用于车辆的显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种显示装置，显示装置具有透光性的玻璃，尤其是汽车的挡风玻璃(2)、通过玻璃(2)的边缘射入所述玻璃(2)中的窄频带式的光源(6、8、9)和形成在所述玻璃(2)中的使所述光源(6、8、9)的光朝驾驶员的眼睛(22)衍射的周期性结构(3)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种显示装置，该显示装置尤其可以使用在汽车中，用于为驾驶员显示汽车的信息。
技术介绍
由文献DE 10 2004 016 808 A1中已知一种显示装置，该显示装置使用汽车的挡风玻璃作为显示屏。在这种传统的显示装置的情况中，显示元件分布在汽车玻璃的很大一部分上，分别通过光导体将布置在玻璃的边缘上的光源的光导向该显示元件。为了使这种光源的光到达汽车驾驶员的眼睛，它必须在显示元件中散射。在不发光的状态中显示元件不应该妨碍汽车驾驶员的视线。因此，它们应该包括小的结构，以便在不发光的状态中不能被人的眼睛看到。但这种结构以和对光源的光相同的方式作用于环境光线，就是说这种结构使环境光线散射。因此在驾驶员的眼中玻璃在显示元件的位置处看起来必然地模糊。在给定的光源照射强度的情况下，显示元件越清晰、也就是说光散射的结构越密，模糊就会越严重。为了在模糊度很小的同时实现显示元件的良好的可见性，光散射的结构的密集程度必须很小，相应地照射显示元件的光源必须具有较高的光强。这导致较高的能量需求，此外，当大部分光在玻璃中传播而不是由显示元件向外散射时，在玻璃的边缘会出现对人产生刺激的光反射。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种具有透光性的玻璃的显示装置，该显示装置即使在光源光强度很小的情况下也可以实现较高可见性。所述技术问题通过本专利技术的实施方式解决，方式是，在具有透光性的玻璃的显示装置情况下通过玻璃的边缘射入玻璃中的光源设计成窄频带式的并且在玻璃中形成使光源的光衍射的周期性结构。用这样的结构可以将光源的光有目的地且高效地转向其应该被看到的方向，在另一方面，穿过玻璃的 宽频带的环境光很大程度上不被散射，以便在玻璃没有被光源照射时，确实地有效地使周期性结构的可见性最小。作为周期性结构，尤其考虑线栅。如果在周期性结构中具有不同折射率的区域相互交替，在最小吸收的同时可以实现光线衍射，此外，这种结构有利于光源的光在玻璃中的传播，其中，前后相续经过具有不同折射率的多个区域。为了把光源的光传导至周期性的结构，玻璃可以包括至少一个平面的波导体，该波导体嵌入两个套层之间。波导体是平面的，以便虽然保持光横向于玻璃的平面成束，但同时允许光在玻璃宽度上传播，因此唯一的光源可以照射横向于其主要照射方向传播的在玻璃中的周期性结构。套层一般具有比平面的波导体更高的折射率，以便在平面的波导体中通过完全的内部反射传导光。周期性结构可以设计在与平面的波导体邻接的套层表面上，或者设计在平面的波导体自身中，其中在此优选第二种备选方式。具有不同周期的多个周期性结构可以在玻璃上重叠。多个周期性结构中的每一个可以配有一个光源，其中，波长相似的光源根据对应周期性结构的周期调整成，使得周期性结构把各对应光源的光向相同的方向衍射。因此，可以为从这个方向观察显示装置的使用者在玻璃的相同位置处显示不同颜色的光信号。此外，可以在玻璃上形成至少两个彼此相间隔的周期性结构，因此也可以根据从使用者的角度来看周期性结构在玻璃上闪亮的部位，可以为使用者传递信息。在此也应该为至少两个周期性结构中的每一个分配一个光源，其中每个光源的波长根据对应周期性结构的周期调整成，使得在周期性结构上衍射的光线互相交叉。当使用者的眼睛位于交叉点的时候，可以同时看见多个周期性结构。一个优选的应用是玻璃设计为车辆的挡风玻璃。然后至少一个周期性结构应该把光在驾驶员的头部的方向衍射。若至少一个周期性结构就在玻璃的平面上的镜像而言对称，则具有相同强度的朝在驾驶员的头部的方向衍射的光，也转向室外并因此没有利用就损失掉。由于周期性结构就在玻璃的平面上的镜像而言合适的不对称，为了朝驾驶员头部衍射的部分而最小化衍射到室外的部分。附图说明本专利技术的其他特征和优点从下面参照附图对实施例的说明中得出。附图中：图1是具有按照本专利技术的显示装置的汽车的前挡风玻璃和仪表板的示意图；图2是前挡风玻璃的下边缘的示意性放大图；图3是剖切按照本专利技术第一实施方式的前挡风玻璃的示意性截面图；图4是按照本专利技术第二实施方式的类似于图3的示意截面图；图5是按照本专利技术第三实施方式的类似于图1的视图。具体实施方式图1示出由驾驶员的视角看的汽车的仪表板1和挡风玻璃2的示意图。形式为线栅3的周期性结构与挡风玻璃的下边缘4相邻地布置在挡风玻璃2中并且在驾驶员的直视方向上在方向盘5的另一侧。通过下边缘4把光射入挡风玻璃2中的窄频带单色的LED隐藏在挡风玻璃的下边缘4下方并且在仪表板1中。图2示意性示出前挡风玻璃2的下边缘区域的放大图，该下边缘区域具有线栅3和多个LED6，该LED6沿边缘4分散地布置，以便通过边缘4把单色的光射进挡风玻璃2中。线栅3的线的间距选择为，使得LED的以一阶衍射的光从线栅3向驾驶员的眼睛传播，即在车辆的xz平面内在稍微向后升高的方向上传播。LED6的光通过在挡风玻璃2的边界层上的反射在从下边缘4到线栅3的路径上沿垂直于玻璃表面的方向保持紧密成束，而这种成束在玻璃2的平面中是没有规定的；如在图2中以虚线标示的光锥7所示，光可以在玻璃2的平面中自由地向侧面传播，以便分别相互间隔布置的LED6的有限的数量就足够使光栅3在其整个尺寸内均匀地闪亮，并且在LED6之间保留用于其它的LED8、9的空间，该LED8、9以不同于LED6的波长的单色光发光。图3示意性示出剖切挡风玻璃2的纵向截面图。剖切平面垂直于线栅3的线穿过LED6之一延伸。该线栅形成在平面的由塑料制造的波导层10中，该波导层10嵌入两个由无机玻璃制成的套层11之间。为了使LED的光能 够保持包围在波导层10中，该波导层10的折射率小于所述套层11的折射率。具有三明治结构的挡风玻璃，其中韧性的塑料层嵌入两个无机玻璃层之间，已知作为安全玻璃并且广泛应用在汽车制造中。按照本专利技术，可以使用这种安全玻璃的塑料层，以便在安全玻璃中形成线栅3。不在线栅3上衍射的LED光在波导层10中继续传播，直到此光到达玻璃2的上边缘19上的吸收器20。该吸收器20可以通过黑颜色的涂层形成在上边缘19上，优选布置在例如围住挡风玻璃2的边缘的密封装置21的槽的底部，以便遮住驾驶员和其他交通参与者的眼睛看到的吸收器20可能的反光。线栅3的线在此通过横向于剖切平面纵向延伸的区域12、13形成，其中，区域12的折射率和包围的波导层的塑料材料的折射率不同。可以得到这种区域12的方式是，例如波导层10在硬化过程中，经受两个彼此交叉的并且在这种情况下形成相应于在波导层10中的区域12的布置的干涉图样的激光射线。在图3中，区域12分别设计具有就在平行于挡风玻璃2的表面的平面上的镜像而言非对称的、在此菱形的横截面。如果区域12就光的传播平面而言在挡风玻璃2中是对称的，那么从挡风玻璃传播到室外的衍射的光线14的强度与到达驾驶员眼睛22的光线15的强度相同，该光线15以与光线14相同大小的角度反向于光在波导层10中的原始传播方向转向。该非对称允许光线15强于光线14并因此有效利用LED6的光。区域12可以在波导层10的整个厚度上、从一个套层11向另一个套层11延伸，以便得到加强衍射的光线15。但在图3的设计的情况中，区域12仅限制在波导层10的表面，在对置的表面上存在具有比线栅3更短的周期的线栅18的区域16、17本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置，所述显示装置具有透光性的玻璃(2)、通过所述玻璃(2)的边缘射入所述玻璃(2)中的窄频带式的光源(6、8、9)和形成在所述玻璃(2)中的使所述光源(6、8、9)的光衍射的周期性结构。

【技术特征摘要】
2015.02.13 DE 102015001930.91.一种显示装置，所述显示装置具有透光性的玻璃(2)、通过所述玻璃(2)的边缘射入所述玻璃(2)中的窄频带式的光源(6、8、9)和形成在所述玻璃(2)中的使所述光源(6、8、9)的光衍射的周期性结构。2.按照权利要求1所述的显示装置，其中，所述周期性结构是线栅(3、18、23)。3.按照权利要求1或2所述的显示装置，其中，在所述周期性结构中，具有不同折射率的区域(12、13)互相交替。4.按照权利要求1至3之一所述的显示装置，其中，所述玻璃(2)包括至少一个平面的波导体(10)，所述波导体(10)嵌入两个套层(11)之间。5.按照权利要求4所述的显示装置，其中，所述周期性结构形成在平面的所述波导体(10)中。6.按照权利要求1至5之一所述的显示装置，其中，多个具有不同周期的周期性结构(3、18、23)在所述玻璃(2)上重叠。7.按照权利要求6所述的显...

【专利技术属性】
技术研发人员：H查尔，P勃兰特，G鲍尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US