DE3029122C2

DE3029122C2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3029122C2
Application number: DE3029122A
Authority: DE
Inventors: Masao Yokohama Kanagawa Ishikawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1984-05-30
Also published as: FR2463470B1; DE3029122A1; GB2056740B; GB2056740A; FR2463470A1; US4367923A; JPS5622468A

Description

— eine Einrichtung (Rj, Ri, 52 und 53) zum Erfassen der Helligkeit des einfallenden Umgebungslichts,

— eine Vergleichsschaltung (54) zum Vergleich der Helligkeit des einfallenden Umgebungslichts mit einem vobestimmten Wert und

— Schalteinrichtungen (55, 56,57) aufweist, die in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung (54) die Beleuchtungsstellung des lichtführenden Körpers (7) und die Lichtquelle (9) steuern.

7. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (R\. Ri, 52 und 53 ) in Nähe der Linse (12) vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft eine f-'lüssigkristiillanzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei einer derartigen, aus der deutschen Offenlcgungsschrift 25 12 548 bekannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung besteht in der Lichteinleitvorrichtung der lichtführende Körper aus einem lichtdurchlässigen Block aus Glas oder Kunststoff; mit einem mehrere Flächen aufweisenden Brechungssystem. Dieses Brechungssystem besitzt eine Eintrittsfläche, eine reflektierende gekrümmte Fläche, deren Konkavität dem Innern des Brechungssystems zugewandt ist eine reflektierende Zwischenfläche und eine Austrittsfläche, die der Rückfläche ίο der Flüssigkristallanzeige gegenüberliegt. Die der reflektierenden Zwischenfläche gegenüberliegende gekrümmte Fläche hat lichtsammelnde Wirkung. Die Ausbildung des lichtführenden Körpers ist bei der bekannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung relativ aufwendig. Ferner kann bei der bekannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung ohne äußeres Licht die Flüssigkristallanzeige unter Zuhilfenahme einer internen Lichtquelle sichtbar gemacht werden, jedoch sind keine Mittel vorhanden, um die interne Lichtquelle dann auszuschalten, wenn äußeres licht eingeleitet wird. Hieraus resultiert ein unnötiger Energieverbrauch und die Entstehung von Wärme, die sich auf die Flüssigkristallanzeige auswirken kann.

Demgegenüber ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine einfachere Ausbildung des lichtführenden Körpers ermöglicht wird und eine an die Betriebsweise der Anzeigevorrichtung gekoppelte Betätigung der Lichtquelle sichergestellt ist. Diese Aufgabs wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen der Erfindung.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 25 12 548 ist zwar eine als Lichtsammeieinrichtung ausgebildete Linse, zusammen mit einem reflektierenden Spiegel für die Ausnutzung des Umgebungslichtes, bekannt, jedoch läßt sich bei fehlendem Umgebungslicht die Flüssigkristallanzeige nicht sichtbar machen, da eine Lichtquelle bei dieser bekannten Ausführungsform fehlt.

Durch die Möglichkeit der einfacheren Ausbildung des lichtführenden Körpers wird eine kostengünstige Fertigung erzielt. Ferner ergibt sich aus der an die Betriebsweise der Anzeigevorrichtung gekoppelten Betätigung der Lichtquelle der Vorteil einer verlängerten Betriebsbereitschaft sowie eine auf das Notwendige beschränkte Wärmeentwicklung durch die Lichtquelle.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Flüssigkristallanzeige im Quer · schnitt;

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei heller Umgebung, beispielsweise tagsüber, im Querschnitt; Fig.3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dunkler Umgebung beispielsweise nachts, im Querschnitt;

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Verdeutlichung der Lichteinleitvorrichtung in perspektivischer Ansicht;

bo F i g. 5 ein Schaltdiagramm für den Antrieb der Lichtcinlcitvorrichtung gemäß F i g. 4;

Fig.6 ein Schaltdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels für den Antrieb der Lichtcinleitvorrichlung.des ähnlich der Fig. 4 ist und

b^r> Fig. 7 ein Schaltdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem im Gegensatz zur Betiiiigung eines Lichtschalters gemäß F i g. 5 und 6 ein Signal zum Antrieb der Lichtcinleitvorrichtung durch

Messung der Helligkeit des Außenlichts gewonnen wird.

