DE19610155A1 - Anzeigeeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer einem Betrachter zuge­ wandten ersten Anzeige und mit einem Strahlteiler, wel­ cher sich von dem Betrachter aus gesehen vor der ersten Anzeige befindet, und mit einer zweiten Anzeige, die über den Strahlteiler betrachtet wird.

Solche Anzeigeeinheiten wurden bereits versuchsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind damit bekannt. Dabei wird als erste Anzeige ein Kombiinstrument mit einem her­ kömmlichen Zeiger und mit einem Zifferblatt eingesetzt und bei Bedarf eine zweite Anzeige über den Strahlteiler betrachtet. Der Strahlteiler ist in der Regel teilver­ spiegelt, so daß die erste Anzeige sichtbar ist, solange die Einblendung des virtuellen Bildes der zweiten Anzeige ausbleibt. Wird die Beleuchtung der ersten Anzeige abge­ schaltet und die der zweiten Anzeige eingeschaltet, ist von der Beobachtungsposition aus gesehen an der Stelle der ersten Anzeige nur die zweite Anzeige sichtbar. Als zweite Anzeige dient beispielsweise ein LC-Bildschirm oder ein Dia.

Nachteilig bei einer solchen Anzeigeeinheit ist, daß in benachbarten Bereichen des Strahlteilers Fremdlicht auf­ tritt. Dieses Fremdlicht führt zur Kontrastverminderung und stört das Ablesen der zweiten Anzeige. Bei einem Kraftfahrzeug blickt der Betrachter in der Regel schräg von oben auf die Anzeigeeinheit. Deshalb kann die zweite Anzeige bei der bekannten Anzeigeeinheit nicht unterhalb des Strahlteilers angeordnet sein, wenn man ohne einen tiefen Schacht den unmittelbaren Einblick auf die zweite Anzeige vermeiden will. Die zweite Anzeige wird daher in einem Hutzenbereich oberhalb der ersten Anzeige angeord­ net. Diese Anordnung führt zu einem großen Bauvolumen der Anzeigeeinheit im Hutzenbereich.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anzeige­ einheit der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß störendes Fremdlicht bei eingeschalteter zweiter Anzeige vermindert sowie ein unmittelbarer Einblick auf die zwei­ te Anzeige vermieden wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der zweite Anzeige ein optisches Element angeordnet ist, das in Richtung von der zweite Anzeige zum Strahl­ teiler eine hohe und in Richtung von der zweiten Anzeige zu dem Betrachter eine geringe Transmission besitzt. Da­ bei kann das optische Element auf den Strahlteiler hin ausgerichtete, im wesentlichen quer zu dem Betrachter verlaufende Lamellen besitzen.

Durch den Einsatz eines derartig gestalteten optischen Elements gelangt das Licht ausgehend von der zweite An­ zeige ausschließlich auf den Strahlteiler. Die zweite An­ zeige kann an beliebiger Stelle der Anzeigeeinheit ange­ ordnet sein, ohne daß störendes Fremdlicht von der Beob­ achtungsposition aus auf die zweite Anzeige gelangt. Hierdurch ist die zweite Anzeige besonders gut abzulesen. Weiterhin kann die zweite Anzeige an einer beliebigen Stelle der Anzeigeeinheit angeordnet sein, da sie von ei­ nem vor der Anzeigeeinheit befindlichen Betrachter nicht zu sehen ist. Beispielsweise kann nun die zweite Anzeige im unteren Bereich der Anzeigeeinheit angeordnet sein, wo in der Regel genügend freier Raum ist.

Das optische Element läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach verwirklichen, wenn es eine auf die zweite Anzeige aufgebrachte Lamellenfolie ist. Eine solche Lamellenfolie hat die Eigenschaft, Licht nur in einem Winkelbereich von ungefähr 30° zur Oberflä­ chennormalen durchzulassen. Außerhalb dieses Winkelbe­ reichs auf die Lamellenfolie auftreffendes Licht wird ab­ sorbiert und teilweise reflektiert. Hierdurch ist die zweite Anzeige auch bei einer leichten Änderung der Posi­ tion des Betrachters deutlich zu erkennen, solange nur die Sehstrahlen des Betrachters in den o.g. Winkelbereich fallen.

