DE20112037U1

DE20112037U1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE20112037U1
Application number: DE20112037U
Authority: DE
Original assignee: Lumino Licht Elektronik GmbH
Current assignee: Lumino Licht Elektronik GmbH
Priority date: 2001-07-21
Filing date: 2001-07-21
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2011-07-22

Description

Anzeigevorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtdioden zur Anzeige von Informationen.

Es ist bereits eine Vielzahl von Anzeigevorrichtungen bekannt, die Leuchtdioden als Lichtquellen verwenden und die in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Hierbei tritt im allgemeinen auch das Problem des sogenannten &ldquor;Phantomlichts" auf. Dieses Phantomlicht entsteht, wenn Fremdlicht, wie beispielsweise Sonnenlicht, auf den Leuchtdiodenkörper bzw. allgemeiner die Lichtquelle oder deren vorgeschalteter Optik trifft und daran reflektiert wird. Diese Reflexion ist zum Teil derart signifikant, dass die passive (nicht leuchtende) Leuchtdiode vom Betrachter der Anzeigevorrichtung als aktiv leuchtend wahrgenommen wird und der Betrachter die eigentlich dargestellte Information nicht mehr erkennen kann. Die Stärke des Phantomlichts hängt dabei wesentlich von dem Einfallswinkel des Fremdlichts ab.

Insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen, wie beispielsweise dem Straßenverkehr und hier vor allem bei Verkehrsampeln, Warnsignalvorrichtungen und anderen den Verkehrsfluss beeinflussenden Anzeigevorrichtungen, ist ein derartiges Phantomlicht natürlich nicht statthaft, da durch ein solches Phantomlicht für den Betrachter der Anzeigevorrichtung ungewollte bzw. nicht eindeutig erkennbare Informationen erzeugt werden. So wird deshalb in einigen relevanten Normen vorgeschrieben, dass das Phantomlicht durch geeignete Maßnahmen zu unterdrücken ist.

Aus der US-A-5,365,418 ist zum Beispiel eine Verkehrsampel bekannt, bei welcher die oben beschriebene Entstehung von Phantomlicht durch eine Begrenzung des Einfalls von Fremdlicht verringert werden soll. Zu diesem Zweck wird die Lichtquelle teilweise von einem Reflektor umgeben, dessen Öffnung so gewählt ist, dass das durch den Fremdlichteinfall durch die Fresnel-Linse vor der Lichtquelle verursachte Phantomlicht reduziert wird.

Des weiteren offenbart die DE 198 24 499 Al eine Anzeigevorrichtung mit Leuchtdioden für den Straßenverkehr. Diese Anzeigevorrichtung weist für jede Leuchtdiode eine

individuelle Abschirmvorrichtung gegen einfallendes Sonnenlicht auf. Die Montage der einzelnen Abschirmvorrichtungen ist jedoch bei einer größeren Anzahl von Leuchtdioden für großflächige Anzeigevorrichtungen relativ aufwendig. Außerdem sind die in der DE 198 24 499 Al beschriebenen und auch andere herkömmlichen Lichtschutzgitter wegen der in der Praxis geforderten Lichteinfallswinkel zur Unterdrückung von Phantomlicht im allgemeinen ungeeignet. Die Lichtschutzgitter müssten hierzu wesentlich länger ausgebildet sein, was einige mechanische Probleme mit sich bringen würde.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtdioden vorzusehen, bei der auf einfache Weise der durch Fremdlichteinfall entstehende Effekt des Phantomlichts wirksam reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen von Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist mehrere, in einer Ebene angeordnete Leuchtdioden und eine Abdeckplatte aus einem transparenten Material auf, welche parallel zu der Ebene der mehreren Leuchtdioden und in Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden angeordnet ist. Die den Leuchtdioden abgewandte Seite der Abdeckplatte ist mit einer lichtundurchlässigen Schicht versehen, welche mehrere, insbesondere kreisförmige Unterbrechungen derart aufweist, dass jeder Leuchtdiode eine Unterbrechung zugeordnet ist und die Abmessungen der Unterbrechungen kleiner als die Abmessungen der Leuchtdioden sind. Die Verwendung der beschichteten Abdeckplatte reduziert auf besonders einfache Weise und insbesondere ohne großen Montageaufwand den Fremdlichteinfall auf die Leuchtdioden und damit den Effekt des Phantomlichts. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung liegt darin, dass bestehende Anzeigevorrichtungen problemlos mit einer entsprechenden Abdeckplatte zu der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgerüstet werden können. Die vor den Leuchtdioden vorgesehene Abdeckplatte erfüllt darüber hinaus auch noch eine Schutzfunktion für die Leuchtdioden. Die genaue Anordnung und Abmessung von Abdeckplatte und Unterbrechungen können je nach Anwendungsfall eingestellt werden.

