DE3825436C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine beleuchtete Anzeigeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Anzeigeeinheit ist aus der DE-OS 33 22 393 bekannt. Bei der dort beschriebenen Leuchte sind Leuchtdioden von den schmalen Kanten aus in eine Streuscheibe eingesetzt, um das Licht möglichst vollständig in diese einzubringen. Aus Fig. 1 ist zu schließen, daß hiermit ein Symbol von hinten angeleuchtet wird, so daß ein Kontrast entsteht. Die Lichtausbeute ist dabei allerdings sehr gering, so daß diese Anordnung beispielsweise für größere Anzeigeflächen nicht geeignet ist.

Auch aus der US-PS 43 73 284 oder der US-PS 44 84 104 ist es beispielsweise bekannt, die die entsprechenden Symbole tragende Platte von hinten zu beleuchten, so daß die Information durch unterschiedliche Färbung oder unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit hervortritt.

Die bekannten Anzeigeeinheiten weisen insgesamt den Nachteil eines relativ hohen Strombedarfs auf, so daß beim Betrieb mit Solarzellen eine große Zahl von Solarzellen und eine große Speicherkapazität erforderlich ist.

Weiterhin ist aus der DE-OS 36 02 819 eine Anzeigeeinheit der eingangs angegebenen Gattung bekannt, bei der Leuchtelemente in eine fluoreszierende Lichtleitplatte eingelassen sind, um von hinten her Anzeigesymbole an der vorderen Außenseite zu beleuchten. Diese bekannte Lösung stellt zwar eine Verbesserung gegenüber den bisherigen Lösungen hinsichtlich des Energie­ bedarfs dar, jedoch ist dieser immer noch nicht zufrieden­ stellend gering, daß nur ein geringer Teil des Lichts auf die Anzeigesymbole fällt.

Zwar ist aus der DE-OS 23 56 947 die Anbringung von Symbolen auf der Rückseite einer durchsichtigen Platte an sich bekannt, jedoch ist auch bei dieser bekannten Anordnung die Lichtausbeute sehr gering, da das Licht seitlich durch eine Außenkante der Platte unter Reflektionsverlusten eindringen muß und keine Kontrastfläche vorgesehen ist. Darüber hinaus ist bei gewöhnlichen durchsichtigen Platten kein besonderer Lichtaustritt an Berührungsstellen zu beobachten.

Schließlich sind auch bei einer aus der DE-OS 23 59 460 bekannten Anzeigeeinheit zur Beleuchtung an den Kanten einer transparenten Tafel vorzugsweise zylindrische Leuchtelemente angeordnet, in Verbindung mit einer nicht fluoreszierenden Platte ist auch hier die Lichtausbeute relativ gering.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine beleuchtete Anzeigeeinheit der eingangs genannten Art zu entwickeln, die bei verbesserter Lichtausbeute eine gleichmäßigere Beleuchtung gewährleistet und auch größere Anzeige­ flächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, daß Licht aus einer fluoreszierenden Lichtleitplatte im wesentlichen nur an Kontaktstellen oder Schnittkanten austreten kann. Da alle seitlichen Begrenzungskanten mit einer reflektierenden Schicht versehen sind, kann das Licht dort nicht austreten, sondern wird in die Platte reflektiert. Das Licht kann somit lediglich an der Stelle austreten, an der die Anzeigesymbole oder ihre Negative angebracht sind, nämlich an der hinteren Fläche der Lichtleitplatte. Diese Stellen werden dadurch sehr inten­ siv von allen Seiten durch das in der Lichtleitplatte verteilte Licht gleichmäßig beleuchtet und werden dadurch durch die Lichtleitplatte hindurch betrachtet sehr gut sichtbar, was durch die dahinter angeordnete Kontrast­ fläche noch weiter verbessert wird. Da sich das gesamte Licht nahezu verlustlos auf diese Stellen konzentriert, ist eine sehr gute Lichtausbeute gegeben. Im Gegensatz beispielsweise zu den aus der DE-OS 36 02 819 oder der US-PS 44 84 104 bekannten Anordnungen, bei denen die Symbole indirekt von hinten beleuchtet werden, ist hier eine direkte Beleuchtung der anzuzeigenden Symbole gewährleistet, das heißt, die sichtbaren Flächen werden direkt von vorne beleuchtet. Durch diese gute Licht­ ausbeute ist ein energiesparender Betrieb derartiger Anzeigeeinheiten möglich, so daß beispielsweise eine Hausnummer durch eine sehr geringe Anzahl von Solarzellen bei geringer Speicherkapazität einer Batterie und unter Verwendung auch einer einzigen Leuchtdiode betrieben werden kann. Bei einer Stromzuführung von außen ist infolge des geringen Verbrauchs ein Dauerbetrieb möglich, so daß auf zusätzliche Schaltmaßnahmen verzichtet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anzeigeeinheit möglich.

