DE10110757A1 - Bildschirm in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
Bildschirm in einem KraftfahrzeugInfo
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Abstract
In zunehmendem Maße werden in Kraftfahrzeugen Bildschirme beispielsweise für Navigationssysteme, Bordcomputer und Fernseher eingebaut. Dabei kommen vor allem sogenannte LCD-Bildschirme (liquid cristal display) aufgrund ihrer Baugröße und ihrer Widerstandsfähigkeit zum Einsatz. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bildschirm für Kraftfahrzeuge so weiterzubilden, dass die Anzeige des Bildschirms gut zu sehen ist. DOLLAR A Dazu wird ein Aufsatz (3) auf eine Anzeigefläche des Bildschirms (2) aufgesetzt, der zumindest aus einer lichtdurchlässigen Hohlkammer (5) besteht, die mit einem lichtdurchlässigen Material (6) wie Silikon gefüllt ist, dessen Brechungsindex größer als der von Luft ist. Dadurch erscheinen die Anzeigen auf dem Bildschirm (2) scheinbar auf der Oberseite des Aufsatzes (3), der oberflächenbündig und gewölbt an eine Instrumententafel (1) angepasst sein kann. Ferner sind durch den Aufsatz (3) die Anzeigen eines im Fahrzeug mittig angeordneten Bildschirms (2) sowohl vom Fahrer als auch vom Beifahrer aus gut einzusehen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Bildschirm in einem Kraftfahrzeug.
In zunehmenden Maße werden in Kraftfahrzeugen Bildschirme beispielsweise für
Navigationssysteme, Bordcomputer und Fernseher eingebaut. Dabei kommen vor
allem sogenannte LCD-Bildschirme (liquid cristal display) aufgrund ihrer Baugröße
und ihrer Widerstandsfähigkeit zum Einsatz.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bildschirm für Kraftfahrzeuge so weiterzubilden,
dass die Anzeige des Bildschirms gut zu sehen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dazu wird auf eine Anzeigefläche eines Bildschirms in einem Kraftfahrzeug ein
Aufsatz aufgesetzt, der zumindest aus einer lichtdurchlässigen Hohlkammer
besteht, die mit einem lichtdurchlässigen Material gefüllt ist, dessen
Brechungsindex größer als der von Luft ist.
Der Brechungsindex eines Mediums ist eine Materialkonstante und ein Maß für die
Fähigkeit des Mediums die Ausbreitungsrichtung von Licht, das in das Medium
eintritt, zu ändern. Nach dem Gesetz von Snellius gilt für den Winkel zwischen
Lichtstrahl und der Senkrechten auf der Grenzfläche zwischen zwei lichtdurch
lässigen, unterschiedlichen Medien folgender Zusammenhang:
Dabei bezeichnet a1 den Einfallswinkel des Lichtstrahls im ersten Medium und n1
dessen Brechungsindex. a2 und n2 sind die entsprechenden Größen für das zweite
Medium. Der Brechungsindex für Luft ist annähernd n = 1.
Aufgrund dieser physikalischen Zusammenhänge ist durch den Aufsatz auf der
Anzeigefläche des Bildschirms mit der Füllung, die einen größeren Brechungsindex
als Luft hat, die Anzeige auch unter einem relativ flachen Blickwinkel noch gut
einsehbar. Eine Totalreflektion tritt erst bei einem flacheren Blickwinkel auf den
Bildschirm auf als ohne den Aufsatz. Des weiteren erscheint für den Betrachter die
Anzeige virtuell auf der Oberfläche des Aufsatzes, anstelle auf der darunter
liegenden Anzeigefläche.
Vorteilhafterweise ist der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials, mit dem
der Aufsatz gefüllt ist, größer 1,3. Ab einem Brechungsindex von 1,3 treten die oben
beschriebenen Vorteile besonders deutlich auf Folgende Materialen sind dafür
beispielsweise geeignet: Silikon mit einem Brechungsindex n von etwa 1,45 bis
1,48, Wasser mit einem Brechungsindex von 1,33 und/oder Ethanol mit einem
Brechungsindex von 1,36.
Der Hohlkörper des Aufsatzes besteht günstigerweise aus Glas oder aus
lichtdurchlässigem Kunststoff, wie beispielsweise aus Acryl. Dieser Hohlkörper kann
idealerweise auf der dem Bildschirm zugewandten Seite entspiegelt sein. Diese
Entspiegelung kann beispielsweise durch eine separate Entspiegelungsschicht, die
auf dem Hohlkörper aufgebracht ist, erfolgen.
Alle in einem Kraftfahrzeug verbauten Teile müssen extreme Temperaturschwan
kungen aushalten können. So können im Winter in einem geparkten Kraftfahrzeug
beispielsweise in Skandinavien Temperaturen unter -30°C gemessen werden.
Dagegen herrschen beispielsweise in einem in der Mittagssonne im Sommer in
Italien abgestellten Kraftfahrzeug Temperaturen von über 80°C. Damit der
erfindungsgemäße Aufsatz das unterschiedliche Temperaturverhalten des
Hohlkörpers und der Füllung des Hohlkörpers leicht ausgleichen kann, ist
vorteilhafterweise eine Vorrichtung dazu am oder im Aufsatz vorgesehen, die eine
kleine Volumenänderung der Füllung relativ zum Hohlkörper kompensieren kann.
Dazu weist die Vorrichtung beispielsweise eine bewegliche Membran auf, auf die
von der einen Seite die Füllung und von der anderen Seite eine eingeschlossene,
kompressible Gasfüllung drückt. Diese Vorrichtung ist am seitlichen Rand des
Aufsatzes angebracht, so dass der freie Blick auf die Anzeige nicht beeinträchtigt
wird. Alternativ dazu kann auch nur eine Luftblase im Hohlkörper mit eingeschlossen
sein, die sich ebenfalls im Randbereich des Aufsatzes befindet, so dass der Blick
auf die Anzeige frei ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Aufsatz auch einteilig mit der
Anzeigefläche des Bildschirms ausgeführt sein. Dann ist eine Seite der Hohlkammer
zugleich die Anzeigefläche des Bildschirms.
Ein Bildschirm mit einem Aufsatz kann beispielsweise in einer Instrumententafel,
einer Kopfstütze oder einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes oder in einer
Mittelkonsole im Fahrzeug angebracht sein. Im Gegensatz zu bekannten
Bildschirmoberflächen kann die dem Fahrgastraum zugewandte Oberfläche des
Aufsatzes gewölbt sein. Dadurch ist eine perfekte Anpassung des Aufsatzes an die
angrenzenden Bauteile möglich. So kann beispielsweise der Aufsatz mit seinen
Rändern oberflächenbündig und mit einer angepassten Wölbung in eine konvexe
Instrumententafel eingelassen sein. Da das virtuelle Bild der Bildschirmanzeige auf
der Oberfläche des Aufsatzes optisch erscheint, entsteht der Eindruck eines
gewölbten Bildschirms, dessen Anzeigefläche bündig mit der angrenzenden
Oberfläche der Instrumententafel ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen in schematischer Darstellungs
weise:
Fig. 1 eine Frontansicht einer Instrumententafel mit einem mittig angeordne
ten Bildschirm mit einem Aufsatz,
Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Anordnung entlang der
Schnittlinie A-A und
Fig. 3 eine Prinzipskizze der Funktionsweise des Aufsatzes anhand eines
Schnitts durch die in Fig. 1 gezeigte Anordnung entlang der Schnitt
linie B-B.
Fig. 1 zeigt eine konvex gewölbte Instrumententafel 1 eines Kraftfahrzeugs mit
einem im wesentlichen mittig angeordneten, etwa rechtwinkligen LCD-Bildschirm 2
(liquid cristal display) mit einem Aufsatz 3, dessen Grundfläche rechtwinklig ist und
etwa die Größe des LCD-Bildschirms 2 hat. Wie im Schnitt entlang der Schnittlinie A
-A in Fig. 2 gut erkennbar ist, ist der Aufsatz 3 mit seiner dem Fahrgastraum
zugewandten Seite 4 passend zur Instrumententafel 1 konvex gewölbt und
oberflächenbündig in die Instrumententafel 1 eingelassen. Der Aufsatz 3 selbst
besteht aus einer Hohlkammer 5 aus Acryl, die mit Silikon 6 gefüllt ist.
Aufgrund der Füllung mit Silikon mit einem Brechungsindex von n = 1,45 bis 1,48
erscheint ein virtuelles Bild der Bildschirmanzeige auf der dem Fahrgastraum
zugewandten Oberfläche des Aufsatzes. Es entsteht der Eindruck, als ob der
Bildschirm passend zur Instrumententafel gewölbt wäre.
Anhand der Fig. 3 ist die Funktionsweise ersichtlich. Sowohl der linke Betrachter,
symbolisiert durch das Auge I, kann die Lichtstrahlen 7, die vom LCD-Bildschirm 2
ausgehen, gut sehen, als auch der rechte Betrachter, symbolisiert durch das Auge
II, die Lichtstrahlen 8. Die Lichtstrahlen 7 und 8 können in einem relativ flachen
Winkel zur Senkrechten zur Oberfläche 4 durch den Aufsatz 3 hindurchgehen, und
werden dann aufgrund des Snellius-Gesetzes in einem flacheren Winkel zur
Oberfläche 4 zum Auge I oder II des Betrachters geleitet. Dadurch ist im Fahrzeug
der in der Instrumententafel 1 mittig angeordnete LCD-Bildschirm 2 sowohl für den
Fahrer als auch für den Beifahrer gut sichtbar. Die Gefahr einer Totalreflektion der
Lichtstrahlen 7 oder 8 vom Bildschirm 2 an der dem Fahrgastraum zugewandten
Oberfläche 4 des Aufsatzes 3 ist gering, da die Lichtstrahlen 7 und 8 trotz des
schrägen Blicks des Betrachters in einem relativ kleinen Winkel zur Senkrechten zur
Oberfläche 4 des Aufsatzes 3 verlaufen.
Claims (13)
1. Aufsatz (3) für eine Anzeigefläche eines Bildschirms (2) in einem Kraftfahrzeug,
wobei der Aufsatz (3) zumindest aus einer lichtdurchlässigen Hohlkammer (5)
besteht, die mit einem lichtdurchlässigen Material (6) gefüllt ist, dessen
Brechungsindex größer als der von Luft ist.
2. Aufsatz nach Anspruch 1, der mit einem lichtdurchlässigen Material (6) mit
einem Brechungsindex größer 1, 3 gefüllt ist.
3. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, der mit Silikon (6) gefüllt ist.
4. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, der mit Wasser und/oder Ethanol
gefüllt ist.
5. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der durch eine elastische
Membran unterschiedliche Wärmeausdehnungen zwischen der Hohlkammer (5)
und dem Material (6) in der Hohlkammer (5) ausgleichen kann.
6. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Hohlkammer (5)
aus Glas und/oder Kunststoff besteht.
7. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Hohlkammer (5)
durch eine Beschichtung entspiegelt ist.
8. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Seite der
Hohlkammer (5) zugleich die Anzeigefläche des Bildschirms (2) ist.
9. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zusammen mit dem
Bildschirm (2) in einer Instrumententafel (1) eingelassen ist.
10. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zusammen mit dem
Bildschirm (2) in einer Kopfstütze oder einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes
eingelassen ist.
11. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zusammen mit dem
Bildschirm (2) in einer Mittelkonsole zwischen Fahrer- und Beifahrersitz
eingelassen ist.
12. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer dem
Fahrgastraum zugewandten, gewölbten Oberfläche (4).
13. Aufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der oberflächenbündig in
die Instrumententafel, die Kopfstütze oder Rückenlehne oder die Mittelkonsole
eingepasst ist.
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