DE10107256A1 - Anzeigenvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtdioden, bei der auf einfache Weise der durch Fremdlichteinfall entstehende Effekt des Phantomlichts reduziert ist. Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ist in Abstrahlrichtung der Leuchtdioden (1) vor diesen eine lichtundurchlässige Blende (2) angeordnet, welche mehrere den Leuchtdioden zugeordnete, lichtdurchlässige Durchbrechungen (3) aufweist. Der Abstand zwischen der Blende (2) und den Leuchtdioden (1) und die Abmessungen der Durchbrechungen (3) sowie der Blende (2) sind dabei derart gewählt, dass die Blende eine ausreichende Lichtmenge des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts als Nutzlicht (4) durchlässt und zugleich einen Einfall von unerwünschtem Fremdlicht (5) auf die Leuchtdioden verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtdioden zur Anzeige von Informationen, und insbesondere eine derartige Anzeigevorrichtung, die in größeren Entfernungen ablesbar ist.

Es ist bereits eine Vielzahl von Anzeigevorrichtungen bekannt, die Leuchtdioden als Lichtquellen verwenden und die in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Hierbei tritt im allgemeinen auch das Problem des sogenannten "Phantomlichts" auf. Dieses Phantomlicht entsteht, wenn Fremdlicht, wie beispielsweise Sonnenlicht, auf den Leuchtdiodenkörper bzw. allgemeiner die Lichtquelle oder deren vorgeschalteter Optik trifft und daran reflektiert wird. Diese Reflexion ist zum Teil derart signifikant, dass die passive (nicht leuchtende) Leuchtdiode vom Betrachter der Anzeigevorrichtung als aktiv leuchtend wahrgenommen wird und der Betrachter die eigentlich dargestellte Information nicht mehr erkennen kann. Die Stärke des Phantomlichts hängt dabei wesentlich von dem Einfallswinkel des Fremdlichts ab.

Insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen, wie beispielsweise dem Straßenverkehr und hier vor allem bei Verkehrsampeln, Warnsignalvorrichtungen und anderen den Verkehrsfluss beeinflussenden Anzeigevorrichtungen, ist ein derartiges Phantomlicht natürlich nicht statthaft, da durch ein solches Phantomlicht für den Betrachter der Anzeigevorrichtung ungewollte bzw. nicht eindeutig erkennbare Informationen erzeugt werden. So wird deshalb in einigen relevanten Normen vorgeschrieben, dass das Phantomlicht durch geeignete Maßnahmen zu unterdrücken ist.

Aus der US-A-5,365,418 ist zum Beispiel eine Verkehrsampel bekannt, bei welcher die oben beschriebene Entstehung von Phantomlicht durch eine Begrenzung des Einfalls von Fremdlicht verringert werden soll. Zu diesem Zweck wird die Lichtquelle teilweise von einem Reflektor umgeben, dessen Öffnung so gewählt ist, dass das durch den Fremdlicht­ einfall durch die Fresnel-Linse vor der Lichtquelle verursachte Phantomlicht reduziert wird.

Des weiteren offenbart die DE 198 24 499 A1 eine Anzeigevorrichtung mit Leuchtdioden für den Straßenverkehr. Diese Anzeigevorrichtung weist für jede Leuchtdiode eine individuelle Abschirmvorrichtung gegen einfallendes Sonnenlicht auf. Die Montage der einzelnen Abschirmvorrichtungen ist jedoch bei einer größeren Anzahl von Leuchtdioden für großflächige Anzeigevorrichtungen relativ aufwendig. Außerdem sind die in der DE 198 24 499 A1 beschriebenen und auch andere herkömmlichen Lichtschutzgitter wegen der in der Praxis geforderten Lichteinfallswinkel zur Unterdrückung von Phantomlicht im allgemeinen ungeeignet. Die Lichtschutzgitter müssten hierzu wesentlich länger aus­ gebildet sein, was einige mechanische Probleme mit sich bringen würde.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtdioden vor­ zusehen, bei der auf einfache Weise der durch Fremdlichteinfall entstehende Effekt des Phantomlichts wirksam reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in Abstrahlrichtung der Leuchtdioden vor diesen eine lichtundurchlässige Blende angeordnet ist, welche mehrere den Leuchtdioden zugeordnete, lichtdurchlässige Durchbrechungen aufweist. Der Abstand zwischen der Blende und den Leuchtdioden und die Abmessungen der Durchbrechungen und der Blende sind dabei derart gewählt, dass die Blende eine ausreichende Lichtmenge des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts als Nutzlicht durchlässt und zugleich einen Einfall von unerwünschtem Fremdlicht (d. h. Fremdlicht mit einem Einfallswinkel oberhalb eines festgelegten Grenzwinkels) auf die Leuchtdioden verhindert. Die Verwendung der Blende reduziert auf besonders einfache Weise und insbesondere ohne großen Montageaufwand den Fremdlichteinfall auf die Leuchtdioden und damit den Effekt des Phantomlichts. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung liegt darin, dass bestehende Anzeigevorrichtungen problemlos mit einer entsprechenden Blende zu der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgerüstet werden können. Die vor den Leuchtdioden vorgesehene Blende erfüllt darüber hinaus auch noch eine Schutzfunktion für die Leuchtdioden. Die genaue Anordnung und Abmessung von Blende und Durchbrechungen können je nach Anwendungsfall auf den gewünschten Grenzwinkel des Fremdlichteinfalls eingestellt werden.

