专利名称：有至少一个仪表的汽车及避免其在风挡玻璃上反射的方法
技术领域：
本发明涉及ー种具有至少ー个在驾驶员信息系统中仪表的汽车。
背景技术：
驾驶员信息系统一般与音频装置一祥具有多个被照亮的显示装置。特別是在黑暗中，这些被照明的显示装置会反射在风挡玻璃上。这种反射是不希望的，因为这种反射会妨碍驾驶员的视线，特別是在黑暗中行车时会导致危及道路交通。由DE 10 2005 051 956A1公开ー种具有显示装置的汽车。在这种显示装置中，背景照明装置具有设置在显示屏背面上的平面光导体，发光器件将光射入该光导体中。为此光导体转向显示屏背面的那侧具有这样定向的微型结构，使得用于显示装置背景照明的光没有在汽车风挡玻璃方向上的分量。为达到这一点，设置平面光导体的表面复杂的角结构， 这样造成加工成本高，尤其是这种棱镜式的微型结构必须具有精确的反射角，以使光的分量不射向风挡玻璃的方向。此外，光导体的背面还必须要么与显示装置的反射器成鋭角布置，要么反射器与菲涅耳薄膜相应结构化。无论是平面光导体在其正面上还是反射器在其背面上的这些结构措施，均造成光导体或反射器显著的工具成本并提高了这种显示装置的总成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种简单和成本低廉的可能方式，抑制驾驶员信息系统被照亮的显示装置在风挡玻璃上的反射。该技术问题通过ー种具有驾驶员信息系统的汽车解決，其中，驾驶员信息系统具有至少ー个仪表。该仪表具有面板和照明装置，其中，至少ー个透光区设置在面板中。照明装置设置在面板后面并因此可以通过面板的透光区发出光线。面板与照明装置之间设置偏振滤光镜，该偏振滤光镜具有与汽车风挡玻璃的偏振方向相反定向的偏振方向。因此，可以通过光辐射的偏振方向与风挡玻璃的偏振方向之间的适当关系防止仪表透射的透光区的反射，从而至少产生减少反射。因此可以通过操作元件的偏振光辐射适当的偏振方向规定驾驶员信息系统的仪表透射区域在风挡玻璃上不希望的反射。例如，如果偏振滤光镜设置在具有操作元件的面板后面，那么透射区域，如仪表的操作元件的反射可以得到避免。驾驶员信息系统在此方面例如可以设计为仪表盘和仪表可以设计为通信装置、输入装置、播放装置、測量装置或音频装置。在一种实施方式中，从仪表面板透射的区域发出的光线性偏振，从而线性偏振的滤光器在照明装置的前面可以扭转到，直至最大可能地抑制多层风挡玻璃上的反射。在另ー种实施方式中规定，从仪表面板透射的区域发出的光圆形偏振，从而圆形偏振的滤光器在照明装置的前面可以扭转到，直至最大可能地消除多层风挡玻璃上的反射。重要的是，两种偏振方法以有利的方式与汽车风挡玻璃相关在线性或圆形偏振的滤光器定向方面优化定向。因此可以取消将不反射的薄膜安装在侧面车窗和/或甚至风挡玻璃的内侧上。对此所介绍的仪表以有利的方式充分利用风挡玻璃的线性或圆形偏振的特性，而照明装置前面的偏振滤光镜的偏振方向在仪表的内部这样相对于风挡玻璃的线性或圆形偏振特性的偏振方向扭转设置，使其达到透射区域所期望的抑制反射的目的。在一种实施方式中，偏振的光显示的偏振方向与汽车风挡玻璃的偏振方向相反定向。偏振方向在线性偏振的情况下可以彼此以90°扭转并因此消除风挡玻璃上的任何镜像。在圆形偏振的情况下，多层风挡玻璃上反射时会使旋转方向相反，其中，根据以旋转方向反转反射的光的強度，可以使反射减弱直至完全消除。在线性偏振中，仅需新集成到仪表内的偏振滤光镜为透光区形成偏振的光显示， 这种光显示相对于风挡玻璃线性偏振的偏振方向扭转90°。如果偏振滤光镜一开始就没有满足这一要求，那么可以以有利的方式通过偏振滤光镜检测消除角(L5schungswinkel) ，利用该消除角计算角度差，以校正偏振滤光镜的定向。在此方面，在这样校正偏振方向时需要考虑的是，无论是驾驶员还是副驾驶，可见度上均不受透射区的限制。此外需要通过校正偏振滤光镜的线性偏振方向可见度即使在使用偏振太阳镜的情况下也不会受到限制。