DE19806286A1 - Leuchtdiodenanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung, wie etwa eine Anzeigelampe oder eine Meßanzeige, unter Verwendung von Leuchtdioden-Anzeigeele­ menten.

Fig. 12 ist eine Draufsicht auf einen herkömmlichen Wassertemperatur­ anzeiger mit Leuchtdiodenbirne. Dieser Wassertemperaturanzeiger 100 weist fünf Leuchtdiodenbirnen 102 auf, die seitlich aufgereiht in einem An­ zeigergehäuse 101 angeordnet sind. Eine flache Linse 103 aus Acrylharz ist auf das Anzeigergehäuse 101 aufgesetzt, um die Leuchtdiodenbirnen 102 abzudecken. Aufgrund von Temperaturinformation, die von einem nicht gezeigten Temperatursensor bereitgestellt wird, nimmt die Anzahl der leuch­ tenden Leuchtdiodenbirnen 102 bei höherer Temperatur zu.

Fig. 13 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie 13-13 in Fig. 12. Gemäß Fig. 13 ist die Leuchtdiodenbirne 102 fest auf eine Grundplatte 105 gelötet, und eine flache Linse 103 ist vor der Leuchtdiodenbirne 102 an­ geordnet, um letztere abzudecken.

Jede Leuchtdiodenbirne 102 hat, wie eine Glühbirne, Anschlußstifte 106 und 107, eine Leuchtdiode 108 und eine Kunststofflinse 109. Die Leucht­ diode 108 emittiert Licht mit einer vorbestimmten Intensität, wenn über die Stifte 106 und 107 eine Spannung von beispielsweise 12 V angelegt wird, und das von der Leuchtdiode 108 emittierte Licht tritt durch die Kunstharz­ linse 109 nach oben mit einem Divergenzwinkel θ von 20°.

Allgemein wird eine Leuchtdiode abgekürzt LED genannt, und daher wird die Leuchtdiodenbirne nachfolgend LED-Birne genannt.

Der Wassertemperaturanzeiger muß sowohl tags als auch nachts klar zu erkennen sein.

Unproblematisch ist die Erkennbarkeit in der Nacht, wobei aber die LED- Birnen 102 tagsüber im Sonnenlicht schwer zu erkennen sind, so daß die Leuchtkraft der LED-Birne 102 erhöht werden muß. Jedoch tritt die Leucht­ kraft der LED-Birne 102, die für Betrieb bei Tage geeignet ist, in der Nacht übermäßig hervor.

Erstens muß daher das übermäßige Hervortreten der LED-Birne 102 in der Nacht vermieden werden.

Tagsüber durchdringt Sonnenlicht die flache Linse 103 und fällt auf die LED-Birne 102, wie in Fig. 13 mit dem Pfeil a gezeigt, wodurch ein soge­ nanntes Pseudoaufleuchten auftreten kann, was die Kunstharzlinse 109 hell aussehen läßt. Weil die Kunstharzlinse 109 einen kugelförmigen Kopf hat, wird Sonnenlicht (einfallendes Licht) in einem weiten Bereich reflektiert, was es schwierig macht, zwischen den leuchtenden LED-Birnen 102 und den nicht leuchtenden LED-Birnen 102 zu unterscheiden.

Zweitens müssen daher Maßnahmen getroffen werden, um tagsüber das Pseudoaufleuchten zu vermeiden.

Zum Lösen der vorstehenden Probleme umfaßt eine LED-Birnen-Anzeigeein­ richtung nach Anspruch 1 die LED-Birnen sowie eine Linse, die vor den LED-Birnen angeordnet ist, um letztere abzudecken. Bei dieser LED-Birnen- Anzeigeeinrichtung ist die Linse in ihrer Oberfläche mit Vertiefungen verse­ hen, die als konkave Linsen wirken, um das von den LED-Birnen emittierte Licht zu streuen.

