DE10239828A1

DE10239828A1 - Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge unter Verwendung einer Polarisationsfilmschicht

Info

Publication number: DE10239828A1
Application number: DE10239828A
Authority: DE
Inventors: Toshiki Wada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-03-27
Also published as: JP2003080974A; US20030048194A1

Abstract

Eine Anzeigevorrichtung (1) für Fahrzeuge besitzt eine Informationsanzeigetafel (4) und eine Abdeckung (20), die vor der Tafel (4) vorgesehen ist. Die Abdeckung (20) umfaßt eine Grundschicht (21), eine polarisierende Schicht (22), eine Antiblendschicht (23) und eine Antireflexionsschicht (24). Die Abdeckung (20) ist derart angeordnet, daß das P-polarisierte Licht von der polarisierenden Schicht (22) auf eine Frontwindschutzscheibe (12) in einem Winkel von etwa 56 DEG einfällt. Es wird dadurch die Reflexionsfähigkeit des P-polarisierten Lichtes auf nahezu Null reduziert und das von der Tafel (4) emittierte Licht wird darin eingeschränkt, ein virtuelles Bild durch Reflexion an der Frontwindschutzscheibe (12) zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge, die unterhalb einer Frontwindschutzscheibe montiert ist, und zwar vor dem Sitz eines Fahrers in einem Fahrzeug.
Eine Anzeigevorrichtung wird unterhalb einer Frontwindschutzscheibe vor dem Sitz eines Fahrers in einem Fahrzeug montiert, um durch dessen Zeigervorrichtung an dessen Konsole vielfältige Informationen, wie beispielsweise die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Drehzahl der Maschine und die Kühlmitteltemperatur der Maschine, anzuzeigen. Die Anzeigevorrichtung besitzt eine transparente Abdeckung, die vor der Konsole und dem Zeiger angeordnet ist. Während der Tageszeit wird das Außenlicht, welches auf die Anzeigevorrichtung fällt, an der Abdeckung reflektiert und irritiert einen Fahrer. Während der Nachtzeit wird die Reflexion der beleuchteten Konsole als ein virtuelles Bild an der Frontwindschutzscheibe abgebildet, wodurch ein Fahrer behindert wird.
In der JP-A-10-221122 ist vorgeschlagen, einen Antireflexionsfilm auf einer transparenten Abdeckung einer Anzeigevorrichtung vorzusehen, um das Licht zu reduzieren, welches zu einem Fahrer hin reflektiert wird. Jedoch wird die Reduzierung des Reflexionslichtes durch die transparente Abdeckung eingeschränkt. Es ist dort auch vorgeschlagen, eine die Richtung des Lichtpfades einschränkende Vorrichtung vorzusehen, und zwar an der Konsole bzw. Anzeigetafel und bei dem Zeiger, um das Licht zu unterbrechen, welches von der Konsole bzw. Anzeigetafel zur Frontwindschutzscheibe verläuft. Die einschränkende Vorrichtung behindert jedoch die Sicht eines Fahrers und trägt zur Komplizierung der Konstruktion der Vorrichtung bei.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die eine verbesserte Sichtbarkeit bzw. Sicht ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge eine Informationsanzeigetafel und eine Abdeckung, die vor der Anzeigetafel vorgesehen ist. Die Abdeckung umfaßt eine Grundschicht und eine Antiglanzschicht oder Antiblendschicht und eine Antireflexionsschicht. Die Kombination aus der Antiglanzschicht bzw. Antiblendschicht und der Antireflexionsschicht reduziert die Reflexion von Sonnenlicht an der Abdeckung, so daß ein Fahrer nicht irritiert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Polarisierungsschicht vor einer Informationsanzeigetafel vorgesehen. Die Polarisierungsschicht ist derart angeordnet, daß P-polarisiertes (parallel polarisiertes) Licht von der Polarisierungsschicht auf eine Frontwindschutzscheibe in einem Winkel von 56° einfällt, bei welchem Winkel die Reflexionsfähigkeit des P-polarisierten Lichtes auf angenähert Null reduziert wird. Das von der Tafel bzw. Konsole reflektierte Licht wird daran gehindert, ein virtuelles Bild durch Reflexion an der Frontwindschutzscheibe zu bilden.
Die oben erwähnten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 zeigte eine Querschnittsansicht eines Kombinationsmeßgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Frontansicht des Kombinationsmeßgerätes, welches in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Abdeckung, die bei dem Kombinationsmeßgerät verwendet wird;
Fig. 4 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und der Reflexionsfähigkeit von polarisierten Lichtern darstellt;
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, welche die Orientierung des Kombinationsmeßgerätes relativ zu einer Windschutzscheibe und einem Fahrer in einem Fahrzeug darstellt;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht der Abdeckung des Kombinationsmeßgerätes gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform;
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht des Kombinationsmeßgerätes gemäß einer anderen Abwandlung der Ausführungsform;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine modifizierte Örtlichkeit oder Lage des Kombinationsmeßgerätes veranschaulicht; und
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere modifizierte Lage oder Örtlichkeit des Kombinationsmeßgerätes darstellt.
Um zunächst auf die Fig. 1 und 2 einzugehen, so ist ein Kombinationsmeßgerät 1 vorgesehen, und zwar in Form einer Anzeigevorrichtung unter einem Armaturenbrett 11 unterhalb einer Frontwindschutzscheibe 12 eines Fahrzeugs, so daß sie vom Sitz eines Fahrers aus gesehen werden kann (in Fig. 1 die rechte Seite). Die Frontseite des Kombinationsmeßgerätes 1 ist als Seite definiert, die dem Sitz des Fahrers gegenüberliegt. Das Kombinationsmeßgerät 1 besitzt eine Tafel oder Anzeigefeld 4, an der bzw. an dem verschiedene Informationen angezeigt werden. Die Anzeigetafel 4 ist als transparente Polycarbonattafel ausgebildet. Es sind Zeichen 4a und Skalen 4b mit einer halbtransparenten farbigen Platte an der Frontfläche 4d der Tafel 4 aufgedruckt oder heiß aufgedrückt. Eine lichtleitende Platte 10 ist an der rückwärtigen Fläche der Tafel 4 fixiert, um das Licht zu sammeln, welches von einer lichtemittierenden Diode (LED) 8 emittiert wird, und sie leitet das gesammelte Licht zu der Tafel 4, so daß die Zeichen 4a und die Skalen 4b beleuchtet werden. Die leitende Platte 10 ist aus einem transparenten Harz, wie beispielsweise Acrylharz, hergestellt.
Das Kombinationsmeßgerät 1 besitzt ein Gehäuse 3 an der rückwärtigen Seite der Tafel 4. In dem Gehäuse 4 ist eine gedruckte Schaltungsplatine 5 als Teil einer elektronischen Schaltungseinheit des Kombinationsmeßgerätes 1 vorgesehen. Die LED 8 ist an der Platine 5 montiert, und zwar zusammen mit einem Bewegungsantrieb 6 (movement), der eine Welle 6a um einen Winkel dreht, welcher elektrischen Signalen entspricht, die von außerhalb angelegt werden. Die Welle 6a verläuft durch ein zentrales Loch 4c der Tafel 4 und ist mit einem Nadelzeiger 6b verbunden. Der Zeiger 6b ist aus einem transparenten oder halbtransparenten Acrylharz oder ähnlichem hergestellt und wird mit dem Licht beleuchtet, welches von einer LED 7 emittiert wird und durch einen Lichtleiter 9 geleitet wird, der aus einem transparenten Harz, wie Acrylharz, hergestellt ist. Die LED 7 und der Lichtleiter 9 sind an der Platine 5 montiert.
Eine Abdeckung 20 ist an der Frontseite der Tafel 4 vorgesehen und ist durch ein Rohrteil 2 daran angebracht. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt die Abdeckung 20 eine Grundschicht 21 aus einem transparenten Acrylharz oder Polycarbonatharz oder einem transparenten Glas, und umfaßt eine Polarisierungsplatte 22, die an der Frontfläche der Grundschicht 21 durch ein transparentes Klebemittel angebracht ist. Eine Antiglanzfilmschicht 23 ist an der Frontfläche der Polarisierungsplatte 22 angebracht und ein Antireflexionsfilm bzw. -schicht 24 ist an der Frontfläche der Antiglanzfilmschicht 23 angebracht. Solche Platten können durch Beschichtung oder ähnliches hergestellt werden.
