DE3723073A1 - Sichtanzeige fuer alphanumerische zeichen und symbole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sichtanzeige für alphanumerische Zeichen und Symbole mit einer Platte oder einem Stab aus lichtsammelndem Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Lichtanzeigen werden für die Beleuchtung und Anzeige von Bedienfunktionen von den verschiedensten Geräten benötigt. Weiterverbreitet ist die Sichtanzeige auch bei nachrichtentechnischen Geräten, wie Fernsehempfangs- und Rundfunkempfangsgeräte. Insbesondere bei Flutlichtbeleuchtung der Skalen von Rundfunkempfängern, Uhrenziffernblättern etc. ist es gewünscht, daß die von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen in Richtung der Skala gelenkt werden. Hierzu sind Kunststoff- oder Glaskörper verschiedener Formen bekannt. Zum Beispiel ist bei einer Flutlichtbeleuchtung für Skalen nach der DE-AS 24 05 386 die Grenzfläche des Glaskörpers, mit Ausnahme der Fläche, an der die Skala angebracht ist, so ausgebildet, daß sie die Bedingung für eine Totalreflektion erfüllt.

Bei einer anderen Ausbildung nach DE-PS 27 29 217 ist im Brennpunkt einer parabolspiegelförmigen Anordnung für eine Flutlichtbeleuchtung für eine Skala eine Lichtquelle angeordnet, deren ausgehendes Licht von dem Parabolspiegel reflektiert wird. Das auf der entgegengesetzten Seite austretende Licht wird dabei über ein Umlenkprisma einem Leuchtzeiger zugeführt.

Die Erfindung bedient sich einer Platte oder eines Stabes aus einem neuartigen Kunststoff auf der Basis farbtransparenter Polymere, deren besondere optische Eigenschaften es ermöglichen, aus der Umgebung Licht zu sammeln, im Inneren des Kunststoffs zu leiten und einen großen Anteil des Lichtes konzentriert an den Kanten abzustrahlen. Daraus ergibt sich eine für diese Kunststoffe typische Kantenhelligkeit. Die optischen Eigenschaften beruhen auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die sich aus dem Zusammenwirken von fluoreszierenden Farbstoffen hoher Reinheit mit transparenten optisch reinen Polymeren und der geometrischen Gestaltung der Kunststoffolie bzw. des Kunststoffkörpers ergeben. Die lichtsammelnden Kunststoffe, von denen die Erfindung ausgeht, sind in der Firmenschrift der Firma Bayer AG, "LISA - lichtsammelnde Kunststoffe" beschrieben. Derartige Kunststoffe reagieren sowohl auf direkte Sonneneinstrahlung als auch auf diffuses Tageslicht. Bei künstlichen Lichtquellen muß darauf geachtet werden, daß das von der Lichtquelle abgestrahlte Lichtquellenspektrum auch den Wellenbereich erhält, auf den der jeweilige Farbstoff, ein Fluoreszenzfarbstoff, reagiert. Das Licht wird innerhalb der Kunststoffplatte oder des Stabes durch Totalreflektion gesammelt und tritt an den Kanten, insbesondere an den Stirnkanten, aus, wo keine Totalreflektion möglich ist. Die Kantenhelligkeit kann aber genutzt werden zur Anzeige von alphanumerischen Zeichen, Symbolen und graphischen Gestaltungen. Diese Zeichen leuchten an den Kanten auf, zu welchem Zweck in die Platte entsprechend der Ausbildung der Symbole schräge Kanten einbringbar sind. Die Kanten leuchten durch die Frontfläche. Die Kanten können durch Fräsen, Gravieren hergestellt werden und leuchten heller als ihre Umgebung. Hierdurch sind die Schriftzeichen klar ablesbar. Die Kantenhelligkeit kann aber auch erzielt werden, indem von der Rückseite her, also von der vom Betrachter abgewandten Seite, die entsprechenden Kantenflächen eingebracht werden. Ein ähnlicher Leuchteffekt läßt sich aber auch durch die rückseitige Bedruckung mit hellen lichtdichten Farben erzeugen. An den Grenzflächen zwischen dem Kunststoff zur Druckfarbe tritt keine Totalreflektion auf, weil die Druckfarbe optisch dichter ist als der Kunststoff. Das Fluoreszenzlicht wird durch die Pigmente der Druckfarbe stark gestreut und erhöht somit den Anteil des Lichtes, der an der Vorderseite des Kunststoffbildteils austreten kann. Dadurch erscheinen die gedruckten Zellen heller als ihre Umgebung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines derartigen lichtsammelnden Kunststoffes eine Sichtanzeige für verschiedene Anwendungen in Geräten, insbesondere der Nachrichtentechnik, zur Symbol- und alphanumerischen Anzeige zu entwickeln, die extrem flach ist und durch einfache Mittel eine optimale Ausleuchtung der Zeichen und Symbole ermöglicht. Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene technische Lehre gelöst.

