DE2903070A1 - ILLUMINATED DISPLAY - Google Patents
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Description
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BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft ein beleuchtetes Anzeigegerät gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. 5The invention relates to an illuminated display device according to the preamble of the main claim. 5
Die Erfindung befaßt sich beispielsweise mit Anzeigegeräten, wie sie im Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen • :iwendet werden.The invention is concerned, for example, with display devices such as those in the dashboard of motor vehicles •: be used.
Ein bekanntes beleuchtetes Anzeigegerät umfaßt eine durchsichtige Skalenscheibe mit einer im Inneren der Skalenscheibe liegenden, reflektierenden Fläche, die derart angeordnet ist, daß Lichtstrahlen, die in die Skalenscheibe von einer Lichtquelle angrenzend an den Umfang der Skalenscheibe eintreten, ihre Bahn in Richtung eines durchsichtigen Zeigers ändern, der schwenkbar über der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe in der üblichen Weise angeordnet ist. Die auf diese Weise in den Zeiger gelangenden Lichtstrahlen werden auf einer Reflexionsfläche des Zeigers wiederum reflektiert und in Richtung einer matten Oberfläche gelenkt, die an der Rück- oder Unterseite des Zeigers ausgebildet ist. Die Lichtstrahlen, die auf diese Weise auf die matte Oberfläche des Zeigers auftreffen, werden diffus reflektiert und in verschiedene Richtungen zerstreut, so daß der Zeiger im Bereich der matten Oberfläche aufleuchtet. A known lighted display device includes a clear dial with one inside the Dial lying, reflective surface, which is arranged in such a way that light rays in the Dial from a light source adjacent to the circumference of the dial enter its path in the direction of a clear pointer that swivels across the front surface of the dial in is arranged in the usual way. The rays of light entering the pointer in this way are on a The pointer's reflective surface is in turn reflected and directed towards a matt surface, which is formed on the back or underside of the pointer. The rays of light that hit the matte in this way The surface of the pointer will be diffuse reflected and scattered in different directions so that the pointer lights up in the area of the matt surface.
Die bei derartigen Anzeigegeräten verwendeten Lichtquellen werden üblicherweise durch eine Miniatur-Lampe gebildet, die praktisch"eine punktförmige Lichtquelle bildet. Die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen werden über einen bestimmten festen Winkel innerhalb der durchsichtigen Skalenscheibe ausgestrahlt, so daß die Strahlen mit unterschiedlichen Einfallswinkeln auf die innere Reflexionsfläche der Skalenscheibe auftreffen. Daher werden die Strahlen mit unterschiedlichen Refle-The light sources used in such display devices are usually a miniature lamp formed that practically "a point light source forms. The rays emanating from the light source are set over a certain fixed angle within the transparent dial so that the rays with different angles of incidence on the hit the inner reflective surface of the dial. Therefore, the rays with different reflections
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xionswinkeln in Richtung des Zeigers reflektiert, so daß die Strahlen nicht nur über einen bestimmten Bereich in den Zeiger eintreten, sondern die auf die Reflextionsfläche des Zeigers auftretende Lichtmenge mit der Winkelposition des Zeigers in Bezug auf die Skalenscheibexionswinkel reflected in the direction of the pointer, so that the rays not only enter the pointer over a certain area, but also those on the reflection surface the amount of light occurring on the pointer with the angular position of the pointer in relation to the dial
verändert wird. Dies führt zu einer ungenügenden Beleuchtung des Anzeigegerätes und zu ungleichmäßiger Helligkeit
je nach Winkelposition des Zeigers auf der Skalenscheibe .
10is changed. This leads to insufficient illumination of the display device and uneven brightness depending on the angular position of the pointer on the dial.
10
Die Erfindung ist darauf gerichtet, diese Nachteile zu überwinden.The invention is directed to overcoming these disadvantages.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen bei einem gattungsgemäßen Anzeigegerät aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs. The invention results in detail in a generic Display device from the features of the characterizing part of the main claim.
Erfindungsgemäß ist ein beleuchtetes Anzeigegerät vorgesehen, das eine licht-durchlässige Skalenscheibe mit einer vorderen Oberfläche und einen licht-durchlässigen Zeiger umfaßt, der auf der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe um eine Achse drehbar ist, die im wesentlichen senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe liegt. Der Zeiger weist einen inneren Endbereich auf, durch den seine Drehachse verläuft, und einen äusseren Endbereich. Eine Lichtquelle ist angrenzend an die Skalenscheibe angeordnet und gibt Lichtstrahlen in Richtung des Umfangsbereichs der Skalenscheibe ab. Die Skalenscheibe weist im Inneren eine Reflexionsfläche auf, die in einem Winkel von 45Q zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe steht, und der Zeiger weist ebenfalls eine Reflexionsfläche in seinem inneren Endbereich auf, die in einem Winkel von 45° zu der Drehachse des Zeigers angeordnet ist. Weiterhin ist der Zeiger mit einer matten, rückwärtigen Oberfläche versehen, die in Richtung des äußeren Endes des Zeigers abgeschrägt ist. Eine Licht-Sammeleinrichtung befindet sich zwischen derAccording to the present invention there is provided an illuminated display device comprising a translucent dial having a front surface and a translucent pointer rotatable on the dial's front surface about an axis substantially perpendicular to the dial's front surface. The pointer has an inner end region through which its axis of rotation runs, and an outer end region. A light source is arranged adjacent to the dial and emits light rays in the direction of the circumferential area of the dial. The dial plate has inside a reflective surface which is at an angle of 45 Q to the front surface of the dial plate and the pointer also has a reflection surface in its inner end region which is arranged at an angle of 45 ° to the axis of rotation of the pointer is. Furthermore, the pointer is provided with a matt, rear surface which is bevelled in the direction of the outer end of the pointer. A light collection device is located between the
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Lichtquelle und der Reflexionsfläche der Skalenscheibe
und bündelt oder sammelt die von der Lichtquelle abgegebenen Strahlen auf ihrem Weg in Richtung der Reflexionsfläche
der Skalenscheibe.
5Light source and the reflective surface of the dial and bundles or collects the rays emitted by the light source on their way in the direction of the reflective surface of the dial.
5
Diese Einrichtung zur Lichtbündelung oder Lichtsammlung umfaßt vorzugsweise eine Sammel-Linse oder dgl. mit einem Brennpunkt im Bereich der Lichtquelle, oder, sofern die Lichtquelle im wesentlichen punktförmig ist, in der Lichtquelle als solcher. Eine derartige Linse kann eine konvexe Linse sein, die zwischen der Lichtquelle und der Reflexionsfläche der Skalenscheibe liegt, oder die "Linse" kann auch unmittelbar an die Skalenscheibe angeformt und ein Teil der Skalenscheibe sein.This device for focusing or collecting light preferably includes a collecting lens or the like a focal point in the area of the light source, or, if the light source is essentially point-shaped, in the light source as such. Such a lens can be a convex lens placed between the light source and the reflective surface of the dial is located, or the "lens" can also be placed directly on the dial be molded and part of the dial.
Die Skalenscheibe und der Zeiger bestehen aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Material.The dial and the pointer are made of a transparent or translucent material.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.In the following, preferred exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings explained.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einFig. 1 shows a cross section through a
herkömmliches Anzeigegerät;conventional display device;
Fig. 2A entspricht Fig. 1, bezieht sichFig. 2A corresponds to Fig. 1, relates
jedoch auf eine Ausführungsform der Erfindung;however, to an embodiment of the invention;
Fig. 2B ist eine Draufsicht zu 2A; 30Fig. 2B is a plan view of Fig. 2A; 30th
Fig. 3,4 und 5 sind Querschnitte durch weitere3, 4 and 5 are cross-sections through others
bevorzugte Ausfuhrungsformen derpreferred embodiments of the
Erfindung;Invention;
Fig. 6A ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Anordnung aus Lichtquelle und Skalenscheibe in einerFig. 6A is a plan view showing the arrangement of the light source and dial in one
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anderen Ausführungsform der Erfindung; another embodiment of the invention;
Fig. 6B ist ein Querschnitt zu Fig. 6A;
5Fig. 6B is a cross section of Fig. 6A;
5
Fig. 7A entspricht Fig. 6A, zeigt jedochFIG. 7A corresponds to FIG. 6A, but shows
die Anordnung der Lichtquelle und
der Skalenscheibe in einer anderen Ausfuhrungsform;
10the arrangement of the light source and
the dial in another embodiment;
10
Fig. 7B ist ein Querschnitt zu Fig. 7A.Fig. 7B is a cross section of Fig. 7A.
Fig.' 1 zeigt ein bekanntes beleuchtetes Anzeigegerät
10 eines Typs, auf den sich die Erfindung bezieht, mitFig. ' 1 shows a known lighted display device
10 of a type to which the invention relates
einer im wesentlichen kreisförmigen Skalenscheibe 12,a substantially circular dial 12,
deren vordere Oberfläche mit einer geeigneten, nicht gezeigten Skaleneinteilung versehen ist. Die Skalenscheibe
12 weist im Mittelbereich eine: Axialbohrung 14 auf,
durch die sich eine Welle 16 erstreckt, deren Mittel-the front surface of which is provided with a suitable, not shown, scale graduation. The graduated disk 12 has an axial bore 14 in the middle area,
through which a shaft 16 extends, the middle
achse im wesentlichen senkrecht zu der vorderen Ober-axis essentially perpendicular to the front upper
. fläche der Skalenscheibe 12 verläuft und die axial über · diese vordere Oberfläche "hinausragt und um ihre Mittelachse in Bezug auf die Skalenscheibe 12 drehbar ist. Die Welle 16 ist an einem Ende mit einem Zeiger 18 fest ver-■ bunden, dessen innerer Endbereich auf dem vorderen Endbereich der Welle 16 befestigt ist und dessen gegenüberliegender äußerer Endbereich in einem Bereich angrenzend an die vordere Oberfläche der Skalenscheibe 12 liegt. Der Zeiger 18 ist über die Skaleneinteilung auf der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe um die Mittelachse der Welle 16 drehbar. Die Welle 16 ist am anderen Ende in nicht gezeigter Weise mit einem geeigneten Antriebsmechanismus verbunden, der den Zeiger 18 um die Drehachse über einen Winkel dreht, der durch ein an den Antrieb gelangendes. surface of the dial 12 and the axially this front surface "protrudes and is rotatable about its central axis with respect to the dial 12. The Shaft 16 is firmly connected at one end to a pointer 18, the inner end area of which is fastened to the front end area of shaft 16 and the opposite end area outer end area is in an area adjacent to the front surface of the dial 12. Of the Pointer 18 is on the graduations on the front surface of the dial about the center axis of the shaft 16 rotatable. The shaft 16 is not at the other end shown manner connected to a suitable drive mechanism that the pointer 18 about the axis of rotation via a Rotates angle caused by a coming to the drive
Signal vorgegeben wird. Die Skalenscheibe 12 und der Zeiger 18 bestehen aus einem geeigneten, starren, durchsichtigen oder durchscheinenden Material, wie beispielsweiseSignal is given. The dial 12 and the pointer 18 are made of a suitable rigid, see-through or translucent material such as
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durchsichtigem Kunststoff. Die Skalenscheibe 12 wird durch ein geeignetes, nicht gezeigtes Gehäuse festgehalten, das ein Teil des Anzeigegerätes bildet.clear plastic. The dial 12 is held in place by a suitable housing, not shown, which forms part of the display device.
Die Skalenscheibe 12 weist weiterhin im Mittelbereich eine Aussparung 20 in der Form eines gleichseitigen Prismas mit einem quadratischen offenen Ende an der Rückseite der Skalenscheibe 12 auf. Von dem offenen Ende erstreckt sich unter einem Winkel von 45° zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12 eine geneigte seitliche Fläche. Die geneigte seitliche Fläche, die die Aussparung 20 auf einer Seite begrenzt, bildet eine geneigte Innenfläche, die eine flache Reflexionsfläche 22 in der durchsichtigen oder durchscheinenden Skalenscheibe 12 darstellt. Die Aussparung 20 nimmt einen Teil der Mittelachse der Skalenscheibe auf und ist folglich mit dem oben erwähnten inneren Endbereich des Zeigers 18 ausgerichtet, so daß die Reflexionsfläche 22 inder Skalenscheibe 12 unter einem Winkel von 45° auf den inneren Endbereich des Zeigers 18 gerichtet ist.The graduated disk 12 also has a recess 20 in the middle area in the form of an equilateral prism with a square open end on the back of the dial plate 12. Extends from the open end An inclined side surface is at an angle of 45 ° to the front surface of the dial plate 12. the inclined lateral surface, which delimits the recess 20 on one side, forms an inclined inner surface, the one flat reflective surface 22 in the transparent or translucent dial 12 represents. the Recess 20 takes up part of the central axis of the dial and is consequently similar to that mentioned above inner end portion of the pointer 18 aligned so that the reflective surface 22 in the dial 12 under one An angle of 45 ° is directed to the inner end region of the pointer 18.
Andererseits weist der Zeiger 18 am inneren Endbereich eine abgeschrägte Außenfläche auf, die unter 45° in Bezug auf die vordere Oberfläche der Skalenscheibe 12 geneigt ist und die eine flache Reflexionsfläche 24 bildet. Die Aussparung 20 in der Skalenscheibe 12 und die abgeschrägte äußere Fläche des Zeigers 18 sind so dimensioniert, daß die Reflexionsflächen 22 und 24 der Skalenscheibe 12 und des Zeigers 18 stets im wesentlichen aus-. gerichtet oder weitgehend deckungsgleich miteinander in Richtung parallel zu der Drehachse des Zeigers 18 sind, und zwar unabhängig von der Drehposition des Zeigers 18 auf der Skalenscheibe 12. Der äußere Endbereich des Zeigers 18 weist eine matte rückwärtige Oberfläche 26 auf, die insgesamt in Richtung des äußeren Endes des Zeigers abgeschrägt ist.On the other hand, the pointer 18 points at the inner end region has a beveled outer surface which is inclined at 45 ° with respect to the front surface of the dial plate 12 and which forms a flat reflective surface 24. The recess 20 in the dial 12 and the beveled outer surface of the pointer 18 are dimensioned so that the reflective surfaces 22 and 24 of the dial 12 and the pointer 18 always essentially off. directed or largely congruent with each other in Direction parallel to the axis of rotation of the pointer 18, regardless of the rotational position of the pointer 18 on the dial plate 12. The outer end region of the pointer 18 has a matt rear surface 26, which is tapered overall in the direction of the outer end of the pointer.
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Eine Lichtquelle 23 ist in Verbindung mit der Skalenscheibe 12 so angeordnet, daß die Lichtstrahlen der Lichtquelle auf die Reflexionsfläche 22 in der Skalenscheibe 12 über eine Umfangsflache 12a der Skalenscheibe auftreffen und einen Lichtstrahl A. bilden, der in Radialrichtung innerhalb der Skalenscheibe 12 bis zum Auftreffen auf die Reflexionsfläche 22 verläuft. Der Lichtstrahl A- wird durch die Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12 reflektiert und tritt in den durchsichtigen oder durchscheinenden Zeiger 18 in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Drehachse des Zeigers 18 ein, wie durch den Pfeil A„ in Fig. 1 angedeutet ist. Der reflektierte Lichtstrahl A2 wird in dem Zeiger 18 weiterhin durch die Reflexionsfläche 24 in Richtung des äußeren Endbereichs des Zeigers 18 gemäß dem Pfeil A- reflektiert. Der Lichtstrahl A fällt auf die matte rückwärtige Oberfläche 26 des äußeren Endbereichs des Zeigers 18 und wird dort diffus reflektiert. Das auf diese Weise im äußeren Endbereich des Zeigers 18 zerstreute Licht erleuchtet den äußeren Endbereich des Zeigers 18 und ermöglicht es dem Betrachter des Anzeigegerätes 10, die Skalenanzeige, auf der sich der Zeiger 18 befindet, visuell wahrzunehmen. Durch die strichpunktierten Linien in Fig. 1 ist eine Deckplatte 30 angedeutet, die dazu dienen kann, einen Lichtaustritt aus dem Bereich um die Skalenscheibe 12 herum in das Sichtfeld des Betrachters zu verhindern.A light source 23 is arranged in connection with the graduated disk 12 so that the light rays from the light source impinge on the reflective surface 22 in the graduated disk 12 over a peripheral surface 12a of the graduated disk and form a light beam A. which strikes in the radial direction within the graduated disk 12 until it hits runs onto the reflective surface 22. The light beam A- is reflected by the reflective surface 22 of the dial 12 and enters the transparent or translucent pointer 18 in a direction essentially parallel to the axis of rotation of the pointer 18, as indicated by the arrow A "in FIG. The reflected light beam A 2 continues to be reflected in the pointer 18 by the reflective surface 24 in the direction of the outer end region of the pointer 18 according to the arrow A-. The light beam A falls on the matt rear surface 26 of the outer end region of the pointer 18 and is diffusely reflected there. The light scattered in this way in the outer end area of the pointer 18 illuminates the outer end area of the pointer 18 and enables the viewer of the display device 10 to visually perceive the dial display on which the pointer 18 is located. The dash-dotted lines in FIG. 1 indicate a cover plate 30 which can serve to prevent light from escaping from the area around the graduated disk 12 into the viewer's field of vision.
Bei der Anordnung der Fig. 1 bildet die flache Reflexionsfläche 22 innerhalb der Skalenscheibe 12 eine schräge Seitenfläche eines 90°-Prismas. Wenn daher ein ausgeblendetes Strahlenbündel auf die Reflexionsfläche 22 unter einem Winkel von 45° zu der Reflexionsfläche auftrifft, werden die Lichtstrahlen reflektiert und treffen vollständig auf die Reflexionsfläche 24 des Zeigers 18. Da jedoch die als Lichtquellen verwendeten Lampen bei Geräten der vorliegenden Art üblicherweise Miniatur-LampenIn the arrangement of FIG. 1, the flat reflective surface 22 forms an inclined surface within the graduated disk 12 Side surface of a 90 ° prism. Therefore, if a masked beam of rays on the reflective surface 22 below hits the reflective surface at an angle of 45 °, the light rays are reflected and hit completely on the reflective surface 24 of the pointer 18. Da however, the lamps used as light sources in devices of the present type are usually miniature lamps
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sind, bildet die Lichtquelle 28 des Anzeigegerätes 10 theoretisch eine punktförmige Lichtquelle, von der aus Lichtstrahlen über einen beträchtlichen Winkel innerhalb der Skalenscheibe 12 abgegeben werden. Daher schließt das Lichtbündel, das von der Lichtquelle 28 abgegeben wird,und in die Skalenscheibe 12 eintritt, Lichtstrahlen B1 und C1 ein, die auf die Reflexionsfläche 22 mit Winkeln auftreffen, der kleiner als 45° im Falle . des Lichtstrahls B1 und größer als 45° im Falle des Lichtstrahls C1 ist. Wenn die Lichtstrahlen auf die Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12 mit kleineren Winkeln als 45° auftreffen, können einige der reflektierten Lichtstrahlen nicht in den Zeiger 18 eintreten, wie es für den Lichtstrahl B„ gezeigt ist, der aus dem Lichtstrahl B1 hervorgeht. Einige andere Strahlen treten in den Zeiger 18 ein, gelangen jedoch nicht auf die Reflexionsfläche 24 des Zeigers 18, wie etwa der reflektierte Lichtstrahl C2 , der aus dem Lichtstrahl C1 hervorgeht. Außerdem gibt es Lichtstrahlen, die zwar auf die Reflexionsflache 24 des Zeigers treffen, jedoch von dieser nicht in Richtung der schrägen, matten Oberfläche 26 des äußeren Endbereich des Zeigers 18 reflektiert werden. Daher kann nur ein begrenzter Anteil des von der Lichtquelle 28 ausgestrahlten Lichts, das in die Skalenscheibe 12 eingetreten ist, die matte Oberfläche 26 des Zeigers nach zwei Reflexionen in der Skalenscheibe 12 und im Zeiger 18 erreichen. Dies führt dazu, daß das Anzeigegerät 10 nur unzureichend beleuchtet ist. Da die Einfallswinkel und damit die Reflexionswinkel an der Reflexionsflache 22 der Skalenscheibe 12 in Abhängigkeit von den Positionen, in denen die Lichtstrahlen auf die Reflexionsfläche 22 auftreffen, unterschiedlich sind, ändert sich die Lichtmenge, die von der Reflexionsflache 22 in den inneren Endbereich des Zeigers 18 gelangt, mit der Winkelposition des Zeigers in Bezug auf die Skalenscheibe 12, so daß der im Bereich des äußeren Endes des Zeigers 18 erreichbare Helligkeitsgrad bei der Drehungare, the light source 28 of the display device 10 theoretically forms a point-shaped light source from which light beams are emitted over a considerable angle within the dial 12. Therefore, the light beam emitted from the light source 28 and entering the dial 12 includes light rays B 1 and C 1 that strike the reflective surface 22 at angles less than 45 ° in the case of. of the light beam B 1 and greater than 45 ° in the case of the light beam C 1 . When the light beams on the reflection surface 22 of the dial plate 12 impinge with smaller angles than 45 °, some of the reflected light beams can not enter the pointer 18, as shown for the light beam B 'that emerges from the light beam B. 1 Some other rays enter the pointer 18 but do not reach the reflective surface 24 of the pointer 18, such as the reflected light beam C 2 emerging from the light beam C 1. In addition, there are light rays that strike the reflection surface 24 of the pointer, but are not reflected by this in the direction of the inclined, matt surface 26 of the outer end region of the pointer 18. Therefore, only a limited portion of the light emitted by the light source 28 which has entered the dial 12 can reach the matt surface 26 of the pointer after two reflections in the dial 12 and in the pointer 18. As a result, the display device 10 is only insufficiently illuminated. Since the angles of incidence and thus the angles of reflection on the reflection surface 22 of the dial plate 12 are different depending on the positions in which the light rays strike the reflection surface 22, the amount of light that flows from the reflection surface 22 into the inner end area of the pointer 18 changes arrives, with the angular position of the pointer in relation to the dial 12, so that the degree of brightness achievable in the region of the outer end of the pointer 18 during rotation
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des Zeigers 18 über die vordere Oberfläche der Skalenscheibe um die Drehachse des Zeigers geändert wird.of the pointer 18 is changed via the front surface of the dial about the axis of rotation of the pointer.
Die Erfindung befaßt sich mit einer Lösung dieser Problerne, die sich bei bekannten, beleuchteten Anzeigegeräten gemäß Fig. 1 ergeben haben.The invention is concerned with a solution to this problem, which is associated with known, illuminated display devices according to Fig. 1 have resulted.
In Fig. 2A und 2B ist ein insgesamt mit 10a bezeichnetes , beleuchtetes Anzeigegerät entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dieses Gerät umfaßt zusätzlich zu einer durchsichtigen oder durchscheinenden Skalenscheibe 12 und einem durchsichtigen oder durchschexnenden Zeiger 18, die in ähnlicher Weise wie bei dem bekannten Anzeigegerät 10 der Fig. 1 angeordnet sind, einen dünnen, farbigen Überzug 32 auf der gesamten vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12, und einen dünnen, undurchsichtigen Überzug 34 auf der äußeren Oberfläche des eingefärbten Überzugs 32, wie aus Fig. 2A hervorgeht. Der undurchsichtige Überzug 34 ist durchsichtig oder offen in einem Fenster 36 in der Form einer Skaleneinteilung und dem gesamten Mittelbereich 36', der im wesentlichen mit-der Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12 zusammentrifft. Die Überzüge 32 und 34 können auf die Skalenscheibe 12 aufgedruckt werden. Die Skalenscheibe 12 weist weiterhin licht-reflektierende Überzüge 38 und 38' auf der rückwärtigen Oberfläche und dem äußeren Umfang auf, die die Beleuchtung der Skaleneinteilung in dem Fenster 36 des undurchsichtigen Überzugs 34 unterstützen, wenn die Skalenscheibe 12 von dem Licht aus der Lichtquelle 28 angestrahlt wird.In FIGS. 2A and 2B, an illuminated display device, denoted as a whole by 10a, is in accordance with an embodiment of the invention shown. This device includes in addition to a clear or translucent one Dial 12 and a transparent or durchschexnenden pointer 18, which in a similar manner to are arranged in the known display device 10 of Fig. 1, a thin, colored coating 32 over the whole front surface of the dial 12, and a thin, opaque coating 34 on the outer surface of the colored coating 32, as shown in Figure 2A emerges. The opaque cover 34 is clear or open in a window 36 in the form of a Scale division and the entire central area 36 ', which is essentially with-the reflective surface 22 of the dial 12 meets. The coatings 32 and 34 can be printed onto the dial 12. The dial 12 also has light reflective coatings 38 and 38 'on the back surface and the outer perimeter that illuminates the graduation in the window 36 of the opaque coating 34 support when the dial 12 is illuminated by the light from the light source 28.
Bei der Ausführungsform der Figuren 2A und 2B ist eine konvexe Linse oder Sammellinse 40 vorgesehen, die sich zwischen der Lichtquelle 28 und dem Umfangsbereich 12a der Skalenscheibe 12 befindet und derart angeordnet ist, daß einer ihrer Brennpunkte in der Lichtquelle 28 liegt, die im folgenden im wesentlichen als punktförmig angesehenIn the embodiment of Figures 2A and 2B, a convex lens or converging lens 40 is provided, which is located between the light source 28 and the peripheral region 12a of the dial 12 and is arranged in such a way that that one of its focal points lies in the light source 28, which in the following is regarded as essentially point-shaped
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werden soll, wie bereits angegeben wurde. Das aus der Lichtquelle 28 austretende Licht wird somit durch die Linse 40 gebündelt, und das aus der Linse 40 austretende Strahlenbündel gelangt in die Skalenscheibe 12 durch den Umfangsbereich 12a in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12 liegt, wie durch die Linien D1 in Fig. 2A angedeutet ist. Das Lichtbündel D1 trifft insgesamt mit einem Winkel von etwa 45° auf die Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12 und wird von dieser im wesentlichen parallel zu der Drehachse des Zeigers 18 reflektiert, wie die Pfeile D2 in Fig. 2A andeuten. Das Lichtstrahlenbündel D2 tritt in den inneren Endbereich des Zeigers 18 ein und gelangt insgesamt unter einem Winkel von auf die Reflexionsfläche 24 des Zeigers 18, durch die es in Richtung des äußeren Endbereiches des Zeigers 18 im wesentlichen parallel zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12 gemäß den Pfeilen D- in Fig. 2A reflektiert wird. Die Strahlen D,, die den Zeiger 18 durchlaufen, erreichen die matte, rückwärtige Oberfläche 26 des Zeigers und werden durch diese diffus reflektiert, so daß sie in dem Zeiger in verschiedene Richtungen zerstreut werden und den Zeiger 18 im Bereich der matten rückwärtigen Oberfläche 26 erleuchten.should be as stated earlier. The light emerging from the light source 28 is thus focused by the lens 40, and the beam emerging from the lens 40 enters the dial 12 through the peripheral region 12a in a direction which is substantially parallel to the front surface of the dial 12, such as is indicated by the lines D 1 in Fig. 2A. The light bundle D 1 strikes the reflective surface 22 of the graduated disk 12 at an angle of approximately 45 ° and is reflected by this essentially parallel to the axis of rotation of the pointer 18, as indicated by the arrows D 2 in FIG. 2A. The light beam D 2 enters the inner end area of the pointer 18 and reaches a total of at an angle of on the reflective surface 24 of the pointer 18, through which it is in the direction of the outer end area of the pointer 18 essentially parallel to the front surface of the dial 12 according to the arrows D- in Fig. 2A is reflected. The rays D 1, which pass through the pointer 18, reach the matt, rear surface 26 of the pointer and are diffusely reflected by this so that they are scattered in different directions in the pointer and illuminate the pointer 18 in the region of the matt rear surface 26 .
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Die Linse 40 der Ausführungsform der Figuren 2Ä und 2B, die licht-sammelnd wirkt, dient als Begrenzungselement zur Ausblendung der von der Lichtquelle 28 abgegebenen Strahlen und zur Abgabe eines begrenzten Strahlenbündels auf die Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12. Die Strahlen dieses Strahlenbündels treffen im wesentlichen mit gleichen Winkeln auf die Reflexionsfläche 22 auf, so daß. sie nach der Reflexion durch die Reflexionsfläche 22 mit im wesentlichen gleichen Einfallwinkeln in den Zeiger 18 eintreten. Auf diese Weise wird nicht nur der Helligkeitsgrad im Bereich der matten rückwärtigen Ober-■ fläche 26 des Zeigers 18 erhöht, sondern der Helligkeits-The lens 40 of the embodiment of Figures 2A and 2B, which has a light-collecting effect, serves as a delimitation element for masking out the rays emitted by the light source 28 and for emitting a limited beam of rays onto the reflection surface 22 of the dial plate 12. The rays of this beam essentially hit at the same angles on the reflective surface 22, so that. them after being reflected by the reflective surface 22 enter the pointer 18 with essentially the same angles of incidence. This way, not only does the level of brightness become increased in the area of the matt rear surface ■ 26 of the pointer 18, but the brightness
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grad bleibt auch im wesentlichen unverändert, wenn der Zeiger 18 um seine Drehachse in Bezug auf die Skalenscheibe 12 gedreht wird. Die Linse 40 der Ausführungsform der Figuren 2A und 2B ist als bi-konvex oder konvex-konvex als ein Beispiel dargestellt, kann jedoch auch in nicht gezeigter Weise plan-konvex oder als positive (sammelnde) Meniskus-Linse ausgebildet sein. Bei der Ausführungsform der Figuren 2A und 2B wird im übrigen davon ausgegangen, daß der Umfangsbereich 12a der Skalenscheibe 12 eine im wesentlichen flache Stirnfläche einschließt, die im wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse der Linse 40 liegt, wie aus Fig. 2B hervorgeht. Dadurch wird ausgeschlossen, daß die gebündelten Lichtstrahlen aus der Linse 40 an der Stirnfläche des Endbereichs 12a beim Eintritt in die Skalenscheibe 12 gebrochen werden.grad remains essentially unchanged even if the Pointer 18 is rotated about its axis of rotation with respect to the dial 12. The lens 40 of the embodiment of Figures 2A and 2B is bi-convex or convex-convex shown as an example, but can also be plano-convex or as positive in a manner not shown (collecting) meniscus lens. In the embodiment of Figures 2A and 2B, it is assumed that the peripheral region 12a of the Dial 12 includes a substantially flat face that is substantially perpendicular to the central axis of lens 40, as shown in Fig. 2B. This prevents the bundled light rays broken out of the lens 40 on the end face of the end region 12a upon entry into the graduated disk 12 will.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der als Bündelungs-Element ein licht-sammelndes Organ zwischen der Lichtquelle 28 und der Reflexionsfläche der Skalenscheibe durch eine konvexe Linse gebildet wird, die an die durchsichtige oder durchscheinende Skalenscheibe 12 angeformt ist. Der Umfangsbereich 12a weist bei der Skalenscheibe 12 der Ausführungsform der Fig.Fig. 3 shows an embodiment of the invention at which as a bundling element is a light-collecting organ between the light source 28 and the reflective surface The dial is formed by a convex lens attached to the transparent or translucent dial 12 is molded. In the case of the graduated disk 12 of the embodiment of FIG.
3 einen Ansatz 42 auf, dessen äußere Fläche kugelförmig in Richtung der Lichtquelle 28 vorspringt. Die äußere Oberfläche dieses Ansatzes 42 ist im Querschnitt bogenförmig gekrümmt mit einem Krümmungsradius, der derart gewählt wird, daß ein Brennpunkt in der Lichtquelle liegt, so daß die von der Lichtquelle 28 ausgestrahlten Lichtstrahlen im wesentlichen zu einem Strahl von annähernd parallelem Licht in der Skalenscheibe 12 gebündelt werden. Dieses Strahlenbündel fällt wiederum unter einem Winkel von 45° auf die Reflexionsfläche 22 und ergibt weitgehend dieselben Effekte wie bei der Ausführungsform der Figuren 2A und 2B.3 has a projection 42, the outer surface of which projects spherically in the direction of the light source 28. The outer The surface of this approach 42 is curved in an arc shape in cross section with a radius of curvature which is such is chosen that a focal point lies in the light source, so that the emitted from the light source 28 Light beams are essentially bundled into a beam of approximately parallel light in the dial plate 12 will. This bundle of rays falls again at an angle of 45 ° on the reflection surface 22 and results largely the same effects as the embodiment of Figures 2A and 2B.
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Während sich bei der Ausführungsform der Fig. 3 das Bündelungs-Element auf der Umfangsflache der Skalenscheibe 12 befindet, liegt es bei der Skalenscheibe 12 der Figuren 4 und 5 im Inneren der Skalenscheibe zwisehen dem Umfangsbereich 12a und der Reflexionsfläche 22.While in the embodiment of Fig. 3, the bundling element on the peripheral surface of the dial 12 is located, it is between the dial 12 of Figures 4 and 5 in the interior of the dial the peripheral area 12a and the reflective surface 22.
Gemäß Fig. 4 weist die Skalenscheibe 12, die mit einer Reflexionsfläche 22 versehen ist, eine öffnung 44 zwisehen der vorderen und der rückwärtigen Oberfläche auf, die begrenzt ist durch eine im wesentlichen flache innere Oberfläche 44a zwischen dem Umfangsbereich 12a und der Reflexionsfläche 22 und einem inneren Ansatz 44b zwischen der flachen inneren Oberfläche 44a und der Reflexionsflache 22 der Skalenscheibe 12. Dieser Ansatz 44b springt kugelförmig in Richtung der flachen Oberfläche 44a und damit in Richtung der Lichtquelle 28 vor. Die flache Oberfläche 44a zwischen dem Umfangsbereich 12a und dem Ansatz 44b soll beispielsweise senkrecht zu der Mittelachse des Ansatzes 44b oder zu einer durch die Lichtquelle 28 und den Ansatz 44b verlaufenden Achse liegen.According to FIG. 4, the dial 12, which is provided with a reflective surface 22, has an opening 44 between it the front and rear surfaces bounded by a substantially flat interior Surface 44a between the peripheral region 12a and the Reflection surface 22 and an inner shoulder 44b between the flat inner surface 44a and the reflection surface 22 of the dial plate 12. This projection 44b jumps spherically in the direction of the flat surface 44a and thus in the direction of the light source 28. The flat surface 44a between the peripheral portion 12a and the extension 44b should, for example, perpendicular to the central axis of the extension 44b or to one through the Light source 28 and the extension 44b extending axis.
Der Ansatz 44b weist einen bogenförmig gekrümmten Querschnitt mit einem Krümmungsradius auf, der derart gewählt ist, daß ein Brennpunkt in der Lichtquelle 28 liegt. Die aus der Lichtquelle austretenden Strahlen E1 treffen auf den Ansatz 44b und werden auf der kugelförmig vorspringenden Oberfläche des Ansatzes gebündelt, so daß das entstehende parallele Lichtbündel E„ auf die Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12 mit einem Winkel von etwa 45° auftrifft.The extension 44b has an arcuately curved cross section with a radius of curvature which is selected such that a focal point lies in the light source 28. The rays E 1 emerging from the light source hit the projection 44b and are bundled on the spherically projecting surface of the projection so that the resulting parallel light bundle E "strikes the reflective surface 22 of the dial 12 at an angle of about 45 °.
Die Ausfuhrungsform der Fig. 5 stimmt im wesentlichen mit derjenigen der Fig. 4 überein und weist in gleicher Weise eine Öffnung 46 in der Skalenscheibe 12 auf, die deren vordere und rückwärtige Oberfläche verbindet. DieThe embodiment of FIG. 5 is essentially correct with that of FIG. 4 and in the same way has an opening 46 in the graduated disk 12, which the front and rear surfaces of which connect. the
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öffnung 46 ist begrenzt durch eine im wesentlichen flache Oberfläche 46a zwischen dem Umfangsbereich 12a und der Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe 12 und einen inneren Ansatz 46b zwischen der flachen inneren Oberfläche 46a und dem Umfangsbereich 12a der Skalenscheibe. Der Ansatz 46b springt kugelförmig in Richtung der flachen Oberfläche 46a und damit in Richtung der Reflexionsfläche 22 vor. Die flache Oberfläche 46a soll beispielsweise im wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Ansatzes 46b oder einer Linie zwischen der Lichtquelle 28 und dem Ansatz 46b liegen. Der Ansatz 46b ist im Querschnitt bogenförmig gekrümmt mit einem Krümmungsradius, der zur Bildung eines Brennpunktes in der Lichtquelle 28 führt. Die von der Lichtquelle 28 abgegebenen Strahlen F1 gelangen durch den umfangsbereich 12a und die Skalenscheibe 12 in den Ansatz 46b und verlassen diesen als im wesentlichen paralleles Strahlenbündel F2, das auf die Reflexionsscheibe mit einem Winkel von etwa 45° auftrifft.Opening 46 is delimited by an essentially flat surface 46a between the peripheral area 12a and the reflective surface 22 of the dial plate 12 and an inner shoulder 46b between the flat inner surface 46a and the peripheral area 12a of the dial plate. The projection 46b projects spherically in the direction of the flat surface 46a and thus in the direction of the reflective surface 22. For example, the flat surface 46a should be substantially perpendicular to the central axis of the extension 46b or a line between the light source 28 and the extension 46b. The extension 46b is curved in an arc shape in cross section with a radius of curvature which leads to the formation of a focal point in the light source 28. The rays F 1 emitted by the light source 28 pass through the circumferential region 12a and the graduated disk 12 into the extension 46b and leave it as a substantially parallel bundle of rays F2 which strikes the reflection disk at an angle of approximately 45 °.
Bei den Ausführungsformen der Figuren 4 und 5 wurde angenommen, daß der Umfangsbereich 12a eine im wesentlichen flache Stirnfläche aufweist, die annähernd senkrecht zu der Mittelachse der Ansätze 44b und 46b oder zu einer Linie zwischen diesen Ansätzen und der Lichtquelle 28 liegt.In the embodiments of Figures 4 and 5, it was assumed that the peripheral region 12a has a substantially flat end face which is approximately perpendicular to the central axis of the lugs 44b and 46b or to a line between these lugs and the light source 28 lies.
Wenn der Umfangsbereich 12a der Skalenseheibe 12 bogenförmig gekrümmt ist und eine Achse aufweist, die mit der Mittelachse der Skalenseheibe 12 zusammentrifft oder parallel zu dieser liegt, wie Fig. 6A zeigt, kann der Umfangsbereich 12a der Skalenseheibe 12 bereits als solcher als Samme1-Element für das Licht verwendet werden, ohne daß zusätzliche Sammel- oder Bündelungselemente erforderlich sind. Wenn in diesem Falle der Krümmungsradius der bogenförmig gekrümmten Endfläche des Umfangsbereichs 12a der Skalenseheibe 12 so gewählt ist, daß der Umfangsbereich 12a eine zylindrische, konvexe Linse mit einerWhen the peripheral portion 12a of the dial plate 12 is arcuate is curved and has an axis which coincides with the central axis of the dial plate 12 or is parallel to this, as FIG. 6A shows, the circumferential area 12a of the graduated disk 12 can already be used as such as a Samme1 element for the light, without the need for additional collecting or bundling elements. If in this case the radius of curvature the arcuately curved end surface of the peripheral region 12a of the dial plate 12 is selected so that the peripheral region 12a a cylindrical, convex lens with a
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Brennachse in der Lichtquelle 28 bildet/ werden die Lichtstrahlen im wesentlichen parallel zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe oder senkrecht zu der Achse der Krümmung des ümfangsbereichs 12a entsprechend den Pfeilen G in Fig. 6A gebündelt, verlaufen jedoch in Ebenen senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12 gemäß dem Pfe.il G1 in Fig. 6B, bis sie auf die Reflexionsfläche 22 der Skalenscheibe treffen.Focal axis in the light source 28 forms / the light rays are bundled essentially parallel to the front surface of the dial or perpendicular to the axis of curvature of the circumferential region 12a according to the arrows G in Fig. 6A, but run in planes perpendicular to the front surface of the dial 12 according to arrow G 1 in FIG. 6B until they hit the reflective surface 22 of the dial.
Fig. 7A und 7B zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Umfangsbereich 12a der Skalenscheibe t2 als zylindrische, konvexe Linse ausgebildet ist, die unmittelbar an die Skalenscheibe 12 angeformt ist. Die Achse der Linse verläuft im wesentlichen parallel zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12. Der umfangsbereich 12a der Skalenscheibe 12 gemäß Fig. 7A und 7B weist daher eine Stirnfläche auf, die in Richtung senkrecht zu einer Linie verlängert ist, die durch die Lichtquelle 28 und die Reflexionsfläche 22 verläuft, oder genauer, durch die Lichtquelle und die Mittelachse der Skalenscheibe. Diese Stirnfläche springt im Querschnitt bogenförmig in Richtung der Lichtquelle 28 vor und weist einen Krümmungsradius auf, der so gewählt ist, daß eine Brennpunktsachse durch die Lichtquelle 28 hindurchläuft.7A and 7B show an embodiment of the invention, in which the peripheral region 12a of the dial t2 is designed as a cylindrical, convex lens which is formed directly on the dial 12. The axis of the lens is substantially parallel to that front surface of the dial plate 12. The peripheral area 12a of the dial 12 according to FIGS. 7A and 7B therefore has an end face which is perpendicular in the direction is extended to a line that runs through the light source 28 and the reflective surface 22, or more precisely, through the light source and the central axis of the dial. This face jumps in cross section arcuate in the direction of the light source 28 and has a radius of curvature which is chosen so that a Focal axis passes through the light source 28.
Die von der Lichtquelle 28 in die Skale'nscheibe 12 durch den Umfangsbereich 12a eintretenden Strahlen können sich daher innerhalb der Skalenscheibe 12 in Ebenen parallel zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12 verteilen, wie die Pfeile H in Fig. 7B andeuten, werden jedoch in Ebenen senkrecht zu der vorderen Oberfläche der Skalenscheibe 12 gebündelt, wie die Pfeile H' in Fig. 7A andeuten .The rays entering from the light source 28 into the scale disk 12 through the circumferential area 12a can become mutually exclusive therefore distribute within the dial 12 in planes parallel to the front surface of the dial 12, however, as indicated by arrows H in Fig. 7B, are in planes perpendicular to the front surface of the dial 12 bundled, as indicated by the arrows H 'in Fig. 7A.
Es ist bisher davon ausgegangen worden, daß die Lichtquelle 28 bei allen Ausführungsformen fest in Bezug auf die Skalenscheibe 12 angeordnet ist, so daß der Brennpunkt oder die Brennpunktsachse des Bündelungs-ElementsIt has previously been assumed that the light source 28 is fixedly arranged in all embodiments with respect to the dial 12, so that the focal point or the focal axis of the focusing element
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oder des Linsenteils der Skalenscheibe 12 in Abhängigkeit von der Position der .-Lichtquelle 28 in Bezug auf .die Skalenscheibe 12 bestimmt worden ist. Der Brennpunkt oder die Brennpunktsachse des BündelungsrElements oder . des. Linsenteils kann bei allen Ausführungsformen jedoch auch auf andere Weise bestimmt werden, wenn die Möglichr keit besteht, die Position der Lichtquelle 28 in Bezug auf die Skalenscheibe 12 zu wählen.or the lens part of the dial 12 as a function of the position of the. light source 28 with respect to FIG .the dial 12 has been determined. The focal point or the focal axis of the focussing element or . The lens part can, however, in all embodiments The position of the light source 28 in relation to the position of the light source 28 can also be determined in another way, if the possibility exists on the dial 12 to choose.
Im übrigen, wurde bei allen Ausführungsformen davon ausgegangen, daß der Brennpunkt oder die Brennpunktsachse ■■■'■ des Bündelungs-Elements in der Lichtquelle 28 liegen soll,Incidentally, it was assumed in all embodiments that the focal point or the focal axis ■■■ '■ of the focusing element should lie in the light source 28,
die praktisch als Lichtpunkt angesehen-werden sollte. Es - ist jedoch nicht notwendig, daß der Brennpunkt oder die Brennpunktsachse des Bündelungs-Elements sehr genau in der Lichtquelle 28 liegt. Vielmehr sind geringe Abweichungen unschädlich. Wenn das Bündelungs-Element durch eine Linsenabschnitt der Skalenscheibe 12 gebildet wird, wie es bei den Ausführungsformen der Figuren 3 bis 7B der Fall ist, muß das Bündelungs-Element nicht so ausgebildet sein, daß es einen Brennpunkt oder eine Brennachse als bestimmten Punkt oder bestimmte Achse aufweist, da der einfallende Lichtstrahl in zufriedenstellender Weise konzentriert oder gesammelt werden kann, nachdem die Lichtstrahlen durch das Bündelungs-Element hindurchgegangen ist.which should be seen practically as a point of light. It - It is not necessary, however, that the focal point or the The focal axis of the bundling element lies very precisely in the light source 28. Rather, there are minor deviations harmless. If the focusing element is formed by a lens section of the dial 12, as is the case with the embodiments of FIGS. 3 to 7B, the bundling element need not be designed in this way be that it has a focal point or a focal axis as a certain point or certain axis, there the incident light beam can be satisfactorily concentrated or collected after the Light rays has passed through the focusing element.
Obgleich bisher davon ausgegangen wurde, daß die Skalenscheibe 12 eine Mittelachse aufweist und daß die Drehachse des Zeigers 28 über die vordere Oberfäche der Skalenscheibe 12 im wesentlichen mit der Mittelachse der Skalenscheibe 12 ausgerichtet ist, wie es etwa bei einem herkömmlichen Tachometer im Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs der Fall ist, ist die Erfindung auch auf Anzeigegeräte anwendbar, bei denen die Skalenscheibe keine bestimmte Mittelachse aufweist oder bei denen die Skalenscheibe zwar eine Mittelachse aufweist, die Drehachse desAlthough it was previously assumed that the dial 12 has a central axis and that the axis of rotation of the pointer 28 over the front surface of the dial 12 substantially with the central axis of the Dial 12 is aligned, as is the case with a conventional speedometer in the dashboard of a motor vehicle is the case, the invention is also applicable to display devices applicable, in which the dial has no specific central axis or in which the dial although it has a central axis, the axis of rotation of the
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Zeigers jedoch gegenüber der Mittelachse der Skalenscheibe versetzt ist, wie es bei Voltmetern, Öldruck-Anzeige-' geräten, Brennstoff-Meßuhren oder Temperatur-Anzeigegeräten von Kraftfahrzeugen der Fall ist. 5However, the pointer is opposite the central axis of the dial is offset, as is the case with voltmeters, oil pressure display- ' devices, fuel dial gauges or temperature indicators of motor vehicles is the case. 5
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAM | Search report available | ||
| OC | Search report available | ||
| OD | Request for examination | ||
| OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
| 8130 | Withdrawal |