CN114728588A - 用于机动车的显示设备 - Google Patents

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M·吉尔
D·卡托豪斯
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Abstract

用于机动车的显示设备，包括至少一个显示器(1)，所述显示器具有用于示出内容的显示面(2)，其中，所述内容在所述至少一个显示面(2)上通过光(13)以多个像素显示，其中，所述显示设备包括导光的光学系统(3)，所述导光的光学系统具有至少一个入射面(5)和出射面(6)，其中，在显示设备运行中由所述至少一个显示器(1)的所述至少一个显示面(2)发出的光(13)通过所述至少一个入射面(5)射入到导光的光学系统(3)中并且从所述出射面(6)射出，从而在所述出射面(6)上示出所述内容，其中，所述出射面(6)具有与所述至少一个显示面(2)不同的形状和/或尺寸，和/或所述显示设备包括具有相互间隔开距离的显示面(2)的多个显示器(1)并且所述导光的光学系统(3)具有仅一个出射面(6)或者多个彼此直接邻接的出射面(6)。

Description

用于机动车的显示设备
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于机动车的显示设备。
背景技术
上述类型的显示设备由DE 10 2017 107 646 A1已知。其中描述的显示设备之一包括用于示出要显示的内容的LC显示器。LC显示器例如设置在车辆的尾部区域中，从而在显示器上示出的内容能够被车辆之外的观察者感知。
通常，在车辆上使用于显示安全相关的信息的显示器来自显示屏领域。这种显示器是平坦的并且大多为矩形的。在汽车的发光装置中的发光面、如前照灯或尾灯通常配设有后掠角和斜面。此外，非常多的面为弯曲的。这些廓形无法跟随于平坦的显示器。此外，利用由显示屏领域已知的显示器总是只能向一个接收者传递信息。此外，要在这种显示器上显示的信息总是要协调于所有接收者。
在自动化车辆与其他交通参与者之间的通信中值得期望的是，仅沿确定的方向发送信息。
发明内容
本发明的技术问题是创造一种开头所述类型的显示设备，所述显示设备能够匹配于机动车的典型的廓形和/或选择性地沿不同的方向发出信息。
按照本发明，这通过具有开头所述类型的、具有权利要求1的特征部分特征的显示设备实现。从属权利要求涉及本发明的优选的构造形式。
按照权利要求1规定，所述显示设备包括导光的光学系统，所述导光的光学系统具有至少一个入射面和出射面，其中，在显示设备运行中由所述至少一个显示器的所述至少一个显示面发出的光通过所述至少一个入射面射入到导光的光学系统中并且从所述出射面射出，从而在所述出射面上示出所述内容，其中，
所述出射面具有与所述至少一个显示面不同的形状和/或尺寸，和/或
所述显示设备包括具有相互间隔开距离的显示面的多个显示器并且所述导光的光学系统具有仅一个出射面或者多个彼此直接邻接的出射面。
通过这种构造，所述显示设备能够匹配于例如前照灯或尾灯的设计。特别是，所述出射面在此可以具有与所述至少一个显示面的宽高比不同的宽高比。所述出射面可以是倾斜的或者配设有后掠角。备选地或附加地，所述至少一个显示面可以是平坦的并且所述出射面可以是弯曲的。由此，所述显示设备例如可以集成到弯曲的尾灯中。所述导光的光学系统在此在弯曲的出射面上产生所述一个或所述多个显示器的所述至少一个像素化的显示面。一个或多个显示器的宽高比可以通过导光的光学系统的相应的构造匹配于不同的需要。
可以规定，所述显示设备包括多个特别是相互间隔开距离的显示器，这些显示器具有各一个显示面，其中，所述导光的光学系统包括多个导光的光学组件，并且给所述显示面中的每个显示面配设所述光学组件之一，从而由相应的显示面发出的光通过所配设的光学组件的一个入射面射入到所述光学组件中，特别是通过所述光学组件的各个入射面入射的光通过一个共同的出射面或者通过多个彼此邻接的出射面射出。在此，所述导光的光学系统特别是可以这样构成，使得在显示设备运行中由多个显示面发出的光通过所述一个出射面或通过多个彼此邻接的出射面射出，特别是，多个显示面并列地、优选无缝地并列地映射到所述一个出射面或所述多个彼此邻接的出射面上。按照这样的方式，通过导光的光学系统可以填补在显示器的各显示面之间的由结构决定的距离，从而例如弯曲的出射面给出单个显示器的印象。
