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Die Erfindung betrifft eine Multifunktionsfensterscheibe, die eine transparente Trägerscheibe umfasst, auf der eine in Segmente unterteilte Anzeigeschicht angeordnet ist, wobei eine Transparenz eines jeden Segments selektiv veränderbar ist, um eine Abbildung darstellen zu können, sowie ein Verfahren zum Betreiben der Multifunktionsfensterscheibe.
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Seit längerem sind Multifunktionsfensterscheiben bekannt, die beispielsweise zur Verglasung von Kraftfahrzeugen, insbesondere als Windschutzscheiben, eingesetzt werden. Diese Multifunktionsfensterscheiben dienen zum einen als Schutz vor störendem Fahrtwind und anderen Umwelteinflüssen sowie zum Abschließen des Fahrzeugs. Zum andern kann auf ihnen eine Information in Form einer Abbildung dargestellt werden. Gebräuchlich ist das Abbilden eines Tachometerinstruments usw.
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Aus der
DE 198 14 094 A1 sind ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abdunkelung einer transparenten Scheibe als Schutz gegen Störungsquellen von einer Seite der Scheibe, wie eine störende Durchsicht, eine störende Lichtquelle oder eine störende Wärmeeinwirkung, und/oder als Informationsanzeige bekannt, wobei die Vorrichtung örtlich selektiv elektrisch ansteuerbare Abdunkelungselemente aufweist, um die Scheibe in einem Durchtrittsbereich der Störquelle durch die Scheibe selektiv örtlich zum Bilden einer Stör- oder Blendschutzscheibe abzudunkeln und/oder zum Bilden einer Sicht- oder Wärmeschutzscheibe eine abgestufte Gesamtabdunkelung der Scheibe zu ermöglichen oder zum Bilden einer Informationsanzeigescheibe die Scheibe örtlich selektiv zum Anzeigen von Informationen abzudunkeln.
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Die elektrisch ansteuerbaren Abdunkelungselemente sind in der Regel in einer Anzeigeschicht ausgebildet, die auf einer Trägerscheibe angeordnet ist. Die Abdunkelungselemente können beispielsweise Flüssigkristallanzeigeelemente sein.
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Nachteilig ist bei der bekannten Multifunktionsfensterscheibe, dass ein Zusammenfallen des Durchtrittsbereichs der Strahlung einer Störquelle mit einem Ort auf der Scheibe, an dem eine Information in Form einer Abbildung angezeigt wird, das Abdunkeln zum Schutz vor der Strahlungsquelle das Anzeigen der Information beeinträchtigt oder umgekehrt.
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Die
US 2004/0097005 A1 offenbart unter anderem eine Multifunktionsfensterscheibe, umfassend eine transparente Trägerscheibe, auf der eine in Segmente unterteilte Anzeigeschicht angeordnet ist, wobei eine Transparenz eines jeden Segments selektiv veränderbar ist, um eine Abbildung darstellen zu können, sowie eine weitere Anzeigeschicht, die parallel zu der Anzeigeschicht ausgebildet ist und deren Transparenz selektiv veränderbar ist, wobei die Trägerscheibe als Frontscheibe eines Fahrzeugs ausgestaltet ist. Dabei ist die eine Anzeigeschicht als OLED-Display und die andere Anzeigeschicht als LCD-Display ausgebildet, die von Substratschichten umgeben sind.
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Aus der
US 6 654 070 B1 ist ein interaktives Head-up-Display bekannt, wobei die Windschutzscheibe als Träger dient. In die Windschutzscheibe ist eine LCD-Anzeige integriert, die über eine Touch-Screen-Technologie bedienbar ist.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Multifunktionsfensterscheibe und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Multifunktionsfensterscheibe zu schaffen.