Die Polarisierungsplatte 22 ist aus einem polarisierenden Film hergestellt, der Polarisierungseigenschaften besitzt, und aus einem Paar von schützenden Kunststoffblättern, die an beiden Seiten des polarisierenden Films angebracht sind. Das Licht von den lichtemittierenden Teilen, das heißt den Zeichen 4a, den Skalen 4b und dem Zeiger 6b an der Tafel 4, trifft auf die polarisierende Platte 22, und zwar durch die Grundschicht 21 hindurch, und dieses Licht wird durch die polarisierende Platte 22 polarisiert, so daß lediglich das Licht, welches in einer spezifischen Richtung polarisiert wurde, durch die Polarisierungsplatte 22 hindurch verlaufen kann. Die Abdeckung 20, spezifischer die Polarisierungsplatte 22, ist an einer Position angeordnet, und zwar in einem Winkel, bei dem bewirkt wird, daß das polarisierte Licht, welches von der Polarisierungsplatte 22 aus projiziert wird, in die Frontwindschutzscheibe 12 als P-polarisiertes Licht (parallel polarisiertes Licht) eintritt.
Fig. 4 zeigt die Beziehungen zwischen dem Einfallswinkel θ und der Reflexionsfähigkeit R des P-polarisierten Lichtes und des S-polarisierten Lichtes (scherpolarisierten Lichtes). Die Reflexionsfähigkeit des P-polarisierten Lichtes wird zu Null, wenn der Einfallswinkel zu einem Brewster-Winkel θB wird. Der Brewster-Winkel ist als ein Winkel definiert, der die folgende Beziehung befriedigt: tanθB = n, worin n der Brechungsindex eines reflektierenden Materials ist. Daher wird die Reflexionsfähigkeit R dadurch zu Null, indem das P-polarisierte Licht gelenkt wird, so daß es auf ein Material in dem Brewster-Winkel dieses Materials auftrifft bzw. einfällt. Im Falle von Glas liegt der Brewster-Winkel bei etwa 56°, da nämlich der Brechungsindex lautet: n = 1,5.
Die Polarisierungsplatte 22 (Abdeckung 20) ist relativ zu der Windschutzscheibe 12 in einem Fahrzeug angeordnet, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Spezifischer ausgedrückt, ist die Anzeigevorrichtung 1 so angeordnet und ausgebildet, daß das polarisierte Licht, welches von der Polarisierungsplatte 22 aus projiziert wird und an der Frontwindschutzscheibe 12 zu den Augen E des Fahrers hin reflektiert wird, auf die Windschutzscheibe 12 in dem Winkel einfällt, der gleich ist dem Brewster-Winkel θB = 56°. Somit wird die Reflexionsfähigkeit des Lichtes, welches von der Tafel 4 aus projiziert wird und auf die Windschutzscheibe 12 einfällt, und zwar durch die Polarisierungsplatte 22 hindurch, zu Null gemacht. Als ein Ergebnis kann das Licht, welches durch die Polarisierungsplatte 22 hindurch verläuft und an der Windschutzscheibe 12 zur Seite des Fahrers hin reflektiert wird, nahezu zu Null gemacht werden. Das heißt, die Ausbildung des virtuellen Bildes der Tafel an der Windschutzscheibe 12 als eine Reflexion wird eingeschränkt. Es kann daher die Frontsichtbarkeit bzw. das Frontsichtvermögen eines Fahrers sichergestellt werden.
Die Antiglanzfilmschicht 23, die auf der Oberfläche der polarisierenden Platte 22 ausgebildet ist, besteht aus einer harten Schicht, die eine große Anzahl von feinen konvexen Erhebungen und konkaven Vertiefungen besitzt. Diese Platte 23 reflektiert somit diffus durch die konvexen Erhebungen und durch die konkaven Vertiefungen externes Licht (beispielsweise Sonnenlicht), welches von der Seite des Fahrers her einfällt und minimiert die Reflexion des ankommenden externen Lichtes zu einem Fahrer hin.
