DE69127431T2

DE69127431T2 - Anzeigegerät für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69127431T2
Application number: DE69127431T
Authority: DE
Inventors: Kunimitsu Aoki; Yoshiyuki Furuya; Tadashi Iino
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2011-12-24
Also published as: EP0492595A3; EP0492595A2; JPH0491384U; EP0492595B1; DE69127431D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist (nachstehend als "eine Fahrzeuganzeigeeinrichtung" bezeichnet), bei der das Bild, das auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird, zu dem Fahrersitz hin reflektiert wird, um dem Fahrer zu ermöglichen, Fahrdaten, wie z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, über das virtuelle Bild des angezeigten Bildes zu lesen.

Beschreibung des Standes der Technik

Eine Fahrzeuganzeigeeinrichtung wurde in einem internen Stand der Technik vorgeschlagen, wobei, um dem Fahrer zu ermöglichen, Fahrdaten schnell zu lesen, eine reflektierende Tafel verwendet wird, um das Anzeigebild an einer entfernten Stelle zu bilden.
In der Fahrzeuganzeigeeinrichtung erhöht sich der Abstand von dem gebildeten Anzeigebild mit der Länge der optischen Weglänge, die durch die Reflektion gebildet wird. Daher wurde eine Fahrzeuganzeigeeinrichtung beim Stand der Technik vorgeschlagen, bei der der Raum, der durch die optische Weglänge des reflektierenden Lichts eingenommen wird, vermindert wird, um die Einrichtung kompakt auszubilden, und die optische Weglänge wird in der Länge erhöht.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht, die eine Anordnung eines Beispiels der oben beschriebenen Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt.
In Fig. 3 bezeichnet eine Bezugszahl 11 eine Armaturenbrett; ein Bezugszahl 12 eine Meßinstrumentenhaube für das Armaturenbrett 11; eine Bezugszahl 21 eine Flüssigkeitskristallanzeigeeinheit oder eine Anzeigeeinheit des selbstlichtemittierenden Typs zum Anzeigen von Fahrdaten, wie z.B. die Fahrgeschwindigkeit; eine Bezugszahl 31 eine erste reflektierende Platte, die auf der Seite des Anzeigeschirms der Anzeigeeinheit 21 (d.h. auf der Anzeigelichtemissionsseite) angeordnet ist, wobei die erste reflektierende Platte lichtdurchlässig ist. Die erste reflektierende Platte 31 ist aus einer transparenten Rauchacrylplatte (smoke acrylic plate) hergestellt, die eine dunkle Farbe hat.
Ferner bezeichnet in Fig. 3 die Bezugszahl 41 eine zweite reflektierende Platte, die der Anzeigeeinheit 21 durch die erste reflektierende Platte 21 gegenüberliegt. Das Anzeigelicht von der Anzeigeeinheit wird durch die zweite reflektierende Platte 41 total reflektiert. Ferner bezeichnet in Fig. 3 ein Bezugszeichen E einen Betrachtungspunkt auf der Seite des Fahrersitzes, von dem das Bild, das auf der Anzeigeeinheit (nachstehend als "ein Anzeigebild" bezeichnet) angezeigt wird, wahrgenommen wird.
Nun wird die Arbeitsweise der Fahrzeuganzeigeeinrichtung, die so aufgebaut ist, beschrieben.
Das Licht des Bildes, das auf der Anzeigeeinheit 21 angezeigt wird, tritt durch die erste reflektierende Platte 31 hindurch und wird dann durch die zweite reflektierende Platte 41 totalreflektiert.
Das so durch die zweite reflektierende Platte 41 totalreflektierte Licht wird wiederum durch die erste reflektierende Platte zu dem Betrachtungspunkt E hin totalreflektiert.
Wenn daher eine Person die erste reflektierende Platte 31 vom Betrachtungspunkt E beobachtet, dann wird er das Bild wahrnehmen, das auf der Anzeigeeinheit 21 als ein virtuelles Bild X hinter der ersten reflektierenden Platte 31 angezeigt wird.
