Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach der Gattung des Hauptanspruchs, wobei dem Fahrer eine Information durch örtliches Aktivieren von mindestens einem Leuchtmittel übermittelt wird, welches aus einer Aneinanderreihung von Leuchtmitteln auswählbar ist. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar bei einem analogen Tachometer, entlang dessen Außenumfang eine kreisförmige Anordnung von Leuchtdioden zum Anzeigen einer Sollgeschwindigkeit eines Tempomaten angeordnet ist.

Solche Anzeigevorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise offenbaren die deutschen Offenlegungsschriften DE 101 50 602 A1 und DE 195 47 375 A1 jeweils ein Tachometeranzeigeelement für Kraftfahrzeuge mit einem Ziffernblatt und Leuchtelementen, die auf der Rückseite des Ziffern blattes auf einer Leiterplatte befestigt sind. Hierbei sind die Leuchtelemente entlang eines länglichen und gekrümmten Anzeigebereichs derart weit voneinander entfernt auf der Leiterplatte angeordnet, so dass bei einem Umschalten bzw. bei einer änderung der Ansteuerung der Leuchtelemente zwangsläufig ein für einen Benutzer wahrnehmbarer Sprung bzw. ein Rucken in der Anzeige wahrnehmbar ist, was auf das "digitale Verhalten" einer solchen Anzeige zurückzuführen ist. Dieser Nachteil rührt letzten Endes von den diskreten Sprüngen her, die bei einer Darstellung mittels einer digitalen Anzeige zwangsläufig zu erwarten sind.

Dieser Nachteil kann zwar mittels einer analogen Anzeige mit beweglichen Elementen, wie sie beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 100 26 860 A1 bzw. DE 197 39 037 A1 bekannt sind, gelöst werden, doch ist der Aufwand für die in zwei Ebenen hintereinander angeordneten analogen Zeiger sowohl für die Geschwindigkeitsanzeige als auch für beispielsweise eine Tempomatanzeige mit einem erheblichen konstruktiven und damit Kostenaufwand verbunden, was darüber hinaus zu einem erheblich größeren Bauraumbedarf im Cockpit eines Fahrzeugs führt, was beim Stand der Technik als mit erheblichen Nachteilen verbunden angesehen wird.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, den vom Fahrer wahrzunehmenden Informationsort zu vergrößern, ohne die Genauigkeit der Information zu verringern oder die Baugröße des Fahrzeuginstruments zu erweitern. Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zum einen zur Fahrsicherheit beitragen und besonders kostengünstig vorgesehen sein sowie zum anderen trotz aller dieser Anforderungen auch eine minimale Bauraumhöhe aufweisen und schließlich soll die Montage der Anzeigevorrichtung in ein Kraftfahrzeug mit geringem Aufwand und geringen Kosten möglich sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur örtlich variierenden Darstellung eines Werts mit Bezug auf eine im Fahrbetrieb kontinuierlich veränderliche Größe, insbesondere ein Wert mit Bezug auf die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, gelöst, wobei die Anzeigevorrichtung diskrete Bauteile, insbesondere Leuchtdioden, zur Anzeige des Wertes aufweist, wobei bei einer Veränderung des Wertes eine änderung des Ortes der Darstellung des Wertes entlang einer Linie vorgesehen ist und wobei zur Anzeige des Wertes entlang der Linie wenigstens zwei Bauteile aktiviert vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein erstes Leuchtmittel mit einer ersten Leuchtstärke und/oder einer ersten Farbe zur genauen Anzeige der Information genutzt wird, während mindestens ein zweites Leuchtmittel, insbesondere ein benachbartes Leuchtmittel, zur Verbreiterung des Informationsortes gleichzeitig mit einer geringeren Leuchtstärke oder einer weniger auffälligen Farbe aktiviert wird. Durch diese erfindungsgemäße Nutzung von mehreren Bauteilen, insbesondere Leuchtmittel und ganz besonders bevorzugt Leuchtdioden, ist es vorteilhaft möglich, eine Vielzahl von Zusatzinformationen bzw. Verbesserungen der Informationsdarstellung zu erzielen. Beispielsweise ist es auf diese Weise neben einer Verbreiterung und damit Verbesserung der Informationsdarstellung (die ohne Genauigkeitsverlust der Anzeige möglich ist) auch möglich, eine Richtungsinformation darzustellen, indem nämlich die Verbreiterung oder Vergrößerung der Informationsdarstellung nicht beidseitig symmetrisch, sondern asymmetrisch erfolgt, so dass beispielsweise eine Richtungsindikation gegeben werden kann. Durch eine Komprimierung der Anordnung der diskreten Bauteile ist es darüber hinaus auch möglich, dem Benutzer bzw. Betrachter der Anzeigenvorrichtung eine quasi kontinuierliche Arbeitsweise der Anzeigevorrichtung zu suggerieren. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anzei-

gevorrichtung einen analogen Zeiger zur Anzeige, beispielsweise der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder der Drehzahl des Motors des Fahrzeugs, aufweist und dass üblicherweise radial im Umfangsbereich dieser Hauptanzeige eine Hilfsanzeige eines Wertes mit Bezug auf beispielsweise die Geschwindigkeit oder die Drehzahl angezeigt wird. Bei dem mittels der Hilfsanzeige angezeigten Wert mit Bezug auf die kontinuierlich veränderliche Größe kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugrichtgeschwindigkeit, etwa Geschwindigkeitsbegrenzungen in Ortschaften oder dgl., handeln oder auch um eine Voreinstellung einer Geschwindigkeit einer Geschwindigkeitsregelanlage, etwa eines Tempomaten. Weiterhin sind als Werte mit Bezug auf eine im Fahrbetrieb kontinuierlich veränderliche Größe mit Bezug auf die Motordrehzahl folgende Werte denkbar: Solldrehzahlen zur Bestimmung von Schaltzeitpunkten oder auch Maximal- oder Minimaldrehzahlen im Hinblick auf eine besonders ökonomische Fahrweise in einem gewählten Gang. Bevorzugt weist die Anzeigevorrichtung eine besonders kompakte Anordnung der lichtemittierenden Bauteile auf, wobei die einzelnen Bauteile bevorzugt eine Ausdehnung in Erstreckungsrichtung der Linie, d.h. in einer Richtung quer zur Ebene einer Leiterplatte, auf der sie angeordnet sind, von weniger 0,5 mm und bevorzugt von ca. 0,1 mm bis 0,4 mm, aufweisen. Der Offenbarungsgehalt der Druckschrift DE 10 2005 019 621 A1 wird hinsichtlich insbesondere der kompakten Anordnung von Bauteilen und mit Blick auf den mechanischen Aufbau einer Anzeigevorrichtung durch Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung vollständig aufgenommen. Unter dem Begriff „Ort der Darstellung des Wertes" wird die Stelle auf der Anzeigefläche bezeichnet, an dem die hauptsächliche Lichtmenge austritt.

Erfindungsgemäß ist besonders bevorzugt, dass die zur Anzeige des Wertes entlang der Linie aktivierten Bauteile benachbart vorgesehen sind und bevorzugt mit unterschiedlicher Stärke aktiviert vorgesehen sind. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, dass zum einen eine bessere Sichtbarkeit der Anzeige eines Wertes erreicht werden kann und dass zum anderen auch eine Vielzahl von Zusatzinformationen außer der sehr präzisen und genauen Wertdarstellung möglich ist.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass zur Anzeige des Wertes entlang der Linie wenigstens ein mittleres Bauteil und zwei dem mittleren Bauteil benachbarte Bauteile aktiviert vorgesehen sind, wobei bevorzugt das mittlere Bauteil stärker ak-

tiviert vorgesehen ist als die beiden dem mittleren Bauteil benachbarten Bauteile. Dies hat erfindungsgemäß den besonderen Vorteil, dass eine Verbreiterung der Informationsdarstellung und damit eine bessere Ablesbarkeit erzielt wird, was letztlich auch zu einem erhöhten Sicherheitsniveau bei der Benutzung des Kraftfahrzeugs beiträgt.

Ferner ist bevorzugt, dass die Anzeigevorrichtung eine Leiterplatte aufweist, wobei die Bauteile auf der Leiterplatte angeordnet sind und wobei die Bauteile direkt auf die Leiterplatte gebondet sind. Hierdurch wird zum einen eine Kostenreduzierung erreicht, weil die Tragekörper der Bauteile sowie etwaige Gehäuse der Bauteile nicht mehr benötigt werden. Weiterhin wird dadurch ebenfalls erreicht, dass die Packungsdichte der Bauteile auf der Leiterplatte und damit auf der Anzeigevorrichtung besonders groß ausgeführt werden kann.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung betrifft eine Anzeigevorrichtung, bei der entlang der Linie zur Anzeige des Wertes mit Bezug auf die im Fahrbetrieb kontinuierlich veränderliche Größe jeweils wenigstens zwei in unterschiedlicher Farbe emittierenden Bauteile in einer Richtung quer zum Verlauf der Linie nebeneinander angeordnet vorgesehen sind. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, dass zur Darstellung des Wertes unterschiedliche Farben zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise abhängig vom jeweiligen Betriebszustand. Hierdurch ist es möglich, Warnfunktionen - etwa ein Wechsel von grün zu rot - in die Anzeige des Wertes mit aufzunehmen, etwa beim überschreiten eines voreingestellten Geschwindigkeitswertes oder beim überschreiten eines kritischen Drehzahlwertes. Durch die nebeneinanderliegende Anordnung der Bauteile - quasi parallel entlang der Linie - und der dichten Packungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ist es möglich, dass ein Farbwechsel von einem Benutzer kaum als Ortsänderung auf der Anzeigefläche bemerkt wird. Es somit erfindungsgemäß möglich, beispielsweise drei Reihen von Leuchtdioden entlang der Linie parallel nebeneinander anzuordnen, so dass bei einer entsprechenden Wahl der Farbe der Bauteile und einer entsprechenden Ansteuerung mit unterschiedlichen Intensitäten ein gesamtes Farbspektrum an darstellbaren Farben möglich wird.

Erfindungsgemäß ist es ferner bevorzugt, dass das Material der Anzeigefläche oberhalb der Bauteile wenigstens teilweise transparent vorgesehen ist und stoffschlüssig

mit den Bauteilen verbunden ist bzw. dass die Sichtseite der Anzeigefläche weniger als 5 mm von dem Bauteil entfernt, bevorzugt weniger als 3 mm, vorgesehen ist. Hierdurch ist zum einen möglich, die zu emittierende Lichtleistung und damit auch die aufgenommene elektrische Leistung der Bauteile möglichst gering zu halten, was entsprechende Vorteile im Hinblick auf das thermische Management der Anzeigevorrichtung ermöglicht, und zum anderen ist es möglich, dass die Anzeigevorrichtung extrem kompakt ausgebildet wird, was den für die Anzeigevorrichtung benötigten Bauraum reduziert und somit ebenfalls Kosten einspart. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass der Abstand zwischen dem Bauteil und der Sichtseite der Anzeigenfläche größer gewählt wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wobei bei einer Veränderung des Wertes eine änderung des Ortes der Darstellung des Wertes entlang einer Linie durchgeführt wird und wobei zur Anzeige des Wertes entlang der Linie wenigstens zwei Bauteile aktiviert werden. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine Vielzahl von Zusatzinformationen bzw. Verbesserungen der Informationsdarstellung zu erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figuren 1, 2 und 3 zeigen schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung bzw. einen Ausschnitt davon,

Figuren 4 und 5 zeigen schematisch eine perspektivische Darstellung und eine

Draufsicht auf eine Anordnung von Bauteilen bzw. Leuchtdioden mit zugeordneten Bereichen der Anzeigefläche.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist eine Anzeigevorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere in Form eines sogenannten Kombi-Instruments, dargestellt. Die Anzeigevorrichtung 1 weist insbesondere einen um eine Drehachse 5 drehbaren (analogen) Zeiger 2 auf, wobei der Zeiger 2 insbesondere zur Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. damit zusammenhängender Werte vorgesehen ist. Im folgenden wird bei der Beschreibung der Erfindung lediglich auf den Fall einer Geschwindig-

keitsanzeige Bezug genommen, wobei dem Fachmann jedoch auch die analoge Anwendung im Zusammenhang mit einer Drehzahlanzeige des Fahrzeugmotors bzw. solchen Werten, die dazu in Bezug stehen, möglich ist. Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Zeiger 2 ist im Bereich einer Anzeigefläche 30 angeordnet. Die Anzeigefläche 30 umfasst erfindungsgemäß auch einen Ringzeiger, der in Form eines länglichen Anzeigebereichs, insbesondere einer gekrümmten Linie 35 (Figur 2), angeordnet ist. Der Ringzeiger bzw. die Linie 35 ist bevorzugt kreisringförmig bzw. kreis- segmentförmig vorgesehen, kann jedoch auch eckig und/oder oval, gerade gestreckt, in einer Wellenlinie, in einer Zickzacklinie oder anderweitig geformt vorgesehen sein. Der Ringzeiger bzw. die Linie 35 umfasst eine Mehrzahl von Leuchtsegmenten 34 innerhalb der Anzeigefläche 30, die mittels von einem Betrachter aus gesehen hinter der Anzeigefläche 30 befindlichen Bauelementen 4 bzw. Bauteilen 4 beleuchtbar (oder nicht beleuchtbar) sind. Als Bauelemente 4 bzw. Bauteile 4 kommen insbesondere Leuchtmittel wie beispielsweise Leuchtdioden in Frage. Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass jeweils einem Leuchtsegment 34 in der Erstreckungsrichtung entlang der Linie 35 jeweils ein Bauteil 4 zugeordnet ist. Es kann sich erfindungsgemäß bei den Bauteilen 4 bzw. den Bauelementen 4 auch um Segmente einer Flüssigkristallanzeige (nicht dargestellt) oder dergleichen handeln, die von einer Hinterleuchtungseinheit (nicht dargestellt) beleuchtet wird.

In Figur 1 ist entlang der (nicht eigens dargestellten) Linie 35 bzw. dem Ringzeiger ein einzelnes Leuchtsegment 34 dargestellt. Einer Ansteuerung der Bauteile 4 derart, dass jeweils lediglich ein Leuchtsegment 34 beleuchtet wird, ergibt den Vorteil, dass die darzustellende Information mit einer hohen Genauigkeit dargestellt werden kann. Hierdurch kann sich jedoch der Nachteil ergeben, dass der Informationsort lediglich sehr schmal ist, so dass die Leuchtstärke ausgehend von einem Bauteil 4 entweder als zu gering empfunden wird oder aber als (örtlich) zu sehr konzentriert empfunden wird, was beides den Nachteil aufweist, dass die darzustellende Information nicht mit der gebotenen Aufmerksamkeit von einem Benutzer der Anzeigevorrichtung wahrgenommen wird. Daher ist in Figur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung der Fall dargestellt, dass ein mittleres Leuchtsegment 34' von einem mittleren Bauteil 4 ¹ , insbesondere einer Leuchtdiode, beleuchtet wird, während benachbart hiervon zwei benachbarte Bauelemente bzw. Leuchtdioden 4" vorgesehen sind, benachbarte Leuchtsegmente 34" zu beleuchten. Hierdurch ist eine Verbreiterung des Informationsortes

möglich. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die benachbarten Bauelemente 4" bzw. benachbarten Leuchtdioden 4" derart angesteuert werden, dass die Helligkeit der Anzeige der benachbarten Leuchtsegmente 34" gegenüber dem mittleren Leuchtsegment 34' reduziert ist. Hierdurch ergibt sich eine Verbreiterung der Anzeige, die jedoch nicht mit einer geringeren Genauigkeit der Anzeige einhergeht. In Figur 3 ist der besseren Deutlichkeit halber einer weitere Darstellung des Teilbereichs der Anzeigefläche 30 dargestellt, wobei insbesondere die der Linie 35 zugeordnete Mehrzahl von Leuchtsegmenten 34 bzw. die der Linie 35 zugeordneten Bauteile 4 / Leuchtdioden 4 bzw. die zugeordnete Anordnung 3 von Leuchtdioden / Bauteilen dargestellt ist.

In den Figuren 4 und 5 ist schematisch eine perspektivische Darstellung und eine Draufsicht auf eine Anordnung von Bauteilen 4 bzw. Leuchtdioden 4 mit zugeordneten Bereichen der Anzeigefläche bzw. Leuchtsegmenten 34 im Bereich der Linie 35 dargestellt. Hierbei stellt Figur 5 eine perspektivische Darstellung dar, aus der hervorgeht, dass das von den Bauteilen 4 bzw. der Anordnung 3 von Bauteilen 4 ausgehende Licht in Richtung auf die Leuchtsegmente 34 der Anzeigefläche 30 abgestrahlt wird. Die Bauteile 4 sind hierbei erfindungsgemäß bevorzugt auf einer Leiterplatte 33 angeordnet. Die Anbindung der Bauteile 4 mit der Leiterplatte 33 wird insbesondere mittels der COB-Technologie (Chip-on-board) realisiert, was auch als eine Art Strickvorgang zum Bonden der Bauteile 4 auf die Leiterplatte 33 bezeichnet werden kann. Es somit möglich, am Beispiel einer Geschwindigkeitsanzeige für jeden Kilometer pro Stunde der Geschwindigkeitsanzeige von ca. 0 bis über 200 km/h eine einzelne bzw. ein Paar von Bauteilen 4 vorzusehen, wobei jedes einzelne dieser Bauteile 4 getrennt ansteuerbar ist. In Figur 6 ist mittels einer Draufsicht auf einen Ausschnitt der Anordnung der Bauteile 4 mit gestrichelter Darstellung der zugeordndeten Leuchtsegmente 34 dargestellt, dass es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein kann, dass im Bereich eines Leuchtsegments 34 eine Mehrzahl von Bauteilen (von verschiedenen Anordnungen 3, 3', 3" von Bauteilen 4) nebeneinander (d.h. in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Linie 35) vorliegen. Diese Mehrzahl von Anordnungen 3, 3 ¹ , 3" von Bauteilen kann entweder dazu genutzt werden, dass mehrere Farben dargestellt werden können. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Mehrzahl von Anordnungen von Bauteilen 4 dazu genutzt werden, unterschiedliche Helligkeitswerte im Bereich unterschiedlicher Leuchtsegmente 34 zu generieren.

Bezugszeichenliste

1 Anzeigevorrichtung / Fahrzeuginstrument

2 Zeiger

3 Anordnung von Bauelementen / Leuchtdioden

3\ 3" weitere Anordnung von Bauelementen / Leuchtdioden Bauelemente / Leuchtdioden ¹ mittleres Bauelement / mittlere Leuchtdiode " benachbarte Bauelemente / Leuchtdioden

5 Drehachse 0 Anzeigefläche 3 Leiterplatte 4 Leuchtsegment der Anzeigefläche / Ort der Darstellung 4' mittleres Leuchtsegment der Anzeigefläche / mittlerer Ort der Darstellung 4" benachbarte Leuchtsegmente / Orte der Darstellung 5 Linie