EP0306659A2 - Beleuchtete Anzeigeeinheit, insbesondere Hausnummer, Verkehrsschild, Werbeträger - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an illuminated display unit according to the preamble of claim 1.
- Such a display unit is known from DE-OS 33 22 393.
- light-emitting diodes are inserted from the narrow edges into a diffusing screen in order to introduce the light as completely as possible into it. From Fig. 1 it can be concluded that a symbol is hereby illuminated from behind, so that a contrast arises.
- the luminous efficacy is, however, very low, so that this arrangement is not suitable, for example, for larger display areas.
- the known display units overall have the disadvantage of a relatively high power requirement, so that a large number of solar cells and a large storage capacity are required when operating with solar cells.
- the invention is therefore based on the object of an illuminated display unit of the type mentioned To develop, which ensures a more uniform lighting and larger display areas with improved light output.
- the invention is based on the consideration that light from a fluorescent light guide plate can essentially only emerge at contact points or cut edges. Since all the lateral boundary edges are provided with a reflective layer, the light cannot escape there, but is reflected back into the plate. The light can thus only emerge at the point at which the display symbols or their negatives are attached, namely on the rear surface of the light guide plate. These points are thus illuminated very intensively from all sides by the light distributed in the light guide plate and are therefore very well visible through the light guide plate, which is further improved by the contrast surface arranged behind it. Since all of the light is concentrated on these areas with almost no loss, the light output is very good. In contrast, for example, to the arrangements known from DE-OS 36 02 819 or US Pat. No.
- the display symbols or their negatives can be inexpensively designed as tight-fitting foils that are glued to the back of the light guide plate to achieve the closest possible contact or are designed as adhesive foils. However, they can also be formed as a vapor-deposited coating or molded, in particular milled, into the light guide plate.
- At least one inclined side wall of the housing and / or the reflective layer on the front surface of the light guide plate and / or the contrast surface is expediently provided with solar cells.
- the solar cells are illuminated through the light guide plate, for which solar cells are particularly suitable for diffuse light.
- the housing has a rechargeable battery, to which a charging device operated by the solar cell is assigned.
- the display unit is expediently provided with a twilight switch which only switches on the lighting elements below a predeterminable external brightness.
- the display surface is formed by a rectangular, fluorescent light guide plate 10, for example 8 mm thick.
- Such light guide plates usually consist of clear plastic, which is colored with fluorescent dye or mixed with fluorescent particles.
- Such light guide plates have the property of emitting absorbed light again by fluorescence. The fluorescence radiation is guided to the boundary edges by total reflection and radiated there in a concentrated manner, unless measures to prevent this are provided. In addition, light is emitted at those points where other bodies come into close contact with the light guide plate.
- five light-emitting diodes 11 are arranged in corresponding recesses in the light guide plate 10, arranged at regular intervals.
- the number of LEDs used is of course arbitrary and depends on the desired brightness. In general, a single light emitting diode, for. B. sufficient for a house number if the arrangement described below is provided.
- the remaining boundary edges can of course also be provided with embedded light-emitting diodes. This is particularly useful with very large light guide plates.
- a reflective layer 12 In the simplest case, this can consist of an aluminum foil, but it can also be mirrored by coating or vapor deposition. In any case, it proves advantageous to smooth the boundary edges very well, preferably to polish them, before applying the reflective layer 12, so that there is close contact with the reflective layer 12 and good reflectivity.
- the front and the back of the light guide plate 10 are provided in the region of the light-emitting diodes 1 with a strip-shaped reflective layer 13 in order to prevent direct light emission. This reflecting layer 13 has such an extent that the total reflection on the front and back is retained.
- the numbers 5 and 3 are applied as display symbols 14. These can either be designed as adhesive films or glued in the form of films. It is essential that there is a very intimate contact with the light guide plate 10, which allows light to escape at the contact points.
- the display symbols 14 can also be generated by coating, in particular by vapor deposition.
- the display symbols 14 preferably have a light color so that the light emerging there is absorbed as little as possible.
- the display symbols illuminated in this way are clearly visible through the transparent light guide plate 10.
- it is also possible to generate a negative of these display symbols that is to say that the entire rear side of the light guide plate 10 is included provided a close-fitting layer from which only the digits, letters or the like are left blank.
