Fahrzeug mit Armaturenbrett und Anzeigevorrichtung für das

Armaturenbrett sowie ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Armaturenbrett und eine Anzeigevorrichtung für das Armaturenbrett sowie ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung. Dabei weist das Fahrzeug eine Windschutzscheibe auf und im Armaturenbrett ist mindestens die Anzeigevorrichtung vorgesehen. Die Anzei- gevorrichtung hat einen Anzeigeschirm mit einer Hintergrundbeleuchtung. Die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeschirms wird von Leuchtmitteln ermöglicht, die Licht in einen Lichtleiterkörper emittieren. Der Lichtleiterkörper ist dazu an einer Rückseite des Anzeigeschirms angeordnet.

Ein derartiges Kraftfahrzeug mit Anzeigevorrichtung ist aus der Druckschrift DE 10 2005 051 956 Al bekannt. Bei der bekannten Anzeigevorrichtung weist die Hintergrundbeleuchtung einen auf der Rückseite des Anzeigebildschirms angeordneten flächenhaften Lichtleiterkörper auf, in den die Leuchtmittel Licht einkoppeln. Dazu weist die zu der Rückseite des Anzeigeschirms gewandte Seite des Lichtleiterkörpers eine Mikrostruktur auf, die derart ausgerichtet ist, dass für das Hintergrundleuchten der Anzeige vorgesehenes Licht keinen Anteil in Richtung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs besitzt. Um dieses zu erreichen ist eine komplexe Winkelstruktur der Oberseite des flächenhaften Lichtleiterkörpers angeordnet, was mit hohen Fertigungskosten verbunden ist, zumal diese prismenartige Mikrostruktur exakte Reflexionswinkel aufweisen muss, um keine Anteile des Lichts in Richtung auf die Windschutzscheibe zu strahlen.

Darüber hinaus muss auch die Rückseite des Lichtleiterkörpers entweder in einem spitzen Winkel zu einem Reflektor der Anzeigevorrichtung angeordnet werden oder der Reflektor entsprechend einer Fresnell-Folie strukturiert sein. Diese Strukturmaßnahmen eines flächenhaften Lichtleiterkörpers so- wohl auf seiner Vorderseite als auch des Reflektors auf seiner Rückseite verursachen erhebliche Fertigungskosten des Lichtleiters bzw. des Reflektors und erhöhen die Gesamtkosten einer derartigen bekannten Anzeigevorrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile im Stand der

Technik zu überwinden und eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zu schaffen, Reflexionen von Anzeigeschirmen an der Windschutzscheibe zu unterdrücken und dennoch auf eine kostenintensive Strukturierung von Oberseiten des Lichtlei- terkörpers zu verzichten. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anzeigevorrichtung zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug mit Armaturenbrett und eine Anzeigevorrichtung für das Armaturenbrett sowie ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung geschaffen. Dabei weist das Fahrzeug eine Windschutzscheibe auf und im Armaturenbrett ist mindestens die Anzeigevorrichtung vorgesehen. Die Anzeigevorrichtung hat einen Anzeigeschirm mit einer Hin- tergrundbeleuchtung. Die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeschirms wird von Leuchtmitteln ermöglicht, die Licht in einen Lichtleiterkörper emittieren. Der Lichtleiterkörper ist dazu an einer Rückseite des Anzeigeschirms angeordnet. In den Lichtleiterkörper ist ein jalousieartiges Muster von Flecken punktuell eingebracht. Das Muster in dem Lichtleiterkörper vermindert die emittierte Lichtintensität in Richtung zu der Windschutzscheibe und strahlt das emittierte Licht in Richtung auf die Fahrzeuginsassen unvermindert ab.

Dieser Lichtleiterkörper mit eingebrachtem jalousieartigen Muster hat den Vorteil gegenüber herkömmlichen Foliensystemen oder Mikrostrukturen, die zum Abblendung eingesetzt werden, dass kein Helligkeitsverlust, der bei Foliensystemen bis zu 20 Prozent ausmachen kann, auftritt. Ferner hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass die jalousieartigen Flecken mit unterschiedlichem Lamellenabstand mit unterschiedlicher Länge und unter unterschiedlichem Winkel sowie in einer unterschiedlichen Form eingebracht werden können, um der je- weiligen Verwendung angepasst zu werden.

Dabei kann die Funktionalität der Jalousie durch entsprechende Strukturänderungen in das Lichtleitermaterial eingebracht werden. Bei einem Einbrennen des jalousieartigen Musters wer- den die Eigenschaften des Lichtleitermaterials örtlich punktuell verändert, so dass sich nach der Bearbeitung eine Jalousiefunktionalität innerhalb des Lichtleiterkörpers ergibt. Ferner sind sichtbare Interferenzen mit der Auskopplungsstruktur des Lichtleiterkörpers zu vermeiden, so dass sich keine Moire Strukturen ausbilden.

Die geometrische Auslegung der Jalousie innerhalb des Lichtleiterkörpers kann dabei in Bezug auf die Lamellenanzahl, die Dichte der Flecken sowie dem Steigungswinkel der Flecken so ausgeführt werden, dass eine gleichmäßige Ausleuchtung des Anzeigeschirms durch den Lichtleiterkörper möglich ist. Das Einbringen des jalousieartigen Musters wird durch einfache Integration in bestehende Anzeigebildschirme möglich. Selbst bei nachträglicher Integration fallen so gut wie keine Änderungskosten für zusätzliche Werkzeuge an. Außerdem sind die Anpassung von Jalousiewinkel, Jalousieform und Lage innerhalb des Lichtleiterkörpers ohne großen Kostenaufwand möglich, so dass eine Feinanpassung an die jeweilige Applikation im Fahrzeug nachträglich vorgenommen werden kann. Auch sind partielle Integrationen der Funktionalität des Jalousiemusters möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die

Flecken des Jalousiemusters dunkler als das umgebende Material des Lichtleiterkörpers, so dass das Licht der Leuchtmittel mindestens teilweise von den Flecken absorbiert wird, die Transmission des Lichtleiterkörpers in Richtung auf die Wind- schutzscheibe punktuell vermindert ist. Dadurch ist die Totalreflexion innerhalb des Lichtleiterkörpers auf die Fahrzeuginsassen ausgerichtet und nicht mehr auf die Windschutzscheibe.

Andererseits ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch möglich, dass die Flecken des Lichtleiterkörpers durch thermische Einwirkung umstrukturierte Materialbereiche aufweisen, die das Licht der Leuchtmittel mindestens teilweise reflektieren, so dass die Transmission des Licht- leiterkörpers in Richtung auf die Windschutzscheibe punktuell gestört ist, und somit die Totalreflexion innerhalb des Lichtleiterkörpers auf die Fahrzeuginsassen ausgerichtet ist. Dazu können die Flecken unterschiedliche Abblendwinkel aufweisen, die in Abhängigkeit von der zur Windschutzscheibe hin abzuschirmenden und zu den Fahrzeuginsassen hin abzustrahlenden Lichtintensität variieren.

Auch können die Flecken eine unterschiedliche Dicke aufweisen, wobei die Dicke in Abhängigkeit von der zur Windschutzscheibe hin abzuschirmenden Lichtintensität variiert. Je größer die Abschirmforderung ist, um so dicker können die FIe- cken insbesondere dunkle Flecken ausgeführt sein, um einen höheren Anteil der Lichtintensität in Richtung auf die Windschutzscheibe zu absorbieren.

Außerdem ist es möglich, für die Flecken einen unterschiedli- chen Abstand voneinander in Abhängigkeit von der zu den Fahrzeuginsassen hin zu emittierenden Lichtintensität vorzusehen, wobei mit größerem Abstand voneinander die emittierende Lichtintensität in Richtung auf die Fahrzeuginsassen hin zunimmt. In horizontaler Richtung ist es von Vorteil, wenn sich die Flecken berühren oder zu jalousieartigen Lamellen überlappen.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs, bei dem die Anzeigevorrich- tung indirekt mittels eines Lichtleiterkörpers beleuchtet wird, weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine Platte aus Lichtleitermaterial für eine Mehrzahl von Lichtleiterkörpern für Anzeigevorrichtungen hergestellt. In das Lichtleitermaterial wird dann ein jalousie- artiges Muster von Flecken eingebracht. Danach kann die Platte aus Lichtleitermaterial in einzelne Lichtleiterkörper aufgetrennt werden, die an die Größe und Form eines Anzeigebildschirms angepasst werden, wobei dieser Lichtleiterkörper be- reits mit dem jalousieartigen Muster von Flecken versehen ist. Anschließend kann der Zusammenbau der Anzeigevorrichtung aus Anzeigeschirm und Hintergrundbeleuchtung mittels des Lichtleiterkörpers mit eingebrachtem Muster, aus Reflektorfo- lie und aus Leuchtmitteln zum Ausleuchten des Lichtleiterkörpers erfolgen.

Durch das eingebrachte Muster kann auf das Anbringen einer Abblendfolie mit Fresnell-Strukturen verzichtet werden, was deutliche Einsparungen bei der Herstellung von Anzeigevorrichtungen ermöglicht.

Das Einbringen des jalousieartigen Musters von Flecken kann mittels Laserscannen durchgeführt werden. Dabei entstehen un- ter Einwirkung der thermischen Energie des Laserscannens in dem transparenten Kunststoffmaterial lichtabsorbierende Flecken oder lichtreflektierende Flecken, je nach Struktur und Zusammensetzung des transparenten Kunststoffmaterials.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert .

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs;

Figur 2 zeigt eine auseinander gezogene schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung für ein Armaturenbrett;

Figur 3 zeigt einen Teil des in Figur 1 dargestellten Fahr- zeugs mit Armaturenbrett und Anzeigevorrichtung; Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Lichtleiterkörpers mit punktuell eingebranntem jalousieartigen Muster;

Figur 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Hintergrundbeleuchtung mit Lichtleiterkörper und Reflektorfolie;

Figur 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Lichtleiterkörper mit unterschiedlicher Ausbildung des punktuell eingebrachten Musters.

Figur 1 zeigt ein Beispiel eines Fahrzeugs 10 mit einem Armaturenbrett 1 und einer Windschutzscheibe 2. An dem Armaturen- brett 1 ist eine Anzeigevorrichtung angeordnet, wie sie in

Figur 2 gezeigt wird. Die dort in auseinander gezogener schematische Ansicht gezeigte Anzeigevorrichtung 3 weist ein vorderes Gehäuseteil 4 und ein hinteres Gehäuseteil 5 auf, zwischen denen ein Anzeigeschirm 6 beispielsweise als Flüssig- kristallbildschirm angeordnet ist, der mit einer Hintergrundbeleuchtung 20 ausgestattet ist, wobei die Hintergrundbeleuchtung 20 einen Lichtleiterkörper 7 aufweist, der über Leuchtmittel 8 in Form von Leuchtdioden mit einer Lichtintensität bestrahlt wird.

Diese Leuchtdioden 8 sind auf einem Reflektor 9 fixiert, der auf der Rückseite des flächenhaften Lichtleiterkörpers 7 angeordnet wird. An dem Lichtleiter 7 sind auf den Rändern 22 und 23 Lichtkopplungselemente 21 angeordnet, die nach dem Zu- sammenbau das Licht der Leuchtdioden in den Lichtleiterkörper 7 einleiten, in dem sich das Licht unter Mehrfach- und Totalreflexion ausbreitet. Die Leuchtmittel 8 werden in nicht dar- gestellter Weise über elektrische Leitungen von der nicht dargestellten Steuerelektronik des Fahrzeugs angesteuert.

Figur 3 zeigt einen Teil des in Figur 1 dargestellten Fahr- zeugs mit einem Querschnitt durch das Armaturenbrett 1, die Anzeigevorrichtung 3 und die Windschutzscheibe 2. Bei dem Armaturenbrett 1 handelt es sich um ein Armaturenbrett, das keine optische Blende in Richtung auf die Windschutzscheibe aufweist, so dass sich auf der Windschutzscheibe 2 insbeson- dere bei Nachtfahrten ein Spiegelbild 12 des Anzeigeschirms 6 abbilden kann, welches die Fahrzeuginsassen 17, von denen hier symbolisch eine Ellipse 11 dargestellt ist, irritieren könnte. Um dieses zu vermeiden, wird der Lichtleiterkörper 7 auf der Rückseite 13 des Anzeigeschirms 6 derart gestaltet, dass er die Lichtintensität 16 in Richtung auf die Windschutzscheibe 2 dämpft, was mit der gestrichelten Strahlenführung gezeigt wird, während die Lichtintensität 18 in Richtung auf die Ellipse 11 unvermindert abgestrahlt wird, was die durchgezogenen Linien andeuten.

Dazu weist, wie es Figur 4 zeigt, die Hintergrundbeleuchtung der Anzeigevorrichtung 3 einen Lichtleiterkörper 7 mit einem punktuell angebrachten jalousieartigen Muster 14 auf. Dieses jalousieartige Muster 14 sorgt dafür, dass in Richtung der Windschutzscheibe die Lichtintensität gedämpft oder reflektiert wird und in Richtung auf die in Figur 3 gezeigte Ellipse 11 ungedämpft bzw. ungehindert ganz abgestrahlt wird. Dazu sind entsprechende optisch wirksame Flecken 15 in das transparente Lichtleitermaterial 19 eingebracht. Bei einem koh- lenstoffhaltigen transparenten Lichtleitermaterial 19 können durch thermische Energie dunkle Flecken entstehen, welche die Lichtintensität 16 in Richtung der Windschutzscheibe 2 dämpfen. Andererseits ist es auch möglich, ein Lichtleitermateri- al durch thermische Einwirkung punktuell derart umzuwandeln, dass reflektierende Flecken 15 entstehen, die ebenfalls eine Schwächung der Lichtintensität 16 in Richtung auf die in Figur 3 gezeigte Windschutzscheibe bewirken.

Figur 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Hintergrundbeleuchtung 20 mit Lichtleiterkörper 7 und Reflektorfolie 9 bzw. Reflektorplatte. Diese Reflektorfolie 9 ist auf der Rückseite 24 des Lichtleiterkörpers 7 angeordnet. Das hier gezeigte jalousieartige Muster 14 weist dunkle Flecken 15 auf, die eine Abstrahlung von Lichtintensität in Richtung auf eine Windschutzscheibe schwächen und in Richtung A zu den Fahrzeuginsassen hin die Lichtintensität 18 nicht beeinträchtigen.

In dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand a zwischen den Flecken 15 bzw. Jalousielamellen äquidistant und ein Abblendwinkel α ist so gewählt, dass möglichst keine spiegelnde Abbildung des Anzeigeschirms auf der Windschutz- scheibe erscheint. Auch die Dicke und die Dichte der einzelnen Flecken 15 ist gleichmäßig. Die Leuchtdioden 8 können mit Hilfe von Lichtkopplungselementen 21 in die Ränder 22 und 23 derart eingekoppelt werden, dass eine Mehrfachreflexion 25 und/oder Totalreflexion es ermöglichen, dass sich das Licht in dem flächigen Lichtleiterkörper 7 verteilt und aufgrund des jalousieartigen Musters 14 in einer bevorzugten Pfeilrichtung A ungehindert ausbreitet.

Figur 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Lichtleiterkörper 7 mit unterschiedlicher Ausbildung des punktuell eingebrachten Musters 14. Dabei kann das Muster 14 bzw. können die Flecken 15, die das Muster 14 bilden, eine unterschiedliche Länge 1 und eine unterschiedliche Dicke d aufweisen. Außerdem kann der Winkel α variiert werden, der in zwei Bereichen sogar gegen 0 geht, sodass dort die Abstrahlung in Richtung C orthogonal zu der Oberfläche des Lichtleiterkörpers 7 erfolgt. Die unterschiedlichen Richtungen A, B, C und D der abgestrahlten Lichtintensität 18 werden durch das lamellenartige Muster 14 unterstützt.

Auch der Abstand a zwischen den Flecken 15 kann variiert werden, je nach Anforderung an die Funktionalität dieser Hinter- grundbeleuchtung 20 des Anzeigeschirms. Das Einbringen eines derartigen Musters 14 kann mittels Laserscannen in relativ kurzer Fertigungszeit erfolgen und individuell an die Erfordernisse der Anzeigevorrichtungen des Fahrzeugs und des Armaturenbretts angepasst werden.

Bezugszeichenliste

1 Armaturenbrett

2 Windschutzscheibe 3 Anzeigevorrichtung

4 vorderes Gehäuseteil

5 hinteres Gehäuseteil

6 Anzeigeschirm

7 Lichtleiterkörper 8 Leuchtmittel bzw. Leuchtdioden

9 Reflektor bzw. Reflektorfolie

10 Fahrzeug

11 Ellipse

12 Spiegelbild (in der Windschutzscheibe) 13 Rückseite des Anzeigeschirms

14 jalousieartiges Muster

15 Flecken

16 Lichtintensität (zur Windschutzscheibe hin)

17 Fahrzeuginsasse 18 Lichtintensität (zu den Insassen hin)

19 Material des Lichtleiterkörpers bzw. Lichtleitermaterial

20 Hintergrundbeleuchtung

21 Lichtkopplungselement

22 Rand des Lichtleiterkörpers 23 Rand des Lichtleiterkörpers

24 Rückseite des Lichtleiterkörpers

25 Mehrfachreflexion

α Abblendwinkel der Flecken A Pfeilrichtung

B Pfeilrichtung

C Pfeilrichtung

D Pfeilrichtung a Abstand der Flecken d Dicke der Flecken 1 Länge der Flecken