DE2929817A1

DE2929817A1 - Messgeraet

Info

Publication number: DE2929817A1
Application number: DE19792929817
Authority: DE
Inventors: Masahiro Adachi; Hiroshi Tsuda
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-07-29
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1980-02-07
Also published as: FR2431936B1; US4311365A; GB2027890B; FR2431936A1; GB2027890A; JPS5519668A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät bzw. einen Zähler bzw. ein Anzeigegerät, das am Armaturenbrett eines Fahrzeugs angebracht ist, sowie ein mit einem solchen Gerät versehenes Fahrzeug.

Zur Anzeige der Informationen, die für den Betrieb und die Steuerung eines Fahrzeugs benötigt werden, muß am Armaturenbrett des Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mindestens ein Meßgerät mit der zugehörigen Anzeigeeinrichtung vorgesehen werden. Damit der Fahrer und/oder die Insassen des Fahrzeuges dieses Meßgerät und insbesondere seine Anzeigeeinrichtung auch im Dunkeln oder bei schlechter Beleuchtung, wie sie beispielsweise in Tunneln vorliegt, abzulesen, werden insbesondere die Anzeigeeinrichtungen im allgemeinen durch Glühlampen oder ähnliche Lichtquellen erläutert, so daß die angezeigte Information auch bei schlechten Lichtverhältnissen gut sichtbar ist. Diese zusätzliche, "künstliche" Beleuchtung der Anzeigeeinrichtung führt jedoch zu folgendem Problem: Das von dem Meßgerät in den Fahrgastraum des Fahrzeugs emittierte Licht kann an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs und/oder anderen Oberflächen so reflektiert werden, daß die Sicht und hier wiederum insbesondere die Sicht des Fahrers ungünstig beeinflußt wird. Dies sollte jedoch auf jeden Fall vermieden werden, da bei einer Beeinträchtigung der Sicht des Fahrers die einwandfreie Beherrschung des Fahrzeugs nicht mehr gewährleistet ist.

Eine herkömmliche Ausführungsform eines Meßgerätes, wie sie zur Zeit im grQßen Umfang eingesetzt wird, ist in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt. Dieses Meßgerät ist so in das Armaturenbrett eingesetzt, daß es etwas hinter die vordere oder Front-Fläche des Armaturenbrettes zurückgezogen ist. Außerdem ist das Armaturenbrett mit einer Mar—

90888S/0822

kise oder einem "Vordach" versehen, damit das von dem Meßgerät emittierte Licht nicht an der Windschutzscheibe oder den Seitenfenstern reflektiert werden kann.

Bei dieser Ausführungsform tritt jedoch das folgende Problem auf: Wegen des begrenzten zur Verfügung stehenden Raumes ist es äußerst schwierig, das bzw. die Meßgeräte(e) so an dem Instrumentenbrett anzuordnen, daß es leicht abgelesen werden kann, ohne daß gleichzeitig die Lichtstrahlen durch dieses Vordach blockiert werden? dies gilt insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, daß im allgemeinen auch ein ästhetisch ansprechendes Design des Instrumentenbrettes angestrebt wird. Deshalb muß der Fahrer des Fahrzeugs sich bei Verwendung eines solchen Vordaches im allgemeinen etwas bücken und unter diesem Vordach hindurchsehen, wenn er bestimmte Bereiche der Anzeige klar und eindeutig ablesen will. Eine detaillierte Beschreibung der Konstruktion dieser herkömmlichen Ausführungsform wird später noch gegeben.

Um die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung vorzuschlagen, bei der ein Meßgerät ohne eine solche Haube an einem relativ hohen Bereich des Instrumentenbrettes so angeordnet werden kann, daß sich die Anzeige ' leicht ablesen läßt und einen hellen, ästhetisch ansprechenden Anblick bietet, schafft die vorliegende Erfindung ein Meßgerät, dessen Fenster aus oder mit einem lichtpolarisierenden Blatt bzw. Glas gebildet ist, durch welches das gesamte, in das Innere des Fahrzeugs einfallende Licht passieren muß.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Meßgerät für ein Fahrzeug zu schaffen, bei dem nur Licht mit einer vertikalen Wellenkomponente von dem Meßgerät in den Fahrgastraum des Fahrzeugs emittiert werden kann.

Weiterhin soll ein Fahrzeug mit einem Meßgerät vorgeschlagen

U O

werden, das so in Bezug auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist, daß das von ihm emittierte, polarisierte Licht, das Reflexionen an der Windschutzscheibe das Fahrzeugs unterworfen wird, auf die Windschutzscheibe auftriift, wodurch es nur zu einer minimalen Reflexion zurück in den Fahrgastraum des Fahrzeugs kommt.

Im einzelnen ist dabei der Einfallswinkel des polarisierenden Lichtes auf die Windschutzscheibe so ausgelegt, daß eine möglichst geringe, insbesondere minimale Lichtmenge an der Windschutzscheibe zurück in den Fahrgastraum reflektiert wird, und zwar insbesondere in Richtung der Augen des Fahrers.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß nun auch die relativ hohen Bereiche des Instrumentenbrettes in einem ansprechenden und ästhetischen Design ausgelegt werden können; außerdem erzeugt dieses Meßgerät keine die Sicht ungünstig beeinflussenden Reflexionen an irgendeiner Oberfläche des Fahrgastraums des Fahrzeuges.

Die Erfindung schafft also ein Meßgerät, das in Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Das Meßgerät weist ein polarisierendes Fenster auf, das nur Licht mit einer vertikalen Komponente durchläßt; dieses polarisierende Fenster ist nach einer bevorzugten Ausführungsform so ausgerichtet, daß der Einfallswinkel i des polarisierten Lichtes, beispielsweise auf die Windschutzscheibe, optimal für eine Dämpfung der entsprechenden Reflexionen ist. Die äußere Oberfläche des Fenster ist nach einer bevorzugten Ausführungsform mit einer nicht-reflektierenden oder "Anti-blend-Schicht" versehen, so daß L cht von einer Quelle, die sich außerhalb des Meßgerätes befindet, nicht an dem Fenster reflektiert wird. Diese Anordnung gewährleistet, daß die die Sicht beeinflussenden Reflexionen an der Windschutzscheibe und ähnlichen Flächen, die dadurch verursacht werden, daß

POPRRR /Oft??

2829817

sich das Meßgerät an einer bevorzugten Lage an dem Instrumentenbrett befindet, nicht auf Lichtquellen in dem Meßgerät oder äußere Lichtquellen zurückzuführen sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Ausführungsform, die bereits oben kurz erläutert wurde,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Ansicht, die in schematischer Form die Polarisation des von einer Lichtquelle emittierten Lichtes beim Passieren eines transparenten, blattförmigen Materials, insbesondere einer Glasscheibe, mit Licht polarisierenden Eigenschaften zeigt,

Fig. 4.ein Diagramm zur Erläuterung der Ausrichtung des Meßgerätes nach der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs und das von dem Meßgerät darauf fallende Licht, und

Fig. 5 den Strahlengang, wobei im Detail der einfallende Stiahl, der gebrochene oder durchgelassene Strahl und der reflektierte Strahl des Lichtes von dem Meßgerät nach der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, das auf die Windschutzscheibe nach Fig. 4 fällt.

Bevor im einzelnen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wird, soll die herkömmliche, in Fig. 1 dargestellte Ausführungsforra kurz besprochen werden,

um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.

In Fig. 1 sind im einzelnen folgende Bauteile zu erkennen: Ein Instrumenten- bzw. Armaturenbrett 1, beispielsweise eines Fahrzeugs, ein Meßgerät 2, durch das Informationen so angezeigt werden, daß der Fahrer sie wahrnehmen und verstehen kann, eine Nadel oder ein Anzeigeelement 3 des Meßgerätes, ein Motor 4 oder eine ähnliche Anordnung, durch den mindestens ein Eingangssignal (hierbei kann es sich um mechanische oder elektrische Signale handeln) so umgewandelt oder abgetastet bzw. gemessen werden, daß die Nadel oder das Anzeigeelement 3 in die entsprechende Anzeigestellung bewegt wird. Auf einer Anzeigeskala 5 ist eine entsprechende Eichung für die anzuzeigende Größe vorgesehen; die oben erwähnten Elementejwerden von einem Gehäuse 6 eingeschlossen. In dem Gehäuse 6 sind an den entsprechenden .Stellen auf der Rückseite der Anzeigeskala 5 Lichtquellen vorgesehen, wie beispielsweise die Glühlampen 9. Diese Glühlampten bestrahlen die Anzei— geskala so, daß das Meßgerät auch bei schlechten Lichtbedingungen gut abgelesen werden kann. Ein transparentes Fenster 8 ist so angeordnet, daß es das Gehäuse 6 verschließt. Das transparente Fenster 8 kann entweder so nahe wie möglich bei dem Gehäuse 6 oder in der Nähe des Gehäuses vorgesehen und an dem Instrumentenbrett befestigt werden.

