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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der eine vorgegebene Leucht- oder Anzeigefläche bedarfsweise in unterschiedlicher Weise hinterleuchtet bzw. durchleuchtet werden kann.
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Es ist bekannt Flüssigkristallanzeigen bei Bedienelementen zu verwenden, um bedarfsweise den Anzeigeinhalt der zugehörigen Anzeigefläche zu wechseln, um somit die benötigte Anzeigefläche auf ein Minimum zu ver-ringern und/oder die Schalt- oder Regelfunktionalität des Bedienelements wechseln zu können. Die Verwendung von Flüssigkristallanzeigen weist jedoch den Nachteil auf, dass diese vergleichsweise empfindlich sind, deren erforderliche Verkabelung die Verwendung in einer verschiebbaren Tastenkappe eines Bedienelements behindert oder gar unmöglich macht und das Umschalten zwischen den Anzeigeinhalten meist störend verzögert erfolgt.
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Es ist ferner eine Linsenrasterfolie oder Lentikularfolie bekannt. Mittels einer derartigen Folie können Wechselbilder oder 3D-Bilder hergestellt werden. Linsenraster-Wechselbilder stellen bei der Betrachtung aus ver-schiedenen Richtungen unterschiedliche Bilder, beispielsweise Phasen eines Bewegungsablaufs dar. Ein Wechseln der Betrachtungsrichtung kann durch das Kippen eines Linsenraster-Wechselbildes oder auch durch das Vorübergehen an einem feststehenden Linsenraster-Wechselbild entstehen. Die Linsenraster können als Array von kuppelförmigen oder sphärischen Linsen oder als Array von zylinderlinsenförmigen Streifen erzeugt werden und in Kombination mit konzentrischen, streifenförmigen oder sonstigen graphischen Mustern eine Vielzahl optischer Effekte bei der Betrachtung aus verschiedenen Blickrichtungen erzeugen. Eine Leuchtvor-richtung, die sich diesen optischen Effekt zu Nutzen macht, ist aus der
EP 1 286 200 A2 bekannt. Als besonders schwierig hat sich die Herstellung von lentikularen Leuchtvorrichtungen, bei denen mehrfarbige Symbole beispielsweise mittels einer farbigen Schlitzmaske angezeigt werden sollen. Die Herstellung einer solchen Schlitzmaske hat sich wegen der durch die geringen räumlichen Abstände der optisch wirksamen Komponenten bedingten Notwendigkeit nach besonders feiner Bedruckung als schwierig erwiesen.
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Aus der
DE 10 2008 062 577 B3 ist eine Leuchtvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Gattungsgemäße Leuchtvorrichtung sind ferner aus der
GB 2 278 223 A ,
US 2007 / 0080948 A1 ,
EP 1 286 200 A2 sowie der
WO 2005 / 031444 A2 bekannt.
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Vor dem Hintergrund des oben beschriebenen Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße, lentikulare, insbesondere farbige, Leuchtvorrichtung bereitzustellen, die einfach herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leuchtvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein entsprechend vorteilhaftes Kraftfahrzeug sowie ein Haushaltsgerät sind Gegenstand der nebengeordneten Vorrichtungsansprüche. vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung weist wenigstens zwei, jeweils wechselweise eingeschaltete, beabstandet angeordnete Lichtquellen oder Lichtquellenanordnungen, bevorzugt, aus LEDs auf. Erfindungsgemäß ist ferner wenigstens eine Linsenanordnung aus mehreren, senkrecht zur Beabstandungsrichtung der Lichtquellen oder Lichtquellenanordnungen (d.h. senkrecht zur Richtung der kürzesten Verbindungslinie zwischen den Lichtquellen bzw. der Lichtquellenanordnung verlaufenden) und zueinander parallel verlaufenden, in dieser Verlaufsrichtung gleichförmigen, fokussierenden Linsen vorgesehen. „Gleichförmig in dieser Verlaufsrichtung“ im Sinne der Erfindung meint, dass die Linsen in dieser Verlaufsrichtung ihren Querschnitt und damit ihre optischen Abbildungseigenschaften beibehalten. Bevorzugt sind die Linsen halbkonvex, noch bevorzugter zylindersegmentförmig, zur Verringerung der Blickwinkelabhängigkeit meist bevorzugt nahezu halbzylinderförmig ausgebildet.
