordne- sind, haben den Zweck, daß der Fahrer auch in einer '8 ten Umlenkspiegel zu dem Austrittsfenster hin um- seine volle Aufmerksamkeit erfordernden Verkehrssigj gelenkt wird, zu einem seinerseits als teildurchlässi- 15 tuation, z. B. im Verlauf einer Kolonnenfahrt, wichtige p gern Umlenkspiegel ausgenutzten Flächenbereich Informationssignale, z. B. Anzeigesignale, die ihm den if der Windschutzscheibe hindurchtreten kann, an dem Ausfall der Bremsanlage signalisieren, oder Anzeigesig-H die Reflexion des Beobachtungslichtstromes in das nale einer Abstandswarnanlage, wahrnehmen kann, 'i£ Gesichtsfeld des Fahrers erfolgt, wobei in dem Ge- ohne hierzu seine Blickrichtung vom rollenden Verkehr fö häuse weiter ein optisches Abbildungssystem unter- 20 abwenden zu müssen.
    f£ gebracht ist, durch das der Abbildungsmaßstab und Eine optische Einrichtung der eingangs genannten
    ig die Bildweise bestimmt sind, unter denen der Fahrer Art ist der DE-OS 16 23 738 entnehmbar.
    P innerhalb des durch den reflektierenden Bereich der Bei der bekannten Einrichtung sind ein Signalmuster-
    ;; Windschutzscheibe begrenzten Gesichtsfeldberei- Generator und ein Abbildungssystem, durch das der :.: ches die Signaldarstellungen wahrnimmt, da- 25 Abbildungsmaßstab und die Bildweite bestimmt sind,
    :"S durch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß zwischen dem mit denen der Fahrer die Signalmuster sieht, in einem
    ; Beobachtungsobjekt (13) und dem reflektierenden Gehäuse untergebracht, das unterhalb des unteren Ran-
    :.,■ Bereich der Windschutzscheibe ein Zirkularpolari- des der Frontscheibe des Fahrzeuges angeordnet und in
    !s; sator (32) angeordnet ist, der einen windschutzschei- die Instrumentenverkleidung des Fahrzeuges eingelas- ; benseitig angeordneten Linearpolarisator (33) und 30 sen ist. Der vom Beobachtungsobjekt ausgehende
    ; eine objektseitig angeordnete /Z/4-Platte (34) umfaßt, Lichtstrom tritt durch ein Austrittsfenster etwa vertikal
    Γ wobei die Orientierung des Linearpolarisators (33) nach oben aus dem Gehäuse aus und wird hiernach —
    i so gewählt ist, daß der linearpolarisierte Ausgangs- an der Frontscheibe - in das Gesichtsfeld des Fahrers
    lichtstrom senkrecht zur Einfallsebene des Beobach- reflektiert.
DE19833347271 1983-12-28 1983-12-28 Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen Expired DE3347271C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833347271 DE3347271C2 (de) 1983-12-28 1983-12-28 Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833347271 DE3347271C2 (de) 1983-12-28 1983-12-28 Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3347271A1 DE3347271A1 (de) 1985-07-18
DE3347271C2 true DE3347271C2 (de) 1986-08-28

Family

ID=6218277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833347271 Expired DE3347271C2 (de) 1983-12-28 1983-12-28 Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3347271C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812648A1 (de) * 1987-04-16 1988-11-03 Yazaki Corp Anzeigevorrichtung fuer ein fahrzeug
DE4142111A1 (de) * 1990-12-20 1992-07-02 Delco Electronics Corp Projizierte frontscheibenanzeige

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4711544A (en) * 1985-04-12 1987-12-08 Yazaki Corporation Display system for vehicle
DE3822222A1 (de) * 1988-07-01 1990-01-04 Bosch Gmbh Robert Einrichtung fuer head-up-displays an kraftfahrzeugen
JPS6234824A (ja) * 1985-08-08 1987-02-14 Nissan Motor Co Ltd 車両用先端位置表示装置
DE3532120A1 (de) * 1985-09-10 1987-03-19 Ver Glaswerke Gmbh Windschutzscheibe mit einer reflektierenden einrichtung zur einspiegelung von optischen signalen in das gesichtsfeld des fahrers
DE3532301A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-12 Arlice Ag Einrichtung zur optischen anzeige von betriebszustaenden eines kraftfahrzeuges oder dergleichen an der windschutzscheibe desselben
US4790613A (en) * 1987-01-06 1988-12-13 Hughes Aircraft Company Holographic display panel for a vehicle windshield
GB2204421B (en) * 1987-04-15 1991-01-16 Yazaki Corp Display apparatus for a vehicle
GB2203855B (en) * 1987-04-16 1990-10-03 Yazaki Corp Display apparatus for a vehicle
FR2652936B1 (fr) * 1989-10-06 1993-11-26 Renault Regie Nale Usines Dispositif de visualisation.
CA2026429C (en) * 1989-10-27 1995-02-14 Mark E. Mcdonald Polarized heads up display
FR2665564A1 (fr) * 1990-08-03 1992-02-07 Renault Procede et dispositif d'affichage d'informations d'aide a la navigation dans un vehicule routier.
GB9024484D0 (en) * 1990-11-10 1991-01-02 Pilkington Plc Car head-up displays
CN1036770C (zh) * 1991-02-11 1997-12-24 航空航天工业部第613研究所 机动车仪表、指示器平面显示方法和装置
IT1246064B (it) * 1991-04-24 1994-11-07 Veglia Borletti Srl Apparato per la visualizzazione di dati in un veicolo
FR2689651B1 (fr) * 1992-04-07 1994-12-30 Renault Dispositif de visualisation d'informations par réflexion sur l'écran de protection d'un tableau de bord de véhicule .
JPH10148787A (ja) * 1996-11-20 1998-06-02 Central Glass Co Ltd 表示装置
DE10140631A1 (de) * 2001-08-18 2003-02-27 Bayerische Motoren Werke Ag Projektionsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102007028878B4 (de) 2007-01-24 2018-04-05 Johnson Controls Gmbh Displayeinrichtung mit vergrößernder grafischer Bildquelle
DE102013020865A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-11 Audi Ag Vorrichtung zur Reflexion von wenigstens einer akustischen und/oder optischen Signalausgabeeinrichtung ausgegebenen akustischen und/oder optischen Signalen in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs
DE102016202464A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Projektionsvorrichtung für ein Head-Up-Display, Head-Up-Display sowie Fahrzeug
JP7386165B2 (ja) * 2017-10-02 2023-11-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 色シフトを補正するための部分反射体
CN117406446A (zh) * 2023-10-08 2024-01-16 成都瑞波科材料科技有限公司 车载抬头显示装置和汽车

