DE102011014144A1

DE102011014144A1 - Anzeigevorrichtung mit einem von einer Lichtquelle durchleuchtbaren Flüssigkristalldisplay

Info

Publication number: DE102011014144A1
Application number: DE201110014144
Authority: DE
Inventors: Bernd Uerdingen
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Bei einer Anzeigevorrichtung mit einem von einer Lichtquelle durchleuchtbaren Flüssigkristalldisplay, wobei die Lichtquelle eine erste Einzellichtquelle und eine zweite Einzellichtquelle und ein Spiegelelement aufweist, wobei das Spiegelelement eine erste und eine zweite Spiegelfläche aufweist und wobei die erste und zweite Einzellichtquelle, das Spiegelelement und das Flüssigkristalldisplay derart angeordnet sind, dass Lichtstrahlen der ersten Einzellichtquelle auf die erste Spiegelfläche des Spiegelelements auftreffen und Lichtstrahlen der zweiten Einzellichtquelle auf die zweite Spiegelfläche des Spiegelelements auftreffen und derart reflektiert werden, dass die Lichtstrahlen der beiden Einzellichtquellen parallel zueinander in einer Richtung das Flüssigkristalldisplay durchdringen, ist vorgesehen, dass die Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von Spiegelelementen mit einer ersten und einer zweiten Spiegelfläche aufweist, wobei die ersten Spiegelflächen zueinander parallel und die zweiten Spiegelflächen zueinander parallel angeordnet sind und dass die Spiegelelemente derart angeordnet sind, dass die reflektierten Lichtstrahlen der ersten und zweiten Lichtquelle das Flüssigkristalldisplay vollständig durchleuchten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem von einer Lichtquelle durchleuchtbaren Flüssigkristalldisplay.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass eine derartige Lichtquelle eine erste Einzellichtquelle und eine zweite Einzellichtquelle und ein Spiegelelement aufweist, wobei das Spiegelelement eine erste und eine zweite Spiegelfläche aufweist, wobei die erste und zweite Einzellichtquelle, das Spiegelelement und das Flüssigkristalldisplay derart angeordnet sind, dass Lichtstrahlen der ersten Einzellichtquelle auf die erste Spiegelfläche des Spiegelelements auftreffen und Lichtstrahlen der zweiten Einzellichtquelle auf die zweite Spiegelfläche des Spiegelelements auftreffen und derart reflektiert werden, dass die Lichtstrahlen der beiden Einzellichtquellen parallel zueinander in einer Richtung das Flüssigkristalldisplay durchdringen. Hierdurch ist es möglich, die Bauhöhe der Lichtquelle zu reduzieren, da die beiden Einzellichtquellen nicht so viel Bauraum benötigen wie eine Sichtquelle gleicher Lichtstärke, die aus einer einzigen Einzellichtquelle bestehen würde.
Nachteil dieser Lösung ist es, dass die erste und zweite Spiegelfläche nicht exakt aneinander anschließen, sondern dass zwischen diesen beiden Spiegelflächen eine Abrundung oder sonstige Störung vorhanden ist, so dass zwischen den beiden Strahlenbündeln der ersten und zweiten Einzellichtquelle ein Raum entsteht, der nicht so stark von Lichtstrahlen durchdrungen wird und so eine gewisse Abdunkelung in der Mitte des Flüssigkristalldisplays entsteht und wahrgenommen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Lichtquelle derart auszugestalten, dass das Licht gleichmäßiger verteilt wird und keine wahrnehmbaren Abdunkelungen erscheinen.
Diese Aufgabe wird bei der vorgenannten Anzeigevorrichtung dadurch gelöst, dass die Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von Spiegelelementen mit einer ersten und einer zweiten Spiegelfläche aufweist, wobei die ersten Spiegelflächen zueinander parallel und die zweiten Spiegelflächen zueinander parallel angeordnet sind, und dass die Spiegelelemente derart angeordnet sind, dass die reflektierenden Lichtstrahlen der ersten und zweiten Lichtquelle das Flüssigkristalldisplay durchleuchten. Die Spiegelelemente werden also derart angeordnet, dass die Strahlenbündel, die sie erzeugen, benachbart sind zu den Strahlenbündeln des benachbarten Spiegelelementes, wobei die Spiegelelemente derart angeordnet sind, dass die Strahlenbündel direkt aneinander anschließen und so Abdunkelungen zwischen den einzelnen benachbarten Spiegelelementen vermieden werden. Die Abdunkelungen, die zwischen den jeweils ersten und zweiten Spiegelflächen eines Spiegelelementes erscheinen, sind durch die geringere Baugröße der einzelnen Spiegelelemente gegenüber einer Lichtquelle mit einem einzigen Spiegelelement geringer, und dadurch, dass sie mehrfach auftreten können, sind sie insgesamt geringer oder sogar so gering, dass sie von einem Beobachter der Anzeigevorrichtung nicht mehr wahrgenommen werden können. Dadurch, dass die Lichtstrahlen der ersten Einzellichtquellen parallel zueinander auf die ersten Spiegelflächen und die Lichtstrahlen der zweiten Einzellichtquelle parallel zueinander auf die zweiten Spiegelflächen auftreffen, können die ersten und zweiten Spiegelflächen jeweils plan ausgeführt werden.
Wenn die Spiegelelemente als verspiegelte Prismen ausgestaltet sind, wird eine stabile und definierte Position der ersten und zweiten Spiegelflächen zueinander realisiert.
Wenn zwischen der ersten Einzellichtquelle und den ersten Spiegelflächen und zwischen der zweiten Einzellichtquelle und den zweiten Spiegelflächen jeweils ein Diffusor angeordnet ist, werden die Strahlenbündel in ihrer Helligkeit vergleichmäßigt.