Dieses, bereits oben kurz erwähnte Meßgerät 2 wird auf die gezeigte Weise angeordnet, also in einer Aussparung oder von der Fläche oder Vorderfläche 1B des Instrumentehbrettes 1 nach hinten versetzt. Am oberen Randbereich des Instrumentenbrettes 1 steht ein Vordach oder eine Haube 1A über die Fläche 1B hinaus in den Fahrgastraum des Fahrzeugs (kein Bezugszeichen) vor, so daß diese Haube die Lichtstrahlen abfängt, die von dem Meßgerät 2 zu der Windschutzscheibe 10 des Fahrzeugs verlaufen.

Die Verwendung dieser Haube 1A bedingt wiederum, daß das Meßgerät in einer relativ niedrigen Lage an dem Instrumentenbrett angeordnet werden muß; jeder Versuch, das Meßgerät an einer höheren Stelle vorzusehen, führt entweder dazu, daß die Sicht auf das Meßgerät teilweise durch die Haube verdeckt wird, oder daß die Haube in eine Lage angehoben wird, in der sie direkt die Sicht des Fahrers und/oder der Fahrzeuginsasses behindert. Außerdem muß aus Gründen der Sicherheit die Haube 1 gepolstert sein, so daß sie nur eine geringe Steifigkeit haben und keine scharfen Kanten aufweisen darf. Es ist deshalb extrem schwierig, die Abmessungen der Haube 1A zu verringern.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Meßgerät nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Soweit möglich wurden für die Teile, die bereits in Fig. 1 gezeigt sind, auch in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet, so daß diese Teile hier nicht nochmals getrennt: aufgeführt werden sollen. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 7 eine alternative Anzeigeeinheit, bei der es sich beispielsweise um eine digitale Flüssigkristall-Anzeigeeinheit oder ein ähnliches Element handeln kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein transparentes Fenster aus einem Material 11 mit lichtpolarisierenden Eigenschaften so angeordnet, daß es die Vorderseite des Gehäuses 6 verschließt. Dabei kann es sich um eines der vielen, im Handel erhältlichen Produkte mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften handeln. Das polarisierende Fenster 11 ist so ausgerichtet, daß nur Licht mit einer vertikalen (in Bezug auf den Fahrzeugkörper) Wellenkomponente oder einem vertikalen elektrischen Vektor dieses Fenster passieren kann.

Es ist sehr zweckmäßig, wenn eine "Anti-Blend-" oder nicht reflektierende Schicht oder ein blattförmiges Ma-

terial mit diesen Eigenschaften auf der äußeren Oberfläche des Fensters oder des polarisierenden Glases 11 vorgesehen wird. Der Grund hierfür wird aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.

Figur 3 stellt schematisch die Polarisation des von der Lichtquelle 9 emittierten Lichtes bei seinem Verlauf durch das Polarisationsfenster (wie es im folgenden bezeichnet werden soll) dar. Wie man der Darstellung entnehmen kann, hat dieses Licht nur eine Wellenkomponente nach dem Durchgang durch das Fenster.