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Das technische Problem wird durch eine Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren nach dem Patentanspruch 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Multifunktionsfensterscheibe umfasst eine transparente Trägerscheibe, auf der eine in Segmente unterteilte Anzeigeschicht angeordnet ist, wobei eine Transparenz eines jeden Segments selektiv veränderbar ist, um eine Abbildung darstellen zu können, wobei die Trägerscheibe als Frontscheibe eines Fahrzeugs ausgestaltet ist.
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Weiter ist eine weitere Anzeigeschicht vorgesehen, die parallel zu der Anzeigeschicht ausgebildet ist und deren Transparenz selektiv veränderbar ist.
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Mittels der weiteren Anzeigeschicht wird eine andere Abbildung, insbesondere ein undurchsichtiger Hintergrund, erzeugt. Hierdurch werden folgende Vorteile erreicht. Mittels der Anzeigeschicht wird eine Abbildung dargestellt, die einem Betrachter Informationen vermittelt. Gleichzeitig kann die Multifunktionsfensterscheibe gegen eine Einsicht in das Fahrzeug abgedunkelt werden, indem mittels der weiteren Anzeigeschicht eine Abbildung in Form eines undurchsichtigen Hintergrunds angezeigt wird. Ein Abdunkeln gegen eine störende Einsicht ist zeitgleich mit dem Anzeigen der in Form der Abbildung verkörperten Information möglich.
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Weiter sind die Anzeigeschicht und die weitere Anzeigeschicht auf verschiedenen Seiten der Trägerscheibe angeordnet, wobei die Anzeigeschicht und die weitere Anzeigeschicht in Folientechnik auf die entgegengesetzten Seiten der Trägerscheibe aufgebracht werden. Ein Abstand zwischen den Anzeigeschichten wird durch eine Stärke der Trägerscheibe festgelegt.
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Sehr gut erprobt und robust sind Flüssigkristallanzeigen. Sie zeichnen sich durch einen geringen Strombedarf zur Ansteuerung der einzelnen Segmente der Anzeige aus. Kostengünstige Herstellungsverfahren zum Aufbringen einer eine Flüssigkristallanzeige umfassenden Anzeigeschicht sind bekannt. Daher umfassen die Anzeigeschicht und die weitere Anzeigenschicht eine Flüssigkristallanzeige.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die weitere Anzeigeschicht in weitere Segmente unterteilt ist, wobei eine Transparenz eines jeden weiteren Segments einzeln selektiv veränderbar ist. Bei dieser Weiterbildung ist auch eine nur örtlich begrenzte Abdunkelung der weiteren Anzeigeschicht möglich. Ferner kann auch die mittels der weiteren Anzeigeschicht dargestellte andere Abbildung Informationen vermitteln. So ist es bei dieser Ausführungsform möglich auch die Abbildung, die mittels der Anzeigeschicht dargestellt wird als undurchsichtigen Hintergrund auszugestalten und die andere Abbildung als informative Abbildung, die beispielsweise Text enthält, auszugestalten. So kann unabhängig von einer Einbaurichtung der Multifunktionsfensterscheibe in ein Fahrzeug die Einsicht in das Fahrzeug abgedunkelt werden und entweder im Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs zusätzlich eine informative Abbildung dargestellt werden. Im Innern kann beispielsweise ein Film angezeigt werden. Außen kann hingegen eine Werbebotschaft angezeigt werden.
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Um mittels der Multifunktionsfensterscheibe ein interaktives Zusammenwirken einer Person mit einem von einer Steuervorrichtung gesteuerten Multimediaanwendung zu ermöglichen, sieht eine Weiterbildung vor, dass auf einer von der Trägerscheibe abgewandten Seite der Anzeigeschicht eine Touchscreenschicht angeordnet ist. Mindestens einem örtlichen Bereich der mittels der Anzeigeschicht dargestellten Abbildung wird eine Funktion und/oder Aktion zugewiesen. Mittels einer auf einer von der Trägerscheibe abgewandten Seite der Anzeigeschicht angeordneten Touchscreenschicht wird eine Berührposition auf der Touchscreenschicht ermittelt und festgestellt, ob die Berührposition bei einer Projektion senkrecht zu einer Oberfläche der Touchscreenschicht an der Berührposition in den darunter liegenden örtlichen Bereich der Abbildung projiziert wird, so dass in diesem Falle die verknüpfte Funktion und/oder Aktion ausgewählt und ausgelöst wird.
