DE112005000103T5

DE112005000103T5 - Beleuchtetes Display mit zwei einfarbigen Lichtquellen

Info

Publication number: DE112005000103T5
Application number: DE112005000103T
Authority: DE
Inventors: Vyacheslav B. Birmann; Christian Tanguy; Werner Eckardt; Shirley Yu
Original assignee: Continental Automotive Systems US Inc; Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2012-12-06
Also published as: WO2005073617A2; US7506996B2; US20050162090A1; JP4346648B2; JP2007518629A; WO2005073617A3

Abstract

Ein beispielhaftes Display für Kraftfahrzeuge umfasst zwei farbige Lichtquellen, die auf eine ein Zusammenwirken ermöglichende Weise mit einer Leiterplatte gekoppelt sind. Jede der zwei farbigen Lichtquellen sendet ein farbiges Licht aus, das gemischt wird, um eine Displaybeleuchtung in einer gewünschten Farbe zu erzeugen, die eine grafische Anzeige für Kraftfahrzeuge beleuchtet. Das gewünschte farbige Licht zur Displaybeleuchtung ist innerhalb einer vordefinierten Farbtoleranz. Auf diese Weise erhält die grafische Anzeige eine vergleichsweise kleine Grösse ohne dass zusätzliche Kosten für die Verwendung von mehr als zwei Lichtquellen entstehen.

Description

Kreuzverweisung auf verwandte Anmeldungen
Die Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/538.489, eingereicht am 22. Januar 2004.
Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Displays für Kraftfahrzeuge und spezieller ein Display für Kraftfahrzeuge, das zwei Lichtquellen verwendet, um das Display eines Kraftfahrzeugs mit einer Farbe zu beleuchten, die innerhalb einer vordefinierten Farbtoleranz liegt.
Moderne Kraftfahrzeuge umfassen in der Regel zahlreiche beleuchtete Displays im Fahrzeuginneren wie etwa beispielsweise im Instrumentenblock, der einem Fahrer Informationen übermittelt. In der Regel gibt ein Hersteller von Originalausstattung (OEM-Hersteller) bestimmte Farben für die verschiedenen Displays vor. Häufig ist die vorgegebene Farbe für den OEM-Hersteller charakteristisch, so dass sie das Kraftfahrzeug dieses Herstellers von Originalausstattung von Kraftfahrzeugen anderer OEM-Hersteller unterscheidet.
In der Regel verwenden die beleuchteten Displays in Kraftfahrzeugen eine Glühlampe, die die vorgegebene Farbe erzeugt. Es kann zum Beispiel eine farbige Glühlampe hinter dem Display für Kraftfahrzeuge angeordnet werden, um das Display für Kraftfahrzeuge mit der vorgegebenen Farbe zu beleuchten. Alternativ können eine weiße Glühlampe und ein Farbfilter verwendet werden, um die vorgegebene Farbe zu erzeugen.
Glühlampen können zahlreiche Probleme mit sich bringen, wenn sie in Displays für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Glühlampen haben relativ große Abmessungen und daher einen erheblichen Platzbedarf im Display für Kraftfahrzeuge. Glühlampen brennen ferner in gewissen Zeitabständen durch und erfordern Wartungsarbeiten zum Austauschen der Glühlampe. Farbige Glühlampen unterliegen ferner der Einschränkung, dass das ausgesendete farbige Licht nicht variabel ist und das Display für Kraftfahrzeuge daher nur mit der einen Farbe beleuchtet werden kann, die von der farbigen Glühlampe ausgesendet wird. Dies schränkt die Möglichkeiten eines Lieferanten ein, genau die Farbe zu erzielen, die ein OEM-Hersteller vorgibt. Darüber hinaus dämpft bei Displays für Kraftfahrzeuge, die einen Lichtfilter verwenden, der Lichtfilter häufig die Lichtstärke und Helligkeit des Displays für Kraftfahrzeuge, was dem Fahrer oder Beifahrer das Ablesen des Kraftfahrzeugsdisplays erschwert.