Der Strahlteiler ist transflektiv ausgebildet, um eine Transmission des von der ersten Anzeige abgestrahlten Lichts und eine Reflexion des Lichts der zweiten Anzeige zu gewährleisten. Wenn die beiden Anzeigen mit einer un­ terschiedlichen Wellenlänge des Lichts arbeiten, kann der Aufwand für die Beleuchtung der ersten Anzeige verringert werden, indem der Strahlteiler eine von der Wellenlänge des Lichts abhängige (wellenlängenselektive) Verspiege­ lung hat. Wenn beispielsweise die erste Anzeige mit rotem Licht ausgeleuchtet ist und die Einblendung der zweiten Anzeige beispielsweise mit blauem oder grünem Licht er­ folgt, ist die Verspiegelung derart zu wählen, daß blaues oder grünes Licht besonders gut reflektiert und rotes Licht besonders gut transmittiert wird.

Die zweite Anzeige ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gut ablesbar, wenn vor der ersten Anzeige als optisches Element eine in ih­ rem Transmissionsvermögen elektrisch schaltbare Folie an­ geordnet ist. Hierdurch wird bei einem Umschalten auf die zweite Anzeige die erste Anzeige unsichtbar.

Eine separat zu montierende mechanische Blende zum Ver­ decken der ersten Anzeige wird vermieden, wenn der Strahlteiler in seinem Transmissionsvermögen elektrisch schaltbar ist. Dies läßt sich beispielsweise mit einer sogenannten NACP-Folie erreichen, die auf den Strahltei­ ler aufgebracht wird. Bei Verspiegelung dieser Folie kann sie gleichzeitig als Strahlteiler und optischer Schalter wirken.

Die Verringerung des Transmissionsvermögens des Strahl­ teilers bei eingeschalteter zweiter Anzeige gestaltet sich besonders einfach, wenn der Strahlteiler eine groß flächige LCD-Zelle ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da­ von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anzeigeeinheit,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeein­ heit,

Fig. 3 eine stark vergrößerte Darstellung einer La­ mellenfolie aus Fig. 1 oder 2,

Fig. 4 ein Diagramm der Transmission über dem Ab­ strahlwinkel der zweiten Anzeige der Anzeige­ einheit nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Diagramm der Transmission und Reflexion des Strahlteilers über der Wellenlänge des Lichts der Lichtquellen der Anzeigeeinheit nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Anzeigeeinheit 1 mit einer von ei­ nem Betrachter 2 aus gesehen hinter einem Strahlteiler 3 angeordneten ersten Anzeige 4 und mit einer im unteren Bereich vor dem Strahlteiler 3 angeordneten zweiten An­ zeige 5. Im oberen Bereich hat die Anzeigeeinheit 1 eine Hutze 6. Zu dem Betrachter 2 hin ist sie von einem Deck­ glas 7 begrenzt. Der Strahlteiler 3 ist mit einer trans­ flektiven Schicht 8 versehen, die eine Transmission des Lichts von der ersten Anzeige 4 und eine Reflexion des Lichts von der zweiten Anzeige 5 ermöglicht. Diese trans­ flektive Schicht kann eine Abhängigkeit von der Wellen­ länge des Lichts aufweisen. Die zweite Anzeige 5 hat ei­ nen hinter einer Anzeigefläche 9 angeordneten Flächen­ strahler 10. Der Flächenstrahler 10 dient der Durchleuch­ tung der Anzeigefläche 9, bei der es sich beispielsweise um ein Dia oder einen LC-Bildschirm handeln kann. Auf der Anzeigefläche 9 befindet sich eine Lamellenfolie 11, wel­ che aus einer Vielzahl von senkrecht ausgerichteten, im wesentlichen quer zum Betrachter 2 verlaufenden Lamellen 12 besteht. Die Lamellen 12 weisen damit in Richtung Strahlteiler 3.

Bei ausgeschaltetem Flächenstrahler 10 ist die erste An­ zeige 4 von dem Betrachter 2 aus zu erkennen. Nach einem Einschalten des Flächenstrahlers 10 und einem Verdunkeln der ersten Anzeige 4 wird die erste Anzeige 4 für den Be­ trachter 2 unsichtbar. Für den Betrachter 2 ist dann nur noch die zweite Anzeige 5 sichtbar, die nach dem Ein­ schalten des Flächenstrahlers 10 über den Strahlteiler 3 zu betrachten ist. Die Lamellenfolie 11 auf der Anzeige­ fläche 9 dient dazu, den Abstrahlungswinkel des von der Anzeigefläche 9 abgestrahlten Lichts zu begrenzen. In der Zeichnung sind strichpunktiert Strahlengänge des Lichts eingezeichnet. Die Winkel α kennzeichnen jeweils den Win­ kelbereich zur Oberflächennormalen, in dem das Licht von der Lamellenfolie 11 transmittiert wird. Außerhalb dieses Winkelbereiches wird von der Lammellenfolie 11 kein Licht transmittiert, folglich kann auch ein Betrachter 2, des­ sen Sehstrahlen außerhalb dieses Winkelbereiches liegen, die Anzeigefläche 9 nicht sehen.

Die Ausführungsform in Fig. 2 unterscheidet sich von der aus Fig. 1 dadurch, daß unmittelbar vor der ersten An­ zeige 4 eine in ihrem Transmissionsvermögen elektrisch schaltbare Folie 13 angeordnet ist. Diese Folie 13 ver­ hindert einen Einblick auf die erste Anzeige 4 bei einem Umschalten auf die zweite Anzeige 5, indem sie nicht­ transparent geschaltet ist.

In Fig. 3 ist ein stark vergrößerter Ausschnitt der La­ mellenfolie 11 aus Fig. 1 dargestellt. In der Lamellen­ folie 11 sind eine Vielzahl von Lamellen 12 eng nebenein­ ander, senkrecht stehend angeordnet. Diese Lamellen 12 führen zu einer blickwinkelabhängigen Transmission des auftreffenden Lichts. Hierdurch entstehen zwei schmale Winkelbereiche α zur Oberflächennormalen, durch die die Lamellenfolie 12 Licht durchläßt.

Diese blickwinkelabhängige Transmission ist im Diagramm der Fig. 4 qualitativ dargestellt, das die Transmission über dem Abstrahlungswinkel 6 der Anzeigefläche 9 zeigt.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in dem qualitativ die Trans­ mission und Reflexion eines Strahlteilers über der Wel­ lenlänge des Lichts der Lichtquellen der ersten Anzeige (Kurve A Transmission) und der zweiten Anzeige (Kurve B Reflexion) dargestellt ist, wobei die Transmission und damit auch die Spiegelung des Strahlteilers von der Wel­ lenlänge des Lichts abhängig ist. Dabei wird die erste Anzeige mit rotem Licht und die zweite Anzeige mit grünem Licht beleuchtet. Die Kurven zeigen, daß das grüne Licht der zweiten Anzeige besonders gut am Strahlteiler reflek­ tiert wird, während rotes Licht der ersten Anzeige beson­ ders gut durch den Strahlteiler transmittiert wird.

Claims (6)

1. Anzeigeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer einem Betrachter zugewandten ersten Anzeige und mit einem Strahlteiler, welcher sich von dem Betrachter aus gesehen vor der ersten Anzeige befindet, und mit ei­ ner zweiten Anzeige, die über den Strahlteiler betrachtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der zweiten Anzeige (5) ein optisches Element angeordnet ist, das in Richtung von der zweiten Anzeige (5) zum Strahlteiler (3) eine ho­ he und in Richtung von der zweiten Anzeige (5) zum Be­ trachter (2) eine geringe Transmission besitzt.

2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das optische Element eine auf die zweite Anzeige (5) aufgebrachte Lamellenfolie (11) ist.

3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlteiler (3) eine von der Wellen­ länge des Lichts abhängige Verspiegelung (transflektive Schicht 8) hat.

4. Anzeigeeinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der ersten An­ zeige (4) als optisches Element eine in ihrem Transmissi­ onsvermögen elektrisch schaltbare Folie (13) angeordnet ist.

5. Anzeigeeinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (3) in seinem Transmissionsvermögen elektrisch schaltbar ist.

6. Anzeigeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strahlteiler (3) eine großflächige LCD-Zelle ist.