Die Erfindung macht sich die Eigenschaften der lichtsammelnden Kunststoffe zunutze, indem ihr in bestimmter Weise, wie angegeben, Kunstlicht zugeführt wird, das dann innerhalb der Platte oder des Stabes durch Totalreflektion weitergeleitet wird. Die Grenzflächen bzw. die Mantelflächen, die die Platte bzw. den Stab umgeben, werden, um an diesen Kanten das Licht nicht austreten zu lassen, mit einem reflektierenden Belag versehen oder mit einer hellen lichtundurchlässigen Farbe überzogen, so daß das innerhalb der Folie durch Totalreflektion gebundene Licht nur an den durch künstliche Kanten in der Oberfläche oder durch Hinterdruck aufgebrachten Feldern austreten kann. Die entsprechenden vorteilhaften Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Wird z. B. eine 3 mm dicke Platte verwendet, so können in dieser kleine Klammern eingefräst werden, in denen die Kunstlichtquelle, nämlich vorteilhafterweise Leuchtdioden, eingesetzt werden können. Es können mehrere Leuchtdioden einseitig - z. B. längs einer Breitenkante - oder über die Oberfläche verteilt eingesetzt werden, um eine höhere Leuchtintensität an den Kanten zu erzielen. Um noch höhere kontrastreiche Wiedergaben zu ermöglichen, sollte eine Abdeckung nach Anspruch 4 vorgesehen sein. Bei Verwendung einer Symbolfolie, in der die verschiedenen Zeichen und Symbole eingestanzt sind, die auf eine Platte oder einen Stab nach der Erfindung gelegt wird, ist es zur Sichtbarmachung der Symbole lediglich erforderlich, daß kongruent zu den Symbolen angeordnete Felder durch Hinterdruck entweder auf die Platte selbst oder auf eine daruntergelegte Leiterplatte oder auf eine andere Platte aufgedruckt werden. Selbstverständlich können die Symbole auch direkt aufgebracht sein, um das Leuchtfeld des reflektierenden Lichtes einzuengen. In diesem Fall müssen die Symbole und Zeichen in der Symbolfolie exakt oberhalb der aufgedruckten Symbole liegen.

Die künstliche Lichtquelle besteht vorzugsweise aus einer Diode, die sehr flach ist und deren Leuchtcharakteristik so gewählt ist, daß das Licht seitlich und nach oben austritt. Wird eine geschlossene Kammer verwendet, so wird das Licht oberhalb der Diode innerhalb der Folie nochmals durch Totalreflektion gebündelt. Ist hingegen ein Durchbruch in der Folie vorgesehen, so sollte die Leuchtdiode rundstrahlend sein und nach Möglichkeit nach vorn abgedeckt werden, um nicht sichtbar in Erscheinung zu treten, es sei denn, daß dieser Effekt gewünscht wird.

Die Verwendung von LEDs gegenüber anderen Lichtquellen, z. B. Glühlampen, hat den Vorteil, daß diese wenig Strom brauchen, eine gute Ausleuchtung ermöglichen und hohe Lebensdauer aufweisen. Ferner können sie direkt auf eine Leiterplatte aufgebracht werden und in der Ausnehmung in der Folie einge­ bettet sein, ohne daß dadurch die Bautiefe bzw. die Stärke der Folie vergrößert werden muß. Hierdurch ist eine besonders flache Anzeige möglich.

Die Figur veranschaulicht eine erfindungsgemäße Anordnung. In einer lichtsammelnden Platte 1 ist eine kammerförmige Ausnehmung 2 eingebracht, in die eine Leuchtdiode 3 hineingreift, die auf einer Leiterplatte sitzt und auf der Rückseite mit nicht näher dargestellten Leiterbahnen über zwei hindurchgeführte Anschlußdrähte kontaktiert ist. Die Leuchtdiode 3 strahlt Licht in die Folie hinein. Dieses wird, wie im Strahlgangverlauf zu erkennen ist, durch Totalreflektion an den Außenübergängen innerhalb der Folie gebündelt. Unterhalb der Folie ist an den Stellen, an denen das Licht nach vorn austreten soll, ein Weißdruck 5 aufgebracht, der gemäß den Eigenschaften der Folie dazu führt, daß an den Grenzflächen zwischen der Folie zur Druckfarbe keine Totalreflektion mehr auftritt, weil die Druckfarbe optisch dichter ist als der Kunststoff. Das Fluoreszenzlicht wird durch die Pigmente der Druckfarbe stark gestreut und erhöht somit den Anteil des Lichtes, das an der Vorderseite, in diesem Fall an der oberen Seite des Kunststoffes, austreten kann. Die Oberseite der Kunststoffplatte 1 ist mit einer Symbolfolie 6 abgedeckt, die Durchbrüche und Ausschnitte 7 aufweist, entsprechend dem jeweiligen Symbol oder Zeichen, aus der das Licht heraustritt. Der Erfindungsgegenstand weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß fast alle Symbole und Zeichen gleichbleibend hell ausgeleuchtet werden. Der aufgebrachte Weißdruck kann aber auch auf der Oberseite der Leiterplatte 4 aufgebracht und z. B. identisch mit der Größe des in die Symbolfolie gestanzten Zeichens sein.

Die Erfindung läßt aber auch zu, daß die Zeichen in an sich bekannter Weise durch Kanten, die in die Oberfläche eingefräst oder eingraviert sind, gebildet werden. In diesem Fall braucht kein Weißdruck aufgebracht zu sein, da an den Übergangsstellen das Licht gebündelt austritt.

Claims (5)

1. Sichtanzeige für alphanumerische Zeichen und Symbole mit einer Platte oder einem Stab aus lichtsammelndem Kunststoff, wie farbig transparenten Polymeren, in deren Oberflächen zur Erzeugung von einer Kantenhelligkeit Zeichen und Symbole durch Kanten eingebracht oder durch Hinterdruck mit reflektierenden Farben aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte (1) oder dem Stab eine oder mehrere Kammern (2) oder Durchbrüche vorgesehen sind, in die Lichtquellen (3) eingesetzt sind, und daß die umlaufenden schmalen Mantelflächen (8) der Platte (1) bzw. die Stirn- und Längsseiten des Stabes mit einem lichtreflektierenden Belag oder Farbanstrich versehen sind.

2. Sichtanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern aus Ausnehmungen (2) in der Platte oder dem Stab bestehen, in die Leuchtdioden eingesetzt (3) sind, die auf einer Leiterplatte (4) angeordnet und mit Leiterbahnen kontaktiert sind.

3. Sichtanzeige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterdruck (5) auf der der Platte zugewandten Seite der Leiterplatte (4) aufgebracht ist und aus einer reflektierenden hellen Farbe besteht, und daß die Platte (1) oder der Stab auf der Bedruckung aufliegt oder unmittelbar darüber gelagert ist.

4. Sichtanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) oder der Stab hinter einer Abdeckung (6) angeordnet ist, in der Durchbrüche (7) in Form von Zeichen und Symbolen oder farbig abgesetzte lichtdurchlässige Felder vorgesehen sind, die durch Hinterdruck von Feldern oder Zeichen und Symbolen auf der Platte oder dem Stab sichtbar sind.

5. Sichtanzeige nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe eine helle lichtundurchlässige Farbe ist.