DE29603002U1

DE29603002U1 - Beleuchtungseinrichtung für einen Flachbildschirm

Info

Publication number: DE29603002U1
Application number: DE29603002U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2006-02-08

Description

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Beschreibung

Beleuchtungseinrichtung für einen Flachbildschirm

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist in dem Firmenprospekt der AEG "Flüssigkristall-Anzeigen für komplexe Anzeigefunktionen und rauhe Umweltbedingungen", S24.86.037/5000/0286DE/EN erwähnt. Sie dient dort zur Beleuchtung von transmissiven Anzeigen für den Durchlichtbetrieb oder von transflektiven Anzeigen für Anwendungen im Auflicht- und Durchlichtbetrieb. Als Beleuchtungseinrichtungen werden in der vorgenannten Firmendruckschrift Leuchtstoffröhren, Glühlampen und Elektrolumineszenz-Folien erwähnt.

Elektrolumineszenz-Folien haben gegenüber Leuchtstoffröhren und Glühlampen den Nachteil einer geringeren Leucht stärke,-Leuchtstoffröhren und Glühlampen haben den Nachteil, daß sie im Betrieb relativ viel Wärme abgeben und damit die elektrischen Eigenschaften der für die Steuerung eines zugehörigen Bildschirms verwendeten Elektronik in unerwünschter Weise beeinflussen und verändern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 anzugeben, die eine ausreichend hohe Lichtenergie für die Beleuchtung anzuzeigender Symbole freisetzt, ohne dabei die Eigenschaften der Steuerungselektronik durch Erwärmung ungünstig zu beeinflussen. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung soll insbe-

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sondere geeignet sein für die Verwendung von auf dem Markt bereits erhältlichen Anzeigevorrichtungen, deren Flachbildschirme über Leuchtstoffröhren zum Beleuchten von hinter den Bildschirmen angeordneten Lichtkammern versehen sind. 5

Die Erfindung löst dieses Aufgabe durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. 10

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in

Figur 1 das Prinzip der erfindungsgemäSen Beleuchtungseinrichtung und in

Figur 2 eine mögliche konstruktiver Ausgestaltung für einen anstelle einer Leuchtstoffröhre in eine Anzeigevorrichtung einsetzbaren Lichtleitstab.

Die Anzeigevorrichtung, soweit sie in Figur 1 dargestellt ist, besteht aus einem Gehäuse G mit einem von einem Rahmen R umschlossenen Display D, auf dem mittels einer nicht dargestellten Elektronik beliebige Zeichen zur Anzeige gebracht werden können. Für die Zeichendarstellung dienen zwischen durchsichtigen Glas- oder Kunststoffplatten befindliche Flüssigkristallanordnungen, deren Transmissionsverhalten bedarfsweise durch Anlegen von Spannungen verändert werden kann. Die Flüssigkristallanordnungen können Raster aus einzelnen Zei-

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chen oder Segmenten bilden oder aber in Form darzustellender Symbole angeordnet sein. Die Darstellung kann mit dunklen Zeichen auf hellem Grund oder mit hellen Zeichen auf dunklem Grund erfolgen,- auch eine mehrfarbige Zeichendarstellung ist bei Verwendung entsprechender FiIt er anordnungen im Strahlengang einer beleuchtenden Lichtquelle möglich. Für die Beleuchtung des Zeichendisplays dienen eine oder mehrere vom Beobachter aus gesehen hinter dem Display angeordnete Lichtkammern, die nach dem Stand der Technik z. B. durch Leuchtstoffröhren beleuchtet werden. Für die Aufnahme dieser Leuchtstoffröhren ist das Gehäuse G mit einer oder mehreren Ausnehmungen A versehen.

Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung erfolgt die Beleuchtung jeder Leuchtkammer einer Anzeigeeinrichtung nunmehr von einer externen Lichtquelle aus über einen Lichtwellenleiter LWL und einen starren Lichtleitstab LS. Eine außerhalb der Anzeigevorrichtung angeordnete vo3:zugsweise fokussierende Lampe L speist über einen Kondensor K das Einkoppelelement EK des Lichtwellenleiters LWL. An seinem anderen Ende ist der Lichtwellenleiter z. B. über eine Steckfassung SF auf die Lichteintrittsseite des Lichtleitstabes LS geführt. Die Lichteintrittsseite des Lichtleitstabes sowie die beiden Enden des Lichtwellenleiters sind vorzugsweise geschliffen und poliert, um möglichst wenig Lichtenergie auf dem Übertragungsweg verloren gehen zu lassen. Der Lichtleitstab LS und die gegebenenfalls weiteren von der gleichen oder von anderen Lampen über getrennte Lichtwellenleiter gespeisten weiteren Lichtleitstäbe ragen nun von außen her durch die Ausnehmungen A in den oder die Lichtkammern der Anzeigevorrichtung. Durch

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eine besondere Formgebung der Lichtleitstäbe wird erreicht, daß das in die Lichtleitstäbe eingekoppelte Licht in die zugehörige Lichtkammer austritt und diese möglichst gleichmäßig ausleuchtet. Zu diesem Zweck weist der Lichtleitstab LS eine bestimmte Oberflächenstruktur auf. Diese besteht vorzugsweise darin, daß der Lichtleitstab auf seiner der Lichtkammer zugewandten und/oder ihr abgewandten Seite eine zum Lichtstabende abfallende, sich ständig erweiternde Schräge aufweist, deren Länge der Länge der zu beleuchtenden Längsseite der Lichtkammer entspricht. Wenn die Schräge auf der der Lichtkammer abgewandten Seite des Lichtleitstabes angeordnet ist, so ist sie zu verspiegeln,- sie reflektiert dann das über den Lichtwellenleiter unter unterschiedlichen Winkeln in den Lichtleitstab eingestrahlte Licht in die zugehörige Lichtkammer.

Wenn die Schräge auf der der Lichtkammer zugewandten Seite angeordnet ist, dann ist die aufzurauhen, um das Licht diffus abzustrahlen. Es ist auch möglich, den oder die Lichtleitstäbe sowohl mit einer flektierenden als auch mit einer diffus abstrahlenden Schräge zu versehen, die sich beide gegenüberstehen. Durch besondere, hier nicht näher erläuterte Maßnahmen ist sicherzustellen, daß der oder die Lichtleitstäbe in der Stellung im Gehäuse positioniert sind, die sie für eine optimale Beleuchtung der Leuchtkammer oder der Leuchtkammern benötigen. Lichtleitstäbe können aus Glas oder aus einem durchscheinenden Kunststoff bestehen.

Figur 2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Lichtleitstabes LS. Der Lichtleitstab besitzt einen runden Querschnitt und ist mit einer angeschliffenen Schräge S versehen, die sich zum Ende des Lichtleitstabes hin ständig erweitert. Die

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Oberfläche der Schräge kann dabei eben ausgeführt sein oder aber zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Ausleuchtung der zu beleuchtenden Lichtkammer auch gewölbt sein. Die Länge des für die Beleuchtung wirksamen Teils des Lichtleitstabes entspricht der Länge der zu beleuchtenden Lichtkammerseite. Ein zur Lichteintrittsseite angrenzendes Teil des Lichtleitstabes dient der Befestigung eines einspeisenden Lichtwellenleiters beispielsweise über eine Steckfassung. Die Lichteintrittsseite LES des Lichtleitstabes ist geschliffen und poliert, um möglichst wenig Verluste bei der Lichtübertragung entstehen zu lassen. Innerhalb des Lichtleitstabes werden die von dem nicht dargestellten Lichtwellenleiter ungerichtet eingespeisten Lichtstrahlen an der Mantelfläche des Lichtleitstabes durch Totalreflexion mehrfach umgelenkt, bis sie dann entweder an der Schräge reflektiert oder diffus abgestrahlt werden.

Abhängig von der Größe und der Ausgestaltung der zu beleuchtenden Anzeigeeinrichtung und der Ausbildung der zu beleuchtenden Lichtkammern können je Anzeigeeinrichtung ein oder mehrere Lichtleitstäbe verwendet werden, die entweder nur von der einen oder von mehreren Seiten aus die einzelnen Lichtkammern beleuchten.

Um eine gleichmäßige Beleuchtung der Flachbildschirme zu gewährleisten, kann es von Vorteil sein, in die Lichtkammern einen Körper einzubringen, der durch die über den oder die Lichtleitstäbe eingekoppelte Strahlung zum Fluoreszieren angereizt wird. Dieser Körper könnte als Folie ausgebildet sein.

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Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist insbesondere geeignet für die Verwendung bei Anzeigeeinrichtungen mit Flachbildschirmen, die einer erhöhten Umgebungshelligkeit ausgesetzt sind. Sie ist insbesondere auch geeignet für die Verwendung bei Anzeigeeinrichtungen, die mechanischen Erschütterungen ausgesetzt sind, wie z. B. in den Führerständen von Bahnfahrzeugen. Durch die Trennung der eigentlichen Beleuchtungseinrichtung der Anzeigeeinrichtung von der zugehörigen Lichtquelle besteht die Möglichkeit, die Lichtquelle redundant auszubilden, beispielsweise durch Verwendung von Doppelfadenlampen, um so beim Durchbrennen des einen Fadens automatisch auf den anderen Faden umzuschalten, ohne daß dies irgendwelche nennenswerten Auswirkungen auf die Bildschirmanzeige hätte. Die räumliche Trennung der Beleuchtungseinrichtung von der speisenden Lichtquelle verhindert das Aufheizen der Anzeigevorrichtung während des Betriebes und macht so die Bildschirmanzeige zuverlässiger als bei Verwendung von Leuchtstoffröhren oder Lampen, die in Anzeigeeinrichtungen integriert sind.

Claims

9&bgr; G 4013 DE I..' I ! .· : ;· : : :;.. Schutzansprüche

1. Beleuchtungseinrichtung für einen Flachbildschirm zur Darstellung von Zeichen mittels entsprechend geformter, bedarfsweise aktivierbare/desaktivierbarer Flüssigkristallfelder, die zum Beobachter hin vor einer beleuchtbaren Lichtkammer angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß entlang mindestens einer Längsseite der Lichtkammer mindestens ein fremdbeleuchteter Lichtleitstab (LS) zum seitlichen Einleiten von Licht in die Lichtkammer angeordnet ist, wobei der mindestens eine Lichtleitstab durch eine entsprechende Oberflächengestaltung das eingekoppelte Licht über die ihm benachbarte Längsseite der Lichtkammer mindestens annähemd gleichmäßig in diese abstrahlt.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab (LS) auf seiner der Lichtkammer zugewandten und/oder abgewandten Seite eine zum Lichtstabende abfallende, sich ständig erweiternde Schräge (S) aufweist, deren Länge der Länge der zu beleuchtenden Längsseite der Lichtkammer entspricht.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schräge (S) verspiegelt ist.

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4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schräge angerauht ist.

5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab einen runden Querschnitt aufweist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab in einer Ausnehmung (A) eines die Lichtkammer aufnehmenden Bildschirmgehäuse (G) verdrehsicher angeordnet ist.

7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab außerhalb des Bildschirmes (D) über einen flexiblen Lichtwellenleiter (LWL) und ggf. einen Kondensor (K) auf eine vorzugsweise fokussierende Lampe (L) geführt ist.

8. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkammer einen durch die eingekoppelte Strahlung fluoreszierenden Körper aufnimmt.

9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper als Folie ausgebildet ist.