Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
INDICATING DEVICE WITH A POINTER AND A LIGHT SOURCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/052229
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an indicating instrument (1) which comprises a pointer, situated in front of a dial (2). Light is coupled into the axis (5) of the pointer. The light is guided into the pointer vane (3) by a deviating prism (8). The invention provides that in order to prevent a visible halo from appearing on the dial (2), around the axis (5), the light that is coupled into said axis (5) is UV light which is only converted into visible light in the pointer vane (3), by the luminescent material (10) that is present there.

More Like This:
Inventors:
BURAU ALF (DE)
NOLL HEINRICH (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/004727
Publication Date:
July 04, 2002
Filing Date:
December 17, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
BURAU ALF (DE)
NOLL HEINRICH (DE)
International Classes:
G01D11/28; G01D13/28; (IPC1-7): G01D11/28
Foreign References:
FR2670287A11992-06-12
US5603283A1997-02-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahr zeug, mit einem Zeiger und einer Lichtquelle, deren Licht in die Zeigerfahne des Zeigers eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum des Lichtes im nicht sichtbaren Bereich liegt und in der Zeigerfahne (3) Mittel (10) vorhanden sind, die eine Umwandlung in den sichtbaren Bereich bewirken.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass es sich bei dem Licht der Lichtquelle (9) um UVLicht handelt.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lichtquelle (9) eine UVLicht emittierende LED ist.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwand lungsmittel (10) aus lumineszierendem Material be stehen.
5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass sich das lumineszierende Material als Schicht (10) an der Unterseite der Zeigerfahne be findet.
6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass sich das lumineszierende Material als lichtdurchlässige Schicht (13) an der Oberseite der Zeigerfahne (3) befindet.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Zeiger (3) aus einem dunklen, aber für UVLicht durchlässigen Material besteht.
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszierende Material in das Material der Zeigerfahne (3) eingebracht ist.
9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeiger fahne (3) als Teil einer transparente Scheibe darge stellt ist, dass das Licht vom Rand der Scheibe ein gekoppelt wird und dass ein segmentartiger Aus schnitt der Scheibe mit dem Umwandlungsmittel ver sehen ist.
10. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeigerfahne (3) am einen Ende einer Achse (5) befestigt ist, dass das Licht in das andere Ende der Achse (5) eingekoppelt wird und dass die Achse (5) aus einem Metallröhrchen besteht, an dessen Innenwänden das Licht reflektiert wird.
11. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem er sten Teilbereich (14) der Zeigerfahne (3) die eine Umwandlung des Lichts in den sichtbaren Bereich be wirkenden Mittel (10) vorhanden sind und dass in ei nem zweiten, an den ersten Teilbereich angrenzenden Teilbereich (15) der Zeigerfahne (3) keine solchen Mittel vorhanden sind.
12. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zeiger fahne (3) in verschiedenen Bereichen unterschiedli che Mittel (13,16,17) vorhanden sind, die eine Um wandlung des Lichtes in jeweils verschiedenfarbige sichtbare Bereiche bewirken.
Description:
Beschreibung Anzeigevorrichtung mit einem Zeiger und einer Lichtquelle Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zeiger vor einem Zifferblatt und einer Lichtquelle, deren Licht in die Zeigerfahne des Zeigers eingekoppelt wird.

Derartige Anzeigevorrichtungen werden vor allem im Auto- mobilbau eingesetzt. Diese müssen so konzipiert sein, dass für den Fahrer relevante Informationen auch bei Dun- kelheit klar und deutlich dargestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass z. B. der Zeiger einer Geschwindig- keitsanzeige derart mit einer Lichtquelle gekoppelt wird, dass dieser sich leuchtend vor dem dunklen mit leuchten- den Ziffern versehenen Zifferblatt abhebt.

Bei den bisherigen Konstruktionen gelangt ein Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes nicht in die Zeigerfahne, sondern wird vorher als Streulicht ausgekop- pelt, so dass sich um die Achse des Zeigers auf dem Zif- ferblatt ein Leuchthof bildet. Dieser setzt den Kontrast der Anzeige herab, so dass vielseitige Anstrengungen un- ternommen werden, den Lichthof zu unterdrücken.

Die vorliegende Erfindung beruht daher auf dem Problem, eine Anzeigevorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der keine störenden Erhellungen des Zifferblattes auftreten.

Dazu schlägt die Erfindung vor, dass das Spektrum des Lichtes im nicht sichtbaren Bereich liegt und in der Zei- gerfahne Mittel vorhanden sind, die eine Umwandlung in den sichtbaren Bereich bewirken.

Zwar tritt auch hier ein Teil des in den Zeiger bzw. in die Achse des Zeigers eingekoppelten Lichtes als Streu- licht wieder aus und wird zum Zifferblatt gelenkt. Das dort reflektierte Licht wird aber vom Fahrer nicht wahr- genommen, da es im nicht sichtbaren Bereich liegt. Das Licht, das als Leuchten der Zeigerfahne vom Fahrer er- kannt wird, wird durch die Umwandlungsmittel erst in der Zeigerfahne erzeugt.

