DE19737726C1 - Anzeigevorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Stand der Technik

Derartige Anzeigevorrichtungen sind auch als Black- Screen-Anzeigevorrichtungen bekannt, deren Anzeige­ elemente hinter einer Deckscheibe aus dunkel einge­ färbtem Grundmaterial angeordnet sind und in Gestalt von Skalen, Zeigern, LC-Displays, Kontrollfeldern und dergleichen gebildet sein können. Solange diese An­ zeigeelemente nicht beleuchtet oder hinterleuchtet sind, sind sie aufgrund der dunkel eingefärbten Deck­ scheibe mit verringertem Transmissionsvermögen nahezu unsichtbar. Erst im eingeschaltetem bzw. beleuchteten Zustand werden die Anzeigeelemente durch eine ent­ sprechend starke Beleuchtung bzw. Hinterleuchtung durch die Deckscheibe hindurch deutlich sichtbar. Dieser Effekt ist als Black-Screen-Effekt bekannt.

Problematisch ist bei derartigen Black-Screen-Anzei­ gevorrichtungen, daß die einzelnen Anzeigeelemente mit relativ hoher Leuchtdichte hinterleuchtet werden müssen, um einen Betrachter durch die Deckscheibe hindurch ausreichende Helligkeit für die Anzeige zur Verfügung zu stellen. Problematisch ist diese hohe Leuchtdichte insbesondere im Zusammenhang mit Flüs­ sigkristallanzeigen, sogenannten Liquid-Crystal-Dis­ plays (im folgenden auch LC-Displays genannt), die aufgrund ihrer Bauart mit einem zwischen einem Dop­ pelglas angeordneten Flüssigkristall und vorder- und rückseitig von diesem angeordneten Lichtpolarisatoren eine relativ geringe Transmission, typischerweise von 5 bis 20% aufweisen. Im Vergleich zu anderen Anzeige­ elementen, wie etwa Zifferblättern, mit einer Trans­ mission von typischerweise 50% erfordern LC-Displays eine um einen Faktor 5 bis 20 stärkere Hinterleuch­ tung.

Dies trifft auch für das Anzeigeelement zu, das aus der DE 43 35 854 A1 besteht und entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 aufgebaut ist. Die Deck­ scheibe bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung ist so ausgelegt, daß sie im Wellenlängenbereich der Hauptemission von sichtbarem Licht, das einen Teil der Anzeigeelemente beleuchtet, eine hohe Transmis­ sion hat, während die Deckscheibe in den übrigen Wel­ lenlängenbereichen eine geringere, von Null verschie­ dene Transmission aufweist, um auch bei Verwendung relativ schwacher Lichtmittel unter hellem Umgebungs­ licht eine gute Erkennbarkeit der Anzeigeelemente bei vertretbarer Wärmeentwicklung erzielen zu können. Ähnliche Anzeigevorrichtungen sind auch aus der DE 43 06 083 C2 und der GB-2 281 542 A bekannt, deren Lichtmittel so ausgewählt sind, daß sie unterschiedliche Bänder im Emissionsbereich aufweisen, wobei die Deckscheibe auf diese Emissionsbänder abgestimmt ist.

Auch für diese bekannten Anzeigevorrichtungen ist jedoch grundsätzlich eine relativ starke Hinterleuchtung der Anzeigeelemente, insbesondere der LC-Displays erforderlich.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Anzeigevorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die eine gute Ablesbarkeit von LC-Displays, die in Black-Screen-Anzeigen integriert sind, gewährleistet.