Das so wahrgenommene virtuelle Bild X wird an einem Abstand entfernt gebildet entsprechend der Länge der optischen Weglänge (optical path) in dem Bereich, den die zweite reflektierende Platte 41 abdeckt. Daher hat die Anzeige eine hervorragende Sichtbarkeit.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht, die die Anordnung eines anderen Beispieles einer herkömmlichen Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt. In Fig. 4 werden Teile, die funktionell jenen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszahlen oder Bezugszeichen bezeichnet.
Ferner bezeichnet in Fig. 4 die Bezugszahl 32 eine schwarze Überzugsschicht (film layer), die auf der ersten reflektierenden Platte 31 ausgebildet ist, außer auf dem Teil, durch welchen das Anzeigelicht der Anzeigeeinheit 21 zu der zweiten reflektierenden Platte 41 fortschreitet.
Die Arbeitsweise der Fahrzeuganzeigeeinrichtung, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird beschrieben.
Das Licht des Bildes, das auf der Anzeigeeinheit 21 angezeigt ist, tritt durch die erste reflektierende Platte 31 hindurch, während es durch die schwarze Überzugsschicht 32 begrenzt wird und wird dann durch die zweite reflektierende Platte 41 total reflektiert.
Daher wird in gleicher Weise, wie im Fall der in Fig. 3 gezeigten Fahrzeuganzeigeeinrichtung das virtuelle Bild X entfernt mit einem Abstand gebildet, der der Länge der optischen Weglänge in dem Bereich entspricht, der die zweite reflektierende Platte 41 abdeckt. Somit hat die Anzeige eine gute Sichtbarkeit.
Eine vergleichbare Fahrzeuganzeigeeinheit, die den Merkmalen entspricht, die in dem Oberbegriff angegeben sind, sind in der DE-B-19 44 211 offenbart.
Die herkömmlichen Fahrzeuganzeigeeinrichtungen sind so ausgebildet, wie sie oben beschrieben sind. Die in Fig. 3 gezeigte Fahrzeuganzeigeeinrichtung wird jedoch auf der Seite der hinteren Fläche der ersten reflektierenden Platte 31 durch das Licht, das von der Anzeigeeinheit 21 emittiert wird, teilweise beleuchtet, so daß das virteulle Bild X ein niedriges Kontrastverhältnis hat, wenn es wahrgenommen wird, d.h., das Anzeigebild erhält eine beträchtlich niedrige Anzeigequalität.
Da ferner die Anzeigeeinheit 21 unterhalb des Armaturenbretts 11 angeordnet ist, erhöht sich die Einrichtung in ihrer vertikalen Abmessung sehr, d.h., die Einrichtung wird unvermeidlich voluminös.
In der in Fig. 4 gezeigten Fahrzeuganzeigeeinrichtung ist die Anzeigeeinheit 21 höher positioniert, als die in Fig. 3 gezeigte Anzeigeeinheit. Daher ist die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung in vertikaler Abmessung kleiner, als die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung, d.h. die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung ist miniaturisiert verglichen mit der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung.
Die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung unterliegt jedoch dem gleichen Problem, daß das virtuelle Bild X ein niedriges Kontrastverhältnis hat, wenn es wahrgenommen wird, und daher hat das Anzeigebild eine beträchtlich niedrige Anzeigequalität, und ein anderes Problem besteht darin, daß, da die Anzeigeeinheit 21 höher positioniert ist, als die in Fig. 3 gezeigte Anzeigeeinheit, die Person die Anzeigeeinheit direkt vom Betrachtungspunkt E wahrnehmen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu beseitigen, die eine herkömmliche Anzeigeeinrichtung begleiten. Mehr im einzelnen ist es ein Ziel der Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, bei dem die vertikale Abmessung zur Miniaturisierung vermindert ist, und daß die Anzeigeeinheit nicht vom Fahrersitz aus (oder dem Betrachtungspunkt) zu sehen ist, wodurch das Anzeigebild in seiner Qualität verbessert wird.
Das vorstehende Ziel der Erfindung wurde durch den Patentgegenstand erzielt, wie er im Patentanspruch 1 definiert ist. Weitere Ausführungsformen wurden in den Unteransprüchen beansprucht. Es ist eine Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen, bei dem entsprechend der Erfindung ein Prisma erste und zweite Flächen aufweist, die zwischen der Anzeigeeinheit und der ersten reflektierenden Platte in einer solchen Weise angeordnet sind, daß die erste Fläche dem Anzeigeschirm (display screen) der Anzeigeeinheit gegenüberliegt, und daß die zweite Fläche der ersten reflektierenden Platte gegenüberliegt, um dem Anzeigelicht zu ermöglichen, das zu der ersten Fläche hin emittiert wird, zu der ersten reflektierenden Platte hin fortzuschreiten, wobei die erste und zweite Fläche einen Winkel zwischen sich bilden, so daß Licht, das von der Seite des Fahrersitzes aus aufgebracht wird, durch die erste Fläche totalreflektiert wird, und daß die übrigen Flächen des Prismas geschwärzt sind.
Die Fahrzeuganzeigeeinrichtung entsprechend der Erfindung ist, wie oben beschrieben, aufgebaut. Daher kann das Anzeigelicht von der Anzeigeeinheit durch die erste reflektierende Platte zu dem Fahrersitz hin reflektiert werden.
Wenn jedoch der Fahrer auf dem Fahrersitz zur Anzeigeeinheit schaut, kann er nur die geschwärzte Fläche des Prismas sehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die die Anordnung eines Beispiels einer Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt, die eine Ausführungsform dieser Erfindung bildet;
Fig. 2 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Prisma in der Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht, die die Anordnung eines Beispiels einer herkömmlichen Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt; und
Fig. 4 ist eine Seitenansicht, die die Anordnung eines anderen Beispiels der herkömmlichen Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die die Anordnung eines Beispiels einer Fahrzeuganzeigeeinrichtung zeigt, welche eine Ausführungsform der Erfindung bildet. In Fig. 1 sind daher Teile, die funktionell jenen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszahlen oder Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 51 ein Prisma mit einem dreieckigen Querschnitt, das zwischen der Anzeigeeinheit 21 und der ersten lichtdurchlässigen reflektierenden Platte 31 angeordnet ist. Das Prisma 51 weist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, eine erste Fläche 51a und eine zweite Fläche 51b auf, die zusammentreffen. Das Prisma 51 bricht das Anzeigelicht, das von der Anzeigeeinheit 21 zu der ersten Fläche 51a hin emittiert wird, um zu bewirken, daß es von der zweiten Fläche 51b zu dem Teil der ersten reflektierenden Platte 31 hin fortschreitet, wo keine schwarze Überzugsschicht 32 ausgebildet ist (nachstehend als "Fensterteil" bezeichnet, wo es verwendet wird) . Das Prisma 51 funktioniert außerdem wie folgt: Licht, das auf die zweite Fläche 51b von dem Betrachtungspunkt E aufgebracht wird, wird durch die erste Fläche 51a totalreflektiert.
Fig. 2 ist eine erläuternde Darstellung, die den Aufbau des Prismas 51 zeigt.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 51c eine dritte Fläche des Prismas 51; und das Bezugszeichen 52 bezeichnet eine schwarze Überzugsschicht, die auf der dritten Fläche 51c ausgebildet ist.
Ferner bezeichnet in Fig. 2 das Bezugszeichen Θ einen Prismenwinkel, der durch die ersten und zweiten Flächen 51a und 51b gebildet werden. Um den Phantomlichtstrahl (phantom light beam) L total zu reflektieren, der auf die zweite Fläche 51b von dem Betrachtungspunkt E aufgebracht wird, wie zuvor beschrieben wurde, ist der Winkel Ψ größer ausgeführt, als der kritische Winkel für die Totalreflektion an der ersten Fläche 51a.
Daher tritt der Phantomlichtstrahl N in das Prisma durch die erste Fläche 51b ein und wird dann durch die erste Fläche 51a totalreflektiert, so daß bewirkt wird, daß er zu der dritten Fläche 51c hin fortschreitet.
Die Arbeitsweise der Fahrzeuganzeigeeinheit, die so aufgebaut ist, wird beschrieben.
Das Anzeigelicht des Anzeigebildes, das von der Anzeigeeinheit emittiert wird, tritt durch das Prisma 51 und den Fensterteil der ersten reflektierenden Platte 31 hindurch und wird dann durch die zweite reflektierende Platte 41 totalreflektiert.
Das so totalreflektierte Licht wird wiederum durch die erste reflektierende Platte 31 zu dem Betrachtungspunkt E auf der Seite des Fahrersitzes hin totalreflektiert. Wenn daher die erste reflektierende Platte 31 von dem Betrachtungspunkt E wahrgenommen wird, kann das Anzeigebild auf der Anzeigeeinheit 21 als ein virtuelles Bild X hinter der ersten reflektierenden Platte 31 wahrgenommen werden, wie durch die Strich-Punkt-Linie in Fig. 1 angegeben ist.
Somit wird das virtuelle Bild X entfernt mit einem Abstand gebildet, der der Länge der optischen Weglänge in dem Bereich entspricht, der durch die zweite reflektierende Platte 41 abgedeckt wird. Das heißt, die Anzeige ist mit einer hohen Sichtbarkeit ausgeführt
Wenn der Fahrer auf das Prisma 51 von dem Betrachtungspunkt E schaut, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 angegeben ist, schreitet der Phantomlichtstrahl zu der schwarzen Überzugsschicht 51 fort, wie oben beschrieben wurde, und daher kann der Fahrer nicht die Anzeigeeinheit 21 sehen.
Wie oben beschrieben wurde, kann mit der Fahrzeuganzeigeeinrichtung entsprechend der Erfindung die Anzeigeeinheit 21 nicht vom Betrachtungspunkt E gesehen werden, und daher kann die Anzeigeeinheit oberhalb in dem Armaturenbrett 1 positioniert sein. Dieses ermöglicht eine Verminderung in der vertikalen Abmessung der Fahrzeuganzeigeeinrichtung, d.h., es ermöglicht eine Miniaturisierung der Anzeigeeinrichtung.
Wenn der Fahrer auf die Anzeigeeinheit 21 von dem Betrachtungspunkt E schaut, wird er die schwarze Überzugsschicht 52 auf dem Prisma 51 sehen.
In diesem Fall wird das virtuelle Bild X in dem dunklen Hintergrund in der Farbe des Lichts, das von der Anzeigeeinheit 21 emittiert wird, wahrgenommen. Das heißt, das virtuelle Bild X kann mit einem hohen Kontrast wahrgenommen werden. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die schwarze Überzugsschicht 52 auf der dritten Fläche 51c des Prismas ausgebildet, wobei jedoch die Erfindung nicht darauf oder dadurch begrenzt wird. Das heißt, anstatt der Ausbildung der schwarzen Überzugsschicht 52 kann irgendeine andere Oberflächenbehandlung verwendet werden, die die Oberfläche dunkel machen kann.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die dritte Fläche 51c schwarz ausgeführt. Das heißt, daß zumindest die dritte Fläche 51c des Prismas 51 geschwärzt sein sollte. Das heißt, die anderen Flächen, als die ersten und zweiten Flächen, können geschwärzt sein.
Wie oben beschrieben wurde, ist in der Fahrzeuganzeigeeinrichtung der Erfindung das Prisma mit den ersten und zweiten Flächen zwischen der Anzeigeeinheit und der ersten reflektierenden Platte in einer solchen Weise angeordnet, daß die erste Fläche dem Anzeigeschirm der Anzeigeeinheit gegenüberliegt und daß die zweite Fläche der ersten reflektierenden Platte gegenüberliegt, um zu ermöglichen, daß das Anzeigelicht zu der ersten Fläche hin emittiert, um zu der ersten reflektierenden Platte fortzuschreiten, wobei die erste und zweite Fläche einen Winkel zwischen sich bilden, so daß Licht, das auf die zweite Fläche von der Seite des Fahrersitzes aus aufgebracht wird, durch die erste Fläche totalreflektiert wird, und daß die übrigen Flächen des Prismas geschwärzt sind. Daher kann die Anzeigeeinrichtung in vertikaler Abmessung vermindert werden, d.h. sie kann stark miniaturisiert werden. Ferner kann die Anzeigeeinheit nicht vom Fahrersitz (oder dem Betrachtungspunkt E) gesehen werden, so daß das Anzeigebild eine hervorragende Anzeigequalität besitzt.