Eine Flüssigkristallanzeige 2 bei der in F i g. I dargestellten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus zwei transparenten Glasplatten 21 und 22, einem Flüssigkristall 23, der zwischen den Glasplatten 21 und 22 liegt und mit einer Dichtung 24 abgedichtet ist, entsprechenden transparenten Elektrodenpaaren 25 und 26, die parallel zueinander zwischen den Glasplatten 21 und z2 vorgesehen sind, zwei Polarisationsfiltern 27 und 28, die an den Außenflächen der Glasplatten 21 bzw. 22 angebracht sind sowie einer durchscheinenden Streuscheibe 29, die an der Außenfläche des Polarisationsfilters 28 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, ist in diesem Fall eine Lichtquelle 3 in einem vorbestimmten Abstand zur linken Seite der Flüssigkristallanzeige 2 angeordnet. Die Streuscheibe 29 ist aus diesem Grunde an der linken Seite der Flüssigkristallanzeige 2 vorgesehen.

Das Licht der Lichtquelle 3 wird durch die Streuscheibe 29 gleichmäßig gestreut, durch das Polarisationsfilter 28 polarisiert und gelangt durch die Glasplatte 22 und die transparente Elektrode 26 in den Flüssigkristall 23. Geht das Licht durch die Elektrode 26 hindurch, so wird die an den Elektrodenpaaren 23 und 26 anliegende Spannung derart gesteuert, daß die Flüssigkristallanzeige 2 ein gewünschtes Muster entsprechend der Form der transparenten Elektrodenpaare 25 und 26 anzeigt

Die F i g. 2—4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das bei einem Kraftfahrzeug Verwendung findet In den F i g. 2 und 3 sind eine Schutzscheibe 4, die vor der Anzeigevorrichtung angeordnet ist und aus einem transparenten, mit einer Antireflexionsbeschichtung versehenen Glas besteht, sowie eine Flüssigkristallanzeige 5 dargestellt Der Aufbau der Flüssigkristallanzeige 5 entspricht dabei dem der F i g. 1. Eine Streuscheibe 6 dient zur Streuung des auf der Rückseite der Flüssigkristallanzeige S einfallenden Lichts, um somit den gesamten Anzeigebereich zu beleuchten. Die Streuscheibe 6 besteht beispielsweise aus einem milchig durchscheinenden Dünnfilmharz. Ein aus transparentem Acrylharz hergestellter lichtführender Körepr, der beim Ausführungsbeispiel plattenförmig ausgebildet ist, an einer Rückseite mit einer Aluminiumbeschichtung als reflektierende Beschichtung 7a versehen. Der lichtführende Körper 7 kann zwe* Stellungen einnehmen, und zwar eine Stellung, bei der dieser gegen einen Anschlag 10a anliegt, wie in F i g. 2 dargestellt, zur Tagzeit und eine Stellung, bei der dieser nach oben angehoben ist und die Streuscheibe 6 berührt, wie ^ies in F i g. 3 dargestellt ist bei Nachtzeit Unterhalb des lichtführenden Körpers 7 ist eine Lichtquelle 9 an einem Instrumentenbrett 10 befestigt. An einen Anschluß 11 für die Flüssigkristallanzeige 5, wird ein Signal einer Antriebsschaltung (nicht gezeigt) angelegt. Eine aus transparentem Harz oder Glas bestehende Linse 12 als Sammeleinrichtung nimmt das Außenlicht L\ von einer Windschutzscheibe 13 des Kraftfahrzeugs auf. Mit 14 ist ein Instrumententräger bezeichnet, in dem eine Entfrosteröffnung eingeformt ist. Die zur Windschutzscheibe 13 hingerichtete Außenfläche der Linse 12 ist mit einer Antireflexionsbesehiehtung 12a versehen, um störende und den Fahrer ablenkende Reflexionen an der Windschutzscheibe 13 auszuschließen.