Wenn zwischen den ersten und zweiten Spiegelflächen und dem Flüssigkristalldisplay ein Diffusor angeordnet ist, werden mögliche Abdunkelungen, die durch die Ungenauigkeit der ersten und zweiten Spiegelflächen zueinander und/oder der Anordnung der einzelnen Spiegelelemente zueinander auftreten, zusätzlich ausgeglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Anzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik,
2 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
In 1 erkennt man eine Lichtquelle 1 und ein Flüssigkristalldisplay 2. Die Lichtquelle 1 weist eine erste Einzellichtquelle 3, eine zweite Einzellichtquelle 4, einen ersten Kollimator 5, einen zweiten Kollimator 6, ein Spiegelelement 7 mit einer ersten Spiegelfläche 8 und einer zweiten Spiegelfläche 9 auf. Die erste Einzellichtquelle 3 befindet sich im Brennpunkt des ersten Kollimators 5 und die zweite Einzellichtquelle 4 befindet sich im Brennpunkt des zweiten Kollimators 6, so dass sich die Lichtstrahlen der Einzellichtquellen parallel zueinander auf das Spiegelelement 7 bewegen und dort von der ersten Spiegelfläche 8 bzw. zweiten Spiegelfläche 9 reflektiert werden, dass die sich ergebenden Lichtbündel parallel zueinander das Flüssigkristalldisplay 8 durchdringen. Da der oberste Anteil des Spiegelelementes 7 keine echte Spitze ist, sondern eine Abflachung, werden die Lichtstrahlen, die dort auftreffen, nicht parallel zu den anderen Lichtstrahlen reflektiert, so dass auf der Mitte des LCD's eine Abdunkelung A für einen Beobachter E wahrnehmbar ist. Diese Abdunkelung ist in Realität im Verhältnis nicht so groß wie in 1 dargestellt, ist aber für einen Beobachter dennoch wahrnehmbar. Es ist großtechnisch mit vertretbaren Kosten nicht realisierbar, das Spiegelelement 7 mit einer echten Spitze derart auszugestalten, dass die erste Spiegelfläche 8 und die zweite Spiegelfläche 9 im rechten Winkel aneinander stoßen. Vielmehr verlassen die Spiegelflächen ihre Ebenen, und so entsteht eine Abflachung.
In 2 sind die aus 1 bekannten Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zur Lichtquelle 1 weist die Lichtquelle 1a acht Spiegelelemente 7a bis 7h mit jeweils einer ersten Spiegelfläche 8a bis 8h und einer zweiten Spiegelfläche 9a bis 9h auf. Weiterhin erkennt man einen Diffusor 10 zwischen dem ersten Kollimator 5 und den Spiegelelementen 7a bis 7h und einen Diffusor 11 zwischen dem zweiten Kollimator 6 und ebenfalls den Spiegelelementen 7a bis 7h. Schließlich ist noch ein Diffusor 12 zwischen den Spiegelelementen 7a und 7h und dem Flüssigkristalldisplay 2 angeordnet. Die Spiegelelemente 7a bis 7h sind in dem in 2 dargestellten Querschnitt gleichschenklige rechtwinklige Dreiecke, deren Hypotenuse parallel ist zu den die Kollimatoren 5 und 6 verlassenen Lichtstrahlen S1 und S2. Die Lage der einzelnen Spiegelelemente ist dabei derart, dass benachbarte Spiegelelemente derart angeordnet sind, dass zum einen keine Lichtstrahlen eines benachbarten Spiegelelementes abgeschirmt oder reflektiert werden und dass weiterhin zwischen benachbarten Spiegelelementen keine Abschattungen auf dem Flüssigkristalldisplay auftreten. Dies bedeutet, dass bei einem gedachten Koordinatensystem, dessen Abszisse parallel zu den Lichtstrahlen S1 uns S2 liegt, der Abszissenwert der rechten Ecke des Spiegelelementes 7a gleich ist den Abszissenwert der linken Ecke des Spiegelelementes 7b. Es ist nicht notwendig, die Spiegelelemente 7a bis 7h in einer Reihe anzuordnen, wie in 2 dargestellt. Es ist durchaus auch möglich, beispielsweise die Spiegelelemente 7c und 7d parallel zur Abszisse zu verschieben, dass das Spiegelelement 7c die dargestellten Abszissenwerte des Elementes 7d und das Spiegelelement 7d die dargestellten Abszissenwerte des Spiegelelementes 7c aufweist. Auch dann wird erreicht, dass die von den einzelnen Spiegelelementen 7a bis 7h reflektierten Strahlenbündel direkt nebeneinander liegen und so keine Abschattungen auf dem Flüssigkristalldisplay entstehen. Eine derartige Anordnung erscheint aber schwieriger in der Konstruktion und Herstellung. Deshalb wird die dargestellte Anordnung bevorzugt. Die Diffusoren 10 und 11 können die Lichtstrahlen vor den Spiegelelementen noch vergleichmäßigen. Der Diffusor 12 kann mögliche kleine Abschattungen, die dadurch entstehen, dass die Spitzen des Spiegelelementes 7a bis 7h leicht abgeflacht sind, vergleichmäßigen, so dass spätestens durch den Diffusor 12 die noch möglichen Abschattungen nicht mehr wahrnehmbar sind. Durch die vielen abgerundeten Spitzen ergibt sich makroskopisch eine Mittelwertbildung und die Abschattungen bzw. Trennungslinien verschwinden. Weiterhin wird durch diese vielen Spiegelelemente das Licht der Einzellichtquellen gemischt und nicht nebeneinander jeweils für eine halbe Fläche des Flüssigkristalldisplays verwendet. Deshalb kann auch auf einen Abgleich oder eine Vorherselektion der Lichtquellen verzichtet werden. Schließlich erkennt man im Vergleich zwischen den 1 und 2, dass die Querschnitte der Spiegelelemente 7a bis 7h insgesamt in ihrer Fläche kleiner sind als die Fläche des Querschnitts des Spiegelelements 7, so dass eine Gewichts- und Kosteneinsparung bei dem Prismenmaterial realisierbar ist.

