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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung zumindest
einer physikalischen Größe, insbesondere
zur Anzeige von Klimatisierungsdaten einer Kraftfahrzeugklimaanlage,
mit zumindest einem Leuchtmittel und zumindest einem Lichtauskoppelelement,
wobei die Helligkeit des Leuchtmittels in Abhängigkeit des Betrages der physikalischen
Größe einstellbar
ist und das von dem Leuchtmittel erzeugbare Licht aus einer Oberfläche des
Lichtauskoppelelements auskoppelbar ist.
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Beispielsweise
aus der Offenlegungsschrift mit der Veröffentlichungsnummer
DE 103 44 701 A1 ist
eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung von Klimatisierungsdaten
einer Kraftfahrzeugklimaanlage bekannt. Als Anzeigevorrichtungen
werden oftmals Flüssigkristallbildschirme
verwendet, auf denen die Silhouette einer Person dargestellt ist.
Von neueren Anzeigevorrichtungen, die die Anmelderin auf den Markt
gebracht hat, ist es beispielsweise bekannt, in den dargestellten
Silhouetten der Personen Farbverläufe darzustellen, aus welchen
die Temperaturschichtung beziehungsweise Temperaturverteilung im
Kraftfahrzeug abgelesen werden kann. Die Intensität beziehungsweise
Helligkeit der Farben kann dabei zusätzliche Informationen enthalten.
Auch ist es bekannt, sogenannte Luftsträhnen darzustellen, die je nach
Größe des Volumenstroms
der aus Gebläseaustrittsöffnungen
ausströmenden
Luft schwächer oder
stärker
dargestellt werden.
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Oftmals
werden die Anzeigevorrichtungen mit Flüssigkristallbildschirmen zur
Darstellung der Klimatisierungsdaten auch zur Darstellung anderer Informationen
eines Kraftfahrzeuges genutzt (Infotainmentmodul). Dadurch werden
die Flüssigkristallbildschirme
in der Regel effektiv genutzt. Ist jedoch ein solches sogenanntes
Infotainmentmodul nicht vorgesehen, müsste die Anzeigevorrichtung,
d. h. das Flüssigkristalldisplay
ausschließlich
zur Darstellung der Klimatisierungsdaten verwendet werden. Der Aufwand
der Verwendung eines Flüssigkeitskristallbildschirms
zur ausschließlichen
Darstellung der Klimatisierungsdaten ist oftmals nicht gerechtfertigt. Lediglich
zur Darstellung von Klimatisierungsdaten ist ein Flüssigkristallbildschirm
zu teuer.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung
der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die die physikalischen Größen, insbesondere
Klimatisierungsdaten einer Kraftfahrzeugklimaanlage sinnfällig darstellen
kann, ohne dass dazu ein Flüssigkeitskristallbildschirm zum
Beispiel zur Darstellung von Farbverläufen notwendig ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass eine eingangs beschriebene Anzeigevorrichtung erfindungsgemäß so weitergebildet wird,
dass das Lichtauskoppelelement geeignet und eingerichtet ist, in
Abhängigkeit
von der Helligkeit des Leuchtmittels aus unterschiedlichen Bereichen
der Oberfläche
Licht auszukoppeln.
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Je
nachdem, welche Helligkeit bei den Leuchtmitteln eingestellt wird,
leuchten somit unterschiedliche Bereiche der Oberfläche des
Lichtauskoppelelements. Je nachdem, welchen Wert die darzustellende
physikalische Größe hat,
leuchten somit unterschiedliche Bereiche der Oberfläche des Lichtauskoppelelements.
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Gemäß der Erfindung
können
die unterschiedlichen Bereiche der Oberfläche des Lichtauskoppelelements
einander überlappen.