存在如下可能性，即，所述导光的光学系统的所述至少一个入射面贴靠在所述至少一个显示面上。由此保证，在显示面上示出内容的所产生的光尽可能无损耗地射入到导光的光学系统中或者射入到导光的光学组件中。
可以规定，所述显示设备包括偏转单元，所述偏转单元设置在导光的光学系统的出射面上，所述偏转单元特别是具有多个偏转元件，这些偏转元件构成为折射的或衍射的或全息显示的。在此，所述偏转单元可以为由出射面射出的光的不同组像素这样配设不同的立体角，使得在不同的立体角内能够发出不同的内容。这点在自动化的车辆与其他交通参与者之间通信的情况下是有利的。于是，车辆例如可以在行人所处的第一立体角内显示与在第二立体角内不同的内容，自行车或其他车辆位于所述第二立体角内。在此，所述偏转元件中的每个偏转元件可以分别偏转一组像素。特别是，所述偏转元件中的每个偏转元件在此可以有助于各图像中每个图像，这些图像发送到不同的立体角内。由此，也可以将在不同的立体角内发送的内容分别显示在整个出射面上。
如果所述显示设备使用具有高数量像素的显示器，从而对于每个偏转元件存在非常多像素，则可以通过偏转单元立体观测地以3D产生对象。
存在如下可能性，即，所述导光的光学系统、特别是导光的光学组件中的每个导光的光学组件从所述至少一个显示面出发具有扩大的横截面，其中，所述横截面优选是截圆锥形的或截棱锥形的并且截圆锥或截棱锥的较小的直径朝向所述至少一个显示面。通过这种几何形状，能够利用简单的器件填补在不同的显示器的各显示面之间的距离。然而，也存在如下可能性，即，所述导光的光学系统的出射面小于相应的显示器的显示面。在这种情况下，截圆锥或接棱锥的较大的直径朝向所述至少一个显示面。
可以规定，在所述导光的光学系统之内、特别是在所述导光的光学组件中的每个导光的光学组件之内的光传导基于安德森定域化、优选横向安德森定域化。通过横向安德森定域化实现，光在导光的光学系统中或在导光的光学组件中基本上可以仅沿如下方向传播，所述入射面与所述出射面沿所述方向相互对置。按照这种方式保证，各像素在显示器的显示面上的布置结构尽可能准确地对应于各像素在导光的光学系统的出射面上的布置结构。通过这样构造的导光的光学系统因此能够在保持图像信息的情况下将显示器的平面的形状转化为任意的弯曲的形状。
存在如下可能性，即，所述导光的光学系统、特别是所述光学组件中的每个光学组件具有至少两个折射率彼此不同的、透明的导光材料，其中，所述材料之一例如可以为空气。两个具有不同折射率的导光的材料能够导致横向安德森定域化的发生。在此，当折射率的差异尽可能大时，所述效果越强。特别是，透明的导光材料可以是塑料、玻璃或陶瓷。
可以规定，所述导光的光学系统、特别是所述导光的光学组件中的每个导光的光学组件包括多个纤维，其中，各个纤维优选具有小于500nm的横截面。通过纤维在可见光的波长范围内或在小于可见光的波长范围内的尺寸范围内的规格，同样有利于横向安德森定域化的发生。
存在如下可能性，即，所述导光的光学系统、特别是所述光学组件中的每个光学组件包括多个具有第一折射率的第一纤维和多个具有与第一折射率不同的第二折射率的第二纤维。彼此交替的纤维在此对应于所述两个折射率彼此不同的导光材料。
可以规定，所述至少两个折射率彼此不同的、透明的导光材料、特别是第一纤维和第二纤维在横向方向上随机地并列设置，其中，所述横向方向垂直于从所述至少一个入射面至出射面传播的光的传播方向。由此，所述至少两个具有不同折射率的光学材料沿着导光的光学系统或导光的光学组件的两个横向维度任意地或者无规地设置并且沿着第三维度均匀地延伸，其中，所述第三维度对应于从所述至少一个入射面至出射面传播的光的传播方向。因此，折射率沿着相应的纤维在一个维度内是恒定的，而在所有纤维上沿着其余两个维度则是无规的。这有利于横向安德森定域化的发生，从而所述光基本上仅沿第三维度或者如下方向传播，所述入射面与所述出射面沿所述方向对置。
存在如下可能性，即，所述导光的光学系统、特别是所述光学组件中的每个光学组件通过如下方式制造，即，多个所述第一纤维和所述第二纤维或者多个带有气泡的纤维以随机的布置结构压紧、加热和拉伸，从而通过熔化不同的纤维或者具有气泡的纤维产生具有至少两种不同折射率的混合的导光材料。通过加热和拉伸，纤维的横截面可以减少到小于500nm的规格。此外，由此产生在各个纤维之间的牢固的连接。如果使用仅一种带有气泡的纤维，则通过加热和拉伸由各气泡产生长形的空气通道，所述空气通道在所述入射面与所述出射面之间延伸。此外，大量纤维与气泡在此也任意地或无规地设置。
可以规定，所述显示器构成为LED显示器或OLED显示器或LC显示器，或者所述显示器包括LED显示器或OLED显示器或LC显示器。这种显示器适合于在没有间隔的情况下贴靠在导光的光学系统的入射面上。
优选地，所述显示设备可以集成到前照灯或尾灯种。通过导光的光学系统的构造，所述出射面可以匹配于前照灯或尾灯的构造。
附图说明
以下借助示例性的附图更详细地阐述本发明。图中：
图1示出按照本发明的显示设备的第一实施形式的俯视图；
图2示出按照图1的显示设备的透视图；
图3示出按照本发明的显示设备的第二实施形式的透视图；
图4示出按照本发明的显示设备的第三实施形式的俯视图；
图5示出按照本发明的显示设备的第四实施形式的俯视图；
图6示出按照本发明的显示设备的第五实施形式的俯视图；
图7示出按照本发明的显示设备的第六实施形式的俯视图。
具体实施方式
在附图种，相同的和功能相同的部件配设有相同的附图标记。
按照本发明的显示设备的在图1和图2中示出的实施形式包括具有显示面2的显示器1。显示器1例如可以构成为LED显示器或OLED显示器或LC显示器。所述显示面2是平坦的。
按照本发明的显示设备的在图1和图2中示出的实施形式还包括导光的光学系统3，所述导光的光学系统特别是由带有入射面5和出射面6的导光的光学组件4组成。在此，入射面5朝向显示器1的显示面2并且贴靠在所述显示面上，这在示例性的示图中出于清楚性的原因而未表示出。
导光的光学组件4基本上具有截棱锥的形状，其中，入射面5具有小于出射面6的规格。光学组件4从入射面5向出射面6扩大。入射面5是平坦的，以便能够正面地贴靠在显示器1的显示面2上。出射面6凸形地弯曲。
在示出的实施例中，出射面6具有矩形轮廓。然而完全存在如下可能性，即，规定出射面的其他形状。
光学组件4可以由两个折射率彼此不同的、透明的导光材料组成，所述导光材料特别是可以构成第一纤维和第二纤维。所述纤维可以在横向方向上随机地并列设置，其中，所述横向方向垂直于如下方向，入射面5和出射面6沿所述方向相互对置。
以此，折射率沿着相应的纤维在一个维度内是恒定的而在所有纤维上沿着其余两个维度是无规的，从而产生作为横向安德森定域化已知的效果。相应于此地，在光学组件4的内部中的光基本上仅沿第三维度或沿如下方向传播，入射面与出射面沿所述方向对置。按照这种方式保证，各像素在导光的光学系统3或导光的光学组件4的出射面6上的布置结构尽可能准确地对应于各像素在显示器1的显示面2上的布置结构。
在按照本发明的显示设备的图4中示出的实施形式中，在导光的光学系统3的光学组件4的出射面6上设有未示出的偏转单元。该偏转单元具有多个偏转元件，这些偏转元件构成为折射的或衍射的或全息显示的。偏转元件在此构成为非常薄的并且作为涂层施加到出射面6上。
所述偏转单元可以为由出射面6射出的光的不同组像素这样配设不同的立体角，使得在不同的立体角内能够发出不同的内容。这在自主的车辆与其他交通参与者之间通信的情况下是有利的。在图4中示出，所述显示设备在图4中向右延伸的第一立体角7中以相应的图像8的形式发出注意路滑的警告。在图4中向左延伸的第二立体角9中，所述显示设备以相应的图像10的形式发出注意横穿街道的野生动物的警告。
在此，所述偏转元件中的每个偏转元件分别可以偏转一组像素。特别是，所述偏转元件中的每个偏转元件在此可以有助于图像8、10中的每个图像，这些图像在不同的立体角7、9内发射。由此也可以将在不同的立体角7、9内发射的内容分别显示在整个出射面6上。
在按照本发明的显示设备的图3中示出的实施形式中，设有两个具有两个相互间隔开距离的显示面2a、2b的显示器1a、1b以及一个具有两个光学组件4a、4b的导光的光学系统3。在此，光学组件4a、4b的入射面5a、5b分别贴靠在显示面2a、2b上。
