WO2024246124A1 - Display device having an ir camera for a vehicle - Google Patents
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- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/11—Function characteristic involving infrared radiation
Definitions
- the invention relates to a display device with an IR camera for a vehicle and in particular to a display device in which the IR camera is arranged behind the display surface of the display or, in other words, behind that surface of the display device which is enclosed by a frame which typically surrounds the display.
- the cameras used for this should be part of the display devices installed in the instrument panel for various reasons.
- the frame that typically surrounds the display device is generally suitable for accommodating the cameras in such display devices.
- the trend is increasingly moving towards making these frames as narrow as possible, so that there is no longer enough space in this area to accommodate the camera.
- the same applies to the edge area of the display itself, which is typically colored black on the display surface.
- the object of the invention is to provide a display device with an IR camera for a vehicle, in which the structure and arrangement of the individual optical and opto-electronic as well as lighting layers are the same both for the area of the display surface and for the IR camera.
- the invention proposes, according to a first variant, a display device with an IR camera for a vehicle, wherein the display device is provided with
- an electro-optical display having a front with a display surface and a back
- the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display
- IR light sources for emitting IR light, e.g. through the display into an area in front of the display surface of the display,
- first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge
- the first diffuser layer has a recess open to a portion of its outer edge, in which or with which a light guide plate is arranged in alignment, - wherein the light guide plate has a light entry edge exposed to the outer edge of the first diffuser layer and a light exit side facing the back of the display and
- the backlight unit has further light sources for emitting visible light into the exposed light entry edge of the light guide plate, which light exits from the light exit side of the light guide plate for backlighting the display, and
- an IR camera which is arranged within the backlight unit in alignment with the light guide plate.
- this first variant of the invention it is provided to use a direct backlighting unit for the display, in which the light sources emit their light directly in the direction of the display.
- a direct backlighting unit for the display, in which the light sources emit their light directly in the direction of the display.
- backlighting concepts require a diffuser layer between the backlighting unit and the display.
- BEF or DBEF layers can also be provided between the backlighting unit and the display.
- the diffuser layer in particular ensures scattering and thus homogenization of the backlight light and thus improved illumination of the display, such a measure is disadvantageous in a certain way if, as provided according to the invention, an IR camera is arranged behind or under the display, which receives IR light emitted by the display device after reflection in the area in front of the display surface of the display. This is because the received IR radiation is also negatively affected by the diffuser layer.
- the IR camera is arranged with its optical axis aligned with an edge recess of the diffuser layer.
- this would mean that backlight light penetrating this edge recess is no longer scattered or in the area connected to this recess aligned display area would have a different backlight intensity than the rest of the display area.
- the recess is now filled by a light guide plate, which is supplied with backlighting light according to the Edge Lit system.
- This backlighting light then reaches the display through the side of the light guide plate facing the display, i.e. via its light exit side.
- the light guide plate like the display, is permeable to IR radiation, so that IR radiation reflected from the area in front of the display surface reaches the IR camera unhindered.
- the backlight unit therefore has two types of light sources (typically in the form of LEDs) emitting light in the visible wavelength range, namely the direct-radiating light sources and the other light sources which enter the light guide plate via the light entry edge and exit via the light exit side.
- the direct-radiating light sources and the other light sources which enter the light guide plate via the light entry edge and exit via the light exit side.
- a display device of an IR camera for a vehicle is proposed, wherein the display device is provided with
- an electro-optical display having a front with a display surface and a back
- the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display
- IR light sources for emitting IR light into an area in front of the display surface of the display
- a first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge
- the first diffuser layer has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties in the form of prints and/or surface structures on its upper and/or lower side and/or has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties within the first diffuser layer
- the backlighting unit has further light sources for emitting visible light into the exposed outer edge section of the partial area of the outer edge area, which is provided for backlighting the display with light emerging from the top of the diffuser layer located in the partial area of the outer edge area, and
- an IR camera which is arranged within the backlight unit in alignment with the part of the outer edge area.
- the area of the first diffuser layer freed of diffusion properties is designed as an integral part of the first diffuser layer.
- the zone of the first diffuser layer essentially freed of diffuser properties is thereby realized in that the light distribution homogenization properties used in the form of prints and/or surface structures and/or light-refracting and/or light-deflecting particles located within the first diffuser layer gradually decrease in density towards the said zone of the first diffuser layer.
- the light guide plate should be designed to reflect light on its side surfaces adjacent to the diffuser layer, for example, have reflector layers.
- a display device with an IR camera for a vehicle is proposed, wherein the display device is provided with
- an electro-optical display having a front with a display surface and a back
- the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display
- IR light sources for emitting IR light, e.g. through the display into an area in front of the display surface of the display,
- first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge
- the first diffuser layer has a recess in which or with which a light guide plate is arranged in alignment with a light exit side facing the rear side of the display and a light entry side facing away from this for receiving visible light from light sources of the backlighting unit, and an IR camera that is arranged within the backlight unit in alignment with the light guide plate.
- the recess in the diffuser layer is conveniently located within the diffuser layer and is surrounded by the material of the diffuser layer.
- the recess is therefore spaced from the outer edge area of the diffuser layer on all sides.
- a light guide plate which is arranged on the optical axis of the IR camera.
- the underside of the light guide plate facing away from the display forms its light entry side and receives visible light from light sources of the backlight unit. This light emerges through the light guide plate distributed from its light exit side.
- light sources of the backlight unit are used to supply light to the light guide plate, which have their optical axes pointing directly towards the display.
- the light guide plate is transparent to IR radiation, so that reflected IR radiation from the area in front of the display surface reaches the IR camera essentially undisturbed.
- the light guide plate adjacent to the diffuser layer has light-reflecting side surfaces for reflecting light radiated into the light guide plate by the other light sources.
- the feeding of light from the backlight unit into the light guide plate can, as mentioned above, be achieved by the light sources of the backlight unit that radiate directly towards the display. These light sources are advantageously arranged at an angle. They are conveniently located around the camera and illuminate the light guide plate from below. [0021] Alternatively, it is possible for the light guide plate to have light guide projections pointing downwards in the direction of the light sources of the backlighting unit, with at least one such light guide projection being sufficient.
- the light guide projection can be designed in the form of a ring structure and has a light entry side facing away from the light guide plate, which in turn is opposite one or more light sources of the backlighting unit that emit visible light.
- a display device with an IR camera for a vehicle is proposed, wherein the display device is provided with
- the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display
- IR light sources for emitting IR light into an area (36) in front of the display surface of the display
- the first diffuser layer has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties in the form of prints and/or surface structures on its upper and/or lower side and/or has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties within the first diffuser layer
- an IR camera which is arranged within the backlight unit in alignment with the part of the outer edge area.
- the region of the first diffuser layer which is essentially free of diffuser properties is not located in the edge region of the first diffuser layer but rather within this diffuser layer, and is thus surrounded on all sides by regions of the first diffuser layer with diffuser properties.
- the region of the first diffuser layer which is essentially free of light distribution homogenization properties is achieved in the same way as in the second variant by gradually reducing the density of prints, surface structures or particles providing corresponding light distribution homogenization properties.
- an electro-optical display having a front with a display surface and a back
- the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display, - one or more IR light sources for emitting IR light, e.g. through the display into an area in front of the display surface of the display,
- first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge
- the first diffuser layer has a recess in which a carrier layer with OLEDs and/or micro-LEDs is arranged for emitting visible backlight light in the direction of the display, and
- an IR camera which is arranged within the backlight unit in alignment with the light guide plate.
- the recess in the diffuser layer is filled by a carrier layer with OLEDs and/or micro-LEDs, which in turn emit light directly towards the back of the display.
- the backlight unit As far as the design of the backlight unit is concerned, it can advantageously be provided that, in addition to the light sources radiating directly towards the back of the display, it also has reflectors. Both the light sources and any reflectors present are typically arranged in a 2D matrix structure. Within each reflector there is at least one light source for visible light. Such backlight units are also referred to as matrix direct backlight units.
- the backlight unit can also be designed with a light dimming function for selective local dimming of the backlight light, as described in WO-A-2022/029239.
- the content of this document is hereby incorporated by reference into the subject matter of the present disclosure.
- an optical brightness enhancement layer and/or an optical transreflective polarization layer can be arranged between the display and the backlight unit, which in turn have recesses which are aligned with the recess of the first diffuser layer.
- Suitable additional layers are the optical layers known in particular for displays with backlight light shining directly onto their rear side, such as a brightness enhancement layer (also known in the prior art as BEF, which is an acronym for the name of a commercially available optical film) or a transreflective polarization layer (known in the prior art as DBEF, which is also an acronym for the name of a commercially available optical film).
- a brightness enhancement layer also known in the prior art as BEF, which is an acronym for the name of a commercially available optical film
- DBEF transreflective polarization layer
- a display device with an IR camera for a vehicle is proposed to solve the above-mentioned problem, wherein the display device is provided with
- an electro-optical display having a front with a display surface and a back
- the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display
- IR light sources for emitting IR light through the display into an area in front of the display surface of the display
- a first diffuser layer arranged between the backlight unit and the display and having a peripheral outer edge, and an IR camera located in one of the reflectors of the backlight unit.
- a micro-IR camera is used, which is typically arranged together with at least one light source of the backlighting unit within one of the reflectors of the backlighting unit.
- This sixth variant of the invention can advantageously have a structure of the first diffuser layer as described above in connection with the first to fifth variants. All configurations of the first diffuser layer as described above are therefore possible for use in the display device according to the sixth variant.
- the display device can have a first mirror reflection polarization film arranged on the back of the display or opposite it for reflecting visible backlighting light, the polarization of which deviates from the polarization direction of a rear polarization filter of the display, wherein backlighting light reflected by the first mirror reflection polarization film can be reflected by the reflectors of the backlighting unit back towards the first mirror reflection polarization film while changing its polarization direction.
- the first mirror reflection polarization film also reflects IR light whose polarization deviates from the polarization direction of the rear polarization filter of the display, and that an IR reflection film is arranged below the IR light sources for reflecting IR light reflected by the first mirror reflection polarization film while changing the polarization direction.
- a further embodiment of the invention is characterized by a second mirror reflection polarization film arranged below the backlight unit for reflecting IR light whose polarization deviates from the polarization direction of a rear polarization filter of the display, and an IR reflection film arranged below the IR light sources for reflecting IR light reflected by the second mirror reflection polarization film while changing the polarization direction.
- the IR light sources emit NIR light, whereby the IR camera is accordingly an NIR camera.
- the IR camera is either two-dimensional or designed as a line camera and can be provided with an optical lens.
- the display surface of the display can advantageously also be used for entering commands by touching the display surface if a touch sensor is integrated accordingly, as can be realized, for example, by a touch panel.
- the IR light sources are also expediently part of the backlight unit. They also radiate their IR light directly towards the display and are arranged, for example, below the recess in the diffuser layer. In principle, however, it would also be possible to arrange the IR light sources in the edge area of the display or below and/or within its typically present border edge.
- the display device according to the invention can, according to the variants with a recess in the first diffuser layer, also have a further (second) diffuser layer, which also has a recess which in turn is aligned with the recess of the first diffuser layer or with the recesses of the optional optical layers, wherein the recess of this additional diffuser layer covers the transition from the light guide plate to the first diffuser layer with its edge region.
- the at least one IR light source can be arranged outside the display area, for example within a frame surrounding the display.
