EP4514642A1 - Anzeigevorrichtung mit richtelement zur anzeige von informationen - Google Patents

Anzeigevorrichtung mit richtelement zur anzeige von informationen

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Publication number
EP4514642A1
EP4514642A1 EP23813607.1A EP23813607A EP4514642A1 EP 4514642 A1 EP4514642 A1 EP 4514642A1 EP 23813607 A EP23813607 A EP 23813607A EP 4514642 A1 EP4514642 A1 EP 4514642A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
optical body
plane
display
display device
Prior art date
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Pending
Application number
EP23813607.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Felix Hake
Wolfgang Käfer
Dietmar Weisser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Publication of EP4514642A1 publication Critical patent/EP4514642A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
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    • G02B27/0977—Reflective elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/22—Display screens
    • G—PHYSICS
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    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/77—Instrument locations other than the dashboard
    • B60K2360/782—Instrument locations other than the dashboard on the steering wheel

Definitions

  • Display device with directional element for displaying information
  • the invention relates to a display device with a directional element for displaying information, in particular in a motor vehicle.
  • a large number of display devices based on different functional principles are known from the prior art. It is also known to couple the light generated by a display or a display element into an adjacent optical body, to redirect it in the optical body and thus to make it visible to the viewer.
  • the viewer Because the light is redirected in the optical body, the viewer no longer looks directly at the display, but only at the An aesthetically pleasing optical body in which the light is directed or reflected in a targeted manner.
  • the problem here is that when the light is coupled from the display element into the optical body, light scattering can occur or the light coupled in for the information display cannot be directed exclusively in the specified direction.
  • the viewer does not look at the light directed by the optical body, but rather directly through the optical body at the light generated by the display or the display element, so that the image perceived by the viewer through the light is distorted or mirror-inverted and in any case negative for the readability of the display device.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a display device on which a viewer looking at the optical body can perceive an image or information essentially exclusively in the intended manner.
  • a display device for displaying information in particular in a motor vehicle, is therefore proposed.
  • the display device has an optical body and a primary display element, which can be, for example, a display with background lighting or another suitable coupling source.
  • the display device is designed to emit light for displaying information or generally for image generation and to be arranged on a first plane, in particular on a plane located in the first plane. coupling surface of the optical body into the optical body.
  • the optical body is designed to redirect the coupled light to a second plane for information display for a viewer, ie in particular to reflect it. Accordingly, by looking at the second plane or at a display surface mentioned below, the viewer can detect the light coupled in by the primary display element in the first plane and read the information.
  • the invention provides that a directing element is connected upstream of the optical body, which is designed to direct the light emitted by the primary display element in a main direction before it is coupled into the optical body, so that the scattered light components of the coupled light are eliminated or reduced or the scattered light components are aligned in the main direction.
  • the main direction is understood to mean in particular a direction orthogonal to the first plane.
  • the main direction can also be defined as corresponding to a direction which, reflected at the third plane explained later, runs orthogonally to the second plane.
  • the angle of illumination in the main direction is restricted so that the light propagating in the main direction can be redirected as intended in the optical body. Accordingly, when looking directly at the primary display element, the viewer sees no light or at least reduced light.
  • the straightening element is a film with at least one layer and in particular made of plastic. Furthermore, it can in particular be a film with at least one layer made of PMMA.
  • the directing element can form optical structures for directing the light, which limit an optical illumination angle of the light emitted by the primary display element in the main direction.
  • the layer having the optical structures can, for example, be a lamella layer and thus have the light barriers.
  • the lamellas or the light barriers can in particular be made of acrylic resins and/or carbon black.
  • the two transparent layers, between which the layer having the optical structures is arranged can be made of polycarbonate, for example.
  • the protective layers that cover the transparent layers can be matt or glossy and can provide or form abrasion protection.
  • the transparent layers in particular have a thickness of between 100 and 150 pm and preferably 125 pm.
  • the lamellar layer further preferably has a thickness of between 100 and 300 pm and in particular 200 pm.
  • the distance between the individual lamellae or light barriers running parallel to one another in the lamella layer is preferably between 50 and 100 pm and in particular 72 pm, wherein the lamellae themselves have, for example, a thickness of less than 5 pm and are further in particular 1 pm thick.
  • Additional layers such as connecting layers between the lamella layer and the transparent layers as well as the protective layer, can have a very small and therefore negligible thickness.
  • the total thickness of the straightening element i.e. the extension in the main direction, is preferably less than 1 mm and in particular in a range of 0.4 to 0.7 mm, in particular 0.53 mm.
  • the directing element can be arranged between the primary display element and the optical body.
