DE3136946C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fensterscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Verringerung der Sonneneinstrahlung existieren insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik eine Reihe ausgeführter Maßnahmen und Vorschläge, da dort eine ungehinderte Sonneneinstrahlung zur Blendung des Fahrers und damit zu einer erhöhten Unfallgefahr führt.

Außer mechanisch wirksamen Vorrichtungen, wie Sonnenblenden, die im Bedarfsfall von Hand verschwenkt werden, ist aus der DE-AS 23 51 798, B60j 1/02, eine Fensterscheibe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung bekannt, bei der eine metallbeschichtete Schutzfolie an der eigentlichen Scheibe befestigt ist. Diese bekannte Fensterscheibe verringert aber nur die eingestrahlte Wärmestrahlung, nicht aber die gerade zur Blendung des Fahrers führende sichtbare Strahlung.

Die DE-AS 21 58 951, B60j 3/04, beschreibt eine Blendschutzeinrichtung für Kraftfahrer mit einem elektrisch steuerbaren Lichtventil, das in Hauptsichtrichtung des Fahrers angeordnet ist und mittels Elektroden, die im Bereich der Augen des Fahrers vorgesehen sind, steuerbar ist. Die Anordnung von Sensoren im Augenbereich des Fahrers dürfte nur über eine Brille möglich sein, so daß dieser Vorschlag bedienungsunfreundlich ist.

Auch zur Vermeidung einer Blendung des Fahrers durch Sonnenlicht soll die in der US-PS 36 30 567, B60j 3/00, beschriebene Einrichtung dienen, bei der von einer Lichtquelle im Innern des Fahrzeugs erzeugte Strahlung nach Passieren einer farbigen Linse oder eines farbigen Prismas von innen auf die Windschutzscheibe gelenkt wird. Inwiefern dadurch eine Blendung des Fahrers durch einfallendes Sonnenlicht vermieden wird, ist nicht ersichtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen, aber auch in anderen Fällen, in denen die Sonnen­ einstrahlung stört, geeignete Fensterscheibe zu schaffen, die ohne Not­ wendigkeit zusätzliche Handgriffe oder zusätzliche Einrichtungen im Be­ reich der der Blendungsgefahr ausgesetzten Person zumindest einen we­ sentlichen Anteil der einfallenden blendenden Sonnenstrahlung reflektiert und außerdem dadurch die Aufheizung eines an die Scheibe angrenzenden Raumes verringert.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Unter Weißlichtholografie versteht man - vgl. beispielsweise G-I-T Fach­ zeitschrift für das Laboratorium, März 1974, S. 194 ff. - ein besonderes Aufnahmeverfahren zur Herstellung von Hologrammen, die mit gerichtetem weißen Licht in Reflexion rekonstruiert werden können. Die Hologrammauf­ nahme erfolgt mit kohärentem Laserlicht, wobei Objekt- und Referenzstrahl aus entgegengesetzter Richtung auf die lichtempfindliche Schicht fallen und darin durch Interferenz eine dreidimensionale Struktur aus belich­ teten und unbelichteten Ebenen erzeugen. Nach der Entwicklung entsteht daraus eine Struktur unterschiedlicher Brechungsindizes (Volumen-Phasen- Hologramm), an der Licht bestimmter Wellenlängen reflektiert wird (Bragg- Reflexion, Lippmannsche Farbfotografie).

Auf diese Weise kann mit Sonnenlicht oder dem Licht eines Richtstrahlers ein dreidimensionales einfarbiges virtuelles Bild eines Gegenstands er­ zeugt werden, vgl. H. J. Caulfield, Handbook of Optical Holography, 1979, S. 199 ff. Die Detaileigenschaften von Weißlichthologrammen (Betrach­ tungsrichtung, Farbeffekte, Anforderungen an die Lichtquelle) hängen vom Speichermedium und der Art der Hologrammaufnahme ab. Hier gibt es eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten.

Als Speichermedien sind gemäß Patentanspruch 4 besonders Dichromat-Gela­ tine-Schichten geeignet. Ihre Herstellung und Anwendung wurde zuerst von T.A. Shankoff in Applied Optics, Oct. 1968, Vol. 7, No. 10, S. 2101 ff. beschrieben; eine Übersicht über die inzwischen entwickelten Verfahren gibt D. Meyerhofer in "Topics in Applied Physics", Vol.20, 1977.

In vorgehärteten, mit Ammoniumdichromat sensibilisierten Gelatineschich­ ten (Dicke ca. 5 µm) lassen sich besonders große Variationen des opti­ schen Brechungsindex erzeugen. Die entwickelten Dichromat-Hologramme zeichnen sich durch einen hohen Beugungswirkungsgrad (bis nahe 100%) und geringes Streulicht aus; außerhalb der Rekonstruktionsrichtung können sie fast klar durchsichtig sein. Die Herstellung solcher idealen Phasen­ hologramme ist eine Frage spezieller Rezepturen, von denen einige in der letztgenannten Literaturstelle angegeben werden.