- the light guide plate 10 is inserted into a box-shaped housing 15, the front wall being formed by the light guide plate 10 itself and the rear wall 16 being a contrast surface at a distance from it.
- the light guide plate can also be arranged only in the front area of a housing-like display unit and can still be covered by a transparent wall to protect the light guide plate, the cover also being able to extend to the sides.
- the contrast surface is expediently colored dark, while in the case of display symbols designed as negatives the contrast surface is colored light.
- An inclined solar cell unit 17 is arranged on the top of the housing 15, a favorable inclination angle, for example, depending on the geographic location, being 70 °.
- a rechargeable battery 19 and a charging device 20 are arranged in the space 18 formed between the solar cell unit 17 and the housing 15. These can of course also be arranged in the housing 15 and colored according to the contrast surface or provided with a corresponding cover.
- the display symbols can also be molded, in particular milled, into the light guide plate.
- the light can emerge from the resulting oblique edges, as a result of which the corresponding display symbols 14 appear brightly.
- the electrical energy generated in the solar cell unit 17 is supplied to the rechargeable battery 19 for energy storage via the charging device 20, which is designed, for example, as a constant current source. This ensures a constant charging current to protect the battery.
- the charging device 20 can also be provided with a voltage converter.
- the battery 19 is connected to the five light-emitting diodes 11 via a twilight switch 21. During the day, this twilight switch 21 is open, so that the battery 19 can be charged without removing current. Only below a predeterminable external brightness, e.g. B.
- this twilight switch 21 closes, and the LEDs 11 are fed by the battery 19.
- the current generated by the solar cell unit 17 can be supplied to a threshold device, the light-emitting diodes 11 or a single light-emitting diode being switched on when the value falls below a predefinable threshold value.
- the twilight switch 21 can also be omitted, or it can be replaced, for example, by a manually operated switch.
- the light-emitting diodes 11 can also be operated in a conventional manner Low voltage line can be fed from the outside. Since the energy requirement of this display unit is extremely low, the LEDs can then remain switched on at all times, so that switching devices can be dispensed with.
- the light guide plate 10 can of course also have a different shape, z. B. be round, oval or triangular.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine beleuchtete Anzeigeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Eine derartige Anzeigeeinheit ist aus der DE-OS 33 22 393 bekannt. Bei der dort beschriebenen Leuchte sind Leuchtdioden von den schmalen Kanten aus in eine Streuscheibe eingesetzt, um das Licht möglichst vollständig in diese einzubringen. Aus Fig. 1 ist zu schließen, daß hiermit ein Symbol von hinten angeleuchtet wird, so daß ein Kontrast entsteht. Die Lichtausbeute ist dabei allerdings sehr gering, so daß diese Anordnung beispielsweise für größere Anzeigeflächen nicht geeignet ist.
- Auch aus der US-PS 4 373 284 oder der US-PS 4 484 104 ist es beispielsweise bekannt, die die entsprechenden Symbole tragende Platte von hinten zu beleuchten, so daß die Information durch unterschiedliche Färbung oder unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit hervortritt. Weiterhin ist es bekannt, die Symbole, beispielsweise eine Schrift selbst durch eine entsprechend geformte Leuchtröhre gemäß der CH-PS 1 68 894 zu bilden, oder es sind gemäß der DE-PS 30 49 064 Leuchtelemente entsprechend der Gestalt der Symbole aneinandergereiht.
- Die bekannten Anzeigeeinheiten weisen insgesamt den Nachteil eines relativ hohen Strombedarfs auf, so daß beim Betrieb mit Solarzellen eine große Zahl von Solarzellen und eine große Speicherkapazität erforderlich ist.
- Weiterhin ist aus der DE-OS 36 02 819 eine Anzeigeeinheit der eingangs angegebenen Gattung bekannt, bei der Leuchtelemente in eine fluoreszierende Lichtleitplatte eingelassen sind, um von hinten her Anzeigesymbole zu beleuchten. Diese bekannte Lösung stellt zwar eine Verbesserung gegenüber den bisherigen Lösungen hinsichtlich des Energiebedarfs dar, jedoch ist dieser immer noch nicht zufriedenstellend gering. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Lichtleitplatte eine gekrümmte Reflexionsfläche aufweisen muß, so daß handelsübliche Platten nicht verwendet werden können und die Herstellung aufwendig und teuer wird. Ohne diese gekrümmte Reflexionsfläche wäre eine einigermaßen gleichmäßige Ausleuchtung großer Anzeigeflächen nicht gewährleistet.
- Zwar ist aus der DE-OS 23 56 947 die Anbringung von Symbolen auf der Rückseite einer durchsichtigen Platte an sich bekannt, jedoch ist auch bei dieser bekannten Anordnung die Lichtausbeute sehr gering, da das Licht seitlich durch eine Außenkante der Platte unter Reflektionsverlusten eindringen muß und keine Kontrastfläche vorgesehen ist. Darüber hinaus ist bei gewöhnlichen durchsichtigen Platten kein besonderer Lichtaustritt an Berührungsstellen zu beobachten.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine beleuchtete Anzeigeeinheit der eingangs genannten Art zu entwickeln, die bei verbesserter Lichtausbeute eine gleichmäßigere Beleuchtung und auch größere Anzeigeflächen gewährleistet.
- Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
- Die Erfindung basiert auf der Überlegung, daß Licht aus einer fluoreszierenden Lichtleitplatte im wesentlichen nur an Konstaktstellen oder Schnittkanten austreten kann. Da alle seitlichen Begrenzungskanten mit einer reflektierenden Schicht versehen sind, kann das Licht dort nicht austreten, sondern wird in die Platte zurückreflektiert. Das Licht kann somit lediglich an der Stelle austreten, an der die Anzeigesymbole oder ihre Negative angebracht sind, nämlich an der hinteren Fläche der Lichtleitplatte. Diese Stellen werden dadurch sehr intensiv von allen Seiten durch das in der Lichtleitplatte verteilte Licht gleichmäßig beleuchtet und werden dadurch durch die Lichtleitplatte hindurch betrachtet sehr gut sichtbar, was durch die dahinter angeordnete Kontrastfläche noch weiter verbessert wird. Da sich das gesamte Licht nahezu verlustlos auf diese Stellen konzentriert, ist eine sehr gute Lichtausbeute gegeben. Im Gegensatz beispielsweise zu den aus der DE-OS 36 02 819 oder der US-PS 44 84 104 bekannten Anordnungen, bei denen die Symbole indirekt von hinten beleuchtet werden, ist hier eine direkte Beleuchtung der anzuzeigenden Symbole gewährleistet, das heißt, die sichtbaren Flächen werden direkt von vorne beleuchtet. Durch diese gute Lichtausbeute ist ein energiesparender Betrieb derartiger Anzeigeeinheiten möglich, so daß beispielsweise eine Hausnummer durch eine sehr geringe Anzahl von Solarzellen bei geringer Speicherkapazität einer Batterie und unter Verwendung auch einer einzigen Leuchtdiode betrieben werden kann. Bei einer Stromzuführung von außen ist infolge des geringen Verbrauchs ein Dauerbetrieb möglich, so daß auf zusätzliche Schaltmaßnahmen verzichtet werden kann.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anzeigeeinheit möglich.
- Die Anzeigesymbole oder ihre Negative können kostengünstig als eng anliegende Folien ausgebildet sein, die auf die Rückseite der Lichtleitplatte zur Erzielung eines möglichst engen Kontakts aufgeklebt oder als Klebefolie ausgebildet sind. Sie können jedoch auch als aufgedampfte Beschichtung ausgebildet oder in die Lichtleitplatte eingeformt, insbesondere eingefräst sein.
- Zur Stromversorgung ist zweckmäßigerweise wenigstens eine schräggestellte Seitenwandung des Gehäuses und/oder die reflektierende Schicht an der vorderen Fläche der Lichtleitplatte und/oder die Kontrastfläche mit Solarzellen versehen. Im letzten Falle werden die Solarzellen durch die Lichtleitplatte hindurch beleuchtet, wozu sich vor allem Solarzellen für diffuses Licht eignen. Zur Speicherung der tagsüber eingestrahlten Sonnenenergie weist das Gehäuse eine aufladbare Batterie auf, der eine durch die Solarzelle betriebene Ladevorrichtung zugeordnet ist.
- Zur zusätzlichen Einsparung von elektrischer Energie, beispielsweise bei sehr kleinen Solarzelleneinheiten oder relativ zu diesen sehr großen Lichtleitplatten, ist die Anzeigeeinheit zweckmäßigerweise mit einem die Leuchtelemente nur unterhalb einer vorgebbaren Außenhelligkeit einschaltenden Dämmerungsschalter versehen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Anzeigeeinheit als Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht,
- Fig. 2 dieselbe Anzeigeeinheit im Querschnitt und
- Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweckmäßig einzusetzenden elektronischen Schaltung.
- Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Anzeigefläche durch eine rechtwinklige, fluoreszierende Lichtleitplatte 10 von beispielsweise 8 mm Dicke gebildet. Derartige Lichtleitplatten bestehen gewöhnlich aus glasklarem Kunststoff, der mit Fluoreszenzfarbstoff eingefärbt bzw. mit fluoreszierenden Partikeln versetzt ist. Derartige Lichtleitplatten haben die Eigenschaft, absorbiertes Licht durch Fluoreszenz wieder abzustrahlen. Die Fluoreszenzstrahlung wird durch Totalreflexion an die Begrenzungskanten geleitet und dort konzentriert abgestrahlt, sofern nicht dieses verhindernde Maßnahmen vorgesehen werden. Im übrigen erfolgt ein Lichtaustritt an denjenigen Stellen, an denen andere Körper in engen Kontakt mit der Lichtleitplatte treten.
- An der oberen Begrenzungskante der Lichtleitplatte 10 sind im wesentlichen in gleichmäßigen Abständen angeordnet fünf Leuchtdioden 11 in entsprechende Ausnehmungen der Lichtleitplatte 10 eingelassen. Die Zahl der verwendeten Leuchtdioden ist selbstverständlich beliebig und hängt von der gewünschten Helligkeit ab. Im allgemeinen ist eine einzige Leuchtdiode z. B. für eine Hausnummer ausreichend, wenn die nachstehend beschriebene Anordnung vorgesehen ist. Auch die übrigen Begrenzungskanten können selbstverständlich mit eingelassenen Leuchtdioden versehen sein. Dies bietet sich insbesondere bei sehr großflächigen Lichtleitplatten an.
- Zur Verhinderung eines Lichtaustritts an den vier Begrenzungskanten sind diese mit einer reflektierenden Schicht 12 versehen. Diese kann im einfachsten Falle aus einer Aluminiumfolie bestehen, sie kann jedoch auch durch Beschichtung oder Bedampfung verspiegelt sein. In jedem Falle erweist es sich als günstig, vor Anbringen der reflektierenden Schicht 12 die Begrenzungskanten sehr gut zu glätten, vorzugsweise zu polieren, damit ein enger Kontakt mit der reflektierenden Schicht 12 und ein gutes Reflexionsvermögen gegeben sind. Außerdem sind die Vorderseite und die Rückseite der Lichtleitplatte 10 im Bereich der Leuchtdioden 1 mit einer streifenförmigen reflektierenden Schicht 13 versehen, um einen direkten Lichtaustritt zu verhindern. Diese reflektierende Schicht 13 weist eine derartige Ausdehnung auf, daß die Totalreflexion an der Vorder- und Rückseite erhalten bleibt.
- Auf die Rückseite der Lichtleitplatte 10 sind als Anzeigesymbole 14 die Ziffern 5 und 3 aufgebracht. Diese können entweder als Klebefolien ausgebildet oder in Folienform aufgeklebt sein. Wesentlich ist, daß ein sehr inniger Kontakt mit der Lichtleitplatte 10 erfolgt, der einen Lichtaustritt an den Kontaktstellen gestattet. Selbstverständlich können die Anzeigesymbole 14 auch durch Beschichtung, insbesondere durch Bedampfung, erzeugt sein.
- Die Anzeigesymbole 14 weisen vorzugsweise einen hellen Farbton auf, damit das dort austretende Licht möglichst wenig absorbiert wird. Die so beleuchtete Anzeigesymbole sind durch die durchsichtige Lichtleitplatte 10 hindurch gut erkennbar. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein Negativ dieser Anzeigesymbole zu erzeugen, das heißt, die gesamte Rückseite der Lichtleitplatte 10 ist mit einer eng anliegenden Schicht versehen, aus der lediglich die Ziffern, Buchstaben od. dgl. ausgespart sind.
- Die Lichtleitplatte 10 ist in ein kastenförmiges Gehäuse 15 eingesetzt, wobei die vordere Wandung durch die Lichtleitplatte 10 selbst gebildet wird und die hintere Wandung 16 im Abstand dazu eine Kontrastfläche darstellt. Die Lichtleitplatte kann jedoch auch lediglich im vorderen Bereich einer gehäuseartigen Anzeigeeinheit angeordnet sein und noch von einer durchsichtigen Wandung zum Schutz der Lichtleitplatte überdeckt sein, wobei sich die Überdeckung auch auf die Seiten ausdehnen kann. Bei Anzeigesymbolen 14 in hellem Farbton ist die Kontrastfläche zweckmäßigerweise dunkel gefärbt, während bei als Negative ausgebildeten Anzeigesymbolen die Kontrastfläche hell gefärbt ist. An der Oberseite des Gehäuses 15 ist eine schräggestellte Solarzelleneinheit 17 angeordnet, wobei in Abhängigkeit von der geographischen Lage eine günstiger Schrägstellungswinkel beispielsweise 70° betragen kann. In dem zwischen der Solarzelleneinheit 17 und dem Gehäuse 15 gebildeten Raum 18 ist eine aufladbare Batterie 19 sowie eine Ladevorrichtung 20 angeordnet. Diese können selbstverständlich auch im Gehäuse 15 angeordnet und entsprechend der Kontrastfläche gefärbt oder mit einer entsprechenden Abdeckung versehen sein.
- Es ist weiterhin möglich, auf der reflektierenden Schicht 13 an der vorderen Fläche der Lichtleitplatte 10 Solarzellen anzubringen. Ein weiterer günstiger Anbringungsort ist die Kontrastfläche, also die hintere Wandung 16 im Inneren des Gehäuses 15. Hierfür werden vorzugsweise für diffuses Licht geeignete Solarzellen verwendet. Das Licht kann dabei durch die durchsichtige Lichtleitplatte 10 zu den Solarzellen gelangen. Ist die Lichtausbeute ausreichend, so kann die schräggestellte Solarzelleneinheit 17 auch entfallen.
- Die Anzeigesymbole können auch in die Lichtleitplatte eingeformt, insbesondere eingefräst sein. An den so entstandenen Schrägkanten kann das Licht austreten, wodurch die entsprechenden Anzeigesymbole 14 hell hervortreten.
- In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung dargestellt. Die in der Solarzelleneinheit 17 erzeugte elektrische Energie wird über die beispielsweise als Konstantstromquelle ausgebildete Ladevorrichtung 20 der aufladbaren Batterie 19 zur Energiespeicherung zugeführt. Auf diese Weise wird ein konstanter Ladestrom zur Schonung der Batterie gewährleistet. In Abhängigkeit der gewünschten Spannung kann die Ladevorrichtung 20 noch mit einem Spannungswandler versehen sein. Die Batterie 19 ist über einen Dämmerungsschalter 21 mit den fünf Leuchtdioden 11 verbunden. Tagsüber ist dieser Dämmerungsschalter 21 geöffnet, so daß die Batterie 19 ohne Stromentnahme geladen werden kann. Erst unterhalb einer vorgebbaren Außenhelligkeit, die z. B. über die Erfassung der von der Solarzelleneinheit 17 erzeugten elektrischen Energie oder durch einen anderen nicht dargestellten Fotohalbleiter ermittelt wird, schließt dieser Dämmerungsschalter 21, und die Leuchtdioden 11 werden von der Batterie 19 gespeist. Zu diesem Zweck kann z. B. der von der Solarzelleneinheit 17 erzeugte Strom einer Schwellwerteinrichtung zugeführt werden, wobei bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellwerts die Leuchtdioden 11 oder eine einzige Leuchtdiode eingeschaltet werden. Bei ausreichend großen Solarzelleneinheiten und genügender Lichteinstrahlung kann der Dämmerungsschalter 21 auch entfallen, oder er wird beispielsweise durch einen manuell betätigbaren Schalter ersetzt.
- Anstelle eines Betriebs durch Solarzellen können die Leuchtdioden 11 auch in herkömmlicher Weise über eine Niederspannungsleitung von außen her gespeist werden. Da der Energiebedarf dieser Anzeigeeinheit äußerst gering ist, können die Leuchtdioden dann ständig eingeschaltet bleiben, so daß aus Schalteinrichtungen verzichtet werden kann.
- In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Lichtleitplatte 10 selbstverständlich auch eine andere Gestalt aufweisen, z. B. rund, oval oder dreieckig sein.
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