Fig.4 zeigt in perspektivischer Ansicht die bei der Flüssigkrisiallanzeigevorrichtung verwendete Lichteinleitvorrichtung, die un'fr anderem den lichtführenden KörDer 7 aufweist. Dieser auf seiner Rückseite mit der reflektierenden Heschiclmmg 7.7 versehene !(einführende Körper 7 wird in einem Lager 8a und einer Welle eines Motors 8 gestützt. Der lichtführende Körper 7 kann mittels des Motors um die Achse X-Xgeschwenkt werden.

Anstelle des Motors 8 können andere Antriebsvorrichtungen vorgesehen werden, z. B. ein Hubmagnet, ein Unterdruckantrieb oder ein Bimetallstreifen oder eine Kombination davon.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich trifft bei heller Umgebung das Umgebungslicht L\ durch die Windschutzscheibe 13 des Kraftfahrzeugs auf die Linse 12 auf, von der es dann auf den lichtführenden Körper 7 übertragen wird. Durch die reflektierende Beschichtung wird das Licht Li dann auf die Streuscheibe 6 reflektiert Vorzugsweise stellt die Linse 12 eine konvexe Linse dar, damit das einfallende Licht gleichmäßig über den lichtführenden Körper 7 verteilt wird. Das durch die Streuscheibe 6 hindurchgehende Licht L\ wird gestreut und dient zur gleichmäßigen Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige 5. In der Flüssigkristallanzeige 5 wird ό-.ηη entsprechend der Form der transparenten Elektroaen und der darin anliegenden Spannungen ein Muster angezeigt Da sich die Helligkeit des Anzeigmusters automatisch mit der Helligkeit des Umgebungslichts ändert, erscheint dem Auge die Anzeigenvorrichtung stets in gleichbleibender Wahrnehmbarkeit Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung braucht nur wenig Leistung, da die Lichtquelle 9 bei heller Umgebung, z. B.tagsüber, nicht eingeschaltet

F i g. 3 zeigt die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der Stellung bei dunkler Umgebung, beispielsweise nachts. Bei dieser Stellung berührt der lichtführende Körper 7 die Streuscheibe 6. Wird die Lichtquelle 9 eingeschaltet, so trifft das Licht L₂ der Lichtquelle 9 auf die untere Seitenfläche des lichtführenden Körpers 7. Das an der reflektierenden Beschichtung 7a reflektierte Licht L₂ wird zur Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige 5 durch die Streuscheibe 6 gleichmäßig gestreut.

F i g. 5 zeigt eine für den lichtführenden Körper 7 geeignete Antriebsvorrichtung mit Steuerschaltung. In dieser wird ein mit einer Batterie 30 in Reihe geschalteter und zum Betätigen von Fahrzeugscheinwerfern vorgesehener Schalter 33 geschlossen, um die Lichtquelle 9 zur Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige einzuschalten und dem Motor 8 zur Bewegung des lichtführenden Körpers 7 in die Stellung für Nachtzeit Energie zuzuführen. Ein Umformer 32 ändert die der Ein- und Ausschaltstellung des Schalters 31 zugehörigen Spannungen in einen zum Transistorbetrieb geeigneten Pegel. Ein Zeitschalter 33 erzeugt in einem Zeitintervall, das etwas länger ist als zum Antrieb des lichtführenden Körpers 7 nötig ist, ein Signal. Weiterhin sind zwei Diocen D\ und D₂ und ein Inverter /Λ/Vvorgesehen, um auf

die Änderung der Ausgangsspannung des Umformers 32 hin, d. h. auf eine Änderung der Schahsteilung des Schalters 31 den Vorgang zu starten. Ein von dem Zeitschalter 33 geliefertes Ausgangssignal steuert einen Transistor 34 au. Dadurch wird eine Relaisspule 35 erregt, wodurch ein Relaisschalter 36 geschlossen wird. Die Basis des Transistors 34 ist mit der Ausgangsklenv me des Zeitschalters 33 verbunden und sein Emitter geerdet. Um ein Schalterprellen des Relaisschalters 36 zu verhindern, ist eine Diode 37 vorgesehen. Weiterhin ist eine Relaisspule 38 vorgesehen, die mit einem Ende mit der Batterie 30 und mit dem anderen Ende mit dem Kollektor eines Transistors 39 verbunden ist. Wird die RelaissDule 38 erregt, so werden die Schalter 40 und 41

