EP4666275A1 - Anordnung zur darstellung von informationen - Google Patents

Anordnung zur darstellung von informationen

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EP4666275A1
EP4666275A1 EP24703720.3A EP24703720A EP4666275A1 EP 4666275 A1 EP4666275 A1 EP 4666275A1 EP 24703720 A EP24703720 A EP 24703720A EP 4666275 A1 EP4666275 A1 EP 4666275A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
display
guiding element
arrangement according
luminaire
Prior art date
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Pending
Application number
EP24703720.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katharina Keller
Erich Schwärzler
Bernd Amann
Rebecca WIMMER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting GmbH Austria filed Critical Zumtobel Lighting GmbH Austria
Publication of EP4666275A1 publication Critical patent/EP4666275A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G09F13/02—Signs, boards, or panels, illuminated by artificial light sources positioned in front of the insignia
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    • G09F19/22—Advertising or display means on roads, walls or similar surfaces, e.g. illuminated
    • G09F2019/225—Fire evacuation route indicating means

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement which is intended for the illuminated display of information.
  • the present invention relates to a so-called escape sign light, which is intended to be used to indicate, for example, the direction of an escape route.
  • Escape sign lights are used in particular in public buildings and areas and are used to indicate the direction of an escape route in the event of an emergency or dangerous situation, via which people can safely leave a hazardous area. This is done by displaying illuminated pictograms, the size and shape of which are specified by the relevant standards. Such escape sign lights usually also have their own power supply or at least an emergency power supply, which ensures that the relevant information is still displayed safely and reliably even in the event of a failure of the general power supply.
  • the escape sign lights used to date are designed in such a way that the information to be displayed is applied to a plate-shaped, translucent element, for example in the form of a printed film or a direct print, whereby this element is then illuminated.
  • a plate-shaped, translucent element for example in the form of a printed film or a direct print
  • This can be achieved, for example, by arranging a flat light source behind the plate-shaped element with the pictogram.
  • a flat light guide into which light is coupled from the side. The light is distributed over the entire surface of the light guide using multiple reflections and then coupled out to the side in order to illuminate the pictogram. In both cases, it is ensured that the information to be displayed is displayed with sufficient brightness to meet the corresponding requirements of the associated standard.
  • an escape sign light in the form of a controllable active display.
  • Modern displays for example based on so-called organic LEDs (OLEDs), are able to display information in an illuminated manner, whereby the corresponding requirements for escape sign lights with regard to the brightness of the information displayed can be reliably met.
  • OLEDs organic LEDs
  • the power consumption of such active displays is relatively high, which contradicts the desire to operate escape sign lights permanently, especially in situations in which the general power supply is not available due to an emergency.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an improved arrangement for the illuminated presentation of information, which enables the possibility of a flexible presentation of information in a high quality.
  • the flexibility with regard to the representation of the information(s) to be displayed is achieved by, as indicated above, a controllable display based on E-Ink technology is used. Since so-called background lighting is not possible in this case, so-called front light lighting is used in such a display, in which light from a light source guided to the side shines onto the display from above and is reflected across the entire surface of the display. In order for the information to be displayed with sufficient brightness in this case, the amount of light generated by the light source must be correspondingly high, while at the same time it must be ensured that the display is illuminated as homogeneously as possible.
  • the invention proposes designing a light-guiding element used to implement the front light in such a way that it is designed in a beam-forming area adjacent to a light coupling side of the light-guiding element in such a way that the cross-section of the light-guiding element expands in this area. It has been found that this measure can optimize the lighting of the controllable E-Ink display, so that the information is displayed with uniform brightness on the one hand and with sufficiently high brightness on the other. This ultimately opens up the possibility of actually using E-Ink technology in a very versatile way, in particular for the realization of an emergency sign light, for example, although the inventive concept can of course also be used in classic e-readers.
  • an arrangement for the illuminated display of information which has: a) a controllable E-Ink display for the flat display of information to be displayed, and b) a lighting unit arranged upstream of the display, which is designed to illuminate the controllable display, wherein the lighting unit has:
  • a plate-shaped light-guiding element which has a light output side facing the display and a light input side essentially perpendicular to the light output side
  • a light source which is assigned to the light coupling side of the light guide element and is designed such that light emitted by the light source is coupled into the light guide element via the light coupling side
  • the light-guiding element has structures on the light output side in order to couple light out of the light-guiding element and direct it onto the display, such that light reflected from the display is emitted by the light-guiding element in a light emission direction of the arrangement; and wherein, according to the invention, the light-guiding element has a beam-forming region adjacent to the light input side, in which the cross section of the light-guiding element expands.
  • the use of the beam-forming area is essential in that it ensures that the controllable display is actually illuminated evenly and homogeneously.
  • the cross section of the light-guiding element in the beam-forming region expands linearly or - particularly preferably - in a convex curve, with the side of the light-guiding element opposite the light output side then being inclined or curved in comparison to a plane of the light-guiding element. It is particularly preferably provided that the beam-forming region is located outside the display in a projection perpendicular to the plane of the light-guiding element.
  • the thickness of the light-guiding element increases by around 20% - 30% starting from the light coupling side in the beam-forming area.
  • the light can be shaped or bundled particularly efficiently in such a way that it can be used to homogeneously illuminate the display.
  • the light from the light source is used to illuminate the front of the display.
  • This means that the light is first coupled out of the light-guiding element in the direction of the display, then reflected by it and then emitted by the light-guiding element in the light emission direction of the arrangement.
  • the light-guiding element is optically coupled to the display on the light-output side, preferably via an adhesive whose refractive index is slightly lower than the refractive index of the light-guiding element.
  • a deviation in the refractive index is necessary insofar as this allows the structures used for light extraction to be used efficiently for homogeneous illumination of the display.
  • the deviation in the refractive index should not be too large.
  • the adhesive using silicone or a so-called optically clear adhesive (OCA), which contains acrylic, whereby, for example, the light-guiding element can have a refractive index of around 1.5 and the coupling layer a refractive index of 1.4.
  • OCA optically clear adhesive
  • the homogeneity of the front lighting of the display can be further optimized by the thickness of the light-guiding element in the area in which it is coupled to the display continuously decreasing towards a side opposite the light coupling side.
  • the thickness of the light-guiding element in the area in which it is coupled to the display can be in particular between 0.1 mm and 4.0 mm, preferably between 0.5 mm and 4.0 mm.
  • An elongated LED-based light source is preferably used as the light source for the front lighting of the controllable display. It is particularly preferred that the light source is designed to emit light whose color location is just below Planck's white light curve. The reason for this is that the information in the case of an escape sign light should be displayed with a white point specified by the relevant standard. However, the measures for light guidance and light extraction mean that the light actually generated by the light sources is slightly changed in terms of its spectral composition. It has been shown that the desired white point with regard to the information displayed can be achieved particularly well if the light is initially slightly below the Planck curve, as explained.
  • a preferred example of application of the present invention is the use in an emergency exit sign luminaire, in which the illuminated representation of a pictogram is carried out with the aid of the arrangement according to the invention.
  • a further, plate-shaped and translucent element is provided downstream of the light guide element, which is designed to optionally display a symbol. This additional symbol is then superimposed on the representation of the information by the display and could, for example, be used to indicate a malfunction of the luminaire.
  • the translucent element is formed by a further light-guiding element with a light source arranged on a narrow side, wherein the further light-guiding element has an arrangement of light coupling structures corresponding to the symbol to be displayed, which are designed to locally couple out the light coupled into the further light-guiding element by the light source.
  • the translucent element it would also be conceivable to form the translucent element by a layer structure with an active controllable layer, which is designed to is to locally emit light in the form of the symbol to be displayed.