Die Intensität des von jeder LED-Birne emittierten Lichts wird gesenkt, in­ dem das Licht von den in der Linse ausgebildeten Vertiefungen gestreut wird. Daher kann die Leistung der LED-Birne entsprechend erhöht werden, um die Sichtbarkeit der Leuchtbirne tagsüber zu verbessern. Da die Licht­ intensität reduziert wird, läßt sich das übermäßige Hervortreten oder die Aufdringlichkeit der Leuchtbirne nachtsüber vermeiden.

Eine weitere Leuchtdiodenbirnen-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2 um­ faßt LED-Birnen sowie eine Linse, die vor den LED-Birnen angeordnet ist, um letztere abzudecken. Bei dieser LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung ist die Linse mit einer Maske versehen, welche das von den LED-Birnen emittierte dicht teilweise abfängt, um die Leuchtflächen zu verengen.

Die auf den Linsen ausgebildete Maske verkleinert die Leuchtflächen, um die Helligkeit zu verringern. Somit kann die Leistung der LED-Birnen ent­ sprechend erhöht werden, um die Sichtbarkeit der LED-Birnen tagsüber zu verbessern. Weil durch die Vertiefung die Lichtintensität reduziert ist, läßt sich das übermäßige Hervortreten der Leuchtbirne nachtsüber vermeiden.

Eine LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 umfaßt LED-Birnen sowie eine Linse, die vor den LED-Birnen angeordnet ist, um letztere ab­ zudecken. Hierbei ist der jeweilige Abstand zwischen den LED-Birnen und der Linse zumindest gleich dem Außendurchmesser einer LED-Birne.

Tagsüber passiert es manchmal, daß Sonnenlicht durch die Linse hindurch­ tritt und auf die LED-Birne fällt, so daß die LED-Birne aufleuchtet, als ob sie angeschaltet wäre. Weil die LED-Birne mit einem ausreichenden Abstand von der Linse angeordnet ist, um die Intensität des von der LED-Birne re­ flektierten Lichts zu reduzieren, wird die nicht angeschaltete LED-Birne nicht fälschlicherweise für eine angeschaltete oder aufleuchtende LED-Birne ge­ halten.

Eine LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4 umfaßt die LED-Bir­ nen sowie eine Linse, die vor den LED-Birnen angeordnet ist, um letztere abzudecken. Bei dieser LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung ist die Linse rauch­ glasartig durchscheinend.

Weil die rauchglasartig durchscheinende Linse die Intensität von Sonnen­ licht, das durch die Linse hindurchtritt, und die Intensität des von den LED- Birnen reflektierten Sonnenlichts reduziert, wird eine nicht angeschaltete LED-Birne nicht fälschlicherweise für eine angeschaltete LED-Birne gehalten.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nun anhand der beigefüg­ en Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Kraftrads, das mit einer LED-Birnen-An­ zeigeeinrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine Vorderansicht einer LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 die Konstruktion einer ersten Ausführung;

Fig. 5 eine Hilfsansicht zur Funktionserläuterung der ersten Ausfüh­ rung;

Fig. 6 eine Perspektivansicht einer Maske zur Verwendung in einer zweiten Ausführung;

Fig. 7(a) und 7(b) die Konstruktion der zweiten Ausführung;

Fig. 8(a) und 8(b) zum Vergleich die zweite Ausführung und ein Vergleichs­ beispiel;

Fig. 9(a) und 9(b) Hilfsansichten zur Erläuterung einer dritten Ausführung;

Fig. 10(a) und 10(b) Hilfsansichten zur Erläuterung einer vierten Ausführung;

Fig. 11 eine Hilfsansicht zur Erläuterung einer fünften Ausführung;

Fig. 12 eine herkömmliche LED-Birnen-Motortemperaturanzeige; und

Fig. 13 einen vergrößerten Schnitt entlang Linie 13-13 in Fig. 12.

Fig. 1 zeigt ein Kraftrad in Form eines typischen Motorrads 1 mit einem Tachometer 3 und einem Drehzahlmesser 4, die über einem Vorderrad 2 angeordnet sind, wobei hinter dem Tachometer 3 und dem Drehzahlmesser 4 ein Tank 5 angeordnet ist, und mit einem Sitz 6. Dieses Motorrad 1 ist auf dem Kraftstofftank 5 mit einer LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung 20 verse­ hen.

Ferner sind in Fig. 1 gezeigt eine Scheinwerferlampe 7, vordere Richtungs­ anzeiger 8, eine Lenkstange 9, Fußrasten 11, Schalldämpfer 12, hintere Richtungsanzeiger 13 und ein Rücklicht 14.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht einer LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung 20. Die LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung 20 enthält in ihrem gemäß Fig. 2 rechten Halbabschnitt eine Motortemperaturanzeige zum Anzeigen der Temperatur des Motorkühlwassers und in ihrem gemäß Fig. 2 linken Halbabschnitt eine Kraftstoffanzeige. Begriffe "TEMP" für Temperatur und "FUEL" für Kraft­ stoff sind auf eine innere Linse 21 aus Acrylharz aufgedruckt, die auch als Skalenplatte dient. Die Motortemperaturanzeige ist mit fünf in Querrichtung langgestreckten, elliptischen Fenstern 22 bis 26 versehen. Die Fenster 22 bis 26 leuchten selektiv auf, um die Temperatur des Kühlwassers anzuzei­ gen. Eine geringe Anzahl heller Fenster zeigt eine geringe Kühlwassertempe­ ratur an (COLD), und eine größere Anzahl heller Fenster zeigt eine höhere Kühlwassertemperatur an (HOT).

In ähnlicher Weise ist eine Kraftstoffanzeige mit fünf in Querrichtung lang­ gestreckten Fenstern 31 bis 35 versehen. Die Fenster 31 bis 35 leuchten selektiv auf, um die Menge von im Kraftstofftank 5 vorhandenem Kraftstoff anzuzeigen. Eine kleine Anzahl heller Fenster zeigt eine geringe Kraftstoff­ menge oder Reservebetrieb an (RES), und eine größere Anzahl heller Fenster zeigt eine größere Kraftstoffrestmenge im Kraftstofftank 5 an (FULL).

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang Linie 3-3 in Fig. 2. Wie in Fig. 3 ge­ zeigt, umfaßt die LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung 20 eine topfförmige Basis 36, eine Grundplatte 37, LED-Birnen 38, eine Innenlinse 21 und eine Au­ ßenlinse 39 aus Acrylharz.

Fig. 4 zeigt die Konstruktion einer LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung nach einer ersten Ausführung. In einer Oberfläche der Innenlinse 21, die zu der LED- Birne 38 weist, sind Vertiefungen 41 ausgebildet.

Fig. 5 zeigt die Funktion der ersten Ausführung. Wenn die LED-Birne 38 angeschaltet ist, wird von der LED-Birne 38 emittiertes Licht durch die Ver­ tiefung 41 gemäß den Pfeilen gestreut, wobei die Vertiefung 41 als kon­ kave Linse wirkt, so daß die Intensität des von der LED-Birne 38 emittierten Lichts reduziert wird und das Licht weich aussieht. Demzufolge läßt sich ein übermäßiges Hervortreten der LED-Birne 38 während der Nacht vermeiden. Ferner läßt sich die Leistung der LED-Birne 38 erhöhen, um die Sichtbarkeit der Anzeigeeinrichtung tagsüber zu verbessern.

Fig. 6 zeigt eine Maske zur Verwendung in einer zweiten Ausführung. Die Maske 43 ist eine opake Folie, die mit in Querrichtung langgestreckten, elliptischen Fenstern 22 bis 26 versehen ist. Die Maske 43 wird auf die Außenfläche der Innenlinse 21 aufgelegt oder kann auf die obere Fläche der Innenlinse 21 aufgedruckt sein.