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Eine das Betreiben des Fahrzeugs besonders sicher gestaltende Ausführungsform der Erfindung umfasst Mittel zum Erfassen von Informationen über mindestens ein Objekt auf einer Außenseite der Trägerscheibe und Mitteln zum Erfassen einer Augenposition einer sich auf einer Innenseite der Trägerscheibe befindlichen Person und eine Steuervorrichtung zum Berechnen anhand der Augenposition und der erfassten Informationen über das mindestens eine Objekt von Durchtrittspunkten von Strahlung durch die Trägerscheibe, die sich von dem mindestens einen Objekt zu der Augenposition ausbreitet, wobei zumindest ein Teil der Segmente der weiteren Anzeigeschicht um die Durchtrittspunkte ansteuerbar sind, um deren Transparenz zu verringern, und mittels der Segmente der Anzeigeschicht die Abbildung weiter darstellbar ist. Diese Ausführungsform erlaubt eine Abdunkelung von Störquellen mit der weiteren Anzeigeschicht, ohne die mittels der Anzeigeschicht dargestellte Abbildung, beispielsweise eines Tachometerinstruments oder einer Fahrrichtungsinformation, zu beeinträchtigen, wenn der oder die Durchtrittspunkte der Strahlung im Bereich der Abbildung liegen, an denen das Tachometerinstrument oder die Fahrtrichtungsinformation dargestellt werden.
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Häufig ist es wünschenswert, über Objekte in der Umgebung, beispielsweise Berge oder Hügelketten, Informationen zu erhalten. Eine Weiterentwicklung der Multifunktionsfensterscheibe sieht vor, dass die Steuervorrichtung Mittel zum Identifizieren des mindestens einen Objekts umfasst und die Abbildung und/oder die andere Abbildung so modifizierbar sind, dass eine Konturkurve des mindestens einen Objekts ungefähr deckungsgleich mit den Durchtrittspunkten der Strahlung darstellbar ist, die von einer Kontur des Objekts zu der Augenposition ausgeht, wobei zusätzlich mittels der Segmente und/oder weiteren Segmente Objektinformationen, insbesondere eine Objektbezeichnung und Objektabmessungen, angezeigt werden können.
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Um auch farbige Abbildungen darstellen zu können, sind bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Segmente und/oder weiteren Segmente als Pixel eines Farbbildschirms ausgebildet.
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Die übrigen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen dieselben Vorteile wie die entsprechenden Merkmale der Multifunktionsfensterscheibe auf.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Multifunktionsfensterscheibe nach dem Stand der Technik;
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2 eine Ansicht einer Multifunktionsfensterscheibe, bei der mittels der Anzeigeschicht eine Abbildung dargestellt ist, die verschiedene Informationen wiedergibt;
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3 einen schematischen Aufbau einer Multifunktionsfensterscheibe;
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4a eine Durchsicht durch eine Multifunktionsfensterscheibe, bei der ein blendendes Störobjekt nicht abgedunkelt ist;
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4b eine Durchsicht durch die Multifunktionsfensterscheibe wie in 4a, bei der jedoch das blendende Störobjekt abgedunkelt ist;
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5 eine Ansicht einer Multifunktionsfensterscheibe, auf der die Konturen einer Hügelkette dargestellt sind;
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6 eine Multifunktionsfensterscheibe, die eine Abbildung wiedergibt, die in eine Lackierung des Fahrzeugs eingepasst ist;
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7 einen schematischen Aufbau einer anderen Ausführungsform einer Multifunktionsfensterscheibe;
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8 eine Multifunktionsfensterscheibe, die eine reversible individuelle Gestaltung einer Fahrzeugscheibe darstellt.