Vorteile der Erfindung

Demgegenüber stellt die Erfindung eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem LC- Display und wenigstens einem weiteren Anzeigeelement bereit, mit Leuchtmitteln zur Hinterleuchtung des LC-Displays und des weiteren Anzeigeelement, und mit einer Deckscheibe zur gemeinsamen frontseitigen Abdeckung des LC-Displays und des weiteren Anzeigeelements, wobei die Deckscheibe ein Transmissionsvermögen derart aufweist, daß das LC-Display und das weitere Anzeigeelement, wenn diese nicht hinterleuchtet sind, durch die Deckscheibe hindurch zumindest im wesentlichen nicht sichtbar sind, wobei aus dem LC-Display polarisiertes Licht austritt, und wobei das LC- Display ein geringeres Transmissionsvermögen hat als das weitere Anzeigeelement. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß für das LC-Display und das weitere Anzeigeelement als Leuchtmittel eine gemeinsame oder (zumindest) gleichartige Lichtquelle verwendet wird, daß zwischen dem LC-Display bzw. dem weiteren Anzeigeelement und der Deckscheibe ein gemeinsamer Polarisationsfilter vorgesehen ist, dessen Polarisationsrichtung mit derjenigen des aus dem LC-Display austretenden Licht übereinstimmt, und daß das Transmissionsvermögen des Polarisationsfilters auf dasjenige des LC-Displays und dasjenige des weiteren Anzeigeelements derart ab­ gestimmt ist, daß diese Elemente durch die Deck­ scheibe hindurch im wesentlichen gleich hell hinter­ leuchtet erscheinen. Im Kern sieht die Erfindung mit anderen Worten die Verwendung eines Polarisations­ filters als Steuerelement zwischen den unterschied­ lich gestalteten Anzeigeelementen und der Deckscheibe vor, durch welches Steuerelement das das LC-Display durchsetzende Licht bevorzugt, d. h. weniger abgeschwächt durchgelassen wird als das Licht von dem weiteren Anzeigeelement bzw. von den weiteren Anzei­ geelementen. Von Vorteil ist dabei, daß zum einen für das LC-Display und das weitere Anzeigeelement ein ge­ meinsames Leuchtmittel verwendet werden kann, und daß dieses Leuchtmittel nur eine relativ schwache Inten­ sität erzeugen muß, da durch das Steuermittel in Ge­ stalt eines Polarisationsfilters das polarisierte Licht von dem LC-Display bevorzugt, d. h. nahezu un­ geschwächt durchgelassen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhafterweise wird als Lichtquelle eine Kaltka­ thoden-Fluoreszenzlampe verwendet, die Licht mit re­ lativ hoher Ausbeute ohne größere Wärmeerzeugung be­ reitstellt.

Der Polarisationsfilter, der erfindungsgemäß zwischen dem LC-Display bzw. dem weiteren Anzeigeelement und der Deckscheibe vorgesehen ist, bildet zumindest einen Teil der Deckscheibe. Das heißt, der Polarisa­ tionsfilter kann die herkömmliche als Graufilter ge­ bildete Deckscheibe ersetzen oder einen Teil dersel­ ben bilden. Im letzteren Fall kann der Polarisations­ filter in Gestalt einer Folie bevorzugt auf die In­ nenseite der Deckscheibe aufgebracht sein, beispiels­ weise durch Laminieren. Alternativ hierzu kann der Polarisationsfilter in Verbund mit der Deckscheibe gebildet sein.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Polarisationsfilter an der Deckscheibe auch die Aufgaben des Frontpolarisators des LC-Displays mit übernehmen, so daß der Frontpolarisator auch entfallen kann.

Erfindungsgemäß ist das Transmissionsvermögen des Po­ larisators, und zwar sowohl für polarisiertes wie nichtpolarisiertes Licht auf das Polarisationsvermö­ gen des LC-Displays für polarisiertes Licht und auf das Polarisationsvermögen des weiteren Anzeigeele­ ments für nichtpolarisiertes Licht abgestimmt. Ausge­ hend von einem Transmissionsvermögen für die Deck­ scheibe für nichtpolarisiertes Licht von etwa 50% be­ trägt das Polarisationsvermögen des Polarisationsfil­ ters für nichtpolarisiertes Licht bevorzugt etwa 45% und für polarisiertes Licht bevorzugt etwa 90%, wäh­ rend das Transmissionsvermögen für das LC-Display für polarisiertes Licht bevorzugt etwa 20% und das Pola­ risationsvermögen des weiteren Anzeigeelements für nichtpolarisiertes Licht bevorzugt etwa 50% beträgt. Dadurch stehen etwa 7,2% des Hinterleuchtungslichts über das LC-Display für einen Betrachter vor der Deckscheibe zur Verfügung, während etwa 9% über das weitere Anzeigeelement zur Verfügung stehen.

Bevorzugt handelt es sich bei dem weiteren Anzeige­ element um das Zifferblatt eines Meßwerks mit Zei­ ger(n). In diesem Fall ist das LC-Display im wesent­ lichen in derselben Ebene angeordnet wie das Ziffer­ blatt.