Die Antireflexionsfilmschicht 24, die auf der Oberfläche der Antiglanzfilmschicht 23 ausgebildet ist, besteht aus einer Vielfachbeschichtung in Form von transparenten dünnen Filmen aus anorganischen dielektrischen Materialien (SiO₂, TiO₂, MgF₂ usw.), die unterschiedliche Brechungsindizes haben. Diese Platte 24 hebt somit das hereinkommende externe Licht (Sonnenlicht) auf, welches von der Seite des Fahrers her einfällt, und zwar mit Hilfe einer Interferenz an den Grenzflächen von jeder dünnen Filmschichtung, und reduziert die Lichtmenge, die zur Seite des Fahrers hin reflektiert wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird während der Tageszeit das externe Licht (beispielsweise Sonnenlicht), welches auf die Abdeckung 20 einfällt, durch die Antireflexionsfilmschicht 24 reflektiert und die Lichtmenge, die durch die Antiglanzfilmschicht 23 hindurch verläuft, und die Lichtmenge, die reflektiert wird, wird ebenfalls in der oben beschriebenen Weise reduziert. Zusätzlich ist das Licht, welches auf die Antiglanzfilmschicht 23 durch die Antireflexionsfilmschicht 24 einfällt, diffus reflektiertes Licht, und zwar auf Grund der Konvexitäten und Konkavitäten der Antiglanzfilmschicht 23. Somit wird die Lichtmenge, die zur Seite des Fahrers hin reflektiert wird, stark durch die reduzierenden Effekte hinsichtlich des reflektierten Lichtes der zwei Platten 23 und 24 reduziert.
Während der Nachtzeit werden andererseits die LEDs 7 und 8 angetrieben, um die Zeichen 4a, Skalen 4b und den Zeiger 6b zu beleuchten. Wenn die Abdeckung 20lediglich die Grundschicht 21 besitzt, verläuft das Licht durch die Grundschicht 21 hindurch und wird an der Windschutzscheibe 12 reflektiert. Als ein Ergebnis wird ein virtuelles Bild des reflektierten Lichtes an der Windschutzscheibe 12 gebildet. Dieses Bild ist bei Dunkelheit sehr klar und behindert die Sichtfähigkeit des Fahrers durch die Windschutzscheibe hindurch. Jedoch ist die Polarisierungsplatte 22 in der Abdeckung 20 vorgesehen, um das Licht von der Tafel 4 zur Windschutzscheibe 12 in Form des P-polarisierten Lichtes zu lenken. Somit ist die Abdeckung 20 derart orientiert, daß das Ppolarisierte Licht auf die Windschutzscheibe 12 in einem Winkel von 56° einfällt. Als ein Ergebnis wird die Lichtmenge, die von der Tafel 4 projiziert wird und durch die Windschutzscheibe 12 zu den Augen des Fahrers hin reflektiert wird, in ausreichender Weise minimiert.
Bei der zuvor erläuterten Ausführungsform kann der Einfallswinkel des P-polarisierten Lichtes geändert werden, so daß er von 56° verschieden ist, da die Höhe der Augen E des Fahrers von Fahrer zu Fahrer variiert. Wenn die Position der Augen E des Fahrers basierend auf einer 99% Augenbereichsellipse bestimmt wird, wie dies durch die japanische Automobilindustrieorganisation definiert wurde, sollte der Einfallswinkel auf 56° ± 5° begrenzt werden. In diesem Fall liegt die Reflexionsfähigkeit des P-polarisierten Lichtes an der Windschutzscheibe zwischen 0% bis 0,3%. Daher minimiert die Polarisierungsplatte 22 effektiv die Bildung des virtuellen Bildes auf Grund einer Reflexion an der Windschutzscheibe 12 und stellt eine gute Frontsichtfähigkeit für nahezu alle Fahrer sicher.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann in vielfältiger Weise modifiziert werden.
Beispielsweise können die LEDs 7 und 8 durch andere Typen von Lichtquellen, wie beispielsweise Glühbirnen, ersetzt werden. Der Zeiger 6b kann aus einer Entladungsröhre gebildet sein. Anstelle einer analogen Anzeige mit Hilfe eines Zeigers 6b kann eine digitale Anzeige über eine Elektrolumineszenzvorrichtung, Flüssigkristallvorrichtung, Vakuumfluoreszenzanzeigevorrichtung oder ähnliches vorgesehen sein.
Ferner kann die Polarisierungsplatte 22 an irgendwelchen Positionen plaziert sein, die anders liegen als zwischen der Grundschicht 21 und der Antiglanzfilmschicht 23, solange sie zwischen der Anzeigetafel 4 und der Antiglanzfilmschicht 23 positioniert wird. Beispielsweise kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, die Polarisierungsplatte 22 an der Rückseite (in der Figur die linke Seite) der Grundschicht 21 angebracht sein. Alternativ kann die Polarisierungsplatte 22, wie in Fig. 7 gezeigt ist, an der Frontfläche 4d der Tafel 4 angebracht sein. Das Kombinationsmeßgerät 1 kann an dem Armaturenbrett 11 montiert sein, wie in Fig. 8 gezeigt ist, oder an einer Längssäule 14, wie in Fig. 9 gezeigt ist (es ist keine Lenkvorrichtung veranschaulicht).

Claims

1. Anzeigevorrichtung (1) für Fahrzeuge, mit:
einer Anzeigetafel (4) mit einer Informationen anzeigenden Oberfläche (4d), die nahe bei einer Frontwindschutzscheibe (12) positioniert ist;
einer Abdeckung (20) mit einer transparenten Grundschicht (21), die vor der Anzeigetafel (4) derart angeordnet ist, daß die Informationen an der Anzeigetafel (4) durch die transparente Abdeckung (20) hindurch geliefert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdeckung (20) eine Antiblendfilmschicht (23) enthält, die auf der Grundschicht (21) ausgebildet ist, und eine Antireflexionsfilmschicht (24) auf der Antiblendfilmschicht (23) ausgebildet ist.

2. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine polarisierende Filmschicht (22) umfaßt, die zwischen der Antiblendfilmschicht (23) und der Anzeigetafel (4) angeordnet ist.

3. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierende Filmschicht (22) zwischen der Grundschicht (21) und der Antiblendfilmschicht (23) angeordnet ist und an die Grundschicht (21) angeklebt ist.

4. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierende Filmschicht (22) an der Informationsanzeigefläche (4d) der Anzeigetafel (4) ausgebildet ist.

5. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierende Filmschicht (22) so angeordnet ist, daß sie ein polarisiertes Licht in Form eines P-polarisierten Lichtes zu der Frontwindschutzscheibe (12) projiziert, so daß dieses Licht auf die Frontwindschutzscheibe (12) in einem Einfallswinkel von etwa 56° einfällt.

6. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis S. ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigetafel (4) und die Abdeckung (20) an einem Armaturenbrett (11) oder einer Lenksäule (14) montiert sind.

7. Anzeigevorrichtung (1) für Fahrzeuge, mit:
einer Anzeigetafel (4) mit einer Informationsanzeigefläche (4d), die nahe einer Frontwindschutzscheibe (12) positioniert ist;
einer Abdeckung (20) mit einer transparenten Grundschicht (21), die vor der Anzeigetafel (4) derart angeordnet ist, daß die Informationen an der Anzeigetafel (4) durch die transparente Abdeckung (20) hindurch geliefert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdeckung (20) eine polarisierende Filmschicht (22) enthält, die derart angeordnet ist, daß sie Licht von der Anzeigetafel (4) polarisiert und ein polarisiertes Licht in Form eines P-polarisierten Lichtes zur Frontwindschutzscheibe (12) in einem Einfallswinkel projiziert, der eine minimale Reflexion des P-polarisierten Lichtes an der Frontwindschutzscheibe (12) liefert.

8. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel des P-polarisierten Lichtes zur Frontwindschutzscheibe (12) etwa 56° beträgt.

9. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (20) ferner eine Antiblendfilmschicht (23) enthält, die auf der Grundschicht (21) ausgebildet ist, und daß die polarisierende Filmschicht (22) zwischen der Grundschicht (21) und der Antiblendfilmschicht (23) angeordnet ist.

10. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (20) ferner eine Antireflexionsfilmschicht (24) enthält, die auf der Antiblendfilmschicht (23) ausgebildet ist.