[0001] Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer Anzeige, welche Anzeige
zumindest zeitweise zumindest bereichsweise transparent schaltbar ist und auf diese
Weise auf den von einem Betrachter aus hinter der Anzeigevorrichtung befindlichen
Hintergrund in dem transparent geschalteten Bereich der Anzeige erkennen lässt.
[0002] Anzeigevorrichtungen der vorgenannten Art finden bisweilen Anwendung bei Artikeln
der Konsumgüterindustrie, z. B. bei elektronischen Standuhren, welche mittels dieser
Anordnung ein besonderes Design aufweisen. Trotz des starken Wunsches im Bereich der
Ausstattung von Kraftfahrzeugen, finden derartige transparente Displays hier bisher
keinerlei Anwendung, weil die üblicherweise wechselnden Lichtverhältnisse beim Betrieb
eines Kraftfahrzeugs eine mangelhafte Ablesbarkeit derartiger Anzeigen zur Folge haben.
Ist beispielsweise die Anzeige auf den transparenten Display für eine gute Ablesbarkeit
bei starkem Umgebungslicht ausgelegt, indem beispielsweise schwarze Ziffern auf dem
ansonsten transparenten Anzeigefeld erzeugt werden, vermag der Kraftfahrzeugführer
bei einer Fahrt in einer Umgebung schwachen Fremdlichts, beispielsweise bei einer
Fahrt durch einen Tunnel, die Anzeige nicht mehr abzulesen. Die mangelnde Ablesbarkeit
herkömmlicher transparenter Anzeigefelder ist aber bereits bei schwankenden Lichtverhältnissen
zu verzeichnen, beispielsweise bei einer gewöhnlichen Kurvenfahrt in eine Gegenlichtsituation
oder aus einer Gegenlichtsituation heraus. Schon hier vermag das menschliche Auge
die dargestellte Information aufgrund des stark schwankenden Kontrastes und des erheblichen
Helligkeitsunterschiedes nicht mehr befriedigend zu erfassen.
[0003] Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Stands der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung mit einer zumindest bereichsweise und
zeitweise transparenten Anzeige zu schaffen, welche auch bei wechselnden Lichtverhältnissen
gut ablesbar ist.
[0004] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Anzeige zumindest bereichsweise
einen schaltbaren ersten Filter aufweist, welcher zwischen einer im Wesentlichen diffusen,
zumindest teilweisen Transmission und einer im Wesentlichen transparenten zumindest
teilweisen Transmission hin- und her schaltbar ist. Die Möglichkeit der diffusen Transmission
eliminiert den störenden Einfluss der wechselnden Umgebungslichtverhältnisse auf die
Ablesbarkeit der Anzeige bedarfsgerecht. So kann beispielsweise bei Tageslicht mittels
Schaltung des ersten Filters in den diffus streuenden Modus ein homogen leuchtender
Hintergrund erzeugt werden, auf der die zu vermittelnde Information dargestellt wird.
Erhöht sich die Helligkeit des Umgebungslichts, wird im gleichen Maße vorteilhaft
auch der homogen leuchtende Hintergrund heller. Die Kontrastverhältnisse bleiben aufgrund
der diffusen Streuung der Hintergrundbeleuchtung in höchstem Maße konstant trotz wechselnder
Lichtverhältnisse. Für einen Betrieb im Dunkeln oder bei Nacht, wenn Helligkeitsschwankungen
des Hintergrundes weniger stark ausfallen, ist es zweckmäßig, den ersten Filter im
Wesentlichen transparent zu betreiben und gegebenenfalls zusätzlich zu beleuchten.
[0005] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste Filter eine
Polymer-Dispers-Flüssigkristallzelle ist, bzw. ein Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display
(PDLCD). Ein PDLCD lässt sich außerordentlich gut ablesen, weil es keinen Polarisationsfilter
erfordert und daher besonders hell ist. Darüber hinaus sind PDLCD's, weil es einer
großen Genauigkeit hinsichtlich der Dicke der Flüssigkristall-Dispersions-Schicht
nicht bedarf, gegenüber anderen bekannten Anzeigevorrichtungen verhältnismäßig preisgünstig
herstellbar.
