DE19746764A1 - Anzeigeeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit, insbesondere in einem Fahrzeug, mit einem Display, wobei eine Abbil­ dung auf dem Display wahlweise aus einem ersten Blickwin­ kelbereich oder aus einem zweiten Blickwinkelbereich sichtbar ist.

Solche Anzeigeeinheiten werden beispielsweise für eine Satellitennavigation und zur Darstellung eines Fernseh­ bildes in heutigen Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Das Display hat hierbei einen um eine senkrechte Achse in einer Mittelkonsole des Kraft­ fahrzeuges schwenkbar gelagerten Bildschirm. Hierdurch kann man den Bildschirm wahlweise zu dem Fahrer oder dem Beifahrer hinschwenken, so daß die Abbildung nur aus dem Blickwinkel des Beifahrers oder des Fahrers sichtbar ist. Alternativ dazu kann man das Display in eine Mittelstel­ lung bringen, in der die Abbildung in einem großen Win­ kelbereich von beiden gesehen werden kann. Deshalb kann beispielsweise der Beifahrer während der Fahrt das Dis­ play in seine Richtung schwenken und ein Fernsehprogramm verfolgen, ohne daß der Fahrer vom Verkehrsgeschehen ab­ gelenkt wird. Jedoch können sich auch Fahrer und Beifah­ rer auf demselben Display gemeinsam beispielsweise die Abbildung eines Stadtplans einer Satellitennavigation an­ sehen.

Nachteilig bei der bekannten Anzeigeeinheit ist, daß das Display aufwendig zu lagern ist und Anschlußleitungen für das Display schwierig zu verlegen sind. Weiterhin ge­ staltet sich die Anordnung der Anzeigeeinheit in dem Kraftfahrzeug sehr schwierig, da beispielsweise ein in einer Mittelkonsole montiertes, auf den Beifahrer ge­ schwenktes Display häufig trotzdem aus dem Blickwinkel des Fahrers eingesehen werden kann. Der Fahrer wird des­ halb dennoch vom Verkehrsgeschehen abgelenkt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anzeige­ einheit der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es eine Ablenkung des Fahrers bei einer für den Beifahrer vorgesehenen Abbildung zuverlässig verhindert und daß sie möglichst einfach an einer vorgesehenen Position - z. B. in einer Instrumententafel oder in einer Mittelkon­ sole - im Kraftfahrzeug zu montieren ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein erstes optisches Element zur Abstrahlung von gerich­ tetem Licht von dem Display sowie ein zweites optisches Element zur Auslenkung des von dem ersten optischen Ele­ ment gerichteten Lichts vorgesehen ist und daß die opti­ schen Elemente gegeneinander verschwenkbar oder in ihrer Ebene relativ zueinander verschiebbar sind.

Durch diese Gestaltung kann durch das Verschwenken oder Verschieben der optischen Elemente das von dem Display abgestrahlte Licht in einen vorgesehenen Winkelbereich und/oder in eine vorgesehene Richtung gelenkt werden. Deshalb kann ein Fahrer des Kraftfahrzeuges keine Abbil­ dung auf dem Display erkennen, wenn dieses ausschließlich Licht in Richtung des Beifahrers abstrahlt. Eine Ablen­ kung des Fahrers durch eine für den Beifahrer vorgesehene Abbildung wird deshalb zuverlässig vermieden. Da das Dis­ play keine aufwendige Lagerung benötigt, gestaltet sich seine Montage besonders einfach. Die Anzeigeeinheit läßt sich an nahezu beliebiger Stelle beispielsweise im Arma­ turenbrett des Kraftfahrzeuges befestigen.

Die optischen Elemente könnten beispielsweise Prismen oder konkave Linsen aufweisen. Hierdurch läßt sich das von dem ersten optischen Element ausgehende Licht wahl­ weise in die eine oder die andere Richtung durch die ab­ bildende Wirkung des zweiten optischen Elements auslen­ ken. Das zweite optische Element vermag jedoch gemäß ei­ ner vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das gerich­ tete Licht mit besonders hoher Intensität in einen be­ stimmten Winkelbereich abzulenken, wenn das zweite opti­ sche Element ein Zylinderlinsenraster aufweist. Weiterhin weisen die optischen Elemente hierdurch im Vergleich zu einer Anordnung mit Prismen oder konkaven Linsen eine be­ sonders geringe Bautiefe auf.

Die optischen Elemente könnten beispielsweise vor dem Display angeordnet sein. Hierdurch wird die Abbildung auf dem Display jedoch von den optischen Elementen beein­ trächtigt. Eine Beeinträchtigung der Abbildung durch die optischen Elemente läßt sich gemäß einer anderen vor­ teilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Display durchleuchtbar ist und wenn die beiden optischen Elemente auf einer einem Betrachter abgewandten Seite des Displays angeordnet sind.

Wird zur Durchleuchtung eine separate Lichtquelle, wie z. B. eine Glühlampe, eine LED oder eine Leuchtstoffröhre verwendet, so ist es für eine beeinträchtigungsfreie Ab­ bildung von besonderem Vorteil, wenn die beiden optischen Elemente zwischen einer Lichtquelle und dem Display ange­ ordnet sind.

Vorzugsweise weist jedoch das erste optische Element eine Lichtquelle, die z. B. eine Elektrolumineszenzfolie oder eine gegebenenfalls mit einem Lichtleiter kombinierte LED sein kann, auf. Damit wird die Anzeigeeinheit besonders kompakt und beansprucht wenig Einbauraum.

Die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit gestaltet sich beson­ ders kostengünstig, wenn das erste optische Element streifenförmige, parallel zu dem Zylinderlinsenraster an­ geordnete lichtabstrahlende Bereiche aufweist.

Das zweite optische Element lenkt das Licht gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in ei­ nem besonders kleinen Winkelbereich aus, wenn die Breite eines lichtabstrahlenden Bereichs und der Abstand zweier lichtabstrahlender Bereiche zueinander zusammen in etwa die Breite einer Zylinderlinse des Zylinderlinsenrasters aufweisen.

Das erste optische Element könnte beispielsweise vor ei­ nem Lichtkasten angeordnet sein. Die erfindungsgemäße An­ zeigeeinheit hat jedoch eine besonders geringe Bautiefe und eine hohe Stabilität, wenn das erste optische Element einen plattenförmigen Lichtleiter aufweist.

Das erste optische Element hat gemäß einer anderen vor­ teilhaften Weiterbildung der Erfindung ein besonders ge­ ringes Gewicht, wenn es aus einem Kunststoff besteht.

Die Anzeigeeinheit ist von besonders kompakter Bauform, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung die lichtabstrahlenden Bereiche in einem dem zweiten optischen Element abgewandten Bereich des ersten opti­ schen Elements angeordnet sind.

Eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Displays und eine einfache Herstellbarkeit des ersten optischen Ele­ ments ist zu erreichen, wenn entsprechend einer vorteil­ haften Weiterbildung der Erfindung die lichtabstrahlenden Bereiche des ersten optischen Elements Licht diffus streuen. In sehr einfacher Form sind die lichtabstrahlen­ den Bereiche aufgerauhte Flächen des Lichtleiters, sie können aber z. B. auch von Elektrolumineszenzfolien oder von ggf. einen Lichtleiter aufweisenden LED gebildet sein.

Zur Verbesserung der Abgrenzung des ersten und des zwei­ ten Blickwinkelbereichs weist das erste optische Element in einem Bereich seiner den lichtabstrahlenden Bereichen abgewandten Seite vorteilhaft in etwa zwischen den lichtabstrahlenden Bereichen angeordnete Blenden auf.

Verluste innerhalb des Lichtleiters werden gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beson­ ders gering gehalten, wenn die Blenden an der dem Inneren des ersten optischen Elements zugewandten Seite verspie­ gelt sind.

Das Display läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch mit einer kleinen Licht­ quelle gleichmäßig durchleuchten, wenn die Lichtquelle zur Einkopplung des Lichts in einen seitlichen Bereich des Lichtleiters vorgesehen ist.

Ein besonders kleiner Winkelbereich des von den optischen Elementen gerichteten Lichts läßt sich gemäß einer ande­ ren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vergrößern, wenn zwischen dem zweiten optischen Element und dem Display eine Streuscheibe angeordnet ist. Durch diese Gestaltung ist bei der auf den Beifahrer gerichte­ ten Durchleuchtung des Displays die Abbildung auch für unterschiedlich große Beifahrer und aus unterschiedlichen Sitzpositionen sichtbar. Weiterhin wird durch diese Ge­ staltung das von dem Zylinderlinsenraster abgelenkte Licht so weit vergleichmäßigt, daß die einzelnen Zylin­ derlinsen nicht zu erkennen sind.

