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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer Anzeige, welche
Anzeige zumindest zeitweise zumindest bereichsweise transparent schaltbar
ist und auf diese Weise auf den von einem Betrachter aus hinter
der Anzeigevorrichtung befindlichen Hintergrund in dem transparent
geschalteten Bereich der Anzeige erkennen lässt.
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Anzeigevorrichtungen
der vorgenannten Art finden bisweilen Anwendung bei Artikeln der
Konsumgüterindustrie,
z. B. bei elektronischen Standuhren, welche mittels dieser Anordnung
ein besonderes Design aufweisen. Trotz des starken Wunsches im Bereich
der Ausstattung von Kraftfahrzeugen, finden derartige transparente
Displays hier bisher keinerlei Anwendung, weil die üblicherweise
wechselnden Lichtverhältnisse
beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs eine mangelhafte Ablesbarkeit
derartiger Anzeigen zur Folge haben. Ist beispielsweise die Anzeige
auf den transparenten Display für
eine gute Ablesbarkeit bei starkem Umgebungslicht ausgelegt, indem
beispielsweise schwarze Ziffern auf dem ansonsten transparenten
Anzeigefeld erzeugt werden, vermag der Kraftfahrzeugführer bei
einer Fahrt in einer Umgebung schwachen Fremdlichts, beispielsweise
bei einer Fahrt durch einen Tunnel, die Anzeige nicht mehr abzulesen.
Die mangelnde Ablesbarkeit herkömmlicher
transparenter Anzeigefelder ist aber bereits bei schwankenden Lichtverhältnissen
zu verzeichnen, beispielsweise bei einer gewöhnlichen Kurvenfahrt in eine
Gegenlichtsituation oder aus einer Gegenlichtsituation heraus. Schon
hier vermag das menschliche Auge die dargestellte Information aufgrund
des stark schwankenden Kontrastes und des erheblichen Helligkeitsunterschiedes
nicht mehr befriedigend zu erfassen.
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Ausgehend
von den Problemen und Nachteilen des Stands der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anzei gevorrichtung mit einer zumindest
bereichsweise und zeitweise transparenten Anzeige zu schaffen, welche
auch bei wechselnden Lichtverhältnissen
gut ablesbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Anzeige zumindest bereichsweise einen schaltbaren ersten
Filter aufweist, welcher zwischen einer im Wesentlichen diffusen,
zumindest teilweisen Transmission und einer im Wesentlichen transparenten
zumindest teilweisen Transmission hin- und her schaltbar ist. Die
Möglichkeit
der diffusen Transmission eliminiert den störenden Einfluss der wechselnden
Umgebungslichtverhältnisse
auf die Ablesbarkeit der Anzeige bedarfsgerecht. So kann beispielsweise
bei Tageslicht mittels Schaltung des ersten Filters in den diffus
streuenden Modus ein homogen leuchtender Hintergrund erzeugt werden,
auf der die zu vermittelnde Information dargestellt wird. Erhöht sich
die Helligkeit des Umgebungslichts, wird im gleichen Maße vorteilhaft
auch der homogen leuchtende Hintergrund heller. Die Kontrastverhältnisse
bleiben aufgrund der diffusen Streuung der Hintergrundbeleuchtung
in höchstem
Maße konstant trotz
wechselnder Lichtverhältnisse.
Für einen
Betrieb im Dunkeln oder bei Nacht, wenn Helligkeitsschwankungen
des Hintergrundes weniger stark ausfallen, ist es zweckmäßig, den
ersten Filter im Wesentlichen transparent zu betreiben und gegebenenfalls
zusätzlich
zu beleuchten.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste
Filter eine Polymer-Dispers-Flüssigkristallzelle
ist, bzw, ein Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display
(PDLCD). Ein PDLCD lässt
sich außerordentlich
gut ablesen, weil es keinen Polarisationsfilter erfordert und daher
besonders hell ist. Darüber
hinaus sind PDLCD's,
weil es einer großen
Genauigkeit hinsichtlich der Dicke der Flüssigkristall-Dispersions-Schicht
nicht bedarf, gegenüber anderen
bekannten Anzeigevorrichtungen verhältnismäßig preisgünstig herstellbar.
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Mit
Vorteil wird das PDLCD in der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung matrixmäßig ansteuerbar
ausgebildet, so dass die darzustellende Information direkt auf diesem
angezeigt werden kann. Daneben oder stattdessen kann das PDLCD auch
ansteuerbare Segmente aufweisen, mittels welchen Symbole anzeigbar
sind, beispielsweise in Machart einer 7-Segment-Anzeige.