Andere herkömmliche Displays von Kraftfahrzeugen verwenden mindestens drei Lichtquellen, beispielsweise eine rote, eine grüne und eine blaue Lichtquelle, um die vorgegebene(n) Farbe oder Farben zu erzeugen, die von einem OEM-Hersteller gewünscht werden. Ein Nachteil bei der Verwendung von drei Lichtquellen ist, dass die drei Lichtquellen einen erheblichen Platzbedarf im Display für Kraftfahrzeuge erfordern können, was zu großen Abmessungen des Displays für Kraftfahrzeuge führt. Darüber hinaus erhöht eine größere Zahl von Lichtquellen die Anzahl der Bauteile und erhöht die Kosten für das Display für Kraftfahrzeuge. Kompaktere und preisgünstigere Displays für Kraftfahrzeuge sind wünschenswert.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein beispielhaftes Display für Kraftfahrzeuge umfasst zwei farbige Lichtquellen, die auf eine ein Zusammenwirken ermöglichende Weise mit einer Leiterplatte gekoppelt sind. Jede der zwei farbigen Lichtquellen sendet ein farbiges Licht aus, das gemischt wird, um eine Displaybeleuchtung in einer gewünschten Farbe zu erzeugen, die eine grafische Anzeige für Kraftfahrzeuge beleuchtet. Das gewünschte farbige Licht zur Displaybeleuchtung ist innerhalb einer vordefinierten Farbtoleranz.
In einem Beispiel gibt ein Hersteller von Originalausstattung (OEM-Hersteller) eine Zielfarbe in Form von normierten X- und Y-Farbkoordinaten vor. Die Zielfarbe unterscheidet das Fahrzeug von anderen Fahrzeugen, die von anderen OEM-Herstellern hergestellt werden. Die vordefinierte Farbtoleranz um die Zielfarbe hat jeweils eine Toleranz innerhalb von ±0,05 für die normierte X- und Y-Farbkoordinate, und Licht von den zwei farbigen Lichtquellen wird gemischt, um die gewünschte farbige Displaybeleuchtung innerhalb der vordefinierten Farbtoleranz von ±0,05 zu erzeugen.
In einem anderen Beispiel beträgt die vordefinierte Farbtoleranz um die Zielfarbe jeweils ±0,02 für die normierte X- und Y-Farbkoordinate, und Licht von den zwei farbigen Lichtquellen mischt sich, um die gewünschte farbige Displaybeleuchtung innerhalb der vordefinierten Farbtoleranz von ±0,02 zu erzeugen.
In einem anderen Beispiel umfasst das Display für Kraftfahrzeuge einen Diffusor zwischen den zwei farbigen Lichtquellen und der grafischen Anzeige für Kraftfahrzeuge. Der Diffusor streut und mischt das farbige Licht, das von den zwei farbigen Lichtquellen ausgesendet wird.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein Displaygehäuse eine schiefe reflektierende Oberfläche, die sich über die zwei farbigen Lichtquellen erstreckt. Die schiefe reflektierende Oberfläche wirft das farbige Licht von den zwei farbigen Lichtquellen auf schiefwinklige Flächen auf der grafischen Anzeige für Kraftfahrzeuge zurück. Die schiefwinkligen Flächen werfen das farbige Licht von der schiefen reflektierenden Oberfläche zurück, um das farbige Licht zu mischen und die gewünschte farbige Displaybeleuchtung zu erzeugen, die die grafische Anzeige beleuchtet.