betätigt. Die Basis des Transistors 39 ist mit der Ausgangsklemme 32 verbunden. Der Schalter 40 weist zwei Schaltkontakte ρ und q und der Schalter 41 zwei Schaltkontakte r und s auf. Die Schaltkontakte ρ und r sind geerdet und die Schaltkontakte q und s sind beide mit dem Kontakt d des Relaisschalters 36 verbunden. Der andere Kontakt cdes Relaisschalters 36 ist mit der positiven Elektrode der Batterie 30 verbunden. Der Motor 8 treibt den lichtführenden Körper 7 an. Eine leitende Kontaktscheibe 42, die einen Vorsprung 42a am Scheibenumfang aufweist, ist geerdet. Befindet sich der lichtführende Körper 7 in der Stellung für die Tagzeit, so berührt ein Kontakt 43 den Vorsprung 42a. Befindet sich hingegen der lichtführende Körper 7 in der Stellung für die Nachtzeit, so berührt ein Kontakt 44 den Vorsprung 42a. Der Kontakt 43 ist mit einem Ende der Ankerwicklung des Motors 8 und mit dem Schalter 40 verbunden. Der Kentakt 44 ist mit dsm anderen Ende des Motors 8 und dem Schalter 41 verbunden. Zwischen dem Kontakt c und dem positiven Pol der Batterie 30 ist ein Widerstand R zur Einstellung der Motorspannung geschaltet.

Im folgenden wird die Betätigung des lichtführenden Körpers 7 mit Bezug auf F i g. 5 beschrieben. Der lichtführende Körper 7 befindet sich in der Stellung für Tagzeit, wie in Fig.2 gezeigt. Wird es nun dunkel, so schließt der Fahrzeuglenker den Schalter 31, um die Kraftfahrzeugscheinwerfer einzuschalten, wobei gleichzeitig die Lichtquelle 9 zur Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige eingeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Ausgangsspannung des Umformers 32 den Transistor 39 durch, so daß die Reiaisspule 38 erregt wird. Demzufolge wird der Schalter 40 von dem Schaltkontakt q zum Schaltkontakt ρ und der Schalter 41 vom Schaltkontakt r zum Schaltkontakt s geschaltet. Das Spannungssignal wird weiterhin in den Zeitschalter 33 eingegeben, so daß der Transistor 34 durchschaltet und die Relaisspule 35 erregt wird. Demzufolge wird der Relaisschalter 36 geschlossen. Dadurch wird die Batterieleistung dem Motor 8 zugeführt und dieser dreht sich, wie durch den Pfeil gekennzeichnet, in Uhrzeigerrichtung, wodurch die Kontaktscheibe 42 und der lichtführende Körper 7, wie durch die Pfeile dargestellt, im Uhrzeigersinn gedreht werden. Demzufolge erreicht der lichtführende Körper 7 eine Stellung nahe der Streuscheibe 6, d. h. die Stellung für Nachtzeit (Fig.3). Bei dieser Stellung kommt der Vorsprung 42a mit dem Kontakt 44 in Berührung, so daß der Motor 8 keine Leistung mehr von der Batterie 30 erhält und somit anhält. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall wird die Ausgangsspannung des Zeitschalters 33 zu Null, wodurch die Relaisspule 36 energielos gemacht wird und die Leistungszufuhr zum Motor 8 unterbrochen wird. Auf diese Weise ist der lichtführende Körper 7 von der Stellung für Tagzeit zu der Stellung für Nachtzeit umgelegt worden. Wird es hell, so öffnet der Fahrer den Schalter 31. um die Fahrzeugscheinwerfer auszuschalten. Dabei wird gleichzeitig die Beleuchtungsquelle de^r Flüssigkristallanzeige ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der Motor 8, wie durch den gestrichelten Pfeil dargestellt, im Gegenuhrzeigersinn und der lichtführende Körper 7 wird von der Stellung für Nachtzeit in die Stellung für Tagzeit umgelegt.