[0006] Mit Vorteil wird das PDLCD in der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung matrixmäßig
ansteuerbar ausgebildet, so dass die darzustellende Information direkt auf diesem
angezeigt werden kann. Daneben oder stattdessen kann das PDLCD auch ansteuerbare Segmente
aufweisen, mittels welchen Symbole anzeigbar sind, beispielsweise in Machart einer
7-Segment-Anzeige.
[0007] Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einem Kraftfahrzeug als
Informationssystem ist es sinnvoll, wenn die Anzeigevorrichtung so angeordnet ist,
dass von außen einstrahlendes Umgebungslicht hindurchtreten und von dem Betrachter
wahrgenommen werden kann und der Betrachter das von ihm aus hinter der Anzeigevorrichtung
befindliche Landschaftsbild auf Wunsch in den transparent geschalteten Bereichen der
Anzeige erkennen kann. Sollte eben das Landschaftsbild als störend empfunden werden,
kann die Ablesbarkeit mittels der Umschaltung in den diffus streuenden Modus des ersten
Filters verbessert werden.
[0008] Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in Reihe zu
dem ersten Filter ein zweiter Filter angeordnet ist, welcher zumindest bereichsweise
zwischen einem ersten Zustand, in welchem er im Wesentlichen transmissiv ist und einem
zweiten Zustand, in welchen er im Wesentlichen nicht transmissiv ist, hin- und her
schaltbar ist. Ebenso wie bei der Schaltbarkeit des ersten Filters ist auch bei der
Schaltbarkeit des zweiten Filters nicht nur das rein binäre Einstellen zweier unterschiedlicher
Zustände sinnvoll sondern bevorzugt auch eine graduelle Anpassung der Transparenz
bzw. der Streuwirkung bei dem ersten Filter und der Transmission bei dem zweiten Filter.
Auf diese Weise kann stets eine optimale Anpassung an die Umgebungssituation erfolgen
und der Benutzer kann je nach seiner Präferenz, beispielsweise mittels eines Reglers,
gewünschte Helligkeiten und Streuwirkungen einstellen, welche ihm jeweils einen mehr
oder weniger scharfen Kontrast bieten. Vorzugsweise ist stattdessen oder zusätzlich
zu der Einstellmöglichkeit für den Benutzer eine automatische Anpassung der Streuwirkung
und der Helligkeit an das Umgebungslicht bevorzugt.
[0009] Zweckmäßig ist der zweite Filter als Flüssigkristallzelle (LCD), insbesondere als
Positiv-LCD ausgebildet. Hierbei kommen insbesondere sämtliche Arten transparenter
und graphikfähiger Flüssigkristalldisplays in Frage, bevorzugt auch Anzeigen mit der
Fähigkeit zur farbigen Darstellung. Hierbei ist es besonders sinnvoll, wenn der zweite
Filter im ersten Zustand nicht nur transmissiv ist sondern im Wesentlichen transparent
ist. Bei Bedarf lässt sich so der Hintergrund durch die Anzeige hindurch erkennen.
[0010] Für eine hervorragende Ablesbarkeit bei sämtlichen Umgebungslichtbedingungen, insbesondere
bei Dunkelheit, ist es sinnvoll, wenn von dem Betrachter aus hinter der Anzeige eine
Hintergrundbeleuchtung angeordnet ist. Unter Ausnutzung der besonderen Eigenschaften
des ersten Filters ist mit Vorteil die Anordnung mindestens einer Beleuchtung möglich,
welche im Wesentlichen senkrecht zur Betrachtungsrichtung seitlich in den ersten Filter
einstrahlt. Ist der Strahlengang dieser Lichtquelle im Wesentlichen parallel zu der
Anzeigeebene, findet eine Auskopplung in Richtung des Betrachters lediglich in den
Bereichen statt, in welchen der erste Filter diffus streuend geschaltet ist. In übrigen
Bereichen nimmt der Betrachter keinerlei Beleuchtung wahr. Auf diese Weise lassen
sich sinnvoll die darzustellenden Informationen in Form von Symbolen und ähnlichen
Gestaltungen anzeigen. Bei einer Anordnung einer Beleuchtung hinter der Anzeige ist
diese zweckmäßig transparent ausgebildet, beispielsweise als flächige organische Leuchtdiode
(OLED).
