DE69200493T2 - Anzeigevorrichtung für Kraftfahrzeuge. - Google Patents

Anzeigevorrichtung für Kraftfahrzeuge.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Anzeigevorrichtungen, die den Lenkern von Kraftfahrzeugen zur Verfügung gestellt sind.
  • Es wurden bereits zahlreiche Anzeigevorrichtungen vorgeschlagen, die auf dem Instrumentenbrett von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, um dem Fahrer verschiedene fahrzeugbezogene Anzeigen zu liefern, wie beispielsweise die Geschwindigkeit desselben, den Kraftstoffstand im Tank, die Motortemperatur usw..
  • Die bekannten Anzeigevorrichtungen sind jedoch nicht immer zufriedenstellend.
  • Insbesondere ist bei Tag, im Falle großer Umgebungshelligkeit, ihre Beobachtung oftmals schwierig.
  • Es wurden bereits wiederholt Systeme vorgeschlagen, welche ein optisches Teil aufweisen, das geeignet ist, Umgebungslicht wiederzugewinnen und die Anzeigevorrichtung zu beleuchten, so daß die Beleuchtung desselben automatisch urngebungshelligkeitsabhangig ist. Es wurde auch vorgeschlagen, das optische Teil einer Beleuchtungslampe zuzuordnen, um das System bei Nacht zu beleuchten.
  • In US-A-4 310 871, veröffentlicht in 1982, wurden bereits Systeme einer Art vorgeschlagen, wie sie in den beigefügten Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In den Fig. 1 und 2 ist die Windschutzscheibe des Fahrzeugs mit 10, die Oberseite des lnstrumentenbretts mit 11, das optische Teil mit 12 und die Anzeigevorrichtung mit 13 bezeichnet. Bei genauer Betrachtung der beigefügten Fig. 1 und 2 sieht man, daß der Aufbau der in US-A-4 310 871 vorgeschlagenen optischen Teile sehr komplex ist. Ferner laßt die Wirksamkeit des in dieser Druckschrift beschriebenen Systems zu wunschen übrig.
  • In DE-A-3 120 601, veroffentlicht in 1981, wurde vorgeschlagen, direkt im Inneren des Fahrzeugs, vor der Windschutzscheibe, eine herkommliche Flüssigkristallanzeige, wie perspektivisch in der beigefügten Fig. 3 und in vertikalem Langsschnitt in der beigefügten Fig. 4 dargestellt, anzuordnen. Man erkennt in dieser Fig. 4 eine Flüssigkristallanzeige 20 mit zwei parallelen vertikalen Glasplatten 21, 22, die das Flüssigkristallmaterial 23 enthalten. Man sieht die Beleuchtungslampe 24, die unter der Anzeige 20 zur Beleuchtung derselben vorgesehen ist. Gemäß DE-A-3 120 601 wird auch vorgeschlagen, ein halbreflektierendes Filter 25 vor der Anzeige 20 vorzusehen, um den Kontrast zu erhohen.
  • US-A-4 621 306, ver6ffentlicht in 1986, beschreibt eine Vorrichtung, die der in DE-A-3 120 601 vorgeschlagenen und vorstehend im Hinblick auf die beigefiigten Fig. 3 und 4 beschriebenen im wesentlichen gleich ist.
  • In US-A-4 367 923 wurde ein System vorgeschlagen, wie es in der beigefiigten Fig. 5 dargestellt ist. Dieses System ist im Instrumentenbrett 30 angeordnet. In Fig. 5 ist die Windschutzscheibe mit 31 bezeichnet. Dieses in Fig. 5 dargestellte System weist eine Flüssigkristallanzeige 32 auf, die auf der Vorderseite durch eine Platte 33 geschützt ist und einer hinteren Streuplatte 34 zugeordnet ist. Die zur Wiedergewinnung des Umgebungslichts geeigneten Mittel umfassen eine horizontale Linse 35 und ein reflektierendes Teil 36 an einer Flache 37. Dieses Teil 36 ist um eine horizontale Achse 37 zwischen einer von der Streuplatte 34 entfernten Stellung, wie in der beigefügten Fig. 5 dargestellt, in der das Teil 36 das Umgebungslicht erhält, das die Linse 35 durchsetzt hat, und einer zur Streuplatte 34 benachbarten Stellung, in der das Teil 36 zur Anzeige 32 das Licht umlenkt, das von einer unter dem System angeordneten Lampe 38 herkommt, schwenkbar. Man versteht, daß das Teil 36 in der ersten Stellung bei Tag und in der zweiten Stellung bei Nacht angeordnet wird. Die Schwenkung des Teils 36 wird durch eine Motoreinrichtung 39 gesteuert. Das in Fig. 5 dargestellte System ist nicht zufriedenstellend. Es ist komplex, wenig zuverlassig und wenig wirksam, sobald sich Staub oder Kondensation auf der Linse 35 niederschlägt.