Zeichnung

Die Erfindung wird nunmehr beispielhaft anhand der folgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausfüh­ rungform der erfindungsgemäße Anzeigevor­ richtung, und

Fig. 2 einen Querschnitt einer zweiten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Anzeige­ vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist die Anzeigevorrichtung allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Diese Anzeigevorrich­ tung 1 ist als Kombinationsinstrument für ein Kraft­ fahrzeug gebildet und weist ein Gehäuse auf, das bei­ spielsweise allgemein zylindrisch gebildet ist, d. h. einen zylindrischen Grundkörper 2 umfaßt, der an einem Ende durch einen Boden 3 abgeschlossen ist, der in etwa radial verläuft, und am anderen Ende durch eine schräg verlaufende Deckscheibe 4 mit vorbestimm­ ten Transmissionsvermögen, wie nachfolgend erläutert. In dem Gehäuse sind unterschiedliche Anzeigeelemente, Meßwerke und Leuchtmittel auf einer starren Leiter­ platte 5 aufgebaut, die parallel zum Boden 3 des Ge­ häuses unter Abstand von diesem angeordnet ist und auf der Rückseite in an sich bekannter Weise elektro­ nische Bauelemente, unter anderem in Gestalt eines integrierten Schaltkreises 6 und eines Widerstands 7 aufweist. Auf der Vorderseite der starren Leiter­ platte 5 ist ein Meßwerk 8 angeordnet und auf die Rückseite der Leiterplatte 5 durchkontaktiert. Als Anzeigeelement des Meßwerks 8 dient ein Zifferblatt 9, das mit Abstand vor der starren Leiterplatte 5 angeordnet ist und von einer Welle 10 mit Spiel durchsetzt ist, die vom Meßwerk 8 angetrieben ist und am vorderen Ende einen Zeiger 11 trägt, der mit der Welle 10 durch eine Nabe 12 verbunden ist.

Im unteren Teil des Zifferblatts 9 ist ein LC-Display 13 angeordnet, das aus einem Doppelglas 14 besteht, auf dessen Rückseite ein Polarisator 15 und auf dessen Vorderseite ein weiterer Polarisator 16 angeordnet ist, um in an sich bekannter Weise die elektronisch angesteuerten Flüssigkristalle sichtbar zu machen.

Zwischen dem Zifferblatt 9 und der starren Leiter­ platte 5 ist als gemeinsame Lichtquelle für Zifferblatt 9 und LC-Display 13 eine Kaltkathoden- Fluoreszenzlampe 17 angeordnet, die ringbogenförmig gebildet ist.

Im oberen Teil des Zifferblatts 9 ist ein Kontroll­ feld 18 ausgespart bzw. vorgesehen, das von einer Leuchtdiode 19 hinterleuchtet wird, die auf der Lei­ terplatte 5 angebracht und seitlich durch eine rohr­ förmige Blende 20 abgeschirmt ist, die sich zwischen der Leiterplatte 5 und dem Kontrollfeld 18 erstreckt.

Zur Beleuchtung des Zeigers 11 ist ebenfalls eine Leuchtdiode vorgesehen, die nicht dargestellt, inner­ halb der Zeigernabe 12 angeordnet und über eine fle­ xible Leiterplatte 21 kontaktiert ist.

Erfindungsgemäß ist auf der Innenseite der Deck­ scheibe 4, mit dieser verbunden ein Polarisationsfil­ ter 22 vorgesehen, der sich vollflächig über die Deckscheibe 4 erstreckt und Licht in einer Richtung polarisiert, die der Polarisationsrichtung des Lichts entspricht, das aus dem LC-Display 13 austritt, wenn dieses durch die Fluoreszenzlampe 17 hinterleuchtet ist.

Licht aus der Fluoreszenzlampe 17 durchstrahlt einer­ seits das Zifferblatt 9 im gesamten Bereich außerhalb des LC-Displays 13. Das Transmissionsvermögen des Zifferblatts 9 für nichtpolarisiertes Licht, wie es durch die Fluoreszenzlampe 17 bereitgestellt wird, beträgt etwa 50%. Das Licht, welches das Zifferblatt 9 durchsetzt hat, durchsetzt anschließend den Polari­ sationsfilter 22, der für nichtpolarisiertes Licht ein Transmissionsvermögen τ von etwa 45% aufweist, und daraufhin die Deckscheibe 4, die ein Transmis­ sionsvermögen τ von etwa 40%, unabhängig von der Polarisation, aufweist. Einem Betrachter vor der Deckscheibe 4 wird damit durch das Zifferblatt 9 hindurch etwa 9% des von der Fluoreszenzlampe 17 gelieferten Lichts bereitgestellt.

Andererseits durchstrahlt das Licht von der Fluores­ zenzlampe 17 das LC-Display 13, das für nicht polarisiertes Licht ein Transmissionsvermögen τ von etwa 20% aufweist. Da das LC-Display 13 verlassende Licht eine Polarisationsrichtung aufweist, die mit derjenigen des Polfilters 22 übereinstimmt, das ein Transmissionsvermögen für polarisiertes Licht von etwa 90% hat, wird für einen Betrachter vor der Deckscheibe 4 etwa 7,2% des Lichts von der Fluoreszenzlampe 17, das das LC-Display 13 durchsetzt hat, bereitgestellt.

Mit anderen Worten ist die wirksame Transmission von Licht durch das Zifferblatt 9 in etwa gleich derjeni­ gen durch das LC-Display 13, weshalb ausgehend von einer gemeinsamen Lichtquelle 17 eine gleichwertige Hinterleuchtung für diese beiden unterschiedlichen Anzeigeelemente bereitgestellt wird. Demgegenüber ist nach dem Stand der Technik bei einem Transmissions­ vermögen der Deckscheibe von etwa 20% für nichtpola­ risiertes Licht für das LC-Display 13 eine etwa doppelt so starke Hinterleuchtung erforderlich, was unter thermischen Aspekten und auch von Seiten der Kosten ungünstig ist, da ein getrenntes Leuchtmittel für das LC-Display 13 erforderlich ist. Alternative wäre (Stand der Technik): Deckscheibe mit τ ca. 20%. Dann müßte das LC-Display 13 mit doppelter Helligkeit hinterbeleuchtet werden.

Eine Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Anzeigevor­ richtung ist in Fig. 2 gezeigt, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind.

Der Unterschied zwischen der in Fig. 2 gezeigten An­ zeigevorrichtung und der in Fig. 1 gezeigten Anzei­ gevorrichtung besteht darin, daß in Fig. 2 der Frontpolarisationsfilter 16 weggelassen wurde; seine Funktion wird vom Polarisator 22 mit übernommen.

Claims (9)

1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem LC-Display (13) und wenigstens einem weiteren Anzeigeelement (9), Leuchtmitteln (17) zur Hinterleuchtung des LC-Displays (13) und des weiteren Anzeigeelements (9), und einer Deckscheibe (4) zur gemeinsamen frontseitigen Abdeckung des LC-Displays (13) und des weiteren Anzeigeelements (9), wobei die Deckscheibe (4) ein Transmissionsvermögen derart aufweist, daß das LC- Display (13) und das weitere Anzeigeelement (9), wenn diese nicht hinterleuchtet sind, durch die Deckscheibe (4) hindurch zumindest im wesentlichen nicht sichtbar sind, wobei aus dem LC-Display (13) polarisiertes Licht austritt, und wobei das LC-Display (13) ein geringeres Transmissionsvermögen hat als das weitere Anzeigeelement (9) dadurch gekennzeichnet, daß für das LC-Display (13) und das weitere Anzeigeelement (9) als Leuchtmittel eine gemeinsame Lichtquelle (17) vorgesehen ist, daß zwischen dem LC-Display (13) und dem weiteren Anzeigeelement (9) und der Deckscheibe (4) ein gemeinsamer Polarisationsfilter (22) vorgesehen ist, dessen Polarisationsrichtung mit derjenigen des aus dem LC- Display (13) austretenden Licht im wesentlichen übereinstimmt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (17) eine Kaltkathoden- Fluoreszenzlampe ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisationsfilter (22) zumindest einen Teil der Deckscheibe (4) bildet.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisationsfilter (22) in Gestalt einer Folie gebildet ist, die auf die Innen­ seite der Deckscheibe (4) angebracht ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisationsfilter (22) im Verbund mit der Deckscheibe (4) gebildet ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe (4) ein Transmissionsvermögen für nicht polarisiertes Licht von etwa 50% hat, daß der Polarisationsfilter (22) ein Transmissionsvermögen für nicht polarisier­ tes Licht von etwa 45% und ein Transmissionvermögen für polarisiertes Licht von etwa 90% hat, daß das LC-Display (13) ein Transmissionvermögen für polari­ siertes Licht von etwa 20% hat, und daß das weitere Anzeigeelement (9) ein Transmissionsvermögen für nicht polarisiertes Licht von etwa 50% hat.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere An­ zeigeelement (9) ein Zifferblatt eines Meßwerks (8) mit Zeiger(n) (11) ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zifferblatt (9) und das LC- Display (13) im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiger (11) des Meßwerks (8) durch wenigstens eine lichtemittierende Diode beleuchtet sind, die in einer Zeigernabe (12) angeordnet sind.