[0011] Damit es für eine gute Ablesbarkeit nicht einer ständigen händischen Korrektur durch
den Betrachter bedarf, ist es zweckmäßig, wenn die Anzeigevorrichtung mindestens einen
Sensor und eine Steuerung aufweist, der Sensor die Umgebungshelligkeit misst und das
Ergebnis der Messung an die Steuerung der Anzeigevorrichtung übermittelt wird. Die
Steuerung der Anzeigevorrichtung passt dementsprechend die Streuwirkung des ersten
Filters und die Transmission des zweiten Filters bereichsweise auf die Umgebungslichtbedingungen
und die darzustellenden Informationen an.
[0012] Neben der Anzeigevorrichtung und deren vorteilhaften Weiterbildungen schlägt die
Erfindung zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anzeigevorrichtung
vor, bei welchem die Umgebungshelligkeit gemessen wird und bei Überschreitung einer
bestimmten Helligkeit der erste Filter im Wesentlichen diffus geschaltet wird und
auf einer Anzeige der Anzeigevorrichtung darzustellende Informationen mittels eines
in Betrachtungsrichtung in Reihe zu dem ersten Filter angeordneten zweiten Filters,
welcher zumindest bereichsweise zwischen einem im Wesentlichen transmissiven und einen
im Wesentlichen nichttransmissiven Zustand hin- und her schaltbar ist und mittels
Schaltung dieser Bereiche die darzustellenden Information anzeigbar ist, angezeigt
werden. Diese Art der Ansteuerung verhilft der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
aufgabengemäß bei wechselnden Lichtverhältnissen zu einer hervorragenden Ablesbarkeit.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ablesbarkeit bei Dunkelheit
verbessert, wenn bei Unterschreitung der gemessenen Umgebungshelligkeit unter eine
bestimmte Helligkeit der zweite Filter im Wesentlichen transmissiv oder transparent
geschaltet wird und auf der Anzeige darzustellende Informationen mittels des ersten
Filters, welcher bereichsweise zur Anzeige der darzustellenden Informationen angesteuert
wird, angezeigt werden. Hierbei ist die Beleuchtung, wie zuvor beschrieben, mittels
einer transparenten rückwärtigen Beleuchtung der Anzeige oder einer seitlich in den
ersten Filter einstrahlenden Lichtquelle zweckmäßig.
[0013] Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf Zeichnungen lediglich zur Verdeutlichung ohne Einschränkung auf die beschriebenen
Beispiele näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1:
- eine schematische Darstellung einer Einbausituation einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
in einem Kraftfahrzeug und die Wirkungsweise,
- Figur 2:
- eine schematische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
im vom Umgebungslicht gespeisten Durchlichtbetrieb,
- Figur 3:
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einer
transparenten Hintergrundbeleuchtung,
- Figur 4:
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einer
seitlich in den ersten Filter einstrahlenden Lichtquelle,
- Figur 5:
- eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung.
[0014] In der Darstellung der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 mit
dem Bezugszeichen 1 versehen und in ein Kraftfahrzeug 2 eingebaut. Ein das Kraftfahrzeug
2 führender Betrachter 3 der Anzeigevorrichtung 1 nimmt auf der Anzeige 4 die auszugsweise
detailliert dargestellte Information 5 wahr. Bei der Information 5 handelt es sich
um die Anzeige der momentanen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 2, wobei die
Anzeige 4 aufgrund ihrer Transparenz das im Hintergrund der Anzeige 4 befindliche
Landschaftsbild 6 erkennen lässt.
[0015] Figur 2 zeigt eine einfache Gestaltung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
1 schematisch. Die Anzeige 4 der Anzeigevorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus
einem ersten Filter 10 und einem zweiten Filter 12, wobei der erste Filter 10 als
Polymer-Dispers-Display (PDLCD) und der zweite Filter 12 als Flüssigkristall-Display
13 ausgebildet ist. Das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11 lässt sich hinsichtlich
der Transparenz bzw. der Streuwirkung in der Weise verändern, dass beispielsweise
eine völlige Transparenz einstellbar ist, bei welcher das Landschaftsbild 6 mittels
des Umgebungslichts 7 durch die Anzeige 4 klar zu erkennen ist oder dass beispielsweise
bei vollständig diffuser Streuung die Anzeige 54, bis auf etwaige dargestellte Information,
als homogen von dem Umgebungslicht 7 erleuchteten Anzeigefläche erscheint.