Fig. 7(a) und 7(b) zeigen die Konstruktion der LED-Birnen-Anzeigeeinrich­ tung der zweiten Ausführung.

Fig. 7(a) ist eine Teilperspektivansicht einer Maske 43 ähnlich Fig. 6.

Fig. 7(b) ist eine Schnittansicht der Innenlinse 21 und der Maske 43, die auf der oberen Fläche der Innenlinse 21 aufliegt oder auf diese aufgetragen ist.

Fig. 8(a) und 8(b) zeigen zum Vergleich die zweite Ausführung und ein Vergleichsbeispiel.

Im Vergleichsbeispiel, welches keine Maske aufweist, bildet das von der LED-Birne emittierte Licht einen Lichtfleck 131 mit einem Durchmesser D, wie in Fig. 8(b) gezeigt, der während der Nacht übermäßig hervortritt.

In der zweiten Ausführung, die mit der Maske 43 versehen ist, wird das Licht teilweise von der Maske 43 abgefangen, und sichtbar ist nur ein Teil des Lichts innerhalb eines elliptischen Fensters 22, dessen große Achse die Länge D und dessen kleine Achse die Länge d (= ca. 0,5D) aufweist.

Bei Untersuchungen der optischen Charakteristiken von LED-Birnen stellte sich heraus, daß das übermäßige Hervortreten der LED-Birne während der Nacht von der Fläche des Lichtflecks abhängig ist. Das heißt, das übermäßi­ ge Hervortreten der LED-Birne läßt sich vermeiden, indem man einen Teil des von der LED-Birne emittierten Lichts mit einer Maske abfängt, um die Fläche des Lichtflecks zu verkleinern.

Das übermäßige Hervortreten der LED-Birnen während der Nacht läßt sich daher vermeiden, indem man die LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung mit einer Maske 43 versieht, die mit elliptischen Fenstern 22 versehen ist.

Fig. 9(a) und 9(b) dienen zur Erläuterung einer LED-Birnen-Anzeigeein­ richtung einer dritten Ausführung.

Wie in Fig. 9(a) gezeigt, beträgt der Abstand L zwischen einer LED-Birne 38 und einer Innenlinse 21 das Mehrfache des Abstands einer üblichen LED- Birnen-Anzeigeeinrichtung oder liegt im Bereich des 0,5- bis 2,0fachen des Außendurchmessers der LED-Birne 38, um die LED-Birne 38 mit ausreichen­ dem Abstand von der Innenlinse 21 entfernt anzuordnen.

Fig. 9(b) dient zur Erläuterung der Funktion der LED-Birnen-Anzeigeeinrich­ tung. Auch wenn Sonnenlicht in Richtung der Pfeile auf den Kopf der LED-Birne 38 fällt und vom Kopf der LED-Birne 38 reflektiert wird, ist die Intensität des reflektierten Sonnenlichts auf der Innenlinse 21 gering, weil die LED-Birne 38 mit ausreichendem Abstand von der Innenlinse 21 entfernt angeordnet ist. Somit läßt sich Pseudoaufleuchten der LED-Birne 38 vermei­ den, d. h. die fehlerhafte Annahme, daß eine nicht angeschaltete LED-Birne für eine angeschaltete LED-Birne gehalten wird.

Der Abstand L kann im Bereich vom 0,5- bis 2,0fachen des Durchmessers der LED-Birne 38 liegen. Pseudoaufleuchten der LED-Birne 38 ist möglich, wenn der Abstand L kleiner als das 0,5fache des Kopfdurchmessers der LED-Birne 38 ist. Die Ausgangsleistung der LED-Birne 38 muß erhöht wer­ den, wenn der Abstand L größer als das 2,0fache des Kopfdurchmessers der LED-Birne 38 ist.

Fig. 10(a) und 10(b) zeigen eine LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung nach einer vierten Ausführung.

Wie in Fig. 10(a) gezeigt, verwendet die LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung eine rauchglasartig durchscheinende Linse 45, erhalten durch Farbbeschichtung einer klar transparenten Linse oder durch Einmischen feiner Partikel in Mate­ rial zur Bildung der Innenlinse.

Fig. 10(b) dient zur Erläuterung der Funktion der LED-Birnen-Anzeigeein­ richtung. Wenn Sonnenlicht durch die durchscheinende Innenlinse 45 hinein fällt, wird das Sonnenlicht gedämpft. Von einer LED-Birne 38 reflektiertes Sonnenlicht wird ebenfalls gedämpft, wenn es durch die durchscheinende Innenlinse 45 hindurch nach außen scheint. Demzufolge besteht keine Mög­ lichkeit von Pseudoaufleuchten der LED-Birne 38.

Die Durchlässigkeit der rauchglasartig durchscheinenden Innenlinse 45 kann im Bereich von 50 bis 90% der Durchlässigkeit einer klar transparenten Innenlinse liegen. Die Ausgangsleistung der LED-Birne 38 muß erhöht wer­ den, wenn die Durchlässigkeit der durchscheinenden Innenlinse bei weniger als 50% liegt als jener der transparenten Innenlinse. Andererseits besteht jedoch die Möglichkeit von Pseudoaufleuchten, wenn die Durchlässigkeit der durchscheinenden Innenlinse bei mehr als 90% jener der transparenten Innenlinse liegt.

Fig. 11 zeigt eine LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung nach einer fünften Aus­ führung. Diese LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung ist mit einer durchscheinen­ den Innenlinse 45 versehen. In der Innenlinse 45 sind Vertiefungen 41 aus­ gebildet. Auf der Innenlinse 45 ist eine Maske 43 ausgebildet.

Die Vertiefung 41 sorgt dafür, daß von einer LED-Birne 38 emittiertes Licht gestreut wird, um die Lichtintensität zu senken. Die Maske 43 verkleinert die Fläche eines Lichtflecks, der durch von der LED-Birne 38 emittiertes Licht auf der durchscheinenden Innenlinse 45 erzeugt wird, um die Hellig­ keit des Lichtflecks zu reduzieren, so daß die LED-Birne 38 während der Nacht nicht übermäßig hervortritt. Demzufolge kann die Ausgangsleistung der LED-Birne 38 erhöht werden, um die Sichtbarkeit der LED-Birne 38 tags­ über zu verbessern.

Die durchscheinende Innenlinse 45 beseitigt die Möglichkeit von Pseudo­ aufleuchten.

Somit löst die fünfte Ausführung Probleme, die beim übermäßigen Hervor­ treten der LED-Birne während der Nacht und beim Pseudoaufleuchten des LED-Birne tagsüber auftreten.

Aus der Beschreibung der fünften Ausführung ist ersichtlich, daß die Ver­ wendung der Funktionen zumindest einer der ersten bis vierten Ausführun­ gen in Kombination besonders wirksam sein kann.

Beispielsweise lassen sich die Probleme, die beim übermäßigen Hervortreten der LED-Birne während der Nacht und beim Pseudoaufleuchten der LED- Birne tagsüber auftreten, lösen, indem man die Vertiefung 41 und die durchscheinende Innenlinse 45 in Kombination verwendet.

Die Probleme, die beim übermäßigen Hervortreten der LED-Birne während der Nacht und beim Pseudoaufleuchten der LED-Birne tagsüber auftreten, lassen sich auch lösen, indem man die Maske 43 und die durchscheinende Innenlinse 45 in Kombination verwendet.

Ferner lassen sich die Probleme, die beim übermäßigen Hervortreten der LED-Birne während der Nacht und beim Pseudoaufleuchten der LED-Birne tagsüber auftreten, auch lösen, indem man die Vertiefung 41 ausbildet und die LED-Birne mit dem vorgenannten Abstand L von der Innenlinse entfernt anordnet.

