WO2010102777A1

WO2010102777A1 - Anzeigevorrichtung für ein fahrzeug und verfahren zur herstellung der anzeigevorrichtung

Info

Publication number: WO2010102777A1
Application number: PCT/EP2010/001447
Authority: WO
Inventors: Peter Brandt; Heiko Charle; Wilfried Schulz
Original assignee: Gm Global Technology Operations, Inc.
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-09-16
Also published as: CN102422189A; US20120002442A1; DE102009011948A1; GB201114971D0; GB2480577A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (1-5) für ein Fahrzeug (7) und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung (1-5). Die Anzeigevorrichtung (1-5) weist einen Anzeigeschirm (8) und eine Hintergrundbeleuchtung (9) auf. Auf dem Anzeigeschirm (8) sind beleuchtete Zeichen (11-17) angeordnet, abgebildet oder aktiviert. Die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeschirms (8) weist Leuchtmittel (18) auf, die Licht in einen Lichtleiterkörper (19) emittieren. Der Lichtleiterkörper (19) ist an einer Rückseite (20) des Anzeigeschirms (8) angeordnet. Dabei weist der Lichtleiterkörper (19) eine Lichtleiterplatte (21) aus einer optisch transparenten Kunststoffmasse (22) auf, in der optisch nicht transparente Trennwände (23) für optisch voneinander abgeschirmte Lichtleiterzonen (24-30) des Lichtleiterkörpers (8) eingebracht sind.

Description

4. März 2010 P008619-WO-PCT /ST

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrich- tung. Die Anzeigevorrichtung weist einen Anzeigeschirm und eine Hintergrundbeleuchtung auf. Auf dem Anzeigeschirm sind beleuchtete Zeichen angeordnet, abgebildet oder aktiviert. Die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeschirms weist Leuchtmittel auf, die Licht in einen Lichtleiterkörper emittieren. Der Lichtleiterkörper ist an einer Rückseite des Anzeigeschirms angeordnet. Dabei weist der Lichtleiterkörper eine Lichtleiterplatte aus einer optisch transparenten Kunststoffmasse auf.

Aus der Druckschrift DE 10 2005 045 692 Al ist eine monochrome Anzeigevorrichtung bekannt, die einen Anzeigeschirm aufweist und eine für ein Hinterleuchten des Anzeigeschirms vorgesehene Hintergrundbeleuchtung. Die Hintergrundbeleuchtung weist eine Lichtquelle mit einer ersten Farbe sowie eine Lichtquelle mit einer zweiten Farbe auf. Dazu ist mit der ersten Lichtquelle ein erster Lichtleiter gekoppelt und mit der zweiten Lichtquelle ist ein zweiter Lichtleiter gekoppelt. Die beiden Lichtleiter sind derart dicht nebeneinander, hinter dem Anzeigeschirm der Anzeigevorrichtung angeordnet, dass sie die gesamte Anzeige flächenhaft und einen dem ersten Lichtleiter zugeordneten Bereich der Anzeige mit der ersten Farbe und einen dem zweiten Lichtleiter zugeordneten Bereich der Anzeige mit der zweiten Farbe hinterleuchtet. Eine derartige Anzeigevorrichtung hat den Nachteil, dass für eine Mehrzahl von farblich unterschiedlich beleuchteten Bereichen eine Mehrzahl von einzelnen Lichtleitern erforderlich -ist, die mit den entsprechenden Farben oder Farbfilter aufweisenden Lichtquellen zu verbinden sind. Diese Aneinanderreihung von einer Mehrzahl von Lichtleitern ist kostenintensiv und führt zu einem komplexen Aufbau der dicht nebeneinander angeordneten Lichtleiter, die dann mit einer jeweils un- terschiedlichen Farbe beleuchtet werden können. Das Abtrennen der einzelnen Beleuchtungsbereiche bzw. der einzelnen Lichtleiter erfordert eine Mindestbreite, um ein Überleuchten der jeweils anderen Farbe zu verhindern. Dabei müssen diese Abtrennungen möglichst nahe an die Unterseite des Anzeige- schirms heranragen, um die einzelnen Bereiche lichtdicht abzuschotten. Dabei ist es von Nachteil, dass die Abtrennungen unter Umständen auf dem Anzeigeschirm sichtbar werden.

Eine derartige aus dem Stand der Technik bekannte Anzeigevor- richtung 6 zeigen die Figuren 9A, 9B und 9C im Detail. Dabei ist 9A eine schematische Darstellung eines Anzeigeschirms 8, der strukturierte transparente Öffnungen 41 bis 47 aufweist, wobei die strukturierten transparenten Öffnungen 41 bis 45 die Stellungen eines Gangschaltungswahlhebels im Automatik Modus als hintergrundbeleuchtete Zeichen 11 bis 15 sind. Bei automatischem Schaltbetrieb leuchten diese in den transparenten Öffnungen 41 bis 45 angeordneten Zeichen beispielsweise grün auf, während die Zeichen 16 und 17, die für ein manuelles Schalten der Gänge in nächst höhere mit dem hintergrund- beleuchteten Zeichen 16 oder in nächst niedrigere mit dem hintergrundbeleuchteten Zeichen 17 gekennzeichnet werden, rot aufleuchten. Wird jedoch der Schalthebel nicht im Automatikbereich betrieben, sondern im manuellen Schaltbereich, so leuchten die Zeichen 16 und 17 in dem Anzeigeschirm 8 grün auf, während die Automatikzeichen 11 bis 15 rot strahlen.

Dazu zeigt Figur 9B schematisch einen Teilbereich einer Lichtleiterplatte 21 einer Hintergrundbeleuchtung 9, wobei die Lagen der Zeichen 14 bis 17 durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Um die unterschiedliche Farbgebung und auch das Umschalten der Farben zu erläutern, zeigt Figur 9C einen schematischen Schnitt durch die Anzeigevorrichtung 6 gemäß dem Stand der Technik. Die Lichtleiterplatte 21 ist von metallisch beschichteten Seitenbereichen 51 und 52 seitlich begrenzt und wird von dem Anzeigeschirm 8 bedeckt, der strukturierte, mit einer transparenten Kunststoffmasse 22 gefüllte Öffnungen 45 und 46 aufweist, durch die Licht austreten kann. Die Lichtleiterplatte 21 ist aus einer transparenten Kunststoffmasse 22 hergestellt, die von der Rückseite 32 aus durch entsprechende Leuchtmittel 18 verschiedenfarbig beleuchtet werden kann.

Diese Leuchtmittel 18 sind in Kammern eines Beleuchtungskastens bzw. Lichtkastens 49 angeordnet und bestrahlen die Lichtleiterplatte 21 von der Rückseite 32 aus, wobei sich durch Mehrfachreflexionen innerhalb der Lichtleiterplatte 21 die Farben in den transparenten Öffnungen 46 und 47 teilweise mischen, so dass die farbliche Zuordnung, wie sie für den manuellen und den Automatikbetrieb vorgesehen ist, nicht eindeutig ist. Um dieses Vermischen der Farben zu vermeiden, wären hier gemäß dem Stand der Technik zwei getrennte Lichtleiterplatten herzustellen und mit entsprechenden Trennwänden zu versehen, was jedoch einen erhöhten Kostenaufwand und komplexe Fertigungsschritte mit sich bringt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, welche eine deutliche Kosteneinsparung bei gleichzeitig verbessertem Anzeigebild ermöglicht. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Er- findung, ein Einkoppeln des Lichts in benachbarte Lichtleiterbereiche zu verhindern und eine Farbmischung zwischen benachbarten Lichtleitern zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Gegenstand der un- abhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung ge- schaffen. Die Anzeigevorrichtung weist einen Anzeigeschirm und eine Hintergrundbeleuchtung auf. Auf dem Anzeigeschirm sind beleuchtete Zeichen angeordnet, abgebildet oder aktiviert. Die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeschirms weist Leuchtmittel auf, die Licht in einen Lichtleiterkörper emit- tieren. Der Lichtleiterkörper ist an einer Rückseite des Anzeigeschirms angeordnet. Dabei weist der Lichtleiterkörper eine Lichtleiterplatte aus optisch transparenter Kunststoffmasse auf, in der optisch nicht transparente Trennwände für optisch voneinander abgeschirmte Lichtleiterzonen des Licht- leiterkörpers mittels Laserbestrahlung der Kunststoffmasse eingebracht sind.

Diese Anzeigevorrichtung hat den Vorteil, dass nicht eine Vielzahl von Lichtleiterkörpern oder Lichtleiterplatten ne- beneinander zu positionieren sind und dazwischen entsprechende Trennwände vorzubereiten sind, sondern die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lichtleiterzonen in einer einzigen Lichtleiter- platte auf, die lediglich durch thermisch in den Lichtleiterkörper bzw. die Lichtleiterplatte eingebrachte Trennflächen optisch gegeneinander abgeschirmt sind, wobei die Lichtleiterzonen unterschiedliche, auch gekrümmte Konturen aufweisen können, da durch das Einbringen der Trennwände in die transparente Kunststoffmasse mittels energetischer Umwandlung der Kunststoffmasse eine hohe Gestaltungsfreiheit bei gleichzeitig geringen Kosten zur Gestaltung der Lichtleiterplatte möglich ist. Dabei erstrecken sich vorzugsweise die Trennwände durch den Lichtleiterkörper von einer an der Rückseite des

Anzeigeschirms angeordneten Oberseite bis zu einer Rückseite des Lichtleiterkörpers. Somit ist die in Figur 9 gezeigte Mischung der Farben durch diese durchgängigen optisch abschirmenden Trennwände unterbunden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ränder des Lichtleiterkörpers weitgehend von Trennwänden frei und die Leuchtmittel emittieren über die trennwandfreien Randseitenbereiche ein helles Licht als Hintergrundbeleuch- tung in die Ränder zur homogenen Ausleuchtung des Lichtleiterkörpers oder der Lichtleiterzonen. Liegt eine Lichtleiterzone nicht an einem der Ränder der Lichtleiterplatte, so können diese Zonen separat von der Rückseite der Lichtleiterplatte aus individuell mit unterschiedlichen Farben ausge- leuchtet werden.

Vorzugsweise sind an den Rändern der Lichtleiterplatte Lichtquellen mit unterschiedlicher Farbe angeordnet, wobei jeweils eine von einem Rand aus beleuchtbare Lichtleiterzone von den Lichtquellen ausgeleuchtet ist. Die Rückseite der Lichtleiterplatte kann eine Reflexionsschicht oder eine Reflexionsfolie aufweisen, wobei diese Reflexionsschicht und/ oder die Reflexionsfolie auch einem Lichtkasten, in dem die Lichtleiterplatte angeordnet ist, zugeordnet werden kann.

Die Rückseite der Lichtleiterplatte kann reflexionsschicht- freie Bereiche zu Lichtleiterzonen aufweisen, wobei über die reflexionsfreien Bereiche unterschiedlich farbiges Licht in die Lichtleiterzonen von der Rückseite aus einkoppelbar ist. Damit ist es möglich, entweder sämtliche Lichtleiterzonen einer Lichtleiterplatte von der Rückseite aus zu beleuchten und zwischen verschiedenen Farben pro Lichtleiterzone umzuschalten oder weitgehend die Lichtleiterzonen vom Rand aus zu beleuchten, wobei nur in den Fällen, in denen eine oder mehrere der Lichtleiterzonen nicht bis an den Rand einer Lichtleiterplatte heranreichen, ein Beleuchten von der Rückseite aus möglich ist.

Gegenüberliegend zur Rückseite der Lichtleiterplatte ist ein Anzeigeschirm angeordnet, der vorzugsweise eine strukturierte lichtundurchlässige Folie aufweist, wobei die Folie struktu- rierte transparente Öffnungen für die beleuchteten Zeichen besitzt. Anstelle einer Folie kann auch eine strukturierte lichtundurchlässige Beschichtung wie eine Chrombeschichtung auf die transparente Kunststoffmasse aufgebracht werden, wobei die lichtundurchlässige Beschichtung auf die Oberseite des Lichtleiterkörpers derart aufgebracht ist, dass strukturierte transparente Öffnungen für die beleuchteten Zeichen verbleiben. Außerdem ist es möglich, eine entsprechend strukturierte Beschichtung auf eine transparente Folie als Anzeigeschirm aufzubringen. Darüber hinaus ist es möglich, einen selbst tragenden Anzeigeschirm mit entsprechend eingebrachten und strukturierten transparenten Öffnungen vorzusehen oder einen LCD-Schirm (liquid crystal display) als Anzeigeschirm auf den in Lichtleiterzonen strukturierten Lichtleiterkorper aufzubringen .

Um die Trennwände darzustellen, kann die transparente Kunst- stoffmasse lichtabsorbierende Flecken oder lichtreflektierende Flecken aufweisen, die in vertikaler Richtung durch den Lichtleiterkorper hindurch einander berühren und/ oder einander überlappen und somit eine entsprechende optisch abschirmende Trennwand bilden.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Trennwände aus Einbrennflecken zusammengesetzt, die einander in vertikaler Richtung berühren und/ oder überlappen. Derartige Einbrennflecken können durch hohen fokussierten Energie- eintrag in eine entsprechende transparente Kunststoffmasse eingebracht werden, ohne dass die Lichtleiterplatte bzw. der Lichtleiterkorper in einzelne Lichtleiterplatten wie im Stand der Technik aufgetrennt werden muss. Dabei bilden die Einbrennflecken vorzugsweise Agglomerate von Kohlenstoffprezipitaten der transparenten Kunststoffmasse, die vorzugsweise Polykarbonat aufweist, wobei durch einen fokussierten Energieeintrag der Kohlenstoff der Polykarbonatketten isoliert und zu Kohlenstoffagglomeraten verdichtet werden kann.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung eines Fahrzeugs weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine Platte aus Lichtleitermaterial für eine Mehrzahl von Lichtleiterkorpern für Anzeigevorrichtungen her- gestellt. In diese Platte werden optisch abschirmende Trennwände unter Bilden von Lichtleiterzonen in das transparente Lichtleitermaterial eingebracht. Danach wird die Platte aus Lichtleitermaterial in einzelne Lichtleiterkorper, die an die Größe und Form eines Anzeigeschirms angepasst sind, aufgetrennt. Abschließend erfolgt der Einbau der Anzeigevorrichtung aus Anzeigeschirm und Hintergrundbeleuchtung mit optisch voneinander abgeschirmten Lichtleiterzonen eines Lichtleiter- körpers durch die eingebrachten optisch abschirmenden Trennwände in einen Lichtkasten mit Leuchtmitteln zum farblich unterschiedlichen Ausleuchten der Lichtleiterzonen des Lichtleiterkörpers .

Der Anzeigeschirm kann dabei als selbst tragende und geformte sowie strukturierte lichtundurchlässige Platte, bis auf transparente Öffnungen für die beleuchteten Zeichen, vorbereitet und beim Zusammenbau der Anzeigevorrichtung auf den Lichtleiterkörper aufgebracht werden oder es kann auf einen vorgeformten Lichtleiterkörper der Anzeigeschirm aus einem lichtundurchlässigen Material aufgedampft und strukturiert werden. Schließlich ist es auch möglich, anstelle eines permanenten Anzeigeschirms einen LCD-Schirm vorzusehen, der insbesondere für Instrumentenanzeigevorrichtungen geeignet ist, da die abzubildenden Zeichen variabel angesteuert werden können.

Bei relativ preiswerten LCD-Schirmen ist eine grobe Pixelstruktur für die DOT-Matrix vorgesehen. Durch die erfindungs- gemäße Möglichkeit, trotz dieser groben Pixelstruktur der

LCD-Schirme, bereits in der Lichtleiterplatte fein gekrümmte, auch ringförmige Strukturen zu realisieren, ist es möglich, gekrümmte bis ringförmige Strukturen auf dem Anzeigeschirm abzubilden, indem diese bereits in der Lichtleiterplatte vor- gesehen sind. Dazu wird ein derartiges Zeichen durch zwei

Trennwände mit einer inneren Trennwand und einer die innere Trennwand umgebenden äußeren Trennwand als eine Lichtleiterzone gebildet und beispielsweise Licht von der Rückseite in die gekrümmte Lichtleiterzone emittiert, die sich farblich von dem .Farbton der Hintergrundbeleuchtung absetzen kann.

In einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens wird das Einbringen der optisch abschirmenden Trennwände mittels eines dreidimensionalen Laserscanners derart durchgeführt, dass in einer transparenten Kunststoffmasse lichtabsorbierende Flecken oder lichtreflektierende Flecken entstehen, die in vertikaler Richtung durch den Lichtleiterkörper hindurch ei- nander berühren und/ oder einander überlappen.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert .

Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtungen;

Figur 2 zeigt eine schematische auseinander gezogene per- spektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen transparenten Lichtleiterkörper mit Lichteinstrahlung von den Seitenrändern für Armaturenbeleuchtungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 4 zeigt eine Prinzipskizze zum Herstellungsverfahren von Lichtleiterzonen in einem Lichtleiterkörper ei- ner Anzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; Figur 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Lichtleiterkörper mit Anzeigeschirm gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Lichtleiterkörper mit Anzeigeschirm gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 7 zeigt schematische Darstellungen einer Anzeigevor- richtung gemäß einer fünften Ausführungsform der

Erfindung;

Figur 8 zeigt schematische Darstellungen der Anzeigevorrichtung gemäß Figur 7;

Figur 9 zeigt schematische Darstellungen einer Anzeigevorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 7 mit erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtungen 1 und 2, wobei die Anzeigevorrichtung 1 beleuchtete Zeichen mit unterschiedlich aufleuchtenden Farben eines Gangschaltungswahlhebels 53 aufweist, und wobei die Anzeigevorrichtung 2 Armatureninstrumente und/ oder Symbole des Armaturenbretts 54 des Fahrzeugs 7 aufweist.

Figur 2 zeigt eine schematische auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Anzeigevorrichtung 1 setzt sich aus vier Komponenten zusammen, einem Anzeigeschirm 8, einer Hintergrundbeleuchtung 9, einer Reflexionsfolie 37 und einem Lichtkasten 49, welcher die Reflexionsfolie 37 und den Lichtleiterkörper 19 mit Leuchtmitteln 18 aufnimmt und diesen Komponenten der Anzeigevorrichtung als Halter dient. Dabei kann anstelle der Reflexionsfolie 37 auch der Lichtkasten 49 auf seinen Innenflachen mit einer Reflexionsbeschich- tung ausgestattet sein.

Der Anzeigeschirm 8 kann als selbst tragende lichtdurchlässige Komponente mit einer strukturierten lichtundurchlassigen Beschichtung 10 ausgebildet sein, wobei die lichtundurchlas- sige Beschichtung 10 transparente Offnungen 41 bis 47 und 60 aufweist, durch die das transparente Material von der Ruckseite 20 des Anzeigeschirms 8 mit Hilfe der Hintergrundbeleuchtung 9 des Lichtleiterkorpers 19 beleuchtet wird. Anstelle eines selbst tragenden Schirms kann auch eine lichtun- durchlassige Folie mit transparenten Offnungen 41 bis 47 und 60 auf einer Oberseite 31 des Lichtleiterkorpers fixiert sein. Dabei bilden die strukturierten transparenten Offnun- gen 41 bis 47 indirekt beleuchtete Zeichen 11 bis 17 aus.

Der Lichtleiterkorper 19 besteht aus einem transparenten Kunststoffmaterial 22 in Form einer Lichtleiterplatte 21 mit einer Oberseite 31 und einer Ruckseite 32. Von den Randern 33 bis 36 weisen die einander gegenüberliegenden Rander 34 und 36 Leuchtmittel 18 auf, die in dieser Ausfuhrungsform der Erfindung zwei farbige Leuchtdiodenzeilen 55 und 56 bilden, die an den Randern 34 bzw. 36 der Lichtleiterplatte 21 in den Bereichen angeordnet sind, die frei von lichtabschirmenden Trennwanden 23 sind. Die Leuchtdiodenzeilen 55 und 56 weisen in dieser Ausfuhrungsform der Erfindung zwei übereinander angeordnete Leuchtdiodenzeilen mit unterschiedlichen Farben beispielsweise grün und rot, die wahlweise aktiviert werden können, auf. In den Lichtleiterkörper 19 sind lichtabschirmende Trennwände 23 eingebracht, die sich von der Oberseite 31 zur Rückseite 32 des Lichtleiterkörpers 19 erstrecken und in dieser Ausführungsform der Erfindung eine Lichtleiterzone 24 umgeben, wel- che von dem Randbereich des Seitenrandes 34 aus seitlich beleuchtet werden kann, der frei von einer derartigen lichtabschirmenden Fläche ist. Außerdem umgeben die lichtabschirmenden Trennwände 23 eine weitere Lichtleiterzone 30, die von der bichromatischen Leuchtdiodenzeile 56 beispielsweise ent- weder grün oder rot beleuchtet werden kann. Dabei werden die voneinander abgeschirmten Lichtleiterzonen 24 und 30 durch Mehrfach- und Totalreflexion relativ homogen ausgeleuchtet, wobei die Oberseite 31 des Lichtleiterkörpers 19 eine Licht- auskopplungsstruktur aufweist, welche das durch die licht- emittierenden Leuchtdiodenzeilen auf den Randseiten 34 und 36 eingestrahlte Licht orthogonal zu den Randseiten in Richtung auf den Anzeigeschirm abstrahlen kann.

Anstelle eines hier gezeigten Anzeigeschirms 8 mit fest vor- gegebenen hintergrundbeleuchteten Zeichen in einer lichtundurchlässigen Schicht 10 kann der Anzeigeschirm auch eine LCD-Matrix aufweisen, mit der je nach Kostenaufwand großflächige mit Dimensionen im Millimeterbereich oder kleinflächige mit Dimensionen im Mikrometerbereich ansteuerbare Flüssig- kristallbereiche zwischen einem transmittierenden und einem absorbierenden Zustand umgeschaltet werden können, so dass es möglich ist, jede beliebige Anzeige eines Instrumentes mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung auszustatten.

Durch die Möglichkeit, beliebig gekrümmte Konturen von Lichtleiterzonen 24 und 30 in die Hintergrundbeleuchtung 9 aus einem Lichtleiterkörper 19 unter Ausbildung von lichtabschirmenden Trennwänden 23 einzubringen, ist es auch möglich, in Instrumentendarstellungen mit einem kostengünstigen LCD- Schirm mit relativ grober Pixel-Matrix fein strukturierte kurvenförmige Zeichen, Symbole oder Firmenlogos einzublenden. Dabei kann beispielsweise der Zwischenraum zwischen zwei in- einander geschachtelten gekrümmten Trennwänden von der Rückseite 32 einer Lichtleiterplatte 21 mit Hilfe eines zusätzlichen Leuchtmittels beleuchtet werden, so dass gekrümmte und/ oder ringförmige Konturen selbst bei grober Pixelmatrix eines preiswerten LCD-Schirms mit gleichmäßigen und exakten Kontu- ren in einer Zusatzfarbe beispielsweise als Warndreiecke oder in Form eines kreisförmigen Firmenlogos abgebildet werden können .

Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen transpa- renten Lichtleiterkörper 19 mit Lichteinstrahlung von den

Seitenrändern 33 und 35 für Armaturenbeleuchtungen von Anzeigevorrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist von dem Lichtleiterkörper 19 lediglich ein Teilbereich gezeigt, der in sieben Lichtleiterzonen 24 bis 27 durch Einbringen von lichtabschirmenden Trennwänden 23 aufgeteilt ist. Dabei ist jede Lichtleiterzone 24 bis 27 von einem Leuchtdiodenarray beispielsweise aus rot R, magenta M und grün G sowie weiß W leuchtenden Dioden von den Randseiten 33 und 35 ausleuchtbar.

Aufgrund der Mehrfach- und Totalreflexion innerhalb dieser Lichtleiterplatte 21 kann relativ homogen über eine Auskopplungsstruktur an der Oberseite 31 der Lichtleiterplatte 21 das Licht der einzelnen Lichtleiterzonen 24 bis 27 in unter- schiedlichen Farbkombinationen abgestrahlt werden, wobei Leuchtdioden in rot R, magenta M, grün G und weiß W der Leuchtdiodenarrays unterschiedlich angesteuert werden. Aus Kostengründen können auch lediglich zwei Farben, wie bei- _

spielsweise rot R und grün G, als Hintergrundbeleuchtung vorgesehen werden.

Es können beispielsweise rot R als Warnfarbe und grün G als Indikatorfarbe dienen. Wird eine derartige Lichtleiterplatte mit unterschiedlich voneinander abgeschirmten, beliebig strukturierbaren Lichtleiterzonen 24 bis 27 als Hintergrundbeleuchtung 9 einer Anzeigevorrichtung 2 eines Instrumentes oder einer Armatur beispielsweise in einem Armaturenbrett eingesetzt, so kann als Anzeigeschirm ein flexibler und kostengünstiger monochromatischer LCD-Schirm mit grober Pixel- Matrix eingesetzt werden, um farblich unterschiedlich und variabel Zeichen und Symbole auf dem Instrument aufleuchten zu lassen.

Figur 4 zeigt eine Prinzipskizze zum Herstellungsverfahren von Lichtleiterzonen 24 bis 30 in einem Lichtleiterkörper 19 einer Anzeigevorrichtung 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Lichtleiterkörper 19 wird von einer Lichtleiterplatte 21 mit einer rechteckigen Form gebildet, welche die Randseiten 33 bis 36 aufweist. In den Lichtleiterkörper 19 werden Trennwände 23, die sich von der Oberseite 31 bis zur Rückseite 32 erstrecken, mittels eines dreidimensionalen Laserscanners 50 durch Variation des Brennpunktes des dreidimensionalen Laserscanners 50 eingebracht. Dabei entstehen aufgrund der thermischen Einwirkung des dreidimensional fokussierbaren Laserstrahls 57 lichtabsorbierende oder lichtreflektierende Flecken, die einander in vertikaler z-Richtung berühren und/ oder überlappen und nicht abschirmende Wände in dem Lichtleiterkörper 19 bilden. Durch Freihalten der Seitenränder 34 und 36 der Lichtleiterplatte 21 von derartigen lichtabschirmenden Trennwänden ist es möglich, von diesen Randseiten 34 und 36 sowie von der Rückseite 32 aus Licht in den Lichtleiterkörper 19 einzukoppeln.

Figur 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Licht- leiterkörper 19 mit Anzeigeschirm 8 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigt Figur 5A den Lichtleiterkörper 19, der aufgrund von Leuchtmitteln 18 von den Randseiten 34 und 36 aus eine flexible Hintergrundbeleuchtung 9 in den Lichtleiterzonen 24 bis 30 bildet. Dabei ist jede Lichtleiterzone 24 bis 30 mit separaten Leuchtmitteln 18 ausgestattet, die beispielsweise aus Leuchtdiodenarrays mit rot R, magenta M und grün G emittierenden Leuchtdioden ausgestattet sind. Auf eine derartige Hintergrundbeleuchtung, die unterschiedliche Farben in jeder der Lichtleiterzonen 24 bis 30 aktivieren kann, wird in dieser Ausführungsform der Erfindung ein Anzeigeschirm 8, wie er in Figur 5B gezeigt wird, hintergrundbeleuchtet. Die beleuchteten Zeichen 11 bis 17 lassen einzeln beleuchtbare Schaltstellungen eines Gangschaltungswahlhebels, wie er in Figur 1 gezeigt wird, aufleuchten. Da- bei kann von einem automatischen Mode mit den beleuchteten

Zeichen 11 bis 15 in einen Handschalt-Mode mit den Zeichen + und - umgeschaltet werden.

Mit Hilfe der in Figur 5A gezeigten Hintergrundbeleuchtung 9 ist es möglich, die jeweilige Stellung des Gangschaltungswahlhebels grün aufleuchten zu lassen, während die übrigen Stellungen der Automatikgangschaltung weiß aufleuchten und die nicht betätigten Handschaltstellungen mit den Zeichen 16 und 17 des Gangschaltungswahlhebels rot aufleuchten. Wird in die Handschaltung umgeschaltet, so können sämtliche für die automatische Gangschaltung vorgesehene Zeichen 11 bis 15 auf rot umgeschaltet sein und die beiden Zeichen für das manuelle _

Einlegen von Gangen durch grün und weiß im Handschaltungsmodus angezeigt werden.

Figur 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Licht- leiterkorper 19 mit Anzeigeschirm 8 gemäß einer vierten Ausfuhrungsform der Erfindung. Dabei zeigt Figur 6A wiederum die Hintergrundbeleuchtung 9 in Form eines Lichtleiterkorpers 19, der als Lichtleiterplatte 21 ausgebildet ist und lediglich zwei Lichtleiterzonen 24 und 30 aufweist, wobei die Lichtlei- terzone 24 für die automatische Schaltung und die Lichtleiterzone 30 für die manuelle Schaltmoglichkeit vorgesehen ist. Gleichzeitig ist eine Vielzahl von nebeneinander auf dem Seitenrand 34 bzw. 36 angeordneten Leuchtdioden vorgesehen, wobei diese Leuchtdioden beispielsweise die drei Farbkomponen- ten Rot R, Magenta M und Grün G sowie eine hell leuchtende

Hintergrundfarbe W aufleuchten lassen können. Figur 5B zeigt wiederum den zugehörigen Anzeigeschirm 8 mit den Schaltstellungen der Automatikschaltung aus beleuchteten Zeichen 11 bis 15, die aufgrund der gemeinsamen Lichtleiterzone 24, wie es Figur 6A zeigt, in einer Farbe aufleuchten, wahrend die Zeichen 16 und 17 gleichzeitig in einer anderen Farbe aufleuchten können. Wenn z.B. die Automatikschaltung in Betrieb ist, können die Automatikschaltstellungen mit Hilfe der Lichtleiterzone 24 beispielsweise grün aufleuchten und die manuellen Schaltstellungen mit Hilfe der Lichtleiterzone 30 beispielsweise rot aufleuchten und umgekehrt.

Figur 7 zeigt schematische Darstellungen einer Anzeigevorrichtung 5 gemäß einer fünften Ausfuhrungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Auch in dieser Ausfuhrungsform der Erfindung wird beispielsweise das Anzeigefeld eines Gangschal- tungswahlhebels mit unterschiedlich beleuchteten Zeichen 11 bis 17 gezeigt, wobei die Figur 7A eine Draufsicht auf den Anzeigeschirm 8 und die Figur 7B die Hintergrundbeleuchtung 9, auf die der Anzeigeschirm 8 aufgebracht werden kann, zei- gen. Dabei weist die Hintergrundbeleuchtung 9 zwei Lichtleiterzonen 24 und 30 in einer Lichtleiterplatte 21 auf, wobei sowohl die Lichtleiterzone 30 als auch die Lichtleiterzone 24 vollständig von Trennwänden 23 umgeben sind, da in dieser Ausführungsform der Erfindung, wie Figur 7C zeigt, die Licht- leiterzonen 24 und 30 der Lichtleiterplatte 21 von der Rückseite 32 der Lichtleiterplatte 21 aus beleuchtet werden.

Auf der Rückseite 32 sind dazu, wie Figur 7C zeigt, ein Lichtkasten 49 mit Leuchtkammern 58 und 59 angeordnet, die jeweils ein Leuchtmittel 18 mit zwei Leuchtdioden Rot R und Grün G aufweisen, welche den in Figur 7B gezeigten Lichtleiterkörper 19 beleuchten. Die transparente Kunststoffmasse 22 der Lichtleiterplatte 21 ist in Seitenbereiche 51 und 52 und ausgeleuchtete Lichtleiterzonen 24 und 30 gegliedert, wobei die Seitenbereiche 51 und 52 durch lichtabschirmende Trennwände 23 von den beleuchteten Bereichen abgeschirmt sind und die beleuchteten Bereiche untereinander durch eine abschirmende Trennwand 23 zwischen den Lichtleiterzonen 24 und 30 gegeneinander abgeschottet sind, so dass keine Farbmischung entstehen kann.

Figur 8 zeigt schematische Darstellungen der Anzeigevorrichtung 5 gemäß Figur 7, wobei die Figur 8A der Figur 7A entspricht und die Figur 8B der Figur 7B mit gestrichelt einge- zeichneten Positionen der hintergrundbeleuchtbaren Zeichen 13 bis 17 entspricht. In Figur 8C ist nun der Zusammenbau aus Anzeigeschirm 8 und Hintergrundbeleuchtung 9 im Querschnitt zu sehen, wobei der Anzeigeschirm 8 aus einer lichtundurch- lassigen Kunststoffmasse besteht, die mit ihrer Ruckseite 20 auf der Oberseite 31 der Lichtleiterplatte 21 fixiert ist. Durch die transparenten Offnungen 45 und 46 in der lichtun- durchlassigen Kunststoffmasse des Anzeigeschirms 8 fallt das Licht der voneinander abgeschirmten Lichtleiterzonen 24 und 30 auf die Ruckseite 20 des Anzeigeschirms 8 und kann durch die eine transparente Kunststoffmasse aufweisenden Offnungen 15 und 16 abgestrahlt werden. Diese in den Offnungen angeordnete transparente Kunststoffmasse schützt den Anzeigeschirm 8 vor Staubansammlungen.

Figur 9 zeigt schematische Darstellungen einer Anzeigevorrichtung gemäß dem Stand der Technik, wie er bereits einleitend mit seinen Nachteilen erörtert wurde, so dass auf eine Wiederholung an dieser Stelle verzichtet werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Anzeigevorrichtung (1. Ausführungsform)

2 Anzeigevorrichtung (2. Ausführungsform)

3 Anzeigevorrichtung (3. Ausführungsform)

4 Anzeigevorrichtung (4. Ausführungsform)

5 Anzeigevorrichtung (5. Ausführungsform) 6 Anzeigevorrichtung (Stand der Technik)

7 Fahrzeug

8 Anzeigeschirm

9 Hintergrundbeleuchtung

10 lichtundurchlässige Schicht 11-17 beleuchtete Zeichen

18 Leuchtmittel bzw. Lichtquelle

19 Lichtleiterkörper.

20 Rückseite des Anzeigeschirms

21 Lichtleiterplatte 22 Kunststoffmasse

23 Trennwand

24-30 Lichtleiterzonen

31 Oberseite des Lichtleiterkörpers bzw. der Lichtleiterplatte 32 Rückseite des Lichtleiterkörpers bzw. der Lichtleiterplatte

33 Rand

34 Rand

35 Rand 36 Rand

37 Reflexionsschicht bzw. Reflexionsfolie

38 reflexionsschichtfreier Bereich

39 reflexionsschichtfreier Bereich 40 Folie für Anzeigeschirm

41-47 strukturierte transparente Offnungen

48 LCD-Schirm

49 Lichtkasten 50 3-D-Laserscanner

51 Seitenbereich

52 Seitenbereich

53 Gangschaltungswahlhebel

54 Armaturenbrett 55 Leuchtdiodenzeile

56 Leuchtdiodenzeile

57 Laserstrahl

58 Leuchtkammer

59 Leuchtkammer 60 transparente Öffnung

G Grün

M Magenta

R Rot

W Weiß

Claims

Patentansprüche

1. Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug aufweisend einen Anzeigeschirm (8) und eine Hintergrundbeleuchtung (9), wobei auf dem Anzeigeschirm (8) beleuchtete Zeichen (11- 17) angeordnet, abgebildet oder aktiviert sind, und wobei die Hintergrundbeleuchtung (9) des Anzeigeschirms (8) mittels Leuchtmittel (18) Licht in einen Lichtleiterkörper (19) emittiert, und wobei der Lichtleiterkörper (19) an einer Rückseite (20) des Anzeigeschirms (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass der Lichtleiterkörper (19) eine Lichtleiterplatte (21) aus einer optisch transparenten Kunststoffmasse (22) aufweist, in der optisch abschirmende Trennwände (23) für optisch voneinander abgeschirmte Lichtleiterzonen (24-30) des Lichtleiterkörpers (19) mittels Laserbe- Strahlung der Kunststoffmasse (22) eingebracht sind.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass sich die Trennwände (23) durch den Lichtleiterkörper (19) von einer zu der Rückseite (20) des Anzeigeschirms (8) hin angeordneten Oberseite (31) des Lichtleiterkörpers (19) bis zu einer Rückseite (32) des Lichtleiterkörpers (19) erstrecken.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die optisch abschirmenden Trennwände (23) unterschied- lieh gekrümmte Konturen der Lichtleiterzonen (24-30) aufweisen .

4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet , dass die Ränder (33-36) des Lichtleiterkörpers (19) weitgehend von Trennwänden (23) freigehalten sind und die Leuchtmittel (18) über die trennwandfreien Ränder (33- 36) ein helles Licht als Hintergrundbeleuchtung in die Ränder (33-36) zur homogenen Ausleuchtung des Lichtleiterkörpers (19) oder der Lichtleiterzonen (24-30) emittieren.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass an den Rändern (33-36) der Lichtleiterplatte (21) Lichtquellen (18) mit unterschiedlicher Farbe angeordnet sind, und dass jeweils eine von einem Rand (33-36) aus beleuchtbare Lichtleiterzone (24-30) von einer der Lichtquellen ( 18 ) ausgeleuchtet ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Rückseite (32) der Lichtleiterplatte (21) eine Reflexionsschicht oder eine Reflexionsfolie (37) oder einen Lichtkasten (49) zur Unterstützung einer Totalreflektion des in die Lichtleiterzonen (24 bis 30) eingekoppelten Lichts aufweist.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge kenn ze ichnet , das s die Rückseite (32) der Lichtleiterplatte (21) reflexi- onsschichtfreie Bereiche (38, 39) zu Lichtleiterzonen (24-30) aufweist, wobei über die reflexionsschichtfreien Bereiche (38, 39) unterschiedlich farbiges Licht in die Lichtleiterzonen (24-30) einkoppelbar ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Anzeigeschirm (1) eine strukturierte lichtundurch- lassige Folie (40) aufweist, wobei die Folie (40) strukturierte transparente Offnungen (41-47) für die beleuchteten Zeichen (11-17) aufweist.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspru- che, dadurch gekennzeichnet , dass der Anzeigeschirm (8) von einer strukturierten lichtun- durchlassigen Schicht (10) gebildet ist, wobei die Schicht (10) auf die Oberseite (31) des Lichtleiterkor- pers (19) aufgebracht ist und strukturierte transparente Offnungen (41-47) für die beleuchteten Zeichen (11-17) aufweist .

10. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspru- che, dadurch gekennzeichnet , dass der Anzeigeschirm (8) einen LCD-Schirm (48) aufweist.

11. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspru- che, dadurch gekennzeichnet , dass die transparente Kunststoffmasse (22) lichtabsorbierende

Flecken oder lichtreflektierende Flecken aufweist, die in vertikaler Richtung durch den Lichtleiterkörper (19) hindurch einander berühren und/ oder einander überlappen .

12. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass sich die Trennwände (23) aus Einbrennflecken zusammensetzen, die einander in vertikaler Richtung berühren und/ oder überlappen.

13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Einbrennflecken Agglomerate von Kohlenstoffprezipitaten der transparenten Kunststoffmasse aufweisen.

14. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung (1-5) eines Fahrzeugs (7), wobei die Anzeigevorrichtung indi- rekt mittels eines Lichtleiterkörpers (19) beleuchtet wird, und das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: Herstellen einer Platte aus Lichtleitermaterial für eine Mehrzahl von Lichtleiterkörpern (19) für Anzeigevorrichtungen (1-5); - Einbringen von optisch abschirmenden Trennwänden (23) unter Bilden von Lichtleiterzonen (24-30) in die Lichtleiterkörper (19);

Auftrennen der Platte aus Lichtleitermaterial in einzelne Lichtleiterkörper (19), die an die Größe und Form eines Anzeigeschirms (8) angepasst werden;

Zusammenbau der Anzeigevorrichtung (1-5) aus Anzeigeschirm (8) und Hintergrundbeleuchtung mit optisch voneinander abgeschirmten Lichtleiterzonen (24-30) eines Lichtleiterkörpers (19) durch eingebrachte optische abschirmende Trennwände (23) , unter Einbau des Lichtleiterkörpers (19) und von Leuchtmitteln (18) zum farblich unterschiedlichen Ausleuchten der Licht- leiterzonen (24-30) des Lichtleiterkörpers (19) in einen Lichtkasten (49) .

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Einbringen der optisch abschirmenden Trennwände (23) mittels eines dreidimensionalen Laserscanners (50) derart durchgeführt wird, dass in einer transparenten Kunststoffmasse (22) lichtabsorbierende Flecken oder lichtreflektierende Flecken entstehen, die in vertikaler Richtung durch den Lichtleiterkörper (19) hindurch einander berühren und/ oder einander überlappen.