DE10162268A1 - Dimmer vacuum fluorescent display for a motor vehicle display panel, in which the power supply to the filament is automatically reduced in nighttime conditions to improve visibility - Google Patents
Dimmer vacuum fluorescent display for a motor vehicle display panel, in which the power supply to the filament is automatically reduced in nighttime conditions to improve visibilityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein dimmbares Anzeigeelement, insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einer Vakuum- Fluoreszenzanzeige, die eine Elektrodenanordnung mit einer elektrisch aufheizbaren Filamentstruktur, einer Steuerelektrode und einer Anode aufweist, und Steuermitteln zur Ansteuerung der Vakuum-Fluoreszenzanzeige, wobei die Steuermittel mit Mitteln zur Detektion eines Nachtbetriebs verbunden sind und bei detektiertem Nachtbetrieb über die Steuermittel die Anzeigehelligkeit der Vakuum-Fluoreszenzanzeige durch Veränderung der Ansteuerspannung für die Steuerelektrode reduziert wird. Derartige Anzeigeelemente sind aus der US 4,968,917, der US 5,563,622 und der US 5,808,419 bekannt. The invention relates to a dimmable display element, especially for use in motor vehicles with a vacuum Fluorescence display, which has an electrode arrangement with a electrically heatable filament structure, one Control electrode and an anode, and control means for Control of the vacuum fluorescent display, the control means are connected to means for detecting night operation and when night operation is detected via the control means Display brightness of the vacuum fluorescent display Change in the control voltage for the control electrode reduced becomes. Such display elements are known from US 4,968,917, US 5,563,622 and US 5,808,419.
Vakuum-Fluoreszenzanzeigen sind unter anderem in Kraftfahrzeugen weit verbreitet. Wie bei Anzeigeelementen in Kraftfahrzeugen üblich, wird deren Anzeigehelligkeit bei Dunkelheit verringert. In der Regel erfolgt dies zusammen mit dem Einschalten einer Fahrzeugbeleuchtung. Bei Vakuum- Fluoreszenzanzeigen erfolgt die Verringerung der Anzeigehelligkeit dadurch, dass die Ansteuerspannung für die Steuerelektrode (Gitter) reduziert wird. Entsprechende Anordnungen und Verfahren sind aus den o. g. Patenten bekannt. Nachteilig ist hierbei, dass die als Kathode wirkende aufgeheizte Filamentstruktur der Vakuum-Fluoreszenzanzeige bei reduzierter Anzeigehelligkeit bedingt durch ihre Temperatur und die Bauart der Vakuum-Fluoreszenzanzeige sichtbar wird. Hierdurch wird das optische Erscheinungsbild der Anzeige beeinträchtigt und auch deren Ablesbarkeit verschlechtert. Vacuum fluorescent displays are among others in Motor vehicles widely used. As with display elements in Conventional motor vehicles, their display brightness at Darkness diminished. This is usually done together with the Switch on vehicle lighting. With vacuum Fluorescence displays are made to reduce the Display brightness by the fact that the control voltage for the Control electrode (grid) is reduced. Corresponding orders and procedures are from the above. Patents known. adversely here is that the heated one acts as a cathode Filament structure of the vacuum fluorescence display with reduced Display brightness due to its temperature and Design of the vacuum fluorescent display is visible. hereby the visual appearance of the ad is affected and their readability also deteriorates.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein dimmbares Anzeigeelement anzugeben, bei dem das optische Erscheinungsbild im Nachtbetrieb mit verringerter Anzeigehelligkeit deutlich verbessert ist. The object of the present invention is therefore a specify dimmable display element, in which the optical Appearance in night mode with reduced display brightness is significantly improved.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen dimmbaren Anzeigeelement dadurch gelöst, dass die Steuermittel zur Veränderung der Heizleistung der elektrisch geheizten Filamentstruktur bei veränderten Umgebungsbedingungen ausgelegt sind. The task becomes dimmable with a generic Display element solved in that the control means for change the heating power of the electrically heated filament structure are designed for changed environmental conditions.
Insbesondere ist bei detektiertem Nachtbetrieb eine Reduzierung der Heizleistung der elektrisch aufheizbaren Filamentstruktur vorgesehen. In particular, when night operation is detected, a Reduction of the heating power of the electrically heatable Filament structure provided.