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Bei
Anwendung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
in einem Kraftfahrzeug als Informationssystem ist es sinnvoll, wenn
die Anzeigevorrichtung so angeordnet ist, dass von außen einstrahlendes
Umgebungslicht hindurchtreten und von dem Betrachter wahrgenommen
werden kann und der Betrachter das von ihm aus hinter der Anzeigevorrichtung
befindliche Landschaftsbild auf Wunsch in den transparent geschalteten
Bereichen der Anzeige erkennen kann. Sollte eben das Landschaftsbild
als störend
empfunden werden, kann die Ablesbarkeit mittels der Umschaltung
in den diffus streuenden Modus des ersten Filters verbessert werden.
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Eine
besonders zweckmäßige Weiterbildung der
Erfindung sieht vor, dass in Reihe zu dem ersten Filter ein zweiter
Filter angeordnet ist, welcher zumindest bereichsweise zwischen
einem ersten Zustand, in welchem er im Wesentlichen transmissiv
ist und einem zweiten Zustand, in welchen er im Wesentlichen nicht
transmissiv ist, hin- und her schaltbar ist. Ebenso wie bei der
Schaltbarkeit des ersten Filters ist auch bei der Schaltbarkeit
des zweiten Filters nicht nur das rein binäre Einstellen zweier unterschiedlicher
Zustände
sinnvoll sondern bevorzugt auch eine graduelle Anpassung der Transparenz
bzw. der Streuwirkung bei dem ersten Filter und der Transmission
bei dem zweiten Filter. Auf diese Weise kann stets eine optimale
Anpassung an die Umgebungssituation erfolgen und der Benutzer kann
je nach seiner Präferenz,
beispielsweise mittels eines Reglers, gewünschte Helligkeiten und Streuwirkungen
einstellen, welche ihm jeweils einen mehr oder weniger scharfen
Kontrast bieten. Vorzugsweise ist stattdessen oder zusätzlich zu
der Einstellmöglichkeit
für den Benutzer
eine au tomatische Anpassung der Streuwirkung und der Helligkeit
an das Umgebungslicht bevorzugt.
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Zweckmäßig ist
der zweite Filter als Flüssigkristallzelle
(LCD), insbesondere als Positiv-LCD ausgebildet. Hierbei kommen
insbesondere sämtliche
Arten transparenter und graphikfähiger
Flüssigkristalldisplays
in Frage, bevorzugt auch Anzeigen mit der Fähigkeit zur farbigen Darstellung.
Hierbei ist es besonders sinnvoll, wenn der zweite Filter im ersten
Zustand nicht nur transmissiv ist sondern im Wesentlichen transparent
ist. Bei Bedarf lässt
sich so der Hintergrund durch die Anzeige hindurch erkennen.
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Für eine hervorragende
Ablesbarkeit bei sämtlichen
Umgebungslichtbedingungen, insbesondere bei Dunkelheit, ist es sinnvoll,
wenn von dem Betrachter aus hinter der Anzeige eine Hintergrundbeleuchtung
angeordnet ist. Unter Ausnutzung der besonderen Eigenschaften des
ersten Filters ist mit Vorteil die Anordnung mindestens einer Beleuchtung möglich, welche
im Wesentlichen senkrecht zur Betrachtungsrichtung seitlich in den
ersten Filter einstrahlt. Ist der Strahlengang dieser Lichtquelle
im Wesentlichen parallel zu der Anzeigeebene, findet eine Auskopplung
in Richtung des Betrachters lediglich in den Bereichen statt, in
welchen der erste Filter diffus streuend geschaltet ist. In übrigen Bereichen nimmt
der Betrachter keinerlei Beleuchtung wahr. Auf diese Weise lassen
sich sinnvoll die darzustellenden Informationen in Form von Symbolen
und ähnlichen Gestaltungen
anzeigen. Bei einer Anordnung einer Beleuchtung hinter der Anzeige
ist diese zweckmäßig transparent
ausgebildet, beispielsweise als flächige organische Leuchtdiode
(OLED).
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Damit
es für
eine gute Ablesbarkeit nicht einer ständigen händischen Korrektur durch den
Betrachter bedarf, ist es zweckmäßig, wenn
die Anzeigevorrichtung mindestens einen Sensor und eine Steuerung
aufweist, der Sensor die Umgebungshelligkeit misst und das Ergebnis
der Messung an die Steuerung der Anzeigevorrichtung übermittelt
wird. Die Steuerung der Anzeigevorrichtung passt dementsprechend
die Streuwirkung des ersten Filters und die Transmission des zweiten
Filters bereichsweise auf die Umgebungslichtbedingungen und die
darzustellenden Informationen an.