Im einfachsten Fall wird als Lichtquelle eine LED einge- setzt, die ultraviolettes Licht aussendet. Aufgrund der LED ist die Anzeigevorrichtung besonders langlebig und energiesparend.

Als Umwandlungsmittel wird ein lumineszierendes Material eingesetzt, dass auf dieses Licht reagiert und aufgrund der Anregung durch UV-Licht seinerseits Licht im sichtba- ren Bereich aussendet. Bei dem Material kann es sich z. B. um ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material handeln. Bei einem phosphoreszierenden Material besteht weiterhin der Vorteil, dass die Zeigerfahne nachleuchtet, was für bestimmte Anwendungsfälle z. B. bei einer Zeituhr von Interesse sein kann.

Im einfachsten Fall wird das Material als Schicht auf die Unterseite der Zeigerfahne aufgebracht. Das UV-Licht strahlt vom Fuß der Zeigerfahne ein und wird wegen des flachen Einfallswinkels durch vollständige Reflexion an der Oberseite der Zeigerfahne zur Unterseite geleitet.

Dort tritt es auf das lumineszierende Material, das da- raufhin sichtbares Licht zur Oberseite der Zeigerfahne abstrahlt. Der Einfallswinkel ist dabei so groß, dass das Licht aus der Oberseite austritt und für den Beobachter wahrnehmbar wird.

Alternativ hierzu kann das Material auch an der Oberseite der Zeigerfahne aufgebracht werden. In diesem Fall muss es aber für sichtbares Licht transparent sei. Außerdem sollte an der Unterseite eine Reflexionsschicht vorhanden sein, die das von der Oberseite ankommende Licht dorthin zurückwirft.

Ästhetisch besonders reizvolle Zeiger erhält man, wenn ein dunkles Kunststoffmaterial gewählt wird, das aber für W-Licht durchlässig ist. Ein solcher Zeiger wird an der Oberseite mit dem lumineszierenden Material versehen.

Das Material kann auf den Zeiger aufgebracht werden oder aber als Dotierung in das Material der Zeigerfahne einge- bracht werden. Damit ist die mögliche Gefahr, dass sich das an der Oberfläche der Zeigerfahne haftende Material wieder löst, nicht vorhanden.

Es kann auch daran gedacht werden, die Zeigerfahne aus einem Material herzustellen, das durchgehend mit dem lu- mineszierenden Material dotiert ist.

Üblicherweise wird das Licht von der Achse des Zeigers kommend in die Zeigerfahne eingekoppelt. Bei der erfin- dungsgemäßen Vorgehensweise kann die Zeigerfahne aber auch als Segment einer lichtdurchlässigen Scheibe ausge- bildet werden, wobei in den Rand der Scheibe das W-Licht eingekoppelt wird. Für den Beobachter sind aber lediglich die mit dem lumineszierenden Material versehenen Bereiche als Zeigerfahne sichtbar.

Sollte das Licht in die Achse des Zeigers eingekoppelt und von dort in die Zeigerfahne weitergeleitet werden, so bietet es sich an, die Achse aus einem Metallröhrchen zu bilden, an dessen Innenwänden das Licht reflektiert wird.

Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Achse aus W- Licht-resistentem Kunststoffmaterial herzustellen.

Die Übersichtlichkeit und damit auch die Ablesbarkeit der Anzeigevorrichtung wird vorteilhaft verbessert, wenn in einem ersten Teilbereich der Zeigerfahne die eine Umwand- lung des Lichts in den sichtbaren Bereich bewirkenden Mittel vorhanden sind und wenn in einem zweiten, an den ersten Teilbereich angrenzenden Teilbereich der Zeiger- fahne keine solchen Mittel vorhanden sind. Dadurch kann der für ein Ablesen wesentliche Bereich der Zeigerfahne in der Weise hervorgehoben werden, dass nur dieser Be- reich leuchtet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um die Zeigerspitze.

Eine weitere Verbesserung der Ablesbarkeit kann vorteil- haft dadurch erzielt werden, dass in der Zeigerfahne in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Mittel vorhanden sind, die eine Umwandlung des Lichts in jeweils verschie- denfarbige sichtbare Bereiche bewirken. Bei einer solchen Verwendung unterschiedlicher Mittel ist eine Gestaltung mehrfarbiger Zeiger möglich, z. B. kann die Zeigerfahne eine rote Spitze und einen gelben Korpus aufweisen, ohne dass verschiedenfarbige Lichtquellen eingesetzt werden müßten.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind drei da- von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in Figur 1 eine erste Anzeigevorrichtung mit einem Zeiger, Figur 2 einen Zeiger einer zweiten Anzeigevorrichtung und Figur 3 einen Zeiger einer weiteren Anzeigevorrichtung.

Eine Anzeigevorrichtung 1 besteht nach Figur 1 aus einem Zifferblatt 2 mit einem Zeiger, dessen Zeigerfahne 3 vor dem Zifferblatt 2 liegt. Der Kopf 4 der Zeigerfahne 3 ist mit einer Achse 5 gekoppelt. Unterhalb des Zifferblattes 2 befindet sich eine Antriebseinheit 6 auf einer Leiterplatte 7. Mittels der Antriebseinheit 6 wird der Zeiger durch Drehung der Achse 5 in die gewünschte Posi- tion gestellt. Dazu ist zwischen der Achse 5 und der An- triebseinheit 6 üblicherweise ein hier nicht dargestell- tes Schneckenradgetriebe angeordnet.

Die Achse 5, der Kopf 4 des Zeigers sowie die Zeigerfahne 3 bestehen aus lichtleitendem Kunststoff und fungieren in diesem Sinne als Lichtleiter. Am unteren Ende ist aus der Leiterplatte 7 eine LED 9 angeordnet, die in die untere Stirnseite der Achse 5 UV-Licht einkoppelt. Dieses Licht strahlt in den Kopf 4 des Zeigers und wird dort durch ein sogenanntes Umlenkprisma 8 in die Zeigerfahne 3 geleitet.

Dabei ist nicht zu vermeiden, dass ein Teil des Lichtes aus dem Kopf 4 nach unten austritt und in einem Hof um die Achse 5 auf das Zifferblatt 2 trifft. Bei der Verwen- dung von sichtbarem Licht wäre ein sogenannter Lichthof zu erkennen. Dieser bleibt aber aufgrund der Tatsache, dass Licht im nicht sichtbaren Bereich eingesetzt wird, für den Beobachter unsichtbar.

Das in die Zeigerfahne 3 geleitete Licht trifft nach ei- ner Totalreflexion an der Oberseite der Zeigerfahne 3 auf die Unterseite, die in diesem Ausführungsbeispiel mit ei- ner äußeren Schicht 10 aus lumineszierendem Material be- schichtet ist.

Durch das Auftreffen des UV-Lichtes werden die Atome und Moleküle in der Schicht 10 angeregt und senden ihrerseits Licht im sichtbaren Bereich aus, das nach oben, wie durch die Pfeile 11 angedeutet, ausgesandt wird. Dieser Vorgang erfolgt auf der ganzen Länge der Zeigerfahne 3, so dass diese dem Beobachter des Anzeigeinstrumentes als leuch- tendes Gebilde erscheint.

Um das sichtbare Licht scharf auf die Zeigerfahne 3 zu begrenzen, ist auf den Kopf 4 des Zeigers eine Kappe 12 gesetzt, die diesen Bereich abdeckt.

Wie schon weiter oben erläutert, kann die Schicht 10 auch in das Material der Zeigerfahne 3 als Dotierung einge- bracht werden. Es kann auch daran gedacht werden, die ganze Zeigerfahne 3 zu dotieren. In diesem Fall empfiehlt es sich aber, an der Unterseite der Zeigerfahne 3 eine reflektierende Schicht anzubringen.

Gleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Be- zugszeichen versehen.

In Figur 2 ist ein Zeiger dargestellt, der sich von dem- jenigen nach Figur 1 dadurch unterscheidet, dass in einem die Zeigerspitze umfassenden ersten Teilbereich 14 der Zeigerfahne 3 eine Umwandlung des Lichts in den sichtba- ren Bereich bewirkende Mittel vorhanden sind, nicht je- doch in einem zweiten Teilbereich 15 der Zeigerfahne 3.

Bei diesem zweiten Teilbereich 15 der Zeigerfahne 3 han- delt es sich um einen der Kappe 12 zugewandten Bereich der Zeigerfahne 3. Bei einem Zeiger gemäß Figur 2 tritt nur die Zeigerspitze leuchtend hervor.

Ein weiterer Zeiger ist in Figur 3 dargestellt, wobei eine Zeigerfahne 3 in verschiedenen Bereichen unter- schiedliche Mittel 13,16,17 aufweist, die eine Umwand- lung des Lichts in jeweils verschiedenfarbige sichtbare Bereiche bewirken. Ein Mittel 16 ist an der Unterseite der Zeigerfahne 3 im Bereich der Zeigerspitze angeordnet, ein weiteres Mittel 17 ist ebenfalls an der Unterseite der Zeigerfahne 3, aber in einem einer Kappe 12 zugewand- ten Bereich der Zeigerfahne 3, angeordnet und ein weite- res Mittel 13 befindet sich als lichtdurchlässige Schicht an der Oberseite der Zeigerfahne 3 in einem Bereich, in dem an der Unterseite der Zeigerfahne 3 keine entspre- chenden Mittel angeordnet sind. Somit kann die Zeiger- spitze in einer anderen Farbe leuchten als der der Kappe 12 zugewandte Bereich der Zeigerfahne 3, und ein mittle- rer Bereich der Zeigerfahne 3 kann eine weitere, dritte Farbe aufweisen.