Man könnte daran denken, das erste optische Element mit dem Lichtleiter gegenüber dem zweiten optischen Element verschiebbar anzuordnen. Die erfindungsgemäße Anzeigeein­ heit gestaltet sich jedoch konstruktiv besonders einfach, wenn das zweite optische Element verschiebbar angeordnet ist.

Eine Vorrichtung zur Verschiebung des zweiten optischen Elements gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders ein­ fach, wenn das zweite optische Element in eine Grundstel­ lung vorgespannt ist.

Eine Aufheizung der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit läßt sich besonders gering halten, wenn die Lichtquelle eine Leuchtstoffröhre ist.

Eine besonders gute Ausleuchtung des Displays bei gleich­ zeitiger Vermeidung einer unzulässigen Erwärmung der An­ zeigeeinheit läßt sich vorteilhaft erreichen, wenn die Lichtquelle eine LED oder eine Elektrolumineszenzfolie ist.

Durch die Verschiebung des Zylinderlinsenrasters läßt sich der Abstrahlwinkel des Displays wahlweise vergrößern oder verkleinern. Hierdurch erscheint das Display für ei­ nen Betrachter entsprechend dem Abstrahlwinkel unter­ schiedlich hell. Eine Veränderung der Helligkeit des Dis­ plays läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Wei­ terbildung der Erfindung einfach dadurch vermeiden, daß bei einer Veränderung des Abstrahlwinkels des Displays die Helligkeit der Lichtquelle entsprechend veränderbar ist.

Bei auf das Display auftreffendem Fremdlicht ist die Ab­ bildung auf dem Display möglicherweise auch ohne Durch­ leuchtung sichtbar. Solche Fremdlichteinflüsse lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Display eine dunkel getönte oder reflektierende Oberfläche aufweist. Hier­ durch wird sichergestellt, daß nur dann eine Abbildung kauf dem Display erkannt werden kann, wenn es durchleuch­ tet wird.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Anzeigeeinheit,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch die Anzeigeeinheit aus Fig. 1 in einer er­ sten Schaltstellung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch die Anzeigeeinheit aus Fig. 1 in einer zweiten Schaltstellung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Führung eines zweiten optischen Elements der Anzeigeeinheit aus Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anzeigeeinheit mit einem durchleuchtbaren Display 1 und einer Durch­ leuchtungseinrichtung 2. Die Durchleuchtungseinrichtung 2 hat eine Lichtquelle 3, die beispielsweise als Leucht­ stoffröhre ausgebildet sein kann und Licht in einen plat­ tenförmigen Lichtleiter 4 einkoppelt. Der Lichtleiter 4 ist für ein möglichst geringes Gewicht der Anzeigeeinheit aus Kunststoff gefertigt.

Der Lichtleiter 4 ist Bestandteil eines ersten optischen Elements 5 und weist mehrere streifenförmige lichtab­ strahlende Bereiche 12, 13 auf. Vor dem Lichtleiter 4 hat die Anzeigeeinheit ein zweites optisches Element 8 mit einem eine Vielzahl von Zylinderlinsen 9, 10 aufweisenden Zylinderlinsenraster 11. Die lichtabstrahlenden Bereiche 12, 13 des ersten optischen Elements 5 sind auf der dem Zylinderlinsenraster 11 abgewandten Seite des Lichtlei­ ters 4 angeordnet und verlaufen parallel zu den einzelnen Zylinderlinsen 9, 10. Die Bereiche 12, 13 sind diffus streuend. Auf der dem Zylinderlinsenraster 11 zugewandten Seite des Lichtleiters 4 des ersten optischen Elements 5 sind streifenförmige, parallele Blenden 6, 7 vorhanden. Die Blenden 6, 7 und die lichtabstrahlenden Bereiche 12, 13 verlaufen parallel, wobei die Blenden 6, 7 jeweils ei­ nem Zwischenraum zwischen benachbarten lichtabstrahlenden Bereichen 12, 13 gegenüberliegend angeordnet sind.