- the at least one IR light source can also be arranged below the diffuser layer, below the backlighting unit.
- An arrangement of the at least one IR light source within the backlighting unit is also possible.
- the at least one IR light source is not arranged outside the display area, it can be arranged with the diffuser properties, ie of Light distribution homogenization properties in the essentially free zone of the first diffuser layer are arranged in alignment.
- Fig. 1 is a schematic side view of the main components of a first embodiment of a display device essential to the invention
- Fig. 2 is a plan view of the display device according to Fig. 1 in the direction of arrow II,
- Fig. 3 is a schematic side view of the main components of a second embodiment of a display device that are essential to the invention
- Fig. 4 is a schematic side view of the main components of a third embodiment of a display device essential to the invention.
- Fig. 5 is a plan view of the display device according to Fig. 3 or Fig. 4 or Fig. 6 in the direction of arrow II,
- Fig. 6 is a schematic side view of the main components of a fourth embodiment of a display device essential to the invention.
- Fig. 7 is a schematic side view of the main components of another embodiment of a display device that are essential to the invention and Fig. 8 is a plan view of the reflector of the backlight unit of the embodiment according to Fig. 7, in which, in addition to at least one light source, the IR camera is also arranged in the form of a mini-camera.
- FIG. 9 two views (side and sectional views) of a further embodiment and 10 in which the area of the diffuser layer which is essentially free of light distribution homogenization properties is formed in one piece with the diffuser layer and thus, unlike the remaining area of the diffuser layer, has no light distribution homogenization properties, and
- Fig. 11 three variants of a first diffuser layer with light diffusion properties gradually decreasing towards the part area free or almost free of light distribution homogenization properties.
- FIG. 1 The figures show several embodiments of a display device according to the invention. If the individual embodiments contain elements that are identical in terms of construction or function, they are provided with the same reference numerals in the figures.
- Fig. 1 shows a first embodiment of a display device 10a with an IR camera.
- the display device 10a has a backlit display 12 based on LC technology, for example, which has a front side 14 with a display surface 16 and a back side 18.
- the optical stack 20 is typically provided with further optical layers, such as a BEF layer (Brightness Enhancement Film) and/or a DBEF layer and/or a DLRP layer (Direct Light Reflective Polarizer).
- BEF layer Bitness Enhancement Film
- DBEF layer Direct Light Reflective Polarizer
- Such optical layers for optimizing the backlighting of LC displays by backlighting light sources radiating directly towards the LC display 12 are known in the prior art. basically known, which is why reference is made to these known layers.
- a backlight unit 24 which has a carrier element 26 in the form of a circuit board, for example, on which backlight light sources 28, typically in the form of LEDs, and reflectors 30 are arranged.
- An IR camera 32 is also located on the carrier element 26.
- IR light sources 34 can also be located on the carrier element 26.
- IR light is now emitted into the area 36 in front of the display surface 16 through the optical stack 20 and through the display 12 (the latter when the IR light sources 34 are arranged below the display 12). If there is an object in this area, for example the face of a person looking at the display device 10a, the IR light is reflected and reaches the IR camera 32. If the reflected light had to pass through the optical stack 20, there would be a risk of the IR light being distorted, so that the IR camera 32 would only capture inferior camera images.
- the optical stack 20 is provided with a through-opening 38, which is represented, for example, in the first diffuser layer 22 as a recess 40.
- This recess 40 is shown in Fig. 2 as an edge recess of the first diffuser layer 22.
- the first diffuser layer 22 has a peripheral boundary edge 42, which is formed within one of its sections by the (light entry) edge 43 of a light guide plate 44 that is exposed within this section.
- the light guide plate 44 has the task of providing backlighting of the display 12 within the through-opening 38 of the optical stack 20.
- the backlighting to be implemented in this area is carried out by further light sources 46 for visible light arranged laterally to the said light entry edge 43 of the light guide plate 44, which radiate their light into the light entry edge 43 opposite them, whereby this light is reflected by the Light exit side 48 of the light guide plate 44 and thus from the top side 23 de is emitted in the direction of the display 12.
- the light guide plate 44 does not distort reflected IR light coming from the area 36, so that the IR camera 32 arranged in alignment with the light guide plate 44 receives the reflected IR light unadulterated or essentially unadulterated.
- the light guide plate 44 can be designed to reflect light in its side surfaces 50 adjacent to the first diffuser layer 22.
- Fig. 2 shows by way of example the positions within the display device 10a at which the IR light sources 34 can be arranged.
- a first variant of the arrangement of these IR light sources consists in that they are positioned outside the optical stack 20, for example in the edge region 52 and thus within a frame 54 of the display device 10a.
- they can be part of the backlight unit 24, in which case they can be arranged either below the optical stack 20 or below the light guide plate 44.
- the optical stack 20 expediently has a further diffuser layer 56, which also has a recess 58, which in its edge region covers the transition 60 of the light guide plate 44 to the first diffuser layer 22 or to the optical stack 20. This is indicated in Fig. 1.
- the display device 10b according to Fig. 3 differs from the embodiment according to Fig. 1 in that the light guide plate 44 is now illuminated from below, i.e. not from the edge, by light sources 28 of the carrier element 26 that emit visible light.
- the light guide plate 44 can advantageously have light guide projections 64 on its underside light entry side 62, the light entry side or sides 66 of which have light sources 28 for visible light which exits via the light exit side 48 of the light guide plate 44 in the direction of the display 12.
- the IR camera 32 is located below the light guide plate 44.
- the illumination of the light guide plate 44 is carried out by light sources 28 of the carrier element 26 which are advantageously slightly inclined for this purpose.
- the recess in the optical stack 20 can be surrounded on all sides by material from the layers of the optical stack 20. This is because there is no edge-lit illumination of the light guide plate 44 with backlighting light, as is the case in the embodiment of Figs. 1 and 2.
- FIG. 6 shows a further embodiment of a display device 10d according to the invention, in which a carrier element 67 provided with OLEDs or micro-LEDs (neither shown) is arranged in the through-opening 38 in the optical stack 20.
- the transparency for IR light through the carrier element 67 with the OLEDs or micro-LEDs is ensured, so that here too the IR camera 32, which is located below this carrier element 67 on the carrier element 26 of the backlight unit 24 (which also applies to all other embodiments of the display device according to the invention, as also shown in the figures), receives reflected IR light essentially undisturbed.
- FIGs. 7 and 8 an additional embodiment of a display device 10e according to the invention is shown.
- the optical stack 20 between the backlight unit 24 and the display 12 has no through-opening in this embodiment.
- the IR camera 32 is located together with one or more light sources 28 of the carrier element 26 within a reflector 30. This is shown in Fig. 8.
- the optical stack 20 can also have the design according to one of the previous or subsequently described embodiments.
- FIG. 9 A further embodiment of the invention is shown in Figures 9 and 10.
- the structure of the display device 10f shown in these figures is similar to that of the display device 10a in Figures 1 and 2, so that essentially the reference numerals used there can also be found in Figures 9 and 10.
- This diffuser layer 22' has light diffusion properties, i.e. light distribution homogenization properties in the form of light-refracting and/or light-deflecting properties, which can be implemented, for example, in the form of printing on the plastic layer, a surface structure of the plastic layer and/or in the form of particles within the plastic layer.
- the diffuser layer 22' has no or essentially no such light-refracting or light-deflecting properties, and is therefore "neutral" for reflected IR light in particular.
- This partial area is identified in Figures 9 and 10 with the reference symbol 44'. In this exemplary embodiment, this is located in an outer edge area 45, which has an exposed outer edge section 43' as a light entry edge for the partial area 44' within the boundary edge 42 of the first diffuser layer 22'.
- the backlighting light from the (edge-lit) light sources 46 of the backlighting unit 24 now shines into this light entry edge of the partial area 44'.
- the partial area 44' which is free or essentially free of light diffusion properties is formed by the light diffusion properties gradually decreasing as seen from the remaining area of the first diffuser layer 22'. This is indicated in Figs. 9 and 10 at 47' by It is graphically shown that the density of the points intended to represent the degree of light diffusion properties gradually decreases until finally in the partial area 44' no light diffusion properties exist anymore or essentially no light diffusion properties exist anymore.
- Figures 11 to 13 show various possibilities of influencing the degree of light diffusion properties of the first diffuser layer 22'.
- the light diffusion properties of the first diffuser layer 22 are achieved by particles within the diffuser layer 22'.
- this partial region 44' can finally be designed to be free of light diffusion properties.
- Fig. 12 shows an example in which the volume of the first diffuser layer 22' is free of light-refracting or light-deflecting particles in the entire area in which the gradual decrease in the light diffusion properties occurs, including the partial area 44'.
- the gradual decrease outside the partial area 44', which borders on this partial area 44', is achieved by a printing of the surface (top and bottom) of the diffuser layer 22' with a gradually decreasing density or by a gradual decrease in the density of any light-refracting or light-deflecting surface structures of the first diffuser layer 22' that may also be provided additionally.
- Fig. 13 shows that the light diffusion properties of the first diffuser layer 22' can be influenced by printing or Surface structure occurs in those areas in which the light diffusion properties are desired. Towards the partial area 44', there is then a gradually decreasing density of printing or surface structure in area 47'.
- Carrier element with OLEDs or micro-LEDs are Carrier element with OLEDs or micro-LEDs
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Abstract
Description
Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug Display device with IR camera for a vehicle
[0001] Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug und insbesondere eine Anzeigevorrichtung, bei der die IR- Kamera hinter der Anzeigefläche des Displays oder anders ausgedrückt hinter derjenigen Fläche der Anzeigevorrichtung angeordnet ist, die von einem Rahmen, der das Display typischerweise umgibt, eingeschlossen ist. [0001] The invention relates to a display device with an IR camera for a vehicle and in particular to a display device in which the IR camera is arranged behind the display surface of the display or, in other words, behind that surface of the display device which is enclosed by a frame which typically surrounds the display.
[0002] Zur Erhöhung der Sicherheit bei Fahrzeugen ist es schon seit längerem bekannt, den Fahrzeuginnenraum hinsichtlich möglicher Sicherheitsrisiken zu überwachen. Insbesondere ist es bekannt, das Gesicht des Fahrers zu erfassen, um beispielsweise anhand seiner Augenlidbewegung frühzeitig eine mögliche Ermüdung des Fahrers zu erkennen, um dann ein entsprechendes Alarmsignal ausgeben zu können. [0002] In order to increase vehicle safety, it has long been known to monitor the vehicle interior for possible safety risks. In particular, it is known to detect the driver's face in order to detect possible fatigue of the driver at an early stage, for example based on his eyelid movement, in order to then be able to issue an appropriate alarm signal.
[0003] Die hierfür eingesetzten Kameras sollten aus verschiedenen Gründen Bestandteil von in der Instrumententafel verbauten Anzeigevorrichtungen sein. Für die Unterbringung der Kameras in derartigen Anzeigevorrichtungen bietet sich grundsätzlich der Rahmen an, der typischerweise die Anzeigevorrichtung umgibt. Allerdings geht aus optischen Gründen der Trend mehr und mehr dahin, diese Rahmen so schmal wie möglich auszuführen, so dass in diesem Bereich nicht mehr der nötige Platz zur Verfügung steht, um die Kamera unterzubringen. Selbiges gilt auch für den Randbereich des Displays selbst, der typischerweise an der Anzeigefläche schwarz eingefärbt ist. [0003] The cameras used for this should be part of the display devices installed in the instrument panel for various reasons. The frame that typically surrounds the display device is generally suitable for accommodating the cameras in such display devices. However, for optical reasons, the trend is increasingly moving towards making these frames as narrow as possible, so that there is no longer enough space in this area to accommodate the camera. The same applies to the edge area of the display itself, which is typically colored black on the display surface.