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In 1 ist eine schematische Ansicht einer Multifunktionsfensterscheibe 1 nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Multifunktionsfensterscheibe 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, auf der eine Anzeigeschicht 3 angebracht ist.
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Eine typische Durchsicht durch eine Multifunktionsfensterscheibe nach dem schematischen Aufbau der 1 ist in 2 gezeigt. Im Hintergrund ist ein Straßenzug 21 mit Gebäuden 22 zu sehen. Mittels der Anzeigeschicht der Multifunktionsfensterscheibe ist eine Abbildung dargestellt, die verschiedene Informationen wiedergibt. Die Informationen umfassen Koordinaten 23 einer GPS-Navigation, einen Fahrrichtungshinweis 24 eines Navigationssystems und eine Uhrzeit 25.
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3 zeigt den schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Multifunktionsfensterscheibe 30. Sie umfasst eine Trägerscheibe 31, die aus einem transparenten Material, insbesondere Glas oder Kunststoff, hergestellt ist. Auf einer Seite der Trägerscheibe 31 ist eine Anzeigeschicht 32 angeordnet. Die Anzeigeschicht 32 ist in Segmente (nicht dargestellt) unterteilt, deren Transparenz einzeln und unabhängig von den übrigen Segmenten verändert werden kann. Die Segmente sind vorzugsweise als Pixel eines Bildschirms oder Farbbildschirms ausgebildet. In einem Zustand ist die Anzeigeschicht zumindest nahezu vollständig transparent. Bei den Segmenten kann es sich beispielsweise um die Zellen einer Flüssigkristallanzeige handeln, die vorzugsweise jeweils über einen eigenen Dünnschicht-Transistor (TFT – thin film transistor) elektrisch angesteuert werden können.
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Auf einer anderen Seite der Trägerscheibe 31 ist eine weitere Anzeigeschicht 33 angeordnet. Die weitere Anzeigeschicht 33 ist vorzugsweise ebenfalls in weitere Segmente (nicht dargestellt) unterteilt, deren Transparenz ebenfalls einzeln und unabhängig von den übrigen weiteren Segmenten verändert werden kann. Als eine Änderung der Transparenz wird auch eine Änderung einer Farbigkeit eines Segments angesehen.
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Die Anzeigeschicht 32 und die weitere Anzeigeschicht 33 können beliebig ausgestaltet sein, solange sie einen Zustand aufweisen, in dem sie zumindest nahezu vollständig transparent sind. Die Anzeigeschicht 32 und die weitere Anzeigeschicht 33 können jeweils mehrere Schichten umfassen. Besonders bevorzugt werden Anzeigeschichten 32, 33, die in einer Folientechnik auf die Trägerscheibe 31 aufgebracht werden können. Neben oder anstelle von passiven Schichten, wie Flüssigkristallschichten, können auch aktive lumineszierende Schichten in die Anzeigeschichten 32, 33 integriert sein. Es kann ferner vorgesehen sein, Licht von Seiten der Multifunktionsfensterscheibe 30 zwischen die Anzeigeschicht 32 und die weitere Anzeigeschicht 33 einzustrahlen.
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Vorteilhafterweise ist die Multifunktionsfensterscheibe 30 ein Verbundkörper, in dem die Anzeigeschicht 32, die Trägerschicht 31 und die weitere Anzeigeschicht 33 integriert sind.