Die Probleme, die beim übermäßigen Hervortreten der LED-Birne während der Nacht und beim Pseudoaufleuchten der LED-Birne tagsüber auftreten, lassen sich auflösen, indem man die Maske 43 verwendet und die LED-Birne mit dem vorstehenden Abstand L von der Innenlinse entfernt anordnet.

Obwohl die in den jeweiligen Ansprüchen beschriebene Linse als die Innen­ linse 21 oder die durchscheinende Innenlinse 45 ausgebildet ist, können diese Linsen auch außenliegende Linsen sein. In einer mit mehreren Linsen versehenen Anzeigeneinrichtung kann eine der mehreren Linse als erfin­ dungsgemäße Linse ausgebildet sein.

Die LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung 20 kann ein beliebiger Anzeigetyp sein, zur Verwendung als Anzeigelampe oder Meßanzeiger, wie etwa eine Motor- Temperaturanzeige oder eine Kraftstoffanzeige, wie in der Beschreibung der Ausführungen dargelegt, eine Motorölanzeige, eine Drehzahl/Geschwindig­ keitswarnanzeige oder dergleichen, vorausgesetzt, daß die Anzeige LED- Birnen aufweist und eine Linse vor den LED-Birnen angeordnet ist, um letz­ tere abzudecken.

Obwohl die LED-Birnen-Anzeigeeinrichtung 20 für Krafträder geeignet ist, läßt sie sich auch bei anderen beliebigen Fahrzeugtypen verwenden.

Bei einer Leuchtdioden-Anzeigeeinrichtung 20 befindet sich vor den LED- Birnen 38 eine Innenlinse 21, die in ihrer zu den LED-Birnen 38 weisenden Oberfläche mit Vertiefungen 41 versehen ist. Wenn eine LED-Birne 38 an­ geschaltet wird, wird von der LED-Birne 38 emittiertes Licht gemäß Pfeil durch die Vertiefung 41 gestreut, die als Streulinse wirkt, so daß die Inten­ sität des von der LED-Birne 38 emittierten Lichts reduziert wird und das Licht weich aussieht. Demzufolge läßt sich das übermäßige Hervortreten der LED-Birne 38 während der Nacht vermeiden, und die Ausgangsleistung der LED-Birne 38 läßt sich erhöhen, um die Sichtbarkeit der Anzeige tags­ über zu verbessern.

Claims (4)

1. Leuchtdioden-Anzeigeeinrichtung (20), die Leuchtdiodenbirnen (38) sowie eine Linse (21) aufweist, die vor den Leuchtdiodenbirnen (38) angeordnet ist, um letztere zu bedecken, wobei die Linse (21) in ihrer Oberfläche mit Vertiefungen (41) versehen ist, die als konkave Linsen wirken, um von den Leuchtdiodenbirnen (38) emittiertes Licht zu streuen.

2. Leuchtdioden-Anzeigeeinrichtung (20), die Leuchtdiodenbirnen (38) sowie eine Linse (21) aufweist, die vor den Leuchtdiodenbirnen (38) angeordnet ist, um letztere abzudecken, wobei auf der Linse (21) eine Maske (43) vorgesehen ist, welche von den Leuchtdiodenbirnen (38) emittiertes Licht teilweise auffängt, um leuchtende Flächen zu verengen.

3. Leuchtdioden-Anzeigeeinrichtung (20), die Leuchtdiodenbirnen (38) sowie eine Linse (21) aufweist, die vor den Leuchtdiodenbirnen (38) angeordnet ist, um letztere abzudecken, wobei ein Abstand (L) zwi­ schen den jeweiligen Leuchtdiodenbirnen (38) und der Linse (21) im Bereich des 0,5- bis 2,0fachen des Außendurchmessers einer Leuchtdiodenbirne (38) liegt.

4. Leuchtdioden-Anzeigeeinrichtung (20), die Leuchtdiodenbirnen (38) sowie eine Linse (45) aufweist, die vor den Leuchtdiodenbirnen (38) angeordnet ist, um letztere abzudecken, wobei die Linse etwa rauch­ glasartig durchscheinend ist.