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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigegerät.
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Mit einem Anzeigegerät oder einem Kombiinstrument eines Kraftfahrzeugs können einem Fahrer Werte für unterschiedliche Betriebsparameter sowie Funktionen des Kraftfahrzeugs angezeigt werden.
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Ein Kombiinstrument ist in der Druckschrift
EP 2 162 312 B1 beschrieben. Dieses Kombiinstrument umfasst eine für Licht im sichtbaren Bereich transparente Scheibe mit einem Ziffernblattbereich und einem Anzeigebereich, einen Ziffernblattdruck, der in dem Ziffernblattbereich auf einer Rückseite der transparenten Scheibe aufgebracht ist, eine Polfilterscheibe, die auf der Rückseite der transparenten Scheibe fluchtend zu dem Anzeigebereich angeordnet ist und einen Zirkular-Polfilter umfasst, sowie eine optische Anzeigeeinheit, die in der Flucht des Anzeigebereichs rückseitig zu der transparenten Scheibe und der Polfilterscheibe angeordnet ist. Somit wird hier die Verwendung eines Polarisators zur Erzielung und/oder Unterstützung eines Black-Panel Effekts für das Kombiinstrument beschrieben.
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Eine Anzeigevorrichtung für Kraftfahrzeuge, die in einem nicht aktiv beleuchteten Zustand ein einheitlich dunkles Erscheinungsbild aufweist, ist in der Druckschrift
DE 43 35 854 B4 beschrieben. Die Anzeigevorrichtung umfasst mehrere Lichtquellen mit einem schmalbandigen Emissionsspektrum, durch die Lichtquellen beleuchtbare Messwerkszeiger und eine bestrichene Hauptskala, die durch ein gemeinsames Deckglas, dem ein Lichtfilter zugeordnet ist, zum Betrachter hin abgedeckt sind. Dabei weist das Lichtfilter im Wellenlängenbereich der Hauptemission von sichtbarem Licht der von den Lichtquellen beleuchtenden Hauptskala und der Messwerkszeiger eine hohe Transmission und in den übrigen Bereichen eine geringere, von Null verschiedene Transmission auf. Weiterhin wird hier beschrieben, dass die Transmission des als Black-Panel Frontglas ausgebildeten Deckglases schmalbandig oder mit einem Rotfilter tiefpassartig ausgebildet werden kann, um das Licht schmalbandiger Lichtquellen, wie bspw. LEDs, durchzulassen, aber für breitbandiges Umgebungslicht möglichst undurchsichtig zu wirken. In der Regel können auch breitbandige Lichtquellen, wie eine Leuchtstoffröhre und eine Glühlampe durch separate farbige Filter den gesetzlichen Bestimmungen angepasst werden. Allerdings ist es hierdurch nicht möglich, eine Wäremeentwicklung zu verringern, weil die beschriebene schmalbandige oder tiefpassartige Filterung des Deckglases die Effizienz von breitbandigen Lichtquellen stark verringert.
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Eine Bedien- und Anzeigeeinheit für das Schalten von Geräten eines Kraftfahrzeugs ist aus der Druckschrift
DE 103 43 134 A1 bekannt. Diese Bedien- und Anzeigeeinheit weist wenigstens ein Bedienelement und ein dem Bedienelement zugeordnetes Symbolanzeigefeld auf, das gegenüber dem Bedienelement an einer geometrisch bestimmten Stelle ortsfest angeordnet und zum Anzeigen von Symbolen von zu schaltenden Geräten ausgebildet ist. Dabei können mit dem Symbolanzeigefeld mehrere Symbole gleichzeitig oder nacheinander angezeigt werden.
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Vor diesem Hintergrund wird ein Anzeigegerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgestellt. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Das erfindungsgemäße Anzeigegerät weist ein Gehäuse, mindestens ein Anzeigefeld und eine Filterscheibe auf, wobei das mindestens eine Anzeigefeld von zumindest einer Lichtquelle zu beleuchten und in dem Gehäuse angeordnet ist. Eine Öffnung des Gehäuses ist von der Filterscheibe abgedeckt, wobei die Filterscheibe ein dunkel getöntes Ausgangsmaterial aufweist, das mit einem Farbstoff gefärbt ist, wobei eine Farbe des Farbstoffs einer Komplementärfarbe von Licht entspricht, das von dem mindestens einen Anzeigefeld bei Beleuchtung durch die zumindest einen Lichtquelle emittiert wird.