Im gedimmmten Betriebsmodus (Nachtbetrieb) ist es ausreichend, wenn von der Filamentstruktur, die als Kathode wird, weniger Elektroden emittiert werden. Somit kann die Heizleistung für die Filamentstruktur reduziert werden, ohne dass dies zu einer Beeinträchtigung des Betriebs der Vakuum- Fluoreszenzanzeige führt. Vorzugsweise wird die Heizleistung der Filamentstruktur bei Nachtbetrieb um 10 bis 20 Prozent, insbesondere um 12 bis 16 Prozent, verringert. Es hat sich gezeigt, dass mit einer solchen Verringerung der Heizleistung eine deutliche Verringerung der Helligkeit der Filamentstruktur erreicht wird, so dass diese auch bei Nachtbetrieb nicht oder nahezu nicht mehr sichtbar ist. Die Heizleistung kann durch Verringerung der Heizspannung oder des Heizstroms reduziert werden. Beispielsweise wurde bei einer Verringerung der Heizspannung um 14 Prozent eine Reduzierung der Filamentstrukturilluminenz von ca. 40 Prozent erreicht. It is in the dimmed operating mode (night mode) sufficient if from the filament structure that becomes the cathode fewer electrodes are emitted. Thus, the Heating output for the filament structure can be reduced without this affects the operation of the vacuum Fluorescent display leads. The heating power is preferred the filament structure during night operation by 10 to 20 percent, in particular by 12 to 16 percent. It has shown that with such a reduction in heating power a significant reduction in the brightness of the Filament structure is reached so that this does not work even at night or is almost no longer visible. The heating power can by reducing the heating voltage or the heating current be reduced. For example, when the Heating voltage reduced by 14 percent Filament structure luminance of approx. 40 percent reached.
In einer besonderen Ausführungsform sind zur Detektion des Nachtbetriebes die Steuermittel mit einem Kontrollsignal für eine eingeschaltete Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs verbunden. Somit kann dasselbe Steuersignal, das für die Herabsetzung der Anzeigehelligkeit der Vakuum- Fluoreszenzanzeige üblicherweise eingesetzt wird, auch für die Reduzierung der Heizleistung für die Filamentstruktur verwendet werden. Dies erlaubt einen besonders einfachen Aufbau des dimmbaren Anzeigeelements. In a particular embodiment, the detection of the Night operation the control means with a control signal for a switched on lighting device of the Motor vehicle connected. Thus, the same control signal that is used for reducing the display brightness of the vacuum Fluorescent display is commonly used, also for the reduction in heating power for the filament structure be used. This allows a particularly simple one Structure of the dimmable display element.
In einer alternativen Ausführungsform können zur Detektion des Nachtbetriebs die Steuermittel mit einem Fotodedektor verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Umschaltung der Helligkeit der Vakuum-Fluoreszenzanzeige und der Heizleistung in Abhängigkeit von der detektierten Umgebungshelligkeit. Hierdurch kann erreicht werden, dass unabhängig von dem Einschalten einer Fahrzeugbeleuchtung die Helligkeit und die Heizleistung reduziert werden, um in einen Nachtbetrieb überzugehen. Eine solche Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann an, wenn aufgrund gesetzlicher Vorschriften ganztägig mit eingeschalteter Fahrzeugbeleuchtung gefahren werden muß, wie dies in skandinavischen Ländern der Fall ist. In an alternative embodiment can be used for detection the night mode, the control means with a photo detector be connected. In this embodiment, the Switching the brightness of the vacuum fluorescent display and the heating output depending on the detected Ambient brightness. This can achieve that regardless of switching on vehicle lighting Brightness and heat output can be reduced to one To pass night operation. Such a design offers especially when due to legal All day regulations with vehicle lights on must be driven, as is the case in Scandinavian countries Case is.
Wird die Anzeigehelligkeit in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit gedimmt, so kann insbesondere auch die Anzeigehelligkeit und die Heizleistung kontinuierlich oder in mehreren feinen Stufen (quasi-kontinuierlich) veränderbar sein. Hierzu kann das Ausgangssignal eines Fotodedektors ausgewertet und der Ansteuerung des Anzeigeelements zugeführt werden. If the display brightness depends on the Ambient brightness dimmed, so can in particular Display brightness and the heating output continuously or in several fine levels (quasi-continuous) can be changed. For this can evaluate the output signal of a photo detector and the control of the display element are supplied.
Ist zur Festlegung der Heizleistung ein Schaltnetzteil vorhanden, so kann dessen Ausgangsspannung in Abhängigkeit von einem Steuersignal bei detektiertem Nachtbetrieb verringert werden. Hier ergibt sich eine schaltungstechnisch besonders einfache Möglichkeit, den Erfindungsgedanken umzusetzen. Is a switching power supply to determine the heating power available, its output voltage depending on a control signal is reduced when night operation is detected become. In terms of circuit technology, this results in particular easy way to implement the idea of the invention.
Bei Einsatz der Vakuum-Fluoreszenzanzeige in einem Kraftfahrzeug ist diese großen Schwankungen in der Umgebungstemperatur unterworfen. Bei festgelegter Heizleistung kann daher bei tiefen Umgebungstemperaturen die zur Erzeugung der gewünschten Helligkeit erforderliche Filamenttemperatur u. U. nicht erreichbar sein. Um diesen Abfall der Filamenttemperatur und damit auch die unerwünschte Reduzierung der Anzeigehelligkeit zu kompensieren, ist in einer besonderen Ausführungsform vorgesehen, dass die Heizleistung an eine repräsentative Umgebungstemperatur der Vakuum-Fluoreszenzanzeige anpaßbar ist. When using the vacuum fluorescent display in one Motor vehicle is this big fluctuations in the ambient temperature subjected. With a specified heating output, therefore, low ambient temperatures to generate the desired brightness required filament temperature u. May not be available. To reduce this drop in filament temperature and hence the undesirable reduction in display brightness to compensate is in a special embodiment provided that the heating output to a representative Ambient temperature of the vacuum fluorescent display is adjustable.
Hierzu kann beispielsweise ein über einen Temperatursensor bestimmter Meßwert für die Außen- und/oder Innentemperatur des Fahrzeugs, der auch für eine Klimaregelung benötigt wird, herangezogen werden. Der Temperaturmeßwert wird einem Bediengeräterechner zugeführt und von diesem bei der Festlegung der Ansteuersignale für die Vakuumfluoreszenzanzeige berücksichtigt. For example, a temperature sensor can be used for this purpose certain measured value for the outside and / or inside temperature of the vehicle, which is also required for climate control, be used. The temperature reading becomes one HMI device supplied and by this when determining the Control signals for the vacuum fluorescence display considered.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. The invention is based on a Embodiment and the drawing explained in more detail.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Vakuum- Fluoreszenzanzeige Fig. 1 is a schematic sectional view of a vacuum fluorescent display
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines dimmbaren Anzeigeelements, Fig. 2 is a block diagram of a dimmable display element,
Fig. 3 ein Schaltnetzteil zur Realisierung einer veränderbaren Heizspannung für die Filamentstruktur. Fig. 3 shows a switching power supply for realizing a variable heating voltage for the filament structure.
Vakuum-Fluoreszenzanzeigen weisen in der Regel eine Triodenstruktur auf. Zwischen einer Front- und einer Basisplatte FP, BP sind eine Filamentstruktur F, eine Gitterstruktur G als Steuerelektrode und eine Anode A angeordnet (Fig. 1). Die Filamente F bestehen aus dünnen beschichteten Wolframdrähten, die auf eine Temperatur von typischerweise 600 Grad Celsius aufgeheizt werden, wodurch eine thermionische Emission erzeugt wird. Wird an das Gitter eine positive Spannung angelegt, so werden die von der Filamentstruktur emittierten Elektronen zur Anode hin beschleunigt. Durch eine negative Spannung am Gitter wird der Elektronenfluß zur Anode gestoppt. Die Anode besteht aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Graphit, und ist mit einem Leuchtstoff in Form des gewünschten Anzeigemusters beschichtet. Die auftreffenden Elektronen führen zu einer Lichtemission des Leuchtstoffs. Vacuum fluorescent displays usually have a triode structure. A filament structure F, a lattice structure G as the control electrode and an anode A are arranged between a front plate and a base plate FP, BP ( FIG. 1). The filaments F consist of thin coated tungsten wires, which are heated to a temperature of typically 600 degrees Celsius, whereby a thermionic emission is generated. If a positive voltage is applied to the grid, the electrons emitted by the filament structure are accelerated towards the anode. A negative voltage on the grid stops the flow of electrons to the anode. The anode consists of a conductive material, such as graphite, and is coated with a phosphor in the form of the desired display pattern. The impinging electrons lead to light emission from the phosphor.
Durch Veränderung der Ansteuerspannung für das Gitter kann die Zahl der auf der Anode auftreffenden Elektronen und damit die Anzeigehelligkeit variiert werden. Der Aufbau und die Funktionsweise derartiger Vakuum-Fluoreszenzanzeigen ist hinreichend bekannt. Ansteuerschaltungen zur Erzielung einer reduzierten Anzeigehelligkeit bei einem Nachtbetrieb sind aus den eingangs genannten Dokumenten ebenfalls hinreichend bekannt. By changing the control voltage for the grid the number of electrons hitting the anode and thus the display brightness can be varied. The construction and the Operation of such vacuum fluorescent displays is well known. Control circuits to achieve a reduced display brightness during night operation are off the documents mentioned at the beginning are also sufficient known.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild mit den wesentlichen Komponenten zur zusätzlichen Einstellung der Heizspannung für die Filamentstruktur, wie sie erfindungsgemäß vorgesehen ist. Ein DC/DC-Wandler 1, ein DC/AC-Wandler 2, ein Transformator 3 und ein Steuerblock 4 erzeugen als Ansteuermittel die Ansteuersignale für die Vakuum-Fluoreszenzanzeige. Der DC/DC-Wandler 1 setzt die Fahrzeugbordspannung in eine niedrigere Ausgangsspannung um, die beim Tagbetrieb der Vakuum- Fluoreszenzanzeige VFD 8 Volt und bei Nachtbetrieb der Vakuum-Fluoreszenzanzeige VFD 6,8 Volt beträgt. Die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers 1 wird in dem DC/AC-Wandler 2 in eine Wechselspannung umgesetzt, die dem Transformator 3 zugeführt wird. Im Transformator 3 erfolgt eine Umsetzung in die Heizspannung für die Vakuum-Fluoreszenzsanzeige VFD mit einem festen Übersetzungsverhältnis. Dem DC/DC-Wandler 1 wird zusätzlich ein Steuersignal "Licht E/A" zugeführt, das die Umschaltung in den Nachtbetrieb bewirkt. Dieses Steuersignal zeigt an, ob die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet ist oder nicht. Bei eingeschalteter Fahrzeugbeleuchtung bewirkt das Steuersignal eine Reduzierung der Ausgangsspannung des DC/DC- Wandlers 1 und damit der Heizspannung für die Filamentstruktur des VFD. Da in der praktischen Ausgestaltung der Transformator 3 sämtliche Betriebsspannungen für das VFD erzeugt, wirkt sich eine Verringerung der Ausgangsspannung des DC/DC- Wandlers 1 nicht nur auf die Heizdrahtspannung, sondern auch auf die Gitterspannung aus. Da die Gitterspannung aber bereits durch den Steuerblock 4 im Nachtbetrieb reduziert wird, wird die Gitterspannung durch den Steuerblock 4 wieder geringfügig angehoben, um das zusätzliche Absinken der Anzeigehelligkeit durch die verringerte Ausgangsspannung des DC/DC- Wandlers 1 zu kompensieren. Bei völlig getrennter Erzeugung der Heizdrahtspannung und der Gitteransteuerspannung ist diese Maßnahme jedoch nicht erforderlich. Fig. 2 shows a block diagram with the essential components for additional adjustment of the heating voltage for the filament structure, as is provided according to the invention. A DC / DC converter 1 , a DC / AC converter 2 , a transformer 3 and a control block 4 generate the control signals for the vacuum fluorescence display as control means. The DC / DC converter 1 sets the vehicle on-board voltage to a lower output voltage to the day mode when the vacuum fluorescent display VFD 8 volts and is at night operation of the vacuum fluorescent display VFD 6, 8 volts. The output voltage of the DC / DC converter 1 is converted in the DC / AC converter 2 into an alternating voltage, which is fed to the transformer 3 . In transformer 3 there is a conversion to the heating voltage for the vacuum fluorescent display VFD with a fixed transmission ratio. The DC / DC converter 1 is additionally supplied with a control signal "light I / O", which switches over to night operation. This control signal indicates whether the vehicle lighting is switched on or not. When the vehicle lighting is switched on, the control signal reduces the output voltage of the DC / DC converter 1 and thus the heating voltage for the filament structure of the VFD. Since in the practical embodiment of the transformer 3 generates all operating voltages for the VFD, a reduction in the output voltage of the DC / DC converter 1 affects not only the heating wire voltage but also the grid voltage. However, since the grid voltage is already reduced by control block 4 in night mode, the grid voltage is raised slightly again by control block 4 in order to compensate for the additional drop in display brightness due to the reduced output voltage of DC / DC converter 1 . This measure is not necessary if the heating wire voltage and the grid control voltage are generated completely separately.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung des DC/DC-Wandlers 1. Zentraler Bestandteil ist der kommerziell erhältliche integrierte Schaltkreis LM 2594, mit dem ein Tiefsetzsteller realisiert wird. Dem integrierten Schaltkreis wird die Versorgungsspannung UV zugeführt, die in eine Ausgangsspannung Ua umgesetzt wird. Abgesehen vom Transistor T 1143 und dem Widerstand R 1144 handelt es sich um eine standardmäßige Beschaltung dieses integrierten Schaltkreises. Die Ausgangsspannung UA der Schaltung wird über eine Rückkopplung zwischen dem Schaltungsausgang und dem Eingang FB des integrierten Schaltkreises eingestellt. Im Rückkoppelzweig sind die Widerstände R 804 und R 802 angeordnet, die bei entsprechender Bemessung eine Ausgangsspannung von 8 Volt bewirken. Zusätzlich sind nun in den Rückkoppelzweig parallel zum Widerstand R 804 der Widerstand R 1144 und der Transistor T 1143 in Reihe geschaltet. Der Transistor T 1143 erhält ein Ansteuersignal, das bei Nachtbetrieb den Transistor 1143 durchschaltet, wodurch der Widerstand 1144 wirksam parallel zum Widerstand 804 geschaltet wird. Durch die veränderte Rückkopplung stellt sich dann eine Ausgangsspannung von 6,8 Volt ein. Im Tagbetrieb wird der Transistor T 1143 nicht oder derart angesteuert, dass er sperrt, wodurch der Widerstand R 1144 unwirksam ist. Grundlage für das Ansteuersignal des Transistors T 1143 ist die abgegriffene Spannung an Klemme 58d des Fahrzeuges, die nur dann Spannung führt, wenn die Fahrzeugbeleuchtung eingeschaltet ist. Die an Klemme 58d anliegende Spannung wird zunächst in einem Bediengeräterechner softwaremäßig ausgewertet. In Abhängigkeit von der Auswertung wird von dem Bediengeräterechner ein entsprechendes Signal an den Schalttransistor T 1143 geliefert. Fig. 3 shows an embodiment of the DC / DC converter 1. The central component is the commercially available integrated circuit LM 2594 , which is used to implement a buck converter. The supply voltage UV, which is converted into an output voltage Ua, is fed to the integrated circuit. Apart from the transistor T 1143 and the resistor R 1144, this is a standard circuit for this integrated circuit. The output voltage UA of the circuit is set via a feedback between the circuit output and the input FB of the integrated circuit. Resistors R 804 and R 802 are arranged in the feedback branch, which, with appropriate dimensioning, cause an output voltage of 8 volts. In addition, the resistor R 1144 and the transistor T 1143 are now connected in series in the feedback branch parallel to the resistor R 804. The transistor T 1143 receives a drive signal which turns on the transistor 1143 during night operation, as a result of which the resistor 1144 is effectively connected in parallel with the resistor 804 . The changed feedback results in an output voltage of 6.8 volts. In day operation, the transistor T 1143 is not activated or in such a way that it blocks, as a result of which the resistor R 1144 is ineffective. The basis for the control signal of transistor T 1143 is the tapped voltage at terminal 58 d of the vehicle, which is only live when the vehicle lighting is switched on. The voltage applied to terminal 58 d is first evaluated in software in an HMI device computer. Depending on the evaluation, the operating device computer sends a corresponding signal to the switching transistor T 1143.
Die Erfindung wurde anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Andere Ansteuerschaltungen zur Reduzierung der Heizspannung sind möglich, ohne den erfinderischen Gedanken der Erfindung zu verlassen. The invention was based on a concrete Exemplary embodiment explained. Other control circuits for reduction the heating voltage are possible without the inventive Leaving thoughts of the invention.
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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| 8131 | Rejection |