Das Zylinderlinsenraster 11 läßt sich gegenüber dem er­ sten optischen Element 5 quer zu der längsten Erstreckung der Zylinderlinsen 9, 10 verschieben. Weiterhin hat die Durchleuchtungseinrichtung 2 zwischen dem Display 1 und dem zweiten optischen Element 8 eine schwach streuende Scheibe 14. Die Zylinderlinsen 9, 10 haben jeweils die Breite eines der diffus streuenden Bereiche 12, 13 und eines Zwischenraums zwischen zwei diffus streuenden Be­ reichen 12, 13. Die Blenden 6, 7 sind an der dem Innern des Lichtleiters 4 des ersten optischen Elements 5 zuge­ wandten Seite verspiegelt, um die Lichtausbeute zu erhö­ hen.

Das erste optische Element 5 strahlt das sich in dem Lichtleiter 4 ausbreitende Licht mittels der streuenden Streifen 12, 13 in das Zylinderlinsenraster 11. Durch die abbildende Wirkung der Zylinderlinsen wird das von den Streifen 12, 13 ausgehende Licht in einem bestimmten Raumbereich abgebildet. Zur Verdeutlichung der Zeichnung sind die Lichtstrahlen mit Pfeilen gekennzeichnet. In dem Zylinderlinsenraster 11 werden die Lichtstrahlen in eine vorgesehene Richtung ausgelenkt und treffen auf die Streuscheibe 14. Anschließend wird das Display 1 in der vorgesehenen Richtung durchleuchtet. Die Streuscheibe 14 dient dazu, die Durchleuchtung des Displays 1 so weit zu vergleichmäßigen, daß für einen Betrachter die Zylinder­ linsen 9, 10 nicht zu erkennen sind. Weiterhin soll durch die Streuscheibe 14 der Winkelbereich der Durchleuchtung leicht vergrößert werden.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung des Zy­ linderlinsenrasters 11 aus Fig. 1 sind die Zylinderlin­ sen 9, 10 jeweils unmittelbar vor den Blenden 6, 7 und damit gegenüber den Zwischenräumen zwischen den lichtab­ strahlenden Bereichen 12, 13 angeordnet. Aus dem Licht­ leiter 4 austretendes Licht trifft auf das Zylinderlin­ senraster 11 im Bereich zwischen zwei Zylinderlinsen 9, 10. Hierdurch wird das Licht nach links und nach rechts ausgelenkt. Das in Fig. 1 dargestellte Display 1 wird hierdurch in zwei Richtungen durchleuchtet. Eine Abbil­ dung auf dem Display 1 ist daher aus zwei verschiedenen Blickwinkelbereichen sichtbar. Wenn man die erfin­ dungsgemäße Anzeigeeinheit in einem Kraftfahrzeug mon­ tiert, werden daher der Fahrer und der Beifahrer die Ab­ bildung auf dem Display erkennen können.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltstellung ist das Zylinderlinsenraster 11 im Vergleich zu der Schaltstel­ lung aus Fig. 2 nach links verschoben. Aus dem Lichtlei­ ter 4 austretendes Licht trifft jeweils nur auf den lin­ ken Bereich der Zylinderlinsen 9, 10 des Zylinderlinsen­ rasters 11 und wird hierdurch ausschließlich nach rechts ausgelenkt. Bei der im Kraftfahrzeug montierten Anzeige­ einheit ist die Abbildung auf dem Display 1 ausschließ­ lich aus dem Blickwinkelbereich zu erkennen, in den das Licht abgelenkt wird. Wenn sich in der Richtung, in der das Licht ausgelenkt wird, der Beifahrer befindet, kann dieser beispielsweise einen Videofilm anschauen, ohne daß der Fahrer vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird. Selbstverständlich kann man das Zylinderlinsenraster 11 von der in Fig. 2 dargestellten Position aus auch nach rechts verschieben. Hierbei wird das Licht von dem Zylin­ derlinsenraster 11 ausschließlich nach links ausgelenkt werden.