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Das Anzeigegerät oder ein entsprechendes Kombiinstrument für ein Kraftfahrzeug umfasst eine als Black-Panel Scheibe ausgebildete Filterscheibe, die eine für eine Displaydarstellung optimierte Farbe aufweist. Die Filterscheibe kann als Ausgangsmaterial einen dunkel getönten Kunststoff oder ein dunkel getöntes Glas aufweisen, wobei die Filterscheibe im letzteren Fall auch als Filter- bzw. Frontglas zu bezeichnen ist. Dem ursprünglich transparenten Material der Filterscheibe sind dunkle, in der Regel graue Partikel sowie ein Farbstoff beigemischt.
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Falls das erfindungsgemäße Anzeigegerät mehrere Displays bzw. Anzeigefelder umfasst, können diese in gleicher Ausführung ohne weitere beleuchtete Anzeigen hinter der dunklen Filterscheibe innerhalb des Anzeigegeräts angeordnet sein.
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Mit der Erfindung ist es u. a. möglich, einen Helligkeitsverlust für einen Weissabgleich durch eine geeignete komplementäre Einfärbung des dunkel getönten Ausgangsmaterials der Filterscheibe zu vermeiden oder zumindest stark zu verringern und als Kompensation der Einfärbung die graue Grundfärbung der Filterscheibe zu verringern, so dass die Filterscheibe als Komponente des Anzeigegeräts eine gewünschte geringe Transmission aufweist. Durch die Farbigkeit der Filterscheibe kann gleichzeitig auf weitere Maßnahmen zur Farbabstimmung im Anzeigegerät verzichtet werden. Dabei wird im Vergleich zur bisherigen Vorgehensweise zum Erzielen der gleichen Helligkeit weniger Leistung benötigt und/oder die Wärmeentwicklung reduziert. Es gibt Anzeigefelder bzw. Displays, die permanent, d. h. für alle anzuzeigenden Bilder einen unerwünschten leichten, aber vor allem im Verbund mit anderen Displays merklichen Grünstich aufweisen. Bislang wurde diesem ungewünschten Effekt durch eine Kombination von Maßnahmen begegnet, nämlich dem Vorsehen einer grauen Filterscheibe geringer Transmission und einer gleichzeitigen Durchführung von Farbabstimmmaßnahmen im Display, wie Weissabgleich per Reduktion der Ansteuerung der ungewünschten RGB-Komponenten oder per Einschränkung der Farbklassen mindestens einer im Display vorgesehenen LED. Eine Reduktion der Ansteuerung bewirkt allerdings einen Helligkeits- und Kontrastverlust des Displays, da der nutzbare Helligkeitsbereich eingeschränkt wird. Da ferner die LED Farbklassen im Allgemeinen durch den jeweiligen Displayhersteller auf maximale Effektivität und/oder einfache Fertigung optimiert sind, bedeutet eine Einschränkung der Farbklassen verringerte Helligkeit und/oder erhöhte Kosten.
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Eine Einfärbung von Reflexen des Umgebungslichts auf einer Oberfläche der Filterscheibe ist im Allgemeinen unerwünscht. Eine genauere Betrachtung zeigt jedoch, dass sich eine Anmutung der Reflexion durch die beschriebene, erfindungsgemäß vorgesehene Einfärbung des dunkel getönten Ausgangsmaterials für die Filterscheibe praktisch nicht ändert. Die Reflexion an einer Außenseite der Filterscheibe findet durch einen Sprung des Brechungsindex an einer Oberfläche der Filterscheibe statt und ist durch die Farbe des Materials, d. h. des eingefärbten, ursprünglich dunkel getönten Ausgangsmaterials, aus dem die Filterscheibe gebildet ist, nicht wesentlich beeinflusst. Die Reflexion des Lichts an der Rückseite der Filterscheibe erscheint aufgrund des zweimaligen Durchlaufs des Lichts durch das Material der Filterscheibe zwar farbig, allerdings ist die Reflexion aufgrund der geringen Transmission stark unterdrückt. Bei einer Transmission von bspw. T = 40% ist die Reflexion auf 16% unterdrückt.
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In Ausgestaltung ist die Einfügung und/oder Beimischung des geeigneten Farbstoffes in das dunkel, üblicherweise grau getönte Ausgangsmaterial der Filterscheibe vorgesehen. Falls die Filterscheibe aus Kunststoff gebildet ist, ist das Ausgangsmaterial als dunkles Spritzgussmaterial, dem graue Partikel beigemischt sein können, ausgebildet. Falls die Filterscheibe als Frontglas ausgebildet ist, ist das Ausgangsmaterial dunkel getöntes Glas, dem graue Partikel beigemischt sein können. Eine bereitzustellende Filterscheibe ist als graue Frontscheibe mit in das Ausgangsmaterial eingefügtem und/oder beigemischtem Farbstoff ausgebildet. Somit kann darauf verzichtet werden, eine graue Schicht bzw. Scheibe mit einer farbigen Schicht zu laminieren bzw. zu beschichten.
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Weiterhin können durch Vorsehen einer Antireflexbeschichtung auf der Oberfläche der Filterscheibe Antireflexmaßnahmen realisiert werden. Diese bewirken eine kontrollierte farbige Anmutung des Lichtreflexes auf der Oberfläche der Filterscheibe, was die geringe verbleibende Einfärbung des Lichtreflexes der Filterscheibe kaschiert.
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Ein Black-Panel Effekt ist wegen der zwangsweise erforderlichen Transmission der Filterscheibe und der stets vorhandenen Restreflexion einer dahinter angeordneten schwarzen Gehäuseinnenwandung als weiterer Komponente des Anzeigegeräts nie perfekt. Demnach kann der Fahrer bei ungünstigem Lichteinfall geringe Reflexe des Umgebungslichts an Komponenten, die innerhalb des kastenförmigen Anzeigegeräts angeordnet sind, bemerken. Diese sind aufgrund der erfindungsgemäßen Einfärbung der Filterscheibe farbig. Ist dies nicht gewünscht, so besteht bei einer weiteren Ausgestaltung die Möglichkeit, auf einer im Anzeigegerät angeordneten schwarzen Gehäuseinnenwandung eine sehr dunkle aber zur Farbe des Farbstoffs in der Filterscheibe dennoch leicht komplementärfarbige Lackierung aufzutragen bzw. aufzubringen. Demnach weist die vorgesehene Lackierung dieselbe Farbe auf wie das Licht, das bei Beleuchtung durch die zumindest eine Lichtquelle von dem Anzeigefeld emittiert wird. Diese Lackierung kompensiert den Effekt der Reflexe des Umgebungslichts, so dass die Reflexe eine gewünschte, z. B. graue, Farbe besitzen.
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Häufig weist das Anzeigefeld bei Beleuchtung durch die mindestens eine Lichtquelle und/oder zumindest eine Lichtquelle des Anzeigefelds einen Grünstich auf, wobei ein y-Wert des beleuchteten Anzeigefelds und/oder der zumindest einen Lichtquelle des Anzeigefelds im RGB-Farbraum, der auf den Grundfarben Rot, Grün und Blau basiert, zu hoch ist. Somit ist das Ausgangsmaterial, aus dem die Filterscheibe zu bilden ist, in diesem beispielhaften Fall erfindungsgemäß mit einem den Grünstich verringernden Farbstoff einzufärben. Bei einer Umsetzung der Erfindung kann das Ausgangsmaterial mit dem Farbstoff magenta- oder purpurfarbig, bspw. rot-blau, eingefärbt werden. Die derart bereitzustellende Frontscheibe weist im grünen Bereich des RGB-Farbraums, in dem das Auge des Betrachters für Strahlung gemäß einer Helligkeitsempfindlichkeitskurve (V-Lambda-Kurve) empfindlicher als im roten oder blauen Bereich des RGB-Farbraums ist, eine besonders niedrige Transmission auf, was den Black-Panel Effekt der Filterscheibe besonders unterstützt.
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Im RGB-Farbraum werden Farbwahrnehmungen durch ein additives Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau nachgebildet. Dabei kann der RGB-Farbraum bspw. mittels einer Tafel oder einer Matrix mit sogenannten Normfarbanteilen x und y sowie Normfarbwerten X, Y, und Z beschrieben werden.
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In einem weiteren Szenario, gemäß welchem das beleuchtete Anzeigefeld sowohl einen zu hohen x-Wert als auch einen zu hohen y-Wert und folglich einen Gelbstich aufweist, wird das Ausgangsmaterial der Filterscheibe mit blauem Farbstoff eingefärbt, wodurch der Gelbstich verringert wird. Eine derartige Filterscheibe weist im grünen und im roten Bereich eine besonders niedrige Transmission auf, was den Black-Panel Effekt ebenfalls unterstützt.
