DE4119801C2 - Anzeigeeinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem langen, schmalen LC-Display, mit mindestens einer Lichtquelle, mit einem langen, schmalen Lichtleiter, der eine Lichteinkoppelfläche an seiner schmalen Stirnseite aufweist, dessen Materialstärke mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche abnimmt und dessen dem LC-Display abgewandte Seite eine reflektierende Fläche aufweist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-33 13 288 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausleuchten passiver Anzeigen bekannt. Diese Anzeigeeinrichtung weist ein langes, schmales LC-Display auf. Zur Beleuchtung des LC-Displays ist mindestens eine Lichtquelle vorgesehen. Die mindestens eine Lichtquelle ist gegenüber der Lichteinkoppelfläche eines langen schmalen Lichtleiters angeordnet. Dabei ist die Lichteinkoppelfläche plan ausgebildet. Mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche, die sich an der schmalen Stirnseite des Lichtleiters befindet, nimmt die Materialstärke des Lichtleiters ab. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter keilförmig ausgebildet. Zur Erhöhung der Lichtausbeute ist auf der Rückseite des Lichtleiters eine reflektierende Fläche angebracht. Diese reflektierende Fläche ist hier nachteilig als aufwendiges und kostenintensives, zusätzliches Bauelement ausgebildet.

Als besonders nachteilig erweist sich bei der vorbekannten Ausführungsform, daß neben einem Reflektor zur Erhöhung der Lichtausbeute auf der hier beispielhaft planparallel zu dem LC-Display verlaufenden Seite des Lichtleiters Rillen auf der Oberfläche des Lichtleiters angebracht werden müssen, die hier kreisförmig ausgebildet sind und mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche einen geringeren Abstand aufweisen. An diesen Rillen wird das Licht gebrochen und somit im stärkeren Maße in dem von der Lichteinkoppelfläche entfernteren Bereich des Lichtleiters auf das LC-Display gelenkt. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere bei der Konstruktion und der Herstellung als aufwendig und kostenintensiv. Zudem wird durch die Verteilung der Rillen nicht gewährleistet, daß das LC-Display möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet wird.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 88 16 551 ist eine Anzeigeeinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die mindestens eine Lichtquelle, einen langen schmalen Lichtleiter, eine Lichteinkoppelfläche und wobei die mindestens eine Lichtquelle eine hohe lichtrichtende Wirkung aufweist.

Bei dieser Anzeigeeinrichtung erweist sich als nachteilig, daß die Lichteinkoppelfläche nicht an einer der schmalen Stirnseiten des Lichtleiters angeordnet ist, wodurch sich eine große Bautiefe der Anzeigeeinrichtung ergibt und eine gleichmäßige Ausleuchtung des Lichtleiters nur schwer erreicht wird. Als besonders nachteilig erweist sich, daß die Lichtquellen als Leuchtdioden ausgebildet sind, die ein monochromes Licht geringer Lichtintensität erzeugen, das für die Ausleuchtung des gesamten Lichtleiters unzureichend ist. Zudem ist die Art der Befestigung des Lichtleiters mit der die Lichtquellen tragenden Leiterplatte diesem Dokument nicht entnehmbar.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 36 761 A1 ist bekannt, bei Anzeigeeinrichtungen für Kraftfahrzeuge Leiterplatten zu verwenden, die der Befestigung und Kontaktierung notwendiger Bauteile dienen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 08 953 A1 ist eine Anzeigeeinrichtung bekannt, die einen keilförmigen Lichtleiter mit diesen zugeordneten Lichtquellen aufweist, wobei der Lichtleiter zur Beleuchtung eines LC-Displays dient. Die dem LC-Display abgewandte Fläche des Lichtleiters weist eine in Richtung seiner Längserstreckung nach einer Kurve gekrümmte Form auf. Auch diesem Dokument ist weder die Verwendung von Linsenlampen entnehmbar noch ist die Zuordnung und Befestigung der einzelnen Bauteile miteinander konkret angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, die einfach herstellbar und montierbar ist, bei der eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des LC-Displays erreicht wird und bei der eine zuverlässige, einfache Beabstandung und Verbindung zwischen dem Lichtleiter und dem LC-Display erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mindestens eine Lichtquelle eine Linsenlampe ist, daß die Linsenlampe auf einer Leiterplatte angeordnet ist und daß das LC-Display über mindestens ein Befestigungselement mit Verbindungselementen lagefest mit dem Lichtleiter in einer Öffnung der Leiterplatte angeordnet und elektrisch kontaktiert ist.