Ebenso ist es möglich,
dass die Bereiche der Oberfläche
des Lichtauskoppelelements, aus denen Licht bei größerer Helligkeit
des Leuchtmittels auskoppelbar ist, die Bereiche der Oberfläche des
Lichtauskoppelelements einschließen, aus denen Licht bei kleinerer Helligkeit
des Leuchtmittels ausgekoppelt wird. Ein größerer Wert der physikalischen
Größe kann
somit einem größeren Bereich
der Fläche
entsprechen, aus denen das Licht ausgekoppelt wird.
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Vorzugsweise
kann auch die Farbe des von dem Leuchtmittel erzeugbaren Lichts
geändert
werden. Dadurch könnte
auch die Veränderung
oder der Wert einer zweiten physikalischen Größe dargestellt werden.
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Das
Leuchtmittel kann eine Leuchtdiode, vorzugsweise eine RGB-Leuchtdiode sein.
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Das
Lichtauskoppelelement kann aus einem oder mehreren transparenten
oder transluzenten Materialien bestehen. Das Material beziehungsweise die
Materialien haben vorzugsweise einen höheren Brechungsindex als das
das Lichtauskoppelelement umgebende Medium. Das Lichtauskoppelelement kann
ebenso aus einem oder mehreren Materialien mit unterschiedlichem
Auskoppelverhalten bestehen.
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Das
Lichtauskoppelelement kann mehrteilig ausgeführt sein und die verschiedenen
Teile des Lichtauskoppelelements können aus Materialien mit unterschiedlicher
optischer Dichte beziehungsweise unterschiedlichem Brechungsindex
oder mit unterschiedlichem Auskoppelverhalten bestehen.
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Ein
Lichtauskoppelelement einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung kann
eine zweite Oberfläche
haben, die so geformt ist, dass zum Beispiel durch ein Reflexionsverhalten
des Lichts an der zweiten Oberfläche
Licht in Abhängigkeit
von der Helligkeit des Leuchtmittels in den unterschiedlichen Bereichen
der ersten Oberfläche
auskoppelbar ist. Die zweite Oberfläche kann gewölbt sein
oder treppenartig ausgeformt sein.
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Ebenso
ist es möglich,
dass die Oberfläche des
Lichtauskoppelelements zum Teil mit einem Aufdruck versehen ist,
wobei der Aufdruck geeignet und eingerichtet ist, Licht in den unterschiedlichen
Bereichen der Oberfläche
in unterschiedlichem Maße
am Austreten aus der Oberfläche
zu hindern. Der Aufdruck kann unmittelbar auf das Lichtauskoppelelement
aufgebracht sein. Ebenso ist es möglich, eine Folie zu bedrucken
und diese auf die erste Oberfläche
des Lichtauskoppelelements aufzukleben.
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Die
Lichtauskopplungselemente können ebenso
Lichteinkopplungsbereiche aufweisen, die von den Leuchtmitteln erzeugbares
Licht gezielt in einem oder mehreren der Bereiche des Lichteinkoppelungselements
einkoppeln, die dann das Licht über Bereiche
der ersten Oberfläche
auskoppeln.
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Ausführungsbeispiele
für erfindungsgemäße Anzeigevorrichtungen
sind anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt
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1 ein
Beispiel für
eine erste Anzeigevorrichtung mit mehreren Lichtauskoppelelementen,
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1a eine
Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 1,
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2 eine
Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit einem einzigen Lichtauskoppelelement, mit
je einer Alternativen in der rechten beziehungsweise linken Figurhälfte,
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2a eine
Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 2, erste
Alternative,
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2b eine
Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 2, zweite
Alternative,
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3 eine
Draufsicht auf eine weitere Anzeigevorrichtung mit einem einzigen
Lichtauskoppelelement,
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3a eine
Frontansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 3 und
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4 eine
Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit einem mehrteiligen Lichtauskoppelelement.
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Das
in der 1 und 1a dargestellte Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung
weist mehrere, insgesamt fünf
verschiedene Lichtauskoppelelemente 1 auf. An diesen Lichtauskopplungselementen
sind Leuchtdioden 2 als Leuchtmittel angebracht. An jedem
Lichtauskoppelelement 1 sind zwei Leuchtdioden 2 an
einander gegenüberliegenden
Seiten der Lichtauskoppelelemente 1 angebracht.
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Die
Lichtauskoppelelemente 1 stellen symbolhaft die Silhouette
einer Person dar, wie sie beispielsweise in einer Anzeigevorrichtung
einer Kraftfahrzeugklimaanlage verwendet werden könnte. Mittels
der Leuchtdioden 2 können
die Lichtauskoppelelemente 1 zum Leuchten gebracht werden.
Dazu wird das von den Leuchtdioden 2 erzeugte Licht in
die Lichtauskopplungselemente 1 eingekoppelt und über eine
erste Oberfläche 11 der
Lichtauskoppelelemente ausgekoppelt. Die Lichtauskoppelelemente 1 weisen
neben der ersten Oberfläche 11, über welche
das aus den Lichtauskopplungselementen 1 ausgekoppelt wird,
eine zweite Oberfläche 12 auf,
welche derart geformt wird, dass das optische Verhalten des Lichtauskopplungselements 1 an
verschiedenen Stellen unterschiedlich ist. Dadurch kann erreicht werden,
dass unterschiedlich große
Mengen des von der Leuchtdiode 2 erzeugten und in das Lichtauskopplungselement 2 eingekoppelten
Lichtmenge in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich stark ausgekoppelt
werden. Die Intensitätsverteilung
des Lichtes kann somit durch die zweite Oberfläche 12 eingestellt
werden.
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Insbesondere
ist es durch die Form der zweiten Oberfläche 12 möglich, dass
unterschiedliche Bereiche der ersten Oberfläche 11 in Abhängigkeit von
der Helligkeit des von den Leuchtdioden 2 erzeugten Lichts,
unterschiedlich hell leuchten.
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Die
Leuchtdioden 2 sind vorzugsweise RGB-Leuchtdioden. Die
beiden an einem Lichtauskopplungselement 1 angebrachten
Leuchtdioden 2 können
so angesteuert werden, dass sie Licht unterschiedlicher Farben und
unterschiedlicher Helligkeit erzeugen. Dadurch und durch die unterschiedliche Reflexion
beziehungsweise Brechung des Lichts innerhalb des Lichtauskopplungselementes 1 ist
es möglich Farbverläufe herzustellen,
die man ansonsten nur mit einem herkömmlichen Display, beispielsweise
einem Flüssigkristallbildschirm
hergestellt werden können.
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Auch
das in den 2 bis 2b dargestellte
Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung
weist ein Lichtauskopplungselement 1 auf. Auf der ersten
Oberfläche
des Lichtauskopplungselementes 1 ist ein undurchlässiger Aufdruck
vorgesehen, der Bereiche 13 der ersten Oberfläche 11 abdeckt.
Die freibleibenden Bereiche ergeben ein Symbol in Form der Silhouette
einer Person, wie es bereits aus dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 1a bekannt
ist.
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In
das Lichtauskopplungselement 1 wird Licht über Leuchtdioden 2 eingekoppelt.
Diese Leuchtdioden sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2a beziehungsweise
der 2, linken Hälfte
seitlich am Rand des Auskopplungselements 1 befestigt.
Das Lichtauskopplungselement 1 des Ausführungsbeispiels gemäß der 2a weist
eine zweite Oberfläche
gegenüberliegend
der ersten Oberfläche 11 auf,
die so geformt ist, dass sich unterschiedliche Brechungsindizes
und ein unterschiedliches Reflexionsverhalten in verschiedenen Bereichen
des Lichtauskopplungselementes 1 ergeben. Dadurch werden
die Bereiche auf der ersten Oberfläche unterschiedlich mit Licht
der Leuchtdioden 2 beaufschlagt und es ergibt sich, dass
Licht unterschiedlicher Mengen in den verschiedenen Bereichen der ersten
Oberfläche 11 ausgekoppelt
wird. Durch eine Ansteuerung der Leuchtdioden 2 kann die
Farbe des Lichts und die Helligkeit des Lichts verändert werden. Es
ist dabei möglich,
dass je nach Helligkeit des von den Leuchtdioden erzeugten Lichts
unterschiedliche Bereiche des Lichtauskopplungselementes 1 beziehungsweise
dessen erster Oberfläche 11 in
unterschiedlichen Farben leuchten. Auch dadurch ist es möglich, Farbverläufe zwischen
den verschiedenen Bereichen zu erzeugen.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2b beziehungsweise 2,
rechte Hälfte
sind die Leuchtdioden auf der Rückseite,
d. h. auf der Seite der zweiten Oberfläche 12 des Lichtauskopplungselementes 1 angeordnet.
Das Licht der Leuchtdioden wird über
Lichteinkopplungsbereiche 3 in das Lichtauskopplungselement 1 eingekoppelt.
Durch die Lichteinkopplungsbereiche 3 wird erreicht, dass
das Licht einer Leuchtdiode oder mehrer in Reihe geschalteter Leuchtdioden
nur in einem Bereich in das Lichtauskopplungselement 1 eingekoppelt
wird. Aufgrund einer entsprechend hohen optischen Dichte beziehungsweise
eines hohen Brechungsindexes wird erreicht, dass das in diesen Bereichen
eingekoppelte Licht im Wesentlichen auch nur in diesen Bereichen
aus dem Lichtauskopplungselement 1 an der ersten Oberfläche 11 ausgekoppelt
wird. Werden die unterschiedlichen Leuchtdioden beziehungsweise die
Gruppen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden unterschiedlich angesteuert,
ist es möglich,
in den verschiedenen Bereichen Licht unterschiedlicher Farben und
unterschiedlicher Helligkeit ein- und auszukoppeln. Durch die Vermischung
des Lichts der verschiedenen Leuchtdioden beziehungsweise der verschiedenen
Gruppen von Leuchtdioden ist es in Übergangsbereichen möglich Mischfarben,
und somit Farbverläufe
zu erzeugen.
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Das
in 3 und 3a dargestellte Ausführungsbeispiel
zeigt vereinfacht eine Möglichkeit, wie
Licht, das in das Lichtauskopplungselement 1 eingekoppelt
wird, in unterschiedlichem Maße
aus dem Lichtauskopplungselement ausgekoppelt werden kann. Während die
erste Oberfläche,
aus der das Licht ausgekoppelt wird, plan ist, ist die zweite Oberfläche treppenartig
ausgeformt. Dieses führt
zu einem unterschiedlichen Reflexionsverhalten und bewirkt eine unterschiedliche
Helligkeit der ersten Oberfläche.
Wird die Leuchtdiode so angesteuert, dass das Licht heller wird,
werden zunächst
dunklere Bereiche heller erscheinen. Die Bereiche der ersten Oberfläche 11,
die dadurch hell leuchten, werden größer. Wird dagegen die Helligkeit
der Leuchtdiode verringert, schwächt
sich die Helligkeit in Randbereichen ab und bleibt nur in einem
Kernbereich erhalten.
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Ein ähnlicher
Effekt lässt
sich erreichen, indem man ein mehrteiliges Lichtauskopplungselement
herstellt, wie in 4 dargestellt. Dazu können im
Wesentlichen U-förmige
Teile 11a, 11b, 11c konzentrisch zueinander
angeordnet sein. In jedes dieser U-förmigen Teile wird mittels einer
diesem Teil zugeordneten Leuchtdiode 2 Licht eingekoppelt.
Die Leuchtdioden können
so angesteuert werden, bis dass sie eine unterschiedliche Helligkeit
haben. Entsprechend der Helligkeit der Leuchtdiode wird Licht in das
zugeordnete Teil 11a, 11b, 11c eingekoppelt
und aus der ersten Oberfläche
dieses Teils 11a, 11b, 11c ausgekoppelt.
Durch die Wahl unterschiedlicher Farben des Lichtes, das mit den
Leuchtdioden erzeugt wird, lassen sich in einem gewissen Umfang
auch Farbverläufe
erreichen.