  • In US-A-4 723 840, veroffentlicht in 1988, wurde auch ein System einer Art vorgeschlagen, wie sie in der beigefügten Fig. 6 dargestellt ist. Dieses System weist eine in Transmission arbeitende Flüssigkristallscheibe 40 auf. Die Scheibe 40 ist vor einem Blatt 41 aus transparentem Material angeordnet, welches parallele opake Klappen aufweist, die für ein Durchlassen des Umgebungslichts konzipiert sind. Mittel 42 kanalisieren das Licht einer Lichtquelle 43 in eine zur Scheibe 40 parallele Richtung zum Blatt 41, so daß dieses das empfangene Licht zur Scheibe 40 reflektiert. Dieses System ist auch sehr komplex und abhängig vom Zustand der Oberfläche des Blatts 41.
  • Nach Wissen der Anmelderin gelangten die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen wegen ihrer Komplexität, ihrer Kosten, ihrer ungewissen Zuverlässigkeit nicht zu einer gewerblichen Nutzung.
  • Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfache, robuste, zuverlässige und preiswerte neue Vorrichtung vorzuschlagen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
  • Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung erreicht durch eine Vorrichtung einer Art mit einem Bildbildner des Transmissionstyps und einem optischen Teil, welches zur Wiedergewinnung des Umgebungslichts und zur Beleuchtung des Bildbildners geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teil durch ein Teil mit Prismeneffekt gebildet ist, welches einen im wesentlichen dreieckigen vertikalen Querschnitt aufweist, wobei der Bildbildner gegen eine Vorderfläche des optischen Teils angeordnet ist und die Rückfläche des optischen Teils gegen die Innenfläche des unteren Teils der Windschutzscheibe aufruht, während eine gesteuerte Lichtquelle unter der Unterseite des optischen Teils angeordnet ist.
  • Das System der vorliegenden Erfindung ist einfach. Das optische Teil kann durch Kunststoffguß einfach hergestellt werden.
  • Es ist auch sehr zuverlässig aufgrund der Tatsache, daß es keine beweglichen Elemente enthält.
  • Schließlich ist, da die Rückseite des optischen Teils gegen die Windschutzscheibe und die Vorderseite des optischen Teils durch den Bildbildner geschützt ist, keine Ablagerung von Staub, Schmutz oder Kondensation auf dem optischen Teil zu befürchten.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Winkel, der zwischen der gegen die Windschutzscheibe angeordneten Fläche des optischen Teils und der Fläche des optischen Teils, welche den Bildbildner aufnimmt, ausgebildet ist, kleiner als der Winkel, der zwischen der Innenfläche der Windschutzscheibe und der vom Auge des Fahrers in Richtung des Scheitels des optischen Teils errichteten Beobachtungsrichtung ausgebildet ist.
  • Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ergeben, auf welchen
  • die Fig. 1 bis 6, die vorstehend beschrieben wurden, den Stand der Technik darstellen, wahrend
  • Fig. 7 als nicht-einschränkendes Beispiel im Vertikalschnitt die Anordnung und den Aufbau einer Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung darstellt, und
  • Fig. 8 eine Detailansicht im Vertikalschnitt einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, welche insbesondere die Anwendung einer Dichtung veranschaulicht.
  • In der beigefügten Fig. 7 unterscheidet man schematisch dargestellt unter dem Bezugszeichen 100 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, unter dem Bezugszeichen 110 das Lenkrad des Fahrzeugs, unter dem Bezugszeichen 120 das innere Instrumentbrett und unter dem Bezugszeichen 130 die Motorhaube des gleichen Fahrzeugs.