Die beispielhaften kompakten Displays für Kraftfahrzeuge verwenden zwei farbige Lichtquellen, um eine grafische Anzeige für Kraftfahrzeuge zu beleuchten und geringe Abmessungen zu erreichen, ohne dass zusätzliche Kosten entstehen, wie sie mit der Verwendung von mehr als zwei Lichtquellen verbunden sind.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die Zeichnungen, die der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Displays für Kraftfahrzeuge im Schnitt.
stellt ein Beispiel für einen Farbbereich dar, den zwei farbigen Lichtquellen erzeugen können.
ist eine schematische Darstellung eines weiteren Displays für Kraftfahrzeuge im Schnitt, das einen Diffusor umfasst.
ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Displays für Kraftfahrzeuge im Schnitt, das eine schiefe reflektierende Oberfläche umfasst.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Displays 10 im Schnitt. Dieses Beispiel ist nützlich in zum Beispiel einem Instrumentenblock eines Kraftfahrzeugs, einer Steuerung für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK) oder einem Radio in einem Kraftfahrzeug. Das Display 10 umfasst eine grafische Anzeige 12, beispielsweise einen Buchstaben, ein Bild oder eine sonstige grafische Darstellung, die einem Fahrer oder Beifahrer im Kraftfahrzeug Informationen übermittelt. In anderen Beispielen kann das Display 10 mehrere mit einem Abstand zueinander angeordnete grafische Anzeigen 12 umfassen.
Ein Gehäuse 14 trägt die grafische Anzeige 12. Das Gehäuse 14 ist mit einer Leiterplatte 16 verbunden. Zwei einfarbige Lichtquellen 18, 20 sind auf eine ein Zusammenwirken ermöglichende Weise mit der Leiterplatte 16 gekoppelt und senden Licht in das Gehäuse 14 aus. Die Lichtquellen 18, 20 erzeugen jeweils eine andere Lichtfarbe als die andere.
In einem Beispiel sind die beiden Lichtquellen 18, 20 Leuchtdioden (LEDs), die jeweils ein farbiges Licht 22, 24 aussenden. Das farbige Licht 22 der farbigen Lichtquelle 18 unterscheidet sich vom farbigen Licht 24 der anderen farbigen Lichtquelle 20. Das farbige Licht 22 und das farbige Licht 24 mischen sich im Gehäuse 14 und erzeugen eine gewünschte Lichtfarbe 26. Die gewünschte Lichtfarbe 26 beleuchtet die grafische Anzeige 12 für Kraftfahrzeuge.
Eine Steuerung 29 steuert die zwei farbigen Lichtquellen 18, 20. In einem Beispiel steuert die Steuerung 29 selektiv die Lichtstärke für jede einzelne der beiden farbigen Lichtquellen 18, 20. Die Steuerung 29 ändert die Lichtstärke der zwei farbigen Lichtquellen 18, 20, um die grafische Anzeige 12 für Kraftfahrzeuge mit einer von wenigstens drei verschiedenen gewünschten Farben mittels bekannter Verfahren zu beleuchten. Das heißt, dass die Steuerung 29 die Helligkeit der einen der zwei farbigen Lichtquellen 18 gegenüber der anderen erhöht, um eine erste Farbe zu erzeugen; und die Helligkeit der anderen der zwei farbigen Lichtquellen 20 erhöht, um eine zweite Farbe zu erzeugen; und die Helligkeit der zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 gleich stark erhöht, um eine dritte Farbe zu erzeugen. Die Wahl der jeweiligen Lichtstärke hängt von den Farben der Lichtquellen und der gewünschten Lichtfarbe 26 unter Verwendung von bekannten Farbbeziehungen und bekannten Steuerungsverfahren ab.
stellt einen beispielhaften Farbbereich 30 einer Vielzahl potenzieller gewünschter Farben dar, die von den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 erzeugt werden können. Der Farbbereich 30 wird auf einer bekannten CIE-Normfarbtafel von 1931 dargestellt und umfasst grüne Bereiche 32, gelbe Bereiche 34 und rote Bereiche 36. Der Farbbereich 30 ist schmaler als zum Beispiel ein Bereich 38 eines bekannten Systems mit drei Lichtfarben (z. B. eine Kombination aus roten, grünen und blauen Lichtquellen). Das beispielhafte Display 10 erfordert in seiner Funktion nur wenige gewünschte Farben, zum Beispiel Grün, Gelb oder Rot, die im Bereich 30 enthalten sind. Daher geht die Verwendung der zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 zum Erzeugen der gewünschten Lichtfarbe 26 auf Basis des Farbbereichs 30 nicht auf Kosten der Funktionalität des Displays 10 für Kraftfahrzeuge. Werden ein engeres Farbspektrum und nur zwei Lichtquellen gewählt, um Farben innerhalb dieses Spektrums zu realisieren, senkt dies die Anzahl der Bauteile und bietet Kosteneinsparungen im Vergleich zu Anordnungen, die auf drei oder mehr Lichtquellen beruhen.
In einem Beispiel steuert die Steuerung 29 die zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 mit ausgewählten Lichtstärken derart, dass das Licht, das von den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 ausgesendet wird, sich mischt und eine Farbe erzeugt, die der gewünschten Farbe innerhalb einer vordefinierten Farbtoleranz entspricht. Bekanntermaßen bieten die CIE-Normfarbtafel von 1931 und bekannte Abwandlungen solcher Diagramme eine grafische und mathematische Wiedergabe von Farben, wie sie ein Normalbeobachter mit einem zwei-Grad-Sichtfeld wahrnimmt. Die gewünschte Lichtfarbe 26 kann daher in Form von normierten X- und Y-Farbkoordinaten gemäß der CIE-Normfarbtafel von 1931 ausgedrückt werden.
In einem Beispiel gibt ein Hersteller von Originalausstattung (OEM-Hersteller) eine Ziel- bzw. Wunschfarbe vor, die in Form von normierten X- und Y-Farbkoordinaten ausgedrückt wird. Die Zielfarbe entspricht derjenigen des Herstellers von Originalausstattung (OEM-Herstellers) eines Fahrzeugs, in dem das Display 10 eingesetzt wird. Die Zielfarbe eines OEM-Herstellers kann unverwechselbar sein, um ein Fahrzeug von anderen Fahrzeugen zu unterscheiden, die von anderen OEM-Herstellern hergestellt werden.
Die vordefinierte Farbtoleranz um die Zielfarbe ist für die X- und Y-Farbkoordinate jeweils ±0,05. Das heißt, die normierte X-Farbkoordinate der gewünschten Lichtfarbe 26 ist innerhalb von ±0,05 der normierten X-Farbkoordinate der Zielfarbe, und die Y-Farbkoordinate der gewünschten Lichtfarbe 26 ist innerhalb von ±0,05 der normierten Y-Farbkoordinate der Zielfarbe. In einem Beispiel nimmt ein durchschnittlicher Beobachter eine geringfügige oder keine Farbabweichung zwischen der Beleuchtungsfarbe und der gewünschten Lichtfarbe wahr, wenn eine Toleranz von ±0,05 eingehalten wird.
Licht von den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 mischt sich im Gehäuse 14 und erzeugt die gewünschte Lichtfarbe 26 innerhalb der vordefinierten Farbtoleranz von ±0,05, und kann daher den Vorteil bieten, die Farbanforderungen des OEM-Herstellers für das Display 10 für Kraftfahrzeuge zu erfüllen, ohne dass die größeren Abmessungen und die höheren Kosten anfallen, die mit der Verwendung von drei oder mehr Lichtquellen verbunden sind. Darüber hinaus sind solche engen Toleranzen bei bekannten Displays mit drei oder mehr Lichtquellen nicht möglich.
In einem anderen Beispiel ist die Ziellichtvorgabe sogar noch strenger und hat jeweils eine Toleranz von ±0,02 für die normierte X- und Y-Farbkoordinate. Das heißt, eine X-Farbkoordinate und eine Y-Farbkoordinate der gewünschten Lichtfarbe 26 haben jeweils eine Toleranz von ±0,02 der normierten X-Farbkoordinate und der normierten Y-Farbkoordinate der Zielfarbe. In einem Beispiel erkennt ein durchschnittlicher Beobachter keine Farbabweichung zwischen der Beleuchtungsfarbe der grafischen Anzeige 12 und der gewünschten Lichtfarbe 26, wenn eine Toleranz von ±0,02 eingehalten wird.
ist ein weiteres beispielhaftes Display 10'. Das Display 10' umfasst einen Diffusor 40 wie etwa eine lichtdurchlässige Schicht aus Kunststoffmaterial zwischen den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 und der grafischen Anzeige 12. Der Diffusor 40 streut und mischt das farbige Licht 22, 24, das von den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 ausgesendet wird.
In einem Beispiel wirft der Diffusor 40 mindestens einen Teil des farbigen Lichts 22, 24 von einer Innenfläche 42 zurück zu den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20, und überträgt farbiges Licht 22, 24, um die gewünschte Lichtfarbe 26 zur Beleuchtung der grafischen Anzeige 12 zu erzeugen. Obwohl das farbige Licht 22, 24 sich ohne Verwendung des Diffusors 40 mischen kann, kann der Diffusor 40 mit Vorteil für eine gleichmäßigere Verteilung der gewünschten Lichtfarbe 26 sorgen.
stellt ein weiteres beispielhaftes Display 10'' dar. Das Gehäuse 14 des Displays 10'' umfasst eine schiefe reflektierende Oberfläche 50, die direkt über den zwei farbigen Lichtquellen 18, 20 verläuft. Die schiefe reflektierende Oberfläche 50 wirft das farbige Licht 22, 24 von den zwei farbigen Lichtquellen zu einem Kanal 52 zurück.
Der Kanal 52 verteilt das reflektierte farbige Licht 22, 24 über einen Bereich 54, der die lotrechten Flächen 56, 58 und eine schiefwinklige Fläche 60 umfasst. Das reflektierte farbige Licht 22, 24 von der schiefen reflektierenden Fläche 50 wird von den lotrechten Flächen 56, 58 und der schiefwinkligen Fläche 60 reflektiert. Durch das Reflektieren des farbigen Lichts 22, 24 im Gehäuse 14 wird das farbige Licht 22, 24 gemischt und die gewünschte Lichtfarbe 26 erzeugt, die die grafische Anzeige 12 beleuchtet.
Die beispielhaften kompakten Displays 10 verwenden zwei farbige Lichtquellen 18, 20, um die grafische Anzeige 12 zu beleuchten und erreichen geringe Abmessungen, ohne zu zusätzlichen Kosten zu führen, wie sie mit der Verwendung von mehr als zwei Lichtquellen verbunden sind.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung offenbart wurde, wird ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, dass bestimmte Modifikationen in den Schutzbereich dieser Erfindung fallen. Aus diesem Grund müssen die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den tatsächlichen Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims

Display, das umfasst: ein Display, das eine gewünschte Lichtfarbe zeigt; und zwei einfarbige Lichtquellen, die so gewählt sind, dass sie Licht erzeugen, das der besagten gewünschten Lichtfarbe entspricht, wenn sich Licht von lediglich den besagten zwei farbigen Lichtquellen mischt.
Display nach Anspruch 1, wobei besagte zwei Lichtquellen besagtes Licht innerhalb einer vordefinierten Farbtoleranz der besagten gewünschten Lichtfarbe erzeugen.
Display nach Anspruch 2, wobei besagte gewünschte Lichtfarbe ausgedrückt werden kann in normierten X- und Y-Farbkoordinaten in einer Farbtafel, und wobei besagte vordefinierte Farbtoleranz für die normierte X- und Y-Farbkoordinate jeweils ±0,05 von Koordinaten für die gewünschte Lichtfarbe ist.
Display nach Anspruch 2, wobei besagte gewünschte Lichtfarbe ausgedrückt werden kann in normierten X- und Y-Farbkoordinaten in einer Farbtafel, und wobei besagte vordefinierte Farbtoleranz für die normierte X- und Y-Farbkoordinate jeweils ±0,02 der Koordinaten für die gewünschte Lichtfarbe ist.
Display nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der besagten zwei farbigen Lichtquellen eine Leuchtdiode (LED) ist.
Display nach Anspruch 1, das ein Gehäuse umfasst, das Licht von besagten zwei Lichtquellen auf einen Bereich des Displays leitet, der eine grafische Anzeige für Kraftfahrzeuge umfasst, wobei besagtes Gehäuse einen schiefwinkligen Fortsatz umfasst, der sich über die besagten zwei farbigen Lichtquellen erstreckt, und wobei besagter schiefwinkliger Fortsatz eine reflektierende Oberfläche umfasst, die den besagten zwei farbigen Lichtquellen gegenüber liegt, um Licht von den besagten zwei farbigen Lichtquellen zu mischen.
Display nach Anspruch 1, wobei besagtes Display eine grafische Anzeige für Kraftfahrzeuge umfasst und einen Diffusor beinhaltet, der zwischen besagten zwei farbigen Lichtquellen und besagter grafischer Anzeige für Kraftfahrzeuge angeordnet ist.
Verfahren zur Beleuchtung eines Displays, das folgende Schritte umfasst: Auswählen eines Farbspektrums aus einem breiteren Farbspektrum, das eine Vielzahl von Lichtfarben umfasst, wobei das gewählte Farbspektrum mindestens eine gewünschte Lichtfarbe umfasst; Auswählen von zwei Lichtquellen, die in der Lage sind, zusammen die Farben aus dem gewählten Farbspektrum innerhalb einer gewählten Toleranz zu erzeugen; und Ansteuern der gewählten Lichtquellen, um das Display mit einer Farbe zu beleuchten, die der gewünschten Lichtfarbe innerhalb der gewählten Toleranz entspricht.
Verfahren nach Anspruch 8, das den Schritt des selektiven Ansteuerns mindestens einer der Lichtquellen umfasst, um das Licht zur Beleuchtung des Displays zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die gewählte Toleranz ausgedrückt werden kann in Form von normierten Koordinaten aus dem gewählten Farbspektrum, und wobei die Toleranz innerhalb von ±0,05 der Koordinaten für die gewünschte Farbe ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die gewählte Toleranz eine exakte Übereinstimmung zwischen der entsprechenden Farbe und der gewünschten Farbe beinhaltet.
Beleuchtetes Display, das umfasst: eine grafische Anzeige, die mit einer Farbe beleuchtet wird, die einer gewünschten Farbe entspricht, die innerhalb einer gewählten Toleranz liegt; und nur zwei Lichtquellen, die in der Lage sind, zusammen Farben innerhalb eines gewählten Spektrums zu erzeugen, das die gewünschte Farbe umfasst, wobei die Lichtquellen Licht erzeugen, dass die grafische Anzeige mit der entsprechenden Farbe beleuchtet.
Display nach Anspruch 12, das eine Steuerung umfasst, die die Beleuchtung von jeder der Lichtquellen steuert, um selektiv das Licht zu erzeugen, das die entsprechende Farbe bereitstellt.
Display nach Anspruch 12, wobei die gewählte Toleranz ausgedrückt werden kann in Form von normierten Koordinaten aus dem gewählten Farbspektrum, und wobei die Toleranz innerhalb von ±0,05 der Koordinaten für die gewünschte Farbe ist.
Display nach Anspruch 12, wobei die gewählte Toleranz eine exakte Übereinstimmung zwischen der entsprechenden Farbe und der gewünschten Farbe beinhaltet.