專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車(chē)的具有基本平行的光束的顯示裝置的制作方法
用于機(jī)動(dòng)車(chē)的具有基本平行的光束的顯示裝置
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)、特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)組合儀表的顯示 裝置，其包括顯示表面和具有出光表面的照明設(shè)備，該照明設(shè)備還具 有光源，該顯示表面具有可見(jiàn)側(cè)和背側(cè)，并且該照明設(shè)備被布置在顯 示表面的背側(cè)。
這樣的顯示裝置廣為人知。例如，美國(guó)專利文獻(xiàn)US6， 827， 034B1 已知一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)的顯示裝置，其中標(biāo)度盤(pán)從后面被照明。然而， 其缺點(diǎn)是，或者標(biāo)度盤(pán)的照明直接從該標(biāo)度盤(pán)的后方提供，或者在標(biāo) 度盤(pán)上看不出明顯的照明區(qū)與非照明區(qū)的分界，因此該顯示在視覺(jué)上 沒(méi)有吸引力。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種顯示裝置，在該顯示裝置上允許產(chǎn)生視 覺(jué)上有吸引力的顯示，還使得照明設(shè)備距離顯示表面有一個(gè)比較大的 間隔，以使得有相對(duì)高的設(shè)計(jì)靈活性。這個(gè)目標(biāo)通過(guò)一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)、 特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)組合儀表的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該裝置包括顯示表面和具 有出光表面的照明設(shè)備，該照明設(shè)備還具有光源，該顯示表面具有可 見(jiàn)側(cè)和背側(cè)，該照明設(shè)備被布置在該顯示表面的背側(cè)，從該出光表面 發(fā)出的光束直接落在該顯示表面的背側(cè)上，該光束具有小于約20。的 孔徑角。
由此，可將出光表面布置在一個(gè)離開(kāi)顯示表面的背側(cè)的比較大的 間隔內(nèi)，以獲得比較好的聚焦光束，該聚焦光束在顯示表面的正側(cè)提 供了視覺(jué)上有非常有吸引力的印象。
根據(jù)本發(fā)明，孔徑角優(yōu)選地小于約15。，優(yōu)選地小于約IO。，特 別優(yōu)選地小于約5° ，極度優(yōu)選地，從出光表面發(fā)出的光束是會(huì)聚的 或基本平行的，或是會(huì)聚地或以基本平行的方式行進(jìn)。對(duì)于基本平行 的光束，要求孔徑角約等于O度，以及必須采用具有負(fù)值的孔徑角， 以獲取匯聚光束。
由此，可首先以一種相對(duì)變化的方式，形成一種在顯示表面上或
4從顯示表面的正側(cè)可見(jiàn)的光束的視覺(jué)印象，還在顯示表面的照明區(qū)和 非照明區(qū)之間獲得銳利的分界，以使得顯示具有顯著的吸引力。
根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選地，該光束在橫截光傳播方向上的截面是 正方形和/或三角形和/或矩形和/或星形和/或橢圓形。由此，可根據(jù) 各自要求來(lái)調(diào)整顯示表面的正側(cè)上的視覺(jué)印象，并保持它可變。
此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，出光表面^L布置在離開(kāi)顯示表面的 背側(cè)的間隔內(nèi)，該間隔介于約1毫米和約10毫米之間，優(yōu)選地介于約 2毫米和約8毫米之間，特別優(yōu)選地介于約3亳米和約6毫米之間。 通過(guò)這，提供了在安裝空間的充分利用方面的很大的靈活性，這對(duì)顯 示表面下方的區(qū)域特別有利，該區(qū)域?qū)τ诎惭b空間的充分利用是特別 關(guān)鍵的。
此外，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)照明設(shè)備具有透鏡時(shí)特別有優(yōu)勢(shì)，該透鏡 具有出光表面，光源被布置在透鏡背離出光表面的一側(cè)。由此，可根 據(jù)本發(fā)明達(dá)到光束的良好聚焦，雖然在光學(xué)定向方法上有很低的消耗。
此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，照明設(shè)備具有透鏡系統(tǒng)，該透鏡系 統(tǒng)具有一個(gè)透鏡和另 一透鏡，該另 一透鏡被布置在該一個(gè)透鏡和光源 之間。由此，可依靠使用這兩個(gè)透鏡，達(dá)到特別好的和優(yōu)化的光束制 導(dǎo)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，也優(yōu)選地，光源包括至少一個(gè)發(fā)光二極管， 或出光表面以可圍繞基本垂直于顯示表面的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方式被設(shè)置 在顯示表面的下方，或照明設(shè)備被布置在表面下指針上。因此， 一方 面可根據(jù)本發(fā)明裝配出特別能適應(yīng)不同的顯示要求的顯示裝置，另一
方面可根據(jù)本發(fā)明使用功能簡(jiǎn)單可靠的組件，例如發(fā)光二極管，由此 使顯示裝置特別低成本而高效率。
本發(fā)明的示例性實(shí)施方案在附圖中示出，并在以下描述中進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明。


圖1示出了具有顯示表面的顯示裝置的立體圖。
圖2在平行于顯示裝置的顯示表面的方向上示出了更詳細(xì)的圖示。
圖3和4示出了根據(jù)圖2的但是經(jīng)放大的顯示裝置的圖示。
5圖5和6分別以立體圖和剖視圖的形式示出了用于本發(fā)明的顯示 裝置的透鏡系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有顯示表面12的顯示裝置10的立體 圖。顯示表面12具有可見(jiàn)側(cè)11或正側(cè)11。此外，顯示表面12具有 背側(cè)13，其在圖1中用箭頭標(biāo)記?？尚D(zhuǎn)指針17被描繪在顯示表面 12的正側(cè)11或可見(jiàn)側(cè)11上，作為顯示表面12上的值的顯示的例子。 然而，根據(jù)本發(fā)明，指針17不必位于顯示表面12的正側(cè)。指針17以 可圍繞基本垂直于顯示表面12的旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。此外， 參考數(shù)字40表示被分配給顯示裝置10的印刷電路板或電路板。根據(jù) 本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計(jì)，表面下指針16位于顯示表面12的背側(cè)13，照明 設(shè)備20以旋轉(zhuǎn)布置的方式固定在指針16上，用于在顯示表面12的正 側(cè)光學(xué)地顯示信息。本文中，表面下指針16同樣可圍繞旋轉(zhuǎn)軸14或 閨繞與旋轉(zhuǎn)軸14平行的軸旋轉(zhuǎn)。
圖2根據(jù)立體圖示出了本發(fā)明的顯示裝置10的詳細(xì)圖示。顯示裝 置10具有顯示表面12，該顯示表面12具有正側(cè)11或可見(jiàn)側(cè)11和背 側(cè)13。根據(jù)本發(fā)明，具有出光表面29的照明設(shè)備20被布置在顯示表 面12的背側(cè)，照明設(shè)備20發(fā)出光束30，該光束從顯示表面12的背 側(cè)13落在該顯示表面12上。顯示表面12,以至少部分透明的方式被 提供。因此，對(duì)顯示表面12的用戶來(lái)說(shuō)，光束30在該顯示表面12的 正側(cè)ll作為光學(xué)信息可見(jiàn)。光束30從照明設(shè)備20的出光表面29射 出，并落在顯示表面12的背側(cè)13,在出光表面29和顯示表面12或 其背側(cè)之間設(shè)置有間隔15,該間隔15,特別地介于約1毫米和約10 毫米之間，優(yōu)選地介于約2毫米和約8毫米之間，特別優(yōu)選地介于約 3毫米和約6毫米之間。根據(jù)圖2圖示的實(shí)施方案，照明設(shè)備20被布 置在表面下指針16上，從而可以與后者一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)。然 而，根據(jù)本發(fā)明，這不是強(qiáng)制的，因?yàn)檎彰髟O(shè)備也可能被固定和布置 在顯示表面12之下。
圖3以立體圖示出了顯示裝置10的進(jìn)一步放大的圖示。在這個(gè)圖 示中可以看到，照明點(diǎn)35被光束30產(chǎn)生在顯示表面12的正側(cè)，并根 據(jù)本發(fā)明提供了特別銳利的邊緣，從而具有特別有優(yōu)勢(shì)的視覺(jué)吸引力。
6此外，在圖3中，照明設(shè)備20以至少部分被切掉的形式加以顯示。這 樣，可以看到照明設(shè)備20具有光源21,該光源21特別地被設(shè)計(jì)為一 個(gè)發(fā)光二極管，或被設(shè)計(jì)為多個(gè)發(fā)光二極管。對(duì)于照明設(shè)備20而言， 特別地進(jìn)行如下設(shè)置，即使得在發(fā)光二極管或光源21上方具有透鏡系 統(tǒng)22。在圖4中，以更有效可見(jiàn)的詳細(xì)圖示再一次描繪了透鏡系統(tǒng)22。 這里可以看到，光束30的提供方式是，在離開(kāi)出光表面29后基本平 行地行進(jìn)。然而，光束30也可以是稍微發(fā)散的光束，在這種情形下， 圖4的右上部圖示的、這樣的稍微發(fā)散的光束的孔徑角31,優(yōu)選地小 于約20° ，特別優(yōu)選地小于約15° ，非常特別優(yōu)選地小于約10° , 極度優(yōu)選地小于約5。。根據(jù)本發(fā)明，光束30也可能是平行方式(孔 徑角0° )或會(huì)聚的(孔徑角可忽略)。照明設(shè)備也可以具有一個(gè)帶 有一個(gè)透鏡27和另一透鏡25的透鏡系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，照明設(shè)備27 中也可以僅有一個(gè)透鏡27 (未示出)，或者，透鏡27，以及因此還有 出光表面29，被集成在發(fā)光二極管中或光源的多個(gè)發(fā)光二極管中(未 示出)。此外，圖4更清楚地示了出光表面29和顯示表面12的背側(cè) 13之間的間隔15。
圖5以立體圖，圖6以剖視圖示出了透鏡系統(tǒng)22的示例性實(shí)施方 案。這里，分別描繪了透鏡27,連同其出光表面29和另一透鏡25。 光從光源21 (在圖5和6中未描繪)向上發(fā)出，并依靠透鏡系統(tǒng)22 聚焦成光束30。在這種情形下，從圖5可以看到，透鏡27和另一透 鏡25的分界面或上表面具有不同的曲率半徑。透鏡27或另一透鏡25 上表面的這些曲率半徑，可以沿透鏡25、 27的主擴(kuò)延平面的不同方向 改變。為此，以示例的方式，在圖5中，參考數(shù)字28標(biāo)明透鏡27上 側(cè)一個(gè)空間方向上的相應(yīng)的曲率半徑，28'標(biāo)明透鏡27上側(cè)在與之垂 直的空間方向上的曲率半徑。這里，透鏡27上側(cè)也對(duì)應(yīng)于出光表面 29。相應(yīng)地，參考符號(hào)26標(biāo)明透鏡27下側(cè)在一個(gè)空間方向上的曲率 半徑，26'標(biāo)明透鏡27下側(cè)在與之垂直的空間方向上的曲率半徑。參 考數(shù)字24和24'分別表示另一透鏡25上側(cè)在不同空間方向上的曲率 半徑，23和23'分別表示另一透鏡25下側(cè)在不同空間方向上的曲率 半徑。這樣的方法使得光束30在橫截于光傳播方向上的截面的形狀能 夠多種多樣，例如基本矩形，或基本正方形，或基本星形，或基本三角形，或基本橢圓形。
此外，圖6指示了顯示表面12，連同出光表面29和顯示表面12 下側(cè)13之間的間隔15。根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選地，當(dāng)透鏡系統(tǒng)22或 透鏡27或另一透鏡25由塑料材料實(shí)現(xiàn)時(shí)，特別是借助于鑄塑過(guò)程或 其他可以被低成本高效率地實(shí)施的成形過(guò)程實(shí)現(xiàn)時(shí)，使得可能在透鏡 布置22的光學(xué)品質(zhì)和照明設(shè)備22的價(jià)格或生產(chǎn)成本之間實(shí)現(xiàn)有效的 折衷，更能在顯示表面12的正側(cè)實(shí)現(xiàn)比較銳利的光斑35。由于間隔 15，使得在顯示表面12之下留有更多空間給其他組件，例如光導(dǎo)元件 或類似物。由于光束30的良好聚焦，具有小的孔徑角31,甚或光束 30的形狀是會(huì)聚的或基本平行的，根據(jù)本發(fā)明，這使得對(duì)于顯示而言， 可能有一小部分散射光到達(dá)顯示表面12，以及，因此內(nèi)部空間有基本 定向的光束。例如PMMA或PC (聚碳酸酯)被考慮用作透鏡25、 27或 透鏡系統(tǒng)22的材料。參考數(shù)字列表
10顯示裝置
11顯示表面的可見(jiàn)側(cè)
12顯示表面
13顯示表面的背側(cè)
14旋轉(zhuǎn)軸
15間隔
16表面下指針
17指針
20照明設(shè)備
21光源
22透鏡系統(tǒng)
23， 24， 23' ， 24' ， 26， 28, 26' , 28' 透鏡和另一透鏡的曲
率半徑
25另一透鏡 27透鏡 29出光表面 30光束 31孔徑角 35光斑
9
權(quán)利要求
1. 一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)、特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)組合儀表的顯示裝置(10)，其包括顯示表面(12)和具有出光表面(29)的照明設(shè)備(20)，照明設(shè)備還具有光源(21)，顯示表面(12)具有可見(jiàn)側(cè)(11)和背側(cè)(13)，照明設(shè)備(20)被布置在顯示表面(12)的背側(cè)(13)，其特征是，從出光表面(29)發(fā)出的光束(30)直接落在顯示表面(12)的背側(cè)(13)，光束(30)具有小于約20°的孔徑角(31)。
2. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置(10 ),其特征是，孔徑角(31 ) 小于約15° ，優(yōu)選地小于約IO。，特別優(yōu)選地小于約5。。
3. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10)，其特征是，從出 光表面(29)發(fā)出的光束(30)是會(huì)聚的或基本平行的。
4. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10)，其特征是，光束 (30)橫截于光傳播方向上的截面是正方形和/或三角形和/或矩形和/或星形和/或橢圓形。
5. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10)，其特征是，出光 表面(29)被布置在一個(gè)離開(kāi)顯示表面(12)的背側(cè)(13)的間隔(15) 處，間隔(15)介于約1毫米和約10毫米之間，優(yōu)選地介于約2毫米 和約8毫米之間，特別優(yōu)選地介于約3毫米和約6毫米之間。
6. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10)，其特征是，照明 設(shè)備(20)具有透鏡(27)，透鏡(27)具有出光表面(29)，光源(n)被布置在透鏡(27)背離出光表面(")的一側(cè)。
7. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10)，其特征是，照明 設(shè)備UO)具有透鏡系統(tǒng)(")，該透鏡系統(tǒng)(")具有透鏡(27) 和另 一透鏡(25 ),另 一透鏡(25 )被布置在透鏡(27 )和光源(21 ) 之間。
8. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10),其特征是，光源 (21)包括至少一個(gè)發(fā)光二極管。
9. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10),其特征是，出光 表面(29)以可圍繞基本垂直于顯示表面(12)的旋轉(zhuǎn)軸U4)旋轉(zhuǎn) 的方式，被設(shè)置在顯示表面(12)的下方。
10. 如上述權(quán)利要求之一所述的顯示裝置(10)，其特征是，照明設(shè)備(20)被布置在表面下指針(16)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)、特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)組合儀表的顯示裝置(10)。所述顯示裝置包括顯示表面(12)和具有出光表面(29)的照明設(shè)備(20)，照明設(shè)備還具有光源(21)，顯示表面(12)具有可見(jiàn)側(cè)(11)和背側(cè)(13)，照明設(shè)備(20)被布置在顯示表面(12)的背側(cè)(13)，其特征是，從出光表面(29)發(fā)出的光束(30)直接落在顯示表面(12)的背側(cè)(13)，光束(30)具有小于約20°的孔徑角(31)。
文檔編號(hào)B60K35/00GK101489819SQ200780026606
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者G·卡默勒, M·施瓦茨, M·薩斯 申請(qǐng)人:約翰遜控制器汽車(chē)電子有限責(zé)任公司