DE10110757A1

DE10110757A1 - Bildschirm in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10110757A1
Application number: DE10110757A
Authority: DE
Inventors: Gerd Kurth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-19

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

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.