Die Anzeigesymbole oder ihre Negative können kostengünstig als eng anliegende Folien ausgebildet sein, die auf die Rückseite der Lichtleitplatte zur Erzielung eines möglichst engen Kontakts aufgeklebt oder als Klebefolie ausgebildet sind. Sie können jedoch auch als aufgedampfte Beschich­ tung ausgebildet oder in die Lichtleitplatte eingeformt, insbesondere eingefräst sein.

Zur Stromversorgung ist zweckmäßigerweise wenigstens eine schräggestellte Wandung der Anzeigeeinheit und/oder die reflektierende Schicht an der vorderen Fläche der Lichtleitplatte und/oder die Kontrastfläche mit Solar­ zellen versehen. Im letzten Falle werden die Solarzellen durch die Lichtleitplatte hindurch beleuchtet, wozu sich vor allem Solarzellen für diffuses Licht eignen. Zur Speicherung der tagsüber eingestrahlten Sonnenenergie weist das Gehäuse eine aufladbare Batterie auf, der eine durch die Solarzelle betriebene Ladevorrichtung zugeordnet ist.

Zur zusätzlichen Einsparung von elektrischer Energie, beispielsweise bei sehr kleinen Solarzelleneinheiten oder relativ zu diesen sehr großen Lichtleitplatten, ist die Anzeigeeinheit zweckmäßigerweise mit einem die Leuchtelemente nur unterhalb einer vorgebbaren Außen­ helligkeit einschaltenden Dämmerungsschalter versehen.

Vorteilhaft ist die Ausbildung des wenigstens einen Leuchtelements als Endbereich eines Lichtleiters, dessen anderer Endbereich mit einer außerhalb der Lichtleitplatte angeordneten Lichtquelle optisch gekoppelt ist. Mit den sehr dünn ausbildbaren Lichtleitern bzw. Lichtleitfasern kann zum einen das Licht nahezu verlustfrei von der vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildeten Lichtquelle in die Lichtleitplatte übertragen werden, und zum anderen kann diese Lichtleitplatte material- und kostensparend sehr dünn ausgebildet werden, da sie prinzipiell nur geringfügig dicker als der dünne Lichtleiter sein muß.

Durch die Möglichkeit, einer Lichtquelle mehrere Lichtleiter zuzuordnen, ist eine sehr gute Lichtverteilung beispielsweise bei Verwendung nur einer einzigen als Leuchtdiode ausgebildeten Lichtquelle möglich. Bei sehr großen Lichtleitplatten können selbstverständlich auch mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, die wiederum jeweils mehrere Lichtleiter speisen.

Für die nicht in den Prioritätsunterlagen offenbarten Merkmale wird keine Priorität in Anspruch genommen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anzeigeeinheit als Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht,

Fig. 2 dieselbe Anzeigeeinheit im Querschnitt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweckmäßig einzusetzenden elektronischen Schaltung und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit Lichtleitern in einer Teildarstellung.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel wird die Anzeigefläche durch eine rechtwinkelige, fluoreszierende Lichtleitplatte 10 von beispielsweise 8 mm Dicke gebildet. Derartige Lichtleitplatten bestehen gewöhnlich aus glasklarem Kunststoff, der mit Fluoreszenz­ farbstoff eingefärbt bzw. mit fluoreszierenden Partikeln versetzt ist. Derartige Lichtleitplatten haben die Eigen­ schaft, absorbiertes Licht durch Fluoreszenz wieder abzustrahlen. Die Fluoreszenzstrahlung wird durch Total­ reflexion an die Begrenzungskanten geleitet und dort konzentriert abgestrahlt, sofern nicht dieses verhindern­ de Maßnahmen vorgesehen werden. Im übrigen erfolgt ein Lichtaustritt an denjenigen Stellen, an denen andere Körper in engen Kontakt mit der Lichtleitplatte tre­ ten.

An der oberen Begrenzungskante der Lichtleitplatte 10 sind im wesentlichen in gleichmäßigen Abständen angeord­ net fünf Leuchtdioden 11 in entsprechende Ausnehmungen der Lichtleitplatte 10 eingelassen. Die Zahl der ver­ wendeten Leuchtdioden ist selbstverständlich beliebig und hängt von der gewünschten Helligkeit ab. Im allge­ meinen ist eine einzige Leuchtdiode z. B. für eine Haus­ nummer ausreichend, wenn die nachstehend beschriebene Anordnung vorgesehen ist. Auch die übrigen Begrenzungs­ kanten können selbstverständlich mit eingelassenen Leucht­ dioden versehen sein. Dies bietet sich insbesondere bei sehr großflächigen Lichtleitplatten an.

Zur Verhinderung eines Lichtaustritts an den vier Be­ grenzungskanten sind diese mit einer reflektierenden Schicht 12 versehen. Diese kann im einfachsten Falle aus einer Aluminiumfolie bestehen, sie kann jedoch auch durch Beschichtung oder Bedampfung verspiegelt sein. In jedem Falle erweist es sich als günstig, vor Anbringen der reflektierenden Schicht 12 die Begrenzungskanten sehr gut zu glätten, vorzugsweise zu polieren, damit ein enger Kontakt mit der reflektierenden Schicht 12 und ein gutes Reflexionsvermögen gegeben sind. Außerdem sind die Vorderseite und die Rückseite der Lichtleitplatte 10 im Bereich der Leuchtdioden 1 mit einer streifenförmigen reflektierenden Schicht 13 versehen, um einen direkten Lichtaustritt zu verhindern. Diese reflektierende Schicht 13 weist eine derartige Ausdehnung auf, daß die Total­ reflexion an der Vorder- und Rückseite erhalten bleibt.

Auf die Rückseite der Lichtleitplatte 10 sind als Anzeige­ symbole 14 die Ziffern 5 und 3 aufgebracht. Diese können entweder als Klebefolien ausgebildet oder in Folienform aufgeklebt sein. Wesentlich ist, daß ein sehr inniger Kontakt mit der Lichtleitplatte 10 erfolgt, der einen Lichtaustritt an den Kontaktstellen gestattet. Selbst­ verständlich können die Anzeigesymbole 14 auch durch Beschichtung, insbesondere durch Bedampfung, erzeugt sein.

Die Anzeigesymbole 14 weisen vorzugsweise einen hellen Farbton auf, damit das dort austretende Licht möglichst wenig absorbiert wird. Die so beleuchtete Anzeigesymbole sind durch die durchsichtige Lichtleitplatte 10 hindurch gut erkennbar. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein Negativ dieser Anzeigesymbole zu erzeugen, das heißt, die gesamte Rückseite der Lichtleitplatte 10 ist mit einer eng anliegenden Schicht versehen, aus der lediglich die Ziffern, Buchstaben od. dgl. ausgespart sind.

Die Lichtleitplatte 10 ist in ein kastenförmiges Gehäuse 15 eingesetzt, wobei die vordere Wandung durch die Licht­ leitplatte 10 selbst gebildet wird und die hintere Wandung 16 im Abstand dazu eine Kontrastfläche darstellt. Die Lichtleitplatte kann jedoch auch lediglich im vorderen Bereich einer gehäuseartigen Anzeigeeinheit angeordnet sein und noch von einer durchsichtigen Wandung zum Schutz der Lichtleitplatte überdeckt sein, wobei sich die Über­ deckung auch auf die Seiten ausdehnen kann. Bei Anzeige­ symbolen 14 in hellem Farbton ist die Kontrastfläche zweckmäßigerweise dunkel gefärbt, während bei als Negative ausgebildeten Anzeigesymbolen die Kontrastfläche hell gefärbt ist. An der Oberseite des Gehäuses 15 ist eine schräggestellte Solarzelleneinheit 17 angeordnet. wobei in Abhängigkeit von der geographischen Lage ein günstiger Schrägstellungswinkel beispielsweise 70° betragen kann. In dem zwischen der Solarzelleneinheit 17 und dem Gehäuse 15 gebildeten Raum 18 ist eine aufladbare Batterie 19 sowie eine Ladevorrichtung 20 angeordnet. Diese können selbstverständlich auch im Gehäuse 15 angeordnet und entsprechend der Kontrastfläche gefärbt oder mit einer entsprechenden Abdeckung versehen sein.