  • the symbol superimposed on the display is shown in red.
  • the present invention provides a novel solution that allows the flexible display of information, with particularly efficient and homogeneous lighting of the display used for this purpose meaning that the arrangement can also be used to create an emergency exit light.
  • the properties of a classic e-reader are also improved with the help of the present invention.
  • Figure 1 is a perspective view of an escape sign luminaire
  • Figure 2 shows schematically the possibility of additionally superimposing a symbol on the information displayed by the escape sign luminaire
  • Figure 3 is a sectional view of a preferred embodiment of an escape sign luminaire according to the invention.
  • Figure 4 shows the components used for the front lighting of the controllable display
  • Figure 4a is an enlarged view of a part of Figure 4.
  • Figure 5 is an exploded view of the luminaire according to Figure 3.
  • Figure 1 shows a standard escape sign luminaire 100, which is used to show the direction of an escape route.
  • this is done by displaying an illuminated pictogram 150, which is attached to a flat side of the roughly cuboid-shaped luminaire housing 110.
  • this pictogram 150 is usually in the form of a printed film or a printed disc, which is then backlit accordingly. In this case, it is not possible to change the representation of the pictogram 150, so that a certain direction for the escape route can be permanently displayed.
  • the present invention now creates the possibility of changing the display of the direction of the escape route.
  • the pictogram 150 must be displayed with a certain brightness, and the inventive concept offers a corresponding solution for this.
  • Figure 2 shows that a malfunction of the lamp 100 can be indicated using a cross 155, for example shown in red, so that an observer is provided with additional feedback regarding the reliable function of the lamp 100.
  • the corresponding measures for implementing this development will be explained in detail at a later point in time.
  • E-Ink display to display the pictogram 150.
  • Such displays are known in particular from so-called e-readers, but are also used in control elements, for example in building control systems.
  • e-readers are also used in control elements, for example in building control systems.
  • E-Ink displays have microcapsules with colored particles arranged in a matrix-like manner, which are positively or negatively charged depending on the color. Depending on the polarity of an applied electric field, the corresponding particles migrate to the top of the microcapsules and thus become visible, so that this area appears in the form of a pixel in the corresponding color.
  • the advantage of this solution is that the electric field for controlling a corresponding pixel does not have to be maintained permanently, so that the power consumption is extremely low compared to an active display. At least to a limited extent, it is now also possible to display different colors. The options available here are sufficient, especially for use as an escape sign light, since the pictogram 150 shown in Figure i is usually displayed using the colors white and green.
  • E-Ink displays are therefore illuminated using what is known as front light technology, in which light is directed onto the display from the front so that it is reflected by the display and then emitted accordingly. While the requirements in terms of brightness and homogeneity of the lighting are not too high when used in the form of e-readers or control elements for building management systems, these requirements are very high if the light is to be used as an escape sign light. Accordingly, no lights of this type are currently available.
  • the present invention now provides a way of actually realizing an E-Ink-based escape sign luminaire, whereby the corresponding requirements with regard to light output can be met.
  • the measures provided for this purpose are explained in detail below with reference to Figures 3 to 5.
  • the basic structure of the lamp 100 according to the invention can be seen in the sectional view according to Figure 3 and the exploded view according to Figure 5.
  • the actual lamp housing 110 is located in the rear area, which is formed by two housing parts 111 and 112 that are connected to one another and in which the essential components for controlling the E-Ink display and for the power supply are accommodated.
  • the fastening or holder of the lamp 100 and the connection to the general power supply are also carried out via the housing 110.
  • the components arranged on the front of the housing 110 are essential for the light emission and representation of the information to be displayed, which initially comprise the E-Ink display 10 already mentioned several times. As already mentioned, this is designed to be controllable in such a way that the pictogram 150 shown on the display 10 is at least partially is changeable.
  • the display 10 is designed in such a way that it enables at least a two-color display in the colors green and white.
  • the use of the E-Ink display 10 for displaying an escape route is made possible in a decisive way by the components for illuminating the display 10.
  • These include in particular a plate-shaped light guide element 20, which is arranged downstream of the E-Ink display 10 as seen in the direction of radiation A.
  • a further layer for optical coupling 30, which will be discussed in more detail below.
  • the light-guiding element 20 serves to initially couple the light coupled in from the front side by a light source 50 - shown only in Figure 4 - in the direction of the E-Ink display 10 in such a way that the latter is illuminated as evenly and homogeneously as possible.
  • the light is then reflected by the display 10 and emitted through the light-guiding element 20 in the direction of the light emission direction A in such a way that it is visible to an observer.
  • the observer is therefore able to perceive the representation of the pictogram 150 on the E-Ink display 10 with sufficient brightness.
  • the function of the light-guiding element 20 is crucial for this front light illumination of the display 10.
  • this element is basically designed like a plate and is of a similar size to the display 10.
  • the light source 50 is arranged on a narrow side 21, in the embodiment shown on an upper side of the light-guiding element 20, with this side 21 then forming the light coupling side of the light-guiding element 20.
  • the light from the light source 50 is coupled into the light-guiding element 20 via the light coupling side 21 and then distributed evenly over the surface of the light-guiding element 20 in the usual way by means of multiple reflections.
  • Structures 28 for light extraction are provided on the light extraction side 22 of the light guide element 20 facing the display 10, the function of which is to redirect incident light rays L in such a way that they are directed onto the display 10 in the desired manner described above and are subsequently reflected by it.
  • trapezoidal structures with steep flanks or truncated cone-like structures have proven to be preferred embodiments, although other forms of light extraction structures would also be conceivable.
  • the light-guiding element 20 is optically coupled to the display 10, which is done with the help of the coupling layer 30 already mentioned, which is made of an adhesive.
  • the refractive index of this coupling layer 30 is slightly below the refractive index of the light-guiding element 20 in order not to negatively affect the function of the light coupling structures 28.
  • the refractive index of the adhesive is preferably 1.4.
  • the light-guiding element 20 could be made of PMMA, PC or glass, while silicone or another so-called optically clear adhesive, OCA, which contains acrylic, is preferably used for the adhesive for optical coupling. These materials have proven to be particularly efficient in achieving the required coupling between the light-guiding element 20 and the display 10, while nevertheless ensuring uniform illumination of the display 10 with the aid of the light-coupling structures 28 already mentioned.
  • the question of how the light from the light source 50 is coupled into the light-guiding element 20 is crucial for the efficient and homogeneous illumination of the display 10.
  • a plane-parallel design of the light-guiding element 20 would result in a large amount of light being coupled out in the direction of the display 10 at an early stage in the immediate vicinity of the light-coupling side 21.
  • This not only leads to inhomogeneous illumination of the information to be displayed, but also to insufficient brightness in areas further away, which is why, according to the present invention, a special design of the light-guiding element 20 is provided in the area adjacent to the light-coupling side 21.
  • the light guide element As shown in particular in the sectional views according to Figures 3 and 4, the light guide element
  • the beam shaping region 25 lies in a projection perpendicular to the plane of the light-guiding element 20 outside the region in which the light-guiding element 20 is optically coupled to the display 10, so that here this region of the light-guiding element 25 initially only serves to redirect the coupled-in light rays in a suitable manner.
  • this beam-forming region 25 prevents light rays entering the light-guiding element 20 at relatively steep angles from hitting light coupling structures 28 early on and thus being directed onto the display 10. Instead, such rays are at least slightly redirected by the corresponding shape of the beam-forming region 25 in such a way that they can be more efficiently transmitted to the underside within the light-guiding element 20.
  • the homogeneity of the illumination of the display 10 is thereby dramatically improved, so that ultimately even with a very high amount of light emitted via the illuminant 50 and coupled into the light-guiding element 20, the display 10 is illuminated extremely evenly.
  • the cross-section, or more precisely the thickness d of the light-guiding element 20 preferably increases by approximately 20 to 30%.
  • the thickness of the light-guiding element 20 can then decrease slightly and continuously again over the region in which the light-guiding element 20 is coupled to the display 10, which also contributes to homogeneous illumination of the display 10.
  • the thickness d of the light-guiding element can preferably be between 0.1 and 4.0 mm, particularly preferably between 0.5 mm and 4.0 mm.
  • a certain white point is prescribed for the light emission of the white light.
  • the illuminant 50 which is particularly preferably formed by an elongated LED board with white light LEDs, is preferably designed in such a way that the emitted light is initially slightly below the Planck white light curve.
  • the measures mentioned lead to the information being displayed on the display 10 or perceived by an observer being displayed with high brightness and high uniformity.
  • the components used for this are held by a frame 70 on the lamp housing 110, which can also have a translucent cover 71 on the front. This All components of the 100 lamp are efficiently protected against external influences, especially against high humidity and/or dust.
  • the frame 70 also serves to accommodate the means already mentioned above for additionally superimposing the display representation with a further symbol 155.
  • This is a further translucent light-guiding element 60, which initially allows the light reflected by the display 10 in the light emission direction A to pass through unhindered. Only if necessary can this further light-guiding element 60 be used to display an additional symbol 155, in the present embodiment a red cross that completely covers the pictogram of the display 10 and indicates a malfunction of the lamp 10.
  • the further light-guiding element 60 is arranged parallel to the first light-guiding element 20, with lighting means being arranged on the top side of the light-guiding element 60, which couple light into this light-guiding element 60 at the front.
  • the symbol 155 to be displayed is then formed by the corresponding arrangement of light output structures 65, which locally emit the light from these further lighting means to the front, i.e. in the light emission direction A.
  • the color display of the symbol 155 is achieved in that the light emitted by the associated lighting means already has the desired color, in this case red.
  • the further light-guiding element 60 itself, on the other hand, is color-neutral, so that when the further lighting means are not activated, it does not affect the display of the pictogram 150 using the display 10.
  • the additional symbol 155 is again displayed via a correspondingly designed plate-shaped light-guiding element 60
  • a translucent layer structure to display the symbol 155, which - analogous to the structure of a so-called organic LED - has an active area for generating light.
  • this layer structure is designed in such a way that it does not influence the display of the pictogram 150 when not activated. In the active state, however, light in the corresponding color is emitted locally according to the shape of the symbol 155 to be displayed in order to superimpose the symbol 155 on the pictogram 150.
  • micro-LEDs which also do not initially affect the light output for displaying the pictogram 150 in the inactive state. If, however, the micro-LEDs are activated, they emit light in the direction of the light emission according to the desired symbol.
  • the additional display of this symbol represents a further development that can be used optionally. In principle, however, this option could also be used regardless of the way in which the pictogram is displayed. In other words, these additional means for superimposing the additional symbol could also be used with a classic emergency exit sign light. Overall, the present invention thus provides a light that opens up the possibility of displaying information in a flexible manner, with the light output and thus the perceptibility of the information to be displayed being of extremely high quality.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur beleuchteten Darstellung von Informationen und weist ein steuerbares E-Ink-Display (10) sowie eine dem Display (10) vorgeordnete Beleuchtungseinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, das steuerbare Display (10) zu beleuchten. Die Beleuchtungseinheit weist ein plattenförmiges Lichtleitelement (20) und ein Leuchtmittel (50) auf, wobei von dem Leuchtmittel (50) abgegebenes Licht über eine Lichteinkoppelseite (21) in das Lichtleitelement (20) eingekoppelt wird. Das Lichtleitelement (20) weist Strukturen (28) auf, um Licht aus dem Lichtleitelement (20) auszukoppeln und auf das Display (10) zu richten, derart, dass von dem Display (10) reflektiertes Licht durch das Lichtleitelement (20) in eine Lichtabstrahlrichtung (A) der Anordnung abgegeben wird, wobei das Lichtleitelement (20) an die Lichteinkoppelseite (21) angrenzend zunächst einen Strahlformungsbereich (25) aufweist, in dem sich der Querschnitt des Lichtleitelements (20) erweitert.

Description

ANORDNUNG ZUR DARSTELLUNG VON INFORMATIONEN
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, die zur beleuchteten Darstellung von Informationen vorgesehen ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine sog. Rettungszeichenleuchte, mit deren Hilfe bspw. die Richtung eines Fluchtwegs angezeigt werden soll.
Rettungszeichenleuchten kommen insbesondere in öffentlichen Gebäuden und Bereichen zum Einsatz und dienen dazu, im Falle eines Not- oder Gefahrenzustands die Richtung eines Fluchtwegs anzuzeigen, über den Personen einen gefährdeten Bereich sicher verlassen können. Dies erfolgt über die Darstellung beleuchteter Piktogramme, deren Größe und Form durch entsprechende Normen vorgegeben ist. Üblicherweise weisen derartige Rettungszeichenleuchten auch eine eigenständige Stromversorgung oder zumindest eine Notstromversorgung auf, über die sichergestellt ist, dass auch im Falle eines Ausfalls der allgemeinen Stromversorgung noch sicher und zuverlässig die Darstellung der entsprechenden Information erfolgt.
Bislang zum Einsatz kommende Rettungszeichenleuchten sind derart ausgestaltet, dass die darzustellende Information auf einem plattenförmigen, lichtdurchlässigen Element bspw. in Form einer bedruckten Folie oder einer unmittelbaren Bedruckung aufgebracht ist, wobei dann dieses Element durchleuchtet wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass hinter dem plattenförmigen Element mit dem Piktogramm eine flächige Lichtquelle angeordnet ist. Alternativ hierzu ist auch bekannt, einen flächigen Lichtleiter zu verwenden, in den seitlich Licht eingekoppelt wird. Mittels Mehrfachreflexionen wird hierbei das Licht über die gesamte Fläche des Lichtleiters verteilt und dann seitlich ausgekoppelt, um wiederum das Piktogramm zu durchleuchten. In beiden Fällen ist sichergestellt, dass die anzuzeigende Information mit einer ausreichenden Helligkeit dargestellt wird, um die entsprechenden Anforderungen der zugehörigen Norm erfüllen zu können.
Die Bereitstellung der darzustellenden Information in Form einer Bedruckung oder in vergleichbarer Weise hat zur Folge, dass die Information statisch ist und somit nicht verändert werden kann. Bislang bekannte Rettungszeichenleuchten können also in der Regel lediglich eine bestimmte Fluchtwegrichtung anzeigen und nicht variabel auf bestimmte Situationen reagieren. Grundsätzlich wäre es allerdings wünschenswert, dass hier eine größere Flexibilität besteht, da abhängig von der jeweiligen Gefahrensituation bzw. dem Ort der Gefahrensituation sich die Richtung eines Fluchtwegs ggf. auch ändern könnte. Dementsprechend wird nach Lösungen gesucht, die beleuchtete Darstellung von Informationen mit Hilfe einer Leuchte flexibler gestalten zu können.