相应的实验表明，可以成功实现这三个要求之间的优化，即，第一个要求是抑制风挡玻璃上的反射，第二个要求是驾驶员和副驾驶的可见度以及第三个要求是即使佩戴偏振太阳镜这些区域的线性偏振光辐射仍可识别。照明装置在此方面可以安装在电路板上。这样做的优点是，通过电路板预安装的元件可以简单接通和断开照明装置。与仪表一体化的偏振滤光镜可以是具有线性或圆周形定向的分子链的透明塑料薄膜。这种类型的偏振滤光镜相应定向地设置在可以具有背景照明的照明装置前面，其光源设置在电路板的侧边缘上，以及其中电路板上的反射器由边侧的光源照射。因此以有利的方式使光在仪表面板透光区的方向上并穿过偏振滤光镜偏转。在另ー种实施方式中规定，照明装置具有大量分布在电路板上的发光二极管。电路板上发光二极管的分布和数量与面板透光区的分布和数量相应。因此可以调整例如每个操作元件和面板的每个显示面的单个照明及其亮度。在一种实施方式中，面板具有能用照明装置透射的操作元件。这些操作元件例如可以是按钮、按键或调整盘。透光区可以设置在操作元件本身内和/或操作元件的边缘上， 以便透射或照明按钮。在另ー种实施方式中，仪表此外具有设置在面板后面的开关垫。在这种实施例中， 开关垫设置在电路板与偏振滤光镜之间。 仪表可以是输入装置、播放装置、測量装置或音频装置。此外提出一种用于避免驾驶员信息系统被照明的仪表反射在汽车风挡玻璃上的方法。提供ー种具有风挡玻璃和带至少一个仪表的驾驶员信息系统的汽车。仪表具有前后依次设有一帯有至少ー个透光区的面板和一照明装置。在具有被照亮的透光区的面板前面转动偏振滤光镜的偏振方向情况下，測定消除角，直至风挡玻璃上至少未偏振透光区的镜像出现熄灭。将偏振滤光镜以所測定的面板与照明装置之间的消除角配合并装入仪表。在这种消除角測定后，该消除角适用于整批汽车或专用的车型，从而以有利的方式不必分别为单部车辆并因此仪表的制造配合，而是整个系列的汽型可都可以装备有相应配合的仪表。消除角的測定借助线性或圆形偏振的偏振测量滤光镜进行，将该滤光镜相对透光区未偏振的光辐射转动到，直至偏振測量滤光镜所转动的偏振方向与风挡玻璃上线性或圆形偏振镜像的偏振方向相反并因此镜像减弱或完全消失。可以在考虑到透光操作元件的偏振光辐射对驾驶员和副驾驶的可见度情况下测定消除角。此外，还可行的是，在考虑到操作元件的偏振光辐射对佩戴太阳镜的驾驶员的可见度情况下測定消除角。
现借助附图对本申请书进行详细说明。其中图1是汽车的示意图；图2是具有驾驶员信息系统和仪表的图1所示汽车的一部分；图3是操作元件的偏振光辐射或仪表的显示面和风挡玻璃偏振光重叠的原理图；图4是线性偏振和玻璃表面上反射的菲涅耳公式以及反射角与入射角关系的曲线图；图5是通过玻璃表面上反射的偏振；图6是偏振膜圆形偏振的光和与风挡玻璃相互作用的原理图；图7是具有用于减少在图1所示汽车的风挡玻璃上反射的一体化偏振膜的通信播放装置的原理图。
具体实施例方式图1示出具有驾驶员信息系统2和风挡玻璃3的汽车1的例子。驾驶员信息系统 2内设置仪表，该仪表偏振的光辐射不能再从操作元件和显示面反射到线性偏振的风挡玻
O 卜.ο图2示出图1所示汽车的一部分，包括驾驶员信息系统2、仪表4和风挡玻璃3的截面。仪表4在所示的实施例中设计为通信播放装置。驾驶员信息系统2在所示的实施例中是仪表盘，在对着风挡玻璃3的方向上没有遮光板，从而特别是在夜间行车时风挡玻璃3 上会映出被照明的操作元件8的镜像18，这个镜像18会使在这里仅象征性通过椭圆20表示的乘客19烦躁。为避免这一点，偏振光辐射9的偏振方向α ρ与汽车风挡玻璃3的偏振方向ακ通过偏振滤光镜与仪表4 一体化相反定向，将该偏振滤光镜与风挡玻璃3的偏振方向CIk相反地扭转为，使得抑制其线性偏振风挡玻璃3上对至少驾驶员干扰的反射。但在调整偏振光辐射9相对于风挡玻璃3的偏振方向α R无反射的最佳偏振方向 α Ε时需要考虑的是，偏振光辐射9通过具有垂直偏振镜片的太阳镜仍可以清楚看出，并且驾驶员以及副驾驶一如既往地可以看出偏振光辐射9。为此下面的图3至6示出风挡玻璃 3去反射的基本前提。图3示出操作元件偏振光辐射与风挡玻璃3线性偏振光重叠的原理图，其中，反射的強度も通过图4中所示的菲涅耳公式得出并且与入射到风挡玻璃3上的入射強度Ee有
