DE102008013274A1

DE102008013274A1 - Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeg mit einem Display und einer transparenten Deckscheibe

Info

Publication number: DE102008013274A1
Application number: DE102008013274A
Authority: DE
Inventors: Heino Wengelnik; Stefan Henze
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Display (1) zur Darstellung von Informationen und einer zumindest zum Teil transparenten Deckscheibe (2), die vor dem Display (1) angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (2) ein Hologramm (4) aufweist und dass zumindest eine Lichtquelle (7) so angeordnet ist, dass deren Lichtemission auf das Hologramm (4) trifft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigeinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Display zur Darstellung von Informationen und einer zumindest zum Teil transparenten Deckscheibe, die vor dem Display in Richtung eines Betrachters angeordnet ist.
Die Anzahl von Informationen, die einem Fahrzeugführer aufgrund der steigenden Anzahl von Komforteinrichtungen angezeigt werden steigt ständig. Zu den Komforteinrichtungen, die in modernen Fahrzeugen eingesetzt werden zählen Navigationseinrichtungen, Telekommunikationseinrichtungen, Fahrerassistenzsystemen und Warnhinweise zu eine Vielzahl von Einrichtungen des Fahrzeugs und zu Umgebungsbedingungen. In vielen Fahrzeugen werden deshalb so genannte Multifunktions-Bedien- und Anzeigeeinrichtungen eingesetzt. Herkömmlicherweise ist das Display solcher Multifunktions-Bedien- und Anzeigeeinrichtungen in der Mittelkonsole angeordnet. Des Weiteren weisen solche Fahrzeuge ein so genanntes Kombiinstrument nahe des primären Sichtfeldes des Fahrzeugführers auf, welches dynamische Informationen und Überwachungsinformationen anzeigt, auf welche der Fahrzeugführer ggfs. unmittelbar reagieren soll. Neuerdings weisen die Kombiinstrumente neben herkömmlichen Rundinstrumenten auch frei programmierbare Displays auf, welche Informationen einer Navigationseinrichtung, einer Telekommunikationseinrichtung und insbesondere der Fahrerassistenzsysteme darstellen. Zum Teil wird bei Kombiinstrumenten auch vollständig auf herkömmliche mechanische Rundinstrumente verzichtet und die gesamte Informationsdarstellung erfolgt über das frei programmierbare Display. Die Darstellung umfassender Informationen im Kombiinstrument des Fahrzeugs hat den Vorteil, dass der Fahrzeugführer zur Wahrnehmung der dargestellten Informationen seinen Blick nur geringfügig vom Fahrgeschehen abwenden muss.
Wenn zu umfassende Informationen im Kombiinstrument dargestellt werden, ergibt sich allerdings das Problem, dass der Fahrzeugführer die gewünschte Information nicht mehr schnell und intuitiv erfassen kann und von der Informationsfülle auf dem Display des Kombiinstruments vom Fahren abgelenkt wird. Aus diesem Grund wird an neuen Konzepten gearbeitet, wie Informationen mittels Anzeigeeinrichtungen in einem Fahrzeug, insbesondere mittels des Kombiinstruments, in der Nähe des Blickfeldes des Fahrzeug führers dargestellt werden können. Bei der Informationsdarstellung ist es besonders wichtig, dass der Fahrzeugführer die Informationen so schnell und intuitiv wie möglich aufnehmen kann.
Aus der EP 1 160 116 A2 ist ein Kombiinstrument für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleitplatte bekannt, in die Umgebungslicht von innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeugs eingekoppelt wird, in der das eingekoppelte Umgebungslicht durch Totalreflexion an die vom Betrachter abgewandte Seite eines Displays geführt wird, und die an der vom Betrachter abgewandten Seite des Displays zur dortigen Auskoppelung des Umgebungslichts aus der Lichtleitplatte und zur Einkoppelung des Umgebungslichts in das Display eine Beschichtung oder eine Struktur aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der Informationen so angezeigt werden können, dass ein Betrachter im Fahrzeug sie schnell erfassen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug umfasst ein Display zur Darstellung von Informationen und eine zumindest zum Teil transparente Deckscheibe, die – aus Sicht eines Betrachters – vor dem Display angeordnet ist. Bei dem Display handelt es sich insbesondere um ein Display mit einer frei programmierbaren Anzeigefläche, wie z. B. ein Flüssigkristalldisplay. Die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe ein Hologramm aufweist und dass zumindest eine Lichtquelle so angeordnet ist, dass deren Lichtemission auf das Hologramm trifft.
Die in dem Hologramm gespeicherte Information betrifft ein Objekt, welches in Verbindung mit bestimmten, auf dem Display dargestellten Anzeigeinhalten, dargestellt werden soll. Bei der Beleuchtung des Hologramms durch die Lichtemission der Lichtquelle wird ein dreidimensionales Abbild des Objekts geschaffen, welches mittels des Hologramms aufgenommen wurde. Das dreidimensionale Abbild des Objekts kann aus Sicht des Betrachters vor der Deckscheibe oder zwischen der Deckscheibe und dem Display dargestellt werden. Ferner kann das dreidimensionale Abbild auch von der Deckscheibe ge schnitten werden, d. h. sowohl vor der Deckscheibe als auch zwischen der Deckscheibe und dem Display dargestellt werden.
Falls die Lichtquelle ausgeschaltet ist, d. h. keine Lichtemission dieser Lichtquelle auf das Hologramm trifft, ist das von dem Hologramm erzeugte Abbild des Objekts nicht sichtbar.
Es hat sich herausgestellt, dass der Betrachter die von einer Anzeigeeinrichtung dargestellten Informationen schneller und intuitiver erfassen kann, wenn die Anzeigeeinrichtung dreidimensionale Strukturen oder Darstellungen aufweist. Aus diesem Grund werden bei vielen Anzeigeeinrichtungen weiterhin herkömmliche mechanische Rundinstrumente eingesetzt. Andererseits bieten frei programmierbare Darstellungseinheiten den Vorteil, dass die Informationen sehr viel variabler und der jeweiligen Situation des Fahrzeugs angepasst angezeigt werden können. Derartige Darstellungseinheiten weisen normalerweise jedoch keine dreidimensionalen Darstellungselemente auf. Das erfindungsgemäß vorgesehene Hologramm verleiht der Anzeigeeinrichtung die Möglichkeit, der Informationsdarstellung einen dreidimensionalen Effekt zu verleihen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung weist die Deckscheibe eine Lichteinkoppelfläche auf, in die das von der zumindest einen Lichtquelle emittierte Licht eingekoppelt wird. Ferner ist die Deckscheibe Licht leitend ausgebildet, so dass das über die Lichteinkoppelfläche eingekoppelte Licht zum Hologramm geleitet wird.
Bevorzugt ist die Deckscheibe ein flächiges Gebilde mit einer dem Display zugewandten Oberfläche, einer dem Display abgewandten Oberfläche und einer seitlichen Kantenfläche, die sich über die Dicke der Deckscheibe erstreckt. Die Lichteinkoppelfläche kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung von zumindest einem Teil der seitlichen Kantenfläche gebildet sein. Die Lichteinkoppelung erfolgt in diesem Fall im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen, d. h. der Vorder- und der Rückseite der Deckscheibe. Dabei wird jedoch nicht vorausgesetzt, dass die Deckscheibe eben ist. Sie kann auch gekrümmt sein, wobei in diesem Fall die Lichtleitung innerhalb der Deckscheibe dafür sorgt, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht von der Lichteinkoppelfläche zu dem Hologramm geleitet wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie einen sehr kompakten Aufbau der Anzeigeeinrichtung ermöglicht, welcher einen sehr geringen Bauraumbedarf hat.
Das Hologramm kann beispielsweise bei der dem Display zugewandten Oberfläche und/oder bei der dem Display abgewandten Oberfläche der Deckscheibe vorgesehen sein. Ferner kann das Hologramm alternativ oder zusätzlich innerhalb der Deckscheibe angeordnet sein. Das von dem Hologramm bei einer Beleuchtung erzeugte Abbild ist insbesondere für einen Betrachter sichtbar, der die Deckscheibe aus einer senkrechten Richtung betrachtet.
Das Hologramm kann insbesondere eine Skaleneinteilung visualisieren, die z. B. von zwei konzentrischen Kreisen oder Teilkreisen gebildet ist. Gleichermaßen kann auch nur ein Kreis mit Skalenstrichen visualisiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung weist diese eine Steuereinheit zum Steuern der Informationsanzeige auf dem Display auf, die mit der zumindest einen Lichtquelle gekoppelt ist. Mit der Steuereinheit ist die Lichtquelle in Abhängigkeit von der von dem Display angezeigten Information ein- und ausschaltbar. Das von dem Hologramm erzeugte Abbild kann somit die Informationsdarstellung auf dem Display bei bestimmten Anzeigeinhalten ergänzen. Bei anderen Anzeigeinhalten wird die Lichtquelle ausgeschaltet, so dass die Anzeige durch das Display nicht von dem von dem Hologramm erzeugten Abbild gestört wird.
Die Lichtquelle kann insbesondere weißes Licht emittieren. In diesem Fall handelt es sich bei dem Hologramm um ein Weißlichthologramm. Ferner kann gemäß einer anderen Ausgestaltung die Lichtquelle monochromes Licht emittieren. In diesem Fall ist das Hologramm ein auf die Wellenlänge der Lichtquelle optimiertes Hologramm. Bei der Lichtquelle kann es sich um eine Leuchtdiode, eine Laserdiode oder einen Laser handeln.
Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu der Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung im Querschnitt.
Die Anzeigeeinrichtung, die insbesondere ein Kombiinstrument eines Kraftfahrzeugs sein kann, weist ein an sich bekanntes frei programmierbares Display 1 auf, welches mit einer Steuereinheit 5 verbunden ist. Bei dem Display kann es sich um ein Flüssigkristalldis play, ein TFT-(thin-film transistor)-Display oder ein Display in einer anderen geeigneten Technik handeln.
Die Anzeige des Displays 1 kann variabel und situationsabhängig sowie in Abhängigkeit von Eingaben des Nutzers erfolgen. Zum einen dient das Display 1 der Geschwindigkeitsanzeige, welche teilweise durch ein Rundinstrument realisiert wird, das von dem Display 1 angezeigt wird. Zum anderen können innerhalb des Rundinstruments des Displays 1 und seitlich neben dem Rundinstrument weitere das Fahrzeug betreffende oder andere Informationen angezeigt werden. Beispielsweise kann der Bereich innerhalb des von dem Display 1 angezeigten Rundinstruments für die Anzeige eines Navigationssystems oder für Infotainmentfunktionen dienen. Falls für einen bestimmten Anzeigeinhalt ein besonders großer Anzeigebereich auf dem Display 1 benötigt wird, kann das Rundinstrument für die Geschwindigkeitsanzeige auf dem Display 1 auch verschwinden und statt dessen die Geschwindigkeit nur als digitaler Zahlenwert angezeigt werden. In diesem Fall steht, beispielsweise für die Karte eines Navigationssystems, ein sehr viel größerer Anzeigebereich auf dem Display 1 zur Verfügung.
Vor dem Display 1, d. h. zwischen einem Betrachter 6 und dem Display 1, ist eine Deckscheibe 2 angeordnet. Diese Deckscheibe 2 ist von dem Display 1 beabstandet. Sie besteht aus einem transparenten Material, so dass der Betrachter 6 in Betrachtungsrichtung A durch die Deckscheibe 2 das Display 1 betrachten kann. Die Deckscheibe 2 ist Licht leitend ausgebildet. Sie hat die Form eines flächigen Gebildes mit einer dem Display 1 zugewandten Oberfläche, einer von dem Display abgewandten Oberfläche und einer seitlichen Kantenfläche, die sich über die Dicke der Deckscheibe 2 erstreckt. Ein Teil dieser seitlichen Kantenfläche, z. B. am unteren Ende der Deckscheibe 2, wirkt als Lichteinkoppelfläche 3. Benachbart zu dieser Lichteinkoppelfläche 3 ist eine Lichtquelle 7, bevorzugt eine im Wesentlichen punktförmige Lichtquelle angeordnet, deren Licht in Richtung der Lichteinkoppelfläche 3 emittiert wird, wenn sie eingeschaltet ist. Die Lichtquelle 7 ist auch mit dem Steuergerät 5 gekoppelt, so dass sie von dem Steuergerät ein- und ausgeschaltet werden kann.
Des Weiteren weist die Deckscheibe 2 ein Hologramm 4 auf. Das Hologramm 4 kann bei der Vorderseite, bei der Rückseite oder beidseitig in der Deckscheibe 2 und/oder innerhalb der Deckscheibe 2 vorgesehen sein. Das über die Lichteinkoppelfläche 3 eingekoppelte Licht der Lichtquelle 7 wird von der Deckscheibe 2 zum Hologramm 4 geleitet, so dass die Lichtemission der Lichtquelle 7 auf das Hologramm 4 trifft. Das Licht wird an dem Hologramm 4 gebeugt und erzeugt ein dreidimensionales Abbild eines Objekts, wenn die Deckscheibe 2 in Richtung des Pfeils A von einem Betrachter 6 betrachtet wird. Das dreidimensionale Abbild kann beispielsweise vor der Deckscheibe 2, zwischen der Deckscheibe 2 und dem Display 1 oder sowohl vor der Deckscheibe 2 als auch hinter der Deckscheibe 2 visualisiert werden. Ist die Lichtquelle 7 ausgeschaltet, ist das Hologramm 4 für den Betrachter 6 nicht sichtbar.
Bei der Lichtquelle 7 handelt es sich um eine Leuchtdiode oder einen Laser, bevorzugt um eine Laserdiode, die monochromes Licht emittiert. Das Hologramm 4 ist für die Wellenlänge des Lichts, das von der Laserdiode emittiert wird, optimiert, d. h. das Hologramm wurde mit Licht der gleichen Wellenlänge aufgenommen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann jedoch auch ein Weißlichthologramm verwendet werden. In diesem Fall emittiert die Lichtquelle 7 weißes Licht.
Beim Betrieb der Anzeigeeinrichtung schaltet die Steuereinheit 5 die Laserdiode 7 in Abhängigkeit von der auf dem Display 1 angezeigten Informationen ein und aus. Wenn z. B. auf dem Display 1 Elemente eines Rundinstruments für die Geschwindigkeitsanzeige angezeigt werden, wird die Lichtquelle 7 eingeschaltet, so dass das Hologramm 4 ein dreidimensionales Abbild erzeugt. Die Anzeige auf dem Display 1 korrespondiert mit dem bzw. ergänzt in diesem Fall das Abbild, das von dem Hologramm erzeugt wird. Visualisiert beispielsweise das Abbild zwei konzentrische Kreise mit einer Skalierung, kann ein auf dem Display 1 dargestellter Zeiger so dargestellt werden, dass er für den Betrachter 6 radial auf die von dem Hologramm visualisierte Skala zeigt. Ferner können auch auf dem Display 1 die konzentrischen Kreise mit der Skalierung so angezeigt werden, dass sie für den Betrachter 6 direkt hinter den Kreisen erscheinen, die mittels des Hologramms 4 dreidimensional angezeigt werden. Die weiteren, nicht von dem Abbild des Hologramms 4 dargestellten Elemente des Rundinstruments der Geschwindigkeitsanzeige werden auf dem Display 1 dargestellt. Beispielsweise können die der Skala zugeordneten Zahlenwerte für die Geschwindigkeit vom Display 1 dargestellt werden.

1: Display
2: Deckscheibe
3: Lichteinkoppelfläche
4: Hologramm
5: Steuergerät
6: Betrachter
7: Lichtquellen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1160116 A2 [0004]

Claims

Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Display (1) zur Darstellung von Informationen und einer zumindest zum Teil transparenten Deckscheibe (2), die vor dem Display (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (2) ein Hologramm (4) aufweist und dass zumindest eine Lichtquelle (7) so angeordnet ist, dass deren Lichtemission auf das Hologramm (4) trifft.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (2) eine Lichteinkoppelfläche (3) aufweist, in die das von der zumindest einen Lichtquelle (7) emittierte Licht eingekoppelt wird, und dass die Deckscheibe (2) Licht leitend ausgebildet ist, so dass das über die Lichteinkoppelfläche (3) eingekoppelte Licht zum Hologramm (4) geleitet wird.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Deckscheibe (2) ein flächiges Gebilde mit einer dem Display (1) zugewandten Oberfläche, einer von dem Display (1) abgewandten Oberfläche und einer seitlichen Kantenfläche ist, die sich über die Dicke der Deckscheibe erstreckt, und dass die Lichteinkoppelfläche (3) von zumindest einem Teil der seitlichen Kantenfläche gebildet ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (4) bei der dem Display (1) zugewandten Oberfläche der Deckscheibe (2) vorgesehen ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (4) bei der dem Display (1) abgewandten Oberfläche der Deckscheibe (2) vorgesehen ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (4) innerhalb der Deckscheibe (2) angeordnet ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (4) eine Skaleneinteilung visualisiert.
Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung eine Steuereinheit (5) zum Steuern der Informationsanzeige auf dem Display (1) aufweist, die mit der zumindest einen Lichtquelle (7) gekoppelt ist, und dass mit der Steuereinheit (5) die Lichtquelle (7) in Abhängigkeit von der von dem Display (1) angezeigten Information ein- und ausschaltbar ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) weißes Licht emittiert und dass das Hologramm ein Weißlichthologramm ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) monochromes Licht emittiert und dass das Hologramm (4) ein auf die Wellenlänge der Lichtquelle optimiertes Hologramm (4) ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) eine Leuchtdiode, eine Laserdiode oder ein Laser ist.