  • the primary display element can have a backlight, a display, and the directing element, wherein the directing element is arranged after the backlight and before or after the display.
  • the optical body is preferably an optical crystal, i.e. rigid. This also makes it possible for the optical body or optical crystal to only be embedded in a carrier in the area of the first plane and to be essentially free on its other sides.
  • a side of the optical body forming the first plane can be embedded in a steering rim or handle section of the steering handle, so that the optical body can protrude from the steering rim or handle section.
  • the optical body can still be covered by design or functional elements, such as films or the like, although these do not have a supporting or load-bearing function for the optical body.
  • the optical body has a coupling surface in the first plane, at which the light or the image generated by the primary display is coupled into the optical body.
  • the optical body can have a display surface in the second plane, onto which the light or the image is directed to display information for the viewer or leaves the optical body.
  • the optical body can additionally or alternatively have a reflection surface in a third plane, at which the light coming from the first plane is deflected to the second plane, and wherein the third plane is arranged at an angle of 20° to 70°, in particular 40° to 50° and further in particular 45° relative to the light coming from the first plane, i.e. running in the main direction, incident on the third plane.
  • the reflection surface can be provided with a light-reflecting coating.
  • the optical body is designed to reflect the coupled-in light for displaying information for a viewer on a reflection surface and to redirect it to a second plane, i.e. in particular to reflect it, wherein the second plane is inclined to the first plane, it can be provided that the reflection surface of the optical body is provided with at least one coating for reflecting the light.
  • the coating has at least one layer made of a metal, in particular aluminum or silver. If the coating has several layers, it is preferably provided that at least one of the layers is made of a metal.
  • the reflection surface of the optical body for reflecting the light can be coated with several, in particular alternating, layers to form the coating, which form an optical resonator.
  • the alternating layers or the resonator formed thereby is designed to shift the reflected light relative to the incident light by a phase of A/2 or a multiple of A/2.
  • At least part of the layers forming the optical resonator may be made of indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • the coating or the at least one layer which forms the coating is particularly preferably vapor-deposited, so that correspondingly small layer thicknesses can be achieved.
  • the display device can have a secondary display element, which is preferably arranged adjacent to the third plane and is designed to emit light for information display and to couple it into the optical body.
  • the secondary display element can be designed to couple light into the optical body orthogonally to the second plane or to the display surface and in particular at the reflection surface.
  • a coating that may be provided on the reflection surface can be designed to be translucent on one side.
  • a display provided on the display surface can accordingly be provided jointly by the primary display element and the secondary display element, wherein the images and/or information generated by the first display element and the second display element via the respectively coupled-in light for generating the display on the display surface can be arranged next to one another and/or can at least partially superimpose one another.
  • an anti-glare and/or anti-reflective coating can be provided, in particular completely covering the display surface, in order to increase the quality or contrast of the image.
  • Fig. 3 shows a first variant of a display device according to the invention
  • Fig. 4 shows a second variant of a display device according to the invention
  • Fig. 5 Layer structure of a straightening element
  • Fig. 6 Top view in main direction of a straightening element.
  • Figure 1 shows a steering handle 2 of a motor vehicle in which two display devices 1 are integrated.
  • the primary display element 10 is embedded in the circumferential steering rim 50 of the steering handle 2, wherein the optical body 30 protrudes radially inward from the steering rim and is essentially free of further support elements.
  • Figure 2 shows a display device 1 without the directional element 40 according to the invention.
  • the primary display element 10 couples light or the image generated thereby into the first plane 31 of the optical body or the optical crystal 30, wherein in addition to the first light L1 coupled in along the main direction A, scattered light L2 is also coupled in, which has an angle with respect to the main direction A.
  • the scattered light L2 may not be reflected or guided in the optical crystal 30 or may be reflected or guided incorrectly, it may happen that a viewer B can see the scattered light L2 in certain positions, so that he perceives a distorted and unwanted image. Since it is intended that the light L1 for information display is reflected exactly once in the optical crystal 30 and specifically at the third plane and is thus mirrored, the image captured by the viewer B in Figure 2 is, for example, upside down.
  • a directing element 40 is provided before the light generated by the primary display element 10 is coupled into the optical body or here into the optical crystal 30, so that the scattered light L2 is directed in the main direction A, i.e. the light L2 intended for the information display is amplified or absorbed, so that essentially only the light L1 running parallel to the main direction A is coupled into the optical body 30 for the information display.
  • This light L1 coupled into the optical crystal 30 at the first level 31 or at the coupling surface 34 provided in the first level 31 is reflected at the third level 33 or the reflection surface 36 provided there and is thus directed into the second level 32 or onto the display surface 35 provided there, so that a viewer B can correctly read and perceive the image generated by the light L1 or the information generated by the light L1.