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Neben
der Anzeigevorrichtung und deren vorteilhaften Weiterbildungen schlägt die Erfindung zur
Lösung
der Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anzeigevorrichtung
vor, bei welchem die Umgebungshelligkeit gemessen wird und bei Überschreitung
einer bestimmten Helligkeit der erste Filter im Wesentlichen diffus
geschaltet wird und auf einer Anzeige der Anzeigevorrichtung darzustellende Informationen
mittels eines in Betrachtungsrichtung in Reihe zu dem ersten Filter
angeordneten zweiten Filters, welcher zumindest bereichsweise zwischen einem
im Wesentlichen transmissiven und einen im Wesentlichen nichttransmissiven
Zustand hin- und her schaltbar ist und mittels Schaltung dieser
Bereiche die darzustellenden Information anzeigbar ist, angezeigt
werden. Diese Art der Ansteuerung verhilft der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
aufgabengemäß bei wechselnden
Lichtverhältnissen
zu einer hervorragenden Ablesbarkeit. In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Ablesbarkeit bei Dunkelheit verbessert, wenn bei Unterschreitung
der gemessenen Umgebungshelligkeit unter eine bestimmte Helligkeit
der zweite Filter im Wesentlichen transmissiv oder transparent geschaltet
wird und auf der Anzeige darzustellende Informationen mittels des
ersten Filters, welcher bereichsweise zur Anzeige der darzustellenden
Informationen angesteuert wird, angezeigt werden. Hierbei ist die Beleuchtung,
wie zuvor beschrieben, mittels einer transparenten rückwärtigen Beleuchtung
der Anzeige oder einer seitlich in den ersten Filter einstrahlenden
Lichtquelle zweckmäßig.
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Im
Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf Zeichnungen lediglich zur Verdeutli chung ohne Einschränkung auf
die beschriebenen Beispiele näher erläutert. Es
zeigen:
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1: eine schematische Darstellung
einer Einbausituation einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einem
Kraftfahrzeug und die Wirkungsweise,
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2: eine schematische Darstellung
des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
im vom Umgebungslicht gespeisten Durchlichtbetrieb,
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3: eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
mit einer transparenten Hintergrundbeleuchtung,
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4: eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
mit einer seitlich in den ersten Filter einstrahlenden Lichtquelle,
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5: eine schematische Darstellung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
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In
der Darstellung der 1 ist
eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 mit
dem Bezugszeichen 1 versehen und in ein Kraftfahrzeug 2 eingebaut.
Ein das Kraftfahrzeug 2 führender Betrachter 3 der
Anzeigevorrichtung 1 nimmt auf der Anzeige 4 die
auszugsweise detailliert dargestellte Information 5 wahr.
Bei der Information 5 handelt es sich um die Anzeige der
momentanen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 2, wobei
die Anzeige 4 aufgrund ihrer Transparenz das im Hintergrund
der Anzeige 4 befindliche Landschaftsbild 6 erkennen lässt.
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2 zeigt eine einfache Gestaltung
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 schematisch.
Die Anzeige 4 der Anzeigevorrichtung 1 besteht
im Wesentlichen aus einem ersten Filter 10 und einem zweiten
Filter 12, wobei der erste Filter 10 als Polymer-Dispers-Display
(PDLCD) und der zweite Filter 12 als Flüssigkristall-Display 13 ausgebildet
ist. Das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11 lässt sich
hinsichtlich der Transparenz bzw. der Streuwirkung in der Weise
verändern,
dass beispielsweise eine völlige
Transparenz einstellbar ist, bei welcher das Landschaftsbild 6 mittels
des Umgebungslichts 7 durch die Anzeige 4 klar
zu erkennen ist oder dass beispielsweise bei vollständig diffuser
Streuung die Anzeige 54, bis auf etwaige dargestellte Information, als
homogen von dem Umgebungslicht 7 erleuchteten Anzeigefläche erscheint.
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Die
in 3 dargestellte Ausbildung
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 weist
zusätzlich
zu dem ersten Filter 10 und den in Betrachtungsrichtung
folgenden zweiten Filter 12 eine transparente, flächige Hintergrundbeleuchtung 14 auf, mittels
welcher bei Dunkelheit die mittels des als Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11 ausgebildeten
ersten Filters oder des als Flüssigkristall-Display 13 ausgebildeten
zweiten Filters 12 dargestellte Information 5 dem
Betrachter 3 zur Anzeige gebracht werden können.
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Die
in 4 dargestellte Ausbildung
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 sieht
vor, dass mittels einer seitlich angeordneten Beleuchtung 15 die
aufgrund matrixmäßiger Ansteuerung
des ersten Filters 10 oder des zweiten Filters 12,
welche als Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11,
bzw. als Flüssigkristall-Display 13 ausgebildet
sind, dargestellte Information 5 den Betrachter 3 zur
Anzeige gebracht werden. Der im Wesentlichen parallele Strahlengang
der Beleuchtung 15 wird in zur Darstellung der Information 5 angesteuerten
Bereichen gestreut und auf diese Weise in das Auge des Betrachters 3 gelenkt.
Nicht gestreutes Licht der Beleuchtung 15 erreicht das
Auge des Betrachters 3 nicht.
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5 zeigt eine Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Steuerung der Anzeigevorrichtung 1 sowohl im Tagbetrieb 21 als auch
im Nachtbetrieb 22 synoptisch. Die dargestellte Anzeigevorrichtung 1 umfasst
im Wesentlichen in einer Reihenfolge von dem Betrachter 3 aus
ein Positiv-Flüssigkristall-Display 23,
ein Polymer-Dispers-Flüsigkristall-Display 24 und
eine transparent ausgebildete Hintergrundbeleuchtung 25.
Zusätzlich umfasst
die Anzeigevorrichtung 1 eine Steuerung 26, welche
im Zusammenwirken mit einem Sensor 27 zur Messung der Umgebungshelligkeit
der Ansteuerung der Anzeige 4 dient.
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Im
Falle des Tagbetriebs 21 schaltet die Steuerung 26 aufgrund
der gemessenen Helligkeit des Umgebungslichts 7 die Hintergrundbeleuchtung 25 ab.
Weitestgehend ungeschwächt
durchdringt das einfallende Umgebungslicht 7 die Hintergrundbeleuchtung 25 und
trifft auf den ersten Filter 10 bzw. das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11,
welches von der Steuerung 26 in den diffus streuenden Modus
geschaltet ist. Von dem ersten Filter 10 diffus gestreut
trifft das transmittierte Licht auf das Positiv-Flüssigkristall-Display 23,
das von der Steuerung 26 die matrixmäßigen Steuerungsbefehle zur
graphischen Darstellung eines Symbols 30 empfangen hat. Das
Symbol 30 zeigt sich dem Betrachter 3 auf der Anzeige 4 der
erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 als
dunkle Darstellung vor hellem Hintergrund 31.
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Während des
Nachtbetriebs 22 schaltet die Steuerung 26 aufgrund
der mittels des Sensors 27 gemessenen Dunkelheit die transparent
ausgebildete Hintergrundbeleuchtung 25 ein. Das von der
Hintergrundbeleuchtung 25 emittierte Licht passiert den ersten
Filter 10, welcher von der Steuerung 26 matrixmäßig segmentierte
Graphikbefehle zur Darstellung eines Symbols 30 empfängt. Der
Bereich der Darstellung des Symbols 30 des Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Displays 24 ist
aufgrund der Steuerbefehle transmissiv transparent geschaltet und
der Bereich des Hintergrunds 31 transmissiv diffus streuend.
Das von dem Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 24 transmittierte
Licht trifft auf das Positiv-Flüssigkristall-Display 23,
welches von der Steuerung 26 transmissiv transparent geschaltet
ist, so dass der Betrachter 3 in der Anzeige 4 eine
Darstellung wahrnimmt, welche ein helles Symbol 30 aufweist
und einen aufgrund der diffusen Streuung dunkler beleuchteten Hintergrund 31.
Wird, statt einer hintergründigen
Einstrahlung einer Beleuchtung 14, 25 eine seitliche
Einkoppelung aus einer seitlichen Beleuchtung 15 in den
ersten Filter 10 bzw. das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11, 24 gewählt, ergibt
sich ein im Wesentlichen dunkler Hintergrund 31 und ein
helles Symbol 30 mit gutem Kontrast für den Betrachter 3.
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- 1
- Anzeigevorrichtung
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Betrachter
- 4
- Anzeige
- 5
- darzustellende
-
- Information
- 6
- Landschaftsbild
- 7
- Umgebungslicht
- 10
- erster
Filter
- 11
- Polymer-Dispers-
-
- Flüssigkristall-
-
- Display
(PDLCD)
- 12
- zweiter
Filter
- 13
- Flüssigkristall-
-
- Display
(LCD)
- 14
- Hintergrundbeleuchtung
- 15
- seitliche
Beleuchtung
- 21
- Tagbetrieb
- 22
- Nachtbetrieb
- 23
- Positiv-
-
- Flüssigkristall-
-
- Display
- 24
- Polymer-Dispers-
-
- Flüssigkristall-
-
- Display
- 25
- Hintergrundbeleuchtung
- 26
- Steuerung
- 27
- Sensor
- 30
- Symbol
- 31
- Hintergrund