光学组件4a、4b的出射面6a、6b基本上无缝隙地相互邻接，从而出射面6a、6b提供用于显示内容的大的未分开的面。由此，在显示设备运行中，由所述两个显示面2a、2b发出的光可以通过所述两个彼此邻接的出射面6a、6b这样射出，使得在所述两个显示面2a、2b上示出的内容彼此间无缝地映射到所述两个彼此邻接的出射面6a、6b上。按照这种方式可以填补在显示器1a、1b的所述两个显示面2a、2b的距离，从而弯曲的出射面6a、6b给出单个显示器的印象。
备选于此地，也可以设有一个具有两个入射面4a、4b和一个连续的出射面5的一件式的光学组件。
在按照图5至图7的实施形式中，显示器1构成为LC显示器。图5至图7表示出从后方穿过显示器1的背侧11照亮LC显示器的不同的可能性。
在按照图5的实施形式中，由光源12发出的光13耦合到光导体14中，所述光导体在显示器1的背侧11后方延伸。光13通过适合的结构化部从光导体14射出并且射入到显示器1的背侧11中。从显示器1的显示面2射出的光13射入到光学组件的贴靠于显示面的入射面5中并且从该光学组件穿过出射面6射出。
在按照图6的实施形式中，在显示器1的背侧11后方设有多个例如构成为发光二极管(LED)的光源12，这些光源直接照亮背侧11。
在按照图7的实施形式中，在显示器1的背侧11后方设有多个例如构成为发光二极管(LED)的光源12，这些光源经由多个反射镜15照亮背侧11。
附图标记列表
1、1a、1b 显示器
2、2a、2b 显示器的显示面
3 导光的光学系统
4、4a、4b 导光的光学系统的导光的光学组件
5、5a、5b 导光的光学系统的入射面
6、6a、6b 导光的光学系统的出射面
7 第一立体角
8 在第一立体角内发出的图像
9 第二立体角
10 在第二立体角内发出的图像
11 显示器的背侧
12 光源
13 由光源发出的光
14 用于由光源发出的光的光导体
15 用于由光源发出的光的反射器

Claims (15)

1.用于机动车的显示设备，包括至少一个显示器(1、1a、1b)，所述显示器具有用于示出内容的显示面(2、2a、2b)，其中，所述内容在所述至少一个显示面(2、2a、2b)上通过光(13)以多个像素显示，其特征在于，所述显示设备包括导光的光学系统(3)，所述导光的光学系统具有至少一个入射面(5、5a、5b)和出射面(6、6a、6b)，其中，在显示设备运行中由所述至少一个显示器(1、1a、1b)的所述至少一个显示面(2、2a、2b)发出的光(13)通过所述至少一个入射面(5、5a、5b)射入到导光的光学系统(3)中并且从所述出射面(6、6a、6b)射出，从而在所述出射面(6、6a、6b)上示出所述内容，其中，
所述出射面(6、6a、6b)具有与所述至少一个显示面(2、2a、2b)不同的形状和/或尺寸，
和/或
所述显示设备包括具有相互间隔开距离的显示面(2、2a、2b)的多个显示器(1、1a、1b)并且所述导光的光学系统(3)具有仅一个出射面(6、6a、6b)或者多个彼此直接邻接的出射面(6、6a、6b)。
2.按照权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述出射面(6、6a、6b)具有与所述至少一个显示面(2、2a、2b)的宽高比不同的宽高比，和/或所述出射面(6、6a、6b)是弯曲的并且所述至少一个显示面(2、2a、2b)是平坦的。
3.按照权利要求1或2之一所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备包括多个特别是相互间隔开距离的显示器(1、1a、1b)，这些显示器具有各一个显示面(2、2a、2b)，其中，所述导光的光学系统(3)包括多个导光的光学组件(4、4a、4b)并且给所述显示面(2、2a、2b)中的每个显示面配设所述光学组件(4、4a、4b)之一，从而由相应的显示面(2、2a、2b)发出的光(13)通过所配设的光学组件(4、4a、4b)的一个入射面(5、5a、5b)射入到所述光学组件中，特别是通过所述光学组件(4、4a、4b)的各个入射面(5、5a、5b)入射的光通过一个共同的出射面(6、6a、6b)或者通过多个彼此邻接的出射面(6、6a、6b)射出。
4.按照权利要求3所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)构成为使得在显示设备运行中由多个显示面(2、2a、2b)发出的光(13)通过所述一个出射面(6、6a、6b)或通过多个彼此邻接的出射面(6、6a、6b)射出，特别是，多个显示面(2、2a、2b)并列地、优选无缝地并列地映射到所述一个出射面(6、6a、6b)或所述多个彼此邻接的出射面(6、6a、6b)上。
5.按照权利要求1至4之一所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)的所述至少一个入射面(5、5a、5b)贴靠在所述至少一个显示面(2、2a、2b)上
6.按照权利要求1至5之一所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备包括偏转单元，所述偏转单元设置在导光的光学系统(3)的出射面(6、6a、6b)上，所述偏转单元特别是具有多个偏转元件，这些偏转元件构成为折射的或衍射的或全息显示的。
7.按照权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述偏转单元为由出射面(6、6a、6b)射出的光(13)的不同组像素配设不同的立体角(7、9)，使得在不同的立体角(7、9)中能够发出不同的内容。
8.按照权利要求1至7之一所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)、特别是所述导光的光学组件(4、4a、4b)中的每个导光的光学组件从所述至少一个显示面(2、2a、2b)出发具有扩大的横截面，其中，所述横截面优选是截圆锥形的或截棱锥形的并且截圆锥或截棱锥的较小的直径朝向所述至少一个显示面(2、2a、2b)。
9.按照权利要求1至8之一所述的显示设备，其特征在于，在所述导光的光学系统(3)之内、特别是在所述导光的光学组件(4、4a、4b)中的每个导光的光学组件之内的光传导基于安德森定域化、优选横向安德森定域化。
10.按照权利要求1至9之一所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)、特别是所述光学组件(4、4a、4b)中的每个光学组件具有至少两个折射率彼此不同的、透明的导光材料，其中，所述材料之一例如可以为空气。
11.按照权利要求1至10之一所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)、特别是所述导光的光学组件(4、4a、4b)中的每个导光的光学组件包括多个纤维，其中，各个纤维优选具有小于500nm的横截面。
12.按照权利要求11所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)、特别是所述光学组件(4、4a、4b)中的每个光学组件包括多个具有第一折射率的第一纤维和多个具有与第一折射率不同的第二折射率的第二纤维。
13.按照权利要求10至12之一所述的显示设备，其特征在于，所述至少两个折射率彼此不同的、透明的导光材料、特别是第一纤维和第二纤维在横向方向上随机地并列设置，其中，所述横向方向垂直于从所述至少一个入射面(5、5a、5b)至出射面(6、6a、6b)传播的光(13)的传播方向。
14.按照权利要求11至13之一所述的显示设备，其特征在于，所述导光的光学系统(3)、特别是所述光学组件(4、4a、4b)中的每个光学组件通过如下方式制造，即，多个所述第一纤维和所述第二纤维或者多个带有气泡的纤维以随机的布置结构压紧、加热和拉伸，从而通过熔化不同的纤维或者具有气泡的纤维产生具有至少两种不同折射率的混合的导光材料。
15.按照权利要求1至14所述的显示设备，其特征在于，所述显示器(1、1a、1b)构成为LED显示器或OLED显示器或LC显示器，或者所述显示器包括LED显示器或OLED显示器或LC显示器。
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