DE2735251B2

DE2735251B2 - Anordnung zur Darstellung von Betriebsdaten in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2735251B2
Application number: DE19772735251
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. 8000 Muenchen Krueger; Alois Dipl.-Phys. Dr. 8022 Gruenwald Schauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1977-08-04
Publication date: 1980-03-20
Also published as: GB2002164A; GB2002164B; DE2735251C3; FR2399335B1; AT363784B; ATA506978A; DE2735251A1; FR2399335A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Darstellungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anlage, bei der Warnsignale auf die Windschutzscheibe projiziert und von dort zum Fahrzeugführer reflektiert werden, wird in der DE-AS 20 64 025 beschrieben.

Aus der zitierten Literaturstelle geht nicht hervor, ob das Display sein eigenes Licht erzeugt (»aktives Display«) oder lediglich das Licht der Umgebung moduliert (»passives Display«). Aktive Anzeigen liefern ohne weiteres sehr lichtstarke Bilder, haben allerdings den Nachteil, daß ihr Darstellungskontrast bei sehr heller Umgebung, etwa bei direktem Sonnenlichteinfall, zu gering wird. Passive Displays mit ihrem umgebungsunabhängigen Bildkontrast können nicht überstrahlt werden, verlangen jedoch leistungsstarke Zusatzbcleuchtungen, denn die Strahlung erleidet auf ihrem Weg zum Betrachter erhebliche Verluste — der Reflexionsfaktor der Windschutzscheibe sollte unter 15% liegen — und muß dennoch auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen einwandfreie optische Signale liefern. Damit geht aber ein wesentlicher Vorteil passiver Anzeigen, nämlich der extrem geringe Leistungsbedarf, verloren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß sie unter den im Fahrzeug normalerweise herrschenden Lichtbedingungen eine Darstellung mit zufriedenstellenden

5 optischen Qualitäten liefert und dabei besonders wenig elektrische Energie verbraucht Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung jiit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Es ist an sich bereits bekannt, ein elektrooptisches

ίο Display mit einem Helligkeitsverstärker in Form eines »Fluoreszenzkörpers« zu kombinieren (vergl. hierzu beispielsweise den in »Elektronik-Zeitung« vom 25.03.77 erschienenen Artikel mit dem Titel »Hell und sparsam«). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bringt ein solches »fluoreszenzaktiviertes« Display jedoch noch weitere, spezifische Vorteile, die nicht ohne weiteres vorherzusehen waren.

Bei der vorgeschlagenen Anordnung kann das eigentliche Display kleinflächig gehalten werden, eine

2" hohe Informationsdichte haben (»Multifunktionsdisplay«) und an geschützten Orten mit seinen Ansteuerbausteinen integriert untergebracht werden. Darüber hinaus hat man die Möglichkeit, einen Teil der Strahlung auf einen zweiten, beispielsweise im Instrumentenbord befindlichen Anze:5eschirm zu führen und dort zur Darstellung zu bringen. Die hierbei erforderliche Optik bedeutet praktisch keinen Mehraufwand, da sich passive Anzeigen ohne weiteres mit handelsüblichen Vorrichtungen projizieren lassen.

jo Sie sammelt einen Großteil des auftreffenden Umgebungslichts durch Absorption und Emission ihrer Fluoreszenzstoffe und durch nachfolgende (Total-)Reflexionen an den Grenzflächen, leitet die eingefangene Strahlung in ihrem Inneren weiter und gibt sich an ihrem

i> Lichtaustrittsfenstern mit erhöhter Intensität wieder ab. Dabei ist der Helligkeitsverstärkungsfaktor in grober Näherung gegeben durch das Verhältnis der lichtsammelnden zur lichtauskoppelnden Plattenfläche. Auf dem Display entsteht ein sehr leuchts:arkes Bild, dessen

w Helligkeit zudem tagsüber proportional zur Außenhelligkeit ist, so daß das Auge auch unter wechselnden Lichtverhältnissen bei einer bestimmten Helligkeitsadaption bleiben kann.

Im Normalfall wird man den Fluoreszenzkörper in

4) Form einer Platte mit verspiegelten Seitenflächen ausbilden und das Display vor einer der beiden großen Plattenflächen setzen. )e nach den Gegebenheiten des Einzelfalles können sich aber auch andere Formgebungen und Zuordnungen zwischen Körper und Display als

τι günstiger erweisen. So entsteht beispielsweise ein besonders hoher Darstellungskontrast, wenn man die Fluoreszcnzplatte als Teil des Armaturenbrettes oder der vor der Windschutzscheibe gelegenen Ablagefläche ausführen kann.

V) Mit einer erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich praktisch alle in einein Kraftfahrzeug anfallenden Betriebsdaten digital oder (quasi-)analog darstellen. In der Praxis wird man mit einem einzigen Display mehrere, wahlweise einblendbare Daten, die in der

M) Regel eine Geschwindigkeitsangabe enthalten, zur Anzeige bringen. Es kann daneben auch sinnvoll sein, mit dem gleichen Display oder weiteren Multifunktionsanzeigen auch völlig anders geartete Informationen zu projizieren, beispielsweise die Uhrzeit, die Unterschrei-

h^r> tung einer bestimmten Außenhelligkeit bzw. -temperatur oder Daten, die man zur Bedienung eines Autoradios, eines Tonbandes oder eines Autotelefons benötigt. Als Darstellungsort kommt zunächst die

Windschutzscheibe in Betracht. Denkbar sind aber auch Einblendungen auf andere Stellen des Sichtbereiches, etwa auf den Rückspiegel oder den (schwenkbaren) Sonnenschutz.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung rind in den beigefügten Ansprüchen charakterisiert

Die Erfindung soll nun anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten Figur näher erläutert werden. Die Figur zeigt in einem teilweise weggebrochenen Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Display im Inneren des Armaturenbrettes.