Es ist weiterhin möglich, auf der reflektierenden Schicht 13 an der vorderen Fläche der Lichtleitplatte 10 Solar­ zellen anzubringen. Ein weiterer günstiger Anbringungsort ist die Kontrastfläche, also die hintere Wandung 16 im Inneren des Gehäuses 15. Hierfür werden vorzugsweise für diffuses Licht geeignete Solarzellen verwendet. Das Licht kann dabei durch die durchsichtige Lichtleit­ platte 10 zu den Solarzellen gelangen. Ist die Licht­ ausbeute ausreichend, so kann die schräggestellte Solar­ zelleneinheit 17 auch entfallen.

Die Anzeigesymbole können auch in die Lichtleitplatte eingeformt, insbesondere eingefräst sein. An den so entstandenen Schrägkanten kann das Licht austreten, wodurch die entsprechenden Anzeigesymbole 14 hell hervor­ treten.

In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung dargestellt. Die in der Solarzelleneinheit 17 erzeugte elektrische Energie wird über die beispielsweise als Konstantstromquelle ausgebildete Ladevorrichtung 20 der aufladbaren Batterie 19 zur Energiespeicherung zuge­ führt. Auf diese Weise wird ein konstanter Ladestrom zur Schonung der Batterie gewährleistet. In Abhängigkeit der gewünschten Spannung kann die Ladevorrichtung 20 noch mit einem Spannungswandler versehen sein. Die Batterie 19 ist über einen Dämmerungsschalter 21 mit den fünf Leuchtdioden 11 verbunden. Tagsüber ist dieser Dämmerungs­ schalter 21 geöffnet, so daß die Batterie 19 ohne Strom­ entnahme geladen werden kann. Erst unterhalb einer vor­ gebbaren Außenhelligkeit, die z. B. über die Erfassung der von der Solarzelleneinheit 17 erzeugten elektrischen Energie oder durch einen anderen nicht dargestellten Fotohalbleiter ermittelt wird, schließt dieser Dämmerungs­ schalter 21, und die Leuchtdioden 11 werden von der Batterie 19 gespeist. Zu diesem Zweck kann z. B. der von der Solarzelleneinheit 17 erzeugte Strom einer Schwell­ werteinrichtung zugeführt werden, wobei bei Unterschrei­ tung eines vorgebbaren Schwellwerts die Leuchtdioden 11 oder eine einzige Leuchtdiode eingeschaltet werden. Bei ausreichend großen Solarzelleneinheiten und genügen­ der Lichteinstrahlung kann der Dämmerungsschalter 21 auch entfallen, oder er wird beispielsweise durch einen manuell betätigbaren Schalter ersetzt.

Anstelle eines Betriebs durch Solarzellen können die Leuchtdioden 11 auch in herkömmlicher Weise über eine Niederspannungsleitung von außen her gespeist werden. Da der Energiebedarf dieser Anzeigeeinheit äußerst gering ist. können die Leuchtdioden dann ständig eingeschaltet bleiben, so daß auf Schalteinrichtungen verzichtet werden kann.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Lichtleitplatte 10 selbstverständlich auch eine andere Gestalt aufweisen, z. B. rund, oval oder dreieckig sein.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lichtleitplatte 10 nur ausschnittsweise im Bereich einer Oberkante dargestellt. Anstelle von Leuchtdioden 11 dienen hier Endbereiche 23 von Lichtleitern 24 als Leuchtelemente, die in die Lichtleitplatte 10 eingelassen sind. Als Lichtleiter dienen im allgemeinen Glasfaser­ kabel oder Lichtleitkabel aus Kunststoff. Diese Licht­ leiter 24 sind in entsprechende Bohrungen in der Licht­ leitplatte 10 eingesteckt und dort verklemmt oder ver­ klebt. Alternativ hierzu können die Lichtleiter 24 auch Übertragungsendstücke oder -halterungen tragen, die mit der Lichtleitplatte 10 verbunden werden. Hierbei können die Stirnflächen der Lichtleiter 24 auch an den Seitenkanten der Lichtleitplatte 10 anliegen. Die Boh­ rungen sollten keine glatte, sondern eine unregelmäßige Oberfläche aufweisen, um eine gute Lichtbrechung und -verteilung zu gewährleisten.

Die jeweils zweiten Endbereiche 25 der Lichtleiter 24 münden in einem optischen Adapterstück 26, das die op­ tische Verbindung mit einer Leuchtdiode 27 als Lichtquelle gewährleistet.

Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Lichtleitern 24 einer einzelnen Leuchtdiode 27 zugeordnet werden, so daß durch die nahezu verlustlose Übertragung eine sehr gleichmäßige Lichtverteilung in der Lichtleitplatte 10 erreicht wird. Im einfachsten Falle kann selbstver­ ständlich auch ein einziger Lichtleiter 24 einer Leucht­ diode 27 zugeordnet sein.

Da die Lichtleiter 24 sehr dünn ausgebildet sein können, kann auch die Lichtleitplatte 10 eine sehr geringe Dicke aufweisen, wodurch die gesamte Anordnung kostengünstiger und leichter wird.

Bei sehr großen Lichtleitplatten können selbstverständ­ lich auch mehrere Leuchtdioden 27 als Lichtquellen vorge­ sehen sein, die jeweils für sich über mehrere Lichtleiter 24 für eine gute Lichtverteilung sorgen.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel elektrische Zuführungen zur Lichtleitplatte entfallen können, kann die elektrische Einheit sehr kompakt und abgeschlossen ausgebildet sein. Sie ist dann lediglich über die Lichtleiter mit der Lichtleitplatte 10 verbunden.

Claims (18)

1. Beleuchtete Anzeigeeinheit, insbesondere Hausnummer, Verkehrsschild, Werbeträger, bestehend aus einer Lichtleitplatte, in die wenigstens ein elektrisches Leuchtelement an wenigstens einer seitlichen Begrenzungskante eingelassen ist und die Anzeigesymbole trägt, wobei die Begrenzungskanten mit einer reflektierenden Schicht versehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Lichtleitplatte (10) fluoreszierende Partikel enthält und eine Wandung im vorderen Bereich der Anzeigeeinheit bildet,
• - eine dahinter angeordnete Wandung eine Kontrastfläche (16) bildet und
• - die Anzeigesymbole (14) vom Betrachter aus gesehen an der hinteren Fläche der Lichtleitplatte (10) angeordnet sind.

2. Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Fläche der Lichtleitplatte (10) im Bereich der Leuchtelemente (11, 23) mit einer reflektierenden Schicht (13) versehen ist.

3. Anzeigeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Schichten (12, 13) durch Verspiegelung oder eine metallisch glänzende Folie gebildet sind.

4. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesymbole (14) als Folien ausgebildet sind, die eng an der Oberfläche der Lichtleitplatte (10) anliegen.

5. Anzeigeeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesymbole (14) aufgeklebt sind.

6. Anzeigeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesymbole als Klebefolien ausgebildet sind.

7. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesymbole (14) als aufgedampfte Beschichtung ausgebildet oder in die Lichtleitplatte (10) eingeformt oder eingefräst sind.

8. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie (15) eine aufladbare Batterie (19) für das wenigstens eine Leuchtelement (11) und eine durch Solarzellen (17) betriebene Ladevorrichtung (20) für die Batterie (19) aufweist.

9. Anzeigeeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine schräggestellte Wandung der Anzeigeeinheit und/oder die Kontrastfläche (16) und/oder die reflektierende Schicht (13) an der vorderen Fläche der Lichtleitplatte (10) mit Solarzellen (17) versehen ist.

10. Anzeigeeinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein das wenigstens eine Leuchtelement (11, 23) nur unterhalb einer vorgebbaren Außenhelligkeit einschaltender Dämmerungsschalter vorgesehen ist.

11. Anzeigeeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Solarzellen (17) erzeugte elektrische Energie unterhalb eines vorgebbaren Schwellwerts den Dämmerungsschalter einschaltet.

12. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Lichtleitplatte (10) eine durchsichtige Schutzwandung angeordnet ist.

13. Anzeigeeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzwandung die Lichtleitplatte (10) an wenigstens zwei Seiten seitlich umgreift.

14. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leuchtelement (11) als Leuchtdiode ausgebildet ist.

15. Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Leuchtelement (23) als Endbereich eines Lichtleiters (24) ausgebildet ist, dessen anderer Endbereich (25) mit einer außerhalb der Lichtleitplatte (10) angeordneten Lichtquelle (27) optisch gekoppelt ist.

16. Anzeigeeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Lichtquelle (27) mehrere Lichtleiter (24) ausgehen.

17. Anzeigeeinheit nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtquellen (27) vorgesehen sind.

18. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (27) als Leuchtdiode ausgebildet ist.