Die Fig. 4 zeigt eine Ansicht von oben auf das Zylinder­ linsenraster 11 aus Fig. 1. Das Zylinderlinsenraster 11 ist in einer Führung 15 verschiebbar angeordnet und von Federelementen 16, 17 gegen einen Anschlag 18 vorge­ spannt. Dies kennzeichnet die in Fig. 3 dargestellte Schaltstellung des Zylinderlinsenrasters 11. Das Zylin­ derlinsenraster 11 läßt sich durch eine Drehung eines Exzenters 19 gegen die Kraft der Federelemente 16, 17 von dem Anschlag 18 weg in die in Fig. 2 dargestellte Schaltstellung bewegen.

Anstelle des Zylinderlinsenrasters 11 könnte - bei fest­ stehendem Raster 11 - auch das erste optische Element 5 mit dem Lichtleiter 4 und gegebenenfalls der Lichtquelle 3 verschoben werden. Wird die Lichtquelle 3 nicht mitver­ schoben, so kann - durch unterschiedlichen Abstand der Lichtquelle von dem Lichtleiter - auf einfache Weise eine unterschiedliche Durchleuchtungsintensität des Displays 1 je nach eingestelltem Blickwinkelbereich erreicht werden.

Claims (21)

1. Anzeigeeinheit, insbesondere in einem Fahrzeug, mit einem Display, wobei eine Abbildung auf dem Display wahl­ weise aus einem ersten Blickwinkelbereich oder aus einem zweiten Blickwinkelbereich sichtbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein erstes optisches Element (5) zur Abstrahlung von gerichtetem Licht von dem Display (1) so­ wie ein zweites optisches Element (8) zur Auslenkung des von dem ersten optischen Element (5) gerichteten Lichts vorgesehen ist und daß die optischen Elemente (5, 8) ge­ geneinander verschwenkbar oder in ihrer Ebene relativ zu­ einander verschiebbar sind.

2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das zweite optische Element (8) ein Zylinder­ linsenraster (11) aufweist.

3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Display (1) durchleuchtbar ist und daß die beiden optischen Elemente (5, 8) auf einer einem Betrachter abgewandten Seite des Displays (1) angeordnet sind.

4. Anzeigeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden optischen Elemente (5, 8) zwi­ schen einer Lichtquelle (3) und dem Display (1) angeord­ net sind.

5. Anzeigeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste optische Element (5) eine Licht­ quelle aufweist.

6. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Ele­ ment (5) streifenförmige, parallel zu dem Zylin­ derlinsenraster (11) angeordnete lichtabstrahlende Berei­ che (12, 13) aufweist.

7. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines licht­ abstrahlenden Bereichs (12, 13) und der Abstand zweier lichtabstrahlender Bereiche (12, 13) zueinander zusammen in etwa die Breite einer Zylinderlinse (9, 10) des Zylin­ derlinsenrasters (11) aufweisen.

8. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Ele­ ment (5) einen plattenförmigen Lichtleiter (4) aufweist.

9. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Ele­ ment (5) aus einem Kunststoff besteht.

10. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die lichtabstrahlenden Berei­ che (12, 13) in einem dem zweiten optischen Element (8) abgewandten Bereich des ersten optischen Elementes (5) angeordnet sind.

11. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die lichtabstrahlenden Berei­ che (12, 13) des ersten optischen Elementes (5) Licht diffus streuen.

12. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das erste optische Element (5) in einem Bereich seiner den lichtabstrahlenden Bereichen (12, 13) abgewandten Seite in etwa zwischen den lichtab­ strahlenden Bereichen (12, 13) angeordnete Blenden (6, 7) aufweist.

13. Anzeigeeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Blenden (6, 7) an der dem Inneren des er­ sten optischen Elementes (5) zugewandten Seite verspie­ gelt sind.

14. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) zur Ein­ kopplung des Lichts in einen seitlichen Bereich des Lichtleiters (4) vorgesehen ist.

15. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten optischen Element (8) und dem Display (1) eine Streu­ scheibe (14) angeordnet ist.

16. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Element (8) verschiebbar angeordnet ist.

17. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Element (8) in eine Grundstellung vorgespannt ist.

18. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) eine Leuchtstoffröhre ist.

19. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine LED oder eine Elektrolumineszenzfolie ist.

20. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer Veränderung des Ab­ strahlwinkels des Displays (1) die Helligkeit der Licht­ quelle (3) entsprechend veränderbar ist.

21. Anzeigeeinheit nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (1) eine dunkel getönte oder reflektierende Oberfläche aufweist.