Um Verschmutzungen der Durchbrechungen der Blende zu vermeiden, sind die Durchbrechungen vorzugsweise mit einem lichtdurchlässigen Material gefüllt, welches den Strahlengang des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts nicht signifikant verändert.

Ferner kann die den Leuchtdioden abgewandte Oberfläche der Blende einen geringen Reflexionsgrad aufweisen oder mit einem Material mit geringem Reflexionsgrad beschichtet sein. Hierdurch wird verhindert, dass aufgrund des an der Blende reflektierten Fremdlichts die eigentliche Information, welche durch die aktiv leuchtenden Leucht­ dioden dargestellt werden soll, für den Betrachter nur schlecht oder überhaupt nicht erkennbar ist. Für den Betrachter sind vielmehr trotz Fremdlichteinfall nur die beab­ sichtigten Bildpunkte der darzustellenden Information sichtbar.

Vorteilhafterweise werden jeweils mehrere Leuchtdioden zur Darstellung eines Bildpunktes als Leuchtdiodengruppe zusammengefasst, wobei wiederum mehrere solcher Leuchtdiodengruppen als Modul der Anzeigevorrichtung zusammengefasst sein können.

Die obigen sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Anzeige­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Schnitt. Zur Vereinfachung ist in der Figur nur eine Leuchtdiode mit dem zugehörigen Blendenabschnitt dargestellt.

Der in der Figur gezeigte Ausschnitt der Anzeigevorrichtung kann beliebig vervielfältigt werden, um aus mehreren, beispielsweise vier bis fünf Leuchtdioden 1 Leuchtdioden­ gruppen zur Darstellung von Bildpunkten mit größerer Lichtstärke zu bilden. Bei der Wahl von verschiedenfarbigen Leuchtdioden in einer Leuchtdiodengruppe ist zudem die Farbe dieser Bildpunkte steuerbar. Außerdem können die Leuchtdiodengruppen von mehreren Bildpunkten zu Modulen zusammengefasst werden, um einen flexibleren Aufbau größerer Anzeigeeinheiten zu ermöglichen.

In Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden 1 ist eine Blende 2 angeordnet, die senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 7 des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts bzw. parallel zu der Platine (nicht dargestellt), auf welcher die Leuchtdioden 1 angeordnet sind, aus­ gerichtet ist. In der Blende 2 sind mehrere Durchbrechungen 3 vorgesehen, die im gleichen Raster wie die Leuchtdioden 1 vorgesehen und somit diesen jeweils direkt zu­ geordnet sind.

Die Blende 2 besteht zumindest teilweise aus einem lichtundurchlässigen Material bzw. ist mit einem lichtundurchlässigen Material beschichtet, so dass das Licht von den Leuchtdioden 1 nur durch die Durchbrechungen 3 als sogenanntes Nutzlicht 4 in einem entsprechenden Öffnungswinkel α von der Anzeigevorrichtung abgestrahlt wird. Anders herum kann aber auch von außen einfallendes Fremdlicht 5, wie zum Beispiel Sonnen­ licht, nur bis zu einem maximalen Einfallswinkel β durch die Durchbrechungen 3 auf den Leuchtdiodenkörper treffen und von diesem durch die Durchbrechung 3 zurück reflektiert werden, wobei der Grenzwinkel durch die Blende 2 bestimmt wird.

Je nach Anwendungszweck der Anzeigevorrichtung sowie dem gewünschten Öffnungs­ winkel α des Nutzlichts 4 und dem gewünschten Grenzwinkel β des Fremdlichteinfalls 5 kann der Fachmann problemlos eine Leuchtdiode 1 mit geeigneter Abstrahlcharakteristik, einen geeigneten Abstand zwischen Blende 2 und Leuchtdiode 1, eine geeignete Stärke der Blende 2 sowie geeignete Abmessungen der Durchbrechungen 3 bestimmen.

Neben ihrer Funktion der Reduzierung des Fremdlichteinfalls 5 auf die Leuchtdioden 1 erfüllt die vor den Leuchtdioden angeordnete Blende 2 noch einen weiteren Zweck. So werden die Leuchtdioden 1 durch die Blende 2 gegen äußere Einflüsse, wie mechanische Beschädigungen, geschützt. Zusammen mit der Platine, auf der die Leuchtdioden ange­ bracht sind, bildet die Blende 2 ein Gehäuse für die Leuchtdioden 1.