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Tritt eine blendendes Störobjekt 41 in ein Sichtfeld 42 einer Person, wie es in 4a gezeigt ist, so kann eine Transparenz einzelne Segmente der weiteren Anzeige 33 im Bereich 43 der Durchtrittspunkte der Strahlung durch die Multifunktionsfensterscheibe 30 verringert werden, so dass diese Segmente abgedunkelt werden. Dies ist in 4b dargestellt. Das Abdunkeln der weiteren Segmente der weiteren Anzeigeschicht 33 geschieht unabhängig von den Segmenten der Anzeigeschicht 32. Eine mittels der Anzeigeschicht 32 dargestellte Abbildung eines Displays 44 wird hierdurch nicht beeinträchtigt. Die Abdunkelung der Segmente muss nicht vollständig erfolgen oder nicht alle Segmente im Bereich 43 der Durchtrittspunkte betreffen. So bleibt eine Restsicht in den abgedunkelten Bereich des Sichtfelds 42 erhalten, was zu einer Erhöhung der Sicherheit beim Führen eines Fahrzeugs führt.
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Die weiteren Segmente werden zum Abdunkeln selektiv von einer Steuervorrichtung angesteuert. Die Steuervorrichtung erfasst mittels Sensoren, beispielsweise überlappende Bildfelder aufweisende Kameras, auf einer Außenseite der Multifunktionsfensterscheibe 30 das blendende Störobjekt 41. Mittels weiterer Sensoren, die ebenfalls als Kameras ausgebildet sein können, wird eine Augenposition einer Person auf einer Innenseite der Multifunktionsfensterscheibe 30 ermittelt. Zum Bestimmen der Augenposition und Erkennen des blendenden Störobjekts 41 können ebenfalls Sensoren zum Ermitteln eines Liedschlusses mit verwendet werden. Die Steuervorrichtung ermittelt hieraus die Segmente, die im Bereich 43 der Durchtrittspunkte jener Strahlung durch die der Multifunktionsfensterscheibe 30 liegen, die sich von dem blendenden Störobjekt 41 zu der Augenposition ausbreitet. Die Transparenz zumindest einiger dieser Segmente im Bereich 43 der Durchtrittspunkte wird verringert. So wird eine Blendung der Person vermieden. Der Bereich der Abdunkelung wird entsprechend der Relativbewegungen der Person und des blendenden Störobjekts nachgeführt, so dass immer eine optimale Abschattung der Blendung erreicht wird, das Sichtfeld der Person jedoch nicht übermäßig eingeschränkt wird. Insgesamt wird die Fahrsicherheit eines Fahrzeugs mit einer solchen Multifunktionsfensterscheibe 30 erhöht. Die Person kann alle auf dem Display 44 angezeigten Informationen jederzeit uneingeschränkt wahrnehmen und wird dennoch zu keiner Zeit geblendet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Multifunktionsfensterscheibe 30 ist die Steuervorrichtung in der Lage ein Objekt 52, beispielsweise eine Hügelkette, zu identifizieren, wie in 5 dargestellt ist. Die Identifikation kann mittels der Informationen erfolgen, die die Steuervorrichtung mittels der Sensoren erfasst hat. Die erfassten Informationen werden mit solchen Informationen verglichen, die in einer, vorzugsweise dreidimensionalen, Karte gespeichert sind. Die Identifikation kann auch erfolgen, indem eine mittels eines Navigationssystems ermittelte Position berücksichtigt wird. Dann kann die Steuervorrichtung die um die bestimmte Position vorhandenen Objekte aus der Karte auswählen.
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Anhand der Augenposition wird anschließend eine Konturkurve 51 mittels der weiteren Segmente der weiteren Anzeigeschicht 33 so dargestellt, dass sich die Konturkurve 51 nahezu mit der Kontur des Objekts 52 deckt. Mittels der Anzeigeschicht 32 und/oder der weiteren Anzeigeschicht 33 werden zusätzliche Informationen über das identifizierte Objekt, beispielsweise die Namen 53 der Erhebungen 54 in der Hügelkette und deren Höhen 55 angegeben. Mittels der Anzeigeschicht 32 angezeigte Informationen, beispielsweise ein Tachometerinstrument, werden durch das Abbilden der Konturkurve 51 und die zusätzlichen Informationen nicht beeinträchtigt. Hierdurch wird eine Orientierung der Person weiter verbessert, ohne den Fahrkomfort oder die Fahrsicherheit nachteilig zu beeinflussen.