[0004] Es ist bekannt, beispielsweise IR-Kameras hinter dem Display und hinter dessen Hinterleuchtungseinheit anzuordnen. Ein Beispiel für ein derartiges Konzept ist in EP-A-3 608 147 beschrieben. Allerdings werden bei diesem bekannten System für die IR-Kamera einerseits und die eigentliche Anzeigefläche andererseits zwei unterschiedliche Stapel von "optischen Filmen" verwendet, was unerwünscht sein kann. [0005] Verschiedene Anzeigevorrichtungen mit IR-Kameras sind aus DE-A-10 2019 212 306, DE-A-10 2017 217 193, DE-A-10 2017 217 916 und DE- A-10 2020 129 547 bekannt. Hinterleuchtungseinheiten für Displays sind z.B. in DE-A-10 2017 217 916 und DE-A-10 2020 202 917 beschrieben. [0004] It is known to arrange, for example, IR cameras behind the display and behind its backlight unit. An example of such a concept is described in EP-A-3 608 147. However, in this known system, two different stacks of "optical films" are used for the IR camera on the one hand and the actual display surface on the other hand, which can be undesirable. [0005] Various display devices with IR cameras are known from DE-A-10 2019 212 306, DE-A-10 2017 217 193, DE-A-10 2017 217 916 and DE-A-10 2020 129 547. Backlight units for displays are described, for example, in DE-A-10 2017 217 916 and DE-A-10 2020 202 917.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der der Aufbau und die Anordnung der einzelnen optischen und opto-elektronischen sowie Beleuchtungsschichten sowohl für den Bereich der Anzeigefläche als auch für die IR- Kamera gleich sind. [0006] The object of the invention is to provide a display device with an IR camera for a vehicle, in which the structure and arrangement of the individual optical and opto-electronic as well as lighting layers are the same both for the area of the display surface and for the IR camera.
[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung gemäß einer ersten Variante eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Anzeigevorrichtung versehen ist mit [0007] To achieve this object, the invention proposes, according to a first variant, a display device with an IR camera for a vehicle, wherein the display device is provided with
- einem elektrooptischen Display, das eine Vorderseite mit einer Anzeigefläche und eine Rückseite aufweist, - an electro-optical display having a front with a display surface and a back,
- einer der Rückseite des Displays zugewandten Hinterleuchtungsein- heit zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht zur Hinter- leuchtung des Displays, - a backlight unit facing the back of the display for emitting visible backlight light to backlight the display,
- wobei die Hinterleuchtungseinheit Reflektoren und Hinterleuchtungs- lichtquellen zur direkten Abstrahlung des Hinterleuchtungslichts in Richtung auf die Rückseite des Displays aufweist, - wherein the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display,
- einer oder mehreren IR-Lichtquellen zur Abstrahlung von IR-Licht z.B durch das Display hindurch in einen Bereich vor der Anzeigefläche des Displays, - one or more IR light sources for emitting IR light, e.g. through the display into an area in front of the display surface of the display,
- einer ersten Diffusorschicht, die zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display angeordnet ist und einen umlaufenden Außenrand aufweist, - a first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge,
- wobei die erste Diffusorschicht eine zu einem Abschnitt ihres Außenrandes offene Aussparung aufweist, in der oder mit der fluchtend eine Lichtleiterplatte angeordnet ist, - wobei die Lichtleiterplatte einen zum Außenrand der ersten Diffusorschicht freiliegenden Lichteintrittsrand und eine der Rückseite des Displays zugewandte Lichtaustrittsseite aufweist und - wherein the first diffuser layer has a recess open to a portion of its outer edge, in which or with which a light guide plate is arranged in alignment, - wherein the light guide plate has a light entry edge exposed to the outer edge of the first diffuser layer and a light exit side facing the back of the display and
- wobei die Hinterleuchtungseinheit weitere Lichtquellen zum Abstrahlen von sichtbarem Licht in den freiliegenden Lichteintrittsrand der Lichtleiterplatte aufweist, das zur Hinterleuchtung des Displays aus der Lichtaustrittsseite der Lichtleiterplatte austritt, und - wherein the backlight unit has further light sources for emitting visible light into the exposed light entry edge of the light guide plate, which light exits from the light exit side of the light guide plate for backlighting the display, and
- einer IR-Kamera, die innerhalb der Hinterleuchtungseinheit mit der Lichtleiterplatte fluchtend angeordnet ist. - an IR camera, which is arranged within the backlight unit in alignment with the light guide plate.
[0008] Bei dieser ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, eine Direkt- Hinterleuchtungseinheit für das Display zu verwenden, bei der die Lichtquellen ihr Licht direkt in Richtung des Displays abgeben. Typischerweise bedarf es bei derartigen Hinterleuchtungskonzepten einer Diffusorschicht zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display. Auch können sogenannten BEF- oder DBEF-Schichten zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display vorgesehen sein. [0008] In this first variant of the invention, it is provided to use a direct backlighting unit for the display, in which the light sources emit their light directly in the direction of the display. Typically, such backlighting concepts require a diffuser layer between the backlighting unit and the display. So-called BEF or DBEF layers can also be provided between the backlighting unit and the display.
[0009] Während insbesondere die Diffusorschicht für eine Streuung und damit Homogenisierung des Hinterleuchtungslichts und somit für eine verbesserte Ausleuchtung des Displays sorgt, ist eine derartige Maßnahme in gewisse Weise nachteilig, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, hinter bzw. unter dem Display eine IR-Kamera angeordnet ist, die von der Anzeigevorrichtung ausgesandtes IR-Licht nach Reflektion im Bereich vor der Anzeigefläche des Displays empfängt. Denn auch die empfangene IR-Strahlung wird durch die Diffusorschicht negativ beeinträchtigt. [0009] While the diffuser layer in particular ensures scattering and thus homogenization of the backlight light and thus improved illumination of the display, such a measure is disadvantageous in a certain way if, as provided according to the invention, an IR camera is arranged behind or under the display, which receives IR light emitted by the display device after reflection in the area in front of the display surface of the display. This is because the received IR radiation is also negatively affected by the diffuser layer.
[0010] Gemäß der ersten Variante der Erfindung ist daher vorgesehen, die IR-Kamera mit ihrer optischen Achse fluchtend zu einer Randaussparung der Diffusorschicht anzuordnen. Das allerdings würde nun bedeuten, dass diese Randaussparung durchdringendes Hinterleuchtungslicht nicht mehr gestreut wird bzw. in dem mit dieser Aussparung fluchtenden Anzeigeflächenbereich sich eine andere Hinterleuchtungsin- tensität einstellen würde als im restlichen Bereich der Anzeigefläche. [0010] According to the first variant of the invention, it is therefore provided that the IR camera is arranged with its optical axis aligned with an edge recess of the diffuser layer. However, this would mean that backlight light penetrating this edge recess is no longer scattered or in the area connected to this recess aligned display area would have a different backlight intensity than the rest of the display area.
[0011] Erfindungsgemäß wird nun die Aussparung von einer Lichtleiterplatte ausgefüllt, die nach dem System des Edge Lit mit Hinterleuchtungslicht versorgt wird. Dieses Hinterleuchtungslicht gelangt dann durch die dem Display zugewandten Seite der Lichtleiterplatte, also über deren Lichtaustrittsseite zum Display. Damit wird für eine homogenisierte Hinter- leuchtung des Displays auch im Bereich der Aussparung gesorgt. Die Lichterleiterplatte ist wie das Display für IR-Strahlung durchlässig, so dass aus dem Bereich vor der Anzeigefläche reflektierte IR-Strahlung ungehindert zur IR-Kamera gelangt. [0011] According to the invention, the recess is now filled by a light guide plate, which is supplied with backlighting light according to the Edge Lit system. This backlighting light then reaches the display through the side of the light guide plate facing the display, i.e. via its light exit side. This ensures homogenized backlighting of the display in the area of the recess as well. The light guide plate, like the display, is permeable to IR radiation, so that IR radiation reflected from the area in front of the display surface reaches the IR camera unhindered.
[0012] Die Hinterleuchtungseinheit weist also zwei Arten von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich abgebende Lichtquellen (typischerweise in Form von LEDs) auf, und zwar einerseits die direkt-strahlenden Lichtquellen und die weiteren Lichtquellen, die über den Lichteintrittsrand der Lichtleiterplatte in diese gelangt und über die Lichtaustrittsseite austritt. [0012] The backlight unit therefore has two types of light sources (typically in the form of LEDs) emitting light in the visible wavelength range, namely the direct-radiating light sources and the other light sources which enter the light guide plate via the light entry edge and exit via the light exit side.
[0013] Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung einer IR-Kamera für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Anzeigevorrichtung versehen ist mit [0013] According to a second variant of the invention, a display device of an IR camera for a vehicle is proposed, wherein the display device is provided with
- einem elektrooptischen Display, das eine Vorderseite mit einer Anzeigefläche und eine Rückseite aufweist, - an electro-optical display having a front with a display surface and a back,
- einer der Rückseite des Displays zugewandten Hinterleuchtungseinheit zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht zur Hinter- leuchtung des Displays, - a backlight unit facing the back of the display for emitting visible backlight light to backlight the display,
- wobei die Hinterleuchtungseinheit Reflektoren und Hinterleuchtungs- I ichtquellen zur direkten Abstrahlung des Hinterleuchtungslichts in Richtung auf die Rückseite des Displays aufweist, - wherein the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display,
- einer oder mehreren IR-Lichtquellen zur Abstrahlung von IR-Licht in einen Bereich vor der Anzeigefläche des Displays, - einer ersten Diffusorschicht, die zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display angeordnet ist und einen umlaufenden Außenrand aufweist, - one or more IR light sources for emitting IR light into an area in front of the display surface of the display, - a first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge,
- wobei die erste Diffusorschicht auf ihrer Ober- und/oder Unterseite lichtbrechende und/oder lichtablenkende Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften in Form von Bedruckungen und/oder Oberflächenstrukturen aufweist und/oder innerhalb der ersten Diffusorschicht lichtbrechende und/oder lichtablenkende Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften aufweist, - wherein the first diffuser layer has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties in the form of prints and/or surface structures on its upper and/or lower side and/or has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties within the first diffuser layer,
- wobei diese Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften innerhalb eines sich bis an den Außenrand der ersten Diffusorschicht erstreckenden Außenrandbereichs graduell abnehmen und in dem Außenrandbereich ein Teilbereich mit einem freiliegenden Außenrandabschnitt frei bzw. nahezu frei von diesen Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften ist, - wherein these light distribution homogenization properties gradually decrease within an outer edge region extending to the outer edge of the first diffuser layer and in the outer edge region a partial region with an exposed outer edge section is free or almost free of these light distribution homogenization properties,
- wobei die Hinterleuchtungseinheit weitere Lichtquellen zum Abstrahlen von sichtbarem Licht in den freiliegenden Außenrandabschnitt des Teilbereichs des Außenrandbereichs aufweist, das das zur Hinterleu- chung des Displays mit aus der in dem Teilbereich des Außenrandbereichs liegenden Oberseite der Diffusorschicht austretenden Licht vorgesehen ist, und - wherein the backlighting unit has further light sources for emitting visible light into the exposed outer edge section of the partial area of the outer edge area, which is provided for backlighting the display with light emerging from the top of the diffuser layer located in the partial area of the outer edge area, and
- einer IR-Kamera, die innerhalb der Hinterleuchtungseinheit mit dem Teilbereich des Außenrandbereichs fluchtend angeordnet ist. - an IR camera which is arranged within the backlight unit in alignment with the part of the outer edge area.