5关。偏振方向ακ如图3所示通过具有长链分子的偏振膜的伸长方向产生，其中，在偏振光辐射的偏振方向与风挡玻璃3上镜像的偏振方向重叠21的区域内发光效应消除，这ー点在这里通过黑色的不发光面22表示。图4示出在玻璃表面上反射时线性偏振的菲涅耳公式以及反射も与入射角α Ε关系的曲线图。该曲线图表明，在所谓的布儒斯特角(αΒ)中，玻璃表面的反射在约57°的入射角时接近零。也就是说，低于布儒斯特角辐射到玻璃表面上的光被玻璃完全吸收并不再反射。但这意味着，仪表的操作元件相对于风挡玻璃以固定的角度，如布儒斯特角定向，以防止操作元件在风挡玻璃上的镜像或反射。为此要么将显示屏，要么将风挡玻璃相应按照布儒斯特角定向，但这并不是本申请书的前提。确切地说，本申请书的前提在下面的图5示
M I ο图5示出通过风挡玻璃3的玻璃表面上反射的偏振。平行于风挡玻璃3的表面23 定向的、具有強度Eip的分量由反射表面完全吸收。因此如果光入射角CIe等于57. 3°的布儒斯特角的话，那么反射光的強度も为零。以入射角α Ε射中风挡玻璃3表面23的照明光线对线性偏振并且以反射角CIk地以降低的強度も辐射。但如果与此相比已经偏振的光对准风挡玻璃3的表面23，那么通过风挡玻璃3的线性偏振在偏振光显示的偏振适当定向的情况下，通过两个偏振方向的重叠镜像被减弱并在偏振方向之间90°时甚至完全消除。图6示出照明装置的原理图，该照明装置透射圆形偏振的中间膜27并与风挡玻璃 3相互作用。为此圆形偏振的中间膜27由照明光源5通过偏振滤光镜7以线性偏振的光 29照射。沿箭头方向A射中风挡玻璃3的圆形偏振光观，在风挡玻璃3上圆周反转的情况下沿箭头方向B反射并利用射中的圆形偏振的光观干渉，从而在圆形偏振中间膜27的适当扭转情况下，面板操作元件在风挡玻璃3上反射的图像可以重叠21和消除，而无需如风挡玻璃3上的防反射层这种附加措施。图7立体地示出仪表4分解的原理图，包括偏振膜14形式的用于减少图1所示汽车风挡玻璃上反射的一体化偏振滤光镜7。仪表4是通信播放装置并设置在汽车1的驾驶员信息系统内。仪表4具有面板10。面板10内设置按键开关15、翻转开关、滑动开关和/ 或旋钮16形式的操作元件8和显示面，其中，操作元件8与设置在面板10后面的开关垫11 共同作用。面板10还具有透光区30，该透光区设置在操作元件8的内部和边缘上，以便可以利用仪表4的照明装置6的光照亮这些操作元件。开关垫11具有与操作元件8共同作用的、从橡胶弾性半透明的垫17伸出的触杆 25。开关垫11此外具有开ロ，光可以经过这些开ロ投射到操作元件8的透光区30上和面板10的显示面上。开关垫11的后面设置偏振膜14的偏振滤光镜7。在偏振滤光镜7的后面，照明装置6设置在电路板12上。电路板12具有大量形成照明光源5的发光二极管。在此方面，发光二极管的数量和分布与面板10上透光区30的数量和分布相应。偏振膜14的偏振方向与偏振风挡玻璃的偏振方向相反定向，从而操作元件8的透光区30和仪表4显示面的偏振光辐射不再反射在风挡玻璃上。仪表4的后壁13设置在电路板12的后面并与面板10 —起形成仪表外売。偏振滤光镜7因此设置在仪表外壳的内部，从而可以省掉面板10外侧的去反射膜。
附图符号
1汽车
2驾驶员信息系统
3风挡玻璃
4仪表
5照明光源
6照明装置
7偏振滤光镜
8操作元件
9偏振光辐射
10面板
11开关垫
12电路板
13后壁
14偏振膜
15键控开关
16旋钮
17橡胶弹性垫
18镜像
19乘客
20椭圆
21重叠
22无照明的面积
23表面
24照明光线
25触杆
27圆形偏振的中间膜
28圆形偏振的光
29线性偏振的光
30透光区
权利要求