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Die Linsen der Linsenanordnung sind im Allgemeinen aus einem durchscheinenden bevorzugt transparenten aber gegebenenfalls eingefärbten Material hergestellt.
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Erfindungsgemäß ist ferner eine auf der von den Lichtquellen oder Lichtquellenanordnungen abliegenden Seite der Linsenanordnung und in der Fokusebene der Linsen der Linsenanordnung angeordnete Schlitzmaske vorgesehen. Die Schlitzmaske umfasst erfindungsgemäß wenigstens zwei Lichtdurchgangsschlitze, auf die jeweils entweder Licht der einen oder Licht der anderen Lichtquelle fokussiert wird. Die Lichtdurchgangsschlitze erstrecken sich aufgrund der Fokussierung der jeweiligen Linse auf einer Fokuslinie parallel zur Verlaufsrichtung der Linse. Deren Position ist anhand einfacher Abbildungsgesetze der geometrischen Optik zu ermitteln. Die Schlitzmaske enthält keine der Anzeige entsprechende Bildinformation. Erfindungsgemäß ist ferner eine bildgebende Schicht vorgesehen, die erfindungsgemäß eine transparente oder durchsichtige und bedruckte Folie ist. Diese weist wenigstens zwei dem jeweiligen Lichtdurchgangsschlitz zugeordnete, zu hinterleuchtende, farbige, sich in der Farbe unterscheidende, streifenförmige Leuchtflächen auf, die jeweils wenigstens ein Teil einer Anzeigefläche definieren. Beispielsweise sind für jede Lichtquelle mehrere Lichtdurchgangsschlitze und Leuchtflächen vorgesehen, die für jede Lichtquellen in ihrer Gesamtheit eine Anzeigefläche, beispielsweise ein Symbol, definieren. Damit ist die bildgebende Schicht Träger der Bildinformation für alle den darzustellenden Anzeigen, beispielsweise Symbole. Der Begriff „Schicht“ ist weit auszulegen. Es kann sich auch um einen Schichtaufbau aus mehreren Schichten handeln.
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Die Schlitzmaske und/oder bildgebende Schicht kann in ihrer Ausdehnung senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung größer als die Linsenanordnung sein, bevorzugt weist sie in etwa die gleichen Abmessungen auf.
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Bei der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung wird je nach Wahl der Beleuchtung durch eine der Lichtquellen beziehungsweise Lichtquellenanordnungen aufgrund deren Beabstandung Licht auf einen anderen Lichtdurchgangsschlitz fokussiert und eine andere Leuchtfläche der bildgebenden Schicht hinterleuchtet. Die Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Anzeigen erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft ohne elektrische Ansteuerung einer entsprechenden Durchleuchtungsschicht, wie sie bei einer Flüssigkristallanzeige vorhanden ist. Die Leuchtvorrichtung kann in kleinen Abmessungen realisiert werden. Da die bildgebende Schicht unabhängig von der Schlitzmaske hergestellt wird, kann die Leuchtvorrichtung vergleichsweise einfacher hergestellt werden und insbesondere lässt sich die Anzeige von farbigen und insbesondere mehrfarbigen Symbolen einfach realisieren.
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Die Farbigkeit der Anzeige wird durch farbige, also farbfilterartige Leuchtflächen, beispielsweise durch entsprechende farbige Bedruckung mit einem transparenten oder transluzenten Farbstoff realisiert. Dadurch lassen sich mehrere unterschiedlich farbige aber einfarbige Symbole aber gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch jeweils mehrfarbige Symbole zur Anzeige bringen.
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Zur Vereinfachung der Herstellung der im Allgemeinen farbigen bzw. farbig bedruckten bildgebenden Schicht ist erfindungsgemäß die Weite (Breite in der zur Verlaufsrichtung senkrechten Richtung) der Lichtdurchgangsschlitze geringer als die Breite der streifenförmigen Leuchtflächen der bildgebenden Schicht in der entsprechenden Richtung. Beispielsweise beträgt die Weite der Lichtdurchgangsschlitze etwa 20 µm während die Breite der streifenförmigen Leuchtflächen ca. 80 µm und mehr beträgt.
