DE102010043715B4

DE102010043715B4 - Balkenanzeige

Info

Publication number: DE102010043715B4
Application number: DE102010043715.8A
Authority: DE
Inventors: Stephan Braun; Steffen Neubauer; Peter Lochner; Daniel Voll; Haiko Glienicke; Peter Schusser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Preh GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Preh GmbH
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: DE102010043715A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1) aufweisend: wenigstens eine Lichtquelle (3), eine von der wenigstens einen Lichtquelle (3) hinterleuchtete Anzeigefläche (A); eine Ansteuerelektronik für die wenigstens eine Lichtquelle, die ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines Eingangssignal die Lichtstrahlungsleistung der wenigstens einen Lichtquelle (3) zu variieren, um die Ausdehnung der mit dem Auge wahrnehmbaren Leuchtfläche (L) auf der Anzeigefläche zu variieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Realisierung einer von einem Eingangssignal abhängigen analogen Balkendarstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es ist bekannt, analoge Balkenanzeigen mechanisch zu realisieren. Dies ist aufwendig. Daher wird in der Regel eine solche, eine analoge Anzeige imitierende Darstellung dadurch versucht, dass mehrere unabhängige, aufgereihte Lichtquellen angesteuert wurden, wobei in Abhängigkeit des Eingangssignal im stetigen Verlauf von dessen Minimalsignal zu dessen Maximalsignal ausgehend von einer ersten Lichtquelle sukzessive die benachbarten Lichtquellen aktiviert wurden. Damit gelingt keine rein analoge Anzeige, da die Anzeige je nach Anzahl der vorgesehenen Lichtquellen stufenweise erfolgt. Somit stößt die Darstellung einerseits aufgrund ihres mangelnden Auflösungsvermögens an Grenzen, andererseits bleiben für den Betrachter zumeist die einzelnen Lichtquellen optisch identifizierbar, was vom Betrachter als optisch nachteilig empfunden wird.
Aus der DE 10 2007 015 569 A1 ist eine gattungsgemäße Anzeigevorrichtung für ein Haushaltsgerät bekannt, wobei diese Anzeigevorrichtung eine Lichtquelle, eine von der einen Lichtquelle hinterleuchtete Anzeigefläche sowie eine Ansteuerelektronik für die eine Lichtquelle aufweist. Dabei ist die Ansteuerelektronik ausgelegt, in Abhängigkeit eines Eingangssignals die Lichtstrahlungsleistung der einen Lichtquelle zu variieren, um die Ausdehnung der mit dem Auge wahrnehmbaren Leuchtfläche (L) auf der Anzeigefläche zu variieren. Aus der DE 10 2007 015 569 A1 ist nicht bekannt, mehrere Lichtquellen vorzusehen und die Lichtquellen so anzuordnen, dass die zugehörigen Leuchtflächen der Lichtquellen auf der Anzeigefläche teilweise überlappen und dabei die Ansteuerelektronik so auszulegen, dass in Abhängigkeit des Eingangssignals im stetigen Verlauf von dessen Minimalsignal zu dessen Maximalsignal die mehreren Lichtquellen so angesteuert werden, dass ausgehend von einer ersten Lichtquelle in überlappender Abfolge die benachbarten Lichtquellen von einer minimalen Lichtstrahlungsleistung, bevorzugt null, bis auf eine maximale Lichtstrahlungsleistung angesteuert werden und umgekehrt.
Vor dem Hintergrund der Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte optische Darstellung eines sich ändernden Eingangssignals ermöglicht und die kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch die erfindungsgemäße Verwendung gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Lichtquellen. Die Erfindung ist hinsichtlich der Art der Lichtquelle nicht eingeschränkt. Bevorzugt wird eine LED verwendet. Erfindungsgemäß ist ferner eine von den Lichtquellen hinterleuchtete, bevorzugt diffus durchscheinende, Anzeigefläche vorgesehen. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung umfasst ferner eine Ansteuerelektronik für die Lichtquellen, die ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines Eingangssignal die Lichtstrahlungsleistung der Lichtquellen zu variieren, um die Ausdehnung der mit dem Auge wahrnehmbaren Leuchtfläche auf der Anzeigefläche zu variieren. Anders ausgedrückt wird der „Balken”-Effekt bei der vorliegenden Erfindung dadurch erzeugt, dass der Hell-Dunkel-Übergang, wie er vom Auge wahrgenommen wird, auf der Anzeigefläche mit der Lichtleistung der Lichtquelle wandert und das Wandern dieses Übergang zur Realisierung einer analogen Anzeige verwendet wird. Damit kann im Gegensatz zum Stand der Technik, der selbst bei einer besonders hohen Anzahl von Lichtquellen lediglich eine springende Anzeige zulässt, vorteilhaft eine kontinuierliche Anzeige realisiert werden.
Um eine höhere Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung insbesondere bei vergleichsweise ausgedehnter Gesamtanzeigefläche zu erreichen, sind erfindungsgemäß mehrere Lichtquellen und zugehörige Leuchtflächen vorgesehen, die so angeordnet sind, dass die Leuchtflächen, insbesondere bei Maximalleistung der Lichtquellen, überlappen. Zur Realisierung einer sogenannten „Balkenanzeige” sind die Lichtquellen bevorzugt auf einer gedachten Kurve oder Linie angeordnet.
Erfindungsgemäß ist die Ansteuerelektronik so ausgelegt, dass in Abhängigkeit des Eingangssignals im stetigen Verlauf von dessen Minimalsignal zu dessen Maximalsignal die mehreren Lichtquellen so angesteuert werden, dass ausgehend von einer ersten Lichtquelle in überlappender Abfolge, die benachbarten Lichtquellen von einer minimalen Lichtstrahlungsleistung, bevorzugt von Null, bis auf eine maximale Lichtstrahlungsleistung angesteuert werden und umgekehrt. Beispielsweise wird mit zunehmendem Eingangssignal bevor die maximale Lichtstrahlleistung einer Lichtquelle erreicht, die nächstbenachbarte Lichtquelle aktiviert, um im Überlappungsbereich der Leuchtflächen die Leuchtstärke zu erhöhen. Dadurch wird ein homogenerer Verlauf der Lichtstärke entlang des Balkens erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im Lichtstrahlverlauf zwischen der Lichtquelle und der hinterleuchteten Leuchtfläche ein durchscheinender Lichtleiter angeordnet. Bei mehreren Lichtquellen erstreckt sich vorteilhaft ein einteiliger Lichtleiter zwischen den Lichtquellen und der Anzeigefläche und durch die zugehörigen Lichtstrahlverläufe. Der Lichtleiter kann bezüglich seiner optischen Eigenschaften homogen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist er in dem den Lichtquellen näheren Bereich transparent und in dem an die Anzeigefläche benachbarten Bereich diffus eingefärbt.
Bevorzugt ist der Lichtleiter diffus eingefärbt. Dadurch wird vorteilhaft für das Auge des Betrachters ein wohl definierter Übergang bzw. Rand zwischen Leuchtfläche und dem bewusst nicht zu hinterleuchtenden Bereich der Anzeigefläche erzeugt. Darüber hinaus kann so durch nur geringe Lichtleistungsveränderung eine Anzeigeveränderung bewirkt werden.
Bevorzugt weist der Lichtleiter den Lichtkegel der wenigstens einen Lichtquelle begrenzende oder definierende Reflexionsflächen auf. Dies verhindert Streulicht und hat insbesondere bei mehreren Lichtquellen den Vorteil, dass das Licht einer Lichtquelle möglichst nur die eigene zugehörige Leuchtfläche und gegebenenfalls den erwünschten Überlappungsbereich mit der nächstbenachbarten Lichtquelle hinterleuchtet und nicht in weiter entfernte Bereiche der Anzeigefläche streut. Damit wird für eine Gleichmäßigkeit der Hinterleuchtung der Leuchtflächen gesorgt. Andererseits wird durch das Verhindern von Streulicht der definierte Übergang zwischen Leuchtfläche und dem bewusst nicht zu hinterleuchtenden Bereich der Anzeigefläche verbessert, also ein ausgeprägter Kontrastsprung am Rand der Leuchtfläche erzeugt, der die Erkennbarkeit des „Balkenendes” der Balkenanzeige verbessert.
Bevorzugt weist der Lichtleiter eine Sägezahnkontur auf, wobei jeder Spitze der Sägezahnkontur eine Lichtquelle zugeordnet ist. Beispielsweise ist an der Spitze eine der Lichtquelle zugewandte, ebene Lichteinkoppelfläche vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ferner ein mit der Ansteuerelektronik elektrisch verbundener Umgebungslichtsensor vorgesehen, um die Lichtleistung in Abhängigkeit der Umgebungslichtintensität zu regeln. Dadurch kann erreicht werden, dass das Ableseergebnis der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung unabhängig von der Helligkeit des Umgebungslichtes ist.
Bevorzugt ist jeweils ein Ende der Anzeigefläche der zugehörigen Lichtquelle näher angeordnet. D. h. der optische Weg zu diesem Ende ist kürzer als zu dem entgegengesetzten Ende der Anzeigefläche. Bevorzugt ist dieses Ende der Anzeigefläche von den beiden in Längsrichtung weisenden Enden der Anzeigefläche der Lichtquelle am nächsten angeordnet. Insbesondere in Kombination mit dem diffusen Lichtleiter ergibt sich so die erfindungsgemäße Balkenanzeige durch eine einfache Regulierungsmöglichkeit der Lichtquelle, indem durch Leistungsvariation eine Leuchtweitenvariation erreicht wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Lichtleiter mit einer entlang der Längsrichtung des Lichtleiters verlaufenden Reflexionsfläche versehen, um die Lichtausbreitungsrichtung der Lichtquellen umzulenken. Durch die Umlenkung kann verhindert werden, dass die Lichtquellen durch die Anzeigefläche hindurch vom Betrachter aus sichtbar sind. Zusätzlich oder alternativ kann die Anzeigefläche in sogenannter „Black-Panel”-Technologie ausgeführt sein, die sich dadurch auszeichnet, dass bei ausgeschalteten Lichtquellen die Anzeigefläche als solche vom Betrachter nicht oder wenigstens kaum zu erkennen ist, da sie von der Seite des Betrachters nicht transmissiv ist.
Bevorzugt findet die vorgenannte und beschriebene Anzeigevorrichtung Verwendung, um eine vom Eingangssignal abhängige analoge Balkendarstellung auf der Anzeigefläche zu realisieren. Insbesondere vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Lüfterleistungsanzeige, Temperaturanzeige, als Geschwindigkeitsanzeige, Drehzahlanzeige, zur Füllstandsanzeige eines Betriebs- oder Kraftstoffes oder Dergleichen verwendet.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
1: eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1;
2: eine Darstellung von 3 unterschiedlichen durch die Anzeigevorrichtung realisierten Anzeigen.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 1 gezeigt. Dies umfasst mehrere, hier 7, Lichtquellen 3. Es handelt sich beispielsweise um LEDs, die auf einer gemeinsamen, hier nicht dargestellten, Leiterplatte angeordnet sind. Deren Licht wird mittels eines sägezahnförmigen, diffus eingefärbten Lichtleiter 2 auf eine Anzeigefläche A geleitet. Die Anzeigefläche A erstreckt sich entlang des Anordnungsverlaufs der Lichtquellen. Die Sägezahnfortsätze des Lichtleiters sind gewinkelt zu der Anzeigefläche A angeordnet, damit von der Seite des Betrachters die Lichtquellen unsichtbar bleiben und die Anzeigefläche A indirekt hinterleuchtet wird. Zur Lichtumlenkung dient die sich entlang und längs des Lichtleiters 2 erstreckende Reflexionsfläche 6.
Das Licht der einzelnen Lichtquellen 3 tritt jeweils über die Lichteinkoppelfläche 8 in den Lichtleiter ein und wird auch bei einer maximalem Lichtleistung der jeweiligen Lichtquellen 3 durch die gewinkelt angeordneten Reflexionsflächen 4, 5 der Sägezahnfortsätze des Lichtleiters 2 im Wesentlichen auf die jeweils zugehörige Leuchtfläche (siehe L1 bis L3) begrenzt. Die Leuchtflächen L1 bis L4 sind so angeordnet, dass sie teilweise überlappen, da sich die aus den Reflexionsflächen 4, 5 ergebenden Lichtkegel überlappen. Die in der 1 jeweils rechte Reflexionsfläche 5 definiert die „untere” Grenze der Leuchtfläche.
Der optische Lichtweg von der Lichtquelle 3 zu diesem unteren und nahen Ende ist kürzer als zu dem anderen Ende der Leuchtfläche, so dass auch bei geringer Lichtleistung eine optisch wahrnehmbare Hinterleuchtung dort zu erkennen ist. In dem nach links angrenzenden Bereich der Anzeigefläche fällt aufgrund der Lichtdämpfung des Lichtleiters und des längeren optischen Weges die Lichtleistung rapide ab, so dass mit der Vorgabe der Lichtleistung der Lichtquelle 3 ein optisch wahrnehmbarer Hell-Dunkelübergang auf der Anzeigefläche A örtlich einstellbar ist. Im vorliegenden Fall sind beispielsweise die Lichtquellen 3a bis 3b von einer nicht dargestellten Ansteuerelektronik auf eine maximale Lichtleistung geregelt, so dass die zugehörigen Leuchtflächen L1 bis L2 hinterleuchtet sind. Die Lichtquelle 3c ist noch nicht auf maximaler Lichtleistung aber durch eine überlappende Ansteuerung der Lichtquelle 3d ist diese auf eine minimale Lichtleistung eingestellt, die den Lichtstärkenabfall der Lichtquelle 3c im Überlappungsbereich der Leuchtflächen L3 und L4 kompensiert, so dass eine durchgängige, nahezu homogen hinterleuchtete Gesamtleuchtfläche L erreicht wird.
Der mit dem Auge wahrnehmbare Hell/Dunkel-Übergang der Leuchtfläche L in der Leuchtfläche L4 definiert das Ende der Balkenanzeige, wie sie in 2 II dargestellt ist. Wie aus der 2 an drei Anzeigemodi exemplarisch gezeigt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jede der Lichtquellen 3 von der nicht dargestellten Ansteuerelektronik in einer überlappenden Abfolge so von Null auf eine Maximalleistung und umgekehrt geregelt werden kann, dass eine analoge Anzeige auf der Anzeigefläche A realisiert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass für jede der Lichtquellen die Ausdehnung der Leuchtfläche L mit der Lichtleistung kontinuierlich einstellbar ist.

Claims

Anzeigevorrichtung (1) aufweisend: mehrere Lichtquellen (3), eine von den mehreren Lichtquellen (3) hinterleuchtete Anzeigefläche (A); eine Ansteuerelektronik für die Lichtquellen (3), die ausgelegt ist, in Abhängigkeit eines Eingangssignal die Lichtstrahlungsleistung der Lichtquellen (3) zu variieren, um die Ausdehnung der mit dem Auge wahrnehmbaren Leuchtfläche (L) auf der Anzeigefläche zu variieren, wobei die Lichtquellen (3) so angeordnet sind, dass die zugehörigen Leuchtflächen (L1–L4) der Lichtquellen (3) auf der Anzeigefläche (A) teilweise überlappen und wobei die Ansteuerelektronik so ausgelegt ist, dass in Abhängigkeit des Eingangssignals im stetigen Verlauf von dessen Minimalsignal zu dessen Maximalsignal die mehreren Lichtquellen (3) so angesteuert werden, dass ausgehend von einer ersten Lichtquelle (3a) in überlappender Abfolge die benachbarten Lichtquellen von einer minimalen Lichtstrahlungsleistung, bevorzugt null, bis auf eine maximale Lichtstrahlungsleistung angesteuert werden und umgekehrt.
Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Lichtquellen (3) auf einer Kurve oder Linie angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Lichtstrahlverlauf zwischen der Lichtquelle (3) und der Anzeigefläche (A) ein durchscheinender Lichtleiter (2) angeordnet ist.
Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Lichtleiter (2) wenigstens in dem Bereich seiner Auskoppelfläche diffus eingefärbt ist.
Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtleiter (2) den Lichtkegel der wenigstens einen Lichtquelle (3) begrenzende oder definierende Reflexionsflächen (4, 5) aufweist.
Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei der Lichtleiter (2) eine Sägezahnkontur aufweist und jeder Spitze eine Lichtquelle (3) zugeordnet ist.
Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Ende der Leuchtfläche (L1–L7) der zugehörigen Lichtquelle (3) näher angeordnet ist.
Verwendung der Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, in einem Kraftfahrzeug.