[0016] Die in Figur 3 dargestellte Ausbildung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
1 weist zusätzlich zu dem ersten Filter 10 und den in Betrachtungsrichtung folgenden
zweiten Filter 12 eine transparente, flächige Hintergrundbeleuchtung 14 auf, mittels
welcher bei Dunkelheit die mittels des als Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display
11 ausgebildeten ersten Filters oder des als Flüssigkristall-Display 13 ausgebildeten
zweiten Filters 12 dargestellte Information 5 dem Betrachter 3 zur Anzeige gebracht
werden können.
[0017] Die in Figur 4 dargestellte Ausbildung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
1 sieht vor, dass mittels einer seitlich angeordneten Beleuchtung 15 die aufgrund
matrixmäßiger Ansteuerung des ersten Filters 10 oder des zweiten Filters 12, welche
als Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11, bzw. als Flüssigkristall-Display 13
ausgebildet sind, dargestellte Information 5 den Betrachter 3 zur Anzeige gebracht
werden. Der im Wesentlichen parallele Strahlengang der Beleuchtung 15 wird in zur
Darstellung der Information 5 angesteuerten Bereichen gestreut und auf diese Weise
in das Auge des Betrachters 3 gelenkt. Nicht gestreutes Licht der Beleuchtung 15 erreicht
das Auge des Betrachters 3 nicht.
[0018] Figur 5 zeigt eine Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 gemäß
dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Anzeigevorrichtung 1 sowohl im Tagbetrieb
21 als auch im Nachtbetrieb 22 synoptisch. Die dargestellte Anzeigevorrichtung 1 umfasst
im Wesentlichen in einer Reihenfolge von dem Betrachter 3 aus ein Positiv-Flüssigkristall-Display
23, ein Polymer-Dispers-Flüsigkristall-Display 24 und eine transparent ausgebildete
Hintergrundbeleuchtung 25. Zusätzlich umfasst die Anzeigevorrichtung 1 eine Steuerung
26, welche im Zusammenwirken mit einem Sensor 27 zur Messung der Umgebungshelligkeit
der Ansteuerung der Anzeige 4 dient.
[0019] Im Falle des Tagbetriebs 21 schaltet die Steuerung 26 aufgrund der gemessenen Helligkeit
des Umgebungslichts 7 die Hintergrundbeleuchtung 25 ab. Weitestgehend ungeschwächt
durchdringt das einfallende Umgebungslicht 7 die Hintergrundbeleuchtung 25 und trifft
auf den ersten Filter 10 bzw. das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display 11, welches
von der Steuerung 26 in den diffus streuenden Modus geschaltet ist. Von dem ersten
Filter 10 diffus gestreut trifft das transmittierte Licht auf das Positiv-Flüssigkristall-Display
23, das von der Steuerung 26 die matrixmäßigen Steuerungsbefehle zur graphischen Darstellung
eines Symbols 30 empfangen hat. Das Symbol 30 zeigt sich dem Betrachter 3 auf der
Anzeige 4 der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 als dunkle Darstellung vor hellem
Hintergrund 31.
[0020] Während des Nachtbetriebs 22 schaltet die Steuerung 26 aufgrund der mittels des Sensors
27 gemessenen Dunkelheit die transparent ausgebildete Hintergrundbeleuchtung 25 ein.
Das von der Hintergrundbeleuchtung 25 emittierte Licht passiert den ersten Filter
10, welcher von der Steuerung 26 matrixmäßig segmentierte Graphikbefehle zur Darstellung
eines Symbols 30 empfängt. Der Bereich der Darstellung des Symbols 30 des Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Displays
24 ist aufgrund der Steuerbefehle transmissiv transparent geschaltet und der Bereich
des Hintergrunds 31 transmissiv diffus streuend. Das von dem Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display
24 transmittierte Licht trifft auf das Positiv-Flüssigkristall-Display 23, welches
von der Steuerung 26 transmissiv transparent geschaltet ist, so dass der Betrachter
3 in der Anzeige 4 eine Darstellung wahrnimmt, welche ein helles Symbol 30 aufweist
und einen aufgrund der diffusen Streuung dunkler beleuchteten Hintergrund 31. Wird,
statt einer hintergründigen Einstrahlung einer Beleuchtung 14, 25 eine seitliche Einkoppelung
aus einer seitlichen Beleuchtung 15 in den ersten Filter 10 bzw. das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display
11, 24 gewählt, ergibt sich ein im Wesentlichen dunkler Hintergrund 31 und ein helles
Symbol 30 mit gutem Kontrast für den Betrachter 3.
