DE102010009254A1

DE102010009254A1 - Lichtleiteranzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102010009254A1
Application number: DE102010009254A
Authority: DE
Inventors: Juergen 81669 Bruegl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-08-25

Abstract

Die Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) weist mindestens eine Lichtquelle (10) und mehrere Lichtleiter (40) auf. Die Lichtleiter (40) weisen jeweils eine Lichteinkopplungsfläche (42) an einem ersten Ende (44) des Lichtleiters (40) und eine Lichtauskopplungsfläche (46) an einem zweiten Ende (48) des Lichtleiters (40) auf, wobei der Lichtleiter (40) jeweils dazu ausgebildet ist, an der Lichteinkopplungsfläche (42) eingekoppeltes Licht von der Lichteinkopplungsfläche (42) bis zur Lichtauskopplungsfläche (46) zumindest teilweise weiterzuleiten und das Licht an der Lichtauskopplungsfläche (46) auszukoppeln. Die Lichtleiter (40) sind derart angeordnet, dass das von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht zumindest teilweise auf die Lichteinkopplungsflächen (42) der Lichtleiter (40) trifft. Des Weiteren weist die Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) einen Maskenkörper (30) auf, der zwischen der Lichtquelle (10) und den ersten Enden (44) der Lichtleiter (40) derart bewegbar angeordnet ist, dass abhängig von einer Stellung des Maskenkörpers (30) unterschiedliche Lichtleiter (40) selektiert werden können, in die Licht eingekoppelt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtleiteranzeigevorrichtung zur animierten Anzeige von Informationen.
In heutigen Fahrzeugen werden Fahrerassistenzsysteme in immer größerem Umfang eingesetzt. Ein Großteil dieser von den Fahrerassistenzsystemen erzeugten Informationen müssen insbesondere dem Fahrer vorwiegend optisch angezeigt werden, damit der Fahrer über die erforderlichen Informationen verfügt, die er zur Steuerung des Fahrvorgangs benötigt. Beispiele hierfür sind eine Tachoanzeige, eine Drehzahlanzeige, eine Temperaturanzeige und eine Tankfüllstandsanzeige. Für die Anzeige dieser Informationen werden heute überwiegend kreisförmige Zeigeranzeigen, einzelne Leuchtdioden und/oder Displays eingesetzt.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die einem Nutzer eine einfache Wahrnehmung einer Information gestattet und die technisch leicht und kostengünstig zu realisieren ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Lichtleiteranzeigevorrichtung zur Anzeige von Informationen. Die Lichtleiteranzeigevorrichtung weist mindestens eine Lichtquelle und mehrere Lichtleiter auf. Die Lichtleiter weisen jeweils eine Lichteinkopplungsfläche an einem ersten Ende des Lichtleiters und eine Lichtauskopplungsfläche an einem zweiten Ende des Lichtleiters auf, wobei der Lichtleiter jeweils dazu ausgebildet ist, an der Lichteinkopplungsfläche eingekoppeltes Licht von der Lichteinkopplungsfläche bis zur Lichtauskopplungsfläche zumindest teilweise weiterzuleiten und das Licht an der Lichtauskopplungsfläche auszukoppeln. Die Lichtleiter sind derart angeordnet, dass das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht zumindest teilweise auf die Lichteinkopplungsflächen der Lichtleiter trifft. Des Weiteren weist die Lichtleiteranzeigevorrichtung einen Maskenkörper auf, der zwischen der Lichtquelle und den ersten Enden der Lichtleiter derart bewegbar angeordnet ist, dass abhängig von einer Stellung des Maskenkörpers unterschiedliche Lichtleiter selektiert werden können, in die Licht eingekoppelt werden kann. Die Lichtleiteranzeigevorrichtung weist einen Aktuator auf, der angeordnet und ausgebildet ist, die Stellung des Maskenkörpers zu beeinflussen.
Die Lichtleiteranzeigeeinheit ermöglicht es, Informationen in der Art von Fortschrittsanzeigen darzustellen.