Ferner kann die lichtundurchlässige Schicht auf der Abdeckplatte zumindest auf der den Leuchtdioden abgewandten Seite einen sehr geringen Reflexionsgrad aufweisen. Hierdurch wird verhindert, dass aufgrund des an der Abdeckplatte reflektierten Fremdlichts die eigentliche Information, welche durch die aktiv leuchtenden

Leuchtdioden dargestellt werden soll, für den Betrachter nur schlecht oder überhaupt nicht erkennbar ist. Für den Betrachter sind vielmehr trotz Fremdlichteinfall nur die beabsichtigten Bildpunkte der darzustellenden Information sichtbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Abdeckplatte in der den Leuchtdioden zugewandten Seite für jede der mehreren Leuchtdioden eine Ausnehmung auf, in die die jeweilige Leuchtdiode hineinragt. Die Tiefe dieser Ausnehmungen in der Abdeckplatte beträgt dabei vorzugsweise mehr als die Hälfte der Dicke der Abdeckplatte. Die Ausnehmung zentriert die Leuchtdioden auf den Austrittspunkt bzw. die Unterbrechung in der lichtundurchlässigen Schicht und kann außerdem bereits im Fertigungsprozess der Anzeigevorrichtung als Justagemarkierung verwendet werden.

Vorteilhafterweise werden jeweils mehrere Leuchtdioden zur Darstellung eines Bildpunktes als Leuchtdiodengruppe zusammengefasst, wobei wiederum mehrere solcher Leuchtdiodengruppen als Modul der Anzeigevorrichtung zusammengefasst sein können.

Die obigen sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Anzeigevorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Schnitt. Zur Vereinfachung ist in der Figur nur eine Leuchtdiode mit dem zugehörigen Abschnitt der Abdeckplatte dargestellt.

Der in der Figur gezeigte Ausschnitt der Anzeigevorrichtung kann beliebig vervielfältigt werden, um aus mehreren, beispielsweise vier bis fünf Leuchtdioden 1 Leuchtdiodengruppen zur Darstellung von Bildpunkten mit größerer Lichtstärke zu bilden. Bei der Wahl von verschiedenfarbigen Leuchtdioden in einer Leuchtdiodengruppe ist zudem die Farbe dieser Bildpunkte steuerbar. Außerdem können die Leuchtdiodengruppen von mehreren Bildpunkten zu Modulen zusammengefasst werden, um einen flexibleren Aufbau größerer Anzeigeeinlieiten zu ermöglichen. Die Leuchtdioden 1 sind beispielsweise auf einer Platine (nicht dargestellt) montiert, welche ebenso verschiedene elektronische Bauteile zur Ansteuerung der Leuchtdioden trägt.

In Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden 1 ist eine Abdeckplatte 2 angeordnet, die parallel zu der Ebene der mehreren Leuchtdioden 1, d.h. üblicherweise senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung bzw. der optischen Achse 7 des von den Leuchtdioden abge-

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strahlten Lichts 4 ausgerichtet ist. Die Abdeckplatte 2 besteht aus einem transparenten Material, vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoffmaterial wie beispielsweise Plexiglas.

Die den Leuchtdioden 1 abgewandte Seite 2b der Abdeckplatte 2 ist mit einer lichtundurchlässigen Schicht 6 versehen, welche beispielsweise mittels einer entsprechenden, Beschichtung, Folie, Lackierung oder dergleichen auf der Oberfläche der Abdeckplatte 2 ausgebildet sein kann. Wie deutlich in der Querschnittsansicht der Figur zu erkennen, ist in dieser lichtundurchlässigen Schicht 6 eine Vielzahl von Unterbrechungen 8 vorgesehen. Diese Unterbrechungen 8 sind derart angeordnet, dass jeder Leuchtdiode 1 hinter der Abdeckplatte 2 eine solche Unterbrechungen 8, im allgemeinen genau eine Unterbrechung, zugeordnet ist. Die Unterbrechungen 8 sind vorzugsweise kreisförmig ausgebildet und ihr Mittelpunkt liegt auf der optischen Achse 7 der Leuchtdioden 1.

Die Abmessungen der Unterbrechungen 8, d.h. im Falle von kreisförmigen Unterbrechungen ihre Radien, sind kleiner bemessen als die Abmessungen der Leuchtdioden 1 in der Ebene ihrer Anordnung. Vorzugsweise beträgt der Radius der Unterbrechungen 8 maximal die Hälfte des Radius der Leuchtdioden 1, so dass das Verhältnis zwischen lichtdurchlässigem Bereich 8 und lichtundurchlässigem Bereich 6 relativ klein wird. Auf diese Weise wird der Fremdlichteinfall 5 in einem Großteil der Abdeckplatte 2 daran gehindert, auf die hinter der Abdeckplatte 2 angeordneten Leuchtdioden 1 zu treffen und dort durch Reflexion das eingangs erläuterte Phantomlicht zu erzeugen. Andererseits wird die Abstrahlcharakteristik der Leuchtdioden 1 derart gewählt, dass der Hauptanteil des von ihnen abgestrahlten Lichts 4 durch die Unterbrechungen 8 in der lichtundurchlässigen Schicht 6 gelangt. Der Abstrahlwinkel &agr; der Leuchtdioden 1 wird dabei der jeweiligen Anwendung entsprechend gewählt und liegt in einer bevorzugten (aber nicht einschränkenden) Ausführungsform etwa zwischen 20° und 25°.

Um für den Betrachter die auf der Anzeigevorrichtung darzustellenden Informationen noch deutlicher anzuzeigen, weist die lichtundurchlässige Schicht 6 auf der Abdeckplatte 2 zumindest auf der den Leuchtdioden 1 abgewandten Seite einen geringen, möglichst sehr geringen Reflexionsgrad auf. Dies kann durch eine geeignete Materialauswahl dieser Schicht 6 selbst, wie beispielsweise durch eine schwarze Lackschicht, oder durch eine weitere Zusatzbeschichtung mit reflexionsarmen Eigenschaften erreicht werden. Hierdurch wird auf einfache Weise und ohne zusätzliche technische Maßnahmen verhindert, dass Fremdlicht 5 an der Abdeckplatte 2 reflektiert wird und somit die eigentliche Information, welche durch die aktiv leuchtenden Leuchtdioden 1 dargestellt werden soll,

für den Betrachter nur schlecht oder überhaupt nicht erkennbar ist. Für den Betrachter sind vielmehr trotz Fremdlichteinfall nur die beabsichtigten Bildpunkte der darzustellenden Information sichtbar.

Neben ihrer Funktion der Reduzierung des Fremdlichteinfalls 5 auf die Leuchtdioden 1 erfüllt die vor den Leuchtdioden angeordnete Abdeckplatte 2 mit der lichtundurchlässigen Schicht 6 noch einen weiteren Zweck. Die Leuchtdioden 1 werden durch die geschlossene, d.h. keine Löcher oder dergleichen Durchbrechungen aufweisende Abdeckplatte 2 gegen äußere Einflüsse, wie mechanische Beschädigungen, wirