-
Die
Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
mit einer einem Betrachter zugewandten ersten Anzeige und mit einem
Strahlteiler, welcher sich von dem Betrachter aus gesehen vor der
ersten Anzeige befindet, und mit einer zweiten Anzeige, die über den
Strahlteiler betrachtet wird.
-
Solche
Anzeigeeinheiten wurden bereits versuchsweise in Kraftfahrzeugen
eingesetzt und sind weiterhin aus der
DE 42 27 106 C2 bekannt. Dabei wird als erste
Anzeige ein Kombiinstrument mit einem herkömmlichen Zeiger und mit einem
Zifferblatt eingesetzt und bei Bedarf eine zweite Anzeige über den
Strahlteiler betrachtet. Die erste Anzeige ist sichtbar, solange
sie beleuchtet wird und die Einblendung des virtuellen Bildes der
zweiten Anzeige ausbleibt. Wird die Beleuchtung der ersten Anzeige
abgeschaltet und die der zweiten Anzeige eingeschaltet, ist von
der Beobachtungsposition aus gesehen an der Stelle der ersten Anzeige
nur die zweite Anzeige sichtbar. Als zweite Anzeige dient beispielsweise ein
LC-Bildschirm.
-
Nachteilig
ist allgemein bei solchen Anzeigeeinheiten, dass in benachbarten
Bereichen des Strahlteilers Fremdlicht auftreten kann. Dieses Fremdlicht
führt zur
Kontrastverminderung und stört das
Ablesen der zweiten Anzeige. Bei einem Kraftfahrzeug blickt der
Betrachter in der Regel schräg von
oben auf die Anzeigeeinheit. Deshalb kann die zweite Anzeige bei
der bekannten Anzeigeeinheit nicht unterhalb des Strahlteilers angeordnet
sein, wenn man ohne einen tiefen Schacht den unmittelbaren Einblick
auf die zweite Anzeige vermeiden will. Die zweite Anzeige wird daher
in der vorgenannten Schrift in einem Hutzenbereich oberhalb der
ersten Anzeige angeordnet.
-
Diese
Anordnung führt
zu einem großen Bauvolumen
der Anzeigeeinheit im Hutzenbereich.
-
Die
DE 39 41 231 A1 beschreibt
eine Anzeige, bei der eine Folie mit Mikrolamellen vor der eigentlichen
Anzeige angeordnet ist, um den Blickwinkel einzuschränken, unter
dem die Informationen der Anzeige wahrnehmbar sind.
-
Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anzeigeeinheit der eingangs
genannten Art so zu gestalten, dass störendes Fremdlicht bei eingeschalteter
zweiter Anzeige vermindert sowie ein unmittelbarer Einblick auf
die zweite Anzeige vermieden wird.
-
Dieses
Problem wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass vor der zweiten Anzeige ein optisches Element angeordnet ist,
das in Richtung von der zweiten Anzeige zum Strahlteiler eine hohe
und in Richtung von der zweiten Anzeige zu dem Betrachter eine geringe
Transmission besitzt. Dabei kann das optische Element auf den Strahlteiler
hin ausgerichtete, im Wesentlichen quer zu dem Betrachter verlaufende
Lamellen besitzen.
-
Durch
den Einsatz eines derartig gestalteten optischen Elements gelangt
das Licht ausgehend von der zweiten Anzeige ausschließlich auf
den Strahlteiler. Die zweite Anzeige kann an beliebiger Stelle der
Anzeigeeinheit ange ordnet sein, ohne daß störendes Fremdlicht von der Beobachtungsposition aus
auf die zweite Anzeige gelangt. Hierdurch ist die zweite Anzeige
besonders gut abzulesen. Weiterhin kann die zweite Anzeige an einer
beliebigen Stelle der Anzeigeeinheit angeordnet sein, da sie von
einem vor der Anzeigeeinheit befindlichen Betrachter nicht zu sehen
ist. Beispielsweise kann nun die zweite Anzeige im unteren Bereich
der Anzeigeeinheit angeordnet sein, wo in der Regel genügend freier
Raum ist.