[0014] Bei dieser zweiten Variante ist der von Diffusionseigenschaften befreite Bereich der ersten Diffusorschicht als integraler Teil der ersten Diffusorschicht ausgebildet. Die insoweit von Diffusoreigenschaften im Wesentlichen befreite Zone der ersten Diffusorschicht wird dabei realisiert, indem die verwendeten Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften in Form von Bedruckungen und/oder Oberflächenstrukturen und/oder von innerhalb der ersten Diffusorschicht befindlichen lichtbrechenden und/oder lichtablenkenden Partikel zur besagten Zone der ersten Diffur- sorschicht hin graduell bezüglich ihrer Dichte abnehmen. Derjenige Bereich der ersten Diffusorschicht, der mit der IR-Kamera fluchtet und der dementsprechend IR-Strahlungen ohne Streuungen hindurchlassen soll, weist also keine bzw. im Wesentlichen keine lichtbrechenden und/oder lichtablenkenden Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften in Form von Bedruckungen und/oder Oberflächenstrukturen und/oder Partikel auf. Zum übrigen Bereich der ersten Diffusorschicht hin nehmen dann diese Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften graduell zu. [0014] In this second variant, the area of the first diffuser layer freed of diffusion properties is designed as an integral part of the first diffuser layer. The zone of the first diffuser layer essentially freed of diffuser properties is thereby realized in that the light distribution homogenization properties used in the form of prints and/or surface structures and/or light-refracting and/or light-deflecting particles located within the first diffuser layer gradually decrease in density towards the said zone of the first diffuser layer. The area of the first diffuser layer that is aligned with the IR camera and which is intended to allow IR radiation to pass through without scattering, and therefore has no or essentially no light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties in the form of prints and/or surface structures and/or particles. These light distribution homogenization properties then gradually increase towards the remaining area of the first diffuser layer.
[0015] Typischerweise sollte die Lichtleiterplatte an ihren an die Diffusorschicht angrenzenden Seitenflächen lichtreflektiv ausgebildet sein, beispielsweise Reflektorschichten aufweisen. [0015] Typically, the light guide plate should be designed to reflect light on its side surfaces adjacent to the diffuser layer, for example, have reflector layers.
[0016] Gemäß einer dritten Variante der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Anzeigevorrichtung versehen ist mit [0016] According to a third variant of the invention, a display device with an IR camera for a vehicle is proposed, wherein the display device is provided with
- einem elektrooptischen Display, das eine Vorderseite mit einer Anzeigefläche und eine Rückseite aufweist, - an electro-optical display having a front with a display surface and a back,
- einer der Rückseite des Displays zugewandten Hinterleuchtungsein- heit zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht zur Hinter- leuchtung des Displays, - a backlight unit facing the back of the display for emitting visible backlight light to backlight the display,
- wobei die Hinterleuchtungseinheit Reflektoren und Hinterleuchtungs- lichtquellen zur direkten Abstrahlung des Hinterleuchtungslichts in Richtung auf die Rückseite des Displays aufweist, - wherein the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display,
- einer oder mehreren IR-Lichtquellen zur Abstrahlung von IR-Licht z.B. durch das Display hindurch in einen Bereich vor der Anzeigefläche des Displays, - one or more IR light sources for emitting IR light, e.g. through the display into an area in front of the display surface of the display,
- einer ersten Diffusorschicht, die zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display angeordnet ist und einen umlaufenden Außenrand aufweist, - a first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge,
- wobei die erste Diffusorschicht eine Aussparung aufweist, in der oder mit der fluchtend eine Lichtleiterplatte mit einer der Rückseite des Displays zugewandten Lichtaustrittsseite und einer dieser abgewandten Lichteintrittsseite zum Empfang von sichtbarem Licht von Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit angeordnet ist, und einer IR-Kamera, die innerhalb der Hinterleuchtungseinheit mit der Lichtleiterplatte fluchtend angeordnet ist. - wherein the first diffuser layer has a recess in which or with which a light guide plate is arranged in alignment with a light exit side facing the rear side of the display and a light entry side facing away from this for receiving visible light from light sources of the backlighting unit, and an IR camera that is arranged within the backlight unit in alignment with the light guide plate.
[0017] Bei dieser dritten Variante der Erfindung befindet sich die Aussparung der Diffusorschicht zweckmäßigerweise innerhalb der Diffusorschicht und ist von dem Material der Diffusorschicht umgeben. Die Aussparung weist also zum Außenrandbereich der Diffusorschicht allseitig einen Abstand auf. In der Aussparung befindet sich wiederum eine Lichtleiterplatte, die auf der optischen Achse der IR-Kamera angeordnet ist. Die dem Display abgewandte Unterseite der Lichtleiterplatte bildet deren Lichteintrittsseite und empfängt von Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit sichtbares Licht. Dieses Licht tritt durch die Lichtleiterplatte verteilt aus deren Lichtaustrittsseite aus. [0017] In this third variant of the invention, the recess in the diffuser layer is conveniently located within the diffuser layer and is surrounded by the material of the diffuser layer. The recess is therefore spaced from the outer edge area of the diffuser layer on all sides. In the recess there is in turn a light guide plate which is arranged on the optical axis of the IR camera. The underside of the light guide plate facing away from the display forms its light entry side and receives visible light from light sources of the backlight unit. This light emerges through the light guide plate distributed from its light exit side.
[0018] Bei dieser Variante der Erfindung werden also solche Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit zur Lichtspeisung der Lichtleiterplatte genutzt, die mit ihren optischen Achsen direkt in Richtung Display weisen. Die Lichtleiterplatte ist für IR-Strahlung transparent, so dass reflektierte IR- Strahlung aus dem Bereich vor der Anzeigefläche im Wesentlichen ungestört zur IR-Kamera gelangt. [0018] In this variant of the invention, light sources of the backlight unit are used to supply light to the light guide plate, which have their optical axes pointing directly towards the display. The light guide plate is transparent to IR radiation, so that reflected IR radiation from the area in front of the display surface reaches the IR camera essentially undisturbed.
[0019] Bei dieser dritten Variante der Erfindung gilt, dass die die Lichtleiterplatte an die Diffusorschicht angrenzende, Licht reflektierende Seitenflächen zur Reflektion von durch die weiteren Lichtquellen in die Lichtleiterplatte eingestrahltem Licht aufweist. [0019] In this third variant of the invention, the light guide plate adjacent to the diffuser layer has light-reflecting side surfaces for reflecting light radiated into the light guide plate by the other light sources.
[0020] Die Einspeisung von Licht der Hinterleuchtungseinheit in die Lichtleiterplatte kann, wie oben erwähnt, durch die direkt in Richtung Display abstrahlenden Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit realisiert werden. Vorteilhafterweise sind diese Lichtquellen geneigt angeordnet. Sie befinden sich zweckmäßigerweise um die Kamera herum und beleuchten die Lichtleiterplatte von unten. [0021] Alternativ ist es möglich, dass die Lichtleiterplatte nach unten in Richtung auf die Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit weisende Lichtleitervorsprünge aufweist, wobei mindestens ein derartiger Lichtleitervorsprung ausreichend ist. Der Lichtleitervorsprung kann in Form einer Ringstruktur ausgeführt sein und weist eine der Lichtleiterplatte abgewandte Lichteintrittsseite auf, die wiederum einer oder mehreren, sichtbares Licht abstrahlenden Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit gegenüberliegt. [0020] The feeding of light from the backlight unit into the light guide plate can, as mentioned above, be achieved by the light sources of the backlight unit that radiate directly towards the display. These light sources are advantageously arranged at an angle. They are conveniently located around the camera and illuminate the light guide plate from below. [0021] Alternatively, it is possible for the light guide plate to have light guide projections pointing downwards in the direction of the light sources of the backlighting unit, with at least one such light guide projection being sufficient. The light guide projection can be designed in the form of a ring structure and has a light entry side facing away from the light guide plate, which in turn is opposite one or more light sources of the backlighting unit that emit visible light.
[0022] Gemäß einer vierten Variante der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Anzeigevorrichtung versehen ist mit [0022] According to a fourth variant of the invention, a display device with an IR camera for a vehicle is proposed, wherein the display device is provided with
- einem elektrooptischen Display, das eine Vorderseite mit einer Anzeigefläche und eine Rückseite (18) aufweist, - an electro-optical display having a front side with a display surface and a rear side (18),
- einer der Rückseite des Displays zugewandten Hinterleuchtungseinheit zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht zur Hinter- leuchtung des Displays - a backlight unit facing the back of the display for emitting visible backlight light to backlight the display
- wobei die Hinterleuchtungseinheit Reflektoren und Hinterleuchtungs- I ichtquellen zur direkten Abstrahlung des Hinterleuchtungslichts in Richtung auf die Rückseite des Displays aufweist, - wherein the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display,
- einer oder mehreren IR-Lichtquellen zur Abstrahlung von IR-Licht in einen Bereich (36) vor der Anzeigefläche des Displays, - one or more IR light sources for emitting IR light into an area (36) in front of the display surface of the display,
- einer ersten Diffusorschicht, die zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display angeordnet ist, - a first diffuser layer arranged between the backlight unit and the display,
- wobei die erste Diffusorschicht auf ihrer Ober- und/oder Unterseite lichtbrechende und/oder lichtablenkende Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften in Form von Bedruckungen und/oder Oberflächenstrukturen aufweist und/oder innerhalb der ersten Diffusorschicht lichtbrechende und/oder lichtablenkende Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften aufweist, - wherein the first diffuser layer has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties in the form of prints and/or surface structures on its upper and/or lower side and/or has light-refracting and/or light-deflecting light distribution homogenization properties within the first diffuser layer,
- wobei diese Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften innerhalb eines innenliegenden Bereichs der ersten Diffusorschicht graduell abnehmen und in einem innerhalb dieses Bereichs liegenden Teilbereichs frei bzw. nahezu frei von diesen Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften ist, - wherein said light distribution homogenization properties gradually decrease within an inner region of the first diffuser layer and in a region within this region part of the area is free or almost free of these light distribution homogenization properties,
- wobei mit dem Teilbereich fluchtend Lichtquellen der Hinterleuch- tungseinheit angeordnet sind, und - wherein light sources of the backlighting unit are arranged flush with the partial area, and
- einer IR-Kamera, die innerhalb der Hinterleuchtungseinheit mit dem Teilbereich des Außenrandbereichs fluchtend angeordnet ist. - an IR camera which is arranged within the backlight unit in alignment with the part of the outer edge area.
[0023] Bei dieser vierten Variante der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung befindet sich der im Wesentlichen von Diffusoreigenschaften freie Bereich der ersten Diffusorschicht nicht im Randbereich der ersten Diffosorschicht sondern innerhalb dieser Diffusorschicht, wird also von Bereichen der ersten Diffosorschicht mit Diiffusoreigenschaften allseitig umgeben. [0023] In this fourth variant of the display device according to the invention, the region of the first diffuser layer which is essentially free of diffuser properties is not located in the edge region of the first diffuser layer but rather within this diffuser layer, and is thus surrounded on all sides by regions of the first diffuser layer with diffuser properties.
[0024] In der vierten Variante der Erfindung wird der im Wesentlichen von Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften freie Bereich der ersten Diffusorschicht genauso wie bei der zweiten Variante durch graduelles Abnehmen der Dichte entsprechender Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften bereitstellenden Bedruckungen, Oberflächenstrukturen oder Partikel erzielt. [0024] In the fourth variant of the invention, the region of the first diffuser layer which is essentially free of light distribution homogenization properties is achieved in the same way as in the second variant by gradually reducing the density of prints, surface structures or particles providing corresponding light distribution homogenization properties.
[0025] Gemäß einer fünften Variante der Erfindung schlägt diese eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug vor, wobei die Anzeigevorrichtung versehen ist mit [0025] According to a fifth variant of the invention, this proposes a display device with an IR camera for a vehicle, wherein the display device is provided with
- einem elektrooptischen Display, das eine Vorderseite mit einer Anzeigefläche und eine Rückseite aufweist, - an electro-optical display having a front with a display surface and a back,
- einer der Rückseite des Displays zugewandten Hinterleuchtungseinheit zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht zur Hinter- leuchtung des Displays, - a backlight unit facing the back of the display for emitting visible backlight light to backlight the display,
- wobei die Hinterleuchtungseinheit Reflektoren und Hinterleuchtungs- I ichtquellen zur direkten Abstrahlung des Hinterleuchtungslichts in Richtung auf die Rückseite des Displays aufweist, - einer oder mehreren IR-Lichtquellen zur Abstrahlung von I R-Licht z.B. durch das Display hindurch in einen Bereich vor der Anzeigefläche des Displays, - wherein the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display, - one or more IR light sources for emitting IR light, e.g. through the display into an area in front of the display surface of the display,
- einer ersten Diffusorschicht, die zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display angeordnet ist und einen umlaufenden Außenrand aufweist, - a first diffuser layer which is arranged between the backlight unit and the display and has a peripheral outer edge,
- wobei die erste Diffusorschicht eine Aussparung aufweist, in der eine Trägerschicht mit OLEDs und/oder Mikro-LEDs zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht in Richtung des Displays angeordnet ist, und - wherein the first diffuser layer has a recess in which a carrier layer with OLEDs and/or micro-LEDs is arranged for emitting visible backlight light in the direction of the display, and
- einer IR-Kamera, die innerhalb der Hinterleuchtungseinheit mit der Lichtleiterplatte fluchtend angeordnet ist. - an IR camera, which is arranged within the backlight unit in alignment with the light guide plate.
[0026] Bei dieser Variante der Erfindung ist die Aussparung in der Diffusorschicht durch eine Trägerschicht mit OLEDs und/oder Mikro-LEDs ausgefüllt, die wiederum ihrerseits Licht direkt in Richtung auf die Rückseite des Displays abgeben. [0026] In this variant of the invention, the recess in the diffuser layer is filled by a carrier layer with OLEDs and/or micro-LEDs, which in turn emit light directly towards the back of the display.
[0027] Was die Ausgestaltung der Hinterleuchtungseinheit anbelangt, so kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass diese neben den direkt in Richtung auf die Rückseite des Displays abstrahlenden Lichtquellen zusätzlich auch noch Reflektoren aufweist. Sowohl die Lichtquellen als auch die gegebenenfalls vorhandenen Reflektoren sind typischerweise in einer 2D- Matrixstruktur angeordnet. Innerhalb jedes Reflektors befindet sich zumindest eine Lichtquelle für sichtbares Licht. Derartige Hinterleuchtungs- einheiten werden auch als Matrix Direct Backlight Units bezeichnet. [0027] As far as the design of the backlight unit is concerned, it can advantageously be provided that, in addition to the light sources radiating directly towards the back of the display, it also has reflectors. Both the light sources and any reflectors present are typically arranged in a 2D matrix structure. Within each reflector there is at least one light source for visible light. Such backlight units are also referred to as matrix direct backlight units.
[0028] In Ergänzung zum zurvor Gesagten kann die Hinterleuchtungseinheit auch mit einer Lichtdimmfunktion zum selektiven loklaken Dimmen des Hinterleuchtungslichts ausgeführt sein, wie es in WO-A-2022/029239 beschrieben ist. Der Inhalt dieser Schrift wird hiermit durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung. [0029] Für sämtliche zuvor genannten Varianten der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung gilt, dass das zusätzlich zur Diffusorschicht mit deren Aussparung zwischen dem Display und der Hinterleuchtungseinheit eine optische Helligkeitsverstärkungsschicht und/oder eine optische transre- flektive Polarisationsschicht angeordnet sein kann, die wiederum Aussparungen aufweisen, welche mit der Aussparung der ersten Diffusorschicht fluchten. Als zusätzliche Schichten eignen sich die insbesondere bei Displays mit direkt auf dessen Rückseite einstrahlendem Hinterleuchtungs- licht bekannten optischen Schichten wie beispielsweise eine Helligkeitsverstärkungsschicht (im Stand der Technik auch als BEF bekannt, was ein Akronym der Bezeichnung eines im Handel erhältlichen optischen Films ist) oder eine transreflektive Polarisationsschicht (im Stand der Technik als DBEF bekannt, was ebenfalls ein Akronym der Bezeichnung eines im Handel erhältlichen optischen Films ist). [0028] In addition to the above, the backlight unit can also be designed with a light dimming function for selective local dimming of the backlight light, as described in WO-A-2022/029239. The content of this document is hereby incorporated by reference into the subject matter of the present disclosure. [0029] For all the previously mentioned variants of the display device according to the invention, in addition to the diffuser layer with its recess, an optical brightness enhancement layer and/or an optical transreflective polarization layer can be arranged between the display and the backlight unit, which in turn have recesses which are aligned with the recess of the first diffuser layer. Suitable additional layers are the optical layers known in particular for displays with backlight light shining directly onto their rear side, such as a brightness enhancement layer (also known in the prior art as BEF, which is an acronym for the name of a commercially available optical film) or a transreflective polarization layer (known in the prior art as DBEF, which is also an acronym for the name of a commercially available optical film).
[0030] Bei einer letzten Variante der Erfindung wird mit dieser zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Anzeigevorrichtung mit IR-Kamera für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Anzeigevorrichtung versehen ist mit [0030] In a last variant of the invention, a display device with an IR camera for a vehicle is proposed to solve the above-mentioned problem, wherein the display device is provided with
- einem elektrooptischen Display, das eine Vorderseite mit einer Anzeigefläche und eine Rückseite aufweist, - an electro-optical display having a front with a display surface and a back,
- einer der Rückseite des Displays zugewandten Hinterleuchtungseinheit zur Abstrahlung von sichtbarem Hinterleuchtungslicht zur Hinter- leuchtung des Displays, - a backlight unit facing the back of the display for emitting visible backlight light to backlight the display,
- wobei die Hinterleuchtungseinheit Reflektoren und Hinterleuchtungs- I ichtquellen zur direkten Abstrahlung des Hinterleuchtungslichts in Richtung auf die Rückseite des Displays aufweist, - wherein the backlight unit has reflectors and backlight light sources for directly emitting the backlight light towards the back of the display,
- einer oder mehreren IR-Lichtquellen zur Abstrahlung von IR-Licht durch das Display hindurch in einen Bereich vor der Anzeigefläche des Displays, - one or more IR light sources for emitting IR light through the display into an area in front of the display surface of the display,
- einer esten Diffusorschicht, die zwischen der Hinterleuchtungseinheit und dem Display angeordnet ist und einen umlaufenden Außenrand aufweist, und einer IR-Kamera, die in einem der Reflektoren der Hinterleuchtungs- einheit angeordnet ist. - a first diffuser layer arranged between the backlight unit and the display and having a peripheral outer edge, and an IR camera located in one of the reflectors of the backlight unit.
[0031] Bei dieser sechsten Variante der Erfindung wird eine Mikro-IR- Kamera eingesetzt, die typischerweise zusammen mit mindestens einer Lichtquelle der Hinterleuchtungseinheit innerhalb eines der Reflektoren der Hinterleuchtungseinheit angeordnet ist. [0031] In this sixth variant of the invention, a micro-IR camera is used, which is typically arranged together with at least one light source of the backlighting unit within one of the reflectors of the backlighting unit.
[0032] Diese sechste Variante der Erfindung kann vorteilhafterweise einen Aufbau der ersten Diffusorschicht aufweisen, wie er weiter oben im Zusammenhang mit der ersten bis fünften Variante beschrieben ist. Sämtliche Ausgestaltungen der ersten Diffusorschicht, wie zuvor beschrieben, sind also für den Einsatz bei der Anzeigevorrichtung gemäß sechster Variante möglich. [0032] This sixth variant of the invention can advantageously have a structure of the first diffuser layer as described above in connection with the first to fifth variants. All configurations of the first diffuser layer as described above are therefore possible for use in the display device according to the sixth variant.
[0033] In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung gemäß jeder der zuvor genannten Varianten kann die Anzeigevorrichtung einen an der Rückseite des Displays oder dieser gegenüberliegend angeordneten ersten Spiegelreflektions-Polarisationsfilm zur Reflektion von sichtbarem Hinterleuchtungslicht aufweisen, dessen Polarisation von der Polarisationsrichtung eines rückseitigen Polarisationsfilters des Displays abweicht, wobei von dem ersten Spiegelreflektions-Polarisationsfilm reflektiertes Hinterleuchtungslicht von den Reflektoren der Hinterleuchtungseinheit unter Veränderung seiner Polarisationsrichtung zurück in Richtung zum ersten Spiegelreflektions-Polarisationsfilm reflektierbar ist. [0033] In a further expedient embodiment of the invention according to each of the aforementioned variants, the display device can have a first mirror reflection polarization film arranged on the back of the display or opposite it for reflecting visible backlighting light, the polarization of which deviates from the polarization direction of a rear polarization filter of the display, wherein backlighting light reflected by the first mirror reflection polarization film can be reflected by the reflectors of the backlighting unit back towards the first mirror reflection polarization film while changing its polarization direction.
[0034] Wie bereits zuvor gesagt, sind derartige Spiegelreflektions-Polarisati- onsfilter unter den Stichwörtern BEF (Brightness Enhancement Film) und DBEF (Dual Brigthness Enhancement Film) sowie ALCF (Advanced Light Control Film) als optische Filme oder Schichten von z.B. 3M bekannt. All diese Systeme bzw. Komponenten sorgen für eine Erhöhung der Lichtausbeute für die Hinterleuchtung des Displays. [0035] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Spiegelreflektions-Polarisationsfilm auch I R-Licht reflektiert, dessen Polarisation von der Polarisationsrichtung des rückseitigen Polarisationsfilters des Displays abweicht, und dass unterhalb der IR-Lichtquellen ein IR-Reflektionsfilm zur unter Veränderung der Polarisationsrichtung erfolgenden Reflektion von von dem ersten Spiegelreflekti- ons-Polarisationsfilm reflektiertem IR-Licht angeordnet ist. [0034] As already mentioned, such mirror reflection polarization filters are known under the keywords BEF (Brightness Enhancement Film) and DBEF (Dual Brightness Enhancement Film) as well as ALCF (Advanced Light Control Film) as optical films or layers from 3M, for example. All of these systems or components ensure an increase in the light output for the backlighting of the display. [0035] In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first mirror reflection polarization film also reflects IR light whose polarization deviates from the polarization direction of the rear polarization filter of the display, and that an IR reflection film is arranged below the IR light sources for reflecting IR light reflected by the first mirror reflection polarization film while changing the polarization direction.
[0036] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch einen unterhalb der Hinterleuchtungseinheit angeordneten zweiten Spiegelre- flektions-Polarisationsfilm zur Reflektion von IR-Licht aus, dessen Polarisation von der Polarisationsrichtung eines rückseitigen Polarisationsfilters des Displays abweicht, und einem unterhalb der IR-Lichtquellen angeordneten IR-Reflektionsfilm zur unter Veränderung der Polarisationsrichtung erfolgenden Reflektion von von dem zweiten Spiegelreflektions-Polarisati- onsfilm reflektiertem IR-Licht. [0036] A further embodiment of the invention is characterized by a second mirror reflection polarization film arranged below the backlight unit for reflecting IR light whose polarization deviates from the polarization direction of a rear polarization filter of the display, and an IR reflection film arranged below the IR light sources for reflecting IR light reflected by the second mirror reflection polarization film while changing the polarization direction.
[0037] Typischerweise senden die IR-Lichtquellen NIR-Licht aus, wobei die IR-Kamera dementsprechend eine NIR-Kamera ist. Die IR-Kamera ist entweder zweidimensional oder als Zeilenkamera ausgebildet und kann mit einer optischer Linse versehen sein. [0037] Typically, the IR light sources emit NIR light, whereby the IR camera is accordingly an NIR camera. The IR camera is either two-dimensional or designed as a line camera and can be provided with an optical lens.
[0038] Die Anzeigefläche des Displays kann vorteilhafterweise auch für die Eingabe von Befehlen durch Berührung der Anzeigefläche genutzt werden, wenn dementsprechend eine Berührungssensorik integriert ist, wie beispielsweise durch ein Touch-Panel realisierbar. [0038] The display surface of the display can advantageously also be used for entering commands by touching the display surface if a touch sensor is integrated accordingly, as can be realized, for example, by a touch panel.
[0039] Wie bereits oben dargelegt, sind auch die IR-Lichtquellen zweckmäßigerweise Bestandteil der Hinterleuchtungseinheit. Auch sie strahlen demnach ihr IR-Licht direkt in Richtung Display und sind z.B. unterhalb der Aussparung der Diffusorschicht angeordnet. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, die IR-Lichtquellen im Randbereich des Displays bzw. unterhalb und/oder innerhalb von dessen typischerweise vorhandenen Einfassungsrand anzuordnen. [0040] Neben der ersten Diffusorschicht und den gegebenenfalls vorhandenen, bereits oben genannten weiteren optischen Schichten kann die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung gemäß den Varianten mit Aussparung in der ersten Diffusorschicht noch eine weitere (zweite) Diffusorschicht aufweisen, die ebenfalls eine Aussparung aufweist, welche wiederum mit der Aussparung der ersten Diffusorschicht bzw. mit den Aussparungen der gegebenenfalls optischen Schichten fluchtet, wobei die Aussparung dieser weiteren Diffusorschicht mit ihrem Randbereich den Übergang von Lichtleiterplatte zur ersten Diffusorschicht überdeckt. [0039] As already explained above, the IR light sources are also expediently part of the backlight unit. They also radiate their IR light directly towards the display and are arranged, for example, below the recess in the diffuser layer. In principle, however, it would also be possible to arrange the IR light sources in the edge area of the display or below and/or within its typically present border edge. [0040] In addition to the first diffuser layer and the additional optical layers already mentioned above, which may be present, the display device according to the invention can, according to the variants with a recess in the first diffuser layer, also have a further (second) diffuser layer, which also has a recess which in turn is aligned with the recess of the first diffuser layer or with the recesses of the optional optical layers, wherein the recess of this additional diffuser layer covers the transition from the light guide plate to the first diffuser layer with its edge region.
[0041] Bei Hinleuchtungseinheiten mit von der Rückseite direkt Licht einstrahlenden Lichtquellen besteht mitunter das Problem, dass dieses direkt eingestrahlte Licht nur unzulänglich mit lediglich einer Diffusorschicht homogenisiert werden kann. Daher existieren im Stand der Technik bereits Ansätze, mehrere Diffusorschichten oder aber "dickere" Diffusorschichten einzusetzen. Ein Vorteil in der Umsetzung bei Verwendung mehrere Diffusorschichten (beispielsweise der Verwendung zweiter Diffusorschichten) ist darin zu sehen, dass neben der erfindungsgemäßen ersten Diffusorschicht eine weitere Diffusorschicht verwendet wird, die für IR-Strahlung neutral, also transparent ist. Derartige Difffusorschichten sind beispielsweise in US-A 2022/0091316 beschrieben. Dort ist die besagte IR- neutrale Diffusorschicht mit "High Infrared Light Clarity Diffuser" beschrieben. [0041] In the case of backlight units with light sources that radiate light directly from the rear, there is sometimes the problem that this directly radiated light can only be inadequately homogenized with just one diffuser layer. Therefore, approaches to using multiple diffuser layers or "thicker" diffuser layers already exist in the prior art. An advantage in the implementation when using multiple diffuser layers (for example the use of second diffuser layers) is that in addition to the first diffuser layer according to the invention, a further diffuser layer is used that is neutral to IR radiation, i.e. transparent. Such diffuser layers are described, for example, in US-A 2022/0091316. There, the said IR-neutral diffuser layer is described as a "High Infrared Light Clarity Diffuser".
[0042] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die mindestens eine IR-Lichtquelle außerhalb des Displaybereichs, beispielsweise innerhalb eines das Display umgebenden Rahmens angeordnet sein. Alternativ dazu kann die mindestens eine IR-Lichtquelle aber auch unterhalb der Diffusorschicht, unterhalb der Hinterleuchtungseinheit angeordnet sein. Auch eine Anordnung der mindestens einen IR-Lichtquelle innerhalb der Hinterleuchtungseinheit ist möglich. Schließlich kann die mindestens eine IR-Lichtquelle dann, wenn sie nicht außerhalb des Displaybereichs angeordnet ist, mit der von Diffusoreigenschaften, d.h. von Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften im Wesentlichen freien Zone der ersten Diffusorschicht fluchtend angeordnet angeordnet sein. [0042] In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one IR light source can be arranged outside the display area, for example within a frame surrounding the display. Alternatively, the at least one IR light source can also be arranged below the diffuser layer, below the backlighting unit. An arrangement of the at least one IR light source within the backlighting unit is also possible. Finally, if the at least one IR light source is not arranged outside the display area, it can be arranged with the diffuser properties, ie of Light distribution homogenization properties in the essentially free zone of the first diffuser layer are arranged in alignment.
[0043] Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei: [0043] The invention is explained in more detail below using various embodiments and with reference to the drawing. In detail:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der für die Erfindung wesentlichen Hauptkomponenten eines ersten Ausführungsbeispiels einer Anzeigevorrichtung, Fig. 1 is a schematic side view of the main components of a first embodiment of a display device essential to the invention,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils II, Fig. 2 is a plan view of the display device according to Fig. 1 in the direction of arrow II,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der für die Erfindung wesentlichen Hauptkomponenten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Anzeigevorrichtung, Fig. 3 is a schematic side view of the main components of a second embodiment of a display device that are essential to the invention,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der für die Erfindung wesentlichen Hauptkomponenten eines dritten Ausführungsbeispiels einer Anzeigevorrichtung, Fig. 4 is a schematic side view of the main components of a third embodiment of a display device essential to the invention,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 oder Fig. 6 in Richtung des Pfeils II, Fig. 5 is a plan view of the display device according to Fig. 3 or Fig. 4 or Fig. 6 in the direction of arrow II,
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der für die Erfindung wesentlichen Hauptkomponenten eines vierten Ausführungsbeispiels einer Anzeigevorrichtung, Fig. 6 is a schematic side view of the main components of a fourth embodiment of a display device essential to the invention,
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht der für die Erfindung wesentlichen Hauptkomponenten eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Anzeigevorrichtung und Fig. 8 eine Draufsicht auf denjenigen Reflektor der Hinterleuchtungseinheit des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7, in dem neben mindestens einer Lichtquelle auch die IR-Kamera ausgeführt als Mini-Kamera angeordnet ist. Fig. 7 is a schematic side view of the main components of another embodiment of a display device that are essential to the invention and Fig. 8 is a plan view of the reflector of the backlight unit of the embodiment according to Fig. 7, in which, in addition to at least one light source, the IR camera is also arranged in the form of a mini-camera.
Fign. 9 zwei Ansichten (Seiten- und Schnittansichten) eines weiteren und 10 Ausführungsbeispiels, bei dem der von Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften im Wesentlichen befreite Bereich der Diffusorschicht einteilig mit dieser ausgebildet ist also anders als der übrige Bereich der Diffusorschicht keine Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften aufweist, und Fig. 9 two views (side and sectional views) of a further embodiment and 10 in which the area of the diffuser layer which is essentially free of light distribution homogenization properties is formed in one piece with the diffuser layer and thus, unlike the remaining area of the diffuser layer, has no light distribution homogenization properties, and
Fign. 11 drei Varianten einer ersten Diffusorschicht mit zur von bis 13 Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften freien bzw. nahezu freien Teilbereich hin graduell abnehmenden Lichtdiffusionseigenschaften. Fig. 11 three variants of a first diffuser layer with light diffusion properties gradually decreasing towards the part area free or almost free of light distribution homogenization properties.
[0044] In den Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung gezeigt. Sofern die einzelnen Ausführungsbeispiele konstruktions- bzw. funktionsgleiche Elemente beinhalten, sind sie in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. [0044] The figures show several embodiments of a display device according to the invention. If the individual embodiments contain elements that are identical in terms of construction or function, they are provided with the same reference numerals in the figures.
[0045] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung 10a mit IR-Kamera. Die Anzeigevorrichtung 10a weist ein hinterleuchtbares Display 12 auf Basis beispielsweise der LC-Technologie auf, das eine Vorderseite 14 mit einer Anzeigefläche 16 und eine Rückseite 18 aufweist. Der Rückseite 18 zugewandt ist ein Optical Stack" 20, der zumindest eine erste Diffusorschicht 22 aufweist. Typischerweise ist der Optical Stack 20 noch mit weiteren optischen Schichten versehen wie beispielsweise einer BEF-Schicht (Brightness Enhancement Film) und/oder einer DBEF-Schicht und/oder einer DLRP-Schicht (Direct Light Reflective Polori- zer). Derartige optische Schichten für die Optimierung der Hinterleuch- tung von LC-Displays durch direkt in Richtung auf das LC-Display 12 abstrahlende Hinterleuchtungslichtquellen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, weshalb insoweit auf diese bekannten Schichten verwiesen wird. [0045] Fig. 1 shows a first embodiment of a display device 10a with an IR camera. The display device 10a has a backlit display 12 based on LC technology, for example, which has a front side 14 with a display surface 16 and a back side 18. An optical stack 20, which has at least a first diffuser layer 22, faces the back side 18. The optical stack 20 is typically provided with further optical layers, such as a BEF layer (Brightness Enhancement Film) and/or a DBEF layer and/or a DLRP layer (Direct Light Reflective Polarizer). Such optical layers for optimizing the backlighting of LC displays by backlighting light sources radiating directly towards the LC display 12 are known in the prior art. basically known, which is why reference is made to these known layers.
[0046] Unterhalb des Optical Stack 20 befindet sich eine Hinterleuchtungs- einheit 24, die ein Trägerelement 26 in Form z.B. einer Leiterkarte aufweist, auf dem Hinterleuchtungslichtquellen 28, typischerweise in Form von LEDs, und Reflektoren 30 angeordnet sind. Auf dem Trägerelement 26 befindet sich ferner eine IR-Kamera 32. Ferner können sich auf dem Trägerelement 26 auch noch IR-Lichtquellen 34 befinden. [0046] Below the optical stack 20 there is a backlight unit 24 which has a carrier element 26 in the form of a circuit board, for example, on which backlight light sources 28, typically in the form of LEDs, and reflectors 30 are arranged. An IR camera 32 is also located on the carrier element 26. IR light sources 34 can also be located on the carrier element 26.
[0047] Durch den Optical Stack 20 und durch das Display 12 (letzteres dann, wenn die IR-Lichtquellen 34 unterhalb des Displays 12 angeordnet sind) wird nun IR-Licht in den Bereich 36 vor der Anzeigefläche 16 ausgesendet. Befindet sich in diesem Bereich ein Objekt, beispielsweise das Gesicht einer auf die Anzeigevorrichtung 10a blickenden Person, so wird das IR-Licht reflektiert und gelangt zur IR-Kamera 32. Würde das reflektierte Licht den Optical Stack 20 passieren müssen, bestünde die Gefahr der Verfälschung des IR-Lichts, so dass die IR-Kamera 32 nur minderwertig Kamerabilder erfassen würde. [0047] IR light is now emitted into the area 36 in front of the display surface 16 through the optical stack 20 and through the display 12 (the latter when the IR light sources 34 are arranged below the display 12). If there is an object in this area, for example the face of a person looking at the display device 10a, the IR light is reflected and reaches the IR camera 32. If the reflected light had to pass through the optical stack 20, there would be a risk of the IR light being distorted, so that the IR camera 32 would only capture inferior camera images.
[0048] Daher ist der Optical Stack 20 gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel (Fign. 1 bis 8) mit einer Durchgangsöffnung 38 versehen, die sich beispielsweise in der ersten Diffusorschicht 22 als Aussparung 40 darstellt. Diese Aussparung 40 ist in Fig. 2 als Randaussparung der ersten Diffusorschicht 22 gezeigt. Die erste Diffusorschicht 22 weist einen umlaufenden Begrenzungsrand 42 auf, der innerhalb eines seiner Abschnitte von dem innerhalb dieses Abschnitts freiliegenden (Lichteintritts- )Rand 43 einer Lichtleiterplatte 44 gebildet ist. Die Lichtleiterplatte 44 hat die Aufgabe, innerhalb der Durchgangsöffnung 38 des Optical Stack 20 für eine Hinterleuchtung des Displays 12 zu sorgen. Hierzu erfolgt die in diesem Bereich zu realisierende Hinterleuchtung durch seitlich zum besagten Lichteintrittsrand 43 der Lichtleiterplatte 44 angeordnete weitere Lichtquellen 46 für sichtbares Licht, die ihr Licht in den ihnen gegenüberliegenden Lichteintrittsrand 43 einstrahlen, wobei dieses Licht durch die Lichtaustrittsseite 48 der Lichtleiterplatte 44 und damit aus der Oberseite 23 de in Richtung auf das Display 12 abgestrahlt wird. Anders als die optischen Elemente des Optical Stack 20 verfälscht die Lichtleiterplatte 44 aus dem Bereich 36 kommendes reflektiertes IR-Licht nicht, so dass die in Flucht mit der Lichtleiterplatte 44 angeordnete IR-Kamera 32 das reflektierte IR-Licht unverfälscht bzw. im Wesentlichen unverfälscht empfängt. [0048] Therefore, the optical stack 20 according to the first to fourth embodiments (Figs. 1 to 8) is provided with a through-opening 38, which is represented, for example, in the first diffuser layer 22 as a recess 40. This recess 40 is shown in Fig. 2 as an edge recess of the first diffuser layer 22. The first diffuser layer 22 has a peripheral boundary edge 42, which is formed within one of its sections by the (light entry) edge 43 of a light guide plate 44 that is exposed within this section. The light guide plate 44 has the task of providing backlighting of the display 12 within the through-opening 38 of the optical stack 20. For this purpose, the backlighting to be implemented in this area is carried out by further light sources 46 for visible light arranged laterally to the said light entry edge 43 of the light guide plate 44, which radiate their light into the light entry edge 43 opposite them, whereby this light is reflected by the Light exit side 48 of the light guide plate 44 and thus from the top side 23 de is emitted in the direction of the display 12. Unlike the optical elements of the optical stack 20, the light guide plate 44 does not distort reflected IR light coming from the area 36, so that the IR camera 32 arranged in alignment with the light guide plate 44 receives the reflected IR light unadulterated or essentially unadulterated.
[0049] Die Lichtleiterplatte 44 kann in ihren an die erste Diffusorschicht 22 angrenzenden Seitenflächen 50 lichtreflektierend ausgebildet sein. [0049] The light guide plate 44 can be designed to reflect light in its side surfaces 50 adjacent to the first diffuser layer 22.
[0050] In Fig. 2 ist beispielhaft gezeigt, an welchen Positionen innerhalb der Anzeigevorrichtung 10a die IR-Lichtquellen 34 angeordnet sein können. Eine erste Variante der Anordnung dieser IR-Lichtquellen besteht darin, dass sie außerhalb des Optical Stack 20 beispielsweise im Randbereich 52 und damit innerhalb eines Rahmens 54 der Anzeigevorrichtung 10a positioniert sind. Alternativ können sie, wie bereits oben beschrieben, Teil der Hinterleuchtungseinheit 24 sein, wobei sie entweder unterhalb des Optical Stack 20 oder aber unterhalb der Lichtleiterplatte 44 angeordnet sein können. [0050] Fig. 2 shows by way of example the positions within the display device 10a at which the IR light sources 34 can be arranged. A first variant of the arrangement of these IR light sources consists in that they are positioned outside the optical stack 20, for example in the edge region 52 and thus within a frame 54 of the display device 10a. Alternatively, as already described above, they can be part of the backlight unit 24, in which case they can be arranged either below the optical stack 20 or below the light guide plate 44.
[0051] Der Optical Stack 20 weist zweckmäßigerweise eine weitere Diffusorschicht 56 auf, die ebenfalls eine Aussparung 58 aufweist, die in ihrem Randbereich den Übergang 60 der Lichtleiterplatte 44 zur ersten Diffusorschicht 22 bzw. zum Optical Stack 20 überdeckt. Dies ist in Fig. 1 angedeutet. [0051] The optical stack 20 expediently has a further diffuser layer 56, which also has a recess 58, which in its edge region covers the transition 60 of the light guide plate 44 to the first diffuser layer 22 or to the optical stack 20. This is indicated in Fig. 1.
[0052] Die Anzeigevorrichtung 10b gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, dass nun die Lichtleiterplatte 44 von unten, also nicht vom Rand aus, durch sichtbares Licht aussendenden Lichtquellen 28 des Trägerelements 26 ausgeleuchtet wird. Hierzu kann die Lichtleiterplatte 44 an ihrer unterseitigen Lichteintrittsseite 62 vorteilhafterweise Lichtleitervorsprünge 64 aufweisen, deren Lichteintrittsseite bzw. -Seiten 66 Lichtquellen 28 für sichtbares Licht gegenüberliegen, welches über die Lichtaustrittsseite 48 der Lichtleiter- paltte 44 in Richtung auf das Display 12 austritt. Unterhalb der Lichtleiterplatte 44 befindet sich wiederum die IR-Kamera 32. [0052] The display device 10b according to Fig. 3 differs from the embodiment according to Fig. 1 in that the light guide plate 44 is now illuminated from below, i.e. not from the edge, by light sources 28 of the carrier element 26 that emit visible light. For this purpose, the light guide plate 44 can advantageously have light guide projections 64 on its underside light entry side 62, the light entry side or sides 66 of which have light sources 28 for visible light which exits via the light exit side 48 of the light guide plate 44 in the direction of the display 12. The IR camera 32 is located below the light guide plate 44.
[0053] Im Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung 10c der Fig. 4 erfolgt die Ausleuchtung der Lichtleiterplatte 44 durch zu diesem Zweck vorteilhafterweise leicht schräggestellte Lichtquellen 28 des Trägerelements 26. [0053] In the embodiment of the display device 10c of Fig. 4, the illumination of the light guide plate 44 is carried out by light sources 28 of the carrier element 26 which are advantageously slightly inclined for this purpose.
[0054] Sowohl in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 als auch in demjenigen der Fig. 4 kann die Aussparung im Optical Stack 20 allseitig von Material der Schichten des Optical Stack 20 umgeben sein. Es erfolgt nämlich keine Edge-Lit-Beleuchtung der Lichtleiterplatte 44 mit Hinterleuchtungs- licht, wie es bei dem Ausführungsbeispiel der Fign. 1 und 2 der Fall ist. [0054] Both in the embodiment of Fig. 3 and in that of Fig. 4, the recess in the optical stack 20 can be surrounded on all sides by material from the layers of the optical stack 20. This is because there is no edge-lit illumination of the light guide plate 44 with backlighting light, as is the case in the embodiment of Figs. 1 and 2.
[0055] In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung lOd nach der Erfindung gezeigt, bei der in der Durchgangsöffnung 38 im Optical Stack 20 ein Trägerelement 67 angeordnet ist, das mit OLEDs bzw. Mikro-LEDs (beides nicht dargestellt) versehen ist. Die Transparenz für IR.-Licht durch das Trägerelement 67 mit dem OLEDs bzw. Mikro-LEDs ist gewährleistet, so dass auch hier die IR-Kamera 32, die sich unterhalb dieses Trägerelements 67 auf dem Trägerelement 26 der Hinterleuchtungseinheit 24 befindet (was im Übrigen auch für alle anderen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wie in den Figuren auch dargestellt, gilt), reflektieres IR.-Licht im Wesentlichen ungestört empfängt. [0055] Fig. 6 shows a further embodiment of a display device 10d according to the invention, in which a carrier element 67 provided with OLEDs or micro-LEDs (neither shown) is arranged in the through-opening 38 in the optical stack 20. The transparency for IR light through the carrier element 67 with the OLEDs or micro-LEDs is ensured, so that here too the IR camera 32, which is located below this carrier element 67 on the carrier element 26 of the backlight unit 24 (which also applies to all other embodiments of the display device according to the invention, as also shown in the figures), receives reflected IR light essentially undisturbed.
[0056] In den Fign. 7 und 8 ist ein zusätzliches Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung lOe nach der Erfindung gezeigt. Der Optical Stack 20 zwischen der Hinterleuchtungseinheit 24 und dem Display 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel keine Durchgangsöffnung auf. Die IR-Kamera 32 befindet sich zusammen mit einer oder mehreren Lichtquellen 28 des Trägerelements 26 innerhalb eines Reflektors 30. Dies ist in Fig. 8 gezeigt. Alternativ kann der Optical Stack 20 aber auch die Ausgestaltung gemäß einem der vorherigen/oder nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsbeispiel aufweisen. [0056] In Figs. 7 and 8, an additional embodiment of a display device 10e according to the invention is shown. The optical stack 20 between the backlight unit 24 and the display 12 has no through-opening in this embodiment. The IR camera 32 is located together with one or more light sources 28 of the carrier element 26 within a reflector 30. This is shown in Fig. 8. Alternatively, the optical stack 20 can also have the design according to one of the previous or subsequently described embodiments.
[0057] In den Fign. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der Aufbau der in diesen Figuren gezeigten Anzeigevorrichtung lOf ist ähnlich demjenigen der Anzeigevorrichtung 10a der Fign. 1 und 2, so dass im Wesentlichen auch die dort eingesetzten Bezugszeichen in den Fign. 9 und 10 finden sind. [0057] A further embodiment of the invention is shown in Figures 9 and 10. The structure of the display device 10f shown in these figures is similar to that of the display device 10a in Figures 1 and 2, so that essentially the reference numerals used there can also be found in Figures 9 and 10.
[0058] Der Unterschied der Anzeigevorrichtung lOf gegenüber derjenigen der Fign. 1 und 2 ist in dem Aufbau der ersten Diffusorschicht 22' zu sehen. Diese Diffusorschicht 22' weist Lichtdiffusionseigenschaften, d.h. Lichtverteilhomogenisierungseigenschaften in Form von lichtbrechenden und/oder lichtablenkenden Eigenschaften auf, die beispielsweise in Form einer Bedruckung der Kunststoffschicht, einer Oberflächenstruktur der Kunststoffschichbt und/oder in Form von Partikeln innerhalb der Kunststoffschicht realisierbar sind. [0058] The difference between the display device 10F and that of Figures 1 and 2 can be seen in the structure of the first diffuser layer 22'. This diffuser layer 22' has light diffusion properties, i.e. light distribution homogenization properties in the form of light-refracting and/or light-deflecting properties, which can be implemented, for example, in the form of printing on the plastic layer, a surface structure of the plastic layer and/or in the form of particles within the plastic layer.
[0059] In einem Bereich weist die Diffusorschicht 22' keinerlei bzw. im Wesentlichen keinerlei derartiger lichtbrechenden bzw. lichtablenkenden Eigenschaften auf, ist also für insbesondere reflektiertes I R-Licht "neutral". Dieser Teilbereich ist in den Fign. 9 und 10 mit dem Bezugszeichen 44' gekennzeichnet. Dieser befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel in einem Außenrandbereich 45, der innerhalb des Begrenzungsrandes 42 der ersten Diffusorschicht 22' einen freiliegenden Außenrandabschnitt 43' als- Lichteintrittsrand für den Teilbereich 44' aufweist. Wie im Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung 10a strahlt nun in diesen Lichteintrittsrand des Teilbereichs 44' das Hinterleuchtungslicht der (edge-lit) Lichtquellen 46 der Hinterleuchtungseinheit 24 ein. [0059] In one area, the diffuser layer 22' has no or essentially no such light-refracting or light-deflecting properties, and is therefore "neutral" for reflected IR light in particular. This partial area is identified in Figures 9 and 10 with the reference symbol 44'. In this exemplary embodiment, this is located in an outer edge area 45, which has an exposed outer edge section 43' as a light entry edge for the partial area 44' within the boundary edge 42 of the first diffuser layer 22'. As in the exemplary embodiment of the display device 10a, the backlighting light from the (edge-lit) light sources 46 of the backlighting unit 24 now shines into this light entry edge of the partial area 44'.
[0060] Der von Lichtdiffusionseigenschaften freie bzw. im Wesentliche freie Teilbereich 44' ist gebildet, indem vom übrigen Bereich der ersten Diffusorschicht 22' aus gesehen die Lichtdiffusionseigenschaften graduell abnehmen. Diest ist in den Fign. 9 und 10 bei 47' angedeutet, indem zeichnerisch dargestellt ist, dass die Dichte der Punkte, die den Grad der Lichtdiffusionseigenschften wiedergeben sollen, graduell abnimmt, bis schließlich im Teilbereich 44' keine Lichtdiffisionseigenschafen mehr existieren bzw. im Wesentlichen keine Lichtdiffusionseigenschaften mehr existieren. [0060] The partial area 44' which is free or essentially free of light diffusion properties is formed by the light diffusion properties gradually decreasing as seen from the remaining area of the first diffuser layer 22'. This is indicated in Figs. 9 and 10 at 47' by It is graphically shown that the density of the points intended to represent the degree of light diffusion properties gradually decreases until finally in the partial area 44' no light diffusion properties exist anymore or essentially no light diffusion properties exist anymore.
[0061] Der Vorteil der Ausgestaltung der Diffusorschicht 22 gemäß den Fign. 9 und 10 ist in der einfachereren Konstruktion und Montage der Anzeige- vorrichung zu sehen. [0061] The advantage of the design of the diffuser layer 22 according to Figs. 9 and 10 is the simpler construction and assembly of the display device.
[0062] Die Fign. 11 bis 13 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Beeinflussung des Grades der Lichtdiffusionseigenschaften der ersten Diffusorschicht 22'. [0062] Figures 11 to 13 show various possibilities of influencing the degree of light diffusion properties of the first diffuser layer 22'.
[0063] Gemäß Fig. 11 werden die Lichtdiffusionseigenschaften der ersten Diffusorschicht 22 durch Partikel innerhalb der Diffusorschicht 22' erzielt. Durch gradueller Abnahme der Partikeldichte zum Teilbereich 44' hin und durch Eliminierung bzw. durch Nichtforsehen derartiger Partikel im Teilbereich 44' kann dieser Teilbereich 44' schließlich frei von Lichtdiffusionseigenschaften ausgebildet sein. [0063] According to Fig. 11, the light diffusion properties of the first diffuser layer 22 are achieved by particles within the diffuser layer 22'. By gradually decreasing the particle density towards the partial region 44' and by eliminating or not providing such particles in the partial region 44', this partial region 44' can finally be designed to be free of light diffusion properties.
[0064] In Fig. 12 ist ein Beispiel gezeigt, in dem das Volumen der ersten Diffusorschicht 22' im gesamten Bereich, in dem die graduelle Abnahme der Lichtdiffusionseigenschaften inklusive des Teilbereichs 44' erfolgt, frei von lichtbrechenden bzw. lichtablenkenden Partikeln. Die graduelle Abnahme außerhalb des Teilbereichs 44', die bis an diesen Teilbereich 44' angrenzt, erfolgt durch eine in ihrer Dichte graduell abnehmenden Bedruckung der Oberfläche (oben und unten) der Diffusorschicht 22' bzw. durch eine graduelle Abname der Dichte von eventullen ggf. auch zusätzlich vorsehenden Oberflächenstrukturen lichtbrechenden bzw. lichtablenkeden der ersten Diffusorschicht 22'. [0064] Fig. 12 shows an example in which the volume of the first diffuser layer 22' is free of light-refracting or light-deflecting particles in the entire area in which the gradual decrease in the light diffusion properties occurs, including the partial area 44'. The gradual decrease outside the partial area 44', which borders on this partial area 44', is achieved by a printing of the surface (top and bottom) of the diffuser layer 22' with a gradually decreasing density or by a gradual decrease in the density of any light-refracting or light-deflecting surface structures of the first diffuser layer 22' that may also be provided additionally.
[0065] In Fig. 13 schließlich ist gezeigt, dass die Lichtdiffusionseigenschaften der ersten Diffusorschicht 22' durch eine Bedruckung oder aber Oberflächenstruktur in denjenigen Bereichen erfolgt, in denen die Lichtdiffusionseigenschaften gewollt sind. Zum Teilbereich 44' hin befindet sich also im Bereich 47' dann eine graduell sich vermindernde Dichte an Bedruckung bzw. Oberflächenstruktur. [0065] Finally, Fig. 13 shows that the light diffusion properties of the first diffuser layer 22' can be influenced by printing or Surface structure occurs in those areas in which the light diffusion properties are desired. Towards the partial area 44', there is then a gradually decreasing density of printing or surface structure in area 47'.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE SYMBOL LIST
10a Anzeigevorrichtung 10b Anzeigevorrichtung 10c Anzeigevorrichtung lOd Anzeigevorrichtung lOe Anzeigevorrichtung lOf Anzeigevorrichtung 12 Display 14 Vorderseite des Displays 16 Anzeigefläche des Displays 18 Rückseite des Displays 20 Optical Stack 22 erste Diffusorschicht des Optical Stack 22' erste Diffusorschicht des Optical Stack 23 Oberseite der ersten Difforschicht 23’ Oberseite der ersten Difforschicht 24 Hinterleuchtungseinheit 26 Trägerelement (Leiterplatine) der Hinterleuchtungseinheit 28 Hinterleuchtungslichtquellen 30 Reflektoren der Hinterleuchtungseinheit 32 IR- Kamera 34 IR-Lichtquellen 36 Bereich vor dem Display 38 Durchgangsöffnung im Optical Stack 40 Aussparung in der ersten Diffusorschicht 42 Begrenzungsrand der ersten Diffusorschicht bzw. des Optical Stack 43 Lichteintrittsrand der Lichtleiterplatte 43’ Außenrandabschnitt als Lichteintrittsrand für den Teilbereich, der im Wesentlichen frei von Lichtdiffusionseigenschaften ist 10a Display device 10b Display device 10c Display device lOd Display device lOe Display device lOf Display device 12 Display 14 Front of the display 16 Display surface of the display 18 Back of the display 20 Optical stack 22 First diffuser layer of the optical stack 22' First diffuser layer of the optical stack 23 Top of the first diffuser layer 23’ Top of the first diffuser layer 24 Backlight unit 26 Carrier element (printed circuit board) of the backlight unit 28 Backlight light sources 30 Reflectors of the backlight unit 32 IR camera 34 IR light sources 36 Area in front of the display 38 Through-opening in the optical stack 40 Recess in the first diffuser layer 42 Boundary edge of the first diffuser layer or the optical stack 43 Light entry edge of the light guide plate 43’ Outer edge section as light entry edge for the partial area which is essentially is free of light diffusion properties
44 Lichtleiterplatte 44' Teilbereich, der ersten Diffusorschicht, im Wesentlichen frei von Lichtdiffusionseigenschaften 44 Light guide plate 44' Partial area of the first diffuser layer, essentially free of light diffusion properties
45 Außenrandbereich mit Teilbereich 44' weitere Lichtquellen der Hinterleuchtungseinheit 45 outer edge area with partial area 44' additional light sources of the backlight unit
Lichtaustrittsseite light exit side
Seitenflächen der Lichtleiterplatte side surfaces of the light guide plate
Randbereich der Anzeigevorrichtung edge area of the display device
Rahmen des Displays weitere Diffusorschicht frame of the display additional diffuser layer
Aussparung der weiteren Diffusorschicht recess of the further diffuser layer
Übergang der Lichtleiterplatte zur ersten Diffusorschicht bzw. zum OpticalTransition of the light guide plate to the first diffuser layer or to the optical
Stack unterseitige Lichteintrittsseite stack underside light entry side
Lichtleitervorsprung light guide projection
Lichteintrittsseite des Lichtleitervorsprungs light entry side of the light guide projection
Trägerelement mit OLEDs bzw. Mikro-LEDs Carrier element with OLEDs or micro-LEDs
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