DE102011016428A1

DE102011016428A1 - Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung

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Publication number: DE102011016428A1
Application number: DE102011016428A
Authority: DE
Inventors: Dino DEMMA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11
Also published as: GB201205923D0; US20120255208A1; CN102774286B; US8931909B2; GB2489803A; CN102774286A

Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung (1) für ein Fahrzeug (2) und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung (1) beschrieben. Die Anzeigevorrichtung (1) weist mindestens eine transparente Kunststoffplatte (3) mit einer Vorderseite (4) und einer Rückseite (5) sowie mit einer die Kunststoffplatte (3) umgebenden Randfläche (6) auf. Die Anzeigevorrichtung (1) weist mindestens eine auf die Randfläche (6) der Kunststoffplatte (3) ausgerichtete schaltbare Lichtquelle (7) sichtbaren Lichtes auf. Die Kunststoffplatte (3) besitzt transparente Anzeigeelemente (8), die als begrenzte Bereiche innerhalb der Kunststoffplatte (3) angeordnet sind und lichtsensitive Dotierstoffpartikel aufweisen. Die Dotierstoffpartikel streuen bei eingeschalteter Lichtquelle (7) das Licht, so dass die Anzeigeelemente (8) von der Oberseite aus sichtbar sind.

Description

Es wird eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung beschrieben. Die Anzeigevorrichtung weist mindestens eine transparente Kunststoffplatte mit einer Vorderseite und einer Rückseite sowie mit einer die Kunststoffplatte umgebenden Randfläche auf. Die Anzeigevorrichtung weist mindestens eine auf die Randfläche der Kunststoffplatte ausgerichtete schaltbare Lichtquelle auf.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 046 325 A1 ist dazu eine Instrumententafel als Anzeigevorrichtung bekannt, die ein Nanophosphorzeichen umfasst, das unter normalen Beleuchtungsverhältnissen und schlechten Lichtverhältnissen nicht sichtbar ist, jedoch als Reaktion auf UV-Licht sichtbares Licht emittiert. Dazu ist das Nanophosphorzeichen zweidimensional als Beschichtung auf ein Substrat aufgetragen und wird unter einem Winkel von vorn oder von hinten von einer schaltbaren UV-Lichtquelle angestrahlt, um die Nanophosphorzeichen sichtbar zu machen. Diese Anzeigevorrichtung hat den Nachteil eines komplexen Aufbaus und setzt eine Umwelt belastende, Ozon erzeugende UV-Lichtquelle ein, vor deren Bestrahlung die Augen des Betrachters zu schützen sind.
Eine Aufgabe ist es, eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die umweltverträglich und vielseitig einsetzbar ist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anzeige zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es wird eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung beschrieben. Die Anzeigevorrichtung weist mindestens eine transparente Kunststoffplatte mit einer Vorderseite und einer Rückseite sowie mit einer die Kunststoffplatte umgebenden Randfläche auf. Die Anzeigevorrichtung weist mindestens eine auf die Randfläche der Kunststoffplatte ausgerichtete schaltbare Lichtquelle sichtbaren Lichtes auf. Die Kunststoffplatte besitzt transparente Anzeigeelemente, die als begrenzte Bereiche innerhalb der Kunststoffplatte angeordnet sind und lichtsensitive Dotierstoffpartikel aufweisen. Die Dotierstoffpartikel streuen bei eingeschalteter Lichtquelle das Licht, so dass die Anzeigeelemente von der Oberseite aus sichtbar werden.
Eine derartige Anzeigevorrichtung aus einer transparenten Kunststoffplatte hat den Vorteil, dass sie die Sicht des Fahrers nicht behindert und folglich auch auf der Innenfläche einer Windschutzscheibe und damit im Blickfeld des Fahrers angeordnet werden kann, der somit den Straßenverkehr unbeeinträchtigt von der Anzeigevorrichtung beobachten kann und bei Bedarf durch Zuschalten der sichtbaren Lichtquelle wichtige Betriebsdaten und Fahrparameter, wie Geschwindigkeit, Drehzahl, Kühlwassertemperatur oder Tankfüllstände, anzeigen lassen kann, ohne seine Aufmerksamkeit vom Straßenverkehr abzulenken.
Ein weiterer Vorteil einer derartigen transparenten Anzeigevorrichtung besteht darin, dass sie in einer zentralen Instrumententafel vor einem Flachbildschirm eingesetzt werden kann, der weitere Zusatzinformationen liefert, die ungefiltert und aufgrund der transparenten Anzeigevorrichtung deutlich erkennbar sind, so dass beispielsweise Navigationshinweise und Karten entweder überlappend mit beispielsweise einer Anzeigevorrichtung in Form eines Zeigerinstrumentes der gleichen transparenten Kunststoffscheibe oder neben einem derartigen Instrumentenbereich der Anzeigevorrichtung angeordnet sein können.
Somit ergibt sich eine große Vielfalt der Instrumentierung eines Fahrzeugs sowohl in der als auch auf der sowie hinter der Windschutzscheibe bis hin zu kompakten zentralen Instrumententafeln mit integrierter Navigationsanzeige und anderen hilfreichen Zusatzfunktionen, die übersichtlich hinter der transparenten Kunststoffplatte der Anzeigevorrichtung angeordnet sind und dem Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden können.
Für eine Instrumentierung werden bei einer weiteren Ausführungsform die transparenten Anzeigeelemente in der Kunststoffplatte zu einem zentralen Anzeigeinstrument des Fahrzeugs ringförmig angeordnet. Dabei können die unterschiedlichen Anzeigeelemente in unterschiedlichen ebenen Bereichen der transparenten Kunststoffscheibe angeordnet sein. In einem ersten ebenen Bereich kann beispielsweise ein Ring aus Skalierelementen vorgesehen sein. In einer zweiten von der Oberseite aus gesehen tiefer angeordneten ebenen Bereich kann beispielsweise ein Ring aus Zahlenwerten vorhanden sein, die durch eine randseitige Lichtquelle zum Aufleuchten angeregt werden. In einer von der Oberseite aus gesehenen untersten ebenen Bereich kann eine homogene Verteilung der Dotierstoffpartikel vorgesehen werden, so dass dieser tiefere Bereich als Hintergrundbeleuchtung der Anzeigevorrichtung bei randseitiger Einkopplung von Licht dienen kann.
Dabei können die einzelnen Bereiche von unterschiedlich farbigen Lichtquellen, wie Leuchtdioden zum Aufleuchten angeregt werden, zumal die vorgesehenen Dotierstoffpartikel nicht wie bei UV-Strahlung eine Transformation der Lichtwellenlänge vornehmen, sondern lediglich die durch Totalreflexion an Rückseite und Vorderseite innerhalb der Kunststoffplatte gehaltene randseitige Einstrahlung an den lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln breitbandig streuen und nicht in andere Lichtwellenlängen transformieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Anzeigevorrichtung mindestens eine zweite Kunststoffplatte mit homogen verteilten lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln aufweist, die von einem optischen Strahl beleuchtet werden und einen optischen Zeiger darstellen, wobei der optische Strahl Licht in Randflächen einer zentralen Öffnung oder in äußere Randflächen der zweiten Kunststoffplatte einkoppelt. Eine derartige Zeigerdarstellung kann durch eine Vielzahl von technischen Hilfsmitteln realisiert werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, den oben erwähnten Bildschirm, der durch die transparente Kunststoffplatte sichtbar ist, mit einer Zeigerfunktion auszustatten, so dass ein derartiger Zeiger durch den transparenten Kunststoff sichtbar wird, so dass auf eine zusätzliche Kunststoffplatte mit entsprechend homogen dotiertem Dotierstoffpartikeln verzichtet werden kann.
Darüber hinaus ist es auch möglich, mehrere Kunststoffplatten mit transparenten unterschiedlichen Anzeigeelementen wie Skalierelemente, Zahlen oder Symbole, die in unterschiedlichen Anzeigeebenen zu einem Multifunktionsanzeigeinstrument aufeinander gefügt sein können, um die unterschiedlichen Lichteinkopplungsebenen voneinander zu trennen, wobei zum Fügen der mehreren Kunststoffplatten ein transparenter Klebstoff vorgesehen ist, der zusätzlich die Totalreflexion an der jeweiligen Vorder- und Rückseite der aufeinander gefügten Kunststoffplatten durch eine entsprechend vorgesehene Differenz im Brechungsindex unterstützt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kunststoffplatte eine Plexiglasplatte, die partiell und selektiv mit Dotierstoffpartikeln in den Bereichen der Anzeigeelemente dotiert ist. Die dazu erforderlichen Dotierverfahren zum selektiven Einbringen von Dotierstoffpartikeln in derartige Plexiglasscheiben werden gegenwärtig entwickelt. Dabei können die transparenten Anzeigeelemente zwei- oder dreidimensionale Skalierelemente, Zahlen oder Symbole aus einem mit lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln versehenen Plexiglasmaterial aufweisen.
Derartige transparente Anzeigemittel können separat zwei- oder dreidimensional als Skalierelemente, Zahlen oder Symbole hergestellt oder angeordnet werden und anschließend in eine plattenförmige transparente Kunststoffmasse eingegossen sein. Außerdem ist es auch möglich, in einer transparenten Plexiglasscheibe für die Anzeigeelemente dreidimensionale Aussparungen vorzusehen, die dann mit einem mit Dotierstoffpartikeln angereicherten Kunststoffmaterial aufgefüllt sind. Auch können in diese Aussparungen der Plexiglasplatte dreidimensionale vorgefertigte Anzeigeelemente mit einem transparenten Kunststoff eingeklebt sein.
Ein mögliches Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug weist folgende Verfahrensschritte auf. Zunächst werden formstabile dreidimensionale transparente Anzeigeelementen aus einer zum farbigen Aufleuchten anregbaren Kunststoffmasse hergestellt. Anschließend werden diese Anzeigeelemente in eine transparente Kunststoffplatte aus einem transparenten Kunststoff eingebettet. Ein derartiges Einbetten kann, wie oben bereits erwähnt, durch ein Spritzgießen einer plattenförmigen transparenten Kunststoffmasse unter Einschluss der dreidimensionalen Anzeigeelemente in die Kunststoffmasse erfolgen. Auch ist ein Einbetten durch Einbau der formstabilen dreidimensionalen Anzeigeelemente in Aussparungen einer Kunststoffplatte aus Plexiglasmaterial möglich. Abschließend wird eine schaltbare Lichtquelle mit einem auf eine Randfläche der transparenten Kunststoffplatte gerichteten Lichtbündel angebracht.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass relativ flache transparente Anzeigevorrichtungen bis hin zur Folienstärke selbst im Bereich der Windschutzscheibe angebracht werden können und somit einen deutlichen Gewinn an Fahrsicherheit liefern, da der Fahrzeugführer nicht vom Straßenverkehr abgelenkt wird, um die Betriebsparameter des Fahrzeugs zu prüfen.
Dazu können die Anzeigeelemente kreisförmig für ein zentrales Anzeigeinstrument angeordnet werden. Auch ist es möglich, als Lichtquelle einen Leuchtdiodenstreifen um eine derartige Randfläche der Kunststoffplatte herumzulegen, jedoch kann dieses Einstrahlmittel nur begrenzt, beispielsweise in einem unteren Rand vorgesehen werden, wenn die Anzeigevorrichtung im Bereich der Windschutzscheibe anzuordnen ist.
Für eine farbige Hintergrundbeleuchtung ist es möglich, eine Kunststoffplatte homogen mit Dotierstoffpartikeln zu dotieren und von den äußeren Randseiten aus zu belichten. Bei eingeschalteter randseitiger Beleuchtungsquelle ist somit eine Hintergrundbeleuchtung vorhanden und bei ausgeschalteter Lichtquelle bleibt die Kunststoffplatte transparent.
Bei einer weiteren Verfahrensmodifikation ist es vorgesehen, für eine Zeigeranzeige eine Kunststoffplatte homogen zu dotieren und einen beweglichen optischen Strahl von Randflächen einer zentralen Öffnung oder von äußeren Randflächen der Kunststoffplatte aus als Zeiger oder als Anzeigebereich die homogen verteilten Dotierungen aufleuchten zu lassen.
Weiterhin ist es vorgesehen, eine homogen dotierte Kunststoffplatte mit optischem Zeiger und mindestens eine selektiv dotierte Kunststoffplatte mit Anzeigeelementen mittels transparentem Klebstoff zu einem Anzeigeinstrument aufeinander zu kleben.
Eine weitere Modifikation des Verfahrens zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug sieht nachfolgende Verfahrensschritte vor. Zunächst wird eine erste Plexiglasplatte mit lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln in Bereichen, die Anzeigeelemente bei randseitiger Beleuchtung aufleuchten lassen sollen, selektiv dotiert. Außerdem wird eine zweite Plexiglasplatte homogen mit Dotierstoffpartikeln dotiert und in die Plexiglasplatte eine zentrale Öffnung für das Anordnen eines beweglichen Laserstrahlzeigers eingebracht. Anschließend wird ein schwenkbarer Ablenkspiegel oder ein drehbares Prisma in der Öffnung der homogen dotierten zweiten Plexiglasplatte eingesetzt, der einen zentral auf die Öffnung gerichteten stationären Laserstrahl als Leuchtzeiger drehbar in Richtung auf die Randflächen der Öffnung ablenkt. Schließlich wird die erste Plexiglasplatte mit der zweiten Plexiglasplatte zu einem Anzeigeinstrument mit Hilfe eines transparenten Klebstoffs stoffschlüssig verbunden.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von kostengünstig herstellbaren transparenten Anzeigevorrichtungen für Fahrzeuge geschaffen werden kann.
Ausführungsformen werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Anzeigevorrichtung im Bereich einer Windschutzscheibe;
2 zeigt die Anzeigevorrichtung im Bereich der Windschutzscheibe im Detail;
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung mit optischem Zeiger;
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit optischem Zeiger einer weiteren Ausführungsform;
5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung mit ebenen Anzeigebereichen;
6 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 5;
7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Anzeigeinstrumenten einer Instrumententafel gemäß einer weiteren Ausführungsform;
8 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung gemäß 7 bei abgeschalteter Lichtquelle;
9 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Kombiinstruments gemäß einer weiteren Ausführungsform;
10 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Kombiinstruments gemäß 9.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 2 mit einer Anzeigevorrichtung 1 im Bereich einer Windschutzscheibe 20. Dabei ist die Anzeigevorrichtung 1 aus einem transparenten Kunststoff mit bogenförmig angeordneten transparenten Anzeigeelementen 8, die erst sichtbar werden, wenn die Anzeigevorrichtung 1 randseitig durch eine Lichtquelle 7 beleuchtet wird. Dabei ist die Lichtquelle 7 nicht sichtbar unterhalb des unteren Randes 19 der Windschutzscheibe 20 angeordnet. Die bogenförmige Anordnung von Anzeigeelementen 8 wird erst sichtbar, wenn diese Lichtquelle 7 unterhalb des Randes 19 der Windschutzscheibe 20 eingeschaltet ist. Auch die in 1 abgebildete Umrandung der Anzeigevorrichtung 1 aus transparentem Kunststoff ist praktisch kaum sichtbar, selbst wenn die bogenförmig in einer transparenten Kunststoffplatte 3 angeordneten Anzeigeelemente 8 in der Kunststoffplatte 3 farbig aufleuchten und beispielsweise Geschwindigkeit und/oder Motordrehzahl an der Windschutzscheibe 20 deutlich anzeigen.
2 zeigt die Anzeigevorrichtung 1 im Bereich der Windschutzscheibe 20 im Detail, wobei die Stellung eines Lenkrades 36 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Die transparente Kunststoffplatte 3 oder Kunststofffolie weist eine zu dem Fahrzeuginnern hin ausgerichtete Vorderseite 4 auf. In der Mitte oder entlang der unteren Randfläche 6 der Kunststoffplatte 3 zw. Kunststofffolie ist eine Lichtquelle 7 in einer an die Vorderseite 4 angrenzende ersten Kunststoffebene angeordnet und erst bei eingeschaltetem Zustand der Lichtquelle 7 sind die bogenförmig angeordneten Anzeigeelemente 8 sichtbar. Da die Anzeigevorrichtung 1 aus einer transparenten Kunststoffplatte 3 oder Kunststofffolie besteht, ist die Sicht des Fahrers auf den Straßenverkehr nicht eingeschränkt, zumal auch die bogenförmig angeordneten Anzeigeelemente 8 transparent sind und erst durch das Einschalten der randseitig angeordneten Lichtquelle 7 farbig aufleuchten.
Eine weitere Kunststoffplatte 3 oder Kunststofffolie ist mit ihrer Vorderseite auf die Rückseite der Kunststoffplatte 3 bzw. Kunststofffolie mit einem transparenten Kunststoffkleber aufgeklebt. Die hintere Kunststoffplatte bzw. -folie unterscheidet sich von der vorderen dadurch, dass in die hintere Kunststoffplatte 3 bzw. -folie nicht selektiv Anzeigeelemente 8 eingebracht sind, sondern die hintere Kunststoffplatte bzw. -folie homogen mit lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln dotiert ist, die jedoch nicht sichtbar sind.
Bei randseitiger Einstrahlung leuchten diese Partikel auf. Dazu sind für die hier gezeigten zwei Anzeigeinstrumente 34 und 35 Lichtstrahlen vorgesehen, die in die hintere Kunststoffplatte bzw. -folie an den Einkoppelpunkten 21 und 22 eingestrahlt werden und die in den Pfeilrichtungen A, B geschwenkt werden können, so dass es mit diesen schwenkbaren optischen Zeigern möglich ist, Werte beispielsweise für Geschwindigkeit und Drehzahl mit Hilfe dieser optischen Zeiger dem Fahrer anzuzeigen, ohne dass die Sicht auf das Verkehrsgeschehen außerhalb des Fahrzeugs beeinträchtigt ist. Dabei ist es außerdem auch möglich farblich die Anzeigeelemente von dem optischen Zeiger durch unterschiedliche Farbeinstrahlungen von der Randfläche 6 aus darzustellen.
Somit sind in dieser Ausführungsform zwei Anzeigeinstrumente 34 und 35 zur Anzeige der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch das Anzeigeinstrument 34 und zur Anzeige der Motordrehzahl durch das Anzeigeinstrument 35 an der Windschutzscheibe 20 angeordnet. Neben den bogenförmig angeordnete Anzeigeelementen 8 ist dazu jeweils ein optischer Zeiger 12 vorgesehen, der in den Pfeilrichtungen A und B geschwenkt werden kann. Die optischen Zeiger 12 sind lediglich schwenkbare Lichtstrahlen, die über Einkopplungspunkte 21 und 22 für jedes Anzeigeinstrument 34 und 35 von einer Randfläche 6 aus eingekoppelt werden. Dabei wird jeder Lichtstrahl an homogen in einer Ebene der Kunststoffplatte 3 oder Kunststofffolie verteilten lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln gestreut und an der Vorderseite 4 als optischer Zeiger 12 sichtbar.
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung 1 mit einem optischen Zeiger 12, mit dem die Werte der Anzeigeelemente 8 markiert werden. Die Anzeigeelemente 8 sind in drei Schichten oder transparenten Kunststoffplatten 3, 30 und 33 angeordnet. In der obersten Kunststoffplatte 3 sind beispielsweise transparente dreidimensionale Zahlen 14 als Anzeigeelemente 8 eingebettet. In den darunter angeordneten Kunststoffplatten 30 und 33 oder Kunststoffschichten sind Skalierelemente 13 bzw. Symbole 15 ringförmig angeordnet.
Der optische Zeiger 12 wird von einem drehbaren Ablenkspiegel 31 oder einem drehbaren Prisma geschwenkt, indem beispielsweise ein stationärer Laserstrahl 18 über einen stationären Ablenkspiegel 29 in Richtung auf die Rückseite 5 zu in den Richtungen E und F schwenkbaren Ablenkspiegel 31 abgelenkt und in Richtung der Randfläche 6 einer zentralen Öffnung 32 einer scheibenförmigen Anzeigevorrichtung 1 den Laserstrahl einkoppelt.
Dabei wird der Ablenkspiegel 31 bzw. das Prisma entsprechend den gemessenen Werten um einen entsprechenden Winkel von einer Nullstellung aus in Pfeilrichtung F oder E geschwenkt, so dass der optische Zeiger im Bereich des abgelenkten Laserstrahls 18 eines Laserstrahlgeräts 40 das Licht desselben derart streut, dass von der Oberseite 4 der transparenten ersten obersten Kunststoffplatte 3 aus ein leuchtender Zeiger 12 in der homogen dotierten untersten Kunststoffplatte 10 sichtbar wird. Der Antrieb des Ablenkspiegels bzw. des Prismas ist dazu über ein Steuergerät mit dem jeweiligen Messwertgeber, wie einem Geschwindigkeitssensor, einem Drehzahlsensor oder einem Temperatursensor elektrisch verbunden.
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit optischem Zeiger 12' einer weiteren Ausführungsform. Der Zeiger 12' unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten Zeiger 12 dadurch, dass nicht ein einzelner Laserstrahl in den zentralen Einkopplungspunkten 21 oder 22 eingekoppelt wird, sondern die scheibenförmige Anzeigevorrichtung 1 ist in ihrer äußeren Randfläche 6 von einem lichtundurchlässigen Ring 23 umgeben, der die Randfläche 6 der scheibenförmigen homogen dotierten Kunststoffplatte 10 bis auf eine rohrförmige Öffnung 39 abdeckt. Durch die rohrförmige Öffnung kann Licht auf die homogen dotierte Kunststoffplatte 10 einstrahlen, so dass eine optische Zeigerfahne in Richtung auf das Zentrum als optischer Zeiger 12' sichtbar wird. Dabei kann im Zentrum ein lichtundurchlässiger Bereich 38 vorgesehen sein, der die Länge des optischen Zeigers 12' begrenzt.
Bei dieser Darstellung gemäß 4 ist zu beachten, dass zur Zeigerdarstellung eine untere mit Dotierstoffpartikeln homogen dotierte scheibenförmige Kunstplatte 10 vorgesehen ist und darüber eine erste scheibenförmige Kunststoffplatte 3 angeordnet ist, deren Randflächen 6 nicht durch einen lichtundurchlässigen Ring 23 abgeschirmt sind, so dass die in der ersten Kunststoffplatte 3 angeordneten Skalierelemente 13 aufleuchten.
Die beiden Kunststoffplatten sind über einen transparenten Kunststoffkleber stoffschlüssig verbunden, dessen Brechungsindex eine Totalreflexion von randseitig eingestrahltem Licht unterstützt, so dass bei randseitiger Lichteinstrahlung nur die lichtsensitiven Dotierstoffpartikel aufleuchten, an denen das Licht gestreut wird.
5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 1 mit unterschiedlichen Anzeigebereichen 25, 26, 27 und 28. Diese Anzeigebereiche 25 bis 28 können durch aufeinander geklebte scheibenförmige Kunststoffplatten, 3, 10, 30 und 33 realisiert werden. Während in der obersten ersten scheibenförmigen Kunststoffplatte 3 als Anzeigeelemente Zahlen 14 eingebracht sind, sind in der zweiten scheibenförmigen Kunststoffplatte 30 unterhalb der ersten scheibenförmigen Kunststoffplatte 3 Skalierelemente 13 vorgesehen und in einer weiteren scheibenförmigen Kunststoffplatte 33 sind schließlich Symbole 15 angeordnet. Die unterste scheibenförmige Kunststoffplatte 10 ist homogen mit Dotierstoffen dotiert und kann somit entweder als scheibenförmige Kunststoffplatte 10 für einen optischen Zeiger oder für eine Hintergrundbeleuchtung eingesetzt werden.
Für eine Hintergrundbeleuchtung wird die ringförmige Randfläche 6 der unteren scheibenförmigen Kunststoffplatte 10 gleichmäßig bestrahlt, während für eine optische Zeigerdarstellung, wie bereits oben diskutiert, eine zentrale Öffnung 32 vorgesehen werden kann, in der die Randfläche 6 für das Einkoppeln beispielsweise eines schwenkbaren Laserstrahls, wie in 3 gezeigt, eingesetzt werden kann.
6 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anzeigevorrichtung gemäß 5. Die vier aufeinander geschichteten Anzeigebereiche 25, 26, 27 und 28 werden durch die entsprechenden scheibenförmigen Kunststoffplatten 3, 10, 30 und 33 realisiert, wobei die Kunststoffplatten 3, 10, 30 und 33 mit einem transparenten Klebstoff aufeinander gefügt sind und wobei dieser Klebstoff die totale Reflektion des über die Randflächen 6 eingestrahltem Lichts in den Kunststoffplatten 3, 10, 30 und 33 durch eine entsprechend große Differenz des Brechungsindexes der transparenten Kunststoffschicht gegenüber dem Brechungsindex der Kunststoffplatten 3, 10, 30 und 33 unterstützt.
Wie bereits erwähnt, sind in der obersten Kunststoffplatte 3 dreidimensionale Zahlenelemente angeordnet, in der mittleren Kunststoffplatte 30 bzw. 33 sind einerseits Skalierelemente 13 und andererseits Symbole 15 entsprechend angeordnet, während in dieser Form die untere homogen dotierte scheibenförmige Kunststoffplatte 10 als Darstellung einer Hintergrundbeleuchtung dient. Diese Hintergrundbeleuchtung wird nur sichtbar, wenn Licht in die Randfläche 6 der untersten Kunststoffplatte eingekoppelt wird, so dass die homogen verteilten Dotierstoffpartikel aufleuchten.
7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung 1 mit mehreren Anzeigeinstrumenten 34, 35, 37 und 41 einer Instrumententafel 24 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei sind die optischen Zeiger, die für jedes Anzeigeinstrument einzeln vorgesehen werden müssen, weggelassen und lediglich ringförmige Skalierungen für die einzelnen Anzeigeinstrumente gezeigt, wenn von den Randflächen aus Licht auf die einzelnen Anzeigenbereiche eines Anzeigeinstrumentes fällt.
Bei dieser Instrumententafel 24 wird somit bei randseitiger Lichteinkopplung eine Skalierung für die Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Anzeigeinstrument 34, eine Skalierung für die Motordrehzahl mit dem Anzeigeinstrument 35 eine Skalierung für die Kühlwassertemperatur mit dem Anzeigeinstrument 37 und eine Skalierung für die Tankfüllung mit dem Anzeigeinstrument 41 sichtbar.
8 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Instrumententafel 24 gemäß 7 bei abgeschalteten Lichtquellen, so dass lediglich die Randflächen 6 sich abheben, und eventuell im Zentrum der Anzeigeinstrumente 34, 35, 37 und 41 Abdeckkappen 42 für Ablenkspiegel von optischen Zeigern zu sehen sind.
9 zeigt schematisch eine Vorderansicht einer weiteren Instrumententafel 24' gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Instrumententafel 24' dieser Ausführungsform weist eine einzige Kunststoffplatte 3 auf, in der vier Anzeigeinstrumente 34, 35, 37 und 41 mit ringförmig oder bogenförmig angeordneten Anzeigeelementen 8 vorgesehen sind, die jedoch eine Zeigerfunktion ohne randseitige Lichteinkopplung aufweisen. Bei dieser Zeigerfunktion wird vielmehr die Transparenz der Kunststoffplatte 3 genutzt, in dem ein Flachbildschirm hinter der Kunststoffplatte 3 angeordnet wird, auf dem die Zeigerfunktionen als schwenkbare optische Zeiger 12'' abgebildet sind.
10 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Instrumententafel 24' gemäß 9 mit der Kunststoffplatte 3 und dem auf der Rückseite der Kunststoffplatte 3 angeordneten Flachbildschirm 43 sowie Zeigerdarstellung der optischen Zeiger 12. Ferner können mit Hilfe des Flachbildschirms 43 Zusatzinformationen angezeigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Anzeigevorrichtung
2: Fahrzeug
3: selektiv dotierte Kunststoffplatte
4: Vorderseite
5: Rückseite
6: Randfläche
7: schaltbare Lichtquelle
8: Anzeigeelement
10: homogen dotierte Kunststoffplatte
12, 12', 12'': optischer Zeiger
13: Skalierelement
14: Zahl
15: Symbol
18: Laserstrahl
19: Rand der Windschutzscheibe
20: Windschutzscheibe
21: Einkoppelpunkt
22: Einkoppelpunkt
23: lichtundurchlässiger Ring
24, 24': Instrumententafel
25: Anzeigebereich
26: Anzeigebereich
27: Anzeigebereich
28: Anzeigebereich
29: stationärer Ablenkspiegel
30: Kunststoffplatte
31: schwenkbarer Ablenkspiegel
32: zentrale Öffnung
33: Kunststoffplatte
34: Anzeigeinstrument
35: Anzeigeinstrument
36: Lenkrad
37: Anzeigeinstrument
38: Bereich
39: rohrförmige Öffnung
40: Laserstrahlgerät
41: Anzeigeinstrument
42: Kappe
43: Flachbildschirm
D: Pfeilrichtung
E: Pfeilrichtung
F: Pfeilrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009046325 A1 [0002]

Claims

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug (2) aufweisend: – mindestens eine transparente Kunststoffplatte (3) mit einer Vorderseite (4) und einer Rückseite (5) sowie einer die Kunststoffplatte (3) umgebenden Randfläche (6); – mindestens eine auf die Randfläche (6) der Kunststoffplatte (3) ausgerichtete schaltbare Lichtquelle (7) sichtbaren Lichtes; wobei die Kunststoffplatte (3) transparente Anzeigeelemente (8) aufweist, die als begrenzte Bereiche innerhalb der Kunststoffplatte (3) angeordnet sind und lichtsensitive Dotierstoffpartikel aufweisen, und wobei die Dotierstoffpartikel bei eingeschalteter Lichtquelle (7) das Licht streuen, so dass die Anzeigeelemente (8) von der Oberseite aus sichtbar sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die transparenten Anzeigeelemente (8) in der Kunststoffplatte (3) zu einem zentralen Anzeigeinstrument (34, 35) des Fahrzeugs (2) ringförmig angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mindestens eine zweite Kunststoffplatte (10) homogen verteilte lichtsensitive Dotierstoffpartikel aufweist, die von einem optischen Strahl beleuchtet werden und einen optischen Zeiger (12) darstellen, wobei der optische Strahl Licht in Randflächen einer zentralen Öffnung (32) oder in äußere Randflächen (6) der zweiten Kunststoffplatte (3) einkoppelt.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Kunststoffplatten (3, 30, 33) mit transparenten unterschiedlichen Anzeigeelementen (8) wie Skalierelemente (13), Zahlen (14) oder Symbole (15) in unterschiedlichen Anzeigebereichen zu einem Anzeigeinstrument aufeinander gefügt sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststoffplatte (3) eine Plexiglasplatte ist, die partiell und selektiv mit Dotierstoffpartikeln in den Bereichen der Anzeigeelemente (8) dotiert ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die transparenten Anzeigeelemente (8) zwei- oder dreidimensionale Skalierelemente (13), Zahlen (14) oder Symbole (15) aus einem mit lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln versehenen Plexiglasmaterial aufweisen und in eine plattenförmige transparente Kunststoffmasse eingegossen sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigeelemente (8) aus einem mit Dotierstoffpartikeln versehenen Plexiglasmaterial in dreidimensionalen Aussparungen einer transparenten Kunststoffplatte (3) angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Rückseite (5) der Kunststoffplatte (3) ein Flachbildschirm (43) Zusatzinformationen durch die im wesentlichen transparente Anzeigevorrichtung (1) übermittelt.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug (2), das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellung von formstabilen dreidimensionalen transparenten Anzeigeelementen (8), die aus einer zum farbigen Aufleuchten anregbaren Kunststoffmasse hergestellt werden, – Einbetten der formstabilen dreidimensionalen Anzeigeelemente (8) in eine transparente Kunststoffplatte (3) aus einer transparenten Kunststoffmasse; – Anbringen einer schaltbaren Lichtquelle (7) mit einem auf eine Randfläche (6) der transparenten Kunststoffplatte (3) gerichteten Lichtbündel.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Anzeigeelemente (8) kreisförmig für ein zentrales Anzeigeinstrument (9) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei als Lichtquelle ein Leuchtdiodenstreifen eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei für eine Zeigeranzeige eine Kunststoffplatte (3) homogen dotiert wird und ein beweglicher optischer Strahl von Randflächen einer zentralen Öffnung (32) oder von äußeren Randflächen (6) der Kunststoffplatte (3) aus als Zeiger (12) oder als Anzeigebereich die homogen verteilten Dotierungen aufleuchten lässt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine homogen dotierte Kunststoffplatte (3) mit optischem Zeiger (12) und mindestens eine selektiv dotierte Kunststoffplatte (3) mit Anzeigeelementen (8) mit transparentem Klebstoff zu einem Anzeigeinstrument (9) aufeinander geklebt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug (2), das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Selektives Dotieren einer ersten Plexiglasplatte mit lichtsensitiven Dotierstoffpartikeln in Bereichen die Anzeigeelemente (8) bei randseitiger Beleuchtung aufleuchten lassen; – Homogenes Dotieren einer zweiten Plexiglasplatte mit Dotierstoffpartikeln und Einbringen einer zentralen Öffnung (32) für das Anordnen eines beweglichen Laserstrahlzeigers; – Anbringen eines drehbaren Spiegels (31) oder Prismas in der Öffnung (32) der homogen dotierten zweiten Plexiglasplatte, der einen zentral auf die Öffnung gerichteten stationären Laserstrahl als Leuchtzeiger drehbar ablenkt; – Verbinden der ersten Plexiglasplatte mit der zweiten Plexiglasplatte zu einem Kombiinstrument.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei zum Verbinden der ersten Plexiglasplatte mit der zweiten Plexiglasplatte ein transparenter Klebstoff eingesetzt wird.