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Die bildgebende Schicht ist erfindungsgemäß beabstandet zur Schlitzmaske angeordnet sein.
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Bevorzugt ist die Lichtquelle in Verlaufsrichtung ausgedehnt. Die Lichtquelle weist beispielsweise eine Abmessung In Verlaufsrichtung auf, die der Abmessung des anzuzeigenden Symbols in der betreffenden Richtung entspricht oder größer ist. Alternativ ist eine Lichtquellenanordnung mit mehreren in Verlaufsrichtung benachbarten, jeweils bei Bedarf gleichzeitig eingeschalteten Lichtquellen vorgesehen. Durch die in Verlaufsrichtung benachbarten Lichtquellen oder durch die Ausdehnung der Lichtquelle in dieser Richtung kann vorteilhaft die Gesamtleuchtstärke der Leuchtvorrichtung erhöht werden, insbesondere deren Betrachtungswinkelabhängigkeit verbessert werden.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung ist zwischen der Linsenanordnung und den Lichtquellen eine Streuschicht vorgesehen, die angrenzend an die Linsenanordnung angeordnet ist und/oder eine zur Verlaufsrichtung parallele Streuvorzugsrichtung aufweist. Dadurch wird die Blickwinkelabhängigkeit in der durch die Verlaufsrichtung der Linsen vorgegebenen Ebene verringert.
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Die durch die Linsenanordnung definierte Fläche ist im Allgemeinen eine Ebene, kann aber bevorzugt in wenigstens eine Richtung gekrümmt sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schlitzmaske angrenzend an die Linsenanordnung angeordnet. Dadurch wird ein kompakter, Streulicht vermeidender Aufbau erreicht. Diese Schlitzmaske wird bevorzugt durch Beschichten der den Lichtquellen abgewandten Oberfläche der Linsenanordnung hergestellt. Beispielsweise wird die Schlitzmaske als Folie auf die Linsenanordnung aufgebracht, beispielsweise auf diese laminiert.
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Die Lichtdurchgangsschlitze können durch Abtragung, beispielsweise durch Laserablation, in die Beschichtung der Linsenanordnung eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Schlitzmaske durch Bedrucken hergestellt.
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Die Linsenanordnung ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung durch eine transparente Folie gebildet. Dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung preiswert herstellen. Derartige Folie mit Linsenstruktur, insbesondere einseitiger Linsenstruktur sind kommerziell erhältlich.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Linsenanordnung durch einen im Spritzgussverfahren hergestellten, transparenten Körper gebildet. Bevorzugt wird die Linsenstruktur in die den Lichtquellen zugewandte Oberfläche der Folie oder des Körpers eingebracht, bevorzugt eingeprägt. Ein Verfahren ist aus der
DE10226301A bekannt, die diesbezüglich hiermit unter Bezugnahme umfasst ist.
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Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung eignet sich für die Hinterleuchtung einer Leuchtfläche, wie es beispielsweise bei einer Funktionsbeleuchtung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs oder auch an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs der Fall ist, um beispielsweise auf einer einzigen durch die Gesamtheit der Leuchtflächen definierten Fläche unterschiedliche Anzeigezustände zu realisieren. Neben der Anzeigefunktion ist die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung auch geeignet unterschiedliche Beleuchtungssituationen zu realisieren. Zu diesem Zweck kann eine weitere, der Schlitzmaske im Strahlengang nachgeordnete, optische Fokussiereinrichtung vorgesehen sein, um einen von der Leuchtvorrichtung ausgehenden Lichtkegel, ähnlich wie bei einem Scheinwerfer, zu erzeugen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der den Lichtquellen abgewandten Seite der bildgebenden Schicht eine durchscheinende Diffusorschicht vorgesehen, beispielsweise ist diese an die Schlitzmaske angrenzend oder beabstandet zu letzteren angeordnet. Alternativ kann auch die bildgebende Schicht eine Diffusorschicht umfassen, beispielsweise ist das Material der bedruckten Folie diffus durchscheinend. Bevorzugt ist dabei die bedruckte Folie mit ihrer bedruckten Seite den Lichtquellen zugewandt angeordnet. Durch die Diffusorschicht und die damit verbundene Streuwirkung kann erreicht werden, dass die Leuchtflächen für den Betrachter nicht mehr scharf konturiert sind, sondern mehrere Leuchtflächen eine scheinbar durchgehende Fläche bilden. Dadurch kann die Erkennbarkeit bzw. Ablesbarkeit eines wiederzugebenden Symbols verbessert werden.