  • a veneer 51 covering the optical crystal 30 from the primary display element 10 can be provided, so that an edge of the optical crystal 30 formed at the intersection line of the first plane 31 and the second plane 32 and preferably also the primary display element 10 are not visible to the observer B.
  • Figure 4 shows a variant according to Figure 3, wherein a coating 37 is also provided to improve the quality or contrast of the image on the display surface 35, which coating can be an anti-glare and/or anti-reflection coating. Furthermore, in Figure 4, a mirror-like reflection coating 38 is provided on the reflection surface 36 to improve the reflection on the reflection surface 36.
  • secondary display elements 20, 21 can also be provided, which can be arranged alternatively to one another or together on a side of the optical crystal 30 opposite the second plane 32. These can couple a light L3, L4 orthogonally to the main direction or to the second plane 32 into the optical body 30, by means of which an image can be generated on the display surface 35, which overlays and/or supplements the image generated by the primary display element 10 on the display surface 35.
  • the light L4 coupled in by the secondary display element 20 is intended to expand the image generated by the primary display element 10 so that the image generated for the viewer B becomes larger.
  • light L3 coupled into the secondary display element 21 is intended to superimpose the image generated by the primary display element 10, so that the superimposed images together form an information display for the viewer.
  • the straightening element 40 according to Figures 3 and 4 can be a straightening element 40 according to Figures 5 or 6.
  • Such a straightening element 40 essentially has five layers, between which, however, additional connecting layers can be provided.
  • the central lamella layer 41 is sandwiched between two transparent layers 42, 43, which in this case are made of polycarbonate. Furthermore, a connecting layer 46 is provided, which lies between the lamella layer 41 and one of the transparent layers or the transparent layer 46. Furthermore, a matt coating 45 with abrasion protection and a glossy coating 44 with abrasion protection are provided as protective layers 44, 45.
  • the polycarbonate layers 42, 43 have a thickness of 125 pm and the lamella layer 41 has a thickness of 200 pm.
  • the layer thicknesses of the other layers can be neglected in comparison. Overall, this results in a total thickness of 0.53 mm with a tolerance of 0.08 mm.
  • the lamellae 47 of the lamella layer 41 are - as can be seen in Figure 6 - arranged horizontally to direct the light L1 and have a distance of
  • the invention is not limited in its implementation to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution presented even in fundamentally different embodiments.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1) zur Anzeige von Informationen, aufweisend einen optischen Körper (30) und ein primäres Anzeigeelement (10), welches ausgebildet ist, Licht zur Informationsanzeige zu emittieren und an einer ersten Ebene (31) in den optischen Körper (30) einzukoppeln, wobei der optische Körper (30) ausgebildet ist, das eingekoppelte Licht zur Informationsanzeige für einen Betrachter zu einer zweiten Ebene (32) umzulenken, wobei dem optischen Körper (30) ein Richtelement (40) vorgeschalten ist, welches ausgebildet ist, das von der primären Anzeigeelement (10) emittierte Licht vor der Einkopplung in den optischen Körper (30) in eine Hauptrichtung (A) zu richten.

Description

Anzeigevorrichtung mit Richtelement zur Anzeige von Informationen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit Richtelement zur Anzeige von Informationen insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Anzeigevorrichtungen bekannt, welche auf verschiedenen Funktionsprinzipien basieren. Dabei ist auch bekannt, das zur Anzeige von einem Display bzw. von einem Anzeigeelement erzeugte Licht in einen daran angrenzenden optischen Körper einzukoppeln, in dem optischen Körper umzulenken und dadurch für den Betrachter sichtbar zu machen.
Dadurch, dass das Licht in dem optischen Körper umgelenkt wird, blickt der Betrachter nicht mehr direkt auf das Display, sondern nur noch auf den ästhetisch ansprechend gestaltbaren optischen Körper, in welchem das Licht gezielt gelenkt bzw. reflektiert wird.
Problematisch dabei ist jedoch, dass es beim Einkoppeln des Lichts von dem Anzeigeelement in den optischen Körper zu Lichtstreuungen kommen kann bzw. das zur Informationsanzeige eingekoppelte Licht nicht ausschließlich in die vorgegebene Richtung gelenkt werden kann.