In der Figur erkennt man eine Windschutzscheibe I, ein Lenkrad 2, ein Armaturenbrett 3 und einen Rückspiegel 4. In das Armaturenbrett ist ein Display 6, im vorliegenden Fall eine Flüssigkristallanzeige nach Art einer sog. »Drehzelle« (DE-OS 2! 58 563), eingelassen. Diesem Display ist eine Fluoresze-zplatte 7 zugeordnet. Die Platte 7 besteht aus einem Material mit einem Brechungsindex größer 1, enthält fluoreszierende Partikel, ist mit Lichtaustrittsfenstern versehen und arbeitet folgendermaßen:

Sie sammelt einen Großteil des auftreffenden Umgebungslichts durch Absorption und Emission ihrer Fluoreszenzstoffe und durch nachfolgende (Total)Reflexionen an den Grenzflächen, leitet die eingefanger.e Strahlung in ihrem Inneren weiter und gibt sie an ihrem Lichtaustrittsfenstern mit erhöhter Intensität wieder ab. Dabei ist der Helligkeitsverstärkungsfaktor in grober Näherung gegeben durch das Verhältnis der lichtsammelnden zur lichtauskoppelnden Plattenfläche. Auf dem Display entsteht ein sehr leuchtstarkes Bild, dessen Helligkeit zudem tagsüber proportional zur Außenhelligkeit ist, so daß das Auge auch unter wechselnden Lichtverhäknissen bei einer bestimmten Helligkeitsadaption bleiben kann. (Nähere Angaben über die Herstellung und Funktionsweise eines solchen fluoreszenzaktivierten Displays sind beispielsweise in der älteren Patentanmeldung P 25 54 226.7 oder in dem erwähnten Zeitungsartikel enthalten.)

Die Fluoreszenzplatte 7 ist im vorliegenden Fall zweifach geknickt, wobei ein Teilbereich mit einer Ablagefläche 8 zwischen Lenkrad und Windschutzscheibe bündig abschließt. Das von der Anzeige 6 erzeugte

κι Bild wird mittels eines im Strahlengang befindlichen Strahlteilers 9 sowohl auf eine Teilfläche 11 der Windschutzscheibe 1 als auch auf eine Schirmfläche 12 im Armaturenbrett 3 geworfen. Damit die projizierten Bilder vom Fahrer wahrgenommen werden können, ist die Scheibenteilfläche limit einer leicht reflektierenden Schicht versehen und hat der Schirm eine lichtstreuende, mattierte Oberfläche. Bei der Teilfläche 11 kommt man bereits mit Reflexionsfaktoren ^;/on etwa 10% aus, so daß die Durchsicht an dieser StcMe ⁿraktisch nicht beeinträchtigt ist. Die Fläche 11 würde optisch noch weniger in Erscheinung treten, wenn man sie mit einem frequenzselektiven, auf das Emissionslicht des Displays abgestimmten Spiegel beschichten würde.

Damit sich das Display auch nachts ermüdungsfrei ablesen läßt, ist die Anordnung mit einer schwachen Zusatzbeleuchtung 13 in Form eines in die Fluoreszenzplatte vergossenen Glühlämpchens bzw. einer lichtemittierenden Diode ausgerüstet. Diese Lichtquelle könnte mit dem Lichtschalter des Fahrzeugs gekoppelt sein.

i«j Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das vorgeschlagene Verfahren auch bei anderen Fahrzeugen, etwa bei Schiffen oder Flugzeugen, Anwendung finden. Dabei bleibt es dem Fachmann überlassen, unter den

r> möglichen Betriebsgrößen, Sichtfeldbereichen und elektrooptischen Displaytypen die jewpüs für den Einzelfall günstigste Kombination zu wählen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Darstellung von Betriebsdaten in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, innerhalb eines Bereiches (»Sichtfeld«), der vom Fahrzeugführer zur Wahrnehmung des Umweltgeschehens laufend überblickt werden muß, mit einem zwischen mindestens zwei verschiedenen optischen Zuständen schaltbaren elektrooptischen Display, das sich außerhalb des Sichtfeldes befindet und dessen Bild durch eine reflektierende, innerhalb des Sichtfeldes befindliche Teilfläche betrachtet wird, gekennzeichnet durch ein passives Display (6), das mit einem als Lichtfalle wirkenden Körper (»Fluoreszenzkörper« 7) kombiniert ist, der aus einem Material mit einem Brechungsindex größer 1 besteht, fluoreszierende Partikel enthält und mit mindestens einem Lichtaustrittsfenster versehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Display im Bereich des Armaturenbrettes, insbesondere innerhalb des Armaturenbrettes, angeordnet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Display ein Flüssigkristalldisplay oder ein elektrochromes Display (ECD), insbesondere ein Festkörper-ECD ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Display erzeugte Bild zusätzlich, und zwar vorzugsweise mittels eines Strahlteilers, auf einer Fläche im Bereich des Armaturevbrette erscheint.

5. Anordnung nach e^:nem der Ansprüche 1 bis 4, bei einem mit einer Windschus. cheibe versehenen Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdaten auf der Windschutzscheibe erscheinen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 5, bei einem mit einem Armaturenbrett und/oder einer Ablagefläche versehenen Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzkörper (7) als eine Platte mit verspiegeiten Seitenflächen ausgeführt ist und einen Teil des Armaturenbrettes (3) und/oder der Ablagefläche (8) bildet.