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Lichtverteileranordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtverteileranordnung,
insbesondere zur Beleuchtung eines Uhrzifferblatts oder einer ähnlichen Skala, mit
einem lichtübertragenden, scheibenförinigen Teil mit einer Mittelöffnung, einer
seitlich von dem scheibenförmigen Teil angeordneten Lichtquelle und Einrichtungen
zur übertragung von Lichtstrahlen von der Lichtquelle durch das scheibenförinige
Teil etwa parallel zu dessen Seitenflächen.
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Derartige Lichtverteileranordnungen dienen zur Beleuchtung der gesamten
Oberfläche eines Uhrzifferblatts oder einer ähnlichen Skala mittels einer an der
Seite angeordneten Lichtquelle, wobei wegen der Konstruktion der Uhr oder ähnlicher
Zeigerinstrumente in dem lichtübertragenden scheibenförmigen Teil eine Mittelöffnung
vorhanden sein muß. Bei solchen Anordnungen besteht einerseits das Problem, daß
die Lichtstromdichte entsprechend dem wachsenden Abstand von der Lichtquelle vom
einen zum anderen Rand des Zifferblatts oder der Skala abnimmt, und andererseits
die Schwierigkeit, daß die Mittelöffnung bzw. die durch diese geführte Welle einen
Teil der lichtübertragenden Scheibe abschattet. Aus diesen Gründen ist es bei solchen
Geräten besonders schwierig, mit der an der Seite liegenden Lichtquelle eine völlig
gleichförmige Beleuchtung über die ganze Oberfläche des Zifferblatts bzw. der Skala
zu erreichen.
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Bei einer bekannten Anordnung dieser Art werden ausschließlich reflektierende
Kanten zur Beleuchtung eines Teils verwendet. Eine andere bekannte Anordnung arbeitet
mit Reflektorflächen, die schräg zum Lichtweg gestellt sind und daher das von der
Lampe kommende Licht direkt durch die Vorderseite des lichtführenden Elements reflektieren.
Diese Anordnungen ergeben keine befriedigende Lösung des zuvor geschilderten Problems.
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Andererseits ist es bereits bekannt, die zu beleuchtenden Zeichen,
Ziffern oder Buchstaben selbst in Form von Vertiefungen in einer Platte anzubringen,
die zur Lichtleitung dient und ihr Licht von einer Lampe empfängt, die in ihrer
Mitte angeordnet ist. In diesem Fall ist es auch bereits bekannt, die Vertiefungen
mit wachsendem Abstand von der Lampe tiefer zu machen. Bei dieser Anordnung leuchten
aber nur die Zeichen selbst, während die Platte dunkel erscheint.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die ganze Fläche
eines Uhrzifferblatts oder einer ähnlichen Skala mit einer an der Seite angeordneten
Lampe möglichst gleichmäßig auszuleuchten.
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Nach der Erfindung wird dies erreicht durch eine an der Rückseite
der Scheibe angebrachte Reflektorfläche und eine Anzahl--v6n Vertiefungen an der
Vorderseite der Scheibe, die so geformt sind, daß sie die Lichtstrahlen zu der Reflektorfläche
hin reflektieren, welche sie anschließend gleichförmig durch die Scheibe zurückreflektiert.
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Bei der nach der Erfindung ausgeführten Anordnung läßt sich durch
geeignete Bemessung der Form, der Größe und des Abstands der Reflektorvertiefungen
eine völlig gleichmäßige Beleuchtungsstärke über die gesamte Fläche der Skala oder
des Zifferblatts erreichen. Die doppelte Reflexion ergibt außerdem eine so gute
Streuung des Lichtes, daß alle Ungleichmäßigkeiten, insbesondere durch Abschattungen
von Teilen der lichtübertragenden Scheibe, beseitigt werden. Die angestrebte Wirkung
wird daher mit einer Vollkommenheit erreicht, die mit den bekannten Anordnungen
nicht möglich ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Darin zeigt F i g. 1 eine Oberansicht der Lichtverteileranordnung mit dem
Lampenhalter, F il g. 2 eine seitliche Schnittansicht der Lichtverteileranordnung
mit dem Lampenhalter, F i g. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Lampenhalters
mit einem Teil der Lichtverteileranordnung
(nachfolgend auch Linse
oder Linsenscheibe genannt)und F i g. 4 eine Oberansicht einer durchscheinenden
Skala mit einer undurchsichtigen Maske.
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F i g. 1 zeigt eine Anordnung zur Beleuchtung einer Linsenscheibe
1. Die Linsenscheibe 1 kann aus jedem Material hergestellt sein, das
normalerweise für von der Kante her beleuchtete Skalen verwendet wird. Bei der dargestellten
Anordnung ist die Linsenscheibe etwa kreisrund mit einem davon abstehenden Ansatz
2, der die Scheibe mit einem als Lichtquelle dienenden Lampenhalter 3 verbindet.