Weiter ist es möglich, dass der Betrachter bei bestimmten Blickwinkeln nicht auf das von dem optischen Körper gelenkte Licht blickt, sondern durch den optischen Körper unmittelbar auf von dem Display bzw. dem Anzeigeelement erzeugtes Licht, sodass das durch das Licht von dem Betrachter wahrgenommene Bild verzerrt oder spiegelverkehrt und in jedem Fall negativ für die Ablesbarkeit der Anzeigevorrichtung ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, an welcher ein auf den optischen Körper blickender Betrachter ein Bild bzw. Informationen im Wesentlichen ausschließlich in bestimmungsgemäßer Weise wahrnehmen kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird daher eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige von Informationen insbesondere in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Anzeigevorrichtung weist einen optischen Körper und ein primäres Anzeigeelement auf, bei welchem es sich beispielsweise um ein Display mit Hintergrundbeleuchtung oder um eine andere dafür geeignete Einkoppelquelle handeln kann. Die Anzeigevorrichtung ist dabei ausgebildet, Licht zur Informationsanzeige bzw. allgemein zur Bilderzeugung zu emittieren und an einer ersten Ebene, insbesondere an einer in der ersten Ebene liegenden Einkoppelfläche des optischen Körpers in den optischen Körper einzukoppeln. Weiter ist der optische Körper ausgebildet, das eingekoppelte Licht zur Informationsanzeige für einen Betrachter zu einer zweiten Ebene umzulenken d.h. insbesondere zu reflektieren. Entsprechend kann der Betrachter durch einen Blick auf die zweite Ebene oder auf eine im Weiteren genannte Anzeigefläche das von dem primären Anzeigeelement in der ersten Ebene eingekoppelte Licht erfassen und die Informationen ablesen. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dem optischen Körper ein Richtelement vorgeschalten ist, welches ausgebildet ist, das von dem primären Anzeigeelement emittierte Licht vor der Einkopplung in den optischen Körper in eine Hauptrichtung zu richten, sodass die Streulichtanteile des eingekoppelten Lichts eliminiert oder reduziert werden bzw. die Streulichtanteile in die Hauptrichtung ausgerichtet werden.
Als Hauptrichtung wird dabei insbesondere eine zu der ersten Ebene orthogonale Richtung verstanden. Alternativ kann die Hauptrichtung auch dadurch definiert werden, dass diese einer Richtung entspricht, welche an der später weiter erläuterten dritten Ebene reflektiert orthogonal zu der zweiten Ebene verläuft.
Durch das Richten bzw. Ausrichten des Lichts wird also der Leuchtwinkel in die Hauptrichtung eingeschränkt, sodass das sich in die Hauptrichtung ausbreitende Licht in dem optischen Körper bestimmungsgemäß umgelenkt werden kann. Entsprechend nimmt der Betrachter bei einem direkten Blick auf das primäre Anzeigeelement kein oder zumindest reduziert Licht war.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht dabei vor, dass das Richtelement ein zumindest einschichtiger Film und insbesondere aus Kunststoff ist. Weiter kann es sich insbesondere um einen zumindest einschichten Film aus PMMA handeln. Zudem kann das Richtelement optische Strukturen zur Ausrichtung des Lichts ausbilden, welche einen optischen Leuchtwinkel des von dem primären Anzeigeelement emittierten Lichts in die Hauptrichtung einschränken.
Dabei kann es sich bei den optischen Strukturen um Linienlinsen und/oder Prismenstrukturen und/oder insbesondere durch einen Laser erzeugte Lichtbarrieren bzw. Lamellen handeln, welche Licht außerhalb der Hauptrichtung absorbieren und/oder in die Hauptrichtung lenken. Dadurch, dass die Streulichtanteile des Lichts in die Hauptrichtung gelenkt werden, erhöht sich zugleich auch die Helligkeit des Lichts in die Hauptrichtung.
Weiter kann das Richtelement mehrschichtig sein, wobei eine die optischen Strukturen aufweisende Schicht zwischen zwei transparenten Schichten angeordnet ist, welche auf ihrer jeweiligen von den optischen Strukturen abgewandten Seite insbesondere durch eine Schutzschicht überdeckt sind.
Die die optischen Strukturen aufweisende Schicht kann beispielsweise eine Lamellenschicht sein und dadurch die Lichtbarrieren aufweisen. Die Lamellen bzw. die Lichtbarrieren können hierbei insbesondere aus Acrylharzen und/oder Kohlenschwarz gebildet sein.
Die beiden transparenten Schichten, zwischen welchen die Schicht angeordnet ist, welche die optischen Strukturen aufweist, können beispielsweise aus Polycarbonat gebildet sein.
Die Schutzschichten, welche die transparenten Schichten überdecken, können matt oder glänzend sein sowie einen Abriebsschutz aufweisen oder bilden.
