DE2405386B2

DE2405386B2 - Flutlichtbeleuchtung fuer skalen

Info

Publication number: DE2405386B2
Application number: DE19742405386
Authority: DE
Inventors: H. 6000 Frankfurt Schiebelhuth
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1974-02-05
Filing date: 1974-02-05
Publication date: 1976-07-15
Also published as: DE2405386A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flutlichtbeleuchtung für Skalen von Rundfunkempfängern, Uhrenziffernblättern etc wobei eine Lichtquelle in einem mit einer Skala versehenen Glaskörper eingelassen ist und der Glaskörper eine solche äußere Form aufweist, daß die von der Lichtquelle ausgesandten Stranlen in Richtung der Skalen gelenkt werden.

Bei Rundfunkempfängern sind in der Regel Skalen vorgesehen, auf denen verschiedene Sender bzw. Frequenzen markiert sind. Damit diese Markierungen auch in der Dunkelheit erkannt werden können, sind sie als Aussparungen in einer lichtundurchläisigen Schicht ausgebildet, die sich auf einer Glasscheibe befindet, hinter der eine Lampe od. dgl. als Lichtquelle dient. Der Wirkungsgrad derartiger Skalenbeleuchtungen ist jedoch im allgemeinen sehr gering, weil das Licht der für die Beleuchtung vorgesehenen Lichtquelle in Richtungen abgestrahlt wird, in denen sich keine Skalen befinden. Außerdem erfolgt oft eine ungleichmäßige Skalenbeleuchtung in dem Sinne, daß einzelne Bereiche einer Skala zu wenig ausgeleuchtet sind, andere aber wieder zu stark, so daß Blendungseffekte auftreten.

Beispielsweise sind Skalenbeleuchtungen bekannt, bei denen sich eine Lampe unmittelbar hinter einer Glasscheibe mit Markierungen befindet. Hierbei geht das Licht der Lampe, das nicht in Richtung der Glasscheibe abgestrahlt wird, als Streulicht verloren, und selbst ein gewisser Prozentsatz des auf die Glasscheibe gelangenden Lichts wird durch Totalreflexion zurückgeworfen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man die Lampe in eine Aussparung der Glasscheibe derart legen, daß sie auf drei Seiten von Glas umgeben ist. In diesem Fall geht nur etwa ein Viertel der gesamten Lichtmenge als unmittelbares Streulicht verloren, während ein anderer Teil der Lichtmenge auf Grund von Streupfaden im Glas nicht als Nutzlicht dienen kann.

Eine weitere Verbesserung bringen die sog. Flutlichtbeleuchtungen, bei denen die Glasscheibe mit Kanten versehen ist, so daß ein Großteil des Lichts der in der Aussparung liegenden Lampe nicht auf Grund von Streupfaden als Nutzlicht ausscheidet, sondern in Richtung der Skala gelenkt wird. Die Umlenkung erfolgt hierbei' durch Totalreflexion an den Kanten. Allerdings weisen auch diese Beleuchtungen noch einen hohen Streulichtanteil auf, weil nicht an allen Punkten der Kanten eine Totalreflexion erfolgt

Es ist außerdem eine Beleuchtungseinrichtung für eine Flüssig-Kristalldarstellung bekannt, die eine lichtaussendende Oberfläche aufweist, die in einem Winkel angeordnet ist, der als eine Funktion der relativen Stellungen der Lichtkoppelstruktur und der Flussig-Kristalldarstellung sowie der gewünschten Dispersion des Lichtes auf die Flüssigkristalldarstellung ausgewählt ist

ίο (DT-OS 22 46 074). Bei dieser Beleuchtungseinrichtung sind jedoch Verspiegelungen notwendig, um die gewünschte Ausrichtung des Lichts zu erreichen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Flutlichtbeleuchtung zu schaffen, die ohne irgendei-

ne Verspiegelung auskommt und nur die Materialeigenschaften des Glaskörpers ausnutzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Grenzfläche des Glaskörpers, mit Ausnahme der Fläche an der die Skala angebracht ist. so

ausgebildet ist. daß sie der Gleichung für die Totalreflexion

β > λ + eg - 90^r'

genügt, wobei β der Krümmungswinkel der Grenzflä-

ehe α der Strahlwinkel der Lichtquelle und eg der Grenzwinkel für die Totalreflexion ist.

Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht z. B. darin, daß die Skalen von Rundfunkempfängern oder Uhren mit geringerer Energie besser, weil gleichmäßig.

ausgeleuchtet werden können. Bei gleicher Lampenleistung ist zudem die auf den Skalen erzielte Leuchtdichte größer als bei herkömmlichen Einrichtungen. Gegenüber parabolischen Flutlichtbeleuchtungen hat die erfindungsgemäße Beleuchtung den Vorteil, daß das

Licht unter dem Grenzwinkel der Totalreflexion weitergeleitet wird, so daß es unter diesem Winkel auch

innerhalb der Skala, bedingt durch die parallelen Seitenkanten, verläuft.

Ein Ausfünrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 drei bekannte Anordnungen für die Beleuchtung von Skalen,

Fig.2 eine erfindungsgemäße Anordnung für die Beleuchtung von Skalen.

In der F i g. 1 sind drei bekannte Lösungen für die Beleuchtung von Skalen gezeigt, die zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen. Bei der Lösung a) befindet sich die Lampe La unmittelbar hinter dem Glaskörper GIa, bei der Lösung b) ist die Lampe Lb in einer Aussparung des Glaskörpers G \b eingelassen und bei der Lösung c) ist der Glaskörper G Ic, in denen die Lampe Lc wie bei der Lösung b) eingefügt ist, mit Abschrägungen Sl, S2 versehen, an denen das Licht der Lampe Lc reflektiert wird. Wie bereits oben beschrieben, weisen alle diese Lösungen einen relativ hohen Streulichtanteil auf, wobei der Anteil des Streulichts in der Reihenfolge c), b), a) zunimmt.

Die Fig.2 zeigt eine Anordnung gemäß der Erfindung. Dort ist in dem Glaskörper GK eine Aussparung Ausp vorgesehen, in der sich die Lampe LP befindet. Der Glaskörper GK ist nun in seinen äußeren Konturen so ausgebildet, daß die von der Lampe LP ausgesendeten Strahlen durch Totalreflexion in Richtung der Skala SK gelenkt werden. Totalreflexion tritt bekanntlich dann auf, wenn ein Lichtstrahl aus einem optisch dichteren Medium kommend auf die Grenzflä-

ehe zu einem optisch dünneren Medium trifft und sein Einfallswinkel größer ist als der sogenannte Grenzwinkel sg. Der Grenzwinkel eg ist dabei >;ine Funktion der Verhältnisse der Brechungsindiz der beiden Medien.

Beispielsweise beträgt der Grenzwinkel eg für die Medien Luft und Glas 42°. Gemäß der Erfindung wird nun die äußere Form K des Glaskörpers GK so gewählt, daß die meisten der von der Lampe LP ausgesandten Strahlen die Bedingung für die Totalreflexion an der Grenzfläche der beiden Medien erfüllen. Bezeichnet man den Winkel eines Lichtstrahls der Lampe LP mit einer durch den Glaskörper GK gehenden X-Achse als den Strahlwinkel α der Lampe und den Winkel der Tangente an die Hüllkurve des Glaskörpers GK mit einer Achse parallel zur X-Achse als den Krümmungswinkel β, so ergibt sich die Beziehung β - α — 42°, damit Totalreflexion an der Müllkurve eintritt Diese Beziehung folgt aus der Gleichung

. ß><x + eg- 90°.

Für andere Medien als Glas und Luft lassen sich leicht andere Relationen ermitteln.

Durch den Zwischenraum, der sich zwischen der Lampe LP und dem Glaskörper auf Grund der jo Aussparung Auspbefindet, können Verluste infolge von Reflexionen auftreten, die einen Lichtstrahl in die negative X-Richtung ablenken. Diese Verluste können jeUbch durch richtige Wahl der Lampengröße auf ein Minimum reduziert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch: ^

Flutlichtbeleuchtung für Skalen von Rundfunkempfängern, Uhrenziffernblättern etc wobei eine Lichtquelle in einem mit einer Skala versehenen Glaskörper eingelassen ist und der Glaskörper eine solche äußere Form aufweist, daß die von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen in Richtung der Skala gelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche des Glaskörpers, mit Ausnahme der Fläche, an der die Skala angebracht ist, so ausgebildet ist, daß sie der Gleichung für die Totalreflexion

β > « + eg - 90°

genügt, wobei β der Krümmungswinkel der Grenzfläche, « der Strahlwinkel der Lichtquelle ur
Grenzwinkel für die Totalreflexion ist.