Dabei wäre es grundsätzlich denkbar, eine Rettungszeichenleuchte in Form eines steuerbaren aktiven Displays zur Verfügung zu stellen. Moderne Displays beispielsweise auf Basis sog. organischer LEDs (OLEDs) sind in der Lage, Informationen in beleuchteter Weise darzustellen, wobei die entsprechenden Anforderungen an Rettungszeichenleuchten hinsichtlich der Helligkeit der dargestellten Information zuverlässig erfüllt werden können. Ferner besteht in diesem Fall dann die größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der dargestellten Information. Allerdings ist der Stromverbrauch derartiger aktiver Displays verhältnismäßig hoch, was dem Wunsch widerspricht, Rettungszeichenleuchten dauerhaft zu betreiben, insbesondere auch in Situationen, in denen die allgemeine Stromversorgung auf Grund eines Notzustands nicht zur Verfügung steht.
Eine bekannte Alternative zu derartigen aktiven Displays besteht deshalb in Displays basierend auf der sog. E-Ink-Technologie, die bspw. in E-Readern zum Einsatz kommt und bei der der Stromverbrauch deutlich geringer ist. Zwar ist im Vergleich zu einem aktiven Display in diesem Fall dann die Flexibilität hinsichtlich der Darstellung verschiedener Farben und der Geschwindigkeit beim Wechsel der dargestellten Informationen deutlich reduziert, für die Anwendung als Rettungszeichenleuchte wäre dies allerdings vollkommen ausreichend.
Dennoch sind bislang keine Rettungszeichenleuchten basierend auf der E-Ink-Technologie verfügbar. Die Problematik hierbei besteht darin, dass die Darstellung der anzuzeigenden Information entsprechend den zugehörigen Normen für Rettungszeichenleuchten mit einer ausreichenden Helligkeit erfolgen muss, wobei Schwierigkeiten dahingehend bestehen, diese Anforderungen im Rahmen der E-Ink-Technologie zu erfüllen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabenstellung zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur beleuchteten Darstellung von Informationen zur Verfügung zu stellen, welche die Möglichkeit einer flexiblen Darstellung von Informationen in einer hohen Qualität ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung, welche die Merkmale des Anspruchs i aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, die Flexibilität hinsichtlich der Darstellung der anzuzeigenden Information(en) dadurch zu erzielen, dass wie oben angedeutet ein steuerbares Display basierend auf E-Ink-Technologie verwendet wird. Da in diesem Fall eine sog. Hintergrundbeleuchtung nicht möglich ist, kommt bei einem derartigen Display eine sog. Frontlicht-Beleuchtung zum Einsatz, bei der Licht aus einer seitlich geführten Lichtquelle von oben auf das Display aufgeleuchtet und vom Display flächendeckend reflektiert wird. Damit in diesem Fall die Darstellung der Informationen mit einer ausreichenden Helligkeit erfolgt, muss die Menge des von der Lichtquelle erzeugten Lichts entsprechend hoch sein, wobei gleichzeitig sichergestellt sein muss, dass eine möglichst homogene Beleuchtung des Displays erfolgt. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein zur Realisierung des Frontlichts genutztes Lichtleitelement derart zu gestalten, dass dieses in einem an eine Lichtkoppelseite des Lichtleitelements angrenzenden Strahlumformungsbereich derart gestaltet ist, dass sich der Querschnitt des Lichtleitelements in diesem Bereich erweitert. Es hat sich herausgestellt, dass durch diese Maßnahme die Beleuchtung des steuerbaren E-Ink-Displays optimiert werden kann, sodass einerseits die Darstellung der Informationen mit gleichmäßiger Helligkeit und andererseits mit ausreichend hoher Helligkeit erfolgt. Dies eröffnet letztendlich die Möglichkeit, tatsächlich die E-Ink-Technologie sehr vielseitig, insbesondere zur Realisierung bspw. einer Rettungszeichenleuchte zu nutzen, wobei das erfindungsgemäße Konzept selbstverständlich auch bei klassischen E-Readern zum Einsatz kommen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb eine Anordnung zur beleuchteten Darstellung von Informationen vorgeschlagen, welche aufweist: a) ein steuerbares E-Ink-Display zur flächigen Darstellung einer anzuzeigenden Information, sowie b) eine dem Display vorgeordnete Beleuchtungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, das steuerbare Display zu beleuchten, wobei die Beleuchtungseinheit aufweist:
• ein plattenförmiges Lichtleitelement, welches dem Display zugewandt eine Lichtauskoppelseite sowie im Wesentlichen senkrecht zur Lichtauskoppelseite eine Lichteinkoppelseite aufweist,
• ein Leuchtmittel, welches der Lichteinkoppelseite des Lichtleitelements zugeordnet und derart ausgebildet ist, dass von dem Leuchtmittel abgegebenes Licht über die Lichteinkoppelseite in das Lichtleitelement eingekoppelt wird,
• wobei das Lichtleitelement an der Lichtauskoppelseite Strukturen aufweist, um Licht aus dem Lichtleitelement auszukoppeln und auf das Display zu richten, derart, dass von dem Display reflektiertes Licht durch das Lichtleitelement in eine Lichtabstrahlrichtung der Anordnung abgegeben wird; und wobei erfindungsgemäß das Lichtleitelement an die Lichteinkoppelseite angrenzend einen Strahlformungsbereich aufweist, in dem sich der Querschnitt des Lichtleitelements erweitert. Die Nutzung des Strahlformungsbereichs ist wie bereits erwähnt insofern wesentlich, als hierdurch sichergestellt wird, dass das steuerbare Display tatsächlich gleichmäßig und homogen beleuchtet wird. Übliche Lichtleitelemente, die oftmals in Form von gleichmäßig dicken Platten vorliegen, würden stattdessen die Problematik mit sich bringen, dass die Menge des ausgekoppelten Lichts in dem unmittelbar an die Lichteinkoppelseite angrenzenden Bereich zu hoch ist, was letztendlich zu einer inhomogenen Beleuchtung des steuerbaren Displays und damit einer inhomogenen Anzeige der darzustellenden Information führen würde. Diese Problematik wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung effizient vermieden.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich der Querschnitt des Lichtleitelements in dem Strahlformungsbereich linear oder - besonders bevorzugt - konvex gekrümmt erweitert, wobei insbesondere die der Lichtauskoppelseite gegenüberliegende Seite des Lichtleitelements dann im Vergleich zu einer Ebene des Lichtleitelements geneigt bzw. gekrümmt ausgeführt ist. Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass sich in einer Projektion senkrecht zur Ebene des Lichtleitelements der Strahlformungsbereich außerhalb des Displays befindet.
Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dicke des Lichtleitelements ausgehend von der Lichteinkoppelseite in dem Strahlformungsbereich um etwa 20% - 30% zunimmt. In diesem Fall kann eine besonders effiziente Formung bzw. Bündelung des Lichts derart erfolgen, dass dieses zur homogenen Beleuchtung des Displays genutzt werden kann.
Das Licht des Leuchtmittels wird wie bereits erläutert zur Frontbeleuchtung des Displays genutzt. D.h., zunächst wird das Licht aus dem Lichtleitelement in Richtung des Displays ausgekoppelt, anschließend von diesem reflektiert und dann durch das Lichtleitelement in Lichtabstrahlrichtung der Anordnung abgegeben. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Lichtleitelement an der Lichtauskoppelseite optisch mit dem Display gekoppelt ist, vorzugsweise über einen Klebstoff, dessen Brechungsindex geringfügig niedriger ist als der Brechungsindex des Lichtleitelements. Eine Abweichung im Brechungsindex ist insofern erforderlich, als hierdurch die zur Lichtauskopplung genutzten Strukturen effizient zur homogenen Beleuchtung des Displays eingesetzt werden können. Allerdings sollte wie bereits erläutert die Abweichung im Brechungsindex nicht zu groß sein. Insbesondere hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Klebstoff durch Silikon oder durch ein sog. Optically Clear Adhesive (OCA) zu bilden, welches Acryl enthält, wobei beispielsweise das Lichtleitelement einen Brechungsindex von etwa 1,5 und die Kopplungsschicht einen Brechungsindex von 1,4 aufweisen kann. Die Homogenität der Frontbeleuchtung des Displays kann weiterhin dadurch optimiert werden, dass die Dicke des Lichtleitelements in dem Bereich, in dem dieses mit dem Display gekoppelt ist, zu einer der Lichteinkoppelseite gegenüberliegenden Seite hin kontinuierlich abnimmt. Hierbei kann die Dicke des Lichtleitelements in dem Bereich, in dem dieses mit dem Display gekoppelt ist, insbesondere zwischen o,imm und 4,0mm, bevorzugt zwischen 0,5mm und 4,0mm liegen.