Aus Fig. 4 der Zeichnungen ergibt sich folgendes: Wenn nicht polarisiertes Licht oder polarisiertes Licht mit einer zu der Oberfläche der Windschutzscheibe parallelen Wellenkomponente eine Wellenkomponente enthält, die vertikal in Bezug auf die Einfallsebene S ist, dann werden die einfallenden Lichtstrahlen L- stark in Form der reflektierten Lichtstrahl L₂ reflektiert. Wenn jedoch das einfallende Licht eine Wellenkomponente hat, die parallel zu der Einfallsebene S ist, dann fällt das Licht in der Weise auf die Oberfläche der Windschutzscheibe 10, daß die reflektierten Strahlen L, stark gedämpft werden. Damit hat da's Licht, welches die Augen des Fahrers oder der Passagiere erreichen kann, eine merklich reduzierte Intensität.

Obwohl die Reflexion bei jedem gegebenen Einfallswinkel gedämpft wird, ist durch Beobachtungen und Untersuchungen festgestellt worden, daß in Abhängigkeit von dem Reflexionsindex der Windschutzscheibe die maximale Reflexions-Dämpfung im Bereich von 54 bis 56° erreicht wird; außerhalb dieses Bereiches nimmt die Reflexion im allgemeinen zu.

Zum besseren Verständnis dieses Dämpfungseffektes wird auf

Ö0988S/0822

Fig. 5 verwiesen, in welcher der Strahlengang gezeigt ist. Dabei trifft der Einfalls-Strahl L₁₁ auf die Oberfläche der Windschutzscheibe 10 auf und wird dabei in einen reflektierten Strahl L₁2 und einen gebrochenen Strahl L-₃ geteilt.

Wenn der einfallende Strahl eine Wellenkomponente hat, die vertikal in Bezug auf die Einfallsebene S verläuft, wird das Licht im wesentlichen reflektiert. Die Intensität des reflektierten Strahls hängt selbstverständlich von dem Einfallswinkel i ab.

Wenn jedoch der auf die Windschutzscheibe fallende Lichtstrahl eine Wellenfunktion hat, die parallel in Bezug auf die Einfallsebene S verläuft, so wird in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel nur sehr wenig Licht reflektiert, wie sich aus den folgenden Gleichungen ergibt.

Nimmt man an, daß der elektrische Vektor des einfallenden Lichtes E und der elektrische Vektor des reflektierten Lichtes E^f ist, so gilt folgende Beziehung, wie sich aus der Theorie der Lichtwellen nachweisen läßt:

EL - tan (i-r) ' _f1|

E " tan (i+r) *"

Die Bedingung für mininale Reflexion oder die Reflexion 0 ist dann erfüllt, wenn E = O ist. Wenn (i + r) » 90* ist, so gilt die Beziehung tan (.7 +r )-*-«<>so daß die Bedingung für minimale Reflexion erfüllt wird. Es läßt sich dann zeigen, daß gilt

tan i = η (wobei η der Brechungsindex ist) .

Da. der Brechungsindex von Glas üblicherweise zwischen 1,4 und 1,6 liegt, läßt sich zeigen, daß folgende Bedingung gilti

i = 54 bis 5fr ^a

909886/0822

Wenn also der Einfallswinkel des Lichtes mit der Oberfläche der Windschutzscheibe zwischen 54 und 56° liegt, so läßt sich die maximale Dämpfung des reflektierten Strahls erreichen.

Als Folge hiervon kann also das Meßgerät nach der vorliegenden Erfindung in der Weise an oder in dem Instrumentenbrett angeordnet werden, daß es mit seiner Fläche ausgerichtet ist, ohne daß eine Haube oder ein Vordach .1A vorgesehen werden muß oder daß die Sicht beeinträchtigende Abbildungen entstehen, die im Blickfeld des Fahrers und/oder der Passagiere direkt auf der Windschutzscheibe erscheinen. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, kann das Meßgerät nach der vorliegenden Erfindung in einer relativ hohen Lage angebracht werden, wo es sich leicht ablesen läßt. Außerdem stehen dadurch größere Freiheiten in Bezug auf die Befestigung anderer Element an dem Armaturenbrett zur Verfügung.

Durch die oben gezeigte Anordnung werden die Reflexionen vermieden, die auf die Emission des Lichtes von dem Meßgerät bei Nacht zurückzuführen sind; das in Fig. 2 gezeigte Meßgerät befindet sich jedoch in einer sehr guten Stellung, um das Licht von einer Lichtquelle außerhalb des Meßgerätes 2 zu reflektieren. So kann beispielsweise Tageslicht in den Fahrgastraum des Fahrzeugs eindringen und an dem Fenster des Meßgerätes reflektiert werden. Aus diesem Grunde ist es sehr zweckmäßig, wie bereits oben erwähnt wurde, eine Antiblendschicht oder eine nicht reflektierende Schicht an der äußeren Oberfläche des Fensters vorzusehen. Dies stellt einen wesentlichen Punkt dar, da das Licht, : welches sonst an dem Fenster des Meßgerätes reflektiert werden würde, eine Wellenkomponente hätte, die senkrecht zu der Einfallsebene ist, da reflektiertes Licht im allgemeinen stark polarisiert ist.

Als Anzeigeeinrichtung des Meßgerätes kann beispielsweise eine Flüssigkristall-Anzeige oder eine ähnliche Anzeige verwendet werden. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfin-

809886/0822

dung ist für die Verwendung eines solchen Anzeigeelementes sehr geeignet, da beispielsweise die Dicke von Fltissigkristallen in der Größenordnung von 0,5 cm oder weniger liegt. Außerdem wird dadurch das Problem der Lichtreflexion gelöst, das insbesondere bei Flüssigkristallen immer wieder zu Schwierigkeiten führte. Gleichzeitig steht auch wesentlich mehr Raum für die Unterbringung der Steuerung des Meßgerätes oder ähnlicher Einrichtungen zur Verfügung.

Es läßt sich also erkennen, daß für jeden gegebenen Winkel der Windschutzscheibe das Meßgerät in einem Winkel angeordnet werden kann, der sowohl für die Sicht des Fahrers als auch für die minimale Lichtreflexion optimal Ist.

Selbstverständlich 1st die vorliegende Erfindung nicht auf Meßgeräte beschränkt, sondern kann auch bei anderen Anordnungen eingesetzt werden, wie beispielsweise Punktstrahler, die zur Beleuchtung des Fahrgastraums eingesetzt werden; auch solche Lichtquellen können zu sehr unerwünschten, die Sicht beeinträchtigenden Abbildungen auf der Windschutzscheibe oder anderen Fenstern des Fahrzeugs führen.

909886/0822

-/73 -

Leerseite

Claims

PATENTANWALT Kl A. GRÜNECKER H. KINKELDEY Z 9 £ O Q 1 / w STOCKMAlR IHlMiM ICALTEO* K. SCHUMANN CRRERNAT θη,-ftnS. P. H. JAKOB DIPL-WG β. BEZOLD ΟΛ HB» NM - 0IPL-CWM 8 MÜNCHEN MAXIMlLlANSTFtASSS '3 23. Juli 1979 P 13 894 Nissan Motor Company, Limited No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan Meßgerät Patentansprüche

1. Meßgerät, gekennzeichnet durch ein eine Lichtquelle (9) enthaltendes Gehäuse (6) , und durch ein lichtpolarisierendes Fenster (11) an der Vorderseite des Gehäuses (6).

2. Fahrzeug mit einer Windschutzscheibe und mit einem Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (2) in Bezug auf die Windschutzscheibe (10) so ausgerichtet ist, daß die maximale Dämpfung des von dem Meßgerät (2)emittierten und an der Windschutzscheibe (1OJ reflektierten polarisierten Lichtes erreicht wird«

TiLEFON (OBB) 332805 TELEX OB-2B38O TELCaRAMME MONAOAT MLt> O-'-'l *;»lt: Ί

ORIGINAL INSPECTED

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche (12) des Fensters (11) nicht reflektierend

4. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Einfallswinkel (i) des polarisierten Lichtes auf die Windschutzscheibe (10) durch die Gleichung

tan i = η

gegeben ist, wobei η der Brechungsindex der Windschutzscheibe ist.

5. Fahrzeug, gekennzeichnet durch einen Fahrgastraum, durch eine in dem Fahrgastraum angeordnete Lichtquelle (9) und durch eine Einrichtung (11) zur Polarisierung des von der Lichtquelle (9) emittierten Lichtes, um die Dämpfung der Sicht zu maximieren, welche die Reflexionen in dem Fahrgastraum negativ beeinflußt.