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Im Folgenden soll dies anhand eines Beispiels näher beschrieben werden. Dabei weise ein beleuchtetes Anzeigefeld bzw. Display die Helligkeit von 500 cd/m
2 und den Farbort x = 0,34 und y = 0,35 auf. Gewünscht ist jedoch der Farbort x = 0,31 und y = 0,32. Die zugehörige Rechnung mit Normfarbwerten nach
DIN 5033, Teil 3 des CIE-Normvalenzsystems oder CIE-Normfarbsystem im Jahr 2012 ist, wie nachfolgende Tabelle zeigt:
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Durch die Black-Panel-Struktur der Filterscheibe kann generell weitgehend vermieden werden, dass neben dem zu betrachtenden Anzeigefeld ebenfalls hinter der Filterscheibe angeordnete konstruktive Details, zum Beispiel Gehäuse oder Frontblenden, sichtbar sind. Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Black-Panel Anordnung wird zudem ein für die Filterscheibe, bspw. ein Filterglas, vorgesehenes, dunkelgrau getöntes Ausgangsmaterial mit einem Farbstoff gefärbt. Außerdem werden, wenn gewünscht, unsichtbar zu gestaltende Komponenten bzw. Teile innerhalb des Anzeigegeräts mit einer Farbe lackiert, die zu der Farbe des Farbstoffs der Filterscheibe komplementär ist. Somit wird eine graue Filterscheibe geringer Transmission, die den Black-Panel Effekt aufweist, bereitgestellt. Durch ergänzende Einfärbung der Filterscheibe kann für ein zu beleuchtendes Anzeigefeld des Anzeigegeräts, vor allem für Weiss- und Grautöne, eine andere Farbanmutung erreicht werden, als dies bei einer lediglich dunkel getönten Filterscheibe der Fall ist, wodurch bspw. ein Grünstich reduziert wird.
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Somit ist es nicht erforderlich, um Farbabstimmmaßnahmen für das Anzeigefeld, wie Weissabgleich zu realiseren, eine Einschränkung von Farbklassen der im Anzeigefeld angeordneten, bspw. als LED ausgebildeten Lichtquellen oder eine Reduktion einer Ansteuerung von ungewünschten Komponenten des RGB-Farbschemas von zumindest einer als LED ausgebildeten Lichtquelle des Anzeigefelds vorzunehmen.
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Durch Umsetzung der im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen kann ein Helligkeits- und Kontrastverlust vermieden werden, da durch Einfärben der dunkel getönten Frontscheibe ein nutzbarer Helligkeitsbereich nicht eingeschränkt wird. Üblicherweise sind LED-Farbklassen durch den Hersteller auf maximale Effektivität und/oder einfache Fertigung optimiert. Durch die beschriebene Filterscheibe, die kostengünstig zu realisieren ist, ist jedoch keine Einschränkung der Farbklassen oder eine verringerte Helligkeit zu erwarten.
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In weiterer Ausgestaltung kann das Anzeigefeld des Anzeigegeräts als Flüssigkristallbildschirm (LCD, liquid crystal display) ausgebildet sein, wobei auch dieses Anzeigefeld zumindest eine Lichtquelle aufweist. Ein derartiges Anzeigefeld ist innerhalb des kastenförmigen Gehäuses mit einer mattschwarz lackierten Innenwandung angeordnet und weist im ausgeschalteten Zustand eine schwarze und leicht matte Oberfläche auf. Ein derartiges Anzeigefeld ist im ausgeschalteten Zustand praktisch nicht sichtbar, was eine optisch edle Erscheinung bewirkt. Da jedoch im ausgeschalteten Zustand des Anzeigefelds einfallendes Licht von diesem reflektiert wird, ist vorgesehen, eine Öffnung des Gehäuses durch die dunkel getönte Filterscheibe mit einem Transmissionsgrad von ca. 40% abzudecken, wodurch die edle optische Erscheinung des Anzeigefelds weiter verbessert wird. Allerdings kann das hinter der lediglich dunkel getönten Filterscheibe angeordnete und durch diese Filterscheibe zu betrachtende Anzeigefeld üblicherweise bei einem weiß anzuzeigenden Inhalt einen Gelbstich aufweisen.
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In diesem Fall ist in Ausgestaltung der Erfindung die Filterscheibe aus dunkelgrauem Ausgangsmaterial durch Zugabe eines blauen Farbstoffs leicht blau einzufärben, wobei ein Anteil dunkelgrauer Partikel in der Filterscheibe reduziert wird. Durch diese Maßnahme wird die Transmission der Filterscheibe im blauen Bereich auf beispielsweise ca. 50% angehoben, wohingegen für weitere Farben eine Transmission von ca. 40% beibehalten wird. Somit ergibt sich eine Korrektur des Gelbstichs ohne zusätzlichen Lichtverlust. Dadurch geht im Bereich des blauen Lichts der Black-Panel Effekt teilweise verloren, da allerdings das menschliche Auge auf die Helligkeit von blau weniger empfindlich als auf die Helligkeit der anderen Farben reagiert, wird ein relativ geringer Verlust an einer schwarzen Erscheinung der Oberfläche des Anzeigefelds wahrgenommen, wenn Licht vom ausgeschalteten Anzeigefeld reflektiert wird.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Anzeigegeräts.