Claims

1. Fahrzeuganzeigeeinrichtung, mit:

einer Anzeigeeinheit (21) , die ein Anzeigelicht emittiert;

einer ersten lichtdurchlässige, reflektierenden Platte (31), die ein Paar Flächen aufweist, wobei eine Fläche der Seite eines Anzeigeschirms der Anzeigeeinheit (21) gegenüberliegt;

einer zweiten reflektierenden Platte (41), die der Anzeigeeinheit (21) durch die erste reflektierende Platte (31) gegenüberliegt, wobei die zweite reflektierende Platte (41) der anderen Fläche der ersten reflektierenden Platte (31) gegenüberliegt, wobei das Anzeigelicht zu einem Betrachtungspunkt (E) reflektiert wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung außerdem umfaßt:

ein Prisma (51), das zwischen der ersten reflektierenden Platte (31) und der Anzeigeeinheit (21) angeordnet ist;

wobei das Prisma (51) eine erste Fläche (51a) aufweist, die dem Anzeigeschirm der Anzeigeeinheit (21) gegenüberliegt und eine zweite Fläche (51b) aufweist, die der einen Fläche der ersten reflektierenden Platte (31) gegenüberliegt; und

wobei die zweite Fläche (51b) des Prismas (51) so ausgeführt ist, daß es das Anzeigelicht, das zu der ersten Fläche (51a) hin emittiert wird, zu der einen Fläche der ersten reflektierenden Platte (31) übertragen wird, wobei die ersten und zweiten Flächen (51a, 51b) des Prismas (51) einen Winkel (Θ) zwischen sich bilden, so daß Licht, das auf die zweite Fläche (51b) des Prismas (51) von der Seite des Betrachtungspunktes (E) aufgebracht wird, durch die erste Fläche (51a) des Prismas totalreflektiert wird, und wobei die verbleibenden Flächen (51c) des Prismas (51) dunkel ausgeführt sind.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Licht, das zu der zweiten Fläche (51b) des Prismas (51) von einer Seite der ersten reflektierenden Platte (31) übertragen wird, an der ersten Fläche (51a) reflektiert wird.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Prisma (51) eine dritte Fläche (51c) umfaßt, die geschwärzt ist.

4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, wobei die dritte Fläche (51c) so angeordnet ist, daß sie dem Winkel (Θ) gegenüberliegt.

5. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Prisma (51) in dreiseitige Pole geformt ist.

. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Fläche der ersten reflektierenden Platte (31) außer einem Teil in einer solchen Weise geschwärzt ist, daß das Anzeigelicht von der Anzeigeeinheit (21) zu der zweiten reflektierenden Platte (41) fortschreitet.