Die Linsenscheibe besitzt bei dieser Ausführungsform eine gleichförmige Dicke, und
sie hat eine in der Mitte angebrachte Öffnung 4, durch die Steuerglieder oder Zeiger
herausragen können, wie es erforderlich ist, wenn die Linse in einer elektrischen
Uhr oder einem ähnlichen Gerät verwendet wird. Ferner können Zapfen 5 angebracht
sein, mit denen die Linse an einer Haltevorrichtung angebracht werden kann.
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In F i g. 2 und 3 ist ein Halteglied 6 dargestellt,
das vorzugsweise aus Kunststoff besteht und von der Kante der Linsenscheibe zu dem
Lampenhalter 3 verläuft. Auf diese Weise kann der Lampenhalter starr in bezug
auf die Linsenscheibe angebracht werden, und das Halteglied 6 dient zur Führung
des Lichtes von dem Lampenhalter 3 zu der Scheibe 1. Es ist zu bemerken,
daß der Lampenhalter 3, das Halteglied 6
und die Linsenscheibe
1 getrennt hergestellt und dann in geeigneter Weise miteinander verbunden
werden können; in der Zeichnung ist jedoch die bevorzugte Ausführungsform dargestellt,
bei der die gesamte Anordnung in einem Stück geformt ist.
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Der Lampenhalter
3 kann so ausgebildet sein, daß er eine elastische
Klemmwirkung ausübt, so daß eine Lampe
17 sicher festgehalten wird. Die Lampe
17
kann eine übliche elektrische Miniaturlampe mit zwei Anschlußleitern sein.
die mit einer elektrischen
| Stromquelle verbunden wc>XWM |
Wenn die Lampe
17 riel#ii#'in den Lampenhalter
3
eingesetzt ist, werden
die davon ausgehenden Lichtstrahlen in das Halteglied
6 geleitet, wo sie
zwischen den Flächen reflektiert werden, wie durch die Pfeile in F i
g. 3
angedeutet ist, so daß sie in die Linsenscheibe
1 gelangen. Ein reflektierender
Schirm oder ein reflektierendes Band kann nach dem Einsetzen der Lampe
17 um den Lampenhalter
3 angeordnet werden, um das Licht besser zusammenzuhalten
und in das Halteglied
6 zu leiten.
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In der Vorderseite der Linsenscheibe 1 ist eine Anzahl von
halbkugelförmigen Vertiefungen 10 angebracht, welche das Licht beim Durchgang
durch die Linsenscheibe auffangen und unter verschiedenen Winkeln hauptsächlich
zur Rückseite der Linsenscheibe 1 hin reflektieren. An der Rückseite der
Linse kann eine reflektierende und streuende Fläche 11 angebracht werden,
die ihrerseits die von den Vertiefungen 10 kommenden Lichtstrahlen durch
die Vorderseite der Linse und durch eine Skalenscheibe zurückreflektiert, so daß
sie dem Beobachter sichtbar werden. Dieser Reflektor 11 kann jede an sich
bekannte reflektierende und streuende Platte sein, die an der Rückseite der Linse
angeordnet wird, oder er kann ein reflektierender Film sein, der direkt auf die
Oberfläche der Linsenscheibe aufgebracht wird.
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Es wurde festgestellt, daß diese Ausbildung der reflektierenden Vertiefungen
10 zusammen mit der reflektierenden und streuenden Fläche 11 wegen
der sich daraus ergebenden besonderen Verteilung des reflektierten Lichtes überlegen
ist. Während flache oder nahezu flache Reflektorflächen dazu neigen, das reflektierte
Licht in einer Anordnung von parallelen Strahlen zu konzentrieren, verteilen die
halbkugelförrnigen Reflektorflächen das Licht über die gesamte Oberfläche der Linsenscheibe,
wodurch eine gleichförmige Lichtverteilung über die gesamte Oberfläche der Linsenscheibe
erhalten wird, die sehr viel günstiger als bei den bisher bekannten beleuchteten
Skalen ist.
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Dadurch, daß die Reflektorvertiefungen 10 an der Vorderseite
der Linsenplatte so angeordnet werden, daß ein großer Teil des Lichtes wieder-um
durch die Reflektorfläche 11 reflektiert oder gestreut werden muß, bevor
es durch die Linsenscheibe 1 hindurchgeht und einem Beobachter sichtbar wird,
wird das Licht gleichförmiger verteilt, als dies möglich wäre, wenn nur die kugeligen
Reflektorflächen 10 so verwendet würden, daß sie das Licht direkt durch die
Linsenscheibe nach außen reflektieren. Es können jedoch auch noch gute Ergebnisse
dann erzielt werden, wenn die kugeligen Reflektorvertiefungen in der Rückseite der
Linsenscheibe so angebracht werden, daß die davon durch die Vorderseite der Linsenscheibe
reflektierten Lichtstrahlen ohne Verwendung eines zusätzlichen Reflektors
11 für den Beobachter sichtbar werden.
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Wenn das Licht durch die Ebene der Linsenscheibe 1 geht, wird
natürlich ein Teil davon durch die vertieften Reflektorflächen nicht eingefangen
und aus der Linsenscheibe heraus reflektiert. Um zu verhindern, daß dieses Licht
aus der Kante der Linsenscheibe 1 austritt und unerwünschte Beleuchtungseffekte
rings um die Linsenkante hervorruft, sind die Kanten der Linsenscheibe
1, auf welche dieses Licht auftrifft, zur Bildung von Reflektorflächen 12
abgeschrägt. Auf diese Weise wird das in die Linsenscheibe 1 eintretende
Licht besser ausgenutzt, da ein größerer Teil des Lichtes, das beim ersten Durchgang
durch die Linsenscheibe nicht auf die vertieften Reflektorflächen 10 auftrifft,
durch die Reflektorflächen 12 wieder in die Linse zurückreflektiert wird, wo es
nun durch die Reflektorflächen 10 aus der Linsenscheibe herausreflektiert
werden kann. Die Reflektorflächen 12 können jede für diesen Zweck geeignete Form
haben, und da sie die tatsächlich ausgenutzte Lichtmenge vergrößeren, kann eine
kleinere Lichtquelle zur Erzielung einer ausreichenden Beleuchtung einer Skala verwendet
werden.
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Zur Erzielun- einer gleichförmigen Verteilung des Lichtes über die
gesamte Fläche der Linsenscheibe bei Verwendung einer einzigen Lichtquelle können
die kugeligen Vertiefungen 10 an der der Lichtquelle benachbarten Seite der
Linse 1 flacher als die weiter von der Lichtquelle entfernten tieferen Vertiefungen
ausgebildet sein. Wenn die Lichtstrahlen eine größere Strecke durch die Linse zurücklegen,
verlieren sie nämlich eine gewisse Energie; ferner können verschiedene Stellen der
Linse durch Steuerglieder u. dgl., welche durch die Linsenscheibe ragen, abgeschattet
sein, da sich das Licht in geraden Strahlen ausbreitet. Die unterschiedliche Tiefe
der Vertiefungen gewährleistet, daß jede Vertiefung etwa die gleiche Menge an Energie
auffängt und reflektiert. Es ist jedoch hervorzuheben, daß ein gleichwertiges Ergebnis
dadurch erzielt werden kann, daß die Reflektorflächen nicht tiefer ausgeführt werden,
sondern
näher beieinander angeordnet werden, oder es können auch
beide Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden. Ferner ist es in einigen Anwendungsfällen
vorteilhaft, die unmittelbar neben der reflektierenden Kante 12 liegenden reflektierenden
Vertiefungen 10
flacher zu gestalten, da auch in diesem Gebiet infolge der
reflektierenden Kante 12 mehr Licht vorhanden sein kann.
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Wenn die Linsenscheibe für Anwendungsfälle verwendet wird, bei denen
durch die Mittelöffnung 4 Steuerglieder oder Zeiger herausgeführt sein müssen, kann
es vorteilhaft sein, reflektierende Vertiefungen 13 auf der Unterseite der
Linsenscheibe 1 so anzubringen, daß diese das Licht direkt durch die Vorderseite
der Linse reflektieren und dadurch die Beleuchtung in dem Gebiet vergrößern, das
durch die in der Mittelöffnung 4 angebrachten Teile abgeschattet ist.
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Zwischen der Linse 1 und einer durchscheinenden Skala
16 kann ein undurchsichtiges Teil 15 angebracht sein. Wie in F i
g. 4 dargestellt ist, schirmt das undurchsichtige Teil 15 teilweise
die Skala 16
derart ab, daß die von der Linse 1 abgestrahlte Beleuchtung
nur in dem nicht abgeschirmten Ab-
schnitt auf die Skala 16 auftrifft.
In der Zeichnung ist dieser abgeschirmte Abschnitt kreisrund dargestellt, es ist
aber offensichtlich, daß er jede gewünschte Form haben kann. Das undurchsichtige
Teil 15 kann auch die Form eines überzugs auf der Skala 16 oder auf
der Linse 1 haben.
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Da nur die kleinere Fläche der Skala 16 beleuchtet ist, kann
eine billigere Lichtanordnung für diesen Zweck verwendet werden; ferner strahlt
die kleinere beleuchtete Skalenfläche weniger Licht in den umgebenden Raum in der
Nacht ab, was ebenfalls eine vorteilhafte Wirkung ist. Die Verwendung einer langlebigen,
billigen Lampe, beispielsweise der in der Zeichnung dargestellten Glimmlampe von
1/25 W erlaubt es, die Lampe ununterbrochen Tag und Nacht in Betrieb zu lassen,
so daß die Notwendigkeit eines Schalters entfällt. Bei geeigneter Wahl der Lichtdurchlässigkeit
der durchscheinenden Skala, beispielsweise eines Uhrzifferblatts, ist während des
Tages das undurchsichtige Teil hinter der Skala für einen Beobachter nicht sichtbar,
so daß die Skala während des Tages größer und leichter ablesbar erscheint; ferner
ist dann eine günstigere Form für das Aussehen der Uhr während des Tages möglich.
Im Betrieb bei Nacht, bei dem die Uhr selbst die Beleuchtung für das Zifferblatt
liefert, ist ein kleineres Zifferblatt vorteilhaft und völlig ausreichend.