Zur Herstellung von Hologrammen bei einer Verbundscheibe, wie sie in der Fahrzeugverglasung Einsatz findet, wird gemäß Patentanspruch 5 eine der beiden Scheiben mit Dichromatgelatine beschichtet werden. Diese überdimensionale Hologrammplatte wird dann mit dem aufzunehmenden Holo­ gramm belichtet und entwickelt. Durch das Zusammenfügen und Versiegeln der beiden Scheiben wird gleichzeitig das Hologramm vor Feuchtigkeit und Beschädigung geschützt.

Die optische Wirkung eines Hologramms hängt wor allem von der Anordnung bei der Hologrammaufnahme ab. Im Rahmen der Erfindung ist das Ziel eine spektral breitbandige diffuse Reflexion des Sonnenlichts, ohne daß die Durchlässigkeit der Scheibe in horizontaler Blickrichtung nennenswert vermindert wird. Dazu wird das Hologramm eines strukturlosen Objekts mit streuender Oberfläche (Mattscheibe) aufgenommen. Später wirkt das Sonnenlicht als Rekonstruktionsstrahl, der im Hologramm reflektiert wird.

Zweckmäßigerweise befindet sich gemäß Patentanspruch 3 bei der Aufnahme das Objekt in unmittelbarer Nähe der Hologrammebene (Bildebenenhologramm). Damit wird zweierlei erreicht: Das Hologramm kann mit unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung rekonstruiert werden (Sonnenlicht unterschiedlicher Richtung wird reflektiert), und gemeinsam mit der Eigenschaft der Dichro­ matgelatine, schon in dünnen Schichten einen hohen Beugungswirkungs­ grad (Reflexionsvermögen) zu besitzen, kann eine spektral breitbandige Reflexion erzielt werden. Nach der Entwicklung wird Licht, das aus einem bestimmten Winkelbereich um die Richtung des Referenzstrahls auf die Schicht fällt, diffus reflektiert, während in horizontaler Richtung auffallendes Licht nur wenig geschwächt wird.

Der Beugungswirkungsgrad des Hologramms (Reflexionsvermögen) kann durch die Belichtung und die Entwicklung in gewünschter Weise kontrolliert werden und bis zu 80 oder 90% betragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zeigt schematisch in einem Längsschnitt durch die hier interessierenden Fahrzeugbereiche Fig. 1, während Fig. 2 ein Her­ stellungsverfahren veranschaulicht.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist die Windschutzscheibe 1 in übli­ cher Weise zwischen der Fronthaube 2 und dem Dach 3 des Fahrzeugs ange­ ordnet. Der nicht gezeichnete Fahrer muß in Fahrtrichtung, wiedergegeben durch den Pfeil 4, freie Sicht haben. Das einfallende Sonnenlicht 5 ist so gerichtet, daß es eine Blendung des Fahrers bewirken kann. Zwecks Reflexion des störenden Sonnenlichts (Pfeil bzw. Streubereich 6) weist die Windschutzscheibe 1 die ein Hologramm der beschriebenen Art bein­ haltende Beschichtung 7 auf, die die Reflexion des Sonnenlichts mit einer "Spiegelnormale" 8, deren Neigung in Abhängigkeit von dem jeweils gewählten Objekt auch von 90° abweichen kann, hervorruft.

Die Herstellung des Hologramms kann gemäß Fig. 2 in der Weise erfolgen, daß in unmittelbarer Nähe der mit der Dichromat-Gelatine-Schicht 20 versehenen Scheibe 21 als Objekt die Mattscheibe 23 befindet, so daß ein Bildebenenhologramm erzeugt wird, und mittels des Objektstrahls 24 das Hologramm dieses strukturlosen, eine streuende Oberfläche besitzenden Objekts aufgenommen wird. Diese Aufnahme wird dann entwickelt. Im Betrieb der Scheibe wirkt das Sonnenlicht als Rekonstruktionsstrahl und wird, soweit es innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs um den Referenz­ strahl 25 auf die Schicht 20 fällt, diffus reflektiert. In bezüglich Fig. 2 horizontaler Richtung einfallende Strahlung erfährt dagegen praktisch keine Schwächung an der Scheibe.

Verständlicherweise ist die Anwendung der Erfindung auch bei einem Fahr­ zeug nicht auf die Frontscheibe beschränkt, vielmehr kann beispielsweise auch die Heckscheibe oder eine Seitenscheibe des Fahrzeugs durch die be­ schriebenen Maßnahmen gegen einen unerwünschten Einfall der Sonnenstrah­ lung abweisend ausgebildet werden.

Claims (5)

1. Fensterscheibe, insbesondere Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit die Sonneneinstrahlung durch Reflexion verringernder Beschich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (20) das Weißlicht­ hologramm eines Objekts (23) mit streuender Oberfläche beinhaltet, in dem die Sonnenstrahlung als Rekonstruktionsstrahl reflektiert wird.

2. Fensterscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ schichtung (20) das Hologramm eines strukturlosen Objekts (23) ent­ hält.

3. Fensterscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Weißlichthologramm ein Bildebenenhologramm ist.

4. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (20) aus einem Material mit den optischen Eigenschaften von Dichromatgelatine besteht.

5. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fensterscheibe (21) aus Verbundglas mit zwei Scheiben besteht, die Beschichtung (20) auf eine der beiden Scheiben aufge­ bracht ist und der Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben abge­ dichtet ist.