DE3602819A1 - Anzeigefeld-beleuchtungsvorrichtung - Google Patents
Anzeigefeld-beleuchtungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flächenbeleuchtungsvorrichtung für ein(e) Anzeigefeld oder -tafel (display
panel), speziell für die Rückseitenbeleuchtung eines Flüssigkristall-Anzeigefelds.
Bei Kraftfahrzeugen und Flugzeugen werden Beleuchtungsvorrichtungen
zum Emittieren von Licht von der Rückseite von Anzeigefeldern her eingebaut, um Zeichen-
und Symbolmuster zu beleuchten. Zur Gewährleistung einer vollständigen (flächendeckenden) Beleuchtung
muß die Beleuchtungsvorrichtung offensichtlich geeignet sein, eine Fläche entsprechend der Gesamtfläche
des Anzeigefelds ausreichend zu beleuchten.
\^j Bei einer bisherigen, in Fig. 1 dargestellten Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
ist eine Lampeneinsetz-Öffnung 12 in z.B. einem Bereich eines Endes der Rückoder
Unterseite eines durchsichtigen oder durchscheinenden Lichtleitelements 10, das z.B. aus Acrylharz
besteht und eine vorbestimmte Oberfläche besitzt, ausgebildet. In die Öffnung 12 ist eine kompakt gebaute,
sockellose Glüh -Lampe 14 eingesetzt. Die von der Lampe 14 emittierten Lichtstrahlen werden durch
das mit dem Anzeigefeld 16 in Berührung stehende Leitelement 10 von dessen Rückseite zu seiner Vorderoder
Stirnseite geleitet, wo die Lichtstrahlen die Zeichen und Symbole auf dem Anzeigefeld 16 beleuchten.
Die Unter- oder Rückseite des Leitelements 10 ist von der Lampe 14 hinweg in Richtung auf das Anzeigefeld
16 gekrümmt, und das Leitelement gewährleistet auf diese Weise eine gleichmäßige Beleuchtung oder Ausleuchtung
von seiner Ober- oder Stirnseite her. Der Krümmungsfläche 18 des Leitelements 10 ist durch Sandstrahlen
eine reflektierende, satinierte Oberflächengüte erteilt worden.
Da das herkömmlicherweise verwendete Lichtleitelement 10 aus einem sehr steifen Werkstoff, wie Acrylharz,
besteht, ist es einerseits durch Wärmeeinwirkung leicht verformbar, während es andererseits aufgrund
seiner fehlenden Biegsamkeit und Elastizität eine Verringerung der Beleuchtungsstärke (illuminance) zwischen
sich selbst und dem Anzeigefeld herbeiführen kann. Seine leichte Wärmeverformbarkeit bedingt, daß
im Leitelement 10 eine ausreichend große Lampeneinsatz-Öffnung ausgebildet sein muß, um damit sicherzustellen,
daß die Lampe an keiner Stelle mit dem Acrylharz in Berührung gelangt, und daß ein Kühlzwischenraum
zwischen der Lampe 14 und dem Werkstoff des Leitelements 10 vorhanden ist. Seine mangelnde Biegsamkeit
und Elastizität bedingt, daß das Leitelement genauestens in Anpassung an die Form des speziellen
Anzeigefelds gegossen oder geformt werden muß.
Zur Vergrößerung des Sichtfelds des Anzeigefelds 16 wird gemäß Fig. 2 häufig ein mit 16a bezeichnetes,
in ausgezogenen Linien dargestelltes gewölbtes Anzeigefeld verwendet. Wenn das bisherige Lichtleitelement
10 in Verbindung mit dem Anzeigefeld 16a verwendet wird, entsteht aufgrund der mangelnden Biegsamkeit
des Leitelements ein kleiner Zwischenraum, der die Beleuchtungsstärke oder Intensität des Lichts
bei seinem Übergang von der Ober- oder Stirnseite des Leitelements 10 zum Anzeigefeld 16a herabsetzt.
Zur Beseitigung dieses Zwischenraums und zur Gewährleistung der gewünschten gleichmäßigen Ausleuchtung
kann die Stirnfläche des Leitelements 10 so geformt werden, daß sie in enge Anlage an die Wölbungsfläche
des Anzeigefelds 16a bringbar ist. Bei Verwendung eines Anzeigefelds, wie es bei 16b in strichpunktierten
Linien dargestellt ist und das zu einem anderen Zweck einen vom Anzeigefeld 16a verschiedenen Krüm-
mungsradius besitzt, müssen solche Anordnungen ersichtlicherweise
mit eigenen, speziell geformten (angepaßten) Lichtleitelementen versehen werden. Diese
Notwendigkeit, welche die Bereitstellung zahlreicher verschiedener Formwerkzeuge zum Herstellen der jeweiligen
verschiedenartigen Lichtleitelemente bedingt, kompliziert und beeinträchtigt jedoch offensichtlich
die Wirtschaftlichkeit der Fertigung solcher Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtungen.
/X Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung, mit der eine
optimale Anzeigefeld-Ausleuchtung erzielbar ist, auch wenn der Krümmungsradius des Anzeigefelds variiert
oder die Beleuchtungsvorrichtung (in ihrer Form) etwas abweicht.
Die Wirksamkeit der Beleuchtungsvorrichtung soll dabei
auch dann nicht vermindert sein, wenn sie in einen kompliziert geformten und gebogenen oder gewundenen
Einbauraum eingebaut wird.
Die obige Aufgabe wird bei einer Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung,
umfassend eine Anzeigeeinheit zum Übertragen (Übermitteln) einer vorbestimmten Information,
eine Lichtquelle zum Beleuchten der Anzeigeeinheit und ein Lichtleitelement zur Führung des von
der Lichtquelle emittierten oder abgestrahlten Lichts zur Anzeigeeinheit, wobei das Lichtleitelement aus
einem durchsichtigen oder durchscheinenden Werkstoff geformt ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Lichtleitelement biegsam oder flexibel ist.
Das genannte Lichtleitelement als Teil der vorstehend umrissenen Anordnung bietet gegenüber dem bisherigen
Lichtleitelement die folgenden . Vorteile: Da es aus
einem biegsamen Werkstoff hergestellt ist, kann das
erfindungsgemäße Lichtleitelement in Anpassung an den
Krümmungsradius des Anzeigefelds gebogen und weiterhin so gebogen und verformt werden, daß eine Änderung
der Richtung erreicht wird, in welcher das von der Lampe emittierte Licht übertragen wird. Demzufolge
ist es nicht nötig, eine Vielfalt verschieden gekrümmter oder gewölbter Lichtleitelemente herzustellen,
wodurch sowohl der Fertigungsaufwand als auch die Her-Stellungskosten verringert werden.
t Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer bisherigen Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer bisherigen Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
bei einem ge
wölbten Anzeigefeld,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine Schnittansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,
Fig. 5 eine Schnittansicht einer Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 7 und 8 perspektivische Darstellungen einer Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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Nachdem die Fig. 1 und 2 eingangs bereits erläutert worden sind, ist nachstehend eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben.
Ein Lichtleitelement 110 besteht aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Silikongummi (bzw.
-kautschuk) oder -harz, das sowohl biegsam als auch elastisch ist (Zieh- oder Zugfestigkeit = 20 kg/cm2,
so daß das Lichtleitelement 110 auf das Doppelte seiner ursprünglichen Länge dehnbar ist). Die Dicke
des Lichtleitelements 110 variiert von der einen Seite zur anderen, wobei die rechte Seite z.B. 10 mm,
die linke Seite 5 mm dick ist. Die zweckbestimmt mit einem Flüssigkristall-Anzeigefeld 116 in Berührung
bringbare Oberfläche des Lichtleitelements 110 ist vorherbestimmt. Im Bereich des einen Endes der Unteroder
Rückseite des Lichtleitelements 110 ist eine Lampeneinsetz-Öffnung 112 ausgebildet, in die eine
kompakte sockellose Glüh-Lampe 114 eingesetzt ist.
Die Lampe 114 wird insbesondere in eine Fassung 120 eingesteckt und mit dieser in die Öffnung 112 eingesetzt.
Die Öffnung 112 besitzt einen Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als derjenige der Fassung 120
der Lampe 114. Beim Einpressen der Lampe 114 mit der Fassung 120 in die Öffnung 112 weitet sich diese infolge
der Elastizität des Lichtleitelements 110 etwas auf. Aufgrund der elastischen Rückstellkraft des
Lichtleitelements 110 werden Lampe 114 und Fassung 120 somit elastisch in der Öffnung 112 festgehalten.
Aufgrund dieser elastischen Zusammenziehbarkeit fallen
Lampe 112 und Fassung 120 auch dann nicht aus der Öffnung 112 heraus, wenn auf die Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
Stoß oder Schwingung einwirkt oder unter einem Temperaturanstieg an der Beleuchtungsvorrichtung
eine Ausdehnungsdifferenz zwischen Lichtleitelement 110 und Lampe 114 (bzw. Fassung) auftritt.
Da Silikongummi oder -harz bei Temperaturen bis zu etwa 18O0C einsetzbar ist, kann die Lampe 114 in unmittelbare
Berührung mit dem Lichtleitelement 110 gelangen, ohne daß ein Anschmelzen des Lichtleitelements
oder eine sonstige Beschädigung zu befürchten ist.
Die Unter- oder Rückseite des Lichtleitelements 110 ist von der Lampe 114 aus nach oben gekrümmt oder gewölbt.
Die Krümmungsfläche 118 ist mit einer Reflexionsschicht aus Aluminium oder einer Lichtstreufläche,
z.B. einer durch Sandstrahlen erzeugten satinierten Oberfläche, versehen.
Ein Befestigungselement 122 zum Festlegen der Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
ist an der Unterseite des Lichtleitelements 110 um die Öffnung 112 herum materialeinheitlich angeformt. Das Befestigungselement
122 weist am distalen Ende eines Ansatzes 124 eines kleineren Durchmessers einen erweiterten Abschnitt
126 (größeren Durchmessers) auf. Gemäß Fig. 4 ist das Befestigungselement 122 in die Einbau-Bohrung
130 einer aus Papier-Phenolharz oder Glas-Epoxyharz geformten Einbauplatte 128 zum Anbringen der Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
eingesetzt. Da das Befestigungselement 122 elastisch verformbar ist, wird der mit einem Bund versehene erweiterte Abschnitt 12 6
unter sicherer Festlegung des Befestigungselements 122 elastisch in der Bohrung 130 arretiert.
Wenn die beschriebene Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 4 an einem (einer) gekrümmten oder gewölbten Anzeigefeld
(oder -tafel) 116 montiert ist, befindet sich die Ober- oder Stirnseite des Lichtleitelements
110 aufgrund seiner Elastizität in enger Anlage gegen die Unter- oder Rückseite des Anzeigefelds 116.
Das von der Lampe 114 abgestrahlte Licht breitet sich innerhalb des Lichtleitelements 110 aus und wird von
der Krümmungsfläche 118 reflektiert, so daß es im wesentlichen gleichmäßig an der Ober- oder Stirnseite
des Lichtleitelements 110 austritt. Demzufolge wird das mit der Stirnseite des Lichtleitelements 110 in
enger (flächiger) Berührung stehende Anzeigefeld 110 gleichmäßig beleuchtet, d.h. ausgeleuchtet.
Infolge seiner Biegsamkeit ist das Lichtleitelement 110 mit einer Vielfalt von Anzeigefeldern 116, unabhängig
von deren Krümmungsradien, kompatibel. Seine Biegsamkeit und Kompatibilität (oder Anpaßbarkeit)
gewährleisten im Zusammenwirken eine feste Anlageberührung zwischen ihm und dem Anzeigefeld 116 und ermöglichen
zudem die Verwendung nur einer einzigen Art des Lichtleitelements für (nahezu) alle Anzeigefeldarten.
Da das Lichtleitelement 110 aus einem biegsamen und elastischen Werkstoff besteht, kann die Lampe 114
einfach in die Lampeneinsetz-Öffnung 112 eingesetzt und sicher in dieser festgehalten werden. Außerdem
schaltet das Befestigungselement 122 die Notwendigkeit für andere spezielle Anschlußstücke aus, so daß
dadurch die Halterungsanordnung für die Einbauplatte 128 erheblich vereinfacht wird. Da ferner Silikongummi
oder -harz durch Zusatz eines Pigments bzw. Farbstoffs leicht einfärbbar ist, kann die Zeichen-
oder Symboldarstellung auf dem Anzeigefeld 116 in verschiedenen Farben wiedergegeben werden.
Die Erfindung ist keineswegs auf die beispielhaft beschriebene Ausführungsform beschränkt, bei welcher
die Lampe 114 im Bereich des einen Endes des Lichtleitelements 110 eingesetzt ist. Wahlweise können
zwei Lampen 114 in Bereichen an den beiden Enden des Lichtleitelements 110 eingesetzt werden, oder die
Lampe 114 kann in einem Mittelbereich des Lichtleitelements 110 montiert sein. Wahlweise kann auch die
Lampe 114 an der Fläche einer Außenseite des Lichtleitelements 110 angeordnet sein, so daß in diesem
Fall die Notwendigkeit für eine Wölbung der Unterseite des Lichtleitelements 110 entfällt.
Im folgenden ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung anhand von Fig. 5 beschrieben. Dabei gehen nicht-biegsame
bzw. starre Acrylharz-Lichtleitelemente 250a und 250b von gegenüberliegenden Enden (Seiten) eines gekrümmten
Lichtleitelements 210 aus Silikongummi ab. Das Lichtleitelement 210 ist längs der Innenfläche
einer gekrümmten Ecke 216a eines Anzeigefelds 216 angebracht, während die Lichtleitelemente 250a, 250b
auf gegenüberliegenden Seiten des Lichtleitelements 210 längs Innenflächen 216b bzw. 216c des Anzeigefelds
216 angebracht sind. Aufgrund der Elastizität des Werkstoffs des Lichtleitelements 210 ist bei dieser
Ausführungsform die Lampe 214 auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform in eine im Lichtleitelement
210 ausgebildete Lampeneinsatz-Öffnung 212 eingesetzt und in dieser festgelegt. Wie durch
die gestrichelten Linien in Fig. 5 angedeutet, können ggf. Lampen 214 an den (Außen-)Seiten der Lichtleitelemente
250a und 250b angeordnet sein. Diese Anord-
StA
nung bedingt jedoch zusätzliche Einrichtungen zur Halterung der Lampe 214.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in
Fig. 6 dargestellt. Dabei ist eine vorbestimmte Anzeigeinformation 316 unmittelbar auf die Oberfläche
eines biegsamen Lichtleitelements 310 aufgedruckt. Die Information 316 besteht insgesamt (collectively)
aus Zeichen und Symbolen oder Mustern, die auf das Lichtleitelement 310 aufgetragen oder aufgedampft (by
deposition) sein können. Im Lichtleitelement 316 ist eine Lampeneinsetz-Öffnung 312 ausgebildet, in die
beispielsweise eine sockellose Glüh-Lampe eingesetzt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
kann zweckmäßig zum unmittelbaren Beleuchten der auf der Oberfläche des Lichtleitelements
310 wiedergegebenen Information 316 und auch zum Beleuchten eines maskenartigen Elements an der Rückseite
eines Flüssigkristall-Anzeigefelds benutzt werden.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in den
Fig. 7 und 8 dargestellt. Dabei ist eine Anzeigeinformation 416 auf eine Stirnfläche 460 (am einen Ende)
eines langgestreckten Lichtleitelements 410 aufgedruckt. Eine Lampe 414 ist in eine Öffnung am anderen
Ende des Lichtleitelements 410 eingesetzt. Diese Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung
kann gemäß Fig. 8 in einen nicht dargestellten engen, gebogenen oder gewundenen Einbauraum (path) eingebaut werden.
Der Werkstoff für das Lichtleitelement ist nicht auf Silikongurnmi (bzw. -kautschuk) oder -harz beschränkt,
vielmehr kann auch ein anderer biegsamer und elastischer Werkstoff, wie ein fluorhaltiges Harz oder
ein fluorhaltiger Kautschuk oder Gummi, durch den
Licht übertragen werden kann, verwendet werden. Eben-
so ist auch die Lampe nicht auf eine sockellose Glühlampe beschränkt, vielmehr kann sie auch eine Lampe
mit Sockel oder eine Niederdruck-Entladungslampe sein. Bei Verwendung einer Niederdruck-Entladungslampe kann
das Lichtleitelement aus einem Werkstoff geringer Warmebestandigkeit bestehen, weil eine solche Lampe
nur wenig Wärme erzeugt. Darüber hinaus braucht auch das Befestigungselement zum Befestigen des Lichtleitelements
an der Einbauplatte nicht materialeinheitlich im Bereich der Lampeneinsetz-Öffnung angeformt
zu sein, vielmehr kann hierfür ein vom Lichtleitelement abstehendes Befestigungselement oder eine Ausnehmung,
in die ein an der Einbauplatte angeformter Ansatz einrastet, vorgesehen werden.
- Leerseite
Claims (6)
- PatentansprücheIy Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung, umfassendeine Anzeigeeinheit (116, 216, 316, 416) zum Übertragen (Übermitteln) einer vorbestimmten Information,
eine Lichtquelle (114, 214, 414) zum Beleuchten der Anzeigeeinheit (116, 216, 316, 416) und ein Lichtleitelement (110, 210, 310, 410) zur Führung des von der Lichtquelle emittierten oder abgestrahlten Lichts zur Anzeigeeinheit, wobei das Lichtleitelement aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Werkstoff geformt ist, dadurch gekennzeichnet, daßdas Lichtleitelement (110, 210, 310, 410) biegsam oder flexibel ist. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (110, 210, 310, 410) ein elastisches Element ist und eine Einsetzöffnung (112, 212, 312) zur elastischen Halterung der Lichtquelle (114, 214, 414) aufweist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (110, 210) ein Befestigungselement (122) für die Anbringung der Anzeigefeld-Beleuchtungsvorrichtung an einem Einbauelement (128) aufweist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (122) materialeinheitlich am Lichtleitelement (110, 210) angeformt ist.
- 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement(110, 210, 310, 410) aus einem Werkstoff in Form von Silikongummi (oder -kautschuk), Silikonharz, fluorhaltigem Gummi oder Kautschuk oder fluorhaltigern Harz geformt ist.
- 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Streuverlust (leakage) von Licht von der Lichtquelle verhinderndes Mittel (118) vorgesehen ist, das an einer Unterseite angeordnet ist, die einer mit der Anzeigeeinheit in Berührung stehenden Oberseite des Lichtleitelements gegenüberliegt.1520253035
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