Als Leuchtmittel zur Frontbeleuchtung des steuerbaren Displays kommt vorzugsweise eine längliche Lichtquelle auf LED-Basis zum Einsatz. Hierbei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Leuchtmittel dazu ausgebildet ist, Licht abzugeben, dessen Farbort knapp unterhalb der Planckschen Weißlichtkurve liegt. Grund hierfür ist, dass die Darstellung der Information im Falle einer Rettungszeichenleuchte mit einem durch die entsprechende Norm vorgegebenen Weißpunkt erfolgen soll. Die Maßnahmen zur Lichtleitung und Lichtauskopplung führen allerdings dazu, dass das eigentlich von den Leuchtmitteln erzeugte Licht hinsichtlich seiner spektralen Zusammensetzung leicht verändert wird. Es hat sich gezeigt, dass der gewünschte Weißpunkt hinsichtlich der dargestellten Information insbesondere dann gut erzielt werden kann, wenn das Licht wie erläutert zunächst leicht unterhalb der Planckschen Kurve liegt.
Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt wie bereits erwähnt die Verwendung in einer Rettungszeichenleuchte dar, bei der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung die beleuchtete Darstellung eines Piktogramms erfolgt. In diesem Fall kann dann entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass in Lichtabstrahlrichtung der Leuchte gesehen, dem Lichtleitelement nachfolgend ein weiteres, plattenförmiges und lichtdurchlässiges Element vorgesehen ist, welches zur wahlweisen Darstellung eines Symbols ausgebildet ist. Dieses zusätzliche Symbol wird dann der Darstellung der Information durch das Display überlagert und könnte bspw. dazu genutzt werden, eine Fehlfunktion der Leuchte anzuzeigen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das lichtdurchlässige Element durch ein weiteres Lichtleitelement mit einem an einer Schmalseite angeordneten Leuchtmittel gebildet ist, wobei das weitere Lichtleitelement eine dem darzustellenden Symbol entsprechende Anordnung von Lichtauskoppelstrukturen aufweist, welche dazu ausgebildet sind, das von dem Leuchtmittel in das weitere Lichtleitelement eingekoppelte Licht lokal auszukoppeln. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, das lichtdurchlässige Element durch eine Schichtstruktur mit einer aktiven steuerbaren Schicht zu bilden, welche dazu ausgebildet ist, lokal Licht in Form des darzustellenden Symbols zu emittieren. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das dem Display überlagerte Symbol in roter Farbe dargestellt wird.
Insgesamt wird somit gemäß der vorliegenden Erfindung eine neuartige Lösung zur Verfügung gestellt, welche die flexible Darstellung von Informationen erlaubt, wobei eine besonders effiziente und homogene Beleuchtung des hierzu genutzten Displays dazu führt, dass die Anordnung insbesondere auch zur Realisierung einer Rettungszeichenleuchte genutzt werden kann. Selbstverständlich werden mit Hilfe der vorliegenden Erfindung allerdings auch die Eigenschaften eines klassischen E-Readers verbessert.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Rettungszeichenleuchte;
Figur 2 schematisch die Möglichkeit, die durch die Rettungszeichenleuchte dargestellte Information zusätzlich mit einem Symbol zu überlagern;
Figur 3 eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rettungszeichenleuchte;
Figur 4 eine Darstellung der zur Frontbeleuchtung des steuerbaren Displays genutzten Komponenten;
Figur 4a eine vergrößerte Darstellung eines Teils von Figur 4 und
Figur 5 eine Explosionsdarstellung der Leuchte gemäß Figur 3.
Wie bereits erläutert stellt ein besonderes bevorzugtes Anwendungsbeispiel für die vorliegende Erfindung die Nutzung in einer Rettungszeichenleuchte dar, weshalb im Folgenden eine derartige Leuchte detailliert beschrieben werden soll. Allerdings sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Anordnung auch in anderen Gerätetypen, insbesondere auch in E-Readern zum Einsatz kommen kann.
Figur 1 zeigt also zunächst eine übliche Rettungszeichenleuchte 100, mit deren Hilfe die Darstellung der Richtung eines Fluchtwegs erfolgen soll. Insbesondere erfolgt dies über die Darstellung eines beleuchteten Piktogramms 150, welches an einer Flachseite des etwa quaderförmigen Leuchtengehäuses 110 vorgesehen ist. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen liegt dieses Piktogramm 150 üblicherweise in Form einer bedruckten Folie bzw. einer bedruckten Scheibe vor, die dann entsprechend hinterleuchtet wird. In diesem Fall ist eine Veränderung der Darstellung des Piktogramms 150 nicht möglich, sodass also dauerhaft eine bestimmte Richtung für den Fluchtweg angezeigt werden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird nunmehr die Möglichkeit geschaffen, die Anzeige der Richtung des Fluchtwegs zu verändern. Das heißt, die Orientierung des in Figur 1 gezeigten Pfeils 151 kann im Bedarfsfall verändert werden, um abhängig von der jeweiligen Gefahrensituation zuverlässig diejenige Richtung anzuzeigen, in der am sichersten der entsprechende Bereich verlassen werden kann. Dabei ist gemäß der hierfür relevanten Norm die Darstellung des Piktogramms 150 mit einer bestimmten Helligkeit erforderlich, wobei das erfindungsgemäße Konzept eine entsprechende Lösung hierfür anbietet.
Zusätzlich kann bei der Leuchte 100 gemäß der vorliegenden Erfindung im Rahmen einer besonders vorteilhaften Weiterbildung die in Figur 2 angedeutete Möglichkeit bestehen, der Darstellung des Piktogramms 150 ein zusätzliches Symbol zu überlagern. Beispielhaft ist in Figur 2 gezeigt, dass mithilfe eines beispielsweise rot dargestellten Kreuzes 155 eine Fehlfunktion der Leuchte 100 angezeigt werden kann, sodass für einen Beobachter eine zusätzliche Rückmeldung hinsichtlich der zuverlässigen Funktion der Leuchte 100 zur Verfügung gestellt wird. Die entsprechenden Maßnahmen zur Realisierung dieser Weiterbildung werden zu einem späteren Zeitpunkt detailliert erläutert.
Der grundlegende Gedanke des erfindungsgemäßen Konzepts besteht allerdings zunächst darin, zur Darstellung des Piktogramms 150 ein sogenanntes E-Ink-Display zu nutzen. Derartige Displays sind insbesondere aus sogenannten E-Readern bekannt, kommen allerdings auch bei Bedienelementen beispielsweise in der Hausleittechnik zum Einsatz. Im Vergleich zu einem aktiven Display verbrauchen derartige E-Ink-Displays deutlich weniger Strom. Sie sind hinsichtlich der Geschwindigkeit beim Wechsel der darzustellenden Information zwar weniger flexibel, für den bevorzugten Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung sind allerdings die entsprechenden Eigenschaften eines E-Ink-Displays grundsätzlich ausreichend.