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Bei einer Ausführungsform, wie sie in 6 gezeigt ist, ist die Multifunktionsfensterscheibe 61 in ein Fahrzeug 62 eingebaut. Die Anzeigeschicht 32 dunkelt einen Innenraum vollständig gegen Einblicke ab. Die weitere Anzeigeschicht 33 stellt eine Abbildung dar, die sich in die Lackierung des Fahrzeugs so eingepasst, dass die Multifunktionsfensterscheibe 61 bei einer nicht analysierenden Betrachtungsweise nicht als Fensterscheibe wahrgenommen wird. Die Darstellung von Abbildungen oder Abbildungsfolgen auf einer Außenseite der Multifunktionsfensterscheibe 61 ist besonders für deren Einsatz als Werbemittel geeignet. Bei einer anderen Ausführungsform könnte eine Multifunktionsfensterscheibe 61 auch eine einfarbige Fläche in der Lackfarbe des Fahrzeugs anzeigen. Somit kann ein unsichtbares Fenster realisiert werden.
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Alternativ kann auch die weitere Anzeigeschicht 33 vollständig abgedunkelt werden, um einen Einblick in das Innere des Fahrzeugs zu unterbinden. Im Innern könnte dann mit der Anzeigeschicht 32 eine Abbildung bzw. aufeinander folgende Abbildungen, die eine Filmsequenz darstellen, abgebildet werden. Wichtig ist, dass die im Inneren angezeigten Informationen von außen nicht wahrgenommen werden können und umgekehrt. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, sich, insbesondere im Innern des Fahrzeugs, eine Textnachricht, beispielsweise eine E-Mail, anzusehen, die außerhalb des Fahrzeugs nicht mitgelesen werden kann.
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7 zeigt einen schematischen Aufbau einer weiteren Ausführungsform einer Multifunktionsfensterscheibe 70. Der Aufbau ähnelt dem der 3. Auf gegenüberliegenden Seiten einer Trägerscheibe 71 sind eine Anzeigeschicht 72 und eine weitere Anzeigeschicht 73 angeordnet. Auf der von der Trägerschicht 71 abgewandten Seite der Anzeigeschicht 72 ist eine Touchscreenschicht 74 angeordnet.
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Hierdurch ist es möglich, Bereichen der Abbildung, die mittels der Anzeigeschicht 72 dargestellt wird, eine Funktion und/oder Aktion, beispielsweise ein Einschalten eines CD-Players, zuzuweisen. Die Touchscreenschicht 74 registriert eine Berührung und ermittelt einen Berührpunkt. Mittels der Steuereinheit wird überprüft, ob der Berührpunkt senkrecht über dem Bereich der Abbildung liegt, dem eine Funktion/Aktion zugewiesen ist. Ist dieses der Fall, wird die Aktion, hier das Einschalten des CD-Players, ausgeführt. Somit ist die Multifunktionsfensterscheibe 70 zum Darstellen von interaktiven Medienangeboten geeignet. Die Multifunktionsfensterscheibe 70 kann aber auch als Fernglas verwendet werden, indem das Bild einer Kamera wiedergegeben wird. Mittels der Touchscreenschicht 74 kann nun die Kamera dirigiert werden oder ein Zoombereich ausgewählt werden.
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8 zeigt eine Multifunktionsfensterscheibe 80, die reversibel individualisiert worden ist, indem Fische 81 auf der Multifunktionsfensterscheibe 80 angezeigt werden. Die Anzeigeschicht und/oder weitere Anzeigeschicht können auch als dezente Lichtquelle genutzt werden.
