EP0050267A2

EP0050267A2 - Vorrichtung zum Hinterleuchten grossflächiger Anzeigetafeln

Info

Publication number: EP0050267A2
Application number: EP81107964A
Authority: EP
Inventors: Paul Albrecht; Joachim Dipl.-Phys. Lenz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-18
Filing date: 1981-10-06
Publication date: 1982-04-28
Also published as: JPS5797493A; DE3039450A1; EP0050267A3

Abstract

Vorrichtung zum Hinterleuchten großflächiger, nur abschnittsweise durchsichtiger oder durchscheinender Anzeigetafeln, wie z.B. Skalen, Zifferblätter od. dgl., vorzugsweise sog. Flüssigkristallanzeigen, mit einer in einem Gehäuse angeordneten kleinflächigen Lichtquelle, wobei das die Lichtquelle aufnehmende Gehäuse innenseitig gut reflektiert, vorzugsweise verspiegelt und mit einem der Rückseite der Anzeigetafel anliegenden Deckel versehen ist, der unter den auszuleuchtenden Bereichen der Anzeigetafel durchsichtig und ansonsten verspiegelt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Hinterleuchten großflächiger, nur-abschnittsweise durchsichtiger oder durchscheinender Anzeigetafeln, wie z.B. Skalen, Zifferblättern o.dgl., mit einer in einem Gehäuse angeordneten kleinflächigen Lichtquelle.
Neben einfachen Signalleuchten, bei denen nur zwischen ein- und ausgeschaltetem Zustand zu unterscheiden ist, existieren auch solche, die durch aufgedruckte Symbole oder Schriftzüge dem Betrachter im eingeschalteten Zustand genauere Informationen bzw. Anweisungen liefern. Diese Signalleuchten bestehen gewöhnlich aus einer partiell durchlässigen Frontplatte, hinter der sich in einem Gehäuse eine Lichtquelle, vorzugsweise eine Glühlampe, befindet.
Nachdem derartige Anzeigevorrichtungen auf der einen Seite relativ flach ausgebildet sein müssen, so daß große, eine erhebliche Tiefe der Anordnung erfordernde Hohlspiegelanordnungen von vorneherein außer Betracht bleiben müssen, ergeben sich beträchtliche Schwierigkeiten bei einer derartigen Hinterleuchtung großflächiger Anzeigetafeln, wenn - was in der Praxis fast immer der Fall ist - die Leuchtdichte der Symbole groß sein und über die gesamte Anzeigefläche keine großen Unterschiede aufweisen soll. Darüberhinaus stellt sich bei derartigen Beleuchtungsvorrichtungen die Aufgabe, daß die Leistungsaufnahme der Lichtquelle möglichst gering sein soll und auch möglichst keine Erwärmung der Anzeigeplatte durch die Lichtquelle stattfinden sollte, insbesondere wenn es sich bei den Anzeigetafeln um Flüssigkristallanzeigen handelt, da durch die Erwärmung die durch elektrische Felder gesteuerte Lichtdurchlässigkeit beeinträchtigt werden könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Hinterleuchten großflächiger Anzeigetafeln zu schaffen, die bei geringem Bauaufwand sämtliche vorerwähnten Forderungen erfüllt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das die Lichtquelle aufnehmende Gehäuse innenseitig gut reflektiert,...vorzugsweise verspiegelt, und mit einem der Rückseite der Anzeigetafel anliegenden Deckel versehen ist, der in den auszuleuchtenden Bereichen der Anzeigetafeln durchsichtig und ansonsten verspiegelt ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines derartigen Reflexionsgehäuses, bei welchem mit besonderem Vorteil der Boden und die inneren Seitenwände des Gehäuses einen Hohlspiegel, insbesondere einen Stufenspiegel, bilden sollen, ermöglicht eine gleichzeitige Erfüllung der oben erwähnten widersprüchlichen Forderungen, in vollem Umfang, jedenfalls dann, wenn die Fläche der zu beleuchtenden Symbole in der Größenordnung von ca. 10 % der Gesamtfläche der Anzeigetafel liegt. Diese Bedingung ist gewöhnlich erfüllt.
Durch die innenseitige Verspiegelung des die Lichtquelle aufnehmenden Gehäuses in Verbindung insbesondere mit der Verspiegelung derjenigen Teile des durchsichtigen Deckds, die hinter undurchsichtigen Abschnitten der Anzeigetafel oder besser ausgedrückt hinter Abschnitten liegen, die nicht beleuchtet zu werden braucheq wird der größte Teil des von der Lichtquelle erzeugten Lichtes nach einigen Reflexionen durch einen der durchsichtigen Deckelbereiche austreten. Durch die Ausbildung des Bodens und der Seitenwände als Stufenspiegel, ergibt sich dabei eine besondere Richtung des austretenden Lichtes nach vorne und damit eine hohe Leuchtdichte der Symbole auch in der üblichen Ableseentfernung der Anzeigetafel.
In Ausgestaltung der Erfindung soll dabei die Ausbildung des Stufenspiegels entsprechend der jeweiligen Anordnung der durchsichtigen oder zu hinterleuchtenden Bereiche der Anzeigetafel ausgebildet sein. Beispielsweise sollte bei der Hinterleuchtung eines Zifferblattes mit auf einem Kreis angeordneten Stundensymbolen oder dgl. genau unterhalb dieses Ausleuchtkreises eine Schrägstufe des Stufenspiegels des Gehäuses angeordnet sein, um Licht unmittelbar hinter diesem Bereich gerichtet nach vorne abzustrahlen.
Die erfindungsgemäße Forderung der möglichst gleichmäßigen Leuchtdichte über die gesamte Anzeigefläche, läßt sich in weiterer Ausbildung der Erfindung besonders gut dadurch erzielen, daß die Lichtquelle unter einem verspiegelten Abschnitt des Deckels angeordnet ist, so daß eine direkte Lichtausstrahlung, verbunden mit einer entsprechenden Überstrahlung dieses Bereichs der Anzeigetafel vermieden wird.
Da mit jeder Reflexion auch bei gut reflektierenden Innenflächen unvermeidlich ein gewisser Absorptionsverlust des Lichtes verbunden ist und damit möglichst erreicht werden sollte, daß ein Großteil des zur Verfügung stehenden Gesamtlichts bereits nach wenigen Reflexionen gerichtet durch die durchsichtigen Bereiche des Lichtquellengehäuses ausgestrahlt wird, soll gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung die Deckelinnenfläche über der Lichtquelle konvex nach innen gewölbt sein, derart, daß das nach oben abgestrahlte Licht zur Seite umgelenkt wird. Durch diese starke seitliche Ablenkung wird vermieden, daß das im Außenbereich der Anzeigetafel zur Hinterleuchtung notwendige Licht erst eine Vielzahl von relativ steil zur Bodenfläche bzw. zum Deckel verlaufende Reflexionen erfahren muß, ehe es in diesen Außenbereich gelangt. Durch die erfindungsgemäße Nachinnenwölbung des Deckels oberhalb der Lichtquelle genügt für einen Großteil des nach vorne abgestrahlten Lichtes eine einzige Reflexion an der Dedelinnenseite und eine nochmalige Reflexion am Boden bzw. an der gestuften Seitenwand des Gehäuses, ehe es schließlich als Nutzlicht durch einen durchsichtigen Bereich des Deckels unter Hinterleuchtung eines entsprechenden Abschnitts der Anzeigetafel austritt.
Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, die Lichtquelle mit einem Kaltlichtspiegel zu hinterlegen, so daß die Infrarotstrahlung ohne Verlust an sichtbarem Nutzlicht nach hinten aus dem Gehäuse austreten kann und somit eine übermäßige Erwärmung der Hinterleuchtvorrichtung, insbesondere der Anzeigetafel selbst vermieden ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Anzeigetafel mit einer erfindungsgemäßen Hinterleuchtungsvorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Anzeigetafel und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses für die Lichtquelle mit abgaenommenem Deckel.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Anzeigetafel ein Zifferblatt für eine Uhr gewählt, bei der durch Hinterleuchtung die durchsichtig ausgesparten Ziffern 1 bis 12 von rückwärts beleuchtet werden soll, so daß sie auch in größerer Entfernung sichtbar sind. Die Fläche der Anzeigetafel 1 selbst ist, abgesehen von den Bereichen der Ziffern, undurchsichtig. Um eine möglichst hohe und überall gleichmäßige Leuchtdichte zu erzielen, so daß die durchsichtigen den Ziffern entsprechenden Abschnitte 2 vom Betrachter gut erkannt werden können, ist hinter der das Zifferblatt darstellenden Anzeigetafel 1 eine Beleuchtungsvorrichtung bestehend aus einem Gehäuse 3 und einem Deckel 4 angeordnet, in welchem die Lichtquelle 5 liegt. Die elektrischen Zuleitungen zu dieser Lichtpelle sind der Einfachheit halber nicht mit dargestellt. Der Boden 6 und die nach Art eines Stufenspiegels mit mehreren geneigten Ringabschnitten 7 ausgebildete Innenwand 8 des Gehäuses sind ebenso verspiegelt, wie die Innenseite des Deckels 4 mit Ausnahme derjenigen Bereiche, die unterhalb der auszuleuchtenden Bereiche 2 der Anzeigetafel 1 liegen.
Der Deckel 4 ist in seinem zentralen, über der Lichtquelle 5 liegenden Bereich mit einer nach innengerichteten domförmigen Wölbung 9 versehen, die, nachdem an dieser Stelle ja eine Hinterleuchtung von Teilen der Anzeigetafel nicht erforderlich ist, ebenfalls verspiegelt ist. Dadurch wird erreicht, daß das nach vorne abgestrahltes Licht durch die Schrägfläche 10 der domförmigen Erhöhung 9 im wesentlichen horizontal nach außen umgelenkt wird, so daß dieses Licht nach nur einmaliger Reflexion an einer der Stufenflächen 7 nach vorne durch die unverspiegelten Bereiche 11 des Deckels austreten und somit die gewünschten Bereiche 2 der Anzeigetafel hinterleuchten kann. Bei 12 ist ein Kaltlichtspiegel dargestellt, der im mittleren Bereich des Bodens 6 des Gehäuses 3 angeordnet ist und dazu dient, Infrarotstrahlung ohne Verlust an sichtbarem Nutzlicht unschädlich nach rückwärts austreten zu lassen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hinterleuchtung großflächiger Anzeigetafeln auch bei nicht drehsymmetrischer Anordnung der auszuleuchtenden Bereiche der Anzeigetafel sehr wirksam einsetzen, solange die Gesamtfläche der auszuleuchtenden Bereiche etwa in der Größenordnung von 10 % der Gesamtfläche der Anzeigetafel liegt. Bei größerem Anteil an auszuleuchtenden Bereichen an der Gesamtfläche, steht zu wenig Reflexionsfläche zur Verfügung, die in Verbindung mit dem Stufenspiegel des Gehäuses eine gerichtete Lichtabstrahlung nach vorne bei gleichzeitiger Vereinheitlichung der Leuchtdichte sämtlicher ausgestrahlter Bereiche erzielen könnte. Bei Bedarf kann auch die Deckelinnenseite, insbesondere die zentrale domartige Erhöhung als Stufenspiegel ausgebildet sein.

Claims

1. Vorrichtung zum Hinterleuchten großflächiger, nur abschnittsweise durchsichtiger oder durchscheinender Anzeigetafeln, wie z.B. Skalen, Zifferblättern oder dgl, vorzugsweise sog. Flüssigkristallanzeigen, mit einer in einem Gehäuse angeordneten kleinflächigen Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß das die Lichtquelle (5) aufnehmende Gehäuse (3) innenseitig gut reflektiert, vazugsweise verspiegelt und mit einem der Rückseite der Anzeigetafel (1) anliegenden Deckel (4) versehen ist, der unter den auszuleuchtenden Bereichen (2) der Anzeigetafel (1) durchsichtig (11) und ansonsten verspiegelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspnch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) und die inneren Seitenwände (8) des Gehäuses (3) einen Stufenspiegel bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) unter einem verspiegelten Abschnitt des Deckels (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (10) des Deckels (4) über der Lichtquelle (5) konvex nach innen gewölbt ist, derart, daß das von der Lichtquelle in Richtung auf den Deckel abgestrahlte Licht zur Seite umgelenkt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) mit einem Kaltlichtspiegel (12) hinterlegt ist.