1. Anzeigevorrichtung (1) mit einer Anzeige (4), welche Anzeige (4) zumindest zeitweise
zumindest bereichsweise transparent schaltbar ist und auf diese Weise den von einem
Betrachter (3) aus hinter der Anzeigevorrichtung (1) befindlichen Hintergrund (31)
in den transparent geschalteten Bereichen der Anzeige (4) erkennen lässt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzeige (4) zumindest bereichsweise einen schaltbaren ersten Filter (10) aufweist,
welcher zwischen einer im Wesentlichen diffusen zumindest teilweisen Transmission
und einer im Wesentlichen transparenten zumindest teilweisen Transmission hin und
her schaltbar ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter (10) eine Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display (11) ist.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display (11) matrixmäßig ansteuerbar ist.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer-Dispers-Flüssigkristall-Display (11) ansteuerbare Segmente, insbesondere
zur Anzeige von Symbolen aufweist.
5. Kraftfahrzeuginformationssystem mit einer Anzeigevorrichtung (1) nach mindestens einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) so angeordnet ist, dass von außen einstrahlendes Umgebungslicht
(7) hindurch treten und von dem Betrachter (3) wahrgenommen werden kann und der Betrachter
(3) das von ihm aus hinter der Anzeigevorrichtung (1) befindliche Landschaftsbild
(6) in den transparent geschalteten Bereichen der Anzeige (4) erkennen kann.
6. Anzeigevorrichtung (1) nach mindestens einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu dem ersten Filter (10) ein zweiter Filter (12) angeordnet ist, welcher
zumindest bereichsweise zwischen einem ersten Zustand, in welchem er im Wesentlichen
transmissiv ist und einem zweiten Zustand, in welchem er im Wesentlichen nicht transmissiv
ist, hin und her schaltbar ist.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Filter (12) ein Flüssigkristall-Display ist.
8. Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Filter (12) ein Positiv-Flüssigkristall-Display LCD (23) ist.
9. Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6, 7, 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Filter (12) matrixmäßig ansteuerbar ist.
10. Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6, 7, 8, 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Filter (12) im ersten Zustand im Wesentlichen transparent ist.
11. Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Betrachter (3) aus hinter der Anzeige (4) eine Hintergrundbeleuchtung (14)
angeordnet ist.
12. Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Beleuchtung (15) im Wesentlichen senkrecht zur Betrachtungsrichtung
seitlich in den ersten Filter (10) einstrahlt.
13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung (15) einen im Wesentlichen parallelen Strahlengang zu der Anzeigeebene
erzeugt.
14. Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) mindestens einen Sensor (27) und eine Steuerung (26) aufweist,
der Sensor (27) die Umgebungshelligkeit misst und das Ergebnis der Messung an die
Steuerung (26) der Anzeigevorrichtung (1) übermittelt wird.
15. Verfahren zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umgebungshelligkeit gemessen wird,
- bei Überschreitung einer bestimmten Helligkeit der erste Filter (10) im Wesentlichen
diffus geschaltet wird und auf der Anzeige (4) darzustellende Informationen (5) mittels
eines in Betrachtungsrichtung in Reihe zu dem ersten Filter (10) angeordneten zweiten
Filter (12), welcher zumindest bereichsweise zwischen einem im Wesentlichen transmissiven
und einem im Wesentlichen nicht transmissiven Zustand hin und her schaltbar ist und
mittels Schaltung dieser Bereiche die darzustellende Information (5) anzeigbar ist,
angezeigt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umgebungshelligkeit gemessen wird,
- bei Unterschreitung einer bestimmten Helligkeit der zweite Filter im Wesentlichen
transmissiv oder transparent geschaltet wird und auf der Anzeige (4) darzustellende
Informationen (5) mittels des ersten Filters, welcher bereichsweise zur Anzeige (4)
der darzustellenden Information angesteuert wird, angezeigt werden.