-
Das
optische Element läßt sich
gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung einfach verwirklichen, wenn es eine
auf die zweite Anzeige aufgebrachte Lamellenfolie ist. Eine solche
Lamellenfolie hat die Eigenschaft, Licht nur in einem Winkelbereich
von ungefähr
30° zur
Oberflächennormalen durchzulassen.
Außerhalb
dieses Winkelbereichs auf die Lamellenfolie auftreffendes Licht
wird absorbiert und teilweise reflektiert. Hierdurch ist die zweite
Anzeige auch bei einer leichten Änderung
der Position des Betrachters deutlich zu erkennen, solange nur die
Sehstrahlen des Betrachters in den o.g. Winkelbereich fallen.
-
Der
Strahlteiler ist transflektiv ausgebildet, um eine Transmission
des von der ersten Anzeige abgestrahlten Lichts und eine Reflexion
des Lichts der zweiten Anzeige zu gewährleisten. Wenn die beiden
Anzeigen mit einer unterschiedlichen Wellenlänge des Lichts arbeiten, kann
der Aufwand für
die Beleuchtung der ersten Anzeige verringert werden, indem der
Strahlteiler eine von der Wellenlänge des Lichts abhängige (wellenlängenselektive)
Verspiegelung hat. Wenn beispielsweise die erste Anzeige mit rotem
Licht ausgeleuchtet ist und die Einblendung der zweiten Anzeige
beispielsweise mit blauem oder grünem Licht erfolgt, ist die
Verspiegelung derart zu wählen,
daß blaues oder
grünes
Licht besonders gut reflektiert und rotes Licht besonders gut transmittiert wird.
-
Die
zweite Anzeige ist gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gut
ablesbar, wenn vor der ersten Anzeige als optisches Element eine
in ihrem Transmissionsvermögen
elektrisch schaltbare Folie angeordnet ist. Hierdurch wird bei einem
Umschalten auf die zweite Anzeige die erste Anzeige unsichtbar.
-
Eine
separat zu montierende mechanische Blende zum Verdecken der ersten
Anzeige wird vermieden, wenn der Strahlteiler in seinem Transmissionsvermögen elektrisch
schaltbar ist. Dies läßt sich beispielsweise
mit einer sogenannten NACP-Folie erreichen, die auf den Strahlteiler
aufgebracht wird. Bei Verspiegelung dieser Folie kann sie gleichzeitig als
Strahlteiler und optischer Schalter wirken.
-
Die
Verringerung des Transmissionsvermögens des Strahlteilers bei
eingeschalteter zweiter Anzeige gestaltet sich besonders einfach,
wenn der Strahlteiler eine großflächige LCD-Zelle
ist.
-
Die
Erfindung läßt zahlreiche
Ausführungsformen
zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon
in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt in
-
1 einen
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anzeigeeinheit,
-
2 einen
Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit,
-
3 eine
stark vergrößerte Darstellung
einer Lamellenfolie aus 1 oder 2,
-
4 ein
Diagramm der Transmission über dem
Abstrahlwinkel der zweiten Anzeige der Anzeigeeinheit nach 1,
-
5 ein
Diagramm der Transmission und Reflexion des Strahlteilers über der
Wellenlänge
des Lichts der Lichtquellen der Anzeigeeinheit nach 1.
-
Die 1 zeigt
eine Anzeigeeinheit 1 mit einer von einem Betrachter 2 aus
gesehen hinter einem Strahlteiler 3 angeordneten ersten
Anzeige 4 und mit einer im unteren Bereich vor dem Strahlteiler 3 angeordneten
zweiten Anzeige 5. Im oberen Bereich hat die Anzeigeeinheit 1 eine
Nutze 6. Zu dem Betrachter 2 hin ist sie von einem
Deckglas 7 begrenzt. Der Strahlteiler 3 ist mit
einer transflektiven Schicht 8 versehen, die eine Transmission
des Lichts von der ersten Anzeige 4 und eine Reflexion
des Lichts von der zweiten Anzeige 5 ermöglicht.