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Bevorzugt weisen die Lichtquellen bzw. die Lichtquellenanordnungen das gleiche Lichtspektrum auf.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Bedienelement, das eine Leuchtvorrichtung in einer der zuvor beschriebenen und vorteilhaften Ausgestaltungen aufweist. Bevorzugt weist das Bedienelement eine verschiebbar gelagerte Taste auf, wobei wenigstens die Schlitzmaske und die bildgebende Schicht in die Taste integriert ist. Noch bevorzugter sind die Schlitzmaske, die bildgebende Schicht und die Linsenanordnung an der Taste angebracht und werden mit dieser bewegt, wobei die Lichtquellen beziehungsweise die Lichtquellenanordnung bezüglich der Taste ruhend angeordnet sind. Es hat sich überraschend gezeigt, dass trotz geringer Abmessungen der Leuchtvorrichtungen die durch den üblichen Tastenhub bewirkte Relativverschiebung der Schlitzmaske und der Linsenanordnung zu den Lichtquellen nicht ausreicht, die Darstellungsqualität der Leuchtvorrichtung zu beeinträchtigen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung In einer der zuvor beschriebenen, vorteilhaften Ausgestaltung beziehungsweise deren Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Haushaltsgerät mit der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung in einer der zuvor beschriebenen, vorteilhaften Ausgestaltung beziehungsweise deren Verwendung In einem Haushaltsgerät.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer Leuchtvorrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung 1;
- 2: eine weitere perspektivische und schematische Ansicht des Strahlungsverlaufs in der Linsenanordnung 2 aus 1;
- 3: eine Aufsicht auf eine beispielhafte Schlitzmaske 4 der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 1; und
- 4: eine Aufsicht auf eine beispielhafte bildgebende Schicht 11 der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 1.
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Die in der 1 gezeigte Ausführungsform 1 der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 1 zeigt deren Verwendung zur Anzeige unterschiedlicher Symbole auf einer zugehörigen Anzeigefläche, die, wie dargestellt, in einer Taste 9 eines Bedienelements integriert sein kann. Die Leuchtvorrichtung 1 umfasst zwei wechselseitig eingeschaltete Lichtquellen 6 (6a, 6b) die mittels einer Blende 10 gegeneinander abgeschattet sind, um Lichtstreuung an der jeweils anderen Lichtquelle 6 zu vermeiden, insbesondere wenn deren Lichtabstrahlung wenig gerichtet ist. Das Licht dieser Lichtquellen fällt auf einen flächigen, eine Linsenanordnung 2 definierenden Körper aus transparentem Kunststoffmaterial, der auf seiner den Lichtquellen 6 zugewandten Oberfläche, parallel verlaufende, d.h. senkrecht zur Zeichenebene verlaufende, zylindersegmentförmige, hier nahezu halbzylinderförmige Linsen 2 aufweist, die beispielsweise durch einen Prägeschritt nach dem Spritzgießen des Körpers in diesen eingeprägt wurden. Die Linsen 3 sind so ausgebildet, dass das jeweilige Licht auf die den Lichtquellen 6 abgewandte Oberfläche der Linsenanordnung 2 fokussiert wird. Aufgrund der zur Verlaufsrichtung der Linsen senkrechten Beabstandung der Lichtquellen 6 wird deren Licht pro Linse auf konjugiert beabstandete Fokuslinien 7 auf der den Lichtquellen abgewandten Oberfläche der Linsenanordnung 2 fokussiert. Diese Linien 7 sind durch entsprechende Quadrate in der 1 angedeutet. Diese Oberfläche