DE102013224829B3 - display - Google Patents
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Abstract
Eine Anzeigeeinrichtung weist eine Lichtquelle und ein die Lichtquelle im Wesentlichen umgebendes Gehäuse samt Lichtleiter über der Lichtquelle auf, wobei der Lichtleiter aus lichtdurchlässigem, nicht-transparentem bzw. transluzentem Material besteht. Der Lichtleiter weist direkt über dem Leuchtmittel seine größte Dicke auf und von diesem Bereich größter Dicke ausgehend und im Wesentlichen konzentrisch dazu eine Struktur mit Einstrahl-Bereichen, die in einem Winkel zwischen 70° und 110° zur Lichtquelle verlaufen, und mit Schräg-Bereichen, die in einem Winkel zwischen 0° und 20° zur Lichtquelle verlaufen. Dabei sind mindestens jeweils zwei Einstrahl-Bereiche und Schräg-Bereiche abwechselnd angeordnet und vorgesehen.A display device has a light source and a housing substantially surrounding the light source along with light guide over the light source, wherein the light guide consists of translucent, non-transparent or translucent material. The optical waveguide has its greatest thickness directly above the illuminant and, starting from this region of greatest thickness and substantially concentric therewith, a structure with irradiation regions which extend at an angle between 70 ° and 110 ° to the light source, and with oblique regions, which run at an angle between 0 ° and 20 ° to the light source. In each case at least two Einstrahl areas and inclined areas are alternately arranged and provided.
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art
Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung mit mindestens einer Lichtquelle und einem die Lichtquelle im Wesentlichen umgebenden Gehäuse. Solche Anzeigeeinrichtungen werden beispielsweise in Elektrogeräten eingesetzt, insbesondere unter einer Abdeckung oder Bedienblende.The invention relates to a display device with at least one light source and a housing surrounding the light source substantially. Such display devices are used for example in electrical appliances, in particular under a cover or control panel.
Aus der
Aus der
Aufgabe und LösungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Anzeigeeinrichtung zu schaffen, mit der Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, eine möglichst intensive und gleichmäßige Anzeige bzw. Leuchtanzeige zu erreichen sowie eine Lichtstärke einer Lichtquelle möglichst gut auszunutzen.The invention has for its object to provide a display device mentioned above, can be avoided with the problems of the prior art and in particular it is possible to achieve the most intense and uniform display or indicator and exploit a light intensity of a light source as well.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anzeigeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a display device with the features of claim 1. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.
Es ist vorgesehen, dass das Gehäuse die Lichtquelle im Wesentlichen umgibt, insbesondere wenn die Lichtquelle auf einem Bauteilträger wie einer Leiterplatte odgl. angeordnet ist. Des Weiteren ist ein Lichtleiter über der Lichtquelle vorgesehen. Es können auch mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, bevorzugt wird jedoch eine einzige, insbesondere eine LED. Die Lichtquelle ist vorteilhaft punktförmig bzw. das von ihr erzeugte Licht geht im Wesentlichen von einem Punkt aus, wie es insbesondere bei einer LED der Fall ist. Der Lichtleiter besteht aus lichtdurchlässigem Material, ist insbesondere nicht-transparent bzw. transluzent, beispielsweise durch an sich aus dem Stand der Technik bekannte Eintrübungen mit Einmischungen von entsprechendem Material.It is envisaged that the housing substantially surrounds the light source, in particular if the light source on a component carrier such as a printed circuit board or the like. is arranged. Furthermore, a light guide is provided over the light source. It is also possible to provide a plurality of light sources, but preference is given to a single, in particular an LED. The light source is advantageously punctiform or the light generated by it emanates essentially from one point, as is the case in particular with an LED. The light guide is made of translucent material, in particular is non-transparent or translucent, for example, by known from the prior art clouding with admixtures of the corresponding material.
Erfindungsgemäß weist der Lichtleiter seine größte Dicke direkt über der Lichtquelle auf. Von diesem Bereich mit der größten Dicke ausgehend und im Wesentlichen konzentrisch dazu weist der Lichtleiter eine Struktur an seiner Unterseite auf, wobei konzentrisch in diesem Zusammenhang vor allem bedeutet, dass sich ein Querschnitt bzw. ein Profil des Lichtleiters rund um einen Mittelpunkt bzw. über einem Punkt der Lichtquelle gleich erstreckt. Grundsätzlich weist der Lichtleiter also eine Radialsymmetrie auf, wobei dabei der Lichtleiter auch an manchen Bereichen kürzer abgeschnitten sein kann als an anderen. Die Struktur der Lichtleiterunterseite weist einerseits Einstrahl-Bereiche oder Einstrahl-Flächen auf, die in einem Winkel zwischen 70° und 110° zur Lichtquelle verlaufen, also vorteilhaft im Wesentlichen etwa rechtwinklig dazu. An diesen Einstrahl-Bereichen bzw. Einstrahl-Flächen kann das Licht von der Lichtquelle gut eingekoppelt werden und im Wesentlichen ohne Brechung, welch eine wesentliche Richtungsabweichung bedeuten würde.According to the invention, the light guide has its greatest thickness directly above the light source. Starting from this region with the greatest thickness and essentially concentric therewith, the optical waveguide has a structure on its underside, wherein concentric in this context means, in particular, that a cross-section or a profile of the optical waveguide is around a center or over a center Point of the light source extends equally. In principle, therefore, the optical waveguide has a radial symmetry, whereby the optical waveguide can also be cut off shorter at some regions than at others. On the one hand, the structure of the light guide underside has single-beam regions or single-jet surfaces which extend at an angle between 70 ° and 110 ° to the light source, that is to say advantageously substantially at right angles thereto. At these irradiation areas or irradiation areas, the light from the light source can be well coupled and substantially without refraction, which would mean a significant deviation in direction.
Des Weiteren weist die Struktur der Lichtleiterunterseite Schräg-Bereiche bzw. Schräg-Flächen auf, welche in einem Winkel zwischen 0° und 20° zur Lichtquelle verlaufen, also vorteilhaft in etwa auf diese zu. Diese Schräg-Bereiche oder Schräg-Flächen sind also so zur Lichtquelle angeordnet, dass hier im Wesentlichen keine Einkopplung von Licht stattfindet. Insbesondere kann ihre Erstreckung also im Wesentlichen in Richtung oder parallel zur Richtung hin zur Lichtquelle sein. So wird eine mögliche Lichteinkopplung an den Schräg-Bereichen weitgehend oder vollständig vermieden. An der Struktur sind jeweils mindestens zwei Einstrahl-Bereiche und mindestens zwei Schräg-Bereiche abwechselnd angeordnet und vorgesehen.Furthermore, the structure of the optical fiber underside on oblique areas or inclined surfaces, which extend at an angle between 0 ° and 20 ° to the light source, that is advantageous approximately to this. These oblique areas or oblique areas are thus arranged to the light source that takes place here substantially no coupling of light. In particular, their extension can thus be substantially in the direction or parallel to the direction of the light source. Thus, a possible light coupling to the oblique areas is largely or completely avoided. At least two Einstrahl areas and at least two oblique areas are alternately arranged and provided on the structure.
In einem Bereich direkt in der Mitte bzw. am Mittelpunkt der Struktur über der Lichtquelle ist vorteilhaft ein Mittel-Bereich vorgesehen, der zwar auch relativ schräg zur Lichtquelle ausgerichtet ist. Der Winkel kann hier jedoch beispielsweise 10° bis 50° betragen, so dass ein Teil des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts auch hier in den Lichtleiter eingekoppelt wird.In a region directly in the middle or at the center of the structure above the light source, a center region is advantageously provided, which is also aligned relatively obliquely to the light source. However, the angle here can be, for example, 10 ° to 50 °, so that a part of the light emitted by the light source is also coupled into the light guide here.
Vorteilhaft wird bei der Erfindung der größte Teil des in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts, besonders vorteilhaft alles Licht, an seiner Oberseite ausgekoppelt und bildet somit die Leuchtfläche bzw. das Leuchten der Anzeigeeinrichtung.Advantageously, in the invention, most of the light coupled into the optical waveguide, particularly advantageously all light, is decoupled at its upper side and thus forms the illuminated surface or the illumination of the display device.
