DE19749084A1

DE19749084A1 - Anzeigevorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE19749084A1
Application number: DE19749084A
Authority: DE
Inventors: Harald Schach; Ulrich Haspel; Waldemar Ernst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: DE19749084B4

Description

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kombiinstrument eines Kraftfahrzeugs, und ein entsprechendes Anzeigeverfahren.

Obwohl auf beliebige Anzeigevorrichtungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf ein Kombiinstrument eines Kraft fahrzeugs erläutert.

Elektronische Kombiinstrumente von Kraftfahrzeugen weisen in der Regel eine Mehrzahl von Anzeigen auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und von der Vorderseite vom Fahrer durch eine transparente Deckplatte ablesbar sind. Bei solchen elektronischen Kombiinstrumenten sind ne ben Anzeigeleuchten üblicherweise analoge Zeigeranzeigen vorgesehen. Dabei wird ein auf einer Welle angebrachter Zeiger mittels eines gesteuerten Zeigerantriebs zur analo gen Darstellung einer Information, z. B. Geschwindigkeit, Drehzahl, Kühlwassertemperatur, Öltemperatur, Tankfüllstand und dergleichen angetrieben.

Der Zeigerantrieb besteht dabei in der Regel aus einem kom plizierten mechanischen Aufbau, welcher beispielsweise ei nen Präzisions-Schrittmotor oder ein Drehquotienten-Meßwerk aufweist.

Als nachteilhaft bei dem obigen bekannten Ansatz hat sich die Tatsache herausgestellt, daß er einen hohen Kosten- und Montageaufwand mit sich bringt. Außerdem ist der bekannte mechanische Aufbau nicht kompakt gestaltbar, denn für jede anzuzeigende Information ist ein separater Zeiger mit zuge hörigem Zeigerantrieb und somit eine zusätzliche Fläche er forderlich.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das in Anspruch 15 angegebene entspre chende Verfahren weisen gegenüber dem bekannten Lösungsan satz den Vorteil auf, daß sie sich keiner mechanischen Mit tel für die Anzeige der betreffenden Information bedienen und eine Zeigerdarstellung optisch simulieren können.

Dadurch entsteht ein geringerer Aufwand für die mechanische Konstruktion als bei den oben erwähnten üblichen Anzeige vorrichtungen, und zudem ist die erfindungsgemäße Anzeige vorrichtung kompakter gestaltbar.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be steht darin, daß eine Skalenscheibe bzw. ein Zifferblatt vorgesehen wird, das durch rückseitige Bestrahlung mit Licht verschiedener optischer Parameter verschiedene Infor mationen in Abhängigkeit vom jeweiligen optischen Parameter darstellt.

In den jeweiligen Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 ange gebenen Anzeigevorrichtung bzw. des in Anspruch 15 angege benen Anzeigeverfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der variable op tische Parameter die Wellenlänge des Lichts ist. Dies hat den Vorteil, daß die Wellenlänge des Lichts leicht änderbar und genau abstimmbar ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weisen die Bereiche der Skalenscheiben einen jeweiligen wellenlängen abhängigen Filter entsprechend der durch sie anzuzeigenden Information auf. Durch Bestrahlen mit dem Licht der ent sprechenden Wellenlänge werden diese Bereiche für den Be trachter in Durchlicht sichtbar, da der Filter gerade diese Wellenlänge durchläßt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Be reiche so gestaltet, daß durch sie eine Mehrzahl von Zei gerstellungen mindestens einer Zeigerskala darstellbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist eine Zeigerdrehung ohne ein mechanisch bewegliches Teil realisierbar. Die Zeigerdrehung wird durch Belichtung einer Vielzahl von aufeinanderfolgen den Zeigerstellungen mit Licht entsprechend verschiedener Wellenlänge dargestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Be reiche so gestaltet, daß durch sie mindestens eine Zei chenskala, insbesondere mit Ziffern und/oder Buchstaben, darstellbar ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Be reiche so gestaltet, daß durch sie eine Mehrzahl von Zei chenskalen, insbesondere mit Ziffern und/oder Buchstaben, alternativ für eine zugehörige Zeigerskala darstellbar ist. So können Skalenvarianten, wie z. B. für länderspezifische Darstellung der Geschwindigkeit in km/h (Stundenkilometer) bzw. mph (Stundenmeilen), die beim Stand der Technik ver schiedene Skalenscheiben erfordern, auf ein und derselben Skalenscheibe dargestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Skalenscheibe ein transparentes Substrat auf und die Berei che auf die Vorderseite und/oder Rückseite des transparen ten Substrats laminiert, insbesondere aufgedampft, sind. So lassen sich die Bereiche einfach und mehrschichtig herstel len.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind be stimmte Bereiche so gestaltet sind, daß sie bei Umgebungs licht nicht sichtbar oder ausblendbar sind. Dies hat den Vorteil, daß Darstellungen auf der Skalenscheibe ein- und ausschaltbar sind und sogar mehrere verschiedene Anzeigen platzsparend übereinander realisiert werden können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung liegen die Bereiche einer Skalenscheibe in verschiedenen Ebenen auf der Vorder- und/oder Rückseite und/oder sind mehrere Ska lenscheiben vorgesehen, so daß eine dreidimensionale Anzei ge darstellbar ist. Solche dreidimensionalen Darstellungen erhöhen den Sichtkontrast.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Lichterzeugungseinrichtung derart gestaltet, daß sie die Rückseite der Skalenscheibe im wesentlichen ganz flächig be strahlt. So ist die Lichterzeugungseinrichtung durch eine Anzahl von Lichtquellen, welche im wesentlichen denselben Raumwinkel abdecken aufbaubar. Auch können so alle Berei che, die einem bestimmten Wert des optischen Parameters entsprechen, durch eine einzige Lichtquelle angesteuert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Lichterzeugungseinrichtung derart gestaltet, daß sie die Rückseite der Skalenscheibe ortsaufgelöst bestrahlt. Dies ist dann vorteilhaft, wenn Bereiche, die einem bestimmten Wert des optischen Parameters entsprechen, örtlich konzen triert vorliegen. In diesem Fall kann auch die Intensität der entsprechenden Lichtquelle reduziert sein, da eine Aus leuchtung der gesamten Rückseite der Skalenscheibe nicht erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Lichterzeugungseinrichtung eine Mehrzahl von Lichtquellen auf, welche jeweils eine bestimmte Wellenlänge liefern. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Lichterzeugungseinrichtung eine Lichtquelle auf, welche ei ne abstimmbare Wellenlänge liefert. Solch eine Lichtquelle ist insbesondere zur Darstellung einer kontinuierlichen Dauerbeleuchtung für eine spezielle Zeichenskala vorteil haft.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ska lenscheibe für Licht einer bestimmten Wellenlänge im we sentlichen ganz flächig transparent, so daß eine Hinter grundbeleuchtung in Durchlicht darstellbar ist. Damit ist eine Nachtdarstellung ohne störende Reflexionen von Auf licht realisierbar.

ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht zur Erläu terung des allgemeinen Funktionsprinzips der er findungsgemäßen Anzeigevorrichtung; und Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der er findungsgemäßen Anzeigevorrichtung als Bestand teil eines Kombiinstruments eines Kraftfahrzeu ges.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.

Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Er läuterung des allgemeinen Funktionsprinzips der erfindungs gemäßen Anzeigevorrichtung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Schaltungsplatte mit darauf be findlichen Lichtquellen 20a, 20b und 20c, welche jeweils zu einer Emission von Licht mit einer Wellenlänge λ₁, λ₂ bzw. λ₃ ansteuerbar sind. Die Schaltungsplatte 1 enthält weitere (nicht gezeigte) elektronische Bauelemente zur Ansteuerung der Lichtquellen 20a, 20b und 20c.

2 bezeichnet einen mit der Schaltungsplatte 1 verbundenen Stecker, der durch die rückwärtige Wand eines Gehäuses 3 nach außen geführt ist und mit einer (nicht gezeigten) Steuereinheit, zweckmäßigerweise einem Mikrokontroller µC, verbindbar ist.

5 bezeichnet eine durchsichtige Deckscheibe, die dem Be trachter die Sicht auf die Vorderseite 10a einer zwischen der Leiterplatte 1 und der Deckscheibe 5 angebrachten Ska lenscheibe 10 ermöglicht. Die Rückseite 10b der Skalen scheibe wird ortsaufgelöst durch die Lichtquellen 20a, 20b und 20c bestrahlt. Dabei sind auf der Vorderseite 10a der Skalenscheibe 10 Bereiche 30a, 30b und 30c aufgedampft, welche jeweils als wellenlängenselektiver Filter wirken. Mit anderen Worten läßt der Bereich 30a nur Licht der Wel lenlänge λ₁ durch, läßt der Bereich 30b nur Licht der Wel lenlänge λ₂ durch und läßt der Bereich 30c nur Licht der Wellenlänge λ₃ durch.

Im Betrieb werden die Lichtquellen 20a, 20b, 20c, welche zweckmäßigerweise lichtemittierende Dioden (LEDs) sind, derart vom Mikrokontroller µC angesteuert, daß sie entspre chend der anzuzeigenden Informationen aufleuchten und somit die zugehörigen Bereiche 30a, 30b bzw. 30c für den Betrach ter sichtbar werden.

Das allgemeine Funktionsprinzip besteht also darin, daß die Skalenscheibe 10 bei Bestrahlung mit Licht mit einem varia blen optischen Parameter, hier der Wellenlänge λ₁, λ₂, λ₃, unterschiedliche Informationen auf entsprechenden Bereichen 30a, 30b, 30c anzeigt.

Fig. 2 illustriert eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung als Bestandteil eines Kombiinstruments eines Kraftfahrzeuges.

In Fig. 2 bezeichnet 100 allgemein ein Kombiinstrument ei nes Kraftfahrzeuges. Das Kombiinstrument 100 enthält drei separate Anzeigen 110, 120 und 130, wobei für keine Anzeige eine mechanische Zeigervorrichtung vorgesehen ist, sondern alle Zeigeranzeigen optisch simuliert werden. Alle drei An zeigen 110, 120 und 130 sind in derselben Skalenscheibe 10 integriert.

110 bezeichnet eine Geschwindigkeitsanzeige mit einer Zei gerskala 50 und einer Zeichenskala 60. Die Zeigerskala 50 weist sieben Bereiche entsprechend Zeigerstellungen auf, welche mit 51 bis 57 bezeichnet sind und zur besseren Illu stration alle in Fig. 2 hervorgehoben sind, obwohl im tat sächlichen Betrieb stets nur eine Zeigerstellung entspre chend der Istgeschwindigkeit des Fahrzeuges hervorgehoben wird. Die Zeichenskala 60 weist Ziffern 10, 20, 40, 60, 80, 100 und 120 mit entsprechenden Teilstrichen und die Zeichen km/h (Stundenkilometer) auf.

120 bezeichnet bezeichnet eine Drehzahlanzeige mit einer Zeigerskala 70 und einer Zeichenskala 80, welche analog der oben beschriebenen Zeigerskala 50 und Zeichenskala 60 auf gebaut sind.

130 bezeichnet eine Tankanzeige mit jeweils einer in der Darstellung von Fig. 2 ausgeblendeten Zeigerskala und Zei chenskala, welche ebenfalls analog der oben beschriebenen Zeigerskala 50 und Zeichenskala 60 aufgebaut sind.

Der Betrieb dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung wird mit Bezug auf die Geschwindigkeits anzeige 110 näher erläutert.

Durch Ansteuerung einer (in Fig. 2 nicht gezeigten) Licht quelle mit einer vorbestimmten Wellenlänge hinter der Ska lenscheibe 10 wird die Zeichenskala 60 für den Betrachter sichtbar gemacht, denn sie besteht aus Bereichen, die für diese Wellenlänge gerade transparent sind. Dies geschieht in der Regel derart, daß die Geschwindigkeitsanzeige 110 aufgrund ihrer Wichtigkeit für den Fahrer stets eingeblen det bleibt.

Beschleunigt der Fahrer nun sein Fahrzeug von 0 auf 120 km/h, so werden durch die Steuereinrichtung entsprechend der Istgeschwindigkeit nacheinander, d. h. in Richtung des Pfeiles A in Fig. 2, sieben Lichtquellen mit einer jeweili gen vorbestimmten Wellenlänge hinter der Skalenscheibe 10 angesteuert.

Dabei emittiert die erste Lichtquelle Licht mit einer Wel lenlänge, welche nur den Bereich der ersten Zeigerstellung 51 für den Betrachter sichtbar werden läßt. Analog verhält es sich mit der zweiten bis siebenten Lichtquelle und den entsprechenden Bereichen der Zeigerstellung 52 bis 57.

Nach genau demselben Prinzip arbeiten auch die Drehzahlan zeige 120 und Tankanzeige 130.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo difizierbar.

Insbesondere sind im Ausführungsbeispiel wellenselektive Filterbereiche vorgesehen, welche mit Lichtquellen für be stimmte Wellenlängen zur Darstellung von Informationen, Be wegungen und Beleuchtungszuständen zusammenwirken. Es kann jedoch bei der Bestrahlung mit Licht ein anderer optischer Parameter, wie die Polarisation, die Intensität, der Ein fallswinkel usw. variiert werden, um unterschiedliche In formationen auf entsprechenden Bereichen der Skalenscheibe in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert des optischen Para meters anzuzeigen.

Bezugszeichenliste

λ₁

, λ₃

Wellenlängen
µC Mikrokontroller

51-57

Bereiche für Zeigerstellungen

1

Leiterplatte

2

Stecker

3

Gehäuse

5

Deckplatte

10

Skalenscheibe

10

a Vorderseite von

10

b Rückseite von

10

50

Zeigerskala von

110

20

a,

20

b,

20

c Lichtquellen

60

Zeichenskala von

110

70

Zeigerskala von

120

80

Zeichenskala von

120

30

a,

30

b,

30

c Filterbereiche

100

Kombiinstrument

110

Geschwindigkeitsanzeige

120

Drehzahlanzeige

130

Tankfüllstandanzeige

Claims

1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kombiinstru ment (100) eines Kraftfahrzeugs, mit:
mindestens einer Skalenscheibe (10), welche derart gestal tet ist, daß sie bei Bestrahlung mit Licht mit mindestens einem variablen optischen Parameter, insbesondere Wellen länge (λ₁, λ₂, λ₃), Polarisation, Einfallswinkel, unter schiedliche Informationen auf entsprechenden Bereichen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert des optischen Parame ters anzeigt; und
einer Lichterzeugungseinrichtung (20a, 20b, 20c; µC) zum Erzeugen von dem Licht mit dem mindestens einen variablen optischen Parameter entsprechend der anzuzeigenden Informa tionen.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der variable optische Parameter die Wellen länge (λ₁, λ₂, λ₃) des Lichts ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bereiche der Skalenscheiben einen jewei ligen wellenlängenabhängigen Filter entsprechend der durch sie anzuzeigenden Information aufweisen.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche so gestaltet sind, daß durch sie eine Mehrzahl von Zeigerstellungen (51 bis 57) mindestens einer Zeigerskala (50) darstellbar ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche so ge staltet sind, daß durch sie mindestens eine Zeichenskala (60), insbesondere mit Ziffern und/oder Buchstaben, dar stellbar ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche so ge staltet sind, daß durch sie eine Mehrzahl von Zeichenskalen (60), insbesondere mit Ziffern und/oder Buchstaben, alter nativ für eine zugehörige Zeigerskala (50) darstellbar ist.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenscheibe (10) ein transparentes Substrat aufweist und die Bereiche auf die Vorderseite und/oder Rückseite des transparenten Substrats laminiert, insbesondere aufgedampft, sind.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Bereiche (90) so gestaltet sind, daß sie bei Umgebungslicht nicht sichtbar oder ausblendbar sind.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche einer Skalenscheibe in verschiedenen Ebenen auf der Vorder- und/oder Rückseite liegen und/oder mehrere Skalenscheiben vorgesehen sind, so daß eine dreidimensionale Anzeige dar stellbar ist.

10. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichterzeugungs einrichtung (20a, 20b, 20c) derart gestaltet ist, daß sie die Rückseite (10b) der Skalenscheibe (10) im wesentlichen ganz flächig bestrahlt.

11. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichterzeugungs einrichtung (20a, 20b, 20c) derart gestaltet ist, daß sie die Rückseite (10b) der Skalenscheibe (10) ortsaufgelöst bestrahlt.

12. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichterzeugungs einrichtung (20a, 20b, 20c) eine Mehrzahl von Lichtquellen aufweist, welche jeweils eine bestimmte Wellenlänge (λ₁, λ₂, λ₃) liefern.

13. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichterzeugungs einrichtung (20a, 20b, 20c) eine Lichtquelle aufweist, wel che eine abstimmbare Wellenlänge liefert.

14. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenscheibe (10) für Licht einer bestimmten Wellenlänge im wesentlichen ganz flächig transparent ist, so daß eine Hintergrundbe leuchtung in Durchlicht darstellbar ist.

15. Anzeigeverfahren mit folgenden Schritten:

a) Bereitstellen einer Skalenscheibe (10), welche derart gestaltet ist, daß sie bei Bestrahlung mit Licht mit minde stens einem variablen optischen Parameter, insbesondere Wellenlänge (λ₁, λ₂, λ₃), Polarisation, Einfallswinkel, un terschiedliche Informationen auf entsprechenden Bereichen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert des optischen Para meters anzeigt;
b) Erzeugen von dem Licht mit dem mindestens einen varia blen optischen Parameter entsprechend der anzuzeigenden In formation; und
c) Richten des Lichts auf die Skalenscheibe (10).

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den Schritt:
Variieren der Wellenlänge (λ₁, λ₂, λ₃) des Lichts.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Variieren der Wellenlänge des Lichts durch Ein schalten unterschiedlicher Lichtquellen (20, 20b, 20c) ge schieht.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn zeichnet, daß das Variieren der Wellenlänge des Lichts durch Abstimmen einer Lichtquelle geschieht.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei bestimmte Bereiche der Skalenscheibe (10) so gestaltet sind, daß sie bei Umgebungslicht nicht sichtbar sind und durch sie eine Mehrzahl von Zeigerstellungen (51 bis 57) einer Zeigerskala (50) und eine Mehrzahl von Zeichenskalen (60), insbesondere mit Ziffern und/oder Buchstaben, für die Zeigerskala (50) darstellbar ist, gekennzeichnet durch die Schritte:
Auswählen einer gewünschten Zeichenskala (60);
kontinuierliches Beleuchten der Skalenscheibe (10) zur Dar stellung der ausgewählten Zeichenskala (60); und
variables Beleuchten zur Darstellung von den Zeigerstellun gen (51 bis 57) der der Zeichenskala (60) entsprechenden Zeigerskala (50).

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei daß die Skalenscheibe (10) für Licht einer bestimmten Wel lenlänge im wesentlichen ganzflächig transparent ist, ge kennzeichnet durch den Schritt:
Bestrahlen der Skalenscheibe (10) mit der bestimmten Wel lenlänge von der Rückseite (10b), um eine Hintergrundbe leuchtung in Durchlicht darzustellen.