der Linsenanordnung ist mit einer Schlitzmaske 4 bedruckt, die mehrere beabstandete Lichtdurchgangsschlitze 5 aufweist, die keine Bildinformation enthalten, so dass pro Linse eine der Anzahl der Lichtquellen entsprechende Zahl von deckungsgleichen Lichtdurchgangsschlitzen vorgesehen ist, deren Lage den Fokuslinien 7 entspricht. Wie dargestellt, ist dabei jeweils einer der Lichtdurchgangschlitz so angeordnet, dass er nur das auf die Fokuslinie fokussierte Licht der Lichtquelle 6a durchlässt. Der andere nächst benachbarte Lichtdurchgangsschlitz Ist so angeordnet, dass er nur das auf die Fokuslinie fokussierte Licht der Lichtquelle 6b durchlässt. Die Lichtmaske 4 ist im Detail in 3 dargestellt. Das durch die Lichtmaske 4 jeweils selektiv ausgeblendete Licht hinterleuchtet eine bildgebende Schicht 11, die im Detail auch in 4 gezeigt ist. Diese wird durch eine diffus durchscheinende Folie 13 gebildet, die mit einer Bedruckung 14 versehen ist. Durch die Bedruckung sind durchscheinende streifenförmigen Leuchtflächen 12 auf der Folie ausgebildet, die den entsprechenden Lichtdurchgangsschlitzen 5 entsprechend angeordnet sind, um in Abhängigkeit der Wahl der Lichtquelle 6 bei Betrachtung der Taste ein spezifisches Symbol, das also entweder aus der Gesamtheit der Leuchtflächen 12a oder 12b gebildet wird, zur Anzeige zu bringen.
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Um diese Anzeige beziehungsweise Betrachtung zu ermöglichen ist die Taste 9 wenigstens in dem zur bildgebenden Schicht 11 angrenzenden Abschnitt transparent oder durchscheinend ausgebildet. Das diffuse Grundmaterial der bildgebenden Schicht 11 hilft, die scharfe Begrenzung der Lichtdurchgangsschlitze 5 zu verringern und die optische Täuschung einer geschlossenen, das Symbol wiedergebenden Leuchtfläche hervorzurufen, letztlich die Erkennbarkeit des jeweiligen Symbols zu verbessern.
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In 2 ist der Strahlenverlauf in der Linsenanordnung 2 verdeutlicht. Das aus den Lichtquellen austretende Licht 15 fällt auf die mit parallel verlaufenden, zylindersegmentförmigen Linsen überzogene Oberfläche 2a der Linsenanordnung 2, um auf der gegenüberliegenden in der Fokusebene der Linsen liegende ebene Oberfläche 2b auf eine Linie fokussiert zu werden, die in der Figur der Deutlichkeit halber auf einen Punkt reduziert ist. Bei Lichtquellen mit unterschiedlicher Anordnung der Lichtquellen bezüglich der optischen Ebene der Linsen, ergeben sich aufgrund der Gesetze der geometrischen Optik entsprechend beabstandete Fokuslinien, die erfindungsgemäß mit der Schlitzmaske selektiv und definiert zur Anzeige gebracht werden. Eine beispielhafte Schlitzmaske 4 ist in 3 gezeigt. Die Lichtdurchgangsschlitze 5 sind so angeordnet, dass sie von den Fokuslinien der Lichtquelle 6a oder 6b durchleuchtet werden. In 4 ist die bildgebende Schicht 11 mit den Leuchtflächen 12 dargestellt. Deren Anordnung und Ausgestaltung ist so gewählt, dass die Leuchtflächen 12a das Symbol „A“ wiedergeben und die Leuchtflächen 12b das Symbol „B“ wiedergeben. Die Wahl der Symbole „A“ und „B“ ist nur beispielhaft, und die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Es dürfte dem Fachmann klar sein, dass die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung sich für die Anzeige nahezu beliebiger Symbole und Motive eignet, die mittels länglicher, durchleuchteter Schlitze in der Gesamtwirkung nachbildbar sind.