Bevorzugt ist außen an der Struktur ein Einstrahl-Bereich oder eine Einstrahl-Fläche vorgesehen. Dadurch kann selbst außen am Lichtleiter noch Licht von der Lichtquelle eingekoppelt werden, um auch in diesem äußeren Bereich bzw. an den äußeren Rändern eine gute und gleichmäßige Leuchtanzeige zu ermöglichen.A single-jet area or a single-jet area is preferably provided on the outside of the structure. As a result, even on the outside of the light guide yet Light from the light source can be coupled in order to allow a good and uniform light display in this outer area or at the outer edges.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Lichtleiter an seiner zur Lichtquelle hin weisenden Unterseite sozusagen geriffelt sein, wobei die Riffelung durch die abwechselnd angeordneten Einstrahl-Bereiche und Schräg-Bereiche gebildet wird. So kann der Lichtleiter nach Art einer sogenannten Fresnel-Linse ausgebildet sein. Während dort jedoch die den Einstrahl-Bereichen entsprechenden Bereiche eine gewölbte Außenseite aufweisen zur Erzielung einer Bündelung des eingestrahlten Lichts bzw. eines Linsen-Effekts, können sie bei der vorliegenden Erfindung auch gerade bzw. nicht-gewölbt sein oder nur schwach gewölbt sein.In an advantageous embodiment of the invention, the optical waveguide can be so to speak corrugated on its underside facing the light source, wherein the corrugation is formed by the alternately arranged irradiation regions and oblique regions. Thus, the light guide may be formed in the manner of a so-called Fresnel lens. However, while there the areas corresponding to the Einstrahl-areas have a curved outer side to achieve a bundling of the incident light or a lens effect, they may also be in the present invention, straight or not curved or only slightly curved.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtleiter an seiner von der Lichtquelle abgewandten Seite, welches insbesondere eine Außenseite der Anzeigeeinrichtung bzw. deren Oberseite ist, im Wesentlichen eben. Besonders vorteilhaft ist er vollständig eben. Er kann entweder zur großflächigen Abstrahlung bzw. Erzeugung einer Leuchtanzeige ausgebildet sein. Alternativ kann er eine beliebig konfigurierbare Abdeckung mit freigeschnittenem Symbol bzw. Symbolen aufweisen, so dass die Leuchterscheinung nur ein beleuchtetes Symbol ist.In an advantageous embodiment of the invention, the light guide on its side facing away from the light source side, which is in particular an outer side of the display device or the top thereof, substantially planar. Particularly advantageous, it is completely flat. It can be designed either for large-area radiation or generation of a light display. Alternatively, it can have an arbitrarily configurable cover with cut-free symbol or symbols, so that the luminous appearance is only an illuminated symbol.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtleiter an einem Mittelpunkt bzw. an dem Punkt über der Lichtquelle am dicksten bzw. er reicht am weitesten nach unten zur Lichtquelle hin. Von diesem Mittelpunkt aus wird der Lichtleiter nach außen zu immer dünner, wobei dies aufgrund der abwechselnd angeordneten Einstrahl-Bereiche und Schräg-Bereiche nicht gleichmäßig erfolgt. Gemeint ist dabei, dass auch jeweils auf die Einstrahl-Bereiche und Schräg-Bereiche bezogen die Dicke vom Mittelpunkt ausgehend abnehmen.In an advantageous embodiment of the invention, the light guide at a midpoint or at the point above the light source is the thickest or he extends farthest down to the light source. From this center, the optical fiber becomes increasingly thinner towards the outside, which is not uniform due to the alternately arranged irradiation regions and oblique regions. What is meant here is that the thickness also decreases starting from the center point in each case with respect to the irradiation areas and oblique areas.
Der Unterschied zwischen der größten Dicke des Lichtleiters über der Lichtquelle und der geringsten Dicke des Lichtleiters in Entfernung dazu, vorteilhaft weiter außen, kann mindestens den Faktor zwei betragen. Vorteilhaft kann er den Faktor drei bis fünf betragen.The difference between the greatest thickness of the light guide above the light source and the smallest thickness of the light guide at a distance, advantageously further out, may be at least a factor of two. Advantageously, it can be the factor three to five.
Des Weiteren kann ein Dickeunterschied zwischen einer großen Dicke an einem Übergang eines Einstrahl-Bereichs zu einem Schräg-Bereich und einer geringen Dicke im sich daran anschließenden Übergang des Schräg-Bereichs in den nächsten Einstrahl-Bereich einen Faktor 1,5 bis drei oder sogar vier betragen.Further, a difference in thickness between a large thickness at a transition of one irradiation area to a slant area and a small thickness in the subsequent transition of the slant area to the next irradiation area may be a factor of 1.5 to three or even four be.
Bevorzugt verlaufen die Einstrahl-Bereiche und die Schräg-Bereiche nach Art von Teilkreisen oder Vollkreisen um einen Mittelpunkt bzw. um einen Bereich der größten Dicke des Lichtleiters bzw. einen Bereich über der Lichtquelle herum. Vorteilhaft verlaufen diese Bereiche grundsätzlich nach Art von Vollkreisen bzw. entlang von Kreisen. Wenn allerdings der Lichtleiter zu seinem Außenrand hin endet bzw. abgeschnitten ist, und die gesamte Form des Lichtleiters in Draufsicht rechteckförmig ist, so können an den längeren Bereichen noch Teilkreise mit diesen Einstrahl-Bereichen oder Schräg-Bereichen vorgesehen sein, zu den kürzeren Bereichen hin jedoch nicht mehr. Besonders bevorzugt ist der Verlauf der Einstrahl-Bereiche und Schräg-Bereiche entlang von Kreisen um den genannten Mittelpunkt.Preferably, the irradiation regions and the oblique regions extend in the manner of partial circles or full circles around a center or around a region of the greatest thickness of the light guide or an area above the light source. Advantageously, these areas generally run in the manner of full circles or along circles. However, if the optical fiber ends to its outer edge or is cut off, and the entire shape of the light guide in plan view is rectangular, so may be provided at the longer areas or circles with these Einstrahl-areas or inclined areas, to the shorter areas but not anymore. Particularly preferred is the course of the Einstrahl-areas and oblique areas along circles around said center.
