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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug, speziell für ein Automobil.
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Kürzlich wurden bei einem Anzeigeinstrument für ein Automobil verschiedene Anordnungen realisiert, um neuartige und attraktive Anzeigen zu liefern, wie in der
JP-2-234857 A offenbart ist. Bei dem offenbarten Anzeigeinstrument handelt es sich um ein sogenanntes Dunkelfeldmeßgerät.
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Aus der
DE 44 07 855 A1 ist eine Anzeigeeinheit bekannt, welche zwei Anzeigen aufweist. Die zweite Anzeige ist vor der ersten Anzeige angeordnet und als Flüssigkristallzelle ausgebildet. Im nicht angesteuerten Zustand erscheint diese Flüssigkristallzelle durchsichtig und die erste Anzeige kann ungehindert betrachtet werden. Wird die Flüssigkristallzelle angesteuert, werden durch sie Symbole und Zahlen sichtbar, wobei die erste Anzeige allerdings vollständig abgedeckt ist.
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Ein weiteres Anzeigeinstrument ist aus der
DE 199 55 499 A1 bekannt, bei welchem ein Sensor zur Erfassung der Umgebungshelligkeit dient und dessen Messwerte zur Bestimmung der Beleuchtungsstärke einer Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeinstrumentes genutzt wird. Somit wird das Anzeigeinstrument an die vorhandene Umgebungshelligkeit angepasst.
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Aus der
DE 32 45 299 A1 ist eine Anzeigevorrichtung in Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher die Helligkeit der Anzeige so gesteuert wird, dass sowohl eine Kontraständerung der Anzeige durch das auf die Anzeige gelangende Licht als auch der Adaptionszustand der Augen des Fahrers berücksichtigt wird.
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Einige Anzeigeinstrumente, die mit einem Messgerät mit farbiger Anzeigefläche ausgerüstet sind, und zwar anstelle des Dunkelfeldanzeigemeßgerätes, sind ebenfalls aufgetaucht. Dabei sind glänzende Metallteile mit eingefügt, um Abschnitte der Skalenplatte desselben darzustellen, um den Anzeigeinstrumenten eine luxuriöse und besondere Atmosphäre zu verleihen.
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Jedoch kann sich Außenlicht, wie beispielsweise Sonnenlicht, reflektieren, wenn es auf einige der glänzenden Metallteile trifft. In einem solchen Fall kann der Fahrer die Anzeigeabschnitte nicht sehr gut erkennen.
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Es wurde daher die vorliegende Erfindung im Hinblick auf das zuvor erläuterte Problem entwickelt.
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Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug zu schaffen, welches ein steuerbares Lichtmodulationsteil enthält, welches eine gewünschte Sichtbarkeit als auch ein neuartiges Design liefert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Andere Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung als auch Funktionen der miteinander in Verbindung stehenden Teile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein schematisches Querschnittsdiagramm eines Kombinationsmeßgerätes, welches entlang der Linie I-I in 2 geschnitten dargestellt ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Frontansicht des Kombinationsmeßgerätes gemäß der bevorzugten Ausführungsform;
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3 eine schematische Frontansicht eines Lichtmodulationsfilms des Kombinationsmeßgerätes gemäß der bevorzugten Ausführungsform;
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4 ein Schaltungsdiagramm eines Kontrollers zum Steuern der Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms;
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5 eine Flußdiagramm der Spannungssteueroperation des Controllers;
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6 eine Karte oder Plan zum Berechnen der Steuerspannung, die an den Lichtmodulationsfilm anzulegen ist, und zwar anhand der Helligkeit einer Passagierzelle und einer Zielbeleuchtungsstärke der Oberfläche der Skalenplatte des Anzeigeinstruments;
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7 ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel des Lichtmodulationsfilms darstellt, der aus einer Dünnfilmfestkörper-Elektrochrom-Anzeigevorrichtung besteht;
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8 ein schematisches Diagramm, welches einen Mechanismus einer Farbentwicklung der Dünnfilmfestkörper-Elektrochrom-Anzeigevorrichtung veranschaulicht;
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9 ein schematisches Diagramm, welches das Prinzip der Farbentwicklung der Dünnfilmfestkörper-Elektrochrom-Anzeigevorrichtung veranschaulicht; und
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10 einen Graphen, der eine charakteristische Kurve der Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms relativ zur Zeitachse darstellt, und zwar nachdem die Steuerspannung an die Dünnfilmfestkörper-Elektrochrom-Anzeigevorrichtung angelegt wurde.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Kombinationsmeßgerät 1, welches aus einem typischen Anzeigeinstrument für ein Fahrzeug besteht, an einer Frontposition eines Fahrzeugs angeordnet, wo ein Fahrer dieses einfach erkennen kann. Das Kombinationsmeßgerät 10 besitzt eine Skalenplatte 10. Die Skalenplatte 10 ist aus einem dünnen Aluminiumblech oder ähnlichem hergestellt und ist mit einem oder mit mehreren Anzeigeabschnitten 10d ausgestattet. Jeder Anzeigeabschnitt 10d besitzt eine Vielzahl an Grad-Skalen 10a und Zeichen oder Buchstaben 10b, die durch Aufdrucken oder Ätzen ausgebildet sind. Der Anzeigeabschnitt 10d besitzt eine glänzende Oberfläche, die mit einem Muster verziert ist, wie beispielsweise Haarlinien oder Fischskalen. Ein Helligkeitssensor 7 für die Skalenoberfläche ist an dem Anzeigeabschnitt 10d fixiert, um die Helligkeit oder die Dichte des einfallenden Lichtflusses an dem Anzeigeabschnitt 10d zu detektieren.
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Eine lichtleitende Platte 11 ist an der Rückseite der Skalenplatte 10 angebracht, um das Licht, welches von einem Paar von lichtemittierenden Dioden (LED) 8 emittiert wird, zu den Gradskalen 10a und den Zeichen 10b zu leiten, um diese zu beleuchten. Die lichtleitende Platte 11 ist aus einem transparenten oder halbtransparenten Acrylmaterial hergestellt.
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Die Skalenplatte 10 und die lichtleitende Platte 11 sind durch ein Gehäuse 4 an der Rückseite derselben abgedeckt. Das Gehäuse 4 nimmt auch eine gedruckte Schaltungsplatine 5 des Kombinationsmeßgerätes 1 auf. Ein Drehantrieb 6, der seine Welle 6a in Drehung versetzt, und zwar im Einklang mit einem von außen kommenden Signal, ist an der gedruckten Schaltungsplatine 5 befestigt. Die Welle 6a erstreckt sich von einem zentralen Loch 10c der Skalenplatte 10 nach oben und trägt einen Zeiger 6b an seinem obersten Ende. Der Zeiger 6b besteht aus einem sogenannten selbstleuchtenden Zeiger, wie beispielsweise einem Zeiger, der aus einer elektrischen Entladungsröhre oder einem lichtleitenden Teil hergestellt ist, welches Licht von außerhalb einleitet. Das Paar der lichtemittierenden Dioden 8 ist an der Frontfläche (die der Skalenplatte 10 und der lichtleitenden Platte 11 gegenüberliegt) der gedruckten Schaltungsplatine 5 angebracht. Ein Controller 30 ist ebenfalls an der Rückseite der gedruckten Schaltungsplatine 5 befestigt. Der Controller 30 ist aus einem Hybrid-IC hergestellt, die einen Datenspeicher 30a enthält, um die Spannung zu steuern, die an einen Lichtmodulationsfilm 20 angelegt wird.
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Eine transparente Abdeckung 3 ist an einem Ende einer ringförmig gestalteten Haube 2 befestigt, um die Frontfläche der Skalenplatte 10 abzudecken. Die transparente Abdeckung 3 ist aus einer transparenten Polycarbonatplatte oder ähnlichem hergestellt. Ein Lichtmodulationsfilm 20 ist auf die gesamte Oberfläche der transparenten Abdeckung 3 aufgeklebt, und zwar gegenüber der Skalenplatte 10. Der Lichtmodulationsfilm 20 besteht aus einem Filmteil, welches eine variable Lichtübertragungsfähigkeit besitzt.
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Der Lichtmodulationsfilm 20 besteht aus einer Elektrochrom-Anzeigevorrichtung (ECD), die zwischen einem Paar von Glastafeln angeordnet ist und durch diese geschützt ist. Wie in 3 gezeigt ist, ändert sich die Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms 20 dann, wenn die Spannung, die über den Elektroden 20a und 20b angelegt ist, geändert wird. Wenn die an dem Paar der Elektroden angelegte Spannung null Volt beträgt, hat die Lichtübertragungsfähigkeit ihren höchsten Wert, so daß der Lichtmodulationsabschnitt transparent wird. Wenn die Spannung höher wird, wird die Lichtübertragungsfähigkeit abgesenkt. Wenn die Spannung einen maximalen Wert Ec erreicht, erreicht die Lichtübertragungsfähigkeit ihren niedrigsten Wert, so daß der Lichtmodulationsabschnitt zu einem dunklen Blau oder Schwarz wird. Der Helligkeitssensor 7 für die Skalenoberfläche ist an der Frontfläche der Skalenplatte 10 befestigt. Der Helligkeitssensor 7 kann auf der gedruckten Schaltungsplatine 5 hinter der Skalenplatte 10 angeordnet sein.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Helligkeitssensor 9 für die Passagierzelle innerhalb der Passagierzelle eines Fahrzeugs an einem Abschnitt derselben angeordnet, und zwar oberhalb von dem Armaturenbrett, der hinteren Ablage bzw. Hutablage oder der Kopfstütze des Fahrers angeordnet.
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Der Controller 30 steuert die Spannung, die an den Lichtmodulationsfilm 20 angelegt wird, und zwar in Einklang mit den Ausgangssignalen der Helligkeitssensoren 7 und 9. Mit anderen Worten steuert der Controller 30 die Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms 20, um eine geeignete Beleuchtungsstärke an den Anzeigeabschnitten 10d zu erzeugen, so daß ein Fahrer optimal die Anzeigeabschnitte 10d erkennen kann. Wie in 4 gezeigt ist, enthält der Controller 30 einen Speicher 30a. Der Controller 30 ist mit dem Helligkeitssensor 7 für die Skalenoberfläche verbunden, ferner mit dem Helligkeitssensor 9 für die Passagierzelle, mit einem Zündschalter 40 und mit den Elektroden 20a, 20b des Lichtmodulationsfilms 20.
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Der Controller steuert die Spannung, die an den Lichtmodulationsfilm 20 angelegt wird, und zwar in Einklang mit einem Programm, wie in 5 gezeigt ist.
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Bei einem Schritt S101 startet der Controller 30 die Steuerung der Spannung, die an den Lichtmodulationsfilm 20 angelegt wird. Dann wird bei einem Schritt S102 überprüft, ob der Zündschalter 40 ausgeschaltet ist.
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Wenn das Ergebnis JA lautet, wird die Steuerspannung, die an den Lichtmodulationsfilm 20 anzulegen ist, auf Null eingestellt. Wenn das Ergebnis NEIN lautet, wird bei einem Schritt S103 geprüft, ob sich der Zündschalter in einer ACC-Stellung befindet oder nicht und es wird die Steuerspannung auf Null gesetzt, wenn das Ergebnis NEIN lautet. Wenn das Ergebnis des Schrittes S103 NEIN lautet, wird bei einem Schritt S105 geprüft, ob der Zündschalter 40 eingeschaltet ist oder nicht und es wird dann, wenn das Ergebnis NEIN lautet, die Steuerspannung auf Null gesetzt. Daher beträgt die Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms 20 ein Maximum, so daß der Film 20 transparent bleibt. Daher kann ein Fahrer die leuchtende neuartige und attraktive Skalenplatte klar erkennen.
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Wenn der Fahrer den Zündschalter 40 einschaltet, lautet das Ergebnis bei dem Schritt S105 JA. Demzufolge wird der Controller 30 durch eine Batterie 50 mit Strom versorgt und steuert die Spannung, die an den Lichtmodulationsfilm 30 angelegt wird, und zwar bei den Schritten S106–S113. Gleichlaufend wird das Paar der lichtemittierenden Dioden 8 zum Leuchten gebracht, um die Vielzahl der Skalen 10a und Zeichen 10b zu beleuchten, und es wird auch der Zeiger 6 zum Leuchten gebracht. Bei dem Schritt S106 wird eine Helligkeit A der Passagierzelle gemäß dem Signal des Helligkeitssensors 9 der Passagierzelle berechnet. Bei einem Schritt S107 werden ein Zielwert B der Beleuchtungsstärke an der Oberfläche der Skalenplatte 10 und die entsprechende Steuerspannung E, die an den Lichtmodulationsfilm 20 anzulegen ist, anhand einer Karte oder eines Plans berechnet, der in 6 gezeigt ist.
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Die Karte oder Plan ist in einem Speicher 30a gespeichert, der innerhalb des Controllers 30 angeordnet ist. In den Plan oder Karte wird der Zielwert B mit Zunahme der Helligkeit A der Passagierzelle größer. Mit anderen Worten wird die Steuerspannung E, die an den Lichtmodulationsfilm 20 anzulegen ist, mit heller werdender Passagierzelle höher. Bei einem Schritt S108 wird die Steuerspannung E an den Lichtmodulationsfilm 20 angelegt. Nachfolgend wird die Oberflächenhelligkeit C der Skalenplatte 10, nachdem die Steuerspannung E an den Lichtmodulationsfilm 20 angelegt wurde, berechnet. Danach werden der Zielwert B und die tatsächliche Oberflächenhelligkeit C miteinander verglichen. Die Steuerspannung E wird dann erhöht oder reduziert, und zwar um einen Wert e, und zwar solange, bis der absolute Wert der Differenz zwischen dem Zielwert B und dem tatsächlichen Wert der Oberflächenhelligkeit C gleich wird mit oder kleiner wird als D, was bei den Schritten S110–113 erfolgt. Wenn die tatsächliche oder die Ist-Oberflächenhelligkeit C größer ist als der Zielwert bzw. Sollwert B, wird die Steuerspannung E stufenweise bei dem Schritt S112 erhöht, um die Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms 20 zu reduzieren. Wenn andererseits die tatsächliche Oberflächenhelligkeit C kleiner ist als der Zielwert B, wird die Steuerspannung E stufenweise bei dem Schritt S113 reduziert, um die Lichtübertragungsfähigkeit des Lichtmodulationsfilms 20 zu erhöhen. Der absolute Wert D wird in Einklang mit den Testergebnissen bestimmt. Der Wert e besteht aus einem Wert, der die Spannungssteuerung oder Spannungsregelung des Controllers in einer kurzen Zeit vervollständigen kann.
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Während der Zeit, wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb genommen ist, kann ein Fahrer die glänzende, neuartige und attraktive Skalenplatte 10 durch den transparenten Lichtmodulationsfilm 20 hindurch sehen. Wenn der Fahrer das Fahrzeug in Betrieb nimmt, kann er oder kann sie die Skalen und die Zeichen klarer sehen, und zwar ohne eine Irritierung durch Reflexion an der Skalenplatte und eines virtuellen Bildes der Skalenplatte, welches in der Windschutzscheibe reflektiert wird.
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Der Zeiger 6b und die lichtemittierenden Dioden 8 können ebenfalls gesteuert werden, um die Leuchtstärke derselben zu ändern. In diesem Fall kann das Tastverhältnis der Spannung, die an die lichtemittierende Diode angelegt wird, gesteuert werden. Die lichtemittierenden Dioden 8 können durch elektrisches Licht erzeugende Glühlampen ersetzt werden. Die Metallplatte der Skalenplatte 10 kann durch ein Harz oder Kunststoffteil ersetzt werden, welches mit Metall plattiert oder beschichtet ist. Die transparente Abdeckung 3 kann weggelassen werden, wenn der Lichtmodulationsfilm 20 eine ausreichende Festigkeit hat, um die Skalenplatte 10 zu schützen.
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Ein Lichtmodulationsfilm 200 als eine Abwandlung des Lichtmodulationsfilms 20 wird nun unter Hinweis auf 7 beschrieben. Der Lichtmodulationsfilm 200 besteht aus drei Schichten aus dünnen Festkörper-Elektrochrom-Anzeigeelementen 201, 202, 203, einem Paar von transparenten Elektrodenfilmen 20a, 20b, welche die Elektrochrom-Anzeigeelemente 201, 202, 203 einfassen, und einem Paar von Glasabdeckungen 204, 205, welche die oben erläuterten Teile abdecken. Das Element 201, welches die erste Schicht bildet, besteht aus einem deoxidierenden Chromophor-Film (z. B. WO3), das Element 202, welches die zweite Schicht bildet, besteht aus einem Festkörper-Elektrolytfilm (z. B. Ta2O3) und das Element 203, welches die dritte Schicht bildet, besteht aus einem oxidierenden Chromophor-Film (z. B. Ir(OH)n).
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Wenn keine Batteriespannung an das Paar der Elektrodenfilme 20a und 20b angelegt wird, sind alle elektrochromen Anzeigeelemente 201, 202, 203 transparent und farblos.
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Wenn die Batteriespannung über den Elektroden 20a und 20b angelegt wird, so daß eine positive Spannung an das Element 203 des oxidierenden Chromophor-Films angelegt wird, bewegen sich H+-Ionen von dem Element 202 des Festkörper-Elektrolyt-Films zu dem Element 201 des deoxidierenden Chromophor-Films, wie in 8 gezeigt ist. Zur gleichen Zeit bewegen sich OH–-Ionen von dem Element 202 des Festkörper-Elektrolytfilms zu dem Element 203 des oxidierenden Chromophor-Films. Wie in 9 gezeigt ist, findet an dem Element 203 des oxidierenden Chromophor-Films eine deoxidierende Reaktion statt und das Element 203 wird blau. Zur gleichen Zeit findet eine Oxidationsreaktion an dem Element 201 des deoxidierenden Chromophor-Films statt und das Element 201 wird grau oder lichtundurchlässig.
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Wie in 10 gezeigt ist, nimmt die Transparenz des Lichtmodulationsfilms 200 allmählich ab, nachdem die Batteriespannung, die daran angelegt wurde, nahezu konstant wird, wenn 30 Sekunden verstrichen sind. Die Farbe des Lichtmodulationsfilms 200 wird auch, nachdem die Batteriespannung daran angelegt wurde, blauer und wird nach dem Verstreichen von 30 Sekunden nahezu unverändert beibehalten. Daher wird die Skalenplatte mit einem neuartigen Aussehen, welches luxuriös und attraktiv ist, versehen.
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Die oben beschriebenen Festkörper-Elektrochromelemente können durch Elektrochromelemente im Gelzustand ersetzt werden. Die Grundfarbe der Skalenplatte 10 kann nach irgendeiner Farbe hin, die von der Metallic-Farbe verschieden ist, geändert werden. Es ist möglich, lediglich die Transparenz der Skalen und Zeichen der Skalenplatte 10 zu ändern.
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Bei der vorangegangenen Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde die Erfindung unter Hinweis auf spezifische Ausführungsformen offenbart. Es ist jedoch offensichtlich, daß vielfältige Abwandlungen und Änderungen bei den spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er durch die anhängenden Ansprüche festgehalten ist. Demzufolge ist die Beschreibung der vorliegenden Erfindung als veranschaulichend zu interpretieren und nicht in einem einschränkenden Sinn.