Die Lichtleiteranzeigeeinheit ermöglicht es eine dynamische Anzeige, beispielsweise eine Drehzahlanzeige, eine Aussteuerungsanzeige eines Lautsprechers oder eine Fortschrittsanzeige eines Ladeprogramms beispielsweise in Form eines Balkens, der an Länge zu- oder abnimmt, auszubilden.
Die Lichtquelle kann beispielsweise als Glühlampe, Gasentladungslampe, Leuchtdiode, organische Leuchtdiode, Laser oder als LCD-Monitor ausgebildet sein. Die Lichtleiteranzeigevorrichtung kann mehrere gleiche oder unterschiedliche Lichtquellen aufweisen. Auch können die Lichtquellen Licht mit unterschiedlicher Farbe abstrahlen. Die Lichtquelle kann beispielsweise als Mehrfarbenleuchtdiode ausgebildet sein und abhängig von einer Ansteuerung Licht in verschiedenen Farben abstrahlen. Die maximale Anzahl von Lichtquellen wird durch den vorhandenen Bauraum beschränkt.
Die Lichtleiteranzeigevorrichtung ermöglicht es, weniger Lichtquellen als Lichtleiter vorzusehen. Beispielsweise beträgt bei einer Geschwindigkeitsanzeige das Verhältnis von Lichtquelle zu Lichtleiter näherungsweise eins zu vierzig (1:40).
Im Hinblick darauf, dass die Lichtleiteranzeigevorrichtung es ermöglicht, weniger Lichtquellen als Lichtleiter vorzusehen, wird ein Beitrag geleistet zu einem Erzeugen geringer Verlustleistung, somit sind aufwändige Entwärmungsmaßnahmen entbehrlich.
Darüber hinaus hat dies auch den Vorteil, dass nur wenige Steuerleitungen und Versorgungsleitungen erforderlich sind. Auch der schaltungstechnische Aufwand für die Ansteuerung der Lichtquellen und des Aktuators kann im Vergleich zu einer Anordnung mit einer Vielzahl von Leuchtdioden gering gehalten werden.
Die Lichteinkopplung des Lichtes einer Lichtquelle in mehrere Lichtleiter ermöglicht, dass das Licht, das aus den Lichtauskopplungsflächen dieser Lichtleiter ausgekoppelt wird, weitgehend eine gleiche Helligkeit und Farbe aufweist. Dadurch können insbesondere Flächen homogen, ohne ungewollte Muster, angezeigt werden. Sichtbare Toleranzschwankungen der Farben und der Helligkeit, wie sie beispielsweise bei Leuchtdioden auftreten, können vermieden werden.
Zur Anzeige von laufenden Prozessen und/oder Messgrößen, die sich dynamisch ändern, sind aufgrund der guten Wahrnehmung der Information auch Fortschrittsanzeigen vorteilhaft, die mit Hilfe eines Displays angezeigt werden. Dies ist jedoch im Gegensatz zu der Lichtleiteranzeigeeinheit in der Regel nur kostenträchtig realisierbar.
Zur Verbesserung einer Lichteinkopplung kann die Lichtleiteranzeigevorrichtung einen oder mehrere Reflektoren und/oder eine oder mehrere Linsen aufweisen, die jeweils ausgebildet sind, das von der Lichtquelle erzeugte Licht auf eine vorgegebene Fläche zu bündeln.
Die Lichtleiter können beispielsweise als Licht leitende Fasern, zum Beispiel als Kunststofffaser, Plexiglasfaser oder Glasfaser, oder als optischer Verbinder oder als Kunststoffspritzgusslichtleiter ausgebildet sein.
Die Verwendung von Lichtleitern ermöglicht eine örtliche Trennung der Lichterzeugung und Lichteinkopplung von der Lichtauskopplung und der damit verbundenen Informationsanzeige, wodurch Bauraum im Fahrzeug besser genutzt werden kann. Die Lichtleiter können lichteingangsseitig und lichtausgangsseitig beliebig, jeweils unabhängig voneinander, angeordnet werden. Die Lichtleiter können lichtausgangsseitig beispielsweise linienförmig, kreisförmig, wellenlinienförmig oder flächig angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist, dass sich die Lichtquellen an einem Ort befinden können als die Lichtauskopplungsflächen und der damit verbundenen Informationsanzeige. Die Verlustleistung muss nicht in der Nähe der Informationsanzeige abgeführt werden, wie dies beispielsweise bei einer Leuchtdiodenanzeige erforderlich ist.
Der Maskenkörper kann beispielsweise schwenkbar und/oder drehbar und/oder verschiebbar gelagert sein. Der Maskenkörper kann eine geringe Masse aufweisen und dadurch mit hoher Dynamik bewegt werden, wodurch vorteilhafterweise sehr dynamische optische Effekte erzeugt werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Maskenkörper lichtundurchlässig ausgebildet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Maskenkörper lichttransparente Strukturen auf. Dies ermöglicht vorgebbare Anzeigemuster zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Maskenkörper als Blende mit veränderlichem Lichtdurchlass ausgebildet. Beispielsweise kann die Blende analog einer fotografischen Blende ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Lichtdurchlass durch den Maskenkörper verändert werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtauskopplungsflächen einer ersten Anzahl von Lichtleitern ausgebildet, punktförmiges Licht abzustrahlen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Leuchtauskopplungsflächen einer zweiten Anzahl von Lichtleitern ausgebildet, diffuses Licht abzustrahlen. Dies ermöglicht eine dynamische Anzeige beispielsweise in Form eines Balkens, der an Länge zu- und abnimmt, mit fließenden Übergängen anzuzeigen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lichtauskopplungsflächen einer dritten Anzahl von Lichtleitern eine vorgegebene Beschichtung auf. Durch die Beschichtung können die Lichtauskopplungsflächen mit reduzierter Transmission ausgebildet werden und beispielsweise vorgegebene Formen und/oder Farben angezeigt werden. Beispielsweise kann die Beschichtung optisch aktive Mikrostrukturen und/oder Spiegelelemente aufweisen und/oder als Chrom-Schicht ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lichtleiteranzeigevorrichtung einen Führungskörper auf, in dem die zweiten Enden der Lichtleiter in vorgegebener Weise angeordnet sind und der Führungskörper Ausnehmungen aufweist, in denen die Lichtleiter über eine vorgegebene Länge geführt sind. Die Ausnehmungen können beispielsweise als Durchgangsöffnungen ausgebildet sein, in der die zweiten Enden der Lichtleiter derart angeordnet sind, dass die Lichtauskopplungsflächen mit einer Anzeigefläche des Führungskörpers abschließen, insbesondere bündig. Eine weitere Möglichkeit ist, dass der Führungskörper zumindest teilweise mit transparentem Material, beispielsweise Acrylglas, ausgebildet ist und eine vorgegebene Anzahl der Ausnehmungen derart ausgebildet sind, dass die Lichtleiter über eine vorgegebene Länge geführt sind und die Lichtauskopplungsflächen im Führungskörper angeordnet sind. Die zweiten Enden der Lichtleiter können gleich oder verschieden ausgebildet sein, beispielsweise plan geschnitten oder unter einem Winkel angeschnitten oder kugelförmig und/oder angeraut, wodurch die Lichtauskopplungsflächen unterschiedliche Flächen aufweisen können.
Ausführungsbeispiele von Ausgestaltungen der Erfindung sind im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Lichtleiteranzeigevorrichtung 5,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Lichteinkopplung und eine zugehörige Anzeige 100 im Fahrzeug und
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Maskenkörpers 30 und einer lichteingangsseitigen Anordnung von Lichtleitern 40.
Eine Lichtleiteranzeigevorrichtung 5 (1) weist beispielsweise eine Lichtquelle 10 auf. Die Lichtquelle 10 kann beispielsweise als Mehrfarbenleuchtdiodenmodul ausgebildet sein. Das Mehrfachleuchtdiodenmodul weist eine Mehrfarbenleuchtdiode und einen Reflektor auf. Der Reflektor ist ausgebildet, das von der Leuchtdiode erzeugte Licht auf eine vorgegebene Fläche zu bündeln. Die Lichtquelle ist derart ausgebildet, dass sie alle ihr zugeordneten Lichtleitereinkopplungsflächen beleuchten kann. Eine maximale Anzahl von Lichtleitern 40, in die über die Lichteinkopplungsflächen 42 Licht eingekoppelt werden kann, ist abhängig von der Fläche, die die Lichtquelle 10 beleuchten kann und den Lichteinkopplungsfläche 42 der Lichtleiter. Weisen die Lichtleiter 10 beispielsweise jeweils eine Lichteinkopplungsfläche 42 von 1 mm² auf und die Lichtquelle 10 kann eine Fläche von 40 mm² beleuchten, können mit dieser Lichtquelle 10 maximal vierzig Lichtleiter 40 beleuchtet werden.
Die Lichtleiteranzeigevorrichtung 5 kann auch mehrere Lichtquellen 10 aufweisen. In diesem Fall ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Lichtquellen 10 räumlich getrennt, in so genannten Kammern, angeordnet sind, um Streulicht zwischen den Lichtquellen 10 weitgehend zu vermeiden.
Die Lichtleiteranzeigevorrichtung 5 weist mehrere Lichtleiter 40 auf. Die Lichtleiter 40 weisen jeweils eine Lichteinkopplungsfläche 42 an einem ersten Ende 44 des Lichtleiters 40 und eine Lichtauskopplungsfläche 46 an einem zweiten Ende 48 des Lichtleiters auf. Die Lichtleiter 40 sind beispielsweise als Licht leitende Kunststofffasern ausgebildet. Die Lichtleiter 40 sind derart angeordnet, dass das von der Lichtquelle 10 abgestrahlte Licht zumindest teilweise auf die Lichteinkopplungsflächen 42 der Lichtleiter 40 trifft. Die Lichtleiter 40 sind lichteingangsseitig beispielsweise entlang einer Halbkreislinie angeordnet.
Des Weiteren weist die Lichtleiteranzeigevorrichtung 5 einen Maskenkörper 30 auf, der beispielsweise als lichtundurchlässige Halbkreisscheibe (2) ausgebildet ist. Der Maskenkörper 30 ist zwischen der Lichtquelle 10 und dem ersten Ende 44 der Lichtleiter 40 derart bewegbar angeordnet, dass abhängig von einer Stellung des Maskenkörpers 30 unterschiedliche Lichtleiter 40 selektiert werden können, in die Licht eingekoppelt werden kann. Beispielsweise kann der Maskenkörper 30 um eine Achse A drehbar gelagert sein. Die Lichtleiteranzeige 5 weist einen Aktuator 60 auf, der angeordnet und ausgebildet ist, die Stellung des Maskenkörpers 30 zu beeinflussen. Der Lichtleiteranzeige 5 ist beispielsweise eine Steuereinheit 70 zugeordnet, die ausgebildet ist, die Lichtquelle 10 und den Aktuator zu steuern.
Die Lichtleiteranzeige 5 kann beispielsweise einen Führungskörper 50 aufweisen, der Führungskörper 50 kann zumindest teilweise mit transparentem Material, beispielsweise Acrylglas ausgebildet sein und eine vorgegebene Anzahl von Ausnehmungen aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass die Lichtleiter 40 über eine vorgegebene Länge geführt sind und die Lichtauskopplungsflächen 46 im Führungskörper 50 angeordnet sind. Dadurch, dass die Lichtauskopplungsflächen 46 im Führungskörper 50 angeordnet sind, wird das ausgekoppelte Licht gestreut und es erfolgt eine diffuse Lichtabstrahlung durch den Führungskörper 50.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Lichteinkopplung und eine zugehörige Anzeige 100 im Fahrzeug. Die Lichtleiter 40 sind Lichteingangsseitig beispielsweise entlang einer Halbkreislinie angeordnet. Der Maskenkörper ist beispielsweise als lichtundurchlässige Halbkreisscheibe ausgebildet. Der Maskenkörper 30 ist beispielsweise um die Achse A drehbar gelagert angeordnet. Die zugehörige Anzeige 100, beispielsweise eine Temperaturanzeige im Fahrzeug, weist beispielsweise einen balkenförmigen Verlauf auf. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass lichtausgangsseitig die Lichtleiter 40 entlang einer Linie angeordnet sind und beispielsweise die Lichtauskopplungsflächen 46 ausgebildet sind, diffuses Licht abzustrahlen. Beispielsweise kann durch eine Sandstrahlung der Lichtauskopplungsflächen 46 erreicht werden, dass die Lichtauskopplungsflächen 46 eine vorgegebene Rauheit aufweisen und das Licht gestreut ausgekoppelt wird.
In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lichtleiter 40 lichteingangsseitig flächig angeordnet. Zur Stabilisierung der Lichtleiteranordnung sind die Lichtleiter 40 in einem Haltekörper 90 angeordnet. Der Maskenkörper ist beispielsweise horizontal und vertikal verschiebbar gelagert.
Bezugszeichenliste

5: Lichtleiteranzeigevorrichtung
10: Lichtquelle
30: Maskenkörper
40: Lichtleiter
42: Lichteinkopplungsfläche
44: erstes Ende eines Lichtleiters
46: Lichtauskopplungsfläche
48: zweites Ende eines Lichtleiters
50: Führungskörper
60: Aktuator
70: Steuereinheit
90: Haltekörper
100: Anzeige
A: Achse

Claims

Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) zur Anzeige von Informationen, die aufweist – mindestens eine Lichtquelle (10), – mehrere Lichtleiter (40) mit jeweils einer Lichteinkopplungsfläche (42) an einem ersten Ende (44) des Lichtleiters (40) und einer Lichtauskopplungsfläche (46) an einem zweiten Ende (48) des Lichtleiters (40), wobei der Lichtleiter (40) dazu ausgebildet ist, an der Lichteinkopplungsfläche (42) eingekoppeltes Licht von der Lichteinkopplungsfläche (42) bis zur Lichtauskopplungsfläche (46) zumindest teilweise weiterzuleiten und das Licht an der Lichtauskopplungsfläche (46) auszukoppeln, und die Lichtleiter (40) derart angeordnet sind, dass das von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht zumindest teilweise auf die Lichteinkopplungsfläche (42) der Lichtleiter (40) trifft, – einen Maskenkörper (30), der zwischen der Lichtquelle (10) und dem ersten Ende (44) der Lichtleiter (40) derart bewegbar angeordnet ist, dass abhängig von einer Stellung des Maskenkörpers (30) unterschiedliche Lichtleiter (40) selektiert werden können, in die Licht eingekoppelt werden kann und – einen Aktuator (60), der angeordnet und ausgebildet ist, die Stellung des Maskenkörpers (30) zu beeinflussen.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach Anspruch 1, bei der der Maskenkörper (30) lichtundurchlässig ausgebildet ist.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach Anspruch 1, bei der der Maskenkörper (30) lichttransparente Strukturen aufweist.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 oder 3, bei der der Maskenkörper (30) als Blende mit veränderlichem Lichtdurchlass ausgebildet ist.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lichtauskopplungsflächen (46) einer ersten Anzahl von Lichtleitern (40) ausgebildet sind, punktförmiges Licht abzustrahlen.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lichtauskopplungsflächen (46) einer zweiten Anzahl von Lichtleitern (40) ausgebildet sind, diffuses Licht abzustrahlen.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lichtauskopplungsflächen (46) einer dritten Anzahl von Lichtleitern (40) eine vorgegebene Beschichtung aufweisen.
Lichtleiteranzeigevorrichtung (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die einen Führungskörper (50) aufweist, in dem die zweiten Enden (44) der Lichtleiter (40) in vorgegebener weise angeordnet sind und der Führungskörper (50) Ausnehmungen aufweist, in denen die Lichtleiter (40) über eine vorgegebene Länge geführt sind