DE102007028878B4

DE102007028878B4 - Displayeinrichtung mit vergrößernder grafischer Bildquelle

Info

Publication number: DE102007028878B4
Application number: DE102007028878.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Schliep; Oliver Kirsch
Original assignee: Johnson Controls GmbH
Current assignee: Johnson Controls GmbH
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: WO2008089981A1; DE102007028878A1

Abstract

Anzeigeeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Vielzahl von Bildpunkten generierenden Bildquelle (1), wobei die Bildquelle (1) eine gekrümmte Bildaustrittsfläche (1') aufweist, wobei ein von der Bildquelle (1) erzeugtes und von einer Sichtseite (6) aus gesehenes Bild (1'') gegenüber der aktiven Bildaustrittsfläche (1') der Bildquelle (1) senkrecht zum Verlauf eines Strahlengangs (5) der Anzeigeeinrichtung (1) im Bereich der Bildquelle (1) vergrößert ist, wobei der Strahlengang (5) der Anzeigeeinrichtung (1) außer der gekrümmten Bildaustrittsfläche (1') der Bildquelle (1) lediglich noch plane Umlenkflächen (4) aufweist, wobei die Anordnung der die Bildpunkte generierenden Elemente (1''') der Bildquelle (1) entsprechend der gekrümmten Bildaustrittsfläche (1') gekrümmt oder zumindest in einer Richtung nicht geradlinig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaustrittsfläche (1') konkav oder konvex ausgeformt ist und ein richtendes optisches Element in unmittelbarer Nähe zur Bildquelle (1) angeordnet ist oder in die Bildquelle (1) integriert ist, wobei das richtende optische Element derart ausgebildet ist, dass Licht in einer bestimmten Abstrahlrichtung die Bildquelle (1) bevorzugt gegenüber anderen Abstrahlrichtungen verlässt, wobei das richtende optische Element mittels Lamellen realisiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Displayeinrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, welches eine grafische Bildquelle zur Wiedergabe einer Mehrzahl verschiedener Bilder aufweist, wobei die Bilder durch die Displayeinrichtung vergrößert dargestellt werden.
Es sind diverse Vorschläge bekannt, die auf die vergrößernde Darstellung der von einer Bildquelle ausgehenden Bilder abzielen. Insbesondere bei Verwendung von Projektions- oder Umlenkungsmitteln bei einer solchen Displayeinrichtung ist dieser Effekt erwünscht, da der verfügbare Bauraum in dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges begrenzt ist und die einen optischen Pfad ausbildenden Hohlräume, längs derer die Bilder transportiert werden, erhebliche Volumenanforderungen mit sich bringen. Beispielsweise offenbart DE 600 16 088 T2 ein Projektionssystem mit gekrümmter Flüssigkristall-Anzeigetafel zur Korrektur des sphärischen Abbildungsfehlers. DE 100 20 140 A1 lehrt eine Blickfeldanzeigevorrichtung. DE 198 48 842 A1 offenbart eine Flüssigkristallanzeige mit gekrümmtem Flüssigkristallbildschirm. DE 21 61 206 A , DE 42 11 728 A1 lehrt eine holographische Anzeigevorrichtung. US 5 157 549 A offenbart ein Head-up-Display für ein Fahrzeug. DE 33 47 271 A1 lehrt eine optische Einrichtung an Kraftwagen. DE 29 42 730 A1 offenbart ein Anzeigesystem für Zustandsgrößen eines Fahrzeugs.
Es ist dabei üblich, die Mittel zur Vergrößerung mit den für den Betrieb des optischen Pfades (Strahlengang) erforderlichen Mitteln zu kombinieren. Sofern ein Umlenkmittel dabei verwendet wird, wird seine Form entsprechend angepasst. Eine zur Umlenkung eingesetzte Spiegelfläche wird mit einer Krümmung versehen, so dass sie etwa als Teilfläche eines Zylindermantels beschreibbar ist. Diese Herangehensweise ist mit erheblichem konstruktiven und finanziellen Aufwand verbunden, weil das Umlenkmittel für jeweils eine Bauform einer Displayeinrichtung ausgelegt, gefertigt und mit geringen Toleranzen eingepasst werden muss.
Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Aufwand zu verringern.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Vielzahl von Bildpunkten generierenden Bildquelle gemäß Anspruch 1.
Es wird also erfindungsgemäß eine herkömmlicherweise mit einer planaren bzw. planen Bildaustrittsfläche ausgestattete Bildquelle, wie beispielsweise ein LC- oder ein OLED Display, beispielsweise durch Formänderung, selbst als Mittel zur Vergrößerung ausgebildet. Anstelle einer ebenen Bildaustrittsfläche ist dabei eine gekrümmte Bildaustrittsfläche mit entsprechend parallel dazu liegendem – d. h. ebenfalls gekrümmt vorliegendem – Bilderzeugungsmittel vorgesehen, wodurch bereits im Zuge der Bildabstrahlung von der Bildquelle in den optischen Pfad bzw. in den Strahlengang die Vergrößerung bewirkt ist. So können die im weiteren Pfadverlauf angeordneten, optischen Mittel einfacher gestaltet werden, was erhebliche Kosteneinsparungen zur Folge hat. Durch die Ausbildung des Vergrößerungsmittels vorrangig im Bereich der Bildaustrittsfläche der Bildquelle ist es ferner erfindungsgemäß möglich, dass die Maßanforderungen bzw. die Genauigkeitsanforderungen, insbesondere hinsichtlich der relativen Anordnung der bildvergrößernden Elemente – gesenkt werden können. Hierbei kann es erfindungsgemäß in einer ersten Alternative vorgesehen sein, dass die Bildaustrittsfläche konvex geformt ist. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Bildaustrittsfläche konkav geformt ist, wobei sich gegebenenfalls die Lichtstrahlen in einem Brennpunkt schneiden und anschließend wieder divergent verlaufen. Die Wahl einer konvex oder konkav ausgeformten Bildaustrittsfläche kann erfindungsgemäß beispielsweise von den Bauraumerfordernissen zur Realisierung des Strahlengangs beeinflusst sein. Sowohl mit einer konkav ausgeformten Bildaustrittsfläche als auch mit einer konvex ausgeformten Bildaustrittsfläche ist es erfindungsgemäß in einer weiteren Ausführungsform bevorzugt auch vorgesehen, dass ein richtendes optisches Element in unmittelbarer Nähe zur Bildquelle angeordnet ist oder in die Bildquelle integriert ist, wobei das richtende optische Element dafür sorgt, dass Licht in einer bestimmten Abstrahlrichtung die Bildquelle bevorzugt gegenüber anderen Abstrahlrichtungen verlässt. Ein solches richtendes optisches Element könnte beispielsweis mittels Lamellen realisiert werden.
Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass die Anordnung der die Bildpunkte generierenden Elemente der Bildquelle entsprechend der gekrümmten Bildaustrittsfläche gekrümmt oder zumindest in einer Richtung nicht geradlinig vorgesehen ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass bereits bei der Bilderzeugung die Vergrößerung des Bildes mit berücksichtigt wird, wodurch weitere Maßnahmen zur Bildvergrößerung, die beabstandet von den die Bildpunkte generierenden Elementen der Bildquelle angeordnet sein müssten und beispielsweise Linsenelemente, gekrümmte Spiegelelemente, entfallen können bzw. deutlich hinsichtlich ihre Komplexitätsgrades und hinsichtlich ihrer Genauigkeitsanforderungen eingeschränkt werden können.
Besonders bevorzugt ist es erfindungsgemäß, dass der Strahlengang der Anzeigeeinrichtung außer der gekrümmten Bildaustrittsfläche der Bildquelle lediglich noch plane Umlenkflächen aufweist bzw. dass die Umlenkfläche als eine Spiegelfläche und/oder als eine Prismenumlenkfläche ausgebildet ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise auf weitere gekrümmte Spiegelflächen und/oder gekrümmte Linsenflächen verzichtet werden und so die Kosten der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung deutlich reduziert werden. Alternativ kann es erfindungsgemäß jedoch durchaus auch vorgesehen sein, dass – beispielsweise zur Realisierung einer sogenannten Vorverzerrung des Bildes – eine gekrümmte Umlenkfläche Verwendung findet, wobei die gekrümmte Umlenkfläche beispielsweise parabolisch gekrümmt sein könnte oder auch eine Freiformfläche sein kann.
Weiterhin ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Bildquelle bis auf die gekrümmte Bildaustrittsfläche als ein im Wesentlichen flächig erstrecktes Bilderzeugungsmittel vorgesehen ist, insbesondere als ein Flüssigkristall-Anzeigeelement und/oder als ein OLED-Anzeigeelement (organic light emitting diode) vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft hieran ist, dass als Bilderzeugungsmittel ein elektronisch ansteuerbares, flächiges Element verwendet werden kann, auf dem etwa durch stellenweises Ausfiltern von Hintergrundlicht (im Falle eines Durchleuchtungsflüssigkristallanzeigeelements bzw. LC(liquid crystal)-Anzeigeelements) oder durch Leuchtanregung von Teilflächen (im Falle eines selbstleuchtenden Anzeigeelements wie beispielsweise ein OLED(organic light emitting diode)-Anzeigeelements) die Bildkontur erzeugt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figuren
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Strahlengangs einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung in einer Seitendarstellung bzw. Schnittdarstellung.
In der 1 ist eine schematische Schnittdarstellung für eine erfindungsgemäße Displayeinrichtung 10 bzw. Anzeigeeinrichtung 10 dargestellt. Unterhalb der Abdeckung 7 eines Armaturenbretts ist eine Bildquelle 1 mit einer (konvex) gekrümmt geformten Bildaustrittsfläche 1' angeordnet. Davon gehen entlang eines Strahlengangs 5 Lichtstrahlen 2, 3 als Bildbestandteile aus, die an einer im Ausführungsbeispiel als plane Spiegelfläche ausgebildete Umlenkfläche 4 eine Richtungsänderung erfahren. An den reflektierenden Strahlen 2', 3' ist die Größenänderung des Bildes 1'' (im Bereich der reflektierten Strahlen 2', 3') gegenüber dem Bild 1'' in der Nähe der Bildquelle 1 ersichtlich bzw. es ist ersichtlich, dass das Bild 1'' von einer Sichtseite 6 her gesehen für einen Betrachter bzw. Benutzers der Anzeigeeinrichtung 10 vergrößert erscheint. Alternativ zu der konvex gekrümmt geformten Bildaustrittsfläche 1' kann es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein (nicht dargestellt), dass eine konkav ausgebildete Bildaustrittsfläche 1' Verwendung findet.
Im Bereich der Bildquelle 1 sind einzelne bilderzeugende bzw. die Bildpunkte des Bildes 1'' generierende Elemente 1''' schematisch dargestellt. Sichtbar ist, dass diese die Bildpunkte des Bildes 1'' generierenden Elemente 1''' in einer gekrümmten Anordnung in der ansonsten im Wesentlichen flächig erstreckten Bildquelle 1 angeordnet sein können. Alternativ kann es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein (nicht dargestellt), dass die die Bildpunkte des Bildes 1'' generierenden Elemente 1''' im Wesentlichen plan, d. h. entlang einer Ebene, in der Bildquelle 1 angeordnet sind und dass ein die Vergrößerung generierendes Element (nicht dargestellt) in unmittelbarer Nähe der die Bildpunkte des Bildes 1'' generierenden Elemente 1''' vorgesehen ist, um die gekrümmt geformten Bildaustrittsfläche 1' zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: Bildquelle
1': Bildaustrittsfläche
1'': Bild
1''': Bildpunkte generierendes Element
2, 3: Lichtstrahlen
2', 3': reflektierte Lichtstrahlen
4: Umlenkfläche
5: Strahlengang
6: Sichtseite
7: Abdeckung eines Armaturenbretts
10: Anzeigeeinrichtung

Claims

Anzeigeeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Vielzahl von Bildpunkten generierenden Bildquelle (1), wobei die Bildquelle (1) eine gekrümmte Bildaustrittsfläche (1') aufweist, wobei ein von der Bildquelle (1) erzeugtes und von einer Sichtseite (6) aus gesehenes Bild (1'') gegenüber der aktiven Bildaustrittsfläche (1') der Bildquelle (1) senkrecht zum Verlauf eines Strahlengangs (5) der Anzeigeeinrichtung (1) im Bereich der Bildquelle (1) vergrößert ist, wobei der Strahlengang (5) der Anzeigeeinrichtung (1) außer der gekrümmten Bildaustrittsfläche (1') der Bildquelle (1) lediglich noch plane Umlenkflächen (4) aufweist, wobei die Anordnung der die Bildpunkte generierenden Elemente (1''') der Bildquelle (1) entsprechend der gekrümmten Bildaustrittsfläche (1') gekrümmt oder zumindest in einer Richtung nicht geradlinig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaustrittsfläche (1') konkav oder konvex ausgeformt ist und ein richtendes optisches Element in unmittelbarer Nähe zur Bildquelle (1) angeordnet ist oder in die Bildquelle (1) integriert ist, wobei das richtende optische Element derart ausgebildet ist, dass Licht in einer bestimmten Abstrahlrichtung die Bildquelle (1) bevorzugt gegenüber anderen Abstrahlrichtungen verlässt, wobei das richtende optische Element mittels Lamellen realisiert ist.
Anzeigeeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkfläche (4) als eine Spiegelfläche und/oder als eine Prismenumlenkfläche ausgebildet ist.