DE10233734A1

DE10233734A1 - Spiegel mit einer Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE10233734A1
Application number: DE2002133734
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Brohm
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-05
Also published as: WO2004017127A1

Abstract

Bei einem Spiegel mit einer Anzeigevorrichtung ist vorgesehen, dass eine Flüssigkristallzelle auf der dem Betrachter abgewandten Seite (Rückseite) mit einer polarisierenden konvertierenden Folie versehen ist, die von der Rückseite eintreffendes Licht polarisiert durchlässt und von der dem Betrachter zugewandten Seite (Vorderseite) eintreffendes Licht reflektiert, und dass auf der Vorderseite der Flüssigkristallzelle ein Polarisationsfilter angeordnet ist, dessen Durchlass-Polarisationsrichtung parallel zur Durchlass-Polarisationsrichtung der polarisierenden konvertierenden Folie ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiegel mit einer Anzeigevorrichtung.
Die Integration einer Anzeigevorrichtung (Display) in einem Spiegel ist bei einer Reihe von Anwendungen besonders vorteilhaft. Je nach Voraussetzungen im Einzelnen kann beispielsweise ein zusätzliches Gehäuse für eine Anzeigevorrichtung eingespart werden oder der Benutzer des Spiegels kann bei jedem Blick in den Spiegel gleichzeitig die angezeigten Informationen wahrnehmen. Dieser Vorteil ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug gegeben, wenn das Display in den Innen-Rückspiegel integriert ist, der während der Fahrt häufig benutzt wird. US 2002/0003439 A1 beschreibt einen Rückspiegel mit einem in dessen Gehäuse integrierten Display.
Aus Auto & Elektronik 1/2000, Seiten 101 und 102 ist es bekannt, einen teildurchlässigen Spiegel zu verwenden, hinter dem eine geeignete LED-Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Der teildurchlässige Spiegel ist ferner mit einer elektro-chromen Schicht zur einstellbaren Abblendung versehen.
Diese bekannten Spiegel weisen den Nachteil auf, dass die hinter dem Spiegel angeordnete Anzeige sehr lichtstark sein muss, um die geringe Transmission des teildurchlässigen Spiegels, der gegebenenfalls noch mit einem Farbfilter und einem elektro-chromen Filter versehen ist, zu kompensieren. Durch den damit erforderlichen Einsatz lichtstarker LED-Displays oder LEDs wird die Anzeigegestaltung, insbesondere die Farbwahl und die Darstellung der Information im Einzelnen, stark eingeschränkt. Außerdem führt diese hohe Lichtstärke zu einer erhöhten Leistungsaufnahme. Weiterhin ist nachteilig, dass relativ viel Bauraum für die LED-Anzeige benötigt wird, so dass flache Spiegel – beispielsweise in der Sonnenblende – nicht ohne weiteres zu realisieren sind. Außerdem führt der relativ aufwendige Aufbau zu erhöhten Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Spiegel mit einem integrierten Display vorzuschlagen, das in flacher Bauweise realisiert werden kann und ferner möglichst einfach aufgebaut ist. Darüber hinaus soll das Display auch als Punkt-Matrix realisierbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Flüssigkristallzelle auf der dem Betrachter abgewandten Seite (Rückseite) mit einer polarisierenden konvertierenden Folie versehen ist, die von der Rückseite eintreffendes Licht polarisiert durchlässt und von der dem Betrachter zugewandten Seite (Vorderseite) eintreffendes Licht reflektiert, und dass auf der Vorderseite der Flüssigkristallzelle ein Polarisationsfilter angeordnet ist, dessen Durchlass-Polarisationsrichtung parallel zur Durchlass-Polarisationsrichtung der polarisierenden konvertierenden Folie ist.
Geeignete polarisierende konvertierende Folien, für die im Englischen auch der Ausdruck polarization conversion film verwendet wird, stehen auf dem Markt zur Verfügung und werden beispielsweise von der Firma 3M unter der Bezeichnung Dual Brightness and Enhancement Film vertrieben. Einzelheiten einer solchen Folie sind beispielsweise auch in WO 00/75560 A1 beschrieben.
Der erfindungsgemäße Spiegel hat unter anderem den Vorteil, dass alle zur Herstellung von LCD-Displays bekannten Technologien zur Verfügung stehen, das Display also auch in Form einer Punkt-Matrix ausgeführt werden kann. Hierbei zeigt sich insbesondere der Vorteil einer niedrigen Lichtstärke der Hintergrundbeleuchtung. Würde man nämlich ein LCD-Display hinter einem teildurchlässigen Spiegel anordnen, ergäbe sich beispielsweise eine Kombination aus einem teildurchlässigen Spiegel mit 20% Transmission und dem LCD-Display von 10% Transmission. Insgesamt wird bei einer derartigen Anordnung 98% des von der Hintergrundbeleuchtung gelieferten Lichtstromes vernichtet.
Der erfindungsgemäße Spiegel kann an sich mit einer bestehenden Beleuchtungseinrichtung kombiniert werden, vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass sich eine Beleuchtungseinrichtung über mindestens einen Teil der Rückseite erstreckt. Zur Verbesserung der Spiegeleigenschaften, die durch einen Restlichtstrom in Rückwärtsrichtung beeinträchtigt werden können, kann vorgesehen sein, dass die Rückseite gegen Außenlicht abgeschirmt ist.
Vorzugsweise kann der erfindungsgemäße Spiegel als Rückspiegel in einem Fahrzeug angewendet werden. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen jedoch auch bei Spiegeln für andere Anwendungen zur Geltung.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zwischen der richtungsselektiv reflektierenden Einrichtung und der Flüssigkristallzelle ein weiteres Polarisationsfilter angeordnet ist. Diese Ausgestaltung trägt ebenfalls zur Verbesserung der Spiegelwirkung bei insbesondere, wenn die Folie bezüglich der Polarisierung eine geringe Effizienz aufweist.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Spiegel kann eine Möglichkeit zum Abblenden in einfacher Weise vorgesehen sein, nämlich dadurch, dass ein nicht zur Anzeige dienender Flächenbereich der Flüssigkristallzelle als großflächig ansteuerbares Segment ausgebildet ist. Hinter dem Segment ist vorzugsweise eine lichtabsorbierende Schicht. Über die Ansteuerspannung dieses Segments kann der Reflektionsgrad des Spiegels eingestellt werden. Dabei kann ein automatisches Abblenden dadurch erfolgen, dass die Ansteuerung des großflächig ansteuerbaren Segments mit Hilfe eines Photosensors erfolgt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel und
2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen sind stark schematisiert. So ist beispielsweise in 1 die Dicke der einzelnen Schichten der Übersichtlichkeit halber stark gegenüber den übrigen Abmessungen vergrößert. Außerdem wurden elektrische Leitungen und Elektroden sowie Abstandshalter in den Flüssigkristallzellen fortgelassen.
In 1 sind von der Flüssigkristallzelle zwei transparente Platten 1, 2 und der dazwischenliegende Flüssigkristall dargestellt. Von dem zwischen den Platten 1, 2 liegenden Flüssigkristall sind nicht aktivierte Segmente 3, 4, 5 schraffiert und aktivierte Segmente 6, 7 ohne Schraffur dargestellt.
In Richtung auf einen Betrachter (durch ein symbolisiertes Auge angedeutet) ist ein Polarisationsfilter 8 angeordnet. Entgegengesetzt dazu ist eine polarisierende konvertierende Folie 9 auf die Flüssigkristallzelle aufgebracht. Nach hinten ist der Spiegel lichtdicht durch ein Gehäuse 10 abgeschlossen. Innerhalb eines Teils des Gehäuses befindet sich eine flächige Beleuchtungseinrichtung 11, beispielsweise eine Elektro-Lumineszenz-Platte oder ein Lichtleiter mit LED-Beleuchtung. Somit ist die gesamte Fläche des erfindungsgemäßen Spiegels in eine vorzugsweise größere lediglich als Spiegel dienende Fläche 12 und in eine vorzugsweise kleinere Teilfläche 13 für eine Anzeige aufgeteilt.
Bei inaktiver Flüssigkristallzelle wird der in Durchlassrichtung des Polarisationsfilters 8 polarisierte Anteil des von der Betrachterseite einfallenden Lichtes von der Folie 9 weitgehend vollständig und ohne Änderung der Polarisationsrichtung reflektiert. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkristallzelle derart ausgebildet, dass bei einem Durchgang des Lichts durch die inaktive Zelle die Polarisationsrichtung um 90° gedreht wird. Von dem durch die Rückseite einfallenden Licht wird der Anteil, der in Durchlassrichtung der Folie 9 polarisiert ist, durchgelassen und im inaktiven Segment in der Polarisation um 90° gedreht und dann durch das vordere Polarisationsfilter 8 absorbiert.
Werden die Segmente 6, 7 durch Anlegen einer Spannung aktiviert, wird die Polarisationsrichtung des von der Folie 9 transmittierten Lichts nicht gedreht, so dass das Polarisationsfilter 8 Licht durchlässt und die Segmente 6, 7 hell erscheinen.
In 2 ist dies anhand einiger aus wenigen Segmenten zusammengesetzten Schriftzeichen dargestellt. Je nach Anforderungen können auch feinere Strukturen abgebildet werden.
Wenn keine Anzeigen erfolgen sollen, kann die Beleuchtungseinrichtung 11 abgeschaltet werden, damit der Bereich 13 ohne störende Einflüsse als Spiegel benutzt werden kann.
Wird der Flächenbereich 12 der Flüssigkristallzelle 1, 2 ebenfalls mit Elektroden versehen, so kann durch Anlegen einer Spannung der Spiegel abgedunkelt werden, um beispielsweise in einem Kraftfahrzeug Blendung durch nachfolgende Fahrzeuge zu verhindern. Dazu ist vorzugsweise hinter dem Flächenbereich 12 eine lichtabsorbierende Schicht 17 vorhanden, die eine diffuse Rückstreuung von der Gehäuse-Innenseite unterdrückt. Die Abdunklung des Spiegels kann auch automatisch dadurch geschehen, dass ein Photodetektor 14 über eine Steuereinrichtung 15 eine dem Segment 3 zuzuführende Spannung steuert. Eine weitere Steuereinrichtung 16 steuert die ein zelnen Segmente 6, 7 des Displays in Abhängigkeit von der anzuzeigenden Information und die Beleuchtungseinrichtung 11.

Claims

Spiegel mit einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkristallzelle (1 bis 7) auf der dem Betrachter abgewandten Seite (Rückseite) mit einer polarisierenden konvertierenden Folie (9) versehen ist, die von der Rückseite eintreffendes Licht polarisiert durchlässt und von der dem Betrachter zugewandten Seite (Vorderseite) eintreffendes Licht reflektiert, und dass auf der Vorderseite der Flüssigkristallzelle (1 bis 7) ein Polarisationsfilter (8) angeordnet ist, dessen Durchlass-Polarisationsrichtung parallel zur Durchlass-Polarisationsrichtung der polarisierenden konvertierenden Folie (9) ist.
Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Beleuchtungseinrichtung (11) über mindestens einen Teil (13) der Rückseite erstreckt.
Spiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite gegen Außenlicht abgeschirmt ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der richtungsselektiv reflektierenden Einrichtung (9) und der Flüssigkristallzelle (1 bis 7) ein weiteres Polarisationsfilter angeordnet ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht zur Anzeige dienender Flächenbereich (12) der Flüssigkristallzelle (1 bis 7) als großflächig ansteuerbares Segment (3) ausgebildet ist.
Spiegel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des großflächig ansteuerbaren Segments (3) mit Hilfe eines Photosensors (14) erfolgt.
Spiegel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der richtungsselektiv reflektierenden Einrichtung (9) in dem nicht zur Anzeige dienenden Bereich eine lichtabsorbierende Schicht (17) angeordnet ist.