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Die
Erfindung betrifft eine beleuchtete Anzeigetafel mit mindestens
einem Leuchtmittel und einer Lichtleiterplatte, die wenigstens eine
im Abstrahlbereich des mindestens einen Leuchtmittels angeordnete
Lichteintrittsfläche und eine einer zu beleuchtenden Fläche
zugewandte Lichtaustrittsfläche aufweist.
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Eine
derartige Anzeigetafel ist aus
DE 44 25 246 A1 bekannt. Sie weist eine durchsichtige,
etwa rechteckeförmige Lichtleiterplatte auf, die an ihren Stirnseiten
Lichteintrittsflächen hat, an denen Leuchtdioden angeordnet
sind, die von allen vier Seiten Licht in die Lichtleiterplatte einkoppeln.
An ihrer Rückseite ist die Lichtleiterplatte mit einer
Reflexionsschicht beschichtet. Auf die Vorderseite der Lichtleiterplatte
ist eine selbstklebende Trübfolie aufgebracht. Auf der
Trübfolie ist eine im Wesentlichen durchsichtige Anzeigeplatte
angeordnet, die an ihrer der Trübfolie abgewandten Vorderseite
eine dem Benutzer der Anzeigetafel zugewandte, zu beleuchtende Fläche
aufweist, auf der Anzeigesymbole, wie Fahrpläne, Bekanntmachungen
oder Hinweise angeordnet sind. Beim Auftreffen auf die Trübfolie
wird das in der Lichtleiterplatte geführte derart gestreut,
dass es in Richtung auf die Anzeigeplatte aus der Lichtleiterplatte
austritt und diese durchleuchtet. Die Anzeigetafel ermöglich
zwar einen flachen Aufbau, hat aber den Nachteil, dass die Beleuchtungsstärke,
mit der die zu beleuchtende Fläche beleuchtet wird, von den
Transmissionseigenschaften der Anzeigeplatte abhängig ist.
Wenn die zu beleuchtende Fläche auf ein Blatt Papier aufgedruckt
sind, ist die Beleuchtungsstärke beispielsweise von der
Dicke und der Homogenität des Papiers abhängig.
Auch kann eine Schattenbildung auftreten, wenn das Papier Unebenheiten
aufweist. Dies kann zu einer ungleichmäßigen und/oder
von einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke abweichenden
Beleuchtung führen.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, eine Anzeigetafel der eingangs genannten
Art zu schaffen, die bei einem flachen Aufbau eine homogene Beleuchtung
einer zu beleuchtenden Fläche ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Lichtleiterplatte
vor der zu beleuchtenden Fläche angeordnet ist und an ihrer
der zu beleuchtenden Fläche abgewandt gegenüberliegenden
Seite eine Betrachtungsfläche aufweist, durch welche hindurch
die zu beleuchtende Fläche sichtbar ist, und dass die Betrachtungsfläche
und die Lichtaustrittsfläche, ausgehend von der Lichteintrittsfläche
zu einer davon beabstandeten Stelle der Lichtaustrittsfläche,
schräg aufeinander zulaufen.