  • In Fig. 7 wurde ferner schematisch unter dem Bezugszeichen O das Auge des Fahrers dargestellt.
  • Die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung trägt in der beigefügten Fig. 7 das allgemeine Bezugszeichen 200. Diese Anzeigevorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung weist im wesentlichen ein optisches Teil 210 und einen Bilderzeuger bzw. -bildner 220 auf.
  • Vorzugsweise weist die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine Beleuchtungsvorrichtung 230 auf.
  • Das optische Teil 210 ist vorzugsweise ein Kunststoffguß, der optisch durchsichtig oder durchscheinend ist.
  • Das optische Teil 210 weist einen dreieckigen vertikalen Querschnitt auf, der durch drei plane Flächen 212, 214 und 216 begrenzt ist. Die Fläche 212 des optischen Teils 210 ist gegen die Innenseite 102 der Windschutzscheibe 100 angeordnet. Die Fläche 214 des optischen Teils 210, die zum Inneren des Fahrzeugs gerichtet ist, trägt den Bildbildner 220. Schließlich ruht die dritte Fläche 216 des optischen Teils 210, die die Basis des optischen Teils 210 bildet, auf der Oberseite 122 des Instrumentenbretts 120 auf.
  • Als nicht einschränkendes Beispiel kann der Winkel B, der zwischen den Flächen 212 und 214 des optischen Teils ausgebildet ist, von der Größenordnung 25º sein, während der zwischen den Flächen 214 und 216 ausgebildete Winkel von der Grdßenordnung 165º und der zwischen den Flächen 212 und 216 ausgebildete Winkel von der Großenordnung 40º ist.
  • Das optische Teil 210 ist also an der Innenfläche 102 der Windschutzscheibe 100, am Fuß derselben, d.h. direkt über dem Instrumentenbrett 120, angeordnet.
  • Wenn das optische Teil 210 aus transparentem und nicht aus durchscheinendem Material ausgebildet ist, ist dieses Teil 210 vorteilhafterweise mit einer streuenden Fläche versehen. Die streuende Fläche des Teils 210 kann durch die an die Windschutzscheibe 100 angrenzende Fläche 212 gebildet sein. In einer Abwandlung kann man ein streuendes Zwischenelement in der Masse des Teils 210 vorsehen, wobei letzteres auf das Streuelement aufgegossen ist.
  • Das Streuelement des Teils 210 bzw. der durchscheinende Aspekt desselben sind insbesondere dazu bestimmt, die Ausbildung eines dunklen Flecks auf dem Bildbildner 220 zu vermeiden, wenn die Scheibenwischer des Fahrzeugs vor dem Teil 210 angeordnet sind.
  • Die streuende Fläche kann durch eine mattierte Fläche oder durch eine mit H6hlungen, Buckeln oder Unregelmäßigkeiten versehene Fläche gebildet sein.
  • Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete und an der Fläche 214 des optischen Teils 210 angeordnete Bildbildner 220 ist ein Bildbildner des Transmissionstyps. Hierzu kann die vorliegende Erfindung jede Art von Transmissionsbildbildnern verwenden, die dem Fachmann bekannt ist.
  • Es handelt sich vorzugsweise um einen Flüssigkristall-Bildbildner. Sehr bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Bildbildner 220 ein Bildbildner des Typs LCID (Large Color Integrated Display). Solche LCID-Bildbildner sind dem Fachmann wohlbekannt. Sie werden insbesondere von der Firma RAFI GmbH vertrieben.
  • Die dem Fachmann bekannten LCID-Anzeigen werden im folgenden nicht im einzelnen beschrieben. Es wird einfach daran erinnert, daß sie sich im wesentlichen durch die Verwendung äußerer Membranen aus Polyester anstelle von herk6mmlichen Glasplatten einerseits und durch den Einbau von Flüssigkristallkugeln in einen Polymerfilm andererseits auszeichnen.
  • Gegebenenfalls kann der Bildbildner 220 ferner Melder und Zeigersysteme aufweisen.
  • Das optische Teil 210 arbeitet in der Art eines Prismas, um das die Windschutzscheibe durchsetzende Umgebungslicht auf den Bildbildner 220 zu richten. Auf diese Weise wird der Bildbildner 220 am Tag durch das Tageslicht beleuchtet. Auf diese Weise wird die Beleuchtung des Bildbildners 220 automatisch an die Umgebungshelligkeit angepaßt, und sichtbar mit einem im wesentlichen konstanten Kontrast, unabhängig von der Helligkeit.
  • Das optische Teil 210 kann natürlich Gegenstand zahlreicher Ausführungsvarianten hinsichtlich seiner Geometrie, insbesondere in Abhängigkeit von der Neigung der Windschutzscheibe 100 gegenüber der Vertikalen sein.
  • Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die zum Inneren des Fahrzeugs hin gerichtete Fläche des optischen Teils 210, die den Bildbildner 220 aufnimmt, gegenüber der Vertikalen unter einem Winkel der Größenordnung von 300 geneigt. Diese Fläche 214 ist zur Vorderseite des Fahrzeugs in Richtung des Bodens gerichtet.
  • Gemaß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung sind Beleuchtungsmittel 230 unter dem Prismeneffektteil 210 vorgesehen. Diese Beleuchtungsmittel 230 können mit jedem dem Fachmann bekannten herkömmlichen Aufbau ausgebildet sein. Es handelt sich um elektrisch gesteuerte Beleuchtungsmittel, wie Fadenlampen, Leuchtdioden oder andere äquivalenten Mittel. Vorzugsweise sind die Beleuchtungsmittel 230 unter dem Instrumentenbrett 120 an der Basisfläche 216 des optischen Teils 210 angeordnet, so daß diese Beleuchtungsmittel 230 für den Lenker des Fahrzeugs nicht direkt sichtbar sind.
  • Es kann sich um Mittel handeln, die Ultraviolettstrahlung abgeben. Diese Maßnahme ist insbesondere interessant, wenn der Bildbildner ultraviolettempfindlich ist.
  • In diesem Fall muß das optische Teil 210 für UV-Strahlung durchlässig sein.
  • Diese Beleuchtungsmittel 130 werden in der Nacht zur Beleuchtung des Bildbildners 220 über das optische Teil 210 eingeschaltet.
  • Gegebenenfalls kann die Vorderfläche 212 des optischen Teils 210 mit einer Behandlung oder einem zusätzlichen Element, das ein optisches Ventil bildet, so konzipiert, daß das von außerhalb kommende, die Windschutzscheibe 100 zum Bildbildner 220 hin durchsetzende Licht durchgelassen, das von den Mitteln 230 herkommende Licht aber in das Innere des optischen Teils 210 in Richtung auf den Bildbildner 220 reflektiert wird, versehen sein. Solche ein Ventil bildende Mittel sind so gebaut, daß vermieden wird, daß diese Mittel 230 und das optische Teil 210 in der Nacht von außerhalb des Fahrzeugs zu sehen sind.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie oben angegeben, ist der zwischen den Flächen 212 und 214 des optischen Teils 210 ausgebildete Winkel B kleiner als der zwischen der Windschutzscheibe 100 und der Beobachtungsrichtung 140, gezogen vom Auge O des Lenkers in Richtung des Scheitels 218 des optischen Teils 210, ausgebildete Winkel A. Dank der vorstehenden Beziehung (B < A) vermeidet man die Ausbildung eines Reflexbildes des Bildbildners an der Innenseite der Windschutzscheibe 100, das für den Lenker sichtbar sein könnte.
  • Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Bildbildner können nicht nur durchlässig, sondern auch reflektierend sein, um das Licht zu gewinnen, das vom Inneren der Kabine kommt. Man nennt sie in diesem Fall transflektive Bildbildner.
  • Gegebenenfalls kann eine Dichtung 240 am Rand der Fläche 212 des optischen Teils 210 vorgesehen sein, um einerseits Lichtverluste an dieser Stelle zu vermeiden und um andererseits die Dichtheit zwischen der Windschutzscheibe und dem optischen Teil sicherzustellen, um das Eindringen von Staub an dieser Stelle zu vermeiden.
  • Diese Dichtung 240 ist vorteilhafterweise in Form einer Gummilippe verwirklicht, die sich gegen die Windschutzscheibe anlegt.
  • Diese Dichtung 240 kann am gesamten Rand der Fläche 212 des optischen Teils 210 vorgesehen sein. Man sieht sie in Fig. 8 im Vertikalschnitt im oberen Teil des optischen Teils dargestellt. Die Dichtung 240 kann so eingerichtet werden, daß jede Diskontinuität oder Ecke zwischen der Windschutzscheibe und dem Bildbildner 220 oder dem optischen Teil 210 unterdrückt ist. Der Winkel der Dichtung 240 in Bezug auf die Windschutzscheibe 100 ist so, daß es keine Reflexe an der Windschutzscheibe 100 gibt. Hierzu ist der zwischen der Fläche 241 der Dichtung 240 und der Windschutzscheibe 100 ausgebildete Winkel kleiner als der Winkel, der zwischen der Windschutzscheibe 100 und der Beobachtungsrichtung 140, gezogen vom Auge O des Lenkers, ausgebildet ist.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die beiden seitlichen Seiten des optischen Teils 210 schwarz und geeignet orientiert, daß Reflexe an der Windschutzscheibe vermieden werden.

Claims (15)

1. Anzeigevorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Bildbildner (220) des Transmissionstyps und einem optischen Teil (210), welches zur Gewinnung von Umgebungslicht und Beleuchtung des Bildbildners (220) geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teil (220) durch ein Teil mit Prismeneffekt gebildet ist, welches einen im wesentlichen dreieckigen vertikalen Querschnitt aufweist, wobei der Bildbildner (220) gegen eine Vorderfläche (214) des optischen Teils (210) angeordnet ist und die Rückfläche (212) des optischen Teils (210) gegen die Innenseite (102) des unteren Abschnitts der Windschutzscheibe (100) auf ruht, wahrend eine gesteuerte Lichtquelle (230) unter der Unterseite (216) des optischen Teils (210) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (B), der zwischen der gegen die Windschutzscheibe (100) angeordneten Fläche (212) des optischen Teils (210) und der Fläche (214) des optischen Teils (210), welche den Bildbildner (220) aufnimmt, ausgebildet ist, kleiner als der Winkel (A) ist, der zwischen der Innenfläche (102) der Windschutzscheibe (100) und der vom Auge (O) des Fahrers in Richtung des Scheitels (218) des optischen Teils (210) errichteten Beobachtungsrichtung (140) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (B), der zwischen der gegen die Windschutzscheibe (100) angeordneten Fläche (212) des optischen Teils (210) und der Fläche (214) des optischen Teils (210), die den Bildbildner (220) aufnimmt, ausgebildet ist, von der Größenordnung 250 ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Fläche (214) des optischen Teils (210), welche den Bildbildner (220) trägt, gegenüber der Vertikalen von der Größenordnung 30º ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildbildner (220) ein Bildbildner vom Flüssigkristalltyp, sehr vorzugsweise ein Bildbildner vom LCID-Typ ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbildnervorrichtung (220) Warnanzeigen und Zeiger aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teil (210) aus durchsichtigem oder durchscheinendem Material hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teil (210) wenigstens eine zerstreuende Fläche (112) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zerstreuende Fläche des optischen Teils (210) mattiert ist oder Höhlungen, Bombierungen oder Irregularitäten aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Masse des optischen Körpers (210) ein zerstreuendes Element vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet', daß die gegen die Windschutzscheibe (100) angeordnete Fläche des optischen Teils (210) ein ein optisches Ventil bildendes Element aufweist, das so ausgelegt ist, daß es die Windschutzscheibe (100) in Richtung des Bildbildners (220) durchsetzendes Außenlicht durchläßt, aber das Licht des optischen Teils (210) zum Äußeren des Fahrzeugs hin verdunkelt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildbildner (220) vom transflektiven Typ ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung am Rand der Rückflache (212) des optischen Teils (210) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Oberfläche (241) der Dichtung (240) in Bezug auf die Windschutzscheibe kleiner als der Winkel (A) ist, der zwischen der Innenfläche (102) der Windschutzscheibe (100) und der vom Auge aus errichteten Beobachtungsrichtung (140) gebildet wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (240) eine Lippendichtung ist.
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