Das Grundprinzip derartiger E-Ink-Displays besteht darin, dass diese matrixartig verteilt angeordnete Mikrokapseln mit farbigen Partikeln aufweisen, die je nach Farbe positiv oder negativ geladen sind. Abhängig von der Polarität eines angelegten elektrischen Feldes wandern die entsprechenden Partikel an die Oberseite der Mikrokapseln und werden hierdurch sichtbar, sodass dieser Bereich in Form eines Pixels in der entsprechenden Farbe erscheint. Der Vorteil dieser Lösung besteht dabei darin, dass das elektrische Feld zur Ansteuerung eines entsprechenden Pixels nicht dauerhaft beibehalten werden muss, sodass der Stromverbrauch im Vergleich zu einem aktiven Display extrem gering ist. Dabei besteht zumindest in begrenzten Rahmen zwischenzeitlich auch die Möglichkeit, unterschiedliche Farben darzustellen. Insbesondere für die Nutzung als Rettungszeichenleuchte sind die hierbei zur Verfügung stehenden Möglichkeiten ausreichend, da die Darstellung des in Figur i gezeigten Piktogramms 150 in der Regel mithilfe der Farben Weiß und Grün erfolgt.
Da die im Rahmen eines E-Ink-Displays realisierten Pixel allerdings selbst kein Licht abgeben, ist für die Nutzung als Rettungszeichenleuchte zwingend erforderlich, dass das Display entsprechend beleuchtet wird, wobei ein Hinterleuchten, wie dies von klassischen Rettungszeichenleuchten her bekannt ist, nicht möglich ist. E-Ink-Displays werden deshalb mithilfe der sogenannten Frontlicht-Technologie beleuchtet, bei der Licht von der Vorderseite her auf das Display gerichtet wird, sodass dieses durch das Display reflektiert und entsprechend dann abgegeben wird. Während bei der Nutzung in Form von E-Readern oder bei Bedienelementen für die Hausleittechnik die Anforderungen hinsichtlich der Helligkeit und der Homogenität der Beleuchtung nicht allzu hoch sind, sind diese entsprechenden Anforderungen allerdings für den Fall, dass die Leuchte als Rettungszeichenleuchte genutzt werden soll, sehr hoch. Bislang sind dementsprechend noch keine Leuchten dieser Art verfügbar.
Mit der vorliegenden Erfindung wird nunmehr eine Möglichkeit zur Verfügung gestellt, tatsächlich eine Rettungszeichenleuchte auf E-Ink-Basis zu realisieren, wobei die entsprechenden Anforderungen hinsichtlich der Lichtabgabe erfüllt werden können. Die hierzu vorgesehenen Maßnahmen sollen nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 5 detailliert erläutert werden.
Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Leuchte 100 ist der Schnittdarstellung gemäß Figur 3 sowie der Explosionsdarstellung gemäß Figur 5 entnehmbar. Im rückseitigen Bereich befindet sich hierbei das eigentliche Leuchtengehäuse 110, welches durch zwei miteinander zur verbindende Gehäuseteile 111 und 112 gebildet ist und in dem die wesentlichen Komponenten zur Ansteuerung des E-Ink-Displays sowie zur Stromversorgung aufgenommen sind. Auch die Befestigung bzw. Halterung der Leuchte 100 sowie die Ankopplung an die allgemeine Stromversorgung erfolgt über das Gehäuse 110.
Wesentlich für die Lichtabgabe und Darstellung der anzuzeigenden Information sind allerdings die an der Vorderseite des Gehäuses 110 angeordneten Komponenten, die zunächst das bereits mehrmals erwähnte E-Ink-Display 10 umfassen. Dies ist wie bereits erwähnt steuerbar ausgeführt derart, dass das über das Display 10 dargestellte Piktogramm 150 zumindest teilweise veränderbar ist. Insbesondere für den Fall, dass die Leuchte 100 als Rettungszeichenleuchte genutzt werden soll, ist hierbei das Display 10 derart ausgeführt, dass es zumindest eine zweifarbige Darstellung in den Farben Grün und Weiß ermöglicht.
Die Verwendung des E-Ink-Displays 10 für die Darstellung eines Rettungswegs wird hierbei in entscheidender Weise durch die Komponenten zur Beleuchtung des Displays 10 ermöglicht. Diese umfassen dabei insbesondere ein plattenförmiges Lichtleitelement 20, welches in Abstrahlrichtung A gesehen dem E-Ink-Display 10 nachfolgend angeordnet ist. Zwischen beiden Komponenten befindet sich eine weitere Schicht zur optischen Kopplung 30, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird.
Wie insbesondere den Schnittdarstellungen der Figuren 3 und 4 entnommen werden kann, dient hierbei das Lichtleitelement 20 dazu, dass stirnseitig von einem - lediglich in Figur 4 gezeigten - Leuchtmittel 50 eingekoppelte Licht zunächst in Richtung des E-Ink-Displays 10 flächig auszukoppeln, derart, dass dieses möglichst gleichmäßig und homogen beleuchtet wird. Von dem Display 10 wird dann das Licht reflektiert und durch das Lichtleitelement 20 hindurch in Richtung der Lichtabstrahlrichtung A abgegeben, derart, dass es für einen Beobachter sichtbar ist. Dieser ist dementsprechend in der Lage, die Darstellung des Piktogramms 150 auf dem E-Ink-Display 10 mit einer ausreichenden Helligkeit wahrzunehmen.
Für diese Frontlicht-Beleuchtung des Displays 10 entscheidend ist die Funktion des Lichtleitelements 20, welches entsprechend der Darstellung in den Figuren 3 und 4 grundsätzlich plattenartig ausgestaltet ist und eine ähnliche Größe wie das Display 10 aufweist. Das Leuchtmittel 50 ist hierbei an einer Schmalseite 21, im dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Oberseite des Lichtleitelements 20 angeordnet, wobei diese Seite 21 dann die Lichteinkoppelseite des Lichtleitelements 20 bildet. Das Licht des Leuchtmittels 50 wird hierbei über die Lichteinkoppelseite 21 in das Lichtleitelement 20 eingekoppelt und dann zunächst in üblicher Weise mittels Mehrfachreflexionen gleichmäßig über die Fläche des Lichtleitelements 20 verteilt.
An der dem Display 10 zugewandten Lichtauskoppelseite 22 des Lichtleitelements 20 sind hierbei Strukturen 28 zur Lichtauskopplung vorgesehen, deren Funktion darin besteht, auftreffende Lichtstrahlen L derart umzulenken, dass diese in der oben beschriebenen gewünschten Weise auf das Display 10 gerichtet und nachfolgend von diesem reflektiert werden. Als bevorzugte Ausführungsform haben sich hierbei im Querschnitt etwa trapezartige Strukturen mit steilen Flanken oder kegelstumpfartige Strukturen herausgestellt, wobei auch andere Formen von Lichtauskoppelstrukturen denkbar wären. Dabei ist im Bereich dieser Lichtauskoppelstrukturen 28 das Lichtleitelement 20 mit dem Display 10 optisch gekoppelt, was mithilfe der bereits erwähnten Kopplungsschicht 30 erfolgt, die durch einen Klebstoff realisiert wird. Der Brechungsindex dieser Kopplungsschicht 30 liegt dabei geringfügig unterhalb des Brechungsindex des Lichtleitelements 20, um die Funktion der Lichtauskoppelstrukturen 28 nicht negativ zu beeinträchtigen. Für den Fall beispielsweise, dass das Lichtleitelement 20 einen Brechungsindex von 1,5 aufweist, liegt bevorzugt der Brechungsindex des Klebstoffs bei 1,4. Das Lichtleitelement 20 könnte in diesem Fall aus PMMÄ, PC oder Glas gebildet sein, während hingegen für den Klebstoff zur optischen Kopplung vorzugsweise Silikon oder ein anderweitiges sogenanntes Optically Clear Adhesive, OCA, genutzt wird, welches Acryl enthält. Diese Materialien haben sich als besonders effizient herausgestellt, um die erforderliche Kopplung zwischen Lichtleitelement 20 und Display 10 erzielen zu können, wobei trotz allem mithilfe der bereits erwähnten Lichtauskoppelstrukturen 28 eine gleichmäßige Beleuchtung des Displays 10 gewährleistet ist.
Entscheidend für die effiziente und homogene Beleuchtung des Displays 10 ist allerdings die Frage, in welcher Weise das Licht des Leuchtmittels 50 in das Lichtleitelement 20 eingekoppelt wird. In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, dass eine planparallele Ausführung des Lichtleitelements 20 dazu führen würde, dass in unmittelbarer Nähe der Lichteinkoppelseite 21 bereits frühzeitig sehr viel Licht in Richtung des Displays 10 ausgekoppelt wird. Dies führt nicht nur zu einer inhomogenen Beleuchtung der darzustellenden Information, sondern auch zu einer zu geringen Helligkeit in weiter entfernter liegenden Bereichen, weshalb gemäß der vorliegenden Erfindung eine spezielle Ausgestaltung des Lichtleitelements 20 in dem an die Lichteinkoppelseite 21 angrenzenden Bereich vorgesehen ist.
Wie insbesondere die Schnittdarstellungen gemäß Figur 3 und 4 zeigen, ist das Lichtleitelement
20 im Querschnitt derart gestaltet, dass dieses zunächst unmittelbar an die Lichteinkoppelseite
21 angrenzend einen sogenannten Strahlformungsbereich 25 bildet. Dieser zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass sich der Querschnitt des Lichtleitelements 20 - in einer Ebene senkrecht zur Ebene des Lichtleitelements 20 bzw. des Displays - in diesem Strahlformungsbereich 25 ausgehend von der Lichteinkoppelseite 21 erweitert, wobei diese Erweiterung entweder linear oder - besonders bevorzugt - leicht konvex gekrümmt an der dem Display 10 gegenüberliegenden Lichtabstrahlseite 23 des Lichtleitelements 10 erfolgen kann. Der Strahlformungsbereich 25 liegt hierbei in einer Projektion senkrecht zur Ebene des Lichtleitelements 20 außerhalb des Bereichs, in dem das Lichtleitelement 20 mit dem Display 10 optisch gekoppelt ist, sodass hier zunächst dieser Bereich des Lichtleitelements 25 lediglich dazu dient, die eingekoppelten Lichtstrahlen in geeigneter Weise umzulenken. Insbesondere wird durch die spezielle Ausgestaltung dieses Strahlformungsbereichs 25 verhindert, dass unter verhältnismäßig steilen Winkeln in das Lichtleitelement 20 eintretende Lichtstrahlen frühzeitig auf Lichtauskoppelstrukturen 28 treffen und dementsprechend auf das Display 10 gerichtet werden. Stattdessen werden derartige Strahlen zumindest geringfügig durch die entsprechende Formgebung des Strahlformungsbereichs 25 derart umgelenkt, dass sie effizienter innerhalb des Lichtleitelements 20 zur Unterseite hin weitergeleitet werden können. Die Homogenität der Beleuchtung des Displays 10 wird hierdurch dramatisch verbessert, sodass letztendlich auch bei einer sehr hohen Lichtmenge, die über das Leuchtmittel 50 abgegeben und das Lichtleitelement 20 eingekoppelt wird, eine äußerst gleichmäßige Beleuchtung des Displays 10 erfolgt.
Über den Strahlformungsbereich 25 hinweg, also von der Lichteinkoppelseite 21 bis zu dem Bereich, in dem eine Lichtauskopplung auf das Display 10 hin erfolgt, nimmt der Querschnitt, genau genommen die Dicke d des Lichtleitelements 20 bevorzugt um etwa 20 bis 30% zu. Wie insbesondere der Schnittdarstellung von Figur 4 entnommen werden kann, kann dann über denjenigen Bereich, in dem eine Ankopplung des Lichtleitelements 20 an das Display 10 erfolgt, dessen Dicke wieder leicht kontinuierlich abnehmen, was zusätzlich zu einer homogenen Beleuchtung des Displays 10 beiträgt. Bevorzugt kann dabei die Dicke d des Lichtleitelements zwischen 0,1 und 4,0 mm liegen, besonders bevorzugt zwischen 0,5 mm und 4,0 mm.
Die Weiterleitung des von dem Leuchtmittel 50 abgegebenen Lichts innerhalb des Lichtleitelements 20 sowie die Auskopplung über die optische Verbindungsschicht 30 und die Rückreflexion von dem Display 10 führt dazu, dass das von dem Leuchtmittel 50 abgegebene Licht spektral leicht verändert wird, bevor es letztendlich durch einen Beobachter wahrnehmbar ist. Im Falle der Nutzung einer Rettungszeichenleuchte ist für die Lichtabgabe des weißen Lichts ein bestimmter Weißpunkt vorgeschrieben. Um diese Anforderung erfüllen zu können, ist das Leuchtmittel 50, welches besonders bevorzugt durch eine längliche LED-Platine mit WeißlichtLEDs gebildet ist, vorzugsweise derart ausgeführt, dass das abgegebene Licht zunächst leicht unterhalb der Planckschen Weißlichtkurve liegt. Die oben beschriebenen Effekte hinsichtlich der Lichtweiterleitung führen dann dazu, dass das letztendlich abgegebene Licht hinsichtlich des Farborts die Anforderung der Norm erfüllt.
Letztendlich führen die angesprochenen Maßnahmen also dazu, dass die Darstellung der Information auf dem Display 10 bzw. dessen Wahrnehmung durch einen Beobachter mit hoher Helligkeit und hoher Gleichmäßigkeit erfolgen kann. Die hierfür genutzten Komponenten werden dabei durch einen Rahmen 70 an dem Leuchtengehäuse 110 gehalten, der zusätzlich auch eine lichtdurchlässige Abdeckung 71 an der Vorderseite aufweisen kann. Hierdurch werden sämtlich Komponenten der Leuchte 100 effizient vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor hoher Feuchtigkeit und/oder Staub geschützt.