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In
vorteilhafter Weise ist die Lichtleiterplatte vor der zu beleuchtenden
Fläche angeordnet, d. h. die zu beleuchtende Fläche
wird von derselben Seite aus beleuchtet, von der aus der Betrachter
die Anzeigetafel betrachtet. Dadurch ist die Beleuchtungsstärke
unabhängig von den Transmissionseigenschaften des die zu
beleuchtende Fläche aufweisenden Mediums, beispielsweise
eines Blatt Papiers. Erfindungsgemäß wird das
durch die Lichteintrittsfläche in die Lichtleiterplatte
eingekoppelte Licht des Leuchtmittels dadurch an der Lichtaustrittsfläche
aus dem Lichtleiter ausgekoppelt, dass die Lichtaustrittsfläche und
die Betrachtungsfläche in Hauptausbreitungsrichtung des
in der Lichtleiterplatte geführten Lichts schräg
aufeinander zulaufen. Dadurch werden Lichtstrahlen, die nach dem
Durchtritt durch die Lichteintrittsfläche zunächst
auf die Lichtaustrittsfläche auftreffen, dort unter Ausnutzung
der Totalreflexion in Richtung auf die Betrachtungsfläche
reflektiert. An der Betrachtungsfläche werden sie unter
Ausnutzung der Totalreflexion wieder in Richtung auf die Lichtaustrittsfläche
reflektiert, wobei der Winkel, unter dem die Lichtstrahlen vor ihrem
ersten Auftreffen auf die Lichtaustrittsfläche zur Normalen
auf die Lichtaustrittsfläche geneigt waren, größer
ist als der Winkel, den die Lichtstrahlen nach ihrem Auftreffen
auf die Betrachtungsfläche zur Normalen auf die Lichtaustrittsfläche
aufweisen. Wenn beim Auftreffen der Lichtstrahlen auf die Lichtaustrittsfläche
die Totalreflexionsbedingung erfüllt ist, werden die Lichtstrahlen erneut
in Richtung auf die Betrachtungsfläche reflektiert. Mit
zunehmendem Abstand von der Lichteintrittfläche treffen
die Lichtstrahlen unter einem immer steileren Winkel auf die Lichtaustrittsfläche
auf, bis schließlich die Totalreflexionsbedingung nicht
mehr erfüllt ist und die Lichtstrahlen durch die Lichtaustrittsfläche
hindurch in Richtung auf die zu beleuchtende Fläche aus
der Lichtleiterplatte austreten. Dort wird das Licht zu der Lichtleiterplatte
zurückreflektiert bzw. gestreut, durchdringt diese und
gelangt dann zum Auge des Benutzers der Anzeigetafel. Die erfindungsgemäße
Anzeigetafel kann insbesondere zum Beleuchten von Fahrplänen
oder dergleichen Aushängen für Busse und Bahnen
verwendet werden. Die Erfindung kann aber auch zum Beleuchten von Plakaten,
zu Werbezwecken usw. genutzt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lichtleiterplatte
zumindest einen Plattenabschnitt auf, in dem die Lichtaustrittsfläche und
die Betrachtungsfläche jeweils eben ausgestaltet sind und
keilförmig aufeinander zu laufen. Auf der zu beleuchtenden
Fläche angeordnete Anzeigesymbole und/oder Abbildungen
können dann durch die Lichtleiterplatte hindurch verzerrungsfrei
betrachtet werden. Der Keilwinkel zwischen der Lichtaustrittsfläche und
der Betrachtungsfläche beträgt vorzugsweise zwischen
1° und 1,5°.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die
Lichtleiterplatte, ausgehend von der Lichteintrittsfläche
zu der davon beabstandeten Stelle der Lichtaustrittsfläche,
zumindest einen ersten Plattenabschnitt und einen zweiten Plattenabschnitt
auf wobei in dem ersten Plattenabschnitt die Lichtaustrittsfläche
und die dieser gegenüberliegende Grenzfläche der
Lichtleiterplatte keilförmig und/oder gekrümmt
aufeinander zu laufen, wobei in dem zweiten Plattenabschnitt die
Lichtaustrittsfläche und die Betrachtungsfläche
keilförmig aufeinander zu laufen, und wobei in einer durch
eine Normale auf die Erstreckungsebene der Lichtleiterplatte und
die Hauptausbreitungsrichtung des in der Lichtleiterplatte geführten
Lichts aufgespannten Ebene bei dem ersten Plattenabschnitt der Winkel
zwischen einer gedachten ersten Linie, welche das vom zweiten Plattenabschnitt
entfernte Ende der Lichtaustrittsfläche mit dem dem zweiten
Plattenabschnitt zugewandten Ende der Lichtaustrittsfläche
verbindet, und einer gedachten zweiten Linie, welche das vom zweiten
Plattenabschnitt entfernte Ende der der Lichtaustrittsfläche
gegenüberliegenden Grenzfläche der Lichtleiterplatte
mit dem dem zweiten Plattenabschnitt zugewandten Ende dieser Grenzfläche
verbindet, größer ist als bei dem zweiten Plattenabschnitt
der Winkel, den die Lichtaustrittsfläche und die Betrachtungsfläche
zwischen sich einschließen. Dadurch können Teilbereiche
der zu beleuchtenden Fläche, die dicht zur Lichteintrittsfläche
benachbart sind, besser beleuchtet werden. Somit wird eine noch homogenere
Beleuchtung der zu beleuchtenden Fläche ermöglicht.