F i g. 6 zeigt eine weitere Antriebsvorrichtung für den lichtführenden Körper 7. Wird der Schalter 31 geschlossen, um die Lichtquelle 9 einzuschalten und die Flüssigkristallanzeige zu beleuchten, so wird gleichzeitig der Transistor 45 über den Umformer 32 durchgeschaltet.

Zu diesem Zeitpunkt wird ein Elektromagnet 46 erregt, wodurch ein beweglicher, zwischen den beiden Magnetpolen angeordneter Stab 47 gegen die Gegenkraft einer Feder 48, wie durch den Pfeil angedeutet, nach rechts angezogen wird. Demzufolge wird der lichtführende Körper 7 über Lagerzapfen 50 um eine X-X Achse gedreht, um die Stellung für Nachtzeit einzunehmen. Eine Diode 51 ist parallel zum Elektromagneten 46 vorgesehen, um die stoßartige elektromotorische Gegenkraft

ίο des Elektromagneten 46 zu dämpfen. Wird der Schalter 31 geöffnet, so wird der Elektromagnet 46 energielos gemacht. Der lichtführende Körper 7 kehrt dann wieder zur Stellung für Tagzeit zurück, da die Feder 48 den beweglichen Stab 47 in Richtung des gestrichelten Pfeils

is stößt.

F i g. 7 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung eines Antriebssignals für den lichtführenden Körper 7,

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forderlich ist. Hierbei wird das Antriebssignal durch Messung der Helligkeit des Umgebungslichts gewonnen.

Dazu ist ein Kadmiumsulfid-Photosensor 52 in Reihe mit einem Widerstand R\ und ein variabler Widerstand 53 in Reihe mit einem Widerstand R₂ geschaltet. Eine Vergleichsschaltung 54 vergleicht die Ausgangsspannung des Photosensors 52 mit der durch die Widerstände R. und 53 geteilten Spannung. Eine Relaisspule 56 ist mit dem Kollektor eines Transistors 55 verbunden. Ein Relaiskontakt 57 wird mittels einer Relaisspule 56 geöffnet oder geschlossen. Ist die einfallende Lichtmenge gering und nimmt das Umgebuagslicht Li ab, so ändert sich der Widerstand des Photosensors 52, wodurch die am Photosensor 52 anliegende Spannung niedriger als die durch die Widerstände R₂ und 53 geteilte Spannung wird. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung 54 einen hohen Pegel an und schaltet den Transistor 55 durch.

Demzufolge wird die Relaisspule 56 erregt und der Schalter 57 geschlossen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Flüssigkristallanzeige, einer ein- und ausschaltbaren Lichtquelle, einer Lichtsammeieinrichtung zum Sammeln des einfallenden Umgebungslichts für die Flüssigkristallanzeige und einer Lichteinleitvorrichtung mit einem lichtführenden Körper, der sowohl das Umgebungslicht als auch das Licht von der Lichtquelle in die Flüssigkristallanzeige einleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallanzeigevorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, die Lichtsammeieinrichtung als Linse (12) ausgebildet ist und der lichtführende Körper (7) zur wahlweisen Einleitung des Umgebungslichts oder des Lichts von der Lichtquelle (9) in die Flüssigkristallanzeige (5) bewegbar ausgebildet ist und daß die Lichtquelle (9) ausgeschaltet ist, wens der lichtführende Körper (7) in die Stellung zur Einleitung von Umgebungslicht in die Flüssigkristallanzeige (5) bewegt ist

2. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtführende Körper (7) als eine auf der Rückseite mit einer reflektierenden Beschichtung (7a) versehene durchsichtige Platte ausgebildet ist

3. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung für den lichtführenden Körper (7) vorgesehen ist, die einen Motor, einen Unterdruckantrieb oder ,einen E-'.netallstreifen oder auch eine Kombination dieser Teile aufweist.

4. Flüssigkristallanzeige; -.rrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (12) eine konvexe Linse darstellt.

5. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung und die Lichtquelle (9) mit einem Schalter (31) zum Ein- bzw. Ausschalten der Kraftfahrzeugscheinwerfer betätigbar sind.

6. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung