CN101489819A - 用于机动车的具有基本平行的光束的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于机动车、特别是用于机动车组合仪表的显示装置(10)。所述显示装置包括显示表面(12)和具有出光表面(29)的照明设备(20)，照明设备还具有光源(21)，显示表面(12)具有可见侧(11)和背侧(13)，照明设备(20)被布置在显示表面(12)的背侧(13)，其特征是，从出光表面(29)发出的光束(30)直接落在显示表面(12)的背侧(13)，光束(30)具有小于约20°的孔径角(31)。

Description

用于机动车的具有基本平行的光束的显示装置
本发明涉及一种用于机动车、特别是用于机动车组合仪表的显示装置，其包括显示表面和具有出光表面的照明设备，该照明设备还具有光源，该显示表面具有可见侧和背侧，并且该照明设备被布置在显示表面的背侧。
这样的显示装置广为人知。例如，美国专利文献US6,827,034B1已知一种用于机动车的显示装置，其中标度盘从后面被照明。然而，其缺点是，或者标度盘的照明直接从该标度盘的后方提供，或者在标度盘上看不出明显的照明区与非照明区的分界，因此该显示在视觉上没有吸引力。
本发明的目标是提供一种显示装置，在该显示装置上允许产生视觉上有吸引力的显示，还使得照明设备距离显示表面有一个比较大的间隔，以使得有相对高的设计灵活性。这个目标通过一种用于机动车、特别是用于机动车组合仪表的装置来实现，该装置包括显示表面和具有出光表面的照明设备，该照明设备还具有光源，该显示表面具有可见侧和背侧，该照明设备被布置在该显示表面的背侧，从该出光表面发出的光束直接落在该显示表面的背侧上，该光束具有小于约20°的孔径角。
由此，可将出光表面布置在一个离开显示表面的背侧的比较大的间隔内，以获得比较好的聚焦光束，该聚焦光束在显示表面的正侧提供了视觉上有非常有吸引力的印象。
根据本发明，孔径角优选地小于约15°，优选地小于约10°，特别优选地小于约5°，极度优选地，从出光表面发出的光束是会聚的或基本平行的，或是会聚地或以基本平行的方式行进。对于基本平行的光束，要求孔径角约等于0度，以及必须采用具有负值的孔径角，以获取汇聚光束。
由此，可首先以一种相对变化的方式，形成一种在显示表面上或从显示表面的正侧可见的光束的视觉印象，还在显示表面的照明区和非照明区之间获得锐利的分界，以使得显示具有显著的吸引力。
根据本发明，特别优选地，该光束在横截光传播方向上的截面是正方形和/或三角形和/或矩形和/或星形和/或椭圆形。由此，可根据各自要求来调整显示表面的正侧上的视觉印象，并保持它可变。
此外，根据本发明，优选地，出光表面被布置在离开显示表面的背侧的间隔内，该间隔介于约1毫米和约10毫米之间，优选地介于约2毫米和约8毫米之间，特别优选地介于约3毫米和约6毫米之间。通过这，提供了在安装空间的充分利用方面的很大的灵活性，这对显示表面下方的区域特别有利，该区域对于安装空间的充分利用是特别关键的。
此外，根据本发明，当照明设备具有透镜时特别有优势，该透镜具有出光表面，光源被布置在透镜背离出光表面的一侧。由此，可根据本发明达到光束的良好聚焦，虽然在光学定向方法上有很低的消耗。
此外，根据本发明，优选地，照明设备具有透镜系统，该透镜系统具有一个透镜和另一透镜，该另一透镜被布置在该一个透镜和光源之间。由此，可依靠使用这两个透镜，达到特别好的和优化的光束制导。
此外，根据本发明，也优选地，光源包括至少一个发光二极管，或出光表面以可围绕基本垂直于显示表面的旋转轴旋转的方式被设置在显示表面的下方，或照明设备被布置在表面下指针上。因此，一方面可根据本发明装配出特别能适应不同的显示要求的显示装置，另一方面可根据本发明使用功能简单可靠的组件，例如发光二极管，由此使显示装置特别低成本而高效率。
本发明的示例性实施方案在附图中示出，并在以下描述中进行详细说明。
图1示出了具有显示表面的显示装置的立体图。
图2在平行于显示装置的显示表面的方向上示出了更详细的图示。
图3和4示出了根据图2的但是经放大的显示装置的图示。
图5和6分别以立体图和剖视图的形式示出了用于本发明的显示装置的透镜系统的示例性实施方案。
图1示出了根据本发明的具有显示表面12的显示装置10的立体图。显示表面12具有可见侧11或正侧11。此外，显示表面12具有背侧13，其在图1中用箭头标记。可旋转指针17被描绘在显示表面12的正侧11或可见侧11上，作为显示表面12上的值的显示的例子。然而，根据本发明，指针17不必位于显示表面12的正侧。指针17以可围绕基本垂直于显示表面12的旋转轴14旋转的方式设置。此外，参考数字40表示被分配给显示装置10的印刷电路板或电路板。根据本发明的优选设计，表面下指针16位于显示表面12的背侧13，照明设备20以旋转布置的方式固定在指针16上，用于在显示表面12的正侧光学地显示信息。本文中，表面下指针16同样可围绕旋转轴14或围绕与旋转轴14平行的轴旋转。
图2根据立体图示出了本发明的显示装置10的详细图示。显示装置10具有显示表面12，该显示表面12具有正侧11或可见侧11和背侧13。根据本发明，具有出光表面29的照明设备20被布置在显示表面12的背侧，照明设备20发出光束30，该光束从显示表面12的背侧13落在该显示表面12上。显示表面12，以至少部分透明的方式被提供。因此，对显示表面12的用户来说，光束30在该显示表面12的正侧11作为光学信息可见。光束30从照明设备20的出光表面29射出，并落在显示表面12的背侧13，在出光表面29和显示表面12或其背侧之间设置有间隔15，该间隔15，特别地介于约1毫米和约10毫米之间，优选地介于约2毫米和约8毫米之间，特别优选地介于约3毫米和约6毫米之间。根据图2图示的实施方案，照明设备20被布置在表面下指针16上，从而可以与后者一起围绕旋转轴14旋转。然而，根据本发明，这不是强制的，因为照明设备也可能被固定和布置在显示表面12之下。
图3以立体图示出了显示装置10的进一步放大的图示。在这个图示中可以看到，照明点35被光束30产生在显示表面12的正侧，并根据本发明提供了特别锐利的边缘，从而具有特别有优势的视觉吸引力。此外，在图3中，照明设备20以至少部分被切掉的形式加以显示。这样，可以看到照明设备20具有光源21，该光源21特别地被设计为一个发光二极管，或被设计为多个发光二极管。对于照明设备20而言，特别地进行如下设置，即使得在发光二极管或光源21上方具有透镜系统22。在图4中，以更有效可见的详细图示再一次描绘了透镜系统22。这里可以看到，光束30的提供方式是，在离开出光表面29后基本平行地行进。然而，光束30也可以是稍微发散的光束，在这种情形下，图4的右上部图示的、这样的稍微发散的光束的孔径角31，优选地小于约20°，特别优选地小于约15°，非常特别优选地小于约10°，极度优选地小于约5°。根据本发明，光束30也可能是平行方式(孔径角0°)或会聚的(孔径角可忽略)。照明设备也可以具有一个带有一个透镜27和另一透镜25的透镜系统。根据本发明，照明设备27中也可以仅有一个透镜27(未示出)，或者，透镜27，以及因此还有出光表面29，被集成在发光二极管中或光源的多个发光二极管中(未示出)。此外，图4更清楚地示了出光表面29和显示表面12的背侧13之间的间隔15。
图5以立体图，图6以剖视图示出了透镜系统22的示例性实施方案。这里，分别描绘了透镜27，连同其出光表面29和另一透镜25。光从光源21(在图5和6中未描绘)向上发出，并依靠透镜系统22聚焦成光束30。在这种情形下，从图5可以看到，透镜27和另一透镜25的分界面或上表面具有不同的曲率半径。透镜27或另一透镜25上表面的这些曲率半径，可以沿透镜25、27的主扩延平面的不同方向改变。为此，以示例的方式，在图5中，参考数字28标明透镜27上侧一个空间方向上的相应的曲率半径，28′标明透镜27上侧在与之垂直的空间方向上的曲率半径。这里，透镜27上侧也对应于出光表面29。相应地，参考符号26标明透镜27下侧在一个空间方向上的曲率半径，26′标明透镜27下侧在与之垂直的空间方向上的曲率半径。参考数字24和24′分别表示另一透镜25上侧在不同空间方向上的曲率半径，23和23′分别表示另一透镜25下侧在不同空间方向上的曲率半径。这样的方法使得光束30在横截于光传播方向上的截面的形状能够多种多样，例如基本矩形，或基本正方形，或基本星形，或基本三角形，或基本椭圆形。
此外，图6指示了显示表面12，连同出光表面29和显示表面12下侧13之间的间隔15。根据本发明，特别优选地，当透镜系统22或透镜27或另一透镜25由塑料材料实现时，特别是借助于铸塑过程或其他可以被低成本高效率地实施的成形过程实现时，使得可能在透镜布置22的光学品质和照明设备22的价格或生产成本之间实现有效的折衷，更能在显示表面12的正侧实现比较锐利的光斑35。由于间隔15，使得在显示表面12之下留有更多空间给其他组件，例如光导元件或类似物。由于光束30的良好聚焦，具有小的孔径角31，甚或光束30的形状是会聚的或基本平行的，根据本发明，这使得对于显示而言，可能有一小部分散射光到达显示表面12，以及，因此内部空间有基本定向的光束。例如PMMA或PC(聚碳酸酯)被考虑用作透镜25、27或透镜系统22的材料。
参考数字列表
10 显示装置
11 显示表面的可见侧
12 显示表面
13 显示表面的背侧
14 旋转轴
15 间隔
16 表面下指针
17 指针
20 照明设备
21 光源
22 透镜系统
23，24，23′，24′，26，28，26′，28′ 透镜和另一透镜的曲率半径
25 另一透镜
27 透镜
29 出光表面
30 光束
31 孔径角
35 光斑

Claims (10)

1.一种用于机动车、特别是用于机动车组合仪表的显示装置(10)，其包括显示表面(12)和具有出光表面(29)的照明设备(20)，照明设备还具有光源(21)，显示表面(12)具有可见侧(11)和背侧(13)，照明设备(20)被布置在显示表面(12)的背侧(13)，其特征是，从出光表面(29)发出的光束(30)直接落在显示表面(12)的背侧(13)，光束(30)具有小于约20°的孔径角(31)。
2.如权利要求1所述的显示装置(10)，其特征是，孔径角(31)小于约15°，优选地小于约10°，特别优选地小于约5°。
3.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，从出光表面(29)发出的光束(30)是会聚的或基本平行的。
4.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，光束(30)横截于光传播方向上的截面是正方形和/或三角形和/或矩形和/或星形和/或椭圆形。
5.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，出光表面(29)被布置在一个离开显示表面(12)的背侧(13)的间隔(15)处，间隔(15)介于约1毫米和约10毫米之间，优选地介于约2毫米和约8毫米之间，特别优选地介于约3毫米和约6毫米之间。
6.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，照明设备(20)具有透镜(27)，透镜(27)具有出光表面(29)，光源(21)被布置在透镜(27)背离出光表面(29)的一侧。
7.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，照明设备(20)具有透镜系统(22)，该透镜系统(22)具有透镜(27)和另一透镜(25)，另一透镜(25)被布置在透镜(27)和光源(21)之间。
8.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，光源(21)包括至少一个发光二极管。
9.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，出光表面(29)以可围绕基本垂直于显示表面(12)的旋转轴(14)旋转的方式，被设置在显示表面(12)的下方。
10.如上述权利要求之一所述的显示装置(10)，其特征是，照明设备(20)被布置在表面下指针(16)上。
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