Um zu vermeiden, dass sich in den Durchbrechungen 3 der Blende 2 Schmutz ansammelt, der auch nicht durch einfache Reinigungsvorgänge entfernt werden kann, sind die Durchbrechungen 3 vorteilhafterweise mit einem lichtdurchlässigen Material (nicht dargestellt) gefüllt bzw. verschlossen. Dieses Material, beispielsweise eine Vergussmasse, sollte dabei natürlich derart ausgewählt werden, dass es den Strahlengang des von den Leuchtdioden 1 abgestrahlten Nutzlichts 4 nicht signifikant verändert. Zusätzlich kann in die Durchbrechungen 3 auch jeweils eine geeignete Optik (nicht dargestellt) eingebracht werden, um zum Beispiel den Anteil des Nutzlichts 4 zu vergrößern.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die den Leuchtdioden 1 abgewandte Oberfläche der Blende 2 mit einer Beschichtung 6 aus einem Material mit geringem Reflexionsgrad versehen. Alternativ kann auch die Oberfläche der Blende 2 selbst einen geringen Reflexionsgrad aufweisen. Insbesondere kann die reflexionsarme Fläche der Blende in Schwarz ausgeführt werden. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass auch bei starkem Fremdlichteinfall 5 auf die erfindungsgemäße Anzeige­ vorrichtung die durch die aktiv leuchtenden Leuchtdioden 1 dargestellten Informationen für den Betrachter der Anzeigevorrichtung gut erkennbar sind und nicht durch reflektiertes Fremdlicht beeinträchtigt oder sogar unkenntlich werden.

Des weiteren kann die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit einer Neigevorrichtung (nicht dargestellt) ausgestattet sein, um die gesamt Anzeigevorrichtung oder zumindest die Anordnung aus Leuchtdioden 1 und Blende 2 derart zu neigen, dass die Haupt­ abstrahlrichtung 7 der Leuchtdioden 1 nicht horizontal verläuft, wie dies in der Figur dargestellt ist, sonder auf einen idealen Abstand des Beobachters der Anzeigevorrichtung hin ausgerichtet ist. Befindet sich dann der Betrachter der Anzeigevorrichtung an seiner Sollposition im idealen Abstand zur Anzeigevorrichtung, so ist die Hauptabstrahlrichtung 7 auf die Hauptsichtachse des Betrachters ausgerichtet.

Durch diese zusätzliche Maßnahme wird erreicht, dass ein größerer Anteil des von den Leuchtdioden 1 abgestrahlten Lichts vom Betrachter der Anzeigevorrichtung wahr­ genommen wird, wodurch die durch die Anzeigevorrichtung dargestellten Informationen natürlich besser erkennbar sind. Außerdem wird durch die Neigung der Anordnung aus Leuchtdioden 1 und Blende 2 der Einfall des Fremdlichts, in den meisten Fällen von schräg oben einfallendes Sonnenlicht, weiter verringert.

Die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet zur Anzeige von Informationen im Straßenverkehr und dergleichen, wo aus Sicherheits­ gründen der Effekt des Phantomlichts verhindert werden muss und die dargestellten Informationen auch noch in größeren Entfernungen von der Anzeigevorrichtung vom Betrachter ablesbar sein sollen. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung aber für alle Anwendungen geeignet, bei denen es auf die Vermeidung bzw. Reduzierung des Fremd­ lichteinfalls ankommt.

Claims (7)

1. Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtdioden, dadurch gekennzeichnet, dass in Abstrahlrichtung der Leuchtdioden (1) eine lichtundurchlässige Blende (2) angeordnet ist, welche mehrere lichtdurchlässige Durchbrechungen (3) aufweist, die den Leuchtdioden (1) zugeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der Blende und den Leuchtdioden und die Abmessungen der Durchbrechungen und der Blende derart gewählt sind, dass die Blende (2) eine ausreichende Lichtmenge des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts durchlässt und zugleich einen Einfall von unerwünschtem Fremdlicht (5) auf die Leuchtdioden (1) verhindert.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (3) der Blende (2) zumindest teilweise mit einem lichtdurchlässigen Material gefüllt sind.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Durchbrechungen (3) der Blende (2) jeweils eine Optik vorgesehen ist.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Leuchtdioden (1) abgewandte Oberfläche der Blende (2) einen geringen Reflexionsgrad aufweist oder mit einem Material mit geringem Reflexionsgrad beschichtet (6) ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, die Anzeigevorrichtung weiter eine Neigevorrichtung aufweist, um die gesamte Anzeigevorrichtung oder zumindest die Anordnung aus Leuchtdioden (1) und Blende (2) gegenüber der Horizontalen zu neigen.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Leuchtdioden (1) zur Darstellung eines Bildpunktes als Leuchtdiodengruppe zusammengefasst sind.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtdiodengruppen als Modul der Anzeigevorrichtung zusammen­ gefasst sind.