Der Rahmen 70 dient dabei auch der Aufnahme der bereits oben erwähnten Mittel zur ergänzenden Überlagerung der Displaydarstellung mit einem weiteren Symbol 155. Es handelt sich hierbei um ein weiteres lichtdurchlässiges Lichtleitelement 60, welches zunächst das von dem Display 10 in Lichtabstrahlrichtung A reflektierte Licht ungehindert durchlässt. Lediglich im Bedarfsfall kann dieses weitere Lichtleitelement 60 dazu genutzt werden, ein zusätzliches Symbol 155 darzustellen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein das Piktogramm des Displays 10 vollständig überdeckendes rotes Kreuz, über das eine Fehlfunktion der Leuchte 10 angezeigt wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist hierbei das weitere Lichtleitelement 60 parallel zum ersten Lichtleitelement 20 angeordnet, wobei wiederum an der Oberseite des Lichtleitelements 60 Leuchtmittel angeordnet sind, welche stirnseitig Licht in dieses Lichtleitelement 60 einkoppeln. Das darzustellende Symbol 155 wird dann durch die entsprechende Anordnung von Lichtauskoppelstrukturen 65 gebildet, welche lokal das Licht dieser weiteren Leuchtmittel zur Vorderseite, also in Lichtabstrahlrichtung A abgeben. Die farbige Darstellung des Symbols 155 erfolgt hierbei dadurch, dass das von den zugehörigen Leuchtmitteln emittierte Licht bereits die gewünschte Farbe, im vorliegenden Fall also rot aufweist. Das weitere Lichtleitelement 60 selbst ist hingegen farbneutral ausgebildet, sodass es im nicht aktivierten Zustand der weiteren Leuchtmittel die Darstellung des Piktogramms 150 mithilfe des Displays 10 nicht beeinträchtigt.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Variante, bei der die Darstellung des zusätzlichen Symbols 155 wiederum über ein entsprechend ausgestaltetes plattenförmiges Lichtleitelement 60 erfolgt, wäre es auch denkbar, zur Darstellung des Symbols 155 eine lichtdurchlässige Schichtstruktur zu verwenden, welche - analog zum Aufbau einer sogenannten organischen LED - einen aktiven Bereich zur Lichterzeugung aufweist. Wiederum ist diese Schichtstruktur derart ausgeführt, dass sie im nicht aktivierten Zustand die Darstellung des Piktogramms 150 nicht beeinflusst. Im aktiven Zustand hingegen wird wiederum lokal entsprechend der Form des darzustellenden Symbols 155 Licht in der entsprechenden Farbe emittiert, um das Symbol 155 dem Piktogramm 150 zu überlagern.
Alternativ zur Verwendung organischer LEDs wäre es auch denkbar, die aktive Schicht mit Micro-LEDs auszustatten, welche ebenfalls die Lichtabgabe zur Darstellung des Piktogramms 150 im nicht aktiven Zustand zunächst nicht beeinflussen. Werden die Micro-LEDs hingegen aktiviert, so geben sie dem gewünschten Symbol entsprechend Licht in Lichtabstrahlrichtung der Leuchte hin ab.
Wie bereits erwähnt stellt die zusätzliche Darstellung dieses Symbols eine Weiterbildung dar, die optional genutzt werden kann. Grundsätzlich könnte diese Option allerdings auch unabhängig davon genutzt werden, in welcher Weise die Anzeige des Piktogramms erfolgt. Mit anderen Worten, diese ergänzenden Mittel zur überlagernden Darstellung des weiteren Symbols könnten ggf. auch bei einer klassischen Rettungszeichenleuchte zum Einsatz kommen. Insgesamt wird somit mit Hilfe der vorliegenden Erfindung eine Leuchte zur Verfügung gestellt, welche die Möglichkeit eröffnet, Informationen in flexibler Weise darzustellen, wobei die Lichtabgabe und damit die Wahrnehmbarkeit darzustellenden der Information mit äußerst hoher Qualität erfolgt.

Claims

Ansprüche:
1. Anordnung zur beleuchteten Darstellung von Informationen, aufweisend: a) ein steuerbares E-Ink-Display (10) zur flächigen Darstellung einer anzuzeigenden Information (150), sowie b) eine dem Display (10) vorgeordnete Beleuchtungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, das steuerbare Display (10) zu beleuchten, wobei die Beleuchtungseinheit aufweist:
• ein plattenförmiges Lichtleitelement (20), welches dem Display (10) zugewandt eine Lichtauskoppelseite (22) sowie im Wesentlichen senkrecht zur Lichtauskoppelseite (22) eine Lichteinkoppelseite (21) aufweist,
• ein Leuchtmittel (50), welches der Lichteinkoppelseite (21) des Lichtleitelements (20) zugeordnet und derart ausgebildet ist, dass von dem Leuchtmittel (50) abgegebenes Licht über die Lichteinkoppelseite (21) in das Lichtleitelement (20) eingekoppelt wird,
• wobei das Lichtleitelement (20) an der Lichtauskoppelseite (22) Strukturen (28) aufweist, um Licht aus dem Lichtleitelement (20) auszukoppeln und auf das Display (10) zu richten, derart, dass von dem Display (10) reflektiertes Licht durch das Lichtleitelement (20) in eine Lichtabstrahlrichtung (A) der Anordnung abgegeben wird,
• und wobei das Lichtleitelement (20) an die Lichteinkoppelseite (21) angrenzend einen Strahlformungsbereich (25) aufweist, in dem sich der Querschnitt des Lichtleitelements (20) erweitert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Strahlformungsbereich (25) der Querschnitt des Lichtleitelements (20) linear oder konvex gekrümmt erweitert, wobei insbesondere die der Lichtauskoppelseite (22) gegenüberliegende Lichtabstrahlseite (23) des Lichtleitelements (20) geneigt bzw. gekrümmt ausgebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einer Projektion senkrecht zur Ebene des Lichtleitelements (20) der Strahlformungsbereich (25) außerhalb des aktiven Bereichs des Displays (10) befindet.
4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) des Lichtleitelements ausgehend von der Lichteinkoppelseite (21) in dem Strahlformungsbereich (25) um etwa 20% bis 30% zunimmt.
5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (20) an der Lichtauskoppelseite (22) optisch mit dem Display (10) gekoppelt ist, vorzugsweise über eine Kopplungsschicht (30), die durch einen Klebstoff gebildet ist, dessen Brechungsindex geringfügig niedriger ist als der Brechungsindex des Lichtleitelements (20).
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Kopplungsschicht (30) durch Silicon oder ein Optically Clear Adhesive, OCA, gebildet ist, welches Acryl enthält.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Lichtleitelements (20) in dem Bereich, in dem dieses mit dem Display (10) gekoppelt ist, zu einer der Lichteinkoppelseite (21) gegenüberliegenden Seite hin kontinuierlich abnimmt.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Lichtleitelements (20) in dem Bereich, in dem dieses mit dem Display (10) gekoppelt ist, zwischen 0,1mm und 4.0mm, bevorzugt zwischen 0,5mm und 4.0mm liegt.
9. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (50) dazu ausgebildet ist, Licht abzugeben, dessen Farbort unterhalb der Planckschen Kurve liegt.
10. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (50) durch eine länglich LED-Platine gebildet ist, welche vorzugsweise mehrere Weißlicht-LEDs aufweist.
11. Leuchte (100) zur beleuchteten Darstellung von Informationen, insbesondere Rettungszeichenleuchte, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 10.
12. Leuchte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Lichtabstrahlrichtung (A) der Leuchte (100) gesehen dem Lichtleitelement (20) nachfolgend ein plattenförmiges, lichtdurchlässiges Element vorgesehen ist, welches zur wahlweisen Darstellung eines das Display (10) überlagerndes Symbols (155) ausgebildet ist.
13. Leuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Element durch ein weiteres Lichtleitelement (60) mit einem an einer Schmalseite angeordneten Leuchtmittel gebildet ist, wobei das weitere Lichtleitelement (60) eine dem darzustellenden Symbol (155) entsprechende Anordnung von Lichtauskoppelstrukturen (65) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, das von dem Leuchtmittel in das weitere Lichtleitelement (60) eingekoppelte Licht in Lichtabstrahlrichtung (A) der Leuchte (100) auszukoppeln.
14. Leuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Element durch eine Schichtstruktur mit einer aktiven Schicht gebildet ist, welche dazu ausgebildet ist, Licht in Form des darzustellenden Symbols (155) zu emittieren, wobei die aktive Schicht bevorzugt OLEDs oder Micro-LEDs zur Darstellung des Symbols aufweist.
15. Leuchte nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol (155) in roter Farbe dargestellt wird.
16. E-Reader, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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