WO2016005051A1 - Beleuchtetes zeigerinstrument für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2016005051A1
WO2016005051A1 PCT/EP2015/001391 EP2015001391W WO2016005051A1 WO 2016005051 A1 WO2016005051 A1 WO 2016005051A1 EP 2015001391 W EP2015001391 W EP 2015001391W WO 2016005051 A1 WO2016005051 A1 WO 2016005051A1
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light
pointer
display device
steps
propagation
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PCT/EP2015/001391
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Matthias WUNDERLICH
Lutz Diederichs
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Audi Ag
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    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G12B11/04—Pointers; Setting-mechanisms therefor
    • G—PHYSICS
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
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    • G01D13/26—Pointers, e.g. settable pointer adapted to perform a further operation, e.g. making electrical contact
    • G01D13/265—Pointers which conduct light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/60—Structural details of dashboards or instruments
    • B60K2360/68—Features of instruments
    • B60K2360/698—Pointers of combined instruments
    • B60K2360/6992—Light conducting pointers

Definitions

  • the invention relates to a display device for a motor vehicle.
  • the display device is designed as a pointer instrument and has a pointer with a pointer flag, in which a transparent light guide emits light in a propagation direction towards a viewer.
  • pointer flags are typically used in gauges in which a particular value is to be marked within a circular scale.
  • instrument cluster '' it is, for example, a speedometer (speedometer) or speed display.
  • the pointer vane can be made, for example, of PMMA or a polycarbonate (PC) and have on a lower side a hot stamping foil which scatters light which propagates in the optical waveguide in the emission direction. Since the light guide is transparent, you can see in the dark, for example, a night ride, only the scattering hot stamping foil, which is recognized due to their scattering property only as a diffuse line. Therefore, it may take an undesirable amount of time for a driver to focus on the pointer when switching from the road to the instrument cluster.
  • PC polycarbonate
  • DE 10 2008 011 062 A1 describes a multicolor pointer for a measuring element which can generate at least two colors of light from a light source with a single color.
  • the light is colored by means of a foil.
  • a pointer for a display instrument which has the shape of an isosceles triangle in cross section, so that a color layer on the underside of different viewing directions
  • CONFIRMATION COPY can be seen on the pointer by refraction and total reflection of the radiation input in the pointer.
  • JP 6281751 A a pointer for a display instrument is known, in whose transparent material a fluorescent substance is mixed. A curved gutter scatters the fluorescent light into the environment.
  • the invention has for its object to provide in a display device of a motor vehicle a clearly perceptible in the dark pointer flag.
  • the invention provides a display device for a motor vehicle.
  • the display device has a pointer vane with a transparent light conductor which is designed to receive light propagating along a propagation direction from a light input device at a light entry side and to direct the light at a light exit side into a predetermined emission direction, ie towards a viewer. radiate.
  • the pointer vane has a particularly elongated optical fiber which extends in its longitudinal direction along the pointer vane from a pointer foot to a pointer tip.
  • the optical waveguide In the optical waveguide, light is irradiated at a light entrance side by the light coupling device, and the optical waveguide deflects the light toward the light emission direction, so that it exits again at its light exit side.
  • the light guide has a spreading side which is opposite the light exit side and has a plurality of steps. These steps are arranged offset to each other transversely or perpendicularly to the direction of propagation of the light, so that each stage of the light, which enters the light guide at the light entrance side, is irradiated independently of any other stage.
  • the display device has the advantage that now as a pointer flag no diffuse luminous line in the display device tion is to be seen, but a three-dimensional luminous object formed from the mutually offset, luminous stages. A driver can thus focus the pointer flag with much less effort.
  • the steps are also arranged one behind the other along the propagation direction, so that the steps as a whole form a cascade or staircase one after the other by their offset transversely to the direction of propagation and their arrangement along the propagation direction. This results in a particularly pronounced depth effect when viewing the pointer flag.
  • the steps have a rough surface structure and / or scattering elements integrated in a material of the light guide and / or a reflective, opaque coating and / or a fluorescent material.
  • a rough surface structure can be achieved, for example, by grinding the optical waveguide or by a correspondingly rough tool shape when creating the optical waveguide, for example by injection molding or embossing the optical waveguide.
  • a scattering body for example, granules of reflective bodies, such as mother of pearl, may be provided.
  • a reflective finish may be based on chromium or a lacquer, e.g. provided with white paint.
  • the fluorescent material may be integrated into the material of the light guide or applied to the surface of the light guide.
  • the steps preferably have an oblique position with respect to the propagation direction of the light on the one hand and the emission direction on the other hand.
  • a surface normal of the steps having a vector of the propagation direction preferably includes an angle which is in a range of 5 degrees to 85 degrees, particularly 5 degrees to 45 degrees.
  • the steps appear as depth offset, wide, luminous stripes in the pointer flag.
  • the display device With regard to the position of the light entry side and the orientation of the steps, there are two principal embodiments in the display device according to the invention, namely a lateral illumination on the one hand and a longitudinal illumination on the other hand.
  • the light guide entry side extends along a longitudinal extension direction of the pointer vane from a pointer foot to a pointer tip.
  • the pointer flag can be arranged a rotatably mounted pointer shaft. The pointer tip can be moved over a scale by turning the pointer shaft.
  • the light input device thus also extends on this longitudinal side of the pointer flag from the pointer foot to the pointer tip.
  • the light coupling device has a light-tight socket element, in which a propagation region is integrated, for example with an optical fiber.
  • the propagation area is open to the light entry side.
  • the light is thus distributed in the propagation region along the longitudinal extension direction of the pointer flag and enters the light guide laterally, that is to say perpendicularly to the longitudinal extension direction.
  • the propagation direction, along which the light enters the light guide is therefore perpendicular to the longitudinal direction. Accordingly, the steps extend along the longitudinal extension direction from the pointer foot to the pointer tip. This results in the advantage that light can be distributed in the light guide particularly homogeneous and thus the pointer flag shines particularly homogeneous.
  • an optical fiber is arranged in the propagation area and / or a wall of the socket element has a specular or light-scattering coating and / or a fluorescent material.
  • the reflective coating of the inside of the socket element can be achieved for example by chromium or a mirror foil.
  • Light-scattering coatings can be achieved for example by a lacquer, for example white color, or by roughening the surface.
  • the light is coupled in not only from one light entry side, but the light guide is designed to light propagating along a further propagation direction from another light input device on a further light entry side opposite the light entry side receive.
  • the light guide is designed to light propagating along a further propagation direction from another light input device on a further light entry side opposite the light entry side receive.
  • light can penetrate from both longitudinal sides of the light guide into this.
  • the spread side so the scaled towards the underside of the light guide mirror-symmetrical to the stages further steps provided that scatter the light, which enters through the other light entrance side, also towards the propagation direction.
  • the light can be transported or guided to the further light entry side through a further socket element.
  • the pointer flag is designed such that a light guide has on its two longitudinal sides in each case a socket element for scattering light in the longitudinal sides of the light guide.
  • the longitudinal illumination it is provided that the light entry side is formed on the pointer foot and the direction of propagation of the incoming light along the longitudinal extension of the pointer from the pointer foot to the pointer tip points.
  • the steps then extend perpendicular to the direction of longitudinal extension, that is to say transversely to the pointer vane.
  • an embodiment of the display device provides that the pointer is rotatably arranged with respect to a light source for the light by the light source is arranged adjacent to the pointer shaft of the pointer, so for example on a circuit board or board, which also has a motor may have to rotate the pointer shaft.
  • the light source is designed to emit the light along the pointer shaft, e.g. to radiate into a pointer cap.
  • the light coupling device can begin, which then leads the light to the light entrance side of the light guide.
  • the light may comprise, for example, one or more light-emitting diodes.
  • An alternative embodiment, which is not claimed separately, provides that the light source is located in the pointer cap itself.
  • the display device according to the invention is preferably designed as a combination instrument. It can also have more than one of the described pointer flags. Each pointer flag then belongs in particular to a pointer instrument of the display device.
  • the invention also includes a motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle according to the invention is characterized by at least one display device, which in each case represents an embodiment of the display device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a perspective view of a pointer of a display device of the motor vehicle of Fig. 1,
  • Fig. 3 is a schematic representation of another perspective
  • FIG. 2 is a schematic representation of a cross section of the pointer of FIG. 2, FIG.
  • Fig. 5 is a schematic representation of another cross section of the
  • Fig. 6 is a schematic representation of a longitudinal section of a pointer of an alternative embodiment of the display device according to the invention.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment in each case represent individual features of the invention which are to be considered independently of one another and which also extend the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention ,
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • a motor vehicle 10 is shown, which may be, for example, a motor vehicle, especially a passenger car, act.
  • the motor vehicle 10 may have a display device 12, which may be configured, for example, as an instrument cluster or as a display device of a dashboard of the motor vehicle 10.
  • the display device 12 may include a pointer instrument 14.
  • the pointer instrument 14 may be, for example, a tachometer or a speed indicator.
  • the pointer instrument 14 in this case displays a current value to be displayed on a scale (not shown) by means of a pointer 16.
  • the pointer 16 may include a pointer tab 18 and a pointer cap 20 and a pointer shaft 22.
  • the pointer shaft 22 may be rotatably connected to a shaft 24 of an electric motor 26, for example, be attached to the shaft 24.
  • the pointer shaft 22 and thus the entire pointer 16 can be rotated and thereby a pointer tip 30 of the pointer lug 18 can be aligned to a value of the scale.
  • a pointer foot 32 of the pointer vane 18 may be disposed in the pointer cap 20.
  • the motor 28 may be located on a printed circuit board 34.
  • the pointer cap 20 may be executed splash-white or painted and may be designed to cover a deflection of illumination for the pointer vane 18.
  • the illumination can be done by various options, preferably it is an illumination by means of one or more light-emitting diodes 36, which are arranged on an upper side of the printed circuit board 34, ie to the pointer 16 out.
  • the light-emitting diodes 36 then emit their light 38 towards the pointer cap 20, where it is then coupled into the pointer vane 18 and thereby the pointer vane 18 by means of deflection and / or reflection of the light 38 in an emission direction 40 away from the scale towards a viewer is emitted.
  • the distribution of the light 38 in the pointer vane 18 can be done by a lateral illumination, as explained in connection with FIG. 2 to FIG. 5.
  • An alternative is a longitudinal illumination, which will be explained in connection with FIG.
  • the lateral illumination provides that the pointer lug 18 has a transparent light guide 42 and a light-tight pointer sheath 44 which surrounds it laterally, transversely to the direction of propagation 40.
  • the light guide 42 may be made of PMMA or a polycarbonate, for example.
  • the pointer enclosure 44 may be a first version provide element 46 on one side and a second socket 48 on an opposite side of the light guide 42.
  • FIG. 3 the pointer 6 is shown from a perspective of the board 34, so the light emitting diodes 16 from.
  • the pointer foot 32 is defined toward the pointer tip 30.
  • the socket elements 46, 48 likewise extend in the longitudinal extension direction 50 from the pointer foot 32 to the pointer tip 30 and are arranged on opposite sides of the light guide 42, thus gripping the light guide 42 and thus forming a sandwich arrangement together with the light guide 42
  • Light emitting diodes 36 radiated light 38 can penetrate in the region of the pointer foot 32 in a respective propagation region 52, 54 of the socket elements 46, 48.
  • the propagation regions 52, 54 extend along the longitudinal extension direction 52 in the interior of the socket elements 46, 48, as illustrated by the cross-section in FIG. 4.
  • a possible position along the cross section along the pointer vane 18 is illustrated in FIGS. 3 and 4.
  • the propagation regions 52, 54 may, for example, be configured as chambers in which an optical fiber 56, 58 is arranged along the longitudinal extension direction 50 (shown in FIG. 4 as a vector in the drawing plane) can.
  • the light which has penetrated into the propagation regions 52, 54 at the pointer base 32 propagates in the optical fibers 56, 58 along the direction of longitudinal extension 50 and exits through openings 60, 62 of the propagation regions 52, 54 toward the light guide 52.
  • the light guide 42 has, in the region of the passage openings 60, 62, in each case a light entry side 64, 66, through which the light 38 penetrates into the light guide 42 along a respective propagation direction 68, 70.
  • the optical waveguide 42 has two stepped, cascaded regions 76, 78 within the pointer vane 18 on a diffuser side 74 opposite the light exit side 72.
  • the stepped areas 76, 78 may be designed such that they are visible to the respective observer by means of a structure 84 located on edges or steps 80, 82 as soon as they are illuminated by means of the light 38.
  • the effect that results creates a three-dimensional image for the viewer and creates a depth effect within the pointer vane 18.
  • the depth effect is on the one hand by the structuring 84 and on the other hand by a slight inclination of the end portions of the cascades 76, 78, so the stages 80, 82, generated.
  • the steps 80, 82 are offset transversely to the direction of propagation 68, 70 of the light 38 which illuminates them, that is, one above the other in FIG. 4.
  • the steps 80, 82 are also arranged one behind the other along the respective propagation direction 68, 70, ie, laterally relative to one another in FIG. 4, the steps 80, 82 each form a staircase leading to the direction of propagation 40.
  • FIG. 5 shows for a stage 80 its normal vector 86 of the step level.
  • the step vector 86 includes with the associated propagation direction 68 an angle 88 which is greater than 0 degrees.
  • the optical fibers 56, 58 they are covered by the light-tight pointer sheath 44. It is possible to dispense with even a pointer cap 20 or to integrate the pointer cap 20 in the component of the pointer sheath 44.
  • FIG. 6 shows that the light entry surface 64 is arranged on the pointer foot 32 of the pointer vane 42 and the light 38 reaches the light entry surface 64 via a pointer cap 20, which represents a light guide device in this case, and along the longitudinal extension direction 50 of FIG Pointer flag 42 penetrates into the material of the pointer flag.
  • stages 80 which may likewise have the described structure 84, the light at the scattering side 74 of the pointer vane 42 can be refracted in the direction of the emission direction 40, so that the light 38 exits the light conductor 42 on the light exit side 72 in the direction of the observer.
  • no pointer enclosure 44 is necessary for distributing the light. The light coupling takes place below the pointer cap.
  • the example shows how by the invention a 3-dimensional representation of pointer instruments in the instrument cluster by gradation or cascades and structuring within the pointer flag can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (12) für ein Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Zeigerfahne (18) mit einem transparenten Lichtleiter (42), der dazu ausgelegt ist, an einer Lichteintrittsseite (64) sich entlang einer Ausbreitungsrichtung (68) ausbreitendes Licht (38) von einer Lichteinkoppeleinrichtung (20, 46) zu empfangen und das Licht (38) an einer Lichtaustrittsseite (72) in eine Abstrahlrichtung (40) abzustrahlen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Anzeigevorrichtung (12) eine im Dunkeln deutlich wahrnehmbare Zeigerfahne (18) bereitzustellen. Der Lichtleiter (42) weist hierzu eine der Lichtaustrittsseite (72) gegenüberliegende Streuseite (74) auf, die mehrere quer zur Ausbreitungsrichtung (68) zueinander versetzt angeordnete Stufen (80) aufweist.

Description

Beleuchtetes Zeigerinstrument für ein Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Anzeigevorrichtung ist als Zeigerinstrument ausgestaltet und weist einen Zeiger mit einer Zeigerfahne auf, bei welcher ein transparenter Lichtleiter Licht in eine Ausbreitungsrichtung zu einem Betrachter hin abstrahlt. Solche Zeigerfahnen werden typischerweise in Anzeigeinstrumenten verwendet, in denen innerhalb einer kreisförmigen Skale ein bestimmter Wert markiert werden soll. Insbesondere bei Kombiinstrumenten handelt es sich ''dabei beispielsweise um eine Geschwindigkeitsanzeige (Tachometer) oder Drehzahlanzeige. Um eine Zeigerfahne mit transparentem Lichtleiter zu er- halten, kann die Zeigerfahne beispielsweise aus PMMA oder einem Polycarbonat (PC) gefertigt sein und an einer Unterseite eine Heißprägefolie aufweisen, welche Licht, das sich in dem Lichtleiter ausbreitet, in die Abstrahlrichtung streut. Da der Lichtleiter transparent ist, sieht man in der Regel im Dunkeln, beispielsweise bei einer Nachtfahrt, lediglich die streuende Heißprägefolie, die aufgrund ihrer streuenden Eigenschaft nur als diffuser Strich erkannt wird. Daher kann es einem Fahrer unerwünscht viel Zeit benötigen, um bei einem Blickwechsel von dem Straßengeschehen hin zum Kombiinstrument die Zei- gerfahne zu fokussieren.
Aus der DE 10 2008 011 062 A1 ist ein mehrfarbiger Zeiger für ein Messelement beschrieben, der mindestens zwei Farben von Licht aus einer Lichtquelle mit einer einzigen Farbe erzeugen kann. Das Licht wird mittels einer Folie gefärbt.
Aus der DE 36 28 540 A1 ist ein Zeiger für ein Anzeigeinstrument bekannt, der im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist, sodass eine Farbschicht auf der Unterseite aus verschiedenen Blickrichtungen
BESTÄTIGUNGSKOPIE auf den Zeiger durch Brechung und Totalreflexion des Strahleneingangs im Zeiger zu sehen ist.
Aus der JP 6281751 A ist ein Zeiger für ein Anzeigeinstrument bekannt, in dessen transparentes Material ein fluoreszierender Stoff gemischt ist. Eine gekurvte Rinne streut das Fluoreszenzlicht in die Umgebung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs eine im Dunkeln deutlich wahrnehmbare Zeigerfahne bereit- zustellen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
Durch die Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Anzeigeeinrichtung weist eine Zeigerfahne mit einem transparenten Lichtleiter auf, der dazu ausgelegt ist, an einer Lichteintrittsseite Licht, das sich entlang einer Ausbreitungsrichtung ausbreitet, von einer Lichteinkoppeleinrichtung zu empfangen und das Licht an einer Lichtaustrittsseite in eine vorbestimmte Abstrahlrichtung, also zu einem Betrachter hin, abzustrahlen. Mit anderen Worten weist die Zeigerfahne einen insbesondere länglich geformten, sich in seiner Längserstreckungsrichtung entlang der Zeigerfahne von einem Zeigerfuß hin zu einer Zeigerspitze erstre- ckenden Lichtleiter auf. In den Lichtleiter wird durch die Lichtkoppeleinrichtung Licht an einer Lichteintrittsseite eingestrahlt, und der Lichtleiter lenkt das Licht zur Lichtabstrahlrichtung hin um, so dass es an seiner Lichtaustrittsseite wieder austritt. Für das Umlenken oder Streuen des Lichtes ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Lichtleiter eine der Lichtaustrittsseite gegenüberliegende Streuseite aufweist, die mehrere Stufen aufweist. Diese Stufen sind quer oder senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts zueinander versetzt angeordnet, sodass also jede Stufe von dem Licht, das an der Lichteintrittsseite in den Lichtleiter eintritt, unabhängig von jeder anderen Stufe angestrahlt wird.
Durch die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung ergibt sich der Vorteil, dass nun als Zeigerfahne kein diffuser leuchtender Strich in der Anzeigevorrich- tung zu sehen ist, sondern ein aus den versetzt zueinander angeordneten, leuchtenden Stufen gebildetes dreidimensionales leuchtendes Objekt. Ein Fahrer kann so mit weitaus weniger Anstrengung die Zeigerfahne fokussie- ren.
Besonders bevorzugt sind die Stufen auch entlang der Ausbreitungsrichtung hintereinander angeordnet, sodass die Stufen insgesamt durch ihren Versatz quer zur Ausbreitungsrichtung und ihre Anordnung entlang der Ausbreitungsrichtung hintereinander eine Kaskade oder Treppe bilden. Hierdurch ergibt sich eine besonders ausgeprägte Tiefenwirkung beim Betrachten der Zeigerfahne.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Stufen eine raue Oberflächenstruktur und/oder in ein Material des Lichtleiters integrierte Streukörper und/oder eine reflektierende, opake Lackierung und/oder ein fluoreszierendes Material aufweisen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Stufen besonders hell erscheinen, da sie besonders viel Licht in die Abstrahlrichtung umleiten. Eine raue Oberflächenstruktur kann beispielsweise durch Schleifen des Lichtleiters oder durch eine entsprechend raue Werkzeugform beim Er- zeugen des Lichtleiters beispielsweise durch Spritzgießen oder Prägen des Lichtleiters erzielt werden. Als Streukörper kann beispielsweise ein Granulat aus reflektierenden Körpern, beispielsweise Perlmutt, vorgesehen sein. Eine reflektierende Lackierung kann beispielsweise auf der Basis von Chrom oder einen Lack, z.B. mit weißer Farbe, bereitgestellt werden. Das fluoreszierende Material kann in das Material des Lichtleiters integriert sein oder auf die Oberfläche des Lichtleiters aufgetragen sein.
Bevorzugt weisen die Stufen eine Schrägstellung bezüglich der Ausbreitungsrichtung des Lichts einerseits und der Abstrahlrichtung andererseits auf. Mit anderen Worten schließt eine Flächennormale der Stufen mit einem Vektor der Ausbreitungsrichtung bevorzugt einen Winkel ein, der in einem Bereich von 5 Grad bis 85 Grad, insbesondere 5 Grad bis 45 Grad, liegt. Hierdurch erscheinen die Stufen als tiefenversetzte, breite, leuchtende Streifen in der Zeigerfahne.
In Bezug auf die Lage der Lichteintrittsseite und der Ausrichtung der Stufen gibt es bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung zwei prinzipielle Ausgestaltungen, nämlich eine seitliche Ausleuchtung einerseits und eine längsgerichtete Ausleuchtung andererseits. Bei der seitlichen Ausleuchtung ist vorgesehen, dass sich die Lichtleitein- trittsseite entlang einer Längserstreckungsrichtung der Zeigerfahne von einem Zeigerfuß bis zu einer Zeigerspitze erstreckt. Am Zeigerfuß kann die Zeigerfahne einem drehbar gelagerten Zeigerschaft angeordnet sein. Die Zeigerspitze kann durch Drehen des Zeigerschaftes über eine Skale bewegt werden. Die Lichteinkoppeleinrichtung erstreckt sich damit ebenfalls an dieser Längsseite der Zeigerfahne vom Zeigerfuß bis zur Zeigerspitze. Die Lichteinkoppeleinrichtung weist dabei ein lichtdichtes Fassungselement auf, in welches ein Ausbreitungsbereich z.B. mit einer Lichtleitfaser integriert ist. Der Ausbreitungsbereich ist zur Lichteintrittsseite hin offen. Das Licht wird also in dem Ausbreitungsbereich entlang der Längserstreckungsrichtung der Zeigerfahne verteilt und tritt seitlich, also senkrecht zur Längserstreckungsrichtung, in den Lichtleiter ein. Die Ausbreitungsrichtung, entlang welcher das Licht in den Lichtleiter eintritt, steht also senkrecht zur Längserstreckungsrichtung. Entsprechend erstrecken sich die Stufen entlang der Längserstreckungsrichtung vom Zeigerfuß bis zur Zeigerspitze. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Licht in dem Lichtleiter besonders homogen verteilt werden kann und hierdurch die Zeigerfahne besonders homogen leuchtet.
Um in dem Ausbreitungsbereich innerhalb des Fassungselements das Licht zu verteilen, sieht eine Weiterbildung vor, dass in dem Ausbreitungsbereich eine Lichtleitfaser angeordnet ist und/oder eine Wandung des Fassungselements eine spiegelnde oder lichtstreuende Beschichtung und/oder ein fluo- reszierendes Material aufweist. Die spiegelnde Beschichtung der Innenseite des Fassungselements kann beispielsweise durch Chrom oder eine Spiegelfolie erreicht werden. Lichtstreuende Beschichtungen können beispielsweise durch einen Lack, beispielsweise weiße Farbe, erreicht werden oder durch Aufrauen der Oberfläche. Die Weiterbildungen ermöglichen es, besonders verlustarm das Licht von einer Lichtquelle in den Lichtleiter der Zeigerfahne zu transportieren.
Bei der seitlichen Ausleuchtung gibt es eine besonders bevorzugte Ausführungsform, bei welcher das Licht nicht nur von einer Lichteintrittsseite her eingekoppelt wird, sondern der Lichtleiter dazu ausgelegt ist, an einer der Lichteintrittsseite gegenüberliegenden weiteren Lichteintrittsseite sich entlang einer weiteren Ausbreitungsrichtung ausbreitendes Licht von einer weiteren Lichteinkoppeleinrichtung zu empfangen. Mit anderen Worten kann also Licht von beiden Längsseiten des Lichtleiters her in diesen eindringen. Es sind an der Streuseite, also der zur Skale hin gewandten Unterseite des Lichtleiters, spiegelsymmetrisch zu den Stufen weitere Stufen bereitgestellt, die das Licht, was durch die weitere Lichteintrittsseite eintritt, ebenfalls hin zur Ausbreitungsrichtung streuen. Das Licht kann zu der weiteren Lichtein- trittsseite durch ein weiteres Fassungselement transportiert oder geführt werden. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform die Zeigerfahne derart ausgestaltet, dass ein Lichtleiter an seinen beiden Längsseiten jeweils ein Fassungselement zum Einstreuen von Licht in die Längsseiten des Lichtleiters aufweist.
Bei der zweiten Ausleuchtungstechnik, der längsgerichteten Ausleuchtung, ist vorgesehen, dass die Lichteintrittsseite an dem Zeigerfuß ausgebildet ist und die Ausbreitungsrichtung des eintretenden Lichts entlang der Längserstreckung des Zeigers vom Zeigerfuß zur Zeigerspitze hin weist. Entspre- chend erstrecken sich dann die Stufen senkrecht zur Längserstreckungsrich- tung, also quer zur Zeigerfahne. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die Zeigerfahne in ihrer gesamten Breite ausgeleuchtet werden kann, da kein lichtdichtes Fassungselement zum Führen des Lichtes nötig ist.
In Bezug auf das Erzeugen des Lichtes sieht eine Ausführungsform der Anzeigevorrichtung vor, dass der Zeiger bezüglich einer Lichtquelle für das Licht drehbar angeordnet ist, indem die Lichtquelle neben dem Zeigerschaft des Zeigers angeordnet ist, also beispielsweise auf einer Leiterplatte oder Platine, welche auch einen Motor zum Drehen des Zeigerschaftes aufweisen kann. Die Lichtquelle ist dabei dazu ausgelegt, das Licht entlang des Zeigerschaftes z.B. in eine Zeigerkappe abzustrahlen. In der Zeigerkappe kann die Lichteinkoppeleinrichtung beginnen, die das Licht dann hin zu der Lichteintrittsseite des Lichtleiters führt. Das Licht kann beispielsweise eine oder meh- rere Leuchtdioden umfassen. Eine alternative Ausführungsform, die nicht separat beansprucht ist, sieht vor, dass die Lichtquelle in der Zeigerkappe selbst angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ist bevorzugt als Kombiinstru- ment ausgestaltet. Sie kann auch mehr als eine der beschriebenen Zeigerfahnen aufweisen. Jede Zeigerfahne gehört dann insbesondere zu einem Zeigerinstrument der Anzeigevorrichtung. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, welches bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist gekennzeichnet durch mindestens eine Anzeigevorrichtung, welche jeweils eine Ausführungsform der erfindungsge- mäßen Anzeigevorrichtung darstellt.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Zeigers einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs von Fig. 1 ,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren perspektivischen
Ansicht des Zeigers von Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Zeigers von Fig. 2,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Querschnitts des
Zeigers von Fig. 2, und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Zeigers einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander wei- terbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Anzeigevorrichtung 12 aufweisen, die beispielsweise als Kombiinstrument oder als Anzeigeeinrichtung eines Arma- turenbretts des Kraftfahrzeugs 10 ausgestaltet sein kann. Die Anzeigevorrichtung 12 kann ein Zeigerinstrument 14 aufweisen. Das Zeigerinstrument 14 kann beispielsweise ein Tachometer oder eine Drehzahlanzeige sein. Das Zeigerinstrument 14 zeigt hierbei einen aktuellen anzuzeigenden Wert auf einer (nicht dargestellten) Skale mittels eines Zeigers 16 an. Der Zeiger 16 kann eine Zeigerfahne 18 und eine Zeigerkappe 20 und einen Zeigerschaft 22 aufweisen. Der Zeigerschaft 22 kann mit einer Welle 24 eines Elektromotors 26 drehfest verbunden sein, beispielsweise auf die Welle 24 aufgesteckt sein. Durch Drehen der Welle 24 mittels des Motors 28 kann der Zeigerschaft 22 und damit der gesamte Zeiger 16 gedreht und hierdurch eine Zei- gerspitze 30 der Zeigerfahne 18 auf einen Wert der Skale ausgerichtet werden. Ein Zeigerfuß 32 der Zeigerfahne 18 kann in der Zeigerkappe 20 angeordnet sein. Der Motor 28 kann sich auf einer Leiterplatine 34 befinden. Die Zeigerkappe 20 kann spritzblank oder lackiert ausgeführt sein und kann dazu ausgelegt sein, eine Umlenkung einer Ausleuchtung für die Zeigerfahne 18 zu überdecken. Die Ausleuchtung kann durch verschiedene Möglichkeiten erfolgen, bevorzugt handelt es sich um eine Ausleuchtung mittels einer oder mehrerer Leuchtdioden 36, die auf einer Oberseite der Leiterplatine 34, also zum Zeiger 16 hin, angeordnet sind. Die Leuchtdioden 36 strahlen dann ihr Licht 38 zur Zeigerkappe 20 hin ab, wo es dann in die Zeigerfahne 18 hin eingekoppelt wird und hierdurch die Zeigerfahne 18 mittels Umlenkung und/oder Reflexion des Lichts 38 in eine Abstrahlrichtung 40 von der Skale weg zu einem Betrachter hin abgestrahlt wird.
Das Verteilen des Lichts 38 in der Zeigerfahne 18 kann durch eine seitliche Ausleuchtung erfolgen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 bis Fig. 5 erläutert ist. Eine Alternative stellt eine längsgerichtete Ausleuchtung dar, die im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert werden wird.
Die seitliche Ausleuchtung sieht, wie in Fig. 2 dargestellt, vor, dass die Zei- gerfahne 18 einen transparenten Lichtleiter 42 und eine diesen seitlich, quer zur Ausbreitungsrichtung 40, umgebende lichtdichte Zeigerumhüllung 44 aufweist. Der Lichtleiter 42 kann beispielsweise aus PMMA oder einem Poly- karbonat gefertigt sein. Die Zeigerumhüllung 44 kann ein erstes Fassungs- element 46 auf einer Seite und ein zweites Fassungselement 48 auf einer gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters 42 bereitstellen.
In Fig. 3 ist der Zeiger 6 aus einer Perspektive von der Platine 34, also den Leuchtdioden 16 aus, dargestellt. Der Zeigerfuß 32 ist hin zur Zeigerspitze 30 definiert. Die Fassungselemente 46, 48 erstrecken sich ebenfalls in die Längserstreckungsrichtung 50 vom Zeigerfuß 32 zur Zeigerspitze 30 und sind an gegenüberliegenden Seiten des Lichtleiters 42 angeordnet, fassen also den Lichtleiter 42 ein und bilden also eine Sandwichanordnung zusam- men mit dem Lichtleiter 42. Das von den Leuchtdioden 36 abgestrahlte Licht 38 kann im Bereich des Zeigerfußes 32 in einen jeweiligen Ausbreitungsbereich 52, 54 der Fassungselemente 46, 48 eindringen. Die Ausbreitungsbereiche 52, 54 erstrecken sich entlang der Längserstreckungsrichtung 52 im Inneren der Fassungselemente 46, 48, wiefanhand des Querschnitts in Fig. 4 veranschaulicht ist. Eine mögliche Lage entlang des Querschnitts entlang der Zeigerfahne 18 ist in Fig. 3 und Fig. 4 veranschaulicht.
In dem Querschnitt von Fig. 4 ist gezeigt, dass die Ausbreitungsbereiche 52, 54 beispielsweise als Kammern ausgestaltet sein können, in welche ein sich entlang der Längserstreckungsrichtung 50 (in Fig. 4 als in die Zeichenebene weisender Vektor dargestellt) Lichtleitfaser 56, 58 angeordnet sein können. Das am Zeigerfuß 32 in die Ausbreitungsbereiche 52, 54 eingedrungene Licht breitet sich in den Lichtleitfasern 56, 58 entlang der Längserstreckungsrichtung 50 aus und tritt dabei durch Durchtrittsöffnungen 60, 62 der Ausbrei- tungsbereiche 52, 54 zu dem Lichtleiter 52 hin aus. Der Lichtleiter 42 weist im Bereich der Durchtrittsöffnungen 60, 62 jeweils eine Lichteintrittsseite 64, 66 auf, durch welche das Licht 38 entlang einer jeweiligen Ausbreitungsrichtung 68, 70 in den Lichtleiter 42 eindringt. Der Lichtleiter 42 weist an einer der Lichtaustrittsseite 72 gegenüberliegenden Streuseite 74 zwei gestufte, kaskadenförmige Bereiche 76, 78 innerhalb der Zeigerfahne 18 auf. Die abgestuften Bereiche 76, 78 können so ausgeführt sein, dass diese mittels einer sich an Kanten oder Stufen 80, 82 befindlichen Struktur 84 für den jeweiligen Betrachter sichtbar werden, sobald die- se mittels des Lichts 38 angestrahlt werden. Der Effekt, der dabei entsteht, erzeugt ein dreidimensionales Bild für den Betrachter und lässt eine Tiefenwirkung innerhalb der Zeigerfahne 18 aufkommen. Die Tiefenwirkung wird dabei einerseits durch die Strukturierung 84 und andererseits durch eine leichte Schrägstellung der Endbereiche der Kaskaden 76, 78, also der Stufen 80, 82, erzeugt. Die Stufen 80, 82 sind quer zur Ausbreitungsrichtung 68, 70 des sie anstrahlenden Licht 38 nebeneinander versetzt, also in Fig. 4 übereinander. Die Stufen 80, 82 sind auch entlang der jeweiligen Ausbreitungsrichtung 68, 70 hintereinander angeordnet, also in Fig. 4 seitlich zueinander, die Stufen 80, 82 bilden jeweils eine zur Ausbreitungsrichtung 40 führende Treppe.
Die Schrägstellung ist im Zusammenhang mit Fig. 5 noch einmal erläutert. Fig. 5 zeigt für eine Stufe 80 deren normalen Vektor 86 der Stufenebene. Der Stufenvektor 86 schließt mit der zugehörigen Ausbreitungsrichtung 68 einen Winkel 88 ein, der größer als 0 Grad ist.
Die Ausleuchtung mittels der Lichtleitfasern 56, 58 oder allgemein der Ausbreitungsbereiche 52, 54, die sich seitlich an dem Lichtleiter 42 befinden, wird das Licht 38 in die Längserstreckungsrichtung 50 entlang des Lichtleiters 42 verteilt und kann so in den Lichtleiter 42 eindringen und diesen homogen mit Licht ausleuchten. Zur Überdeckung der Lichtleitfasern 56, 58 sind diese durch die lichtdichte Zeigerumhüllung 44 überdeckt. Dabei ist es möglich, sogar auf eine Zeigerkappe 20 zu verzichten oder die Zeigerkappe 20 in das Bauteil der Zeigerumhüllung 44 zu integrieren.
In Fig. 6 ist die längsgerichtete Ausleuchtung veranschaulicht. In Fig. 6 sind für funktionsgleiche Elemente dieselben Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet. In Fig. 6 ist gezeigt, dass die Lichteintrittsflä- che 64 am Zeigerfuß 32 der Zeigerfahne 42 angeordnet ist und das Licht 38 beispielsweise über eine Zeigerkappe 20, die eine Lichtleiteinrichtung in diesem Fall darstellt, hin zur Lichteintrittsfläche 64 gelangt und entlang der Längserstreckungsrichtung 50 der Zeigerfahne 42 in das Material der Zeigerfahne eindringt. An Stufen 80, die ebenfalls die beschriebene Struktur 84 aufweisen können, kann das Licht an der Streuseite 74 der Zeigerfahne 42 in Richtung zur Abstrahlrichtung 40 gebrochen werden, sodass das Licht 38 an der Lichtaustrittsseite 72 in Richtung zum Betrachter hin aus dem Lichtleiter 42 austritt. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Zeiger ist keine Zeigerumfassung 44 zum Verteilen des Lichts nötig. Die Lichteinkopplung erfolgt unterhalb der Zeigerkappe.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine 3-dimensionale Darstellung von Zeigerinstrumenten im Kombiinstrument mittels Abstufung oder Kaskaden und Strukturierung innerhalb der Zeigerfahne erreicht werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Anzeigevorrichtung (12) für ein Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Zeigerfahne (18) mit einem transparenten Lichtleiter (42), der dazu ausgelegt ist, an einer Lichteintrittsseite (64) sich entlang einer Ausbreitungsrichtung (68) ausbreitendes Licht (38) von einer Lichteinkoppeleinrichtung (20, 46) zu empfangen und das Licht (38) an einer Lichtaustrittsseite (72) in eine Abstrahlrichtung (40) abzustrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass
der Lichtleiter (42) eine der Lichtaustrittsseite (72) gegenüberliegende, mehrere quer zur Ausbreitungsrichtung (68) zueinander versetzt angeordnete Stufen (80) aufweisende Streuseite (74) aufweist.
2. Anzeigevorrichtung (12) nach Anspruch 1 , wobei die Stufen (80) entlang der Ausbreitungsrichtung (68) hintereinander angeordnet sind, so dass die Stufen (80) eine Kaskade (76) bilden.
3. Anzeigevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stufen (80) eine raue Oberflächenstruktur (84) und/oder in ein Material des Lichtleiters (42) integrierte Streukörper (84) und/oder eine reflektierende Lackierung (84) und/oder ein fluoreszierendes Material (84) aufweisen.
4. Anzeigevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine jeweilige Flächennormale (86) der Stufen (80) mit einem Vektor der Ausbreitungsrichtung (68) einen Winkel (88) einschließt, der in einem Bereich von 5° bis 85°, insbesondere 5° bis 45°, liegt.
5. Anzeigevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Lichteintrittsseite (64) entlang einer Längserstreckungs- richtung (50) der Zeigerfahne (18) von einem Zeigerfuß (32) bis zu einer Zeigerspitze (30) erstreckt und die Lichteinkoppeleinrichtung (46) ein lichtdichtes, an der Lichteintrittsseite (64) angeordnetes und einen zur Lichteintrittsseite (64) hin offenen transparenten Ausbreitungsbereich (52) umgebendes Fassungselement (46) aufweist.
6. Anzeigevorrichtung (12) nach Anspruch 5, wobei in dem Ausbreitungsbereich (52) eine Lichtleitfaser (56) angeordnet ist und/oder eine Wandung des Fassungselements (46) eine spiegelnde oder lic tstnöü^ende Oberflä- che und/oder ein fluoreszierendes Material aufweist.
7. Anzeigevorrichtung (12) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Lichtleiter (42) dazu ausgelegt ist, an einer der Lichteintrittsseite (64) gegenüberlie- genden weiteren Lichteintrittsseite (66) sich entlang einer weiteren Ausbreitungsrichtung (70) ausbreitendes Licht (38) von einer weiteren Lichteinkoppeleinrichtung (48) zu empfangen und an der Streuseite (74) spiegelsymmetrisch zu den Stufen (80) weitere Stufen (82) bereitgestellt sind.
8. Anzeigevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichteintrittsseite (64) an einem Zeigerfuß (32) angeordnet ist und die Ausbreitungsrichtung (68) entlang einer Längserstreckung (50) der Zeigerfahne (18) vom Zeigerfuß (32) zu einer Zeigerspitze (30) weist.
9. Anzeigevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zeigerfahne (18) bezüglich einer Lichtquelle (36) für das Licht (38) drehbar angeordnet ist, indem die Lichtquelle (36) neben einem die Zeigerfahne (18) tragenden Zeigerschaft (22) angeordnet und das Licht (38) entlang des Zeigerschaftes (22) abzustrahlen ausgelegt ist.
10. Kraftfahrzeug (10) mit mindestens einer Anzeigevorrichtung (12) nach jeweils einem der vorhergehenden Ansprüche.
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