Die transparenten Schichten weisen insbesondere ein Dicke zwischen 100 und 150 pm und vorzugsweise 125 pm auf. Die Lamellenschicht besitzt weiter vorzugsweise eine Dicke zwischen 100 und 300 pm und insbesondere 200 pm. Der Abstand der einzelnen zueinander parallelverlaufenden Lamellen bzw. Lichtbarrieren in der Lamellenschicht beträgt vorzugsweise zwischen 50 und 100 pm und insbesondere 72 pm, wobei die Lamellen an sich beispielsweise eine Dicke kleiner 5 pm aufweisen und weiter insbesondere 1 pm dick sind.
Weitere Schichten und beispielsweise Verbindungsschichten zwischen der Lamellenschicht und den transparenten Schichten sowie die Schutzschicht können eine sehr geringe und daher zu vernachlässigende Dicke aufweisen.
Die Gesamtdicke des Richtelements d.h. die Erstreckung in Hauptrichtung ist vorzugsweise kleiner 1 mm und insbesondere in einem Bereich von 0,4 bis 0,7 mm, insbesondere 0,53 mm.
Das Richtelement kann zwischen dem primären Anzeigeelement und dem optischen Körper angeordnet sein. Alternativ kann das primäre Anzeigeelement eine Hintergrundbeleuchtung d.h. ein Backlight, ein Display, und das Richtelement aufweisen, wobei das Richtelement nach der Hintergrundbeleuchtung und vor oder nach dem Display angeordnet ist.
Der optische Körper ist vorzugsweise ein optischer Kristall d.h. starr. Dadurch wird auch ermöglicht, dass der optische Körper bzw. der optische Kristall nur im Bereich der ersten Ebene in einen Träger eingebettet sein muss und an seinen weiteren Seiten im Wesentlichen frei sein kann.
Ist die Anzeigevorrichtung beispielsweise in eine Lenkhandhabe eines Kraftfahrzeugs integriert, kann eine die erste Ebene ausbildende Seite des optischen Körpers in einen Lenkkranz oder Griffabschnitt der Lenkhandhabe eingebettet sein, sodass der optische Körper gegenüber dem Lenkkranz oder Griffabschnitt auskragen kann. Natürlich kann der optische Körper dennoch von Design- oder Funktionselementen, wie beispielsweise Folien oder dergleichen, überdeckt werden, wobei diese keine den optischen Körper stützende bzw. tragende Funktion aufweisen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der optische Körper eine Einkoppelfläche in der ersten Ebene aufweist, an welcher das Licht bzw. das von der primären Anzeige erzeugte Bild in den optischen Körper eingekoppelt wird. Zusätzlich oder alternativ dazu, kann der optische Körper eine Anzeigefläche in der zweiten Ebene aufweisen, auf welche das Licht bzw. das Bild zur Informationsanzeige für den Betrachter gelenkt wird oder den optischen Körper verlässt. Ferner kann der optische Körper zusätzlich oder alternativ eine Reflektionsfläche in einer dritten Ebene aufweisen, an welcher das Licht von der ersten Ebene kommend zu der zweiten Ebene umgelenkt wird und wobei die dritte Ebene in einem Winkel von 20° bis 70°, insbesondere 40° bis 50° und weiter insbesondere 45° gegenüber dem von der ersten Ebene kommenden d.h. in die Hauptrichtung verlaufenden, auf die dritte Ebene einfallenden Licht angeordnet ist. Zur verbesserten Umlenkung des Lichts, kann die Reflektionsfläche mit einer das Licht reflektierenden Beschichtung versehen sein.
Ist der optische Körper ausgebildet, das eingekoppelte Licht zur Informationsanzeige für einen Betrachter an einer Reflektionsfläche zu reflektieren und zu einer zweiten Ebene umzulenken d.h. insbesondere zu reflektieren, wobei die zweite Ebene entsprechend zu der ersten Ebene schräg ist, kann vorgesehen sein, dass die Reflektionsfläche des optischen Körpers zur Reflektion des Lichts mit zumindest einer Beschichtung versehen ist.
Grundlegend ist festzustellen, dass bei herkömmlichen Aufbauten zu wenig von dem an der ersten Ebene in den optischen Körper eingekoppelten Licht an der Reflektionsfläche reflektiert wird, wodurch das in der zweiten Ebene bzw. an der Anzeigefläche erzeugte Bild oftmals dunkler wird bzw. zu dunkel ist. Ferner kann das nicht reflektierte Licht an der dritten Ebene, in welcher die Reflektionsfläche verläuft, aus dem optischen Körper austreten und dadurch in ungewollter Weise von einem bzw. dem Betrachter wahrgenommen werden. Dass das Licht nicht vollständig reflektiert wird, liegt oftmals daran, dass die Reflektionsfläche bzw. die zweite Ebene, in welcher diese liegt, einen Winkel von ca. 40 bis 50° gegenüber dem einfallenden, an der ersten Ebene eingekoppelten Licht aufweist und abhängig von dem für den optischen Körper gewählten Material noch keine vollständige Totalreflexion möglich ist. Dabei ist jedoch ein solcher Winkel für die Informationsanzeige erforderlich oder zumindest vorteilhaft.
Entsprechend kann vorgesehen sein, eine zusätzliche Beschichtung bzw. Schicht zur Verbesserung der Reflektionseigenschaften der Reflektionsfläche vorzusehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Beschichtung zumindest eine Schicht aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium oder Silber, aufweist. Weist die Beschichtung mehrere Schichten auf, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest eine der Schichten aus einem Metall gebildet.
Weiter kann die Reflektionsfläche des optischen Körpers zur Reflektion des Lichts zur Bildung der Beschichtung mit mehreren insbesondere alternierenden Schichten beschichtet sein, welche einen optischen Resonator bilden. Die alternierenden Schichten bzw. der dadurch gebildete Resonanter ist ausgebildet, das reflektierte Licht gegenüber dem einfallenden Licht um eine Phase von A/2 oder einem Vielfachen von A/2 zu verschieben.
Zumindest ein Teil der den optischen Resonator bildenden Schichten kann aus Indiumzinnoxid (ITO) gebildet sind.
Die Beschichtung bzw. die zumindest eine Schicht, welche die Beschichtung bildet, ist besonders bevorzugt aufgedampft, sodass dadurch entsprechend geringe Schichtdicken erreichbar sind. Zusätzlich kann die Anzeigevorrichtung ein sekundäres Anzeigeelement aufweisen, welches vorzugsweise angrenzend an die dritte Ebene angeordnet und ausgebildet ist, Licht zur Informationsanzeige zu emittieren und in den optischen Körper einzukoppeln.
Dabei kann das sekundäre Anzeigeelement ausgebildet sein, Licht orthogonal zu der zweiten Ebene bzw. zu der Anzeigefläche und insbesondere an der Reflektionsfläche in den optischen Körper einzukoppeln. Hierfür kann eine gegebenenfalls an der Reflektionsfläche vorgesehene Beschichtung einseitig lichtdurchlässig ausgebildet sein.
Eine an der Anzeigefläche bereitgestellte Anzeige kann entsprechend durch das primäre Anzeigeelement und das sekundäre Anzeigeelement gemeinsam bereitgestellt werden, wobei die durch das erste Anzeigeelement und das zweite Anzeigeelement über das jeweils eingekoppelte Licht erzeugten Bilder und/oder Informationen zur Erzeugung der Anzeige an der Anzeigefläche nebeneinander angeordnet sein können und/oder einander zumindest zum Teil überlagern können.
Zusätzlich kann eine die Anzeigefläche insbesondere vollständig abdeckende Anti-Glare- und/oder Anti-Reflex-Beschichtung vorgesehen sein, um die Qualität bzw. den Kontrast des Bildes zu erhöhen.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Lenkhandhabe eines Kraftfahrzeugs mit zwei darin integrierten Anzeigevorrichtungen; Fig. 2 eine herkömmliche Anzeigevorrichtung;
Fig. 3 eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
Fig. 4 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
Fig. 5 Schichtaufbau eines Richtelements;
Fig. 6 Draufsicht in Hauptrichtung auf ein Richtelement.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
Der besseren Übersicht halber ist in Figur 1 eine Lenkhandhabe 2 eines Kraftfahrzeugs abgebildet, in welche zwei Anzeigevorrichtungen 1 integriert sind. Bezugnehmend auf den mit den Figuren 2, 3 und 4 erläuterten Aufbau, ist dabei das primäre Anzeigeelement 10 in den umlaufenden Lenkkranz 50 der Lenkhandhabe 2 eingebettet, wobei der optische Körper 30 aus dem Lenkkranz nach radialinnen auskragt und im Wesentlichen frei von weiteren Stützelementen ist.
Zur Illustration des Problems ist in Figur 2 eine Anzeigevorrichtung 1 ohne das erfindungsgemäße Richtelement 40 dargestellt. Das primäre Anzeigeelement 10 koppelt Licht bzw. das dadurch erzeugte Bild an der ersten Ebene 31 des optischen Körpers bzw. des optischen Kristalls 30 in diesen ein, wobei neben dem entlang der Hauptrichtung A eingekoppelten ersten Licht L1 auch Streulicht L2 eingekoppelt wird, welches gegenüber der Hauptrichtung A einen Winkel aufweist.
Dadurch, dass das Streulicht L2 unter Umständen nicht oder falsch in dem optischen Kristall 30 reflektiert bzw. geleitet wird, kann es dazu kommen, dass ein Betrachter B in bestimmten Positionen das Streulicht L2 sehen kann, sodass er ein verfälschtes und nicht gewolltes Bild wahrnimmt. Da vorgesehen ist, dass das Licht L1 zur Informationsanzeige genau einmal in dem optischen Kristall 30 und konkret an der dritten Ebene reflektiert und damit gespiegelt wird, steht das von dem Betrachter B in Figur 2 erfasste Bild beispielsweise auf dem Kopf.
Um ein solches, fehlerhaftes Bild zu vermeiden, ist - wie in Figur 3 dargestellt - vorgesehen, dass dem Einkoppeln des von dem primären Anzeigeelement 10 erzeugten Lichts in den optischen Körper bzw. hier in den optischen Kristall 30 ein Richtelemente 40 vorgeschalten ist, sodass das Streulicht L2 in die Hauptrichtung A gerichtet d.h. das zur Informationsanzeige vorgesehen Licht L2 verstärkt oder absorbiert wird, sodass im Wesentlichen ausschließlich das parallel der Hauptrichtung A verlaufende Licht L1 zur Informationsanzeige in den optischen Körper 30 eingekoppelt wird.
Dieses an der ersten Ebene 31 bzw. an der in der ersten Ebene 31 vorgesehenen Einkoppelfläche 34 in den optischen Kristall 30 eingekoppelte Licht L1 wird an der dritten Ebene 33 bzw. der dort vorgesehenen Reflektionsfläche 36 reflektiert und damit in die zweite Ebene 32 bzw. auf die dort vorgesehene Anzeigefläche 35 gelenkt, sodass ein Betrachter B das durch das Licht L1 erzeugte Bild bzw. die durch das Licht L1 erzeugte Information korrekt ablesen und wahrnehmen kann.
Weiter kann ein den optischen Kristall 30 von dem primären Anzeigeelement 10 her überdeckende Verblendung 51 vorgesehen sein, sodass eine an der Schnittlinie der ersten Ebene 31 und der zweiten Ebene 32 gebildete Kante des optischen Kristalls 30 sowie vorzugsweise auch das primäre Anzeigeelement 10 für den Betrachter B nicht sichtbar ist.
In Figur 4 ist eine Variante gemäß Figur 3 dargestellt, wobei zur Verbesserung der Qualität bzw. des Kontrasts des Bildes auf der Anzeigefläche 35 ferner eine Beschichtung 37 vorgesehen ist, bei welcher es sich um eine Anti-Glare- und/oder Anti-Reflex-Beschichtung handeln kann. Weiter ist in Figur 4 an der Reflektionsfläche 36 eine spiegelnde Reflektions- beschichtung 38 zur Verbesserung der Reflektion an der Reflektionsfläche 36 vorgesehen.
Zur Ergänzung der Anzeige können ferner sekundäre Anzeigeelemente 20, 21 vorgesehen sein, welche alternativ zueinander oder gemeinsam an einer der zweiten Ebene 32 gegenüberliegenden Seite des optischen Kristalls 30 angeordnet sein können. Diese können ein Licht L3, L4 orthogonal zu der Hauptrichtung bzw. zu der zweiten Ebene 32 in den optischen Körper 30 einkoppeln, durch welches an der Anzeigefläche 35 ein Bild erzeugt werden kann, welches das durch das von dem primären Anzeigeelement 10 an der Anzeigefläche 35 erzeugte Bild überlagert und/oder ergänzt.
So ist das von dem sekundären Anzeigeelement 20 eingekoppelte Licht L4 vorgesehen, das durch die primäre Anzeigeelement 10 erzeugte Bild zu erweitern, sodass das für den Betrachter B erzeugte Bild größer wird.
Dahingegen ist davon dem sekundären Anzeigeelement 21 eingekoppelte Licht L3 vorgesehen, das durch die primäre Anzeigeelement 10 erzeugte Bild zu überlagern, sodass die einander überlagernden Bilder insgesamt eine Informationsanzeige für den Betrachter bilden.
Bei dem Richtelement 40 gemäß den Figuren 3 und 4 kann es sich um ein Richtelement 40 gemäß den Figuren 5 oder 6 handeln.
Ein solches Richtelement 40 hat im Wesentlichen fünf Schichten, zwischen welchen jedoch zusätzliche Verbindungsschichten vorgesehen sein können.
Die zentrale Lamellenschicht 41 liegt sandwichartig zwischen zwei transparenten und vorliegend aus Polycarbonat gebildeten Schichten 42, 43. Ferner ist eine Verbindungsschicht 46 vorgesehen, welche zwischen der Lamellenschicht 41 und einer der transparenten Schichten bzw. der transparenten Schicht 46 liegt. Ferner sind eine matte Beschichtung 45 mit Abriebsschutz und eine glänzende Beschichtung 44 mit Abriebsschutz als Schutzschichten 44, 45 vorgesehen.
Die Polycarbonat-Schichten 42, 43 weisen eine Dicke von 125 pm und die Lamellenschicht 41 eine Dicke von 200 pm auf. Die Schichtdicken der weiteren Schichten können im Vergleich vernachlässigt werden. Insgesamt ergibt sich eine Gesamtdicke von 0,53 mm mit einer Toleranz von 0,08 mm.
Die Lamellen 47 der Lammellenschicht 41 sind - wie in Figur 6 zu sehen - zum Richten des Lichts L1 horizontal angeordnet und weisen bei einer Dicke bzw. Höhe der einzelnen Lamellen von 1 pm einen Abstand zueinander von
72 pm auf.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
* * * * *

Claims

Patentansprüche
1 . Anzeigevorrichtung (1 ) zur Anzeige von Informationen, aufweisend einen optischen Körper (30) und ein primäres Anzeigeelement (10), welches ausgebildet ist, Licht zur Informationsanzeige zu emittieren und an einer ersten Ebene (31 ) in den optischen Körper (30) einzukoppeln, wobei der optische Körper (30) ausgebildet ist, das eingekoppelte Licht zur Informationsanzeige für einen Betrachter (B) zu einer zweiten Ebene (32) umzulenken, dadurch gekennzeichnet, dass dem optischen Körper (30) ein Richtelement (40) vorgeschalten ist, welches ausgebildet ist, das von dem primären Anzeigeelement (10) emittierte Licht vor der Einkopplung in den optischen Körper (30) in eine Hauptrichtung (A) zu richten.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Richtelement (40) ein zumindest einschichtiger Film aus Kunststoff ist.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Richtelement (40) optische Strukturen zur Ausrichtung des Lichts ausbildet, welche einen optischen Leuchtwinkel des von dem primären Anzeigeelement (10) emittierten Lichts in die Hauptrichtung (A) einschränken.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Richtelement (40) mehrschichtig ist, und wobei eine die optischen Strukturen aufweisende Schicht (41 ) zwischen zwei transparenten Schichten (42, 43) angeordnet ist, welche auf ihrer jeweiligen von den optischen Strukturen abgewandten Seite durch eine jeweilige Schutzschicht (44, 45) überdeckt sind. 5. Anzeigevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei es sich bei den optischen Strukturen um Linienlinsen und/oder Prismenstrukturen und/oder Lichtbarrieren (47) handelt, welche Licht außerhalb der Hauptrichtung (A) absorbieren und/oder in die Hauptrichtung (A) lenken.
6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Richtelement (40) zwischen dem primären Anzeigeelement (10) und dem optischen Körper (30) angeordnet ist oder wobei das primäre Anzeigeelement (10) eine Hintergrundbeleuchtung, ein Display, und das Richtelement (40) aufweist, welches nach der Hintergrundbeleuchtung und vor oder nach dem Display angeordnet ist.
7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optische Körper (30) ein optischer Kristall ist.
8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optische Körper (30) eine Einkoppelfläche (34) in der ersten Ebene (31 ) aufweist, an welcher das Licht in den optischen Körper (30) eingekoppelt wird, und/oder wobei der optische Körper (30) eine Anzeigefläche
(35) in der zweiten Ebene (32) aufweist, auf welcher das Licht zur Informationsanzeige gelenkt wird, und/oder wobei der optische Körper (30) eine Reflektionsfläche
(36) in einer dritten Ebene (33) aufweist, an welcher das Licht von der ersten Ebene (31 ) kommend zu der zweiten Ebene (32) umgelenkt wird und wobei die dritte Ebene (33) in einem Winkel von 20° bis 70° gegenüber dem von der ersten Ebene (31 ) kommenden einfallenden Licht angeordnet ist.
9. Anzeigevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die die Reflektionsfläche (36) des optischen Körpers (30) zur Reflektion des Lichts mit zumindest einer Beschichtung (38) versehen ist. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein sekundäres Anzeigeelement (20, 21 ), welches ausgebildet ist, Licht zur Informationsanzeige zu emittieren und in den optischen Körper (30) einzukoppeln.
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