In dem ersten Plattenabschnitt können die Lichtaustrittsfläche
und die dieser gegenüberliegende Grenzfläche der
Lichtleiterplatte eben und/oder gekrümmt sein.
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Vorteilhaft
ist, wenn der erste Plattenabschnitt hinter einer Blende oder einer
Abdeckung angeordnet ist. Licht, das im ersten Plattenabschnitt
an der der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden
Seite aus dem Lichtleiter austritt, wird dann durch die Blende abgedeckt.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung
weist die Lichtleiterplatte, ausgehend von der Lichteintrittsfläche
zu der davon beabstandeten Stelle der Lichtaustrittsfläche,
mindestens eine Stufe oder einen Absatz auf, an der bzw. dem der
Abstand zwischen der Betrachtungsfläche und der Lichtaustrittsfläche
zunimmt. Die Lichtleiterplatte ermöglicht dadurch einen
besonders flacheren Aufbau. Der Bereich der zu beleuchtenden Fläche,
der sich hinter der Stufe oder dem Absatz befindet, ist bevorzugt
frei von Anzeigesymbolen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtaustrittsfläche
parallel zu der zu beleuchtenden Fläche angeordnet und
kommt vorzugsweise an dieser zur Anlage. Die zu beleuchtende Fläche
kann dann beispielsweise die bedruckte Oberfläche eines
Blatt Papiers sein, das direkt auf der Lichtaustrittsfläche
angeordnet wird. Selbstverständlich kann aber auch ein
Abstand zwischen der Lichtaustrittsfläche und der zu beleuchtenden
Fläche vorgesehen sein.
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Die
Lichteintrittsfläche ist bevorzugt an mindestens einer
Stirnseite der Lichtleiterplatte angeordnet. Das mindestens eine
Leuchtmittel kann dann seitlich neben der Lichtleiterplatte angeordnet
sein, was einen noch flacheren Aufbau der Anzeigetafel ermöglicht.
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Vorzugsweise
umfasst das mindestens eine Leuchtmittel mehrere Leuchtdioden, die
in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist die Reihe
bevorzugt dem dicken Ende der Lichtleiterplatte gegenüberliegend
angeordnet.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Anzeigetafel
ein vorzugsweise kastenförmiges Gehäuse mit einer
Fensterscheibe und einem dahinter befindlichen Innenraum auf, wobei die
Lichtleiterplatte und die zu beleuchtende Fläche derart
indem Innenraum angeordnet sind, dass die Betrachtungsfläche
der Fensterscheibe zugewandt ist. Die optischen Komponenten der Anzeigetafel (Lichtleiterplatte,
Leuchtmittel, zu beleuchtende Fläche) sind dann in dem
Innenraum vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
weist die Anzeigetafel ein vorzugsweise kastenförmiges
Gehäuse mit einer Fensterscheibe und einem dahinter befindlichen
Innenraum auf, wobei die Fensterscheibe durch die Lichtleiterplatte
gebildet ist. Die Anzeigetafel ermöglicht dann einen besonders
flachen Aufbau.
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Zweckmäßigerweise
ist in dem Innenraum eine Ansteuereinrichtung für das mindestens
eine Leuchtmittel vorgesehen, wobei diese zum Betätigen des
Leuchtmittels vorzugsweise einen Näherungsschalter aufweist.
