DE102018221711B4 - Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug (1) mit einem als ePaper ausgestalteten Display (5), das zur Außenkommunikation an einer Außenseite des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, wobei die Anzeigevorrichtung (4) eine Streuscheibe (6) mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite und mehrere Lichtquellen (7) besitzt, die derart ausgerichtet sind, dass das abgestrahlte Licht über Lichteintrittsflächen (8) in die Streuscheibe (6) einkoppelt und nach einer Reflexion am Display (5) über die Vorderseite der Streuscheibe (6) als Lichtaustrittsfläche (9) aus der Streuscheibe (6) auskoppelt und wobei- die Streuscheibe (6) mit einem überstehenden Rand auf dem Display (5) angeordenet und ihre der Lichtaustrittsläche (9) gegenüberliegende Rückseite dem Display (5) zugewandt ist,- die Lichteintrittsflächen (8) entlang des überstehenden Rands auf der Rückseite der Streuscheibe (6) angeordnet sind,- die Anordnung der Lichtquellen (7) das Display (5) umringt,- die Lichtquellen (7) entlang des überstehenden Rands an der Rückseite der Streuscheibe (6) angeordnet sind und das Licht senkrecht zu einer Display-Oberfläche (10) in die Rückseite der Streuscheibe (6) einkoppeln und- die Streuscheibe (6) schräg zur Lichteintrittsfläche (8) angeordnete Reflexionsbereiche (11) mit einer reflektierenden Oberfläche aufweist, die eine Reflexion und eine anschließende Lichtausbreitung parallel zur Display-Oberfläche (10) bewirken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug mit einem als ePaper ausgestalteten Display, das zur Außenkommunikation an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Der heutige Straßenverkehr wird durch eine Vielzahl von Verkehrszeichen, Lichtzeichenanlagen (Ampeln) und Verkehrsregeln geregelt, so dass sich selbst in üblicherweise überfüllten Ballungsgebieten mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern ein im Wesentlichen ungestörter Verkehrsfluss ergibt. Nichtsdestotrotz treten regelmäßig Verkehrssituationen auf, in denen die vorhandenen Regelungen keine eindeutige Handlungsvorschrift für die Verkehrsteilnehmer liefern. In solchen Fällen müssen die Fahrer der betroffenen Fahrzeuge unmittelbar über Blickkontakt oder sonstige Gesten miteinander kommunizieren und die vorhandene Verkehrssituation miteinander auflösen.
  • Im zukünftigen Straßenverkehr werden neben herkömmlichen Verkehrsteilnehmern auch autonom und/oder teilautonom fahrende Fahrzeuge (bemannt und/oder unbemannt) teilnehmen. Während autonom und teilautonom fahrende Fahrzeuge über Car2Car-Kommunikation unmittelbar etwaige Vorfahrtsberechtigungen abstimmen können, scheidet eine vergleichbare Kommunikation zwischen autonom fahrenden Fahrzeugen und herkömmlichen Verkehrsteilnehmern aus. Situationen, die eine unmittelbare Kommunikation zwischen solchen Verkehrsteilnehmern erfordern, können dann nicht mehr unmittelbar durch einen Blickkontakt aufgelöst werden, was zu einem stockenden Verkehrsfluss führen wird und was Unfallursachen provozieren kann. Hinzu kommt, dass sich autonom fahrende Fahrzeuge äußerlich nicht von herkömmlichen Fahrzeugen unterscheiden, so dass Verkehrsteilnehmer nicht unmittelbar erkennen können, ob eine Kontaktaufnahme mit dem Fahrzeuginsassen möglich und ggf. sinnvoll ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind zusätzliche Anzeigevorrichtungen in Form von Displays bekannt, die an den Fahrzeugaußenseiten angeordnet sind und die über herkömmliche Lichtzeichen hinaus Warnmeldungen, wie beispielsweise Stauwarnungen oder dergleichen abgeben können. Auch Werbeinformationen sind auf derartigen Anzeigevorrichtungen darstellbar.
  • Die nach dem Stand der Technik bekannten Anzeigevorrichtungen weisen üblicherweise LCD-Displays oder LED-Matrizen auf, die jedoch zur Anzeige der gewünschten Informationen dauerhaft bestromt werden müssen, was mit einem vergleichsweise hohen Energieverbrauch verbunden ist. Ferner ergibt sich bei solchen Anzeigevorrichtungen insbesondere bei Sonneneinstrahlung eine schlechte Lesbarkeit und aufgrund der erforderlichen Bauraumtiefe besitzen bekannte. Anzeigevorrichtungen eine empfindliche Oberfläche.
  • Neben LCD-Displays und LED-Matrizen sind aus EP 3 082 092 A1 und EP 3 048 599 A1 Anzeigevorrichtungen mit einem als ePaper ausgestellten Display bekannt, was im Vergleich zu LCD-Displays und LED-Matrizen mit diversen Vorteilen verbunden ist. Insbesondere sind bei ePaper-Displays die dargestellten Bildinhalte aus allen Blickwinkeln gleich gut erkennbar, insbesondere weil bei solchen ePaper-Displays ein geringer Abstand der bildgebenden Elemente zur Displayoberfläche besteht. Ferner ergibt sich eine ruhige Bilddarstellung ohne Flimmern und ePaper-Displays erfordern aufgrund der sehr dünnen und leichten Materialien wenig Bauraum. Je nach Herstellungsverfahren lassen sich ePaper-Displays biegen und an die gewünschte Kontur der Fahrzeugkarosserie anpassen. Darüber hinaus müssen ePaper-Displays nur bei einem Wechsel des Anzeigebildes bestromt werden und behalten ansonsten auch im unbestromten Zustand das angezeigte Bild, was den Energieverbrauch gegenüber anderen Displays deutlich reduziert. Schließlich besitzen ePaper-Displays gegenüber aktiv leuchtenden Displays den Vorteil einer guten Erkennbarkeit und Lesbarkeit sowohl bei normalen Lichtbedingungen als auch bei hellem Sonnenschein.
  • Weil ePaper-Displays konstruktionsbedingt keine aktiven Anzeigeelemente aufweisen, d.h.. aktiv leuchtende Pixel, sind derartige Anzeigevorrichtungen jedoch bei Dunkelheit und geringer Beleuchtung schlecht erkennbar. Im Rahmen von der bereits angesprochenen EP 3 082 092 A1 sind daher zusätzliche aktive Anzeigeelemente vorgesehen, wie beispielsweise ein zusätzlicher LCD-Display, was mit einem erheblichen Aufwand und entsprechend hohen Kosten bei der Montage und Wartung der Anzeigevorrichtung verbunden ist.
  • Aus DE 20 2014 102 017 U1 ist eine Anzeigevorrichtung eines E-Papers mit einer Lichtquelle bekannt.
  • Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, die einen vergleichsweise geringen Stromverbrauch aufweist, einfach und kostenschonend montierbar sowie wartungsarm ist und auch bei widrigen Sichtbedingungen, insbesondere bei Dunkelheit, erkennbare Informationen darstellt.
  • Durch die indirekte Beleuchtung des Displays nimmt der Betrachter die Beleuchtung nur als Reflexion von der Displayoberfläche wahr, womit eine Blendung durch direktes Licht verhindert wird, wie es bei Anzeigevorrichtungen bekannter Bauart zu beobachten ist. Zudem wird mit einer geringen Helligkeit eine gute Sichtbarkeit des dargestellten Inhalts auf dem Display erreicht, was sich positiv auf den Energieverbrauch der Anzeigevorrichtung auswirkt. Weil hierdurch auch auf ein zusätzliches aktiv leuchtendes Display verzichtet werden kann, ist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung einfach und kostenschonend zu montieren und zu warten.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.
  • Es ist auch eine winklige Lichteinkopplung und eine entsprechende Lichtquellenausrichtung vorgesehen, wobei in diesem Fall Reflexionselemente angeordnet sind, die eine ausgerichtete Einkopplung des Lichts in die Streuscheibe erlauben.
  • Als bevorzugte Lichtquellen haben sich Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden erwiesen, die vorzugsweise Licht in beliebiger und vorgebbarer Farbe und Intensität erzeugen, so dass mit der Anzeigevorrichtung auch farbige Warnhinweise, Werbung und dergleichen dargestellt werden kann. Durch eine gezielte Steuerung der einzelnen Lichtquellen in Bezug auf ihre jeweilige Farbe und/oder jeweilige Intensität können einzelne Punkte auf der Displayoberfläche optisch durch eine hohe Lichtintensität und/oder eine andere Farbe hervorgehoben werden, so dass sogenannte Hotspots auf der Anzeigevorrichtung im Wesentlichen frei positionierbar sind. Die derart ausgestaltete Beleuchtung der Anzeigevorrichtung ermöglicht auch eine zeitliche Veränderung der Lichtintensität, so dass Blinkeffekte und dergleichen darstellbar sind.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Streuscheibe eingerichtet ist, um eine homogene Lichtverteilung an der Lichteintrittsfläche zu erzeugen. Hiernach ist die abgestrahlte Lichtintensität in der Mitte der Anzeigevorrichtung zumindest im Wesentlichen gleich zu der Lichtintensität am Rand der Anzeigevorrichtung und mithin in unmittelbarer Nähe zu den Lichtquellen. Auch hierzu weist die Streuscheibe für die Lichtauskopplung eine Vorzugsrichtung auf, wonach das eingekoppelte Licht nach der Einkopplung in die Streuscheibe zunächst in Richtung des ePaper-Displays reflektiert oder gestreut wird, so dass das ausgekoppelte Licht zumindest einmal an der Oberfläche des ePaper-Displays reflektiert wurde.
  • Die Streuscheibe besitzt nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Anlagefläche zum Display und deckt das Display zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, ab. Dabei ist die Streuscheibe vorzugsweise unlösbar mit dem Display verbunden, wobei die Streuscheibe vorzugsweise mit dem Display verklebt ist. Durch diese Sandwich-Bauweise ergibt sich ein sog. optischen Bonding, das einen Luftspalt zwischen der Streuscheibe und dem ePaper-Display verhindert, der anderenfalls zu einer unscharfen oder verwaschenen Abbildung der Darstellung führt.
  • Damit der optische Eindruck eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung nicht beeinflusst wird und um die aerodynamischen Eigenschaften der Karosserie zu erhalten, ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lichtaustrittsfläche der Streuscheibe an die Außenkontur des Fahrzeugs angepasst ist. Hierzu kann die Außenkontur der Streuscheibe entsprechend gefräst und/oder poliert sein.
  • Die Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise lösbar oder unlösbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, so dass sich die Anzeigevorrichtung auch als Nachrüstsatz für bereits vorhandene Fahrzeuge ohne eine fest installierte Anzeigevorrichtung eignet. Als lösbare Befestigung ist beispielsweise eine magnetische Befestigung vorgesehen.
  • Die Streuscheibe der Anzeigevorrichtung besteht vorzugsweise aus PMMA (Acrylglas), was eine unempfindliche Oberfläche darstellt, die darüber hinaus den gewünschten Bedingungen durch Fräsen und/oder Polieren gut angepasst werden kann. Im Übrigen hat PMMA gegenüber anderen lichtdurchlässigen Materialien, wie beispielsweise Glas, den Vorteil, dass PMMA bei einem etwaigen Unfall oder einer sonstigen Krafteinwirkung nicht splittert.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie konkrete Ausgestaltungen werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein Fahrzeug mit zwei Anzeigevorrichtungen,
    • 2a-c unterschiedliche Darstellungen einer Anzeigevorrichtung und
    • 3a-c unterschiedliche Darstellungen der Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung.
  • 1 zeigt ein Fahrzeug 1 , dass an der Fahrzeugtür 2 der Beifahrerseite und im Frontbereich 3 jeweils eine Anzeigevorrichtung 4 der erfindungsgemäßen Art aufweist, auf der beliebige Informationen wiedergegeben werden können, insbesondere Warnhinweise, Werbung sowie Handlungsanweisungen an andere Verkehrsteilnehmer und/oder eigene Handlungsvorhaben eines autonom fahrenden Fahrzeugs. Die dargestellten Anzeigevorrichtungen 4 können lösbar oder unlösbar mit dem Fahrzeug 1 verbunden sein, wobei in beiden Fällen vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Oberflächen der Anzeigevorrichtungen 4 an die Fahrzeugkarosserie angepasst sind.
  • In den 2a-c ist ein Beispieleiner Anzeigevorrichtung 4 dargestellt. Dabei zeigt 2a eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 4, die beispielsweise in die Außenkontur einer (nur partiell dargestellten) Fahrzeugtür 2 eingelassen ist. Die Anzeigevorrichtung 4 besitzt ein ePaper-Display 5 und eine Streuscheibe 6, wobei das ePaper-Display 5 und die Streuscheibe 6 vorzugsweise durch optisches Bonding miteinander verklebt sind. Die Streuscheibe 6 ist von einer Vielzahl von Lichtquellen 7 umringt, die Licht über Lichteintrittsflächen 8 in die Streuscheibe 6 einkoppeln. Nach einer Reflexion des eingekoppelten Lichts an dem ePaper-Display 5 bzw. an der Diplay-Oberfläche 10 koppelt das Licht an der Lichtaustrittsfläche 9 der Streuscheibe 6 aus, so dass die Darstellung auf dem ePaper-Display 5 auch bei widrigen Sichtbedingungen gut erkennbar ist. Die Lichtaustrittsfläche 9 der Streuscheibe 6 ist dabei an die ursprüngliche Kontur der Fahrzeugkarosserie angepasst und kann daher gekrümmt ausgestaltet sein.
  • 2b zeigt die Querschnittsansicht A-A aus 2a und mithin eine Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung 4. Bei der dargestellten Form umringen die Lichtquellen 7 die Streuscheibe 6 und koppeln das Licht parallel zur Display-Oberfläche 10 in die Streuscheibe 6 ein. Auf der Display-Oberfläche 10 selbst können beliebige Symbole dargestellt werden, wobei im dargestellten Beispiel ein beispielhafter Warnhinweis dargestellt ist. Aufgrund der Lichteinkopplung durch die Lichtquellen 7 kann das dargestellte Symbol in vorgebbaren Farben und/oder mit vorgebbaren Lichtintensitäten dargestellt werden.
  • 2c zeigt die Querschnittsdarstellung B-B aus 2b und zeigt die Lichtausbreitung innerhalb der Streuscheibe 6. Hiernach erfolgt die Lichteinkopplung an seitlich angeordneten Lichteintrittsflächen 8, von wo aus sich das Licht (durch Pfeile ohne Bezugszeichen dargestellt) innerhalb der Streuscheibe 6 ausbreitet. Die Streuscheibe 6 ist dabei so ausgestaltet, dass das Licht innerhalb der Streuscheibe 6 zunächst auf die Display-Oberfläche 10 reflektiert und/oder gestreut wird, so dass das Licht im Wesentlichen vollständig eine Reflexion an der Display-Oberfläche 10 erfährt. Hierdurch wurde das an der Lichtaustrittsfläche 9 austretende Licht mindestens einmal an der Display-Oberfläche 10 reflektiert, wodurch sich eine homogene und blendfreie Wahrnehmung der gezeigten Abbildung ergibt.
  • In den 3a-c ist eine Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, die sich von dem Beispiel gemäß den 2a-c durch die Anordnung der Lichtquellen 7 und durch die Lichteintrittsfläche 8 der Streuscheibe 6 unterscheidet. In der dargestellten Ausführungsform besitzt die Streuscheibe 6 eine Lichteintrittsfläche 8, die der Seit mit der Lichtaustrittsfläche 9 gegenüberliegt und am Rand der Streuscheibe 6 angeordnet ist. Die Lichtquellen 7 sind hierbei ebenfalls rauder der Lichtaustrittsfläche 9 gegenüberliegenden Seite angeordnet und koppeln das Licht senkrecht zur Display-Oberfläche 10 in die Streuscheibe 6 ein. Damit sich anschließend eine homogene Lichtausbreitung innerhalb der Streuscheibe 6 ergibt, sind schräg angeordnete Reflexionsbereiche 11 mit einer reflektierenden Oberfläche in der Streuscheibe 6 angeordnet, die eine Reflexion und eine anschließende Lichtausbreitung parallel zur Display-Oberfläche 10 bewirken.
  • 3b zeigt die das Display umringende Anordnung der Lichtquellen 7 sowie die Lichteintrittsfläche 8, die der Seite der Lichtaustrittsfläche 9 gegenüberliegend augeordent ist.
  • In 3c ist die Funktionsweise der in den 3a, b dargestellten Streuscheibe 6 nochmals detailliert gezeigt. Hiernach sind die Lichtquellen 7 an der der Lichtaustrittsfläche 9 gegenüberliegenden Seite der Streuscheibe 6 angeordnet und koppeln das Licht senkrecht zur Display-Oberfläche 10 in die Streuscheibe 6 ein. Anschließend erfolgt zunächst eine Reflexion an winklig angeordneten Reflexionsflächen 11, so dass sich das Licht im Wesentlichen parallel zur Display-Oberfläche 10 innerhalb der Streuscheibe 6 ausbreitet, wo das Licht zunächst in Richtung der Display-Oberfläche 10 reflektiert und/oder gestreut wird, so dass das an der Lichtaustrittsfläche 9 auskoppelnde Licht mindestens einmal an der Display-Oberfläche 10 reflektiert wurde.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Fahrzeugtür
    3
    Frontbereich
    4
    Anzeigevorrichtung
    5
    Display
    6
    Streuscheibe
    7
    Lichtquellen
    8
    Lichteintrittsfläche
    9
    Lichtaustrittsfläche
    10
    Display-Oberfläche
    11
    Reflexionsbereich

Claims (8)

  1. Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug (1) mit einem als ePaper ausgestalteten Display (5), das zur Außenkommunikation an einer Außenseite des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, wobei die Anzeigevorrichtung (4) eine Streuscheibe (6) mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite und mehrere Lichtquellen (7) besitzt, die derart ausgerichtet sind, dass das abgestrahlte Licht über Lichteintrittsflächen (8) in die Streuscheibe (6) einkoppelt und nach einer Reflexion am Display (5) über die Vorderseite der Streuscheibe (6) als Lichtaustrittsfläche (9) aus der Streuscheibe (6) auskoppelt und wobei - die Streuscheibe (6) mit einem überstehenden Rand auf dem Display (5) angeordenet und ihre der Lichtaustrittsläche (9) gegenüberliegende Rückseite dem Display (5) zugewandt ist, - die Lichteintrittsflächen (8) entlang des überstehenden Rands auf der Rückseite der Streuscheibe (6) angeordnet sind, - die Anordnung der Lichtquellen (7) das Display (5) umringt, - die Lichtquellen (7) entlang des überstehenden Rands an der Rückseite der Streuscheibe (6) angeordnet sind und das Licht senkrecht zu einer Display-Oberfläche (10) in die Rückseite der Streuscheibe (6) einkoppeln und - die Streuscheibe (6) schräg zur Lichteintrittsfläche (8) angeordnete Reflexionsbereiche (11) mit einer reflektierenden Oberfläche aufweist, die eine Reflexion und eine anschließende Lichtausbreitung parallel zur Display-Oberfläche (10) bewirken.
  2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (7) als Leuchtdioden oder Laserdioden ausgebildet sind und/oder Licht in beliebiger und vorgebbarer Farbe erzeugen.
  3. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuscheibe (6) eingerichtet ist, um eine homogene Lichtverteilung an der Lichtaustrittsfläche (9) zu erzeugen.
  4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuscheibe (6) eine Anlagefläche zum Display (5) besitzt und das Display (5) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, abdeckt.
  5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuscheibe (6) unlösbar mit dem Display (5) verbunden ist, wobei die Streuscheibe (6) vorzugsweise mit dem Display (5) verklebt ist.
  6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (9) der Streuscheibe (6) an die Außenkontur des Fahrzeugs (1) angepasst ist.
  7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (4) lösbar oder unlösbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
  8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuscheibe (6) aus PMMA besteht.
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