Diese transflektive Schicht kann eine Abhängigkeit von der Wellenlänge des
Lichts aufweisen. Die zweite Anzeige 5 hat einen hinter
einer Anzeigefläche 9 angeordneten
Flächenstrahler 10.
Der Flächenstrahler 10 dient
der Durchleuchtung der Anzeigefläche 9,
bei der es sich beispielsweise um ein Dia oder einen LC-Bildschirm
handeln kann. Auf der Anzeigefläche 9 befindet
sich eine Lamellenfolie 11, welche aus einer Vielzahl von
senkrecht ausgerichteten, im wesentlichen quer zum Betrachter 2 verlaufenden
Lamellen 12 besteht. Die Lamellen 12 weisen damit
in Richtung Strahlteiler 3.
-
Bei
ausgeschaltetem Flächenstrahler 10 ist die
erste Anzeige 4 von dem Betrachter 2 aus zu erkennen.
Nach einem Einschalten des Flächenstrahlers 10 und
einem Verdunkeln der ersten Anzeige 4 wird die erste Anzeige 4 für den Betrachter 2 unsichtbar.
Für den
Betrachter 2 ist dann nur noch die zweite Anzeige 5 sichtbar,
die nach dem Einschalten des Flächenstrahlers 10 über den
Strahlteiler 3 zu betrachten ist. Die Lamellenfolie 11 auf
der Anzeigefläche 9 dient
dazu, den Abstrahlungswinkel des von der Anzeigefläche 9 abgestrahlten
Lichts zu begrenzen. In der Zeichnung sind strichpunktiert Strahlengänge des
Lichts eingezeichnet. Die Winkel α kennzeichnen
jeweils den Winkelbereich zur Oberflächennormalen, in dem das Licht
von der Lamellenfolie 11 transmittiert wird. Außerhalb
dieses Winkelbereiches wird von der Lammellenfolie 11 kein
Licht transmittiert, folglich kann auch ein Betrachter 2,
dessen Sehstrahlen außerhalb
dieses Winkelbereiches liegen, die Anzeigefläche 9 nicht sehen.
-
Die
Ausführungsform
in 2 unterscheidet sich von der aus 1 dadurch,
daß unmittelbar
vor der ersten Anzeige 4 eine in ihrem Transmissionsvermögen elektrisch
schaltbare Folie 13 angeordnet ist. Diese Folie 13 verhindert
einen Einblick auf die erste Anzeige 4 bei einem Umschalten
auf die zweite Anzeige 5, indem sie nicht-transparent geschaltet
ist.
-
In 3 ist
ein stark vergrößerter Ausschnitt der
Lamellenfolie 11 aus 1 dargestellt.
In der Lamellenfolie 11 sind eine Vielzahl von Lamellen 12 eng nebeneinander,
senkrecht stehend angeordnet. Diese Lamellen 12 führen zu
einer blickwinkelabhängigen
Transmission des auftreffenden Lichts. Hierdurch entstehen zwei
schmale Winkelbereiche α zur Oberflächennormalen,
durch die die Lamellenfolie 12 Licht durchläßt.
-
Diese
blickwinkelabhängige
Transmission ist im Diagramm der 4 qualitativ
dargestellt, das die Transmission über dem Abstrahlungswinkel 6 der Anzeigefläche 9 zeigt.
-
5 zeigt
ein Diagramm, in dem qualitativ die Transmission und Reflexion eines
Strahlteilers über
der Wellenlänge
des Lichts der Lichtquellen der ersten Anzeige (Kurve A Transmission)
und der zweiten Anzeige (Kurve B Reflexion) dargestellt ist, wobei die
Transmission und damit auch die Spiegelung des Strahlteilers von
der Wellenlänge
des Lichts abhängig
ist. Dabei wird die erste Anzeige mit rotem Licht und die zweite
Anzeige mit grünem
Licht beleuchtet. Die Kurven zeigen, daß das grüne Licht der zweiten Anzeige
besonders gut am Strahlteiler reflektiert wird, während rotes
Licht der ersten Anzeige besonders gut durch den Strahlteiler transmittiert
wird.