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Die anhand von 1 in Schnittdarstellung schematisch gezeigte Ausführungsform eines Anzeigegeräts 2 umfasst als Komponenten ein Gehäuse 4, von dem in 1 zwei Gehäuseabschnitte 6, 8 gezeigt sind, mindestens ein Anzeigefeld 10 (Display) und eine Filterscheibe 12, mit der eine von den Gehäuseabschnitten 6, 8 begrenzte Öffnung des Gehäuses 4 abgedeckt ist. Somit umschließen die genannten Komponenten des Anzeigegeräts 2 einen Innenraum des Anzeigegeräts 2.
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Das mindestens eine Anzeigefeld 10 weist wenigstens eine Lichtquelle, die bspw. als Leuchtdiode (LED) ausgebildet ist, auf, wobei das mindestens eine Anzeigefeld 10 zur optischen Darstellung von Informationen von der zumindest einen Lichtquelle zu beleuchten ist. Dabei ist eine leuchtende Seite des mindestens einen Anzeigefelds 10 in den Innenraum des Anzeigegeräts 2 orientiert. Weiterhin durchleuchtet die wenigstens eine Lichtquelle die Filterscheibe 12 von hinten bzw. von innen. Die darzustellenden Informationen sind durch die Filterscheibe 12 von außen sichtbar.
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Die Filterscheibe 12 weist ein dunkel getöntes Ausgangsmaterial auf und kann ausgehend hiervon als Black-Panel Scheibe bezeichnet werden. Allerdings ist bei der hier beschriebenen Ausführungsform des Anzeigegeräts 2 vorgesehen, dass das dunkel getönte Ausgangsmaterial bzw. die ursprünglich dunkel getönte Filterscheibe 12 mit einem Farbstoff gefärbt ist. Dabei entspricht eine Farbe des Farbstoffs, mit dem das dunkel getönte Ausgangsmaterial zu färben ist, einer Komplementärfarbe von Licht, das von dem mindestens einen von der zumindest einen Lichtquelle beleuchteten Anzeigefeld 10 emittiert wird.
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Das Ausgangsmaterial und somit die ursprünglich dunkel getönte Filterscheibe 12 ist durch einen grauen oder schwarzen Farbstoff dunkel getönt.
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Eine Farbe des Farbstoffs, mit dem das dunkel getönte Ausgangsmaterial zu färben ist, ist rot, falls das Anzeigefeld 10 bei Beleuchtung durch die zumindest eine Lichtquelle einen Grünstich aufweist. In diesem Fall ist die Filterscheibe 12 durch Zugabe eines roten Farbstoffs insgesamt dunkelrot gefärbt.
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Alternativ oder ergänzend ist eine Farbe des Farbstoffs, mit dem das dunkel getönte Ausgangsmaterial zu färben ist, blau, wenn das Anzeigefeld 10 bei Beleuchtung durch die zumindest eine Lichtquelle einen Gelbstich aufweist. Somit ist die Filterscheibe 12 durch Zugabe eines blauen Farbstoffs insgesamt dunkelblau eingefärbt.
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Weiterhin begrenzt eine Gehäuseinnenwandung des Gehäuses 4 bzw. der Gehäuseabschnitte 6, 8 das mindestens eine Anzeigefeld 10. Dabei kann die Gehäuseinnenwandung schwarz gefärbt sein. Außerdem kann die Gehäuseinnenwandung eine Lackierung aufweisen, die zu der Farbe des Farbstoffs der Filterscheibe 12 komplementär gefärbt ist.
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Das Ausgangsmaterial für die zu färbende Filterscheibe 12 kann Glas oder Kunststoff sein.
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Bei dem vorgestellten Anzeigegerät 2 ist das mindestens eine Anzeigefeld 10 dazu ausgebildet, Werte von Betriebsparametern einer technischen Einrichtung, bspw. eines Kraftfahrzeugs, anzuzeigen. Dabei ist das Anzeigegerät 2 in der technischen Einrichtung anzuordnen und als Armaturenbrett ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2162312 B1 [0003]
- DE 4335854 B4 [0004]
- DE 10343134 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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