Claims

Anzeigevorrichtung mit einem von einer Lichtquelle (1) durchleuchtbaren Flüssigkristalldisplay (2), wobei die Lichtquelle eine erste Einzellichtquelle (3) und eine zweite Einzellichtquelle (4) und ein Spiegelelement (7) aufweist, wobei das Spiegelelement (7) eine erste und eine zweite Spiegelfläche (8, 9) aufweist und wobei die erste und zweite Einzellichtquelle (3, 4), das Spiegelelement (7) und das Flüssigkristalldisplay (2) derart angeordnet sind, dass Lichtstrahlen (S1) der ersten Einzellichtquelle (3) auf die erste Spiegelfläche des Spiegelelements auftreffen und Lichtstrahlen (S2) der zweiten Einzellichtquelle (4) auf die zweite Spiegelfläche (9) des Spiegelelements (7) auftreffen und derart reflektiert werden, dass die Lichtstrahlen der beiden Einzellichtquellen (3, 4) parallel zueinander in einer Richtung das Flüssigkristalldisplay (2) durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung eine Vielzahl von Spiegelelementen (7a–7h) mit einer ersten und einer zweiten Spiegelfläche (8a–8h, 9a–9h) aufweist, wobei die ersten Spiegelflächen (8a–8h) zueinander parallel und die zweiten Spiegelflächen (9a–9h) zueinander parallel angeordnet sind, dass die Spiegelelemente (7a–7h) derart angeordnet sind, dass die reflektierten Lichtstrahlen der ersten und zweiten Einzellichtquelle (3, 4) das Flüssigkristalldisplay (2) vollständig durchleuchten.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtstrahlen (S1) der ersten Einzellichtquelle (3) parallel zueinander auf die ersten Spiegelflächen (8a–8h) und Lichtstrahlen (S2) der zweiten Einzellichtquelle (4) parallel zueinander auf die zweiten Spiegelflächen (9a–9h) auftreffen.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelelemente (7a–7h) als verspiegelte Prismen ausgestaltet sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Einzellichtquelle (3) und den ersten Spiegelflächen (8a–8h) und zwischen der zweiten Einzellichtquelle (4) und den zweiten Spiegelflächen (9a–9h) jeweils ein Diffusor (10, 11) angeordnet ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten und zweiten Spiegelflächen (8a–8h, 9a–9h) und dem Flüssigkristalldisplay (2) ein Diffusor (12) angeordnet ist.