Wie zuvor ausgeführt worden ist, sollten mindestens zwei Einstrahl-Bereiche vorgesehen sein. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind es mehr als zwei, vorteilhaft drei bis maximal acht, beispielsweise fünf. Entsprechendes kann auch für die Schräg-Bereiche gelten, auch hier sind es vorteilhaft mehr als zwei, besonders vorteilhaft drei bis maximal acht, beispielsweise fünf.As stated previously, at least two irradiation areas should be provided. In an advantageous embodiment of the invention, there are more than two, advantageously three to a maximum of eight, for example five. The same can also apply to the oblique regions, and here too it is advantageously more than two, particularly advantageously three to a maximum of eight, for example five.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann ein Lichtleiter, der separat aus entsprechend geeignetem Material hergestellt worden ist, in ein Gehäuse für die Anzeigeeinrichtung eingesetzt werden. So kann er speziell aus geeignetem Material hergestellt werden, während das übrige bzw. sonstige Gehäuse der Anzeigeeinrichtung aus einfachem lichtundurchlässigem Kunststoff bestehen kann oder mit einem solchen überzogen sein kann. Unter Umständen kann auch ein separat hergestellter Lichtleiter mit einem Gehäuse oder mit Gehäusebereichen aus anderem Kunststoff umspritzt oder beschichtet werden.In a first embodiment of the invention, a light guide, which has been made separately from appropriately suitable material, are used in a housing for the display device. Thus, it can be made specifically of suitable material, while the rest or other housing of the display device may consist of simple opaque plastic or may be coated with such. Under certain circumstances, a separately manufactured optical fiber can be encapsulated or coated with a housing or housing areas made of other plastic.
In einer zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Lichtleiter Teil eines Gehäuses für die Lichtquelle ist. Dabei kann er einteilig und einstückig aus demselben Material bestehen wie das Gehäuse, so dass im Wesentlichen nur ein Bauteil hergestellt werden muss. Vorteilhaft kann dann das im Wesentlichen aus lichtdurchlässigem Material bestehende Gehäuse an seiner Außenseite abgedeckt oder beschichtet werden, vorteilhaft mit lichtundurchlässigem Kunststoff bzw. einer lichtundurchlässigen Beschichtung. Diese Beschichtung ist vorteilhaft dünner als 2 mm.In a second basic embodiment of the invention, it can be provided that the light guide is part of a housing for the light source. It can be made in one piece and in one piece from the same material as the housing, so that essentially only one component has to be produced. Advantageously, then the housing consisting essentially of translucent material can be covered or coated on its outside, advantageously with opaque plastic or an opaque coating. This coating is advantageously thinner than 2 mm.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann die Anzeigeeinrichtung noch eine weitere Funktion als Sensorelement bzw. Sensorelementträger aufweisen. Dazu kann an seiner Oberseite eine elektrisch leitfähige Fläche, insbesondere auch nach Art eines umlaufenden Rahmens, vorgesehen sein. Dies ist im Prinzip aus der
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in Zwischen-Überschriften und einzelne Abschnitte beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Represent embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into intermediate headings and individual sections does not limit the general validity of the statements made thereunder.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:An embodiment of the invention is shown schematically in the drawings and will be explained in more detail below. In the drawings show:
Detaillierte Beschreibung des AusführungsbeispielsDetailed description of the embodiment
In der
Das Gehäuse
Ein Lichtleiter
Außen um den Schräg-Bereich
Außen an den Einstrahl-Bereich
Somit ergibt sich eine strukturierte Unterseite
Aus den weiteren Figuren, insbesondere aus der Draufsicht der
Alternativ zu der hier dargestellten konzentrischen Struktur wäre es auch möglich, entsprechend der im Wesentlichen rechteckigen Außenform des Gehäuses
Es ist hier noch zu ersehen, dass der Lichtleiter
Des Weiteren ist das Gehäuse
Claims (10)
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Citations (2)
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Patent Citations (2)
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