Es ist von Vorteil, daß die mindestens eine Lichtquelle eine Linsenlampe ist, weil somit auf besonders einfache und kostengünstige Weise sichergestellt werden kann, daß das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht möglichst flach in den Lichtleiter eintritt und aufgrund der auftretenden Totalreflexion bei der gewählten Form des Lichtleiters in erhöhtem Maße in den entfernt von der Lichteinkoppelfläche liegenden Bereich aus dem Lichtleiter austritt, so daß bei einseitiger Einleitung des Lichts eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des LC-Displays erreicht wird.

Dadurch, daß die Linsenlampe auf einer Leiterplatte angeordnet ist und daß das LC-Display über mindestens ein Befestigungselement mit Verbindungselementen lagefest mit dem Lichtleiter in einer Öffnung der Leiterplatte angeordnet ist und elektrisch kontaktiert ist, ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen, kostengünstig herstellbaren und montierbaren Anzeigeeinrichtung, bei der eine besonders zuverlässige und einfache Beabstandung und Verbindung zwischen dem Lichtleiter und dem LC-Display erreicht wird, die eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung und eine möglichst geringe Serienstreuung bewirkt.

Es ist von Vorteil, daß die mindestens eine Linsenlampe auf der dem LC-Display abgewandten Rückseite der Leiterplatte angeordnet ist, daß der die Leiterplatte durchragende Lichtleiter sich an dem Rand der Öffnung der Vorderseite der Leiterplatte abstützende Abstandselemente aufweist, daß das mindestens eine Befestigungselement rahmenförmig ausgebildet ist, daß zwischen dem Befestigungselement und den Abstandselementen des Lichtleiters das LC-Display angeordnet ist und daß die Verbindungselemente des Befestigungselementes die Leiterplatte durch Durchbrüche durchragen, weil somit eine besonders einfach und kostengünstig herstellbare und montierbare Einheit von Lichtleiter und LC-Display erreicht wird, deren Lage im Bezug auf die Lichtquelle eindeutig definiert ist und somit Serientoleranzen möglichst gering gehalten werden. Zudem wird eine hohe Genauigkeit bei der Beabstandung des Lichtleiters von dem LC-Display erreicht, was ebenfalls zu einer möglichst gleichmäßigen Ausleuchtung des LC-Displays führt.

Dadurch, daß zwischen dem Befestigungselement und dem LC-Display eine Leitermatte angeordnet ist, ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen elektrischen Kontaktierung des LC-Displays mit elektrischen und/oder elektronischen Ansteuerelementen, die auf der Leiterplatte angeordnet sind, wobei sich eine besonders hohe Sicherheit für die elektrische Kontaktierung ergibt.

Es ist vorteilhaft, daß zwischen den Abstandselementen des Lichtleiters und dem LC-Display ein Farbfilter angeordnet ist, weil somit auf besonders einfache und kostengünstige Weise Licht einer bestimmten Farbe oder unterschiedlicher Farbe zur Ausleuchtung des LC-Displays erzeugt werden kann und der Farbfilter möglichst exakt zwischen dem LC-Display und dem Lichtleiter plaziert werden kann.

Dadurch, daß die Lichteinkoppelfläche plan ausgebildet ist, ergibt sich eine besonders einfache Ausführungsform des Lichtleiters in Verbindung mit der Verwendung von Linsenlampen, da eine optisch wirksame Ausgestaltung der Lichteinkoppelfläche wie z. B. Licht richtende Mittel, wie eine Linse, nicht erforderlich sind.

Dadurch, daß der Lichteinkoppelfläche zwei Linsenlampen zugeordnet sind, ergibt sich der Vorteil einer besonders hohen Lichtausbeute und einer besonders guten Ausleuchtung des LC-Displays bei bestmöglicher Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung.

Es ist von Vorteil, wenn die Form der dem LC-Display abgewandten Seite des Lichtleiters durch einen Radius bestimmt ist, weil sich somit eine besonders einfache und kostengünstig herstellbare Form für den Lichtleiter ergibt, die sicherstellt, daß das LC-Display möglichst gleichmäßig beleuchtet wird. Diese Vorteile ergeben sich in gleicher Weise je nach den Größenverhältnissen des Lichtleiters und des LC-Displays, wenn die Form der dem LC-Display abgewandten Seite des Lichtleiters durch eine quadratische Funktion oder eine Exponential-Funktion bestimmt ist.

Dadurch, daß die dem LC-Display zugewandte Seite mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche einen abnehmenden Abstand von dem LC-Display aufweist, ergibt sich der Vorteil, daß die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung des LC-Displays weiter erhöht wird, da aufgrund der in dem Lichtleiter vorliegenden Reflexionsbedingungen für das durch die Linsenlampen eingekoppelte Licht verstärkt Licht in dem von der Lichteinkoppelfläche entfernten Bereich des Lichtleiters auf das LC-Display gelenkt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Gleiche und gleichwirkende Bauteile des Erfindungsgegenstands sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Lichtleiter in Seitenansicht,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Lichtleiter in Draufsicht,

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Lichtleiter mit einem Befestigungselement in Draufsicht,

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Lichtleiter mit Befestigungselement in Seitenansicht,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Lichtleiter und die Befestigungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Lichtleiter (I) der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung, der eine große Länge aufweist und dabei sehr schmal ist und eine geringe Höhe hat. Die Anzeigeeinrichtung nimmt somit wenig Platz in Anspruch und baut besonders flach.

Der Lichtleiter (I) weist eine Lichteinkoppelfläche (F) an seiner schmalen Stirnseite auf. Die Materialstärke nimmt mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche (F) ab. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Form der dem LC-Display, das hier nicht gezeigt ist, abgewandten Seite des Lichtleiters (I) durch einen Radius (R) bestimmt. Dieser Radius (R) ist hier besonders groß gewählt und weist hier beispielhaft einen Radius (R) von etwa 1000 mm auf.

Bei anderen Ausführungsbeispielen der Anzeigeeinrichtung, insbesondere dann, wenn diese breiter, schmaler, höher, länger oder eine andere Höhe aufweist, kann die Form der dem LC-Display abgewandten Seite des Lichtleiters (I) auch durch eine quadratische Funktion oder eine Exponential-Funktion bestimmt sein.

Zur Erhöhung der Lichtausbeute weist der Lichtleiter (I) auf seiner dem LC-Display abgewandten Seite eine reflektierende Fläche (B) auf. Diese reflektierende Fläche (B) kann z. B. eine weiße reflektierende Beschichtung (B) sein, die im Offset-Verfahren auf den Lichtleiter (I) aufgedruckt sein kann.

Zur Befestigung des Lichtleiters (I) an einer hier nicht gezeigten Leiterplatte und zur Beabstandung des Lichtleiters (I) von dem LC-Display weist der Lichtleiter (I) Abstandselemente (A) auf, die hier beispielhaft schienenförmig ausgebildet sind.

Entsprechend der in Fig. 1 sichtbaren oberen gestrichelten Linie weist die dem LC-Display zugewandte Seite des Lichtleiters (I) mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche (F) einen abnehmenden Abstand von dem LC-Display auf, wodurch die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung des LC-Displays erhöht wird.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist die Lichteinkoppelfläche (F) plan ausgebildet, was zu einer besonders einfachen Ausführung des Lichtleiters (I) der Anzeigeeinrichtung führt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Lichtleiters (I) der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung. Auch in dieser Darstellung ist die Lichteinkoppelfläche (F), die hier beispielhaft plan ausgebildet ist, erkennbar. Ebenso sind die Abstandselemente (A), die hier beispielhaft an der Unterseite des Lichtleiters (I) als schienenförmige Elemente ausgebildet sind, dargestellt. In dieser Darstellung ist sehr gut die reflektierende Fläche (B) erkennbar, die hier beispielhaft als eine weiße Beschichtung (B) ausgebildet ist. Zur Vermeidung eines hellen Lichtpunkts bei der Ausleuchtung des LC-Displays wurde die reflektierende Fläche (B) hier beispielhaft nicht bis zu der Kante der Lichteinkoppelfläche ausgebildet, so daß die Reflexion in unmittelbarer Nähe der Lichteinkoppelfläche (F) vermindert wird.

Fig. 3 zeigt den Lichtleitkörper (I) in Verbindung mit dem mindestens einen Befestigungselement (E), das rahmenförmig ausgebildet ist, in einer Rückansicht. Das Befestigungselement (E) umschließt den Lichtleiter (I) rahmenförmig und läßt, wie hier nicht dargestellt, das LC-Display frei. Ebenso wird die Lichteinkoppelfläche (F) von dem Befestigungselement (E) frei gelassen. Die Abstandselemente (A) des Lichtleiters (I) dienen als Abstützung sowohl für das LC-Display als auch für das rahmenförmige Befestigungselement (E). Zur elektrischen Kontaktierung des hier nicht gezeigten LC-Displays ist zwischen dem Befestigungselement (E), dem Lichtleiter (I) und dem LC-Display eine Leitermatte (M) angeordnet. Die Leitermatte (M) verbindet das LC-Display elektrisch mit elektronischen oder elektrischen Ansteuerbauelementen auf einer Leiterplatte.

In Fig. 3 ist zudem die reflektierende Fläche (B) des Lichtleiters (I) dargestellt.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des mit dem Befestigungselement (E) verbundenen Lichtleiters (I). Aus der hier gewählten Darstellung sind Verbindungselemente (V) des Befestigungselements (E) erkennbar, über die das Befestigungselement (E) und der Lichtleiter (I) in der Öffnung einer hier nicht gezeigten Leiterplatte lagefest befestigt werden können. Die Verbindungselemente (V) sind hier als ausgestellte Lappen dargestellt, die nach der Montage maschinell oder von Hand verschränkt werden können und somit eine sichere feste Verbindung ermöglichen. Bei anderen Ausführungsformen können die Verbindungselemente (V) auch als Rastelemente zur selbstätigen Verrastung des Befestigungselements (E), mit z. B. einer Leiterplatte ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt eine Rückansicht der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung. Eine elektrische Leiterplatte (P), die elektrische und/oder elektronische Bauteile aufweist, weist eine Öffnung (O) auf, in der der Lichtleiter (I) über das Befestigungselement, das hier nicht gezeigt ist, angeordnet ist. Auf der Rückseite der Leiterplatte (P) sind hier beispielhaft zwei Lichtquellen (L) angebracht, die als Linsenlampen (L) ausgebildet sind und in einem vorgegebenen Abstand und Winkel zu der Lichteinkoppelfläche (F) des Lichtleiters (I) angeordnet sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch nur eine Linsenlampe (L) Verwendung finden.

Über die hier nicht gezeigten Abstandselemente des Lichtleiters (I) stützt sich der Lichtleiter (I) gegen den Rand der Öffnung (O) der Vorderseite der Leiterplatte (P), die hier nicht gezeigt ist, ab. Über ein hier nicht gezeigtes rahmenförmiges Befestigungselement wird das LC-Display, das hier ebenfalls nicht gezeigt ist, und der Lichtleiter (I) mit der Leiterplatte (P) fest verbunden. Die Verbindung erfolgt über Verbindungselemente (V) des hier nicht gezeigten Befestigungselements, die die Leiterplatte (P) durch Durchbrüche (U) durchragen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente (V) als ausgestellte Lappen eines aus Metall gefertigten Befestigungselements ausgebildet, die nach der Montage des Befestigungselements und des Lichtleiters (I) in der Öffnung (O) der Leiterplatte (P) maschinell oder manuell verschränkt werden und für eine sichere und einfache Montage sorgen. Aus der Fig. 5 ist die reflektierende Fläche (B) des Lichtleiters (I) erkennbar.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Lichtleiter (I) und das Befestigungselement (E). Der Lichtleiter (I) weist eine reflektierende Fläche (B) und sich gegen die Leiterplatte, die hier nicht gezeigt ist, abstützende Abstandselemente (A) auf. Zwischen den Abstandselementen (A), die hier beispielhaft schienenförmig ausgebildet sind, und dem rahmenförmig ausgebildeten Befestigungselement (E) ist das LC-Display (D) angeordnet. Das Befestigungselement (E) ist hier beispielhaft aus Metall gefertigt und weist Verbindungselemente (V) auf, die hier beispielhaft als ausgestellte Lappen ausgebildet sind, und zur Verbindung mit der hier nicht gezeigten Leiterplatte hier nicht gezeigte Durchbrüche der Leiterplatte durchragen und verschränkbar sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Befestigungselement (E) z. B. auch aus Kunststoff gefertigt sein und können die Verbindungselemente (V) als Rastelemente zur selbsttätigen Verrastung ausgebildet sein. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur farbigen Darstellung zwischen den Abstandselementen (A) des Lichtleiters (I) und dem LC-Display (D) ein Farbfilter (T) angeordnet. Zur elektrischen Kontaktierung des LC-Displays (D) ist zwischen dem Befestigungselement (E) und dem LC-Display (D) eine Leitermatte (M) angeordnet, die im Montagezustand elektrisch leitend das LC-Display (D) mit Leiterbahnen der Leiterplatte verbindet.

Claims (10)

1. Anzeigeeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem langen, schmalen LC-Display (D), mit mindestens einer Lichtquelle (L), mit einem langen, schmalen Lichtleiter (I), der eine Lichteinkoppelfläche (F) an seiner schmalen Stirnseite aufweist, dessen Materialstärke mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche (F) abnimmt und dessen dem LC-Display (D) abgewandte Seite eine reflektierende Fläche (B) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lichtquelle (L) eine Linsenlampe (L) ist, daß die Linsenlampe (L) auf einer Leiterplatte (P) angeordnet ist und daß das LC-Display (D) über mindestens ein Befestigungselement (E) mit Verbindungselementen (V) lagefest mit dem Lichtleiter (I) in einer Öffnung (O) der Leiterplatte (P) angeordnet und elektrisch kontaktiert ist.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Linsenlampe (L) auf der dem LC-Display (D) abgewandten Rückseite der Leiterplatte (P) angeordnet ist, daß der die Leiterplatte (P) durchragende Lichtleiter (I) sich an dem Rand der Öffnung der Vorderseite der Leiterplatte (P) abstützende Abstandselemente (A) aufweist, daß das mindestens eine Befestigungselement (E) rahmenförmig ausgebildet ist, daß zwischen dem Befestigungselement (E) und den Abstandselementen (A) des Lichtleiters (I), das LC-Display (D) angeordnet ist und daß die Verbindungselemente (V) des Befestigungselementes (E) die Leiterplatte (P) durch Durchbrüche (U) durchragen.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungselement (E) und dem LC-Display (D) eine Leitermatte (M) angeordnet ist.

4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abstandselementen (A) des Lichtleiters (I) und dem LC-Display (D) ein Farbfilter (T) angeordnet ist.

5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinkoppelfläche (F) plan ausgebildet ist.

6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichteinkoppelfläche (F) zwei Linsenlampen (L) zugeordnet sind.

7. Anzeigeeinrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der dem LC-Display (D) abgewandten Seite des Lichtleiters (I) durch einen Radius (R) bestimmt ist.

8. Anzeigeeinrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der dem LC-Display (D) abgewandten Seite des Lichtleiters (I) durch eine quadratische Funktion bestimmt ist.

9. Anzeigeeinrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der dem LC-Display (D) abgewandten Seite des Lichtleiters (I) durch eine Exponential-Funktion bestimmt ist.

10. Anzeigeeinrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem LC-Display (D) zugewandte Seite mit zunehmendem Abstand von der Lichteinkoppelfläche (F) einen abnehmenden Abstand von dem LC-Display (D) aufweist.