Das mindestens eine Leuchtmittel wird dann automatisch eingeschaltet,
sobald sich eine Person der Anzeigetafel nähert. Das Ausschalten
des Leuchtmittels kann ggf. nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer
automatisch erfolgen.
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Nachfolgend
sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen
Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
beleuchteten Anzeigetafel, wobei der Strahlengang von Lichtstrahlen
durch punktierte Linien angedeutet ist,
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2 einen
Längsschnitt durch die Anzeigetafel,
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3 einen
Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Anzeigetafel, und
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4 einen
Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer
Anzeigetafel.
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Eine
in 1 im Ganzen mit 1 bezeichnete Anzeigetafel
hat als Leuchtmittel 2 mehrere Leuchtdioden, die mit Ihrer
Lichtabstrahlseite einer Lichteintrittsfläche 3 einer
Lichtleiterplatte 4 zugewandt sind. Die Lichtleiterplatte 4 hat
einen etwa recheckigen Querschnitt und die Lichteintrittsfläche 3 ist
an einer Stirnseite der Lichtleiterplatte 4 angeordnet.
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Die
Lichtleiterplatte 4 besteht aus einem glasklaren Werkstoff,
vorzugsweise aus Kunststoff, wie zum Beispiel Polycarbonat oder
Acryl. Eine Flachseite der Lichtleiterplatte 4 weist eine
quer zu der Lichteintrittsfläche 3 angeordnete
Lichtaustrittsfläche 5 auf, die einer zu beleuchtenden
Fläche 6 zugewandt ist.
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Eine
der Lichtaustrittsfläche 5 abgewandt gegenüberliegende
Grenzfläche der Lichtleiterplatte 4 dient als
Betrachtungsfläche 7, durch welche hindurch die
zu beleuchtende Fläche 6 für einen an
der Vorderseite 8 der Anzeigetafel 1 befindlichen
Betrachter sichtbar ist. Die zu beleuchtende Fläche 6 ist also
hinter der Lichtleiterplatte 4 angeordnet. Die Lichtaustrittsfläche 5 und
die Betrachtungsfläche 7 sind plan ausgestaltet
und vorzugsweise poliert. Somit ist die Lichtleiterplatte 4 vollständig
durchsichtig.
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In 1 ist
erkennbar, dass die Betrachtungsfläche 7 und die
Lichtaustrittsfläche 5 schräg zueinander
angeordnet sind und, ausgehend von der Lichteintrittsfläche 3 zu
dem davon beabstandeten Ende der Lichtaustrittsfläche 5 keilförmig
aufeinander zulaufen. Die Wandstärke der Lichtleiterplatte 4 nimmt
also mit zunehmender Entfernung von der Lichteintrittsfläche 3 ab.
Der Keilwinkel β der Lichtleiterplatte 4 ist in
der Zeichnung vergrößert dargestellt und beträgt
bevorzugt etwa zwischen 1° und 1,5°.
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In 1 ist
beispielhaft ein Lichtstrahl 9 eingezeichnet, der von dem
Leuchtmittel 2 in Richtung auf die Lichteintrittsfläche 3 abgestrahlt
wird. Nach Durchtritt durch die Lichteintrittsfläche 3 trifft
der Lichtstrahl 9 unter einem Winkel auf die Betrachtungsfläche 7 auf,
bei dem Totalreflexion auftritt. Deutlich ist erkennbar, dass der
Lichtstrahl 9 an der Betrachtungsfläche 7 in
Richtung auf die gegenüberliegende Lichtaustrittsfläche 5 abgelenkt
wird.
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Wegen
des Keilwinkels β der Lichtleiterplatte 4 ist
an der Stelle, an welcher der Lichtstrahl 9 auf die Lichtaustrittsfläche 5 auftrifft,
der Winkel zwischen dem Lichtstrahl 9 und der Normalen
auf die Lichtaustrittsfläche 5 kleiner als der
Winkel zwischen dem Lichtstrahl 9 und der Normalen auf
die Betrachtungsfläche 7 an der Stelle, an welcher
der Lichtstrahl 9 auf die Betrachtungsfläche 7 auftrifft.
Dadurch ist an der Lichtaustrittsfläche 5 die
Totalreflexionsbedingung nicht erfüllt und der Lichtstrahl 8 tritt
in Richtung auf die zu beleuchtende Fläche 6 aus
der Lichtleiterplatte 4 aus. An der zu beleuchtenden Fläche 6 wird
der Lichtstrahl 8 gestreut und dass Streulicht durchdringt die
Lichtleiterplatte 4 zu Vorderseite 8 der Anzeigetafel 1 hin.
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In 2 ist
erkennbar, dass auf die zu beleuchtende Fläche 6 eine
Bedruckung aufgebracht ist, die mit dem Licht der Leuchtmittel 2 beleuchtet wird
und durch die Lichtleiterplatte 4 hindurch sichtbar ist.
Die Bedruckung kann auf einen geeigneten Träger, wie z.
B. ein Blatt Papier, einen Karton oder eine Folie aufgebracht sein.
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Bei
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist
die Lichtleiterplatte 4 einen ersten Plattenabschnitt 40 und
einen zweiten Plattenabschnitt 4b auf. Deutlich ist erkennbar,
dass bei dem ersten Plattenabschnitt 40 der Winkel, den
die Lichtaustrittsfläche 5 und die Betrachtungsfläche 7 zwischen
sich einschließen, größer ist als der
entsprechende Winkel des zweiten Plattenabschnitts 4b.
Der erste Plattenabschnitt 4a ist hinter einer Blende 10 angeordnet.
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Bei
dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist
die Lichtleiterplatte 4 mehrere in Hauptausbreitungsrichtung
des in der Lichtleiterplatte geführten Lichts hintereinander
angeordnete Stufen 14 auf, an denen in einer normal zur
Erstreckungsebene der Lichtleiterplatte 4 verlaufenden Richtung
der Abstand zwischen der Betrachtungsfläche 7 und
der Lichtaustrittsfläche 5, ausgehend von der
Lichteintrittsfläche 3 zu dem davon entfernten Ende
der Lichtaustrittsfläche 5 hin, zunimmt. Dadurch
ist die Wandstärke der Lichtleiterplatte 4 in
dem zu den Leuchtmitteln 2 benachbarten Bereich reduziert.
Zwischen der Lichteintrittsfläche 3 und einer ersten
Stufe 14, zwischen den Stufen 14 sowie zwischen
einer zweiten Stufe und dem von der Lichteintrittsfläche 3 entfernten
Ende der Lichtleiterplatte 4 ist diese jeweils keilförmig
ausgestaltet. Durch die Stufen 14 reduziert sich die Wandstärke
der Lichtleiterplatte 4 insbesondere in einem zu der Lichteintrittsfläche 3 benachbarten
Bereich der Lichtleiterplatte 4.
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In 1, 3 und 4 ist
noch erkennbar, dass die Lichtaustrittsfläche 5 parallel
zu der zu beleuchtenden Fläche 6 angeordnet und
von dieser durch einen Zwischenraum beabstandet ist.
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Die
Anzeigetafel 1 hat ein etwa kastenförmiges Gehäuse 11,
das an seiner Vorderseite eine Fensterscheibe 12 aufweist.
Das Gehäuse 11 umgrenzt einen Innenraum 13,
in dem die Lichtleiterplatte 4, die Leuchtmittel 2 und
die zu beleuchtenden Fläche 6 angeordnet. Dabei
ist die Betrachtungsfläche 7 der Innenseite Fensterscheibe 13 zugewandt.
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Außerdem
ist in dem Innenraum 13 eine elektrische Ansteuereinrichtung 15 für
die Leuchtmittel 2 untergebracht, die einen in der Zeichnung
nicht näher dargestellten Näherungsschalter zum
Betätigen der Leuchtmittel 2 aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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