DE112006001660T5 - Angestrahltes und hinterleuchtetes Kombiinstrument - Google Patents

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Abstract

Kombiinstrument-Baugruppe, welche umfasst:
eine äußere Instrumentenoberfläche, die wenigstens teilweise um eine innere Instrumentenoberfläche herum angeordnet ist; und
eine Lichtleiterbaugruppe, die eine Licht empfangende Fläche, einen Übergangsabschnitt, der eine durchgehende gekrümmte Fläche aufweist, und einen Licht emittierenden Rand aufweist, wobei der Licht emittierende Rand die innere Instrumentenoberfläche beleuchtet und der Übergangsabschnitt die äußere Instrumentenoberfläche beleuchtet.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die Anmeldung beansprucht Priorität vor der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/692,193, welche am 20. Juni 2005 eingereicht wurde.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft allgemein eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kombiinstrument. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung zum Anstrahlen (Beleuchten mit Flutlicht) und Hinterleuchten eines Kombiinstruments.
  • Herkömmliche Kombiinstrumente werden beleuchtet, entweder indem eine halbdurchlässige Fläche von hinten beleuchtet wird, oder indem Licht auf eine Fläche gerichtet wird, die man beleuchten möchte. Jedes Verfahren ist für spezielle Anwendungen vorteilhaft. Eine Konfiguration mit Flutlichtbeleuchtung gibt Licht auf eine Fläche ab, welches nach Wunsch gesteuert werden kann. Die Konfiguration mit Hintergrundlicht gewährleistet ein ästhetisch gewünschtes Aussehen.
  • Eine flutlichtbeleuchtete (angestrahlte) Konfiguration enthält normalerweise einen Lichtleiter oder ein Gehäuse, welches Licht in unerwünschten Richtungen blockiert, so dass Licht von einer Lichtquelle auf eine Oberfläche eines Skaleninstruments oder Kombiinstruments gerichtet wird. Die hinterleuchtete Konfiguration enthält normalerweise eine Lichtquelle, die hinter einer halbdurchlässigen Fläche angeordnet ist. Die Lichtquelle ist normalerweise der Fläche benachbart und innerhalb eines Gehäuses angeordnet, um zu verhindern, dass Licht in unerwünschte Bereiche austritt.
  • Wie leicht einzusehen ist, erfordern die unterschiedlichen Beleuchtungskonfigurationen unterschiedliche Vorrichtungen, Lichtquellen und Gehäusekonfigurationen, um Licht nach Wunsch zu steuern und zu lenken. Aus diesen Gründen ist es schwierig und nicht kosteneffizient, ein angestrahltes und hinterleuchtetes Anzeigefeld in eine einzige Kombiinstrument-Anordnung zu integrieren. Ferner erfordert die Verwendung sowohl einer flutlichtbeleuchteten Konfiguration als auch einer hinterleuchteten Konfiguration separate Lichtquellen, welche die Kosten und die Komplexität eines Kombiinstruments auf eine unerwünschte Weise erhöhen.
  • Außerdem übertragen herkömmliche Beleuchtungsvorrichtungen Licht durch gerade Abschnitte von Lichtleitern, welche an einem winkelförmigen Schnittpunkt verbunden sind. Die winkelförmigen Schnittpunkten oder Verbindungsstellen erzeugen einen hellen Fleck oder eine helle Linie, welche(r) wesentlich heller ist als der restliche Teil des Lichtleiters. Die überbeleuchtete Stelle des Lichtleiters ist unerwünscht, da sie ein sehr ungleichmäßiges Aussehen hervorruft. Dementsprechend wird der Übergangsabschnitt normalerweise abgeschirmt, so dass er nicht sichtbar ist, wobei im Grunde genommen ein großer Teil des ausgestrahlten Lichtes verschwendet wird. Es sind dann zusätzliche oder größere Lichtquellen erforderlich, um das verschwendete Licht zu kompensieren.
  • Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Lichtkonfiguration zu entwickeln, welche eine sowohl hinterleuchtete als auch angestrahlte Kombiinstrument-Anordnung zur Verfügung stellt und zum Beleuchten von Kombiinstrument-Baugruppen verwendet werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein beispielhaftes Kombiinstrument enthält ein inneres Anzeigeinstrument und ein äußeres Anzeigeinstrument, wobei das innere Anzeigeinstrument flutlichtbeleuchtet (angestrahlt) und das äußere Anzeigeinstrument hinterleuchtet ist. Das innere Anzeigeinstrument und das äußere Anzeigeinstrument werden durch eine Signallichtleiter-Baugruppe beleuchtet, welche Licht von einer Vielzahl von Lichtquellen empfängt, die um einen Umfang der Baugruppe des äußeren Anzeigeinstruments herum angeordnet sind.
  • Ein beispielhaftes Kombiinstrument enthält einen Lichtleiter, welcher Licht von einer Vielzahl von Lichtquellen empfängt, die um einen Umfang eines äußeren Anzeigeinstruments herum angeordnet sind. Der Lichtleiter weist eine Licht empfangende Fläche auf, innerhalb welcher Licht in den Lichtleiter eingespeist wird. Der Lichtleiter weist außerdem einen Licht emittierenden Rand auf, welcher Licht von einer Vielzahl von Lichtquellen über und auf ein mittleres Anzeigeinstrument lenkt. Zwischen der Licht empfangenden Fläche und dem Licht emittierenden Rand befindet sich ein Übergangsabschnitt. Dieser Übergangsabschnitt hat eine gekrümmte Form, welche gleichmäßig beleuchtet ist und welche Licht nach oben auf eine Rückseitenfläche des äußeren Anzeigeinstruments aussendet, zum Hinterleuchten der Baugruppe des äußeren Anzeigeinstruments.
  • Dementsprechend gewährleistet die Lichtkonfiguration für das beispielhafte Kombiinstrument die kombinierte Beleuchtung von innerem und äußerem Anzeigeinstrument in einer einfachen, leicht zusammenzubauenden Konfiguration. Ferner gewährleistet der gekrümmte Übergangsabschnitt eine gleichmäßige Verteilung von Beleuchtung, welche für die effiziente Nutzung des verfügbaren Lichtes sorgt.
  • Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Patentbeschreibung und der Zeichnungen am besten verständlich, die nachstehend kurz beschrieben werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Vorderansicht eines beispielhaften Kombiinstruments.
  • 2 ist eine aufgeschnittene Querschnittdarstellung der beispielhaften Kombiinstrument-Baugruppe.
  • 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Darstellung einer beispielhaften Lichtleiterbaugruppe.
  • 4 ist eine Draufsicht der Lichtleiterbaugruppe.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Es wird auf 1 Bezug genommen; eine Kombiinstrument-Baugruppe 10 enthält ein inneres Anzeigeinstrument 12 und ein äußeres Anzeigeinstrument 14. Das innere Anzeigeinstrument 12 enthält eine Vielzahl oder Reihe von Markierungen, welche eine Skalenteilung für irgendeinen Betriebsparameter eines Fahrzeugs anzeigen, wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl. Das äußere Anzeigeinstrument 14 enthält ebenfalls eine Vielzahl von Markierungen, welche verwendet werden, um einen anderen Betriebsparameter des Fahrzeugs anzuzeigen. Das äußere Anzeigeinstrument 14 kann auch eine Fläche für andere ästhetische Merkmale des Kombiinstruments zur Verfügung stellen. Die Beleuchtung der Kombiinstrument-Baugruppe 10 wird derart vorgesehen, dass das innere Anzeigeinstrument 12 flutlichtbeleuchtet (angestrahlt) und das äußere Anzeigeinstrument 14 hinterleuchtet wird.
  • "Flutlichtbeleuchtet" ("angestrahlt") bezeichnet eine Beleuchtung, welche über und auf die Anzeigebaugruppe 12 gerichtet ist. Licht wird nicht von unterhalb der Oberfläche des Anzeigeinstruments 12 ausgesendet. "Hinterleuchtet" bezeichnet Licht, welches von einer Unterseite der äußeren Anzeigebaugruppe 14 ausgesendet wird. Die äußere Anzeigebaugruppe 14 enthält ein durchsichtiges Material, welches ermöglicht, dass ein gewünschter Teil des Lichtes durch es hindurch übertragen wird, um den gewünschten Hinterleuchtungs-Effekt zu erzielen. Ferner kann das äußere Anzeigeinstrument 14 eine Fläche enthalten, die nur spezielle Stellen aufweist, die für die Übertragung von Licht offen sind, und andere Stellen, welche Licht blockieren, so dass nur gewünschte Merkmale des äußeren Anzeigeinstruments 14 beleuchtet werden.
  • Es wird auf 2 Bezug genommen; die innere Anzeigebaugruppe 12 und die äußere Anzeigebaugruppe 14 sind innerhalb eines Gehäuses 20 angebracht. Das Gehäuse 20 gewährleistet eine Abstützung für die Anzeigebaugruppe 10 und verfügt außerdem über ein Licht blockierendes Merkmal, um den Einfall von Licht auf unerwünschte Bereiche zu verhindern.
  • Eine Leiterplatte 16 ist innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet und trägt eine Vielzahl von Lichtquellen 18. Die beispielhaften Lichtquellen 18 umfassen eine Vielzahl von Licht emittierende Dioden LED, jedoch sind auch andere bekannte Lichtquellen im Rahmen dieser Erfindung denkbar. Licht, das von den LED 18 ausgesendet wird, wird durch einen Lichtleiter 26 hindurchgeleitet. Der Lichtleiter 26 liefert Licht sowohl für die innere Anzeigebaugruppe 12 als auch die äußere Anzeigebaugruppe 14.
  • Der Lichtleiter 26 weist eine Licht empfangende Fläche 28 auf, welche Licht von jeder der in der Nähe angeordneten und angebrachten LED 18 empfängt. Das Licht, das in den Lichtleiter 26 eingespeist und in diesem empfangen wird, wird nach oben und durch einen Licht emittierenden Rand 30 hindurch nach außen gelenkt. Der Licht emittierende Rand 30 ist quer relativ zu der Licht empfangenden Fläche 28 angeordnet. Zwischen der Licht empfangenden Fläche 28 und dem Licht emittierenden Rand 30 befindet sich ein Übergangsabschnitt 32.
  • Der Übergangsabschnitt 32 ist so gekrümmt, dass er Licht gleichmäßig von der Licht empfangenden Fläche 28 zu dem Licht emittierenden Rand 30 lenkt, um die Fläche 24 der inneren Anzeigebaugruppe 12 anzustrahlen. Der Übergangsabschnitt 32 lenkt Licht von einer ersten Ebene, die durch die Leiterplatte 16 definiert wird, und einer zweiten Ebene, die durch die Vorderfläche 24 des inneren Anzeigeinstruments 12 definiert ist. Der Übergangsabschnitt 32 definiert eine gekrümmte Fläche zwischen der Leiterplatte 16 und der Vorderfläche 24 des inneren Anzeigeinstruments. Die gekrümmte Fläche ist nicht durch Verbindungsstellen oder andere Schnittpunkte unterbrochen, welche helle, ungleichmäßige Flecke verursachen können. Vielmehr liefert die gekrümmte Fläche des Übergangsabschnittes eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung, welche kein Abschirmen erfordert und für die Verwendung beim Beleuchten eines Teils der Anzeigebaugruppe 10 geeignet ist.
  • Der Übergangsabschnitt 32 weist einen Oberflächenbereich 40 auf, welcher Licht nach oben gegen eine hintere Fläche der äußeren Anzeigebaugruppe 14 aussendet. Die äußere Anzeigebaugruppe 14 besteht aus einem durchscheinenden oder durchlässigen Material, durch welches Licht hindurchgeht, um eine Vorderfläche 22 der äußeren Anzeigebaugruppe 14 auf eine gewünschte Art und Weise zu beleuchten.
  • Der Übergangsabschnitt 32 der Lichtleiterbaugruppe 26 nutzt Licht, welches andernfalls blockiert werden müsste, um einen unerwünschten Lichtaustritt zu verhindern. Bekanntlich erforderte bei Geräten nach dem Stand der Technik Licht, das von der Lichtquelle 18 zu einem Licht emittierenden Rand 30 übertragen wurde, irgend eine Licht blockierende oder andere maskierende Vorrichtung, um zu verhindern, dass das übermäßig helle, ungleichmäßige Licht sichtbar ist. Bekanntlich verringert das Blockieren von Licht die Wirksamkeit der Lichtquelle und erforderte daher zusätzliche Lichtquellen, um die gewünschten Beleuchtungsniveaus sicherzustellen.
  • Der beispielhafte Lichtleiter 26 stellt einen gleichmäßig beleuchteten Übergangsabschnitt 32 zur Verfügung, ohne Schnittpunkte, welche unerwünschte helle Flecke erzeugten, die ein Blockieren erforderten und die effiziente Nutzung des verfügbaren Lichts beeinträchtigten. Die Nutzung des gesamten Lichtes verbessert die effiziente Nutzung einer Lichtquelle, so dass eine Verringerung der Anzahl der LED 18 ermöglicht wird, die für ein gewünschtes Beleuchtungsniveau benötigt werden.
  • Es wird auf 3 und 4 Bezug genommen; der Lichtleiter 26 ist aus dem Gehäuse 20 ausgebaut und ohne die innere und äußere Anzeigebaugruppe 12, 14 dargestellt. Die LED 18 ist als an der Leiterplatte 16 angebracht dargestellt. Der beispielhafte Lichtleiter 26 ist im Wesentlichen von quadratischer Form mit gerundeten Ecken, wobei er eine sanfte Übergänge aufweisende Kurve von der Oberfläche der Leiterplatte 16 zu dem Licht emittierenden Rand 30, welcher quer zur Oberfläche der Leiterplatte 16 angeordnet ist, zur Verfügung stellt. Der Übergangsabschnitt 32 ist gekrümmt, um Licht wie gewünscht gleichmäßig zu übertragen und zu lenken.
  • Licht, welches den Lichtleiter 26 durchläuft, wird durch den Oberflächenbereich 40 des Übergangsabschnitts 32 hindurch übertragen, um einen Teil von Licht, welcher nicht auf die innere Anzeigebaugruppe 12 übertragen wird, auszusenden oder austreten zu lassen. Die Lichtmenge, welche von dem Übergangsabschnitt 32 ausgesendet wird, wird basierend auf der Krümmung des Lichtleiters und dem Winkel des Randes sowohl des Licht emittierenden Randes 30 als auch der Licht empfangenden Fläche 28 bestimmt. Durch Änderung der Krümmung und des Winkels der Ränder der Lichtleiterbaugruppe 26 kann die gewünschte Menge an Licht gesteuert werden, welches durch den Übergangsabschnitt 32 hindurch für die Hinterleuchtung der äußeren Anzeigebaugruppe 14 ausgesendet wird. Ferner kann durch Änderung der Krümmung oder des Bogens in dem Übergangsabschnitt 32 des Lichtleiters 26 die maximale und minimale Beleuchtung oder der Kontrast zwischen der Hinterleuchtung der äußeren Anzeigebaugruppe 14 und der Flutlichtbeleuchtung der inneren Anzeigebaugruppe 12 gesteuert werden, um ein gewünschtes ästhetisches Aussehen der Anzeigebaugruppe 10 zu bewirken.
  • Es wird auf 4 Bezug genommen, eine Draufsicht einer Lichtleiterbaugruppe 26, welche die relative Position der einzelnen LED 18 um die Lichtleiterbaugruppe 26 herum zeigt. In dem dargestellten Beispiel werden acht LED 18 verwendet, um die Anzeigebaugruppe 10 zu beleuchten und Licht durch die Lichtleiterbaugruppe 26 hindurch zu übertragen. Die Anzahl der Lichtquellen 18 ist abhängig von den gewünschten Beleuchtungsniveaus sowohl für die Anwendung von Flutlichtbeleuchtung, die erforderlich ist, um die innere Anzeigebaugruppe 12 zu beleuchten, als auch für die hinterleuchtete Anzeigebaugruppe 14. Ferner kann der Übergangsabschnitt 32 strukturiert werden, um Beleuchtung zu nivellieren, die durch den Oberflächenbereich 40 hindurch abgegeben wird.
  • Die beispielhafte Lichtleiterbaugruppe gemäß dieser Erfindung sorgt für die Vereinfachung und effizientere Nutzung von Licht zum Beleuchten sowohl eines inneren Anzeigeinstruments als auch einer äußeren Anzeigebaugruppe. Ferner erzeugt der gekrümmte Übergangsabschnitt eine gleichmäßige Beleuchtung, welche für eine Beleuchtung so genutzt werden kann, dass das gesamte verfügbare Licht effizient genutzt wird.
  • Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben wurde, würde ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass gewisse Modifikationen in den Schutzbereich dieser Erfindung fallen. Aus diesem Grunde sollten die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den tatsächlichen Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.
  • Zusammenfassung
  • Eine Kombiinstrument-Baugruppe enthält ein äußeres Anzeigeinstrument, welches um ein inneres Anzeigeinstrument herum angeordnet ist. Das innere Anzeigeinstrument ist flutlichtbeleuchtet und das äußere Anzeigeinstrument ist hinterleuchtet. Eine einzige Lichtleiterbaugruppe empfängt Licht von einer Vielzahl von Lichtquellen, die um einen Außenumfang des äußeren Anzeigeinstruments herum angeordnet sind. Licht, das durch den Lichtleiter hindurch geleitet wird, wird durch einen Licht emittierenden Rand ausgesendet, so dass es das innere Anzeigeinstrument beleuchtet. Licht, das sich von der Lichtquelle durch den Lichtleiter hindurch ausbreitet, wird durch einen gekrümmten Übergangsabschnitt hindurch gleichmäßig übertragen, so dass es die äußere Anzeigebaugruppe hinterleuchtet.

Claims (16)

  1. Kombiinstrument-Baugruppe, welche umfasst: eine äußere Instrumentenoberfläche, die wenigstens teilweise um eine innere Instrumentenoberfläche herum angeordnet ist; und eine Lichtleiterbaugruppe, die eine Licht empfangende Fläche, einen Übergangsabschnitt, der eine durchgehende gekrümmte Fläche aufweist, und einen Licht emittierenden Rand aufweist, wobei der Licht emittierende Rand die innere Instrumentenoberfläche beleuchtet und der Übergangsabschnitt die äußere Instrumentenoberfläche beleuchtet.
  2. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die Licht empfangende Fläche quer zu dem Licht emittierenden Rand angeordnet ist und der Übergangsabschnitt Licht von der Licht empfangenden Fläche zu dem Licht emittierenden Rand durchleitet.
  3. Baugruppe nach Anspruch 2, die eine Vielzahl von Lichtquellen aufweist, die der Licht empfangenden Fläche benachbart angeordnet sind.
  4. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die äußere Instrumentenoberfläche hinterleuchtet wird.
  5. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Lichtleiter im Wesentlichen von quadratischer Form mit gerundeten Ecken ist.
  6. Baugruppe nach Anspruch 5, wobei der Übergangsabschnitt eine durchgehende gekrümmte Fläche aufweist, durch welche hindurch Licht zum Beleuchten der äußeren Instrumentenoberfläche übertragen wird.
  7. Baugruppe nach Anspruch 2, wobei der Übergangsabschnitt eine strukturierte Oberfläche aufweist.
  8. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Übergangsabschnitt eine durchgehende krummlinige Form aufweist, welche eine gleichmäßige Beleuchtung sicherstellt.
  9. Instrumentenbeleuchtungs-Baugruppe, welche umfasst: einen Lichtleiter, der eine Licht empfangende Fläche und einen Licht emittierenden Rand und eine Licht emittierende Fläche aufweist, wobei der Licht emittierende Rand Licht über eine innere Fläche lenkt und die Licht emittierende Fläche Licht zu einer äußeren Fläche lenkt; und eine Lichtquelle, die der Licht empfangenden Fläche benachbart ist, um sowohl dem Licht emittierenden Rand als auch der Licht emittierenden Fläche Licht bereitzustellen.
  10. Baugruppe nach Anspruch 9, wobei der Licht emittierende Rand einen Rand umfasst, der quer zu der Licht empfangenden Fläche angeordnet ist.
  11. Baugruppe nach Anspruch 10, wobei die Licht emittierende Fläche eine durchgehende gekrümmte Fläche umfasst, die zwischen der Licht empfangenden Fläche und dem Licht empfangenden Rand angeordnet ist.
  12. Baugruppe nach Anspruch 11, wobei die gekrümmte Fläche eine Struktur zum Projizieren eines gewünschten Beleuchtungsniveaus umfasst.
  13. Baugruppe nach Anspruch 11, wobei die gekrümmte Fläche einen Bogen aufweist, welcher für eine gleichmäßige Übertragung eines gewünschten Beleuchtungsniveaus durch den Licht emittierenden Rand und die Licht emittierende Fläche hindurch sorgt.
  14. Baugruppe nach Anspruch 9, wobei die Licht empfangende Fläche in einer ersten Ebene angeordnet ist und der Licht emittierende Rand in einer zweiten Ebene angeordnet ist, die quer zu der ersten Ebene verläuft, und die Licht emittierende Fläche auf einer gekrümmten Fläche angeordnet ist, die sich zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene erstreckt.
  15. Baugruppe nach Anspruch 9, wobei die innere Fläche eine innere Instrumentenvorderfläche umfasst und die äußere Fläche eine äußere Instrumentenvorderfläche umfasst.
  16. Baugruppe nach Anspruch 9, wobei die Lichtquelle eine Licht emittierende Diode umfasst, die auf einer Leiterplatte angebracht ist.
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