1.ー种具有驾驶员信息系统(2)的汽车，其中，所述驾驶员信息系统(2)具有至少ー个仪表G)，该仪表(4)具有面板(10)和照明装置(6)，其中，在所述面板(10)中设有至少ー 个透光区(30)，并且所述照明装置(6)设置在所述面板(10)后面，其中，所述照明装置(6) 能通过所述面板(10)的所述至少透光区(30)发出光线，其中，在所述面板(10)与所述照明装置(6)之间设置有偏振滤光镜(7)，并且其中所述偏振滤光镜(7)与所述汽车(1)的风挡玻璃(3)的偏振方向相反地定向。
2.按权利要求1所述的汽车，其特征在干，所述偏振滤光镜(7)是具有线性定向分子链的透明塑料薄膜或具有圆周定向分子链的透明塑料薄膜。
3.按前述权利要求之一所述的汽车，其特征在干，所述照明装置(6)安装在电路板 (12)上。
4.按权利要求3所述的汽车，其特征在干，所述照明装置(6)具有背景照明装置，其光源设置在所述电路板(12)的侧边缘上并且照射所述电路板(12)上的反射器。
5.按前述权利要求之一所述的汽车，其特征在干，所述照明装置(6)具有多个分散地设置在所述面板(10)后面的发光二极管。
6.按权利要求5所述的汽车，其特征在干，所述电路板(1 上发光二极管的分布和数量与所述面板(10)的透光区(30)的分布和数量相应。
7.按权利要求6所述的汽车，其特征在干，所述仪表(4)还具有设置在所述电路板 (12)与所述偏振滤光镜(7)之间的开关垫(11)。
8.按前述权利要求之一所述的汽车，其特征在干，通过所述面板(10)的所述透光区 (30)偏振的光辐射(9)的偏振方向与所述汽车(1)的所述风挡玻璃C3)的偏振方向相反定向，使得所述风挡玻璃(3)中的透光区的反射強度最小。
9.按前述权利要求之一所述的汽车，其特征在干，所述面板(10)具有能用所述照明装置(6)透射的操作元件⑶。
10.按前述权利要求之一所述的汽车，其特征在干，所述仪表(4)是输入装置、播放装置、測量装置或音频装置。
11.一种用于避免驾驶员信息系统(2)被照亮的仪表(4)在汽车(1)风挡玻璃(3)上反射的方法，该方法具有以下方法步骤-提供具有风挡玻璃(3)和带仪表的驾驶员信息系统O)的汽车(1)，其中，所述仪表(4)具有带至少一个透光区(30)的面板(10)和设置在所述面板(10)后面的照明装置(6)；-在具有被照亮的透光区(30)的面板(10)前面转动偏振滤光镜(7)的偏振方向，直至至少未偏振的透光区的镜像在所述风挡玻璃C3)上出现消除的情况下測定消除角；-将偏振滤光镜⑵以所述面板(10)与所述照明装置(6)之间所测得的消除角配合并且装入所述仪表(4)。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在干，在考虑到所述透光区偏振的光辐射(9)对驾驶员和副驾驶可见度的情况下測定消除角。
13.按权利要求11至12之一所述的方法，其特征在于，为使用线性偏振滤光镜(7)测定消除角或为使用圆形偏振的中间膜07)测定熄弧旋转角。
全文摘要
本发明涉及一种具有驾驶员信息系统(2)的汽车，其中，驾驶员信息系统(2)具有至少一个仪表(4)，该仪表具有面板(10)和照明装置(6)。至少一个透光区(30)设置在面板(10)中并且照明装置(6)设置在面板(10)后面，其中，照明装置(6)能通过面板(10)的至少透光区(30)发光。面板(10)与照明装置(6)之间设置偏振滤光镜(7)。偏振滤光镜(7)与汽车(1)风挡玻璃(3)的偏振方向相反定向。
文档编号G02B5/30GK102582438SQ20111046328
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月26日 优先权日2010年12月24日
发明者G·鲍尔, H·查利, P·布伦特 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司