DE19540813C1

DE19540813C1 - Anzeigeeinheit

Info

Publication number: DE19540813C1
Application number: DE19540813A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wesner; Hermann Haas; Peter Brandt; Harald Perthes
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2015-11-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem zumindest weitgehend lichtundurchlässigen Zifferblatt, dessen Skalen und/oder Ziffern und/oder Zeichen durchleuchtbar sind, sowie mit einer auf der einem Beobachter abgewandten Seite des Zifferblatts angeordneten Lichtquelle zum Durchleuchten der Skalen, Ziffern und Zeichen.

Bei derartigen Anzeigeeinheiten DE 43 23 082 A1; DE 44 07 855 A1, die sogenannte Kombinationsinstrumente eines Kraftfahrzeugs sein können, erfolgt nach dem Durchlichtprinzip einer Durchleuchtung der anzuzeigenden Skalen, Ziffern, Zeichen und Symbole von der einem Beobachter abgewandten Seite des Zifferblatts her, so daß diese dem Beobachter als Leuchtzeichen sichtbar sind. Das die Zeichen umgebende Feld besitzt zur Erhöhung des Kontrasts eine dunkle, vorzugsweise schwarze Färbung. Zwischen Zifferblatt und Beobachter sind Lichtventile angeordnet. Darüber hinaus kann vor dem Anzeigefeld noch eine dunkelfarbige transparente Abdeckung vorhanden sein, so daß die Zeichen und Symbole hell auf einer gleichmäßig dunklen Anzeigefläche dargestellt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigeeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einfache Weise Zeichen und Symbole von einer Normaldarstellungsweise in eine sich optisch davon unterscheidende Darstellungsweise änderbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Zifferblatt und der Lichtquelle ein Lichtventil angeordnet ist, dessen Lichtdurchlässigkeit veränderbar einstellbar ist. Durch diese Ausbildung wird ohne wesentlichen zusätzlichen Raumbedarf eine Anzeigeeinheit geschaffen, bei der mit einfachen Mitteln und nur einer einzigen Lichtquelle für eine Mehrzahl darzustellender Zeichen und Symbole durch veränderbare Durchleuchtbarkeit der Bereiche der Zeichen und Symbole deren optisch unterschiedliche Darstellung erreicht wird.

Dabei kann die Lichtdurchlässigkeit zwischen lichtundurchlässig und transparent oder aber zwischen diffus durchleuchtbar und transparent veränderbar einstellbar sein.

Es können ganze Anzeigebereiche vollständig unterschiedlich lichtdurchlässig ansteuerbar sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß ein oder mehreren Teilbereichen der Skalen und/oder Ziffern und/oder Zeichen zugeordnete Bereiche des Lichtventils auf unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit veränderbar einstellbar sind. Damit kann z. B. nur ein Teil einer Skala normal und der andere Teil der Skala gar nicht oder mit optisch veränderter Durchleuchtung dargestellt werden.

Besonders raumsparend und einfach ansteuerbar ist es, wenn das Lichtventil ein optoelektronisches Lichtventil ist. Dabei kann das Lichtventil eine Flüssigkristallzelle wie eine Twisted-Nematic-Flüssigkristallzelle oder eine Guest-Host-Flüssigkristallzelle sein.

Ist das Lichtventil eine Nematic-Curvilinear-Aligned-Phase-Guest-Host- Flüssigkristallfolie, so kann zwischen einer klar transparenten und einer diffusen milchig-weißen Durchleuchtbarkeit umgeschaltet werden.

Um bei Teilbereichen der Anzeige unabhängig voneinander eine Einstellung auf unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit zu erreichen, kann das optoelektronische Lichtventil den veränderbar einstellbaren Teilbereichen der Skalen und/oder Ziffern und/oder Zeichen entsprechende spannungsbeaufschlagbare transparente Elektroden aufweisen.

Ist zwischen Lichtventil und Lichtquelle eine lichtdurchscheinende, mit einem lichtundurchlässigen Muster versehene Scheibe angeordnet, so ist bei diffuser Ansteuerung das Zeichen oder Symbol hellscheinend dargestellt, während bei klar transparenter Ansteuerung das Zeichen oder Symbol mit dem Muster versehen erkennbar ist.

Um wesentliche Lichtverluste durch die Scheibe zu vermeiden, kann diese klar transparent sein.

Eine geringe Bauhöhe und einfache Montierbarkeit wird erreicht, wenn die Scheibe eine Folie ist.

Um die Zeichen und Symbole gleichmäßig erscheinen zu lassen, ist das Muster ein regelmäßiges Muster, vorzugsweise ein Rastermuster.

Ist eine Farbscheibe unterschiedlicher Farbe zur Farbe des Lichts der Lichtquelle mit Abstand hinter dem Bereich bzw. den Teilbereichen der Skalen und/oder Ziffern und/oder Zeichen angeordnet und der Bereich zwischen Farbscheibe und Lichtventil vom Licht der Lichtquelle lichtbeaufschlagbar, so sind die Zeichen und Symbole je nach Ansteuerung des Lichtventils in der Farbe des Lichts der Lichtquelle bzw. in der Farbe der Farbscheibe zu sehen. Entspricht dabei die Farbe der Farbscheibe der Farbe des lichtundurchlässigen Bereichs des Zifferblatts, so erkennt der Beobachter nur entweder die Zeichen und Symbole in der Farbe des Lichts der Lichtquelle oder aufgrund der Gleichfarbigkeit mit ihrem Umfeld keine Zeichen und Symbole.

Ist die Lichtquelle eine Leuchtstoffröhre, so kann auch eine Anzeigeeinheit mit einem größerflächigen Anzeigefeld weitgehend gleichmäßig von einer einzigen Lichtquelle mit hoher Lichtintensität ausgeleuchtet werden.

Vorzugsweise kann die Anzeigeeinheit eine Geschwindigkeitsanzeigeeinheit sein.

Ist vor dem Zifferblatt eine dunkelfarbige transparente Abdeckung angeordnet, so sind die durchleuchteten Zeichen auf einer ansonsten gleichmäßig dunklen Anzeigefläche sichtbar. Ist die Anzeigeeinheit außer Betrieb, so ist nur eine gleichmäßig dunkle Anzeigefläche zu sehen.

Ist das Lichtventil von einer Steuerung eines Geschwindigkeitsbegrenzers in einem Teilbereich Lichtdurchlässigkeit verringernd oder erhöhend ansteuerbar, so ist bei eingeschaltetem Geschwindigkeitsbegrenzer nur der Teil einer Geschwindigkeitsskala und der ihr zugeordneten Bezifferung normal zu sehen, innerhalb dessen das Fahrzeug betrieben werden kann. Gleiches trifft zu, wenn das Lichtventil von einer Steuerung eines Geschwindigkeitsreglers in einem Teilbereich Lichtdurchlässigkeit verringernd oder erhöhend ansteuerbar ist.

Entsprechend der unterschiedlichen Einstellbarkeit der Grenzgeschwindigkeit bzw. der gewünschten Reisegeschwindigkeit kann die Größe des Teilbereichs veränderbar einstellbar sein.

Je nach der gewünschten Intensität, mit der die Skalen, Ziffern und Zeichen leuchten sollen, kann das Zifferblatt im Bereich der Skalen, Ziffern und Zeichen klar transparent oder diffus durchleuchtbar sein.

Auf einfache Art wird dies dadurch erreicht, daß das Zifferblatt aus einer transparenten oder diffus durchleuchtbaren Scheibe besteht, die mit Ausnahme der Bereiche der Skalen, Ziffern und Zeichen eine lichtundurchlässige bzw. teillichtdurchlässige Beschichtung aufweist.

Diese Beschichtung ist vorzugsweise beobachterseitig auf der Scheibe aufgebracht.

Insbesondere bei einer teillichtdurchlässigen Scheibe, bei der das Zifferblatt eine mit geringer Helligkeit, insbesondere diffus scheinende Anzeigefläche bildet, werden besonders gut ablesbare Skalen, Ziffern und Zeichen erreicht, wenn deren Bereiche klar transparent durchleuchtbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Kombinationsinstruments,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Kombinationsinstrument nach Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer Anzeigeeinheit,

Fig. 4 eine explosionsartige Ansicht der Anzeigeeinheit nach Fig. 3,

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Anzeigeeinheit in einer ersten Schaltstellung,

Fig. 6 die Anzeigeeinheit nach Fig. 5 in einer zweiten Schaltstellung,

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Anzeigeeinheit,

Fig. 8 eine Ansicht der Anzeigeeinheit nach Fig. 7 in einer ersten Schaltstellung,

Fig. 9 eine Ansicht der Anzeigeeinheit nach Fig. 7 in einer zweiten Schaltstellung,

Fig. 10 eine Ansicht des Lichtventils der Anzeigeeinheit nach Fig. 7.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kombinationsinstrument besitzt in seinem mittleren Bereich ein Flüssigkristallanzeigefeld 1 zur Anzeige verschiedener Daten wie der Außentemperatur und der momentanen Fahrleistung pro Liter Kraftstoff sowie Warnfeldern zur Anzeige von Warnfunktionen.

Links neben dem Flüssigkristallanzeigefeld 1 ist eine Drehzahlanzeige 2 und rechts neben dem Flüssigkristallanzeigefeld 1 eine Geschwindigkeitsanzeige 3 angeordnet. Links neben der Drehzahlanzeige 2 befindet sich eine Öltemperaturanzeige 4 und rechts neben der Geschwindigkeitsanzeige 3 eine Tankfüllstandsanzeige 5.

Drehzahlanzeige 2, Geschwindigkeitsanzeige 3, Öltemperaturanzeige 4 und Tankfüllstandsanzeige 5 sind jeweils als Zeigerinstrument mit einer kreis- bzw. bogenförmigen Skala ausgebildet.

Wie aus Fig. 2, die einen Querschnitt der Fig. 1 im Bereich der Geschwindigkeitsanzeige 3 zeigt, zu erkennen ist, ist hinter einem Zifferblatt 6 als Lichtquelle eine Leuchtstoffröhre 7 angeordnet, von der das Zifferblatt 6 durchleuchtbar ist. Das Zifferblatt 6 besitzt mit Ausnahme der transparenten Bereiche der Skala 8 und der Ziffern 9 und Zeichen 10 sowie eines Flüssigkristallanzeigefeldes 11 für die Wegstreckenanzeige eine schwarze lichtundurchlässige Beschichtung, so daß bei eingeschalteter Leuchtstoffröhre 7 die Skala 8, die Ziffern 9 und die Zeichen 10 sowie die angesteuerten Bereiche des Flüssigkristallanzeigefeldes 11 hell durchleuchtet werden.

Gleiches trifft auch auf das Flüssigkristallanzeigefeld 1, die Drehzahlanzeige 2 und die Öltemperatur- sowie Tankfüllstandsanzeige 4 und 5 zu.

Die Zeiger 12 der Zeigeranzeigen befinden sich vor der Skala 8 und sind als Leuchtzeiger ausgebildet. Sie werden über nicht dargestellte Lichtleiter ebenfalls von der Leuchtstoffröhre 7 beleuchtet.

Über das gesamte Kombinationsinstrument hinweg ist vor den Anzeigen eine dunkelfarbige transparente Abdeckscheibe 13 angeordnet. Dadurch entsteht eine einzige große dunkle Anzeigefläche, auf der nur die durchleuchteten Skalen, Ziffern und Zeichen hell zu sehen sind.

Hinter der Skala 8 ist wie auch hinter den Skalen der anderen Anzeigen ein Lichtventil 14 in Form einer Nematic-Curvilinear-Aligned-Phase-Guest-Host- Flüssigkristallfolie angeordnet.

Auf der Flüssigkristallfolie sind entsprechend den einzelnen Skalenteilen und Ziffern sowie Zeichen transparente Elektroden auf beiden Seiten angeordnet, von denen die einander zugeordneten Elektrodenpaare unabhängig voneinander spannungsbeaufschlagbar sind.

Durch Anlegen von Spannung an ein Elektrodenpaar wird die Flüssigkristallfolie in diesem Teilbereich des Zifferblatts 6 nahezu ungehindert lichtdurchlässig geschaltet.

Da dem nematischen Flüssigkristall der Flüssigkristallfolie in diesem Ausführungsbeispiel ein dunkler dichroitischer Farbstoff beigemischt ist, ist durch die Flüssigkristallfolie im nicht spannungsbeaufschlagten Zustand aufgrund von Vielfachstreuung des Flüssigkristalls und Lichtabsorption durch den Farbstoff nur geringes Streulicht zu sehen. Dieses geringe Streulicht wird durch die dunkeltransparente Abdeckscheibe 13 auch noch absorbiert, so daß die Skalen, Ziffern und Zeichen nur in den Bereichen sichtbar sind, in denen die Flüssigkristallfolie spannungsbeaufschlagt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist hinter dem lichtundurchlässigen Zifferblatt 6 mit den durchleuchtbaren Bereichen 15 der Skala 8 das Lichtventil 14 in Form der Flüssigkristallfolie mit den spanungsbeaufschlagbaren transparenten Elektroden 18 entsprechend der 8 angeordnet. Hinter der Flüssigkristallfolie befindet sich eine weitere transparente Folie 16, auf der ein lichtundurchlässiges Rastermuster 17 angeordnet ist. Wiederum hinter der Folie 16 befindet sich eine Lichtquelle 19.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist dem Flüssigkristall kein Farbstoff zugemischt, so daß je nach Spannungsbeaufschlagung die Skalen, Ziffern und Zeichen entweder hell diffus durch Vielfachstreuung des Flüssigkristalls oder mit dem Rastermuster versehen durch weitgehende Transparenz der Flüssigkristallfolie zu sehen sind. Dies ist anhand der beiden Darstellungen der Ziffer "1" zu sehen.

Eine Anzeigeeinheit mit einer Flüssigkristallfolie als Lichtventil 14, bei der dem Flüssigkristall ein dunkler Farbstoff beigemischt ist, ist in den Fig. 7 bis 10 zu sehen.

Die in Fig. 7 dargestellte Anzeigeeinheit hat mit Ausnahme der Folie 16 prinzipiell den gleichen Aufbau wie die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Anzeigeeinheit. Zusätzlich ist hinter den Bereich der Skala zwischen Lichtquelle 19 und Flüssigkristallfolie ein Lichtleiter 20 geführt, in den von einer farbigen Lichtquelle 21 farbiges Licht einkoppelbar ist, so daß bei Einschalten der farbigen Lichtquelle 21 die dargestellte Skala, Ziffern und Zeichen farbig durchleuchtet werden.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bis 10 dem Flüssigkristall der Flüssigkristallfolie ein dunkler Farbstoff beigemischt. Dies führt dazu, daß bei Spannungsbeaufschlagung der Elektroden 18 der Flüssigkristallfolie die entsprechenden Bereiche der Skala und Ziffern transparent und somit hell von der Lichtquelle 19 durchleuchtet sind (Fig. 8).

In Fig. 9 sind nur die Elektroden 18 des rechten Teils der Skala mit den zugehörigen Ziffern spannungsbeaufschlagt, so daß der hintere Teil der Skala aufgrund von Vielfachstreuung und Lichtabsorption durch den dem Flüssigkristall zugemischten Farbstoff weitgehend unbeleuchtet ist und die Farbe des Farbstoffs annimmt. Ist diese mit der Farbe des lichtundurchlässigen Teils des Zifferblatts 6 identisch, so kann der nicht angesteuerte Teil der Skala nicht gesehen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 ist ebenfalls hinter dem Zifferblatt 6 das Lichtventil 14 in Form einer Flüssigkristallfolie ohne dem Flüssigkristall zugemischten Farbstoff vorhanden. Im Abstand hinter der Flüssigkristallfolie befindet sich im Bereich der durchleuchtbaren Skala 8 eine Farbscheibe 22. Die Farbe der Farbscheibe 22 ist unterschiedlich zur Farbe des Lichts der Lichtquelle 19, von welcher der Bereich zwischen Lichtventil 14 und Farbscheibe 22 lichtbeaufschlagbar ist. Vorzugsweise entspricht die Farbe der Farbscheibe 22 der Farbe des lichtundurchlässigen Bereichs des Zifferblatts 6.

In Fig. 5 befindet sich die Flüssigkristallfolie im spannungsbeaufschlagten Zustand, so daß sie durchsichtig ist. Damit sieht ein Beobachter die dunkelfarbige Farbscheibe 22. Dies entspricht einer Anzeigendarstellung, wie sie auf der linken Seite der Fig. 9 zu sehen ist.

In Fig. 6 ist die Flüssigkristallfolie nicht spannungsbeaufschlagt. Da dem Flüssigkristall kein Farbstoff zugemischt ist, wird das Licht der Lichtquelle 19 in der Flüssigkristallfolie hell diffus gestreut und es erscheint dem Beobachter die Skala 8 hell leuchtend.

Claims

1. Anzeigeeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem zumindest weitgehend lichtundurchlässigen Zifferblatt, dessen Skalen und/oder Ziffern und/oder Zeichen durchleuchtbar sind, sowie mit einer auf der einem Beobachter abgewandten Seite des Zifferblatts angeordneten Lichtquelle zum Durchleuchten der Skalen, Ziffern und Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zifferblatt (6) und der Lichtquelle (19) ein Lichtventil (14) angeordnet ist, dessen Lichtdurchlässigkeit veränderbar einstellbar ist.

2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchlässigkeit des Lichtventils zwischen lichtundurchlässig und transparent veränderbar einstellbar ist.

3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchlässigkeit des Lichtventils zwischen diffus durchleuchtbar und transparent veränderbar einstellbar ist.

4. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehreren Teilbereichen der Skalen (8) und/oder Ziffern (9) und/oder Zeichen (10) zugeordnete Bereiche des Lichtventils (14) auf unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit veränderbar einstellbar sind.

5. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil (14) ein optoelektronisches Lichtventil ist.

6. Anzeigeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil (14) eine Flüssigkristallzelle ist.

7. Anzeigeeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil (14) eine Twisted-Nematic-Flüssigkristallzelle ist.

8. Anzeigeeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil eine Guest-Host-Flüssigkristallzelle ist.

9. Anzeigeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil (14) eine Nematic-Curvilinear-Aligned-Phase-Guest-Host- Flüssigkristallfolie ist.

10. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das optoelektronische Lichtventil (14) den veränderbar einstellbaren Teilbereichen der Skalen (8) und/oder Ziffern (9) und/oder Zeichen (10) entsprechende spannungsbeaufschlagbare transparente Elektroden (18) aufweist.

11. Anzeigeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtventil (14) und Lichtquelle (19) eine lichtdurchscheinende, mit einem lichtundurchlässigen Muster versehene Scheibe angeordnet ist.

12. Anzeigeeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe klar transparent ist.

13. Anzeigeeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine Folie (16) ist.

14. Anzeigeeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster ein regelmäßiges Muster ist.

15. Anzeigeeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Farbscheibe (22) unterschiedlicher Farbe zur Farbe des Lichts der Lichtquelle (19) mit Abstand hinter dem Bereich bzw. den Teilbereichen der Skalen (8) und/oder Ziffern (9) und/oder Zeichen (10) angeordnet und der Bereich zwischen Farbscheibe (22) und Lichtventil (14) vom Licht der Lichtquelle (19) lichtbeaufschlagt ist.

16. Anzeigeeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Farbscheibe (22) der Farbe des lichtundurchlässigen Bereichs des Zifferblatts (6) entspricht.

17. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (19) eine Leuchtstoffröhre (7) ist.

18. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit eine Geschwindigkeltunzeigeeinheit (4) ist.

19. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zifferblatt (8) eine dunkelfarbige transparente Abdeckung (13) angeordnet ist.

20. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil von einer Steuerung eines Geschwindigkeitsbegrenzers in einem Teilbereich Lichtdurchlässigkeit verringernd oder erhöhend ansteuerbar ist.

21. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtventil von einer Steuerung eines Geschwindigkeitsreglers in einem Teilbereich Lichtdurchlässigkeit verringernd oder erhöhend ansteuerbar ist.

22. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Teilbereichs veränderbar einstellbar ist.

23. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zifferblatt (6) im Bereich der Skalen, Ziffern und Zeichen transparent durchleuchtbar ist.

24. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Zifferblatt im Bereich der Skalen, Ziffern und Zeichen diffus durchleuchtbar ist.

25. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Zifferblatt (6) aus einer transparent oder diffus durchleuchtbaren Scheibe besteht, die mit Ausnahme der Bereiche der Skalen, Ziffern und Zeichen eine lichtundurchlässige oder teillichtdurchlässige Beschichtung aufweist.