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3317906A (en) * 1964-07-13 1967-05-02 Monsanto Co Laminated glass having electrically operated instrument indicator means embedded in the interlayer
DE1623738A1 (de) * 1967-06-19 1971-01-28 Gabor Jakab Integriertes Anzeigegeraet auf optischer Basis fuer Kraftfahrzeuge,hauptsaechlich fuer Personenwagen,zum Anzeigen der Fahrparameter sowie der Kontrolldaten des Antriebmotors
CH547720A (de) * 1972-02-02 1974-04-11 Balzers Patent Beteilig Ag Zum beobachten von vorgaengen im innern eines fahrzeuges geeignete windschutzscheibe.
DE2242316B2 (de) * 1972-08-20 1980-11-20 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zum Anzeigen von Meßwerten
DE2347852A1 (de) * 1973-09-22 1975-04-03 Vdo Schindling Vorrichtung zum anzeigen von messwerten
DE2735251C3 (de) * 1977-08-04 1980-11-06 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Anordnung zur Darstellung von Betriebsdaten in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812648A1 (de) * 1987-04-16 1988-11-03 Yazaki Corp Anzeigevorrichtung fuer ein fahrzeug
DE4142111A1 (de) * 1990-12-20 1992-07-02 Delco Electronics Corp Projizierte frontscheibenanzeige

Also Published As

Publication number Publication date
DE3347271A1 (de) 1985-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3347271C2 (de) Optische Einrichtung an Kraftfahrzeugen
EP3688511B1 (de) Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein fahrzeug, sowie fahrzeug mit einer solchen anzeigevorrichtung
EP1194805B1 (de) Bilddarstellungssystem und -verfahren für fahrzeuge
DE102016111783B4 (de) Anzeigevorrichtung zur Einblendung eines virtuellen Bildes in das Blickfeld eines Benutzers
DE19540108C2 (de) Vorrichtung zur Darstellung eines ersten Bildes in einem durch eine durchsichtige Scheibe sichtbaren zweiten Bild
DE3822222A1 (de) Einrichtung fuer head-up-displays an kraftfahrzeugen
DE102010002956A1 (de) Head-up Display für Fahrzeuge
DE10212600B4 (de) Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge mit Lichtquellen unterschiedlicher Richtschärfe
DE3532120A1 (de) Windschutzscheibe mit einer reflektierenden einrichtung zur einspiegelung von optischen signalen in das gesichtsfeld des fahrers
DE102015217328A1 (de) Dead-Front-Linse für Anzeigen im Fahrzeuginneren
EP1347641A1 (de) Projektionsfreie Anzeigevorrichtung
EP3527426B1 (de) Anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug mit einer anzeigevorrichtung
DE102009002979A1 (de) Projektionsanzeigevorrichtung für Fahrzeuge
DE102016209526A1 (de) Projektionseinrichtung und Verfahren zum Projizieren eines virtuellen Bilds in einen Sichtbereich eines Fahrers eines Fahrzeugs
DE2425914A1 (de) Beobachtungseinrichtung
DE68905380T2 (de) Sichtanzeigesystem fuer fahrzeuge.
DE112015000806T5 (de) Head-Up-Display-Vorrichtung
DE112019004715T5 (de) Head-up display
EP3807695A1 (de) Lichtwellenleiter für ein anzeigegerät
DE102009046935A1 (de) Optische Vorrichtung zur Anzeige von zwei unterschiedlichen Bildern und Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung
DE102016111119A1 (de) Laser-Projektionsanordnung und Verfahren zur Erzeugung virtueller Bilder
DE102011075887A1 (de) Anzeigevorrichtung
DE102017130376A1 (de) Anzeigevorrichtung als Head-up Display mit einfacher Eyebox-Verschiebung
DE2326841C3 (de) Optische Kollimatorvorrichtung für die Blickfeldanzeige
DE2150570B2 (de) Anordnung bei Reflexvisieren für Flugzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation