DE3245299A1

DE3245299A1 - Anzeigevorrichtung in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3245299A1
Application number: DE19823245299
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Knoll; Wolfgang Dr Ziegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1984-06-14
Also published as: EP0115575B1; EP0115575A3; DE3381821D1; EP0115575A2

Description

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23.11.1982 Ws/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7-000 STUTTGART 1

Anzeigevorrichtung· .-in Kraftfahrzeugen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anzeigevorrichtung für Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Anzeigevorrichtungen dieser Art wird zur Steuerung der Helligkeit der Anzeige ein Fotodetektor verwendet, der in der" Ebene der Anzeigeeinheit liegt. Die Schaltung zur Steuerung der Helligkeit - ist dabei so ausgelegt, daß sich die Ansteuerspannung bzw. der Ansteuerstrom für die Helligkeit der Anzeige proportional zur Beleuchtungsstärke des auf die Anzeigevorrichtung von außen auffallenden Lichtes ändert. Auf diese Weise kann z.B. bei aktiven VFD-Anzeigen die Gitterspannung zur Steuerung der Helligkeit geändert werden und bei q.uasiaktiven Anzeigelementen wie beispielsweise LCD-Anzeigen kann der Lampenstrom einer direkten oder indirekten Beleuchtung der Anzeige in entsprechender Weise geändert werden·_ Diese Lösungen arbeiten bei unkritischen Beleuchtungssituationen, wie beispielsweise bei Dunkelheit,, bei bedeck-

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tem Himmel oder bei hochstehender Sonne zufriedenstellend. Die Beleuchtungssteuerung versagt dagegen bei Beleuchtungssituationen , bei denen die Umfeldhelligkeit vor und hinter dem Kraftfahrzeug in starkem Maße unterschiedlich ist. Solche Situationen treten beispielsweise Tsei Tunneleinfahrten oder -ausfahrten, bei tief vor dem Kraftfahrzeug stehender Sonne oder bei Schlechtvetterfronten auf. Die Ursache für das Versagen der Beleuchtungssteuerung in solchen Situationen" liegt darin, daß durch die Steuerung der Anzeigehelligkeit nur die Änderung des Kontrastes der Anzeige kompensiert wird, die sich durch die Änderung des von außen auf die Anzeige fallenden Lichtes ergibt. Der Adaptations zustand der Augen des Fahrers bleibt jedoch unberücksichtigt. Die. Sehleistung bzw. die Unterschiedsempfindlichkeit des menschlichen Auges ist jedoch in starkem Maße von dem Adaptationszustand des Auges abhängig, wobei der Adaptationszustand im wesentlichen durch die Helligkeit im Sichtfeld des Fahrers vor dem Fahrzeug bestimmt wird.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Helligkeit der Anzeige nicht nur abhängig von dem aus dem Beobachtungsraum auf die Anzeige fallenden Lichtes zu steuern sondern dabei den Adaptationszustand der Augen des Fahrzeuglenkers mit zu berücksichtigen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die für den Adaptations zustand der Augen des Fahrzeuglenkers maßgebende Helligkeit des Umfeldes vor dem •Fahrzeug mit zur Steuerung der Helligkeit der Anzeige beiträgt, so daß auch in kritischen Situationen unter-

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schiedlicher Helligkeit im Umfeld vor und hinter dem Kraftfahrzeug -das Ablesen der Anzeige nicht beeinträchtigt wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die vom Adaptationszustnad des Fahrer abhängige Ablesbarkeit der Anzeige praktisch konstant gehalten werden kann. Außerdem läßt sich eine vorhandene Helligkeitssteuerung ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand erfindungsgemäß ergänzen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein einziger Fotodetektor über Lichtleiter sowohl das vom Beobachtungsraum auf die Anzeige fallende Licht als auch das vom Umfeld vor dem Fahrzeug in Richtung des Fahrers einfallende Licht erfaßt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 das Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges in schematischer Darstellung mit einer Helligkeitssteuerung d.er Anzeige mittels· eines Fotodetektors, Figur 2 einen Fotodetektor zur Helligkeits-steuerung mit einem stabförmigen Lichtleiter und Figur 3 zeigt einen auf einem Fotodetektor angeordneten Lichtleiter mit Jalousiefolien.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den Fahrerraum eines Kraftfahrzeuges 10.mit einem Armaturenbrett 11, welches hinter oder unmittelbar neben dem Lenkrad 12 des Kraftfahrzeuges 10 angeordnet ist.

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In Richtung der Pfeile 13 fällt dabei Licht aus dem Beobachtungsraum 1h eines Fahrers 15 auf eine Anzeige des Armaturenbrettes 11. Im Beispielsfall besteht die Anzeige 16 aus einem Vakuum-Fluoreszenz-Display (VFD), bei dem die Helligkeit der einzelnen Displayelemente durch ihre Gitterspannung zu beeinflussen ist. Die Anzeige 16 ist dabei mit einer elektrischen Steuerschaltung 17 verbunden. Die Steuerschaltung 17 ist an einer Akkumulatorbatterie 18 des Kraftfahrzeuges 10 angeschlossen. Außerdem werden ihr verschiedene Meßdaten von nicht dargestellten Sensoren im Kraftfahr- ' zeug übermittelt, die in der elektrischen Steuerschaltung 17 ausgewertet und auf die Anzeige 16 gegeben werden.

Das vom Beobachtungsraum 1U in Pfeilrichtung 13 auf die Anzeige 16 fallende Licht wird durch einen Fotodetektor 19 erfaßt, indem die Beleuchtungsstärke auf der Anzeige 16 über einen Lichtleiter' 20 τοη dem Fotodetektor 19 erfaßt wird. Das vom Fotpdetektor 19 -abgegebene elektrische Signal wird auf aie[ elektrische Steuerschaltung 17 gegeben und die Helligkeit der Displayelemente auf der Anzeige 1.6 wird in Abhängigkeit von diesem Signal gesteuert. Da die Sehleistung des menschliehen Auges in starkem Maße von dem Adaptationszustand des Auges abhängt, und da der Adaptationszustand der Augen des Fahrers 15 im wesentlichen von den Lichtverhältnissen vor dem Fahrzeug 10, also in Blickrichtung des Fahrers 15 abhängt, ist es erforderlich, daß der Fotodetektor 19 auch die Leuchtdichte des Umfeldes in Blickrichtung des Fahrers 15 mit erfaßt und dementsprechend die Helligkeit der Anzeige 16 . über die Steuerschaltung 17 nachführt. Zu diesem Zweck ist ein weiterer Lichtleiter· 21 vorgesehen, der das

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in Richtung der Pfeile 22 von vorn auf die Augen des Fahrers 15 einwirkende Licht erfaßt. Der Lichtleiter 21 ist mit seinem vorderen Ende unmittelbar hinter der Windschutzscheibe 23 des Kraftfahrzeuges TO angeordnet und er ist mit seinem anderen Ende an der lichtempfindlichen Fläche des Fotodetektors 19 mit dem Ende des anderen Lichtleiters 20 zusammengeführt. Auf diese Weise erfaßt der Fotodetektor 19 über die Lichtleiter 20 und 21 sowohl das vom Beobachtungsraum "\k in Richtung der Anzeige 1-6 einfallende Licht als auch das vom Umfeld vor dem Fahrzeug 10 in Richtung des Fahrers 15 einfallende Licht.

Der Kontrast zwischen der Helligkeit der Displayelemente und den benachbarten Bereichen der Anzeige 16 hängt bei konstanter Gitterspannug der Displayelemente von dem auf die Anzeige 16 fallenden Licht und dessen Reflexion ab. Dieses Licht wird über den Lichtleiter 20 vom Fotodetektor 19 erfaßt und bei einer sich ändernden Beleuchtungsstärke auf der Anzeige 16 wird die damit eintretende Kontraständerung der Anzeige 16 über die Steuerschaltung 17 kompensiert. Außerdem wird das von vorn, im Sichtfeld des Fahrers einfallende Licht vom Fotodetektor 19 über den Lichtleiter 21 erfaßt und die Helligkeit der Anzeige wird dadurch so gesteuert, daß die Ablesbarkeit der Anzeige bei sich ändernder Leuchtdichte im Umfeld vor dem Fahrzeug und bei sich dadurch änderndem Adaptationszustand des Fahrers möglichst konstant gehalten wird. Dadurch ist sichergestellt, daß beispielsweise bei Tunneleinfahrten bzw. -ausfahrten oder bei tiefstehender Sonne bzw. bei Schlechtwetterfronten unterschiedliche Leuchtdichten im Umfeld vor und hinter dem Kraftfahrzeug

erfaßt und die Helligkeit der Anzeige 16 so nachgeführt wird, daß die Anzeige \6 vom Fahrer 15 jederzeit gut ablesbar ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist ein Fotodetektor 30 an seiner lichtempfindlichen Fläche von einem Lichtleiter 31 aus Milchplexiglas abgedeckt, der einen stabförmigen Abschnitt 32 hat. Der Fotodetektor 30 mit dem Lichtleiter 31 ist im Bereich der Armaturenabdeckung eines Kraftfahrzeuges hinter dessen Windschutzscheibe anzuordnen, wobei der stabförmige Abschnitt 32 in Achsrichtung 3G des Kraftfahrzeuges auszurichten ist. Der Lichtleiter 31 ist mit Ausnahme seiner auf dem Fotodetektor 30 aufliegenden Fläche und der beiden Stirnflächen 32a des stabförmigen Abschnittes 32 gegen Lichteinfall dadurch, geschützt, daß seine Deckflachen 33 schwarz eingefärbt •sind. An der hinteren, zum Fahrer hin ausgerichteten, nicht erkennbaren Stirnfläche des stabförmigen Abschnittes 32 wird das in Richtung der Pfeile 3^ aus dem Beobachtungsraum v.or dem Armaturenbrett auf diej

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Anzeige fallende Licht erfaßt und mit der vorderen Stirnfläche 32a des Lichtleiters 31 wird das in Richtung der Pfeile 35 von vorn durch die Windschutzscheibe auf die Augen des Fahrers einwirkende Licht erfaßt. Das von vorn und von hinten auf die Stirnflächen

32a des Lichtleiters 31 auftreffende und von dort auf den Detektor 30 gelangende Licht verursacht ein Signal proportional zur Beleuchtungsstärke auf den Stirnflächen 32a, wenn für den Lichtleiter 31 ein leicht eingetrüb-tes transparentes Material verwendet wird. Die Beleuchtungsstärke an der vorderen und hinteren Stirnfläche 32a ist dabei ein Maß für die Helligkeit des Umfeldes vor und

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hinter dem Kraftfahrzeug unter Einbeziehung der geometrischen Gegebenheiten, des Fahrgastraumes. Die Gewichtung der Helligkeit vor dem Fahrzeug und der Helligkeit im bzw. hinter dem Fahrzeug bezüglich der Steuerung der Helligkeit der Anzeige kann durch eine geometrische Änderung des stabf örmig.en Abschnittes 32, beispielsweise durch unterschiedlich große Stirnflächen 32a beeinflußt werden. Eine solche Beeinflussung· ist auch nach dem Einbau des Lichtleiters 31 im Kraftfahrzeug durch eine teilweise Abdeckung oder Einfärbung der hinteren odervorderen Stirnfläche 32a möglich.

In Figur 3 ist als weiteres Ausfüh'rungsbeispiel ein Fotodetektor UO dargestellt, dessen lichtempfindliche Fläche von der Unterseite eines stabförmigen Lichtleiters U1 abgedeckt ist. Der Lichtleiter U-1 ist in Achsrichtung des Fahrzeuges horizontal hinter der Windschutzscheibe, vorzugsweise im Bereich der Armaturenabdeckung angeordnet. Der Lichtleiter U1 besteht aus drei Jalousiefolien Uia, U1 "b, U 1c-, deren Lamellen U2, 1+3» UU nur solches Licht zum Fotodetektor U-O durchlassen, welches von oben gesehen unter einem Winkel QC hzv.ß■- 10 nach vorn bzw. nach hinten geneigt auf den Lichtleiter U1 auftrifft. Die obere Hälfte des Lichtleiters U 1 bildet die Jalousiefolie U₁Ia, dev-en senkrechte Lamellen U2 parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind. In der unteren Hälfte des stabförmigen Lichtleiters U1 ist im vorderen Bereich eine Jalousiefolie h1b angeordnet, deren Lamellen h3 quer zur Richtung der Achse U5 verlaufen und die aus der Senkrechten h6 unter einem Winkel öe nach vorn geneigt,sind. Im hinteren Bereich der unteren Hälfte des Lichtleiters U1 ist eine Jalousiefolie Uic angeordnet, deren Lamellen UU ebenfalls quer zur Achse U5 des Lichtleiters Ui ver-

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laufen und die unter einem Winkel β aus der Senkrechten ^S nach hinten geneigt sind. Durch diese Ausbildung des Lichtleiters U1 soll erreicht werden, laß nur Licht aus bestimmten Richtungsbereichen aus dem Umfeld vor und hinter dem Fahrzeug auf den Fotodetektor ko gelangt. So kann beispielsweise aus dem Umfeld vor dem Fahrzeug nur solches Licht auf den Fotodetektor 1+0 gelangen, welches in etwa unter einem Winkel oc - 10 in Richtung der Pfeile hj aus der Senkrechten U6 nach vorn geneigt auf den Lichtleiter k] auftrifft. Aus dem Beobachtungsraum des Fahrers und dem Umfeld hinter dem Fahrzeug kann dagegen nur solches Licht auf den Fotodetektor ^O fallen, welches in etwa in Richtung der Pfeile i+8 unter einem Winkel β - 10 aus der Senkrechten nach hinten geneigt auf dem Lichtleiter Ij-1 auftrifft. Auch hier kann eine Gewichtung der' Lichtanteile dadurch vorgenommen werden, daß die Jalous ief olieTi It-Tb und U1 c mit den schräggestellten Lamellen U3, kh unterschiedlich groß gemacht werden. Der Winkelbereich aus dem Licht auf den Detektor gelangen kann, hängt ab von dem Verhältnis aus Lamellenabstand zu.Lamellenhöhe.

Während in den Ausführungsbeispielen nach Figur 2 und Figur 3 der Fotodetektor jeweils mit dem Lichtleiter eine Einheit bildet, die so anzuordnen ist, daß sie sowohl die Leuchtdichte im Umfeld vor und im Umfeld hinter dem Fahrzeug erfaßt, kann bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der Fotodetektor an einem beliebigen Ort im Kraftfahrzeug untergebracht sein. Lediglich die Einkoppelflächen der beiden flexiblen Lichtleiter 20 und 21 müssen in der Ebene der Anzeige Id bzw. in Richtung des Sichtfeld.es des Fahrers angeordnet sein. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, zur Erfassung des Lichtes an der Anzeige 16 und des Lichtes im Umfeld vor dem Kraftfahrzeug .zwei

Fotodetektoren zu verwenden, deren Signale dann, in einer Auswerte- und Steuerschaltung verarbeitet werden. Dabei kann in vorteilhafter Weise ein ohnehin vorhandener Mikroprozessor verwendet werden, der die Helligkeit der Anzeige derart steuert, daß die Kontraständerung der Anzeige durch Auflicht und die Helligkeit im Sichtfeld des Fahrers unabhängig voneinander nach getrennten, im Mikroprozessor gespeicherten Kennlinien berücksichtigt wird.

Bei Anzeigen mit nicht aktiven oder quasiaktiven Anzeigeelementen wie LCD-Anzeig.en oder Zeigerinstrumenten erfolgt die Steuerung der Helligke.it- an der-Anzeige " '. durch zusätzliche direkte öde■ϊ■'^irχ■dlτ■■?.lS#^;-■B■ei_e^■c.h.ίί.μng.en. In diesem Fall, w
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Claims

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Ansprüche

Anzeigevorrichtung in Kraftfahrzeugen mit einer

Steuerung der Helligkeit der Anzeige abhängig von dem

... aus dem Beobachtungsraum auf die Anzeige gelangenden Licht, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein die Leuchtdichte des Umfeldes in Blickrichtung des Fahrers (15) erfassender Fotodetektor (19) vorgesehen ist, der abhängig davon die Helligkeit der Anzeige (16) über eine Steuerschaltung (17) nachführt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Fotodetektor (19) über Lichtleiter (20, 21, 30, kO) sowohl das vom Beobachtungsraum (1U) in Richtung (13) der Anzeige (16) einfallende Licht als auch das vom Umfeld vor dem Fahrzeug (10) in Richtung (22) des Fahrers (15) einfallende Licht erfaßt.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich der Anzeige ( 16). endender mit einem im Bereich der Windschutzscheibe (23) endenden Lichtleiter (20, 21) an der lichtempfindlichen Fläche eines Fotodetektors (19) zusammengeführt ist.

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U. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (30, kO) im Bereich der Armaturenabdeckung des Kraftfahrzeuges (10) hinter der Windschutzscheibe (23) angeordnet und an seiner lichtempfindlichen Fläche von einem Lichtleiter (31, kl ) abgedeckt ist, der in Achsrichtung des Fahrzeuges (10) ausgerichtet ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter, (31) einen in Achsrichtung des Fahrzeuges (10) ausgerichteten, stabförmig en Abschnitt (32) hat, welcher mit Ausnahme seiner beiden Stirnflächen (32a) gegen Lichteinfall geschützt ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (31) mit Ausnahme seiner beiden Stirnflächen (32a) und seiner Auflagefläche am Fotodetektor (30) schwarz eingefärbte Deckflächen (33) hat.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß'dem stabförmigen, in Achsrichtung des Fahrzeuges (1O) horizontal ausgerichteten Lichtleiter ( U1 ) Lamellen (U2, k3, hk) so eingebettet sind, daß sie nur solches Licht zum Fotodetektor (kO) durchlassen, welches von oben gesehen in einem Winkelbereich nach vorn und/oder einem Winkelbereich nach hinten geneigt auf den Lichtleiter (1*1) auftrifft,

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die obere Hälfte ('+1 a) des stabförmigen Lichtleiters (kl) mit Abstand parallel angeordnete, senkrecht liegende und in Achsrichtung des Fahrzeuges (10) verlaufende Lamellen (k2) aufweist.

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9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Hälfte des stabförmigen Lichtleiters (h1) im vorderen Bereich (U1b ) mit parallel angeordneten, unter einem Winkel (CC) aus der Senkrechten (h6) nach vorn geneigten, quer zur Achsrichtung des Lichtleiters (Ui) verlaufende Lamellen (U3) versehen ist.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Hälfte des stabförmigen Lichtleiters (U1) im hinteren Bereich (UTc) mit parallel angeordneten, unter einem Winkel ( /3 ) aus der Senkrechten (k6) nach hinten geneigten, q.uer zur Achsrichtung des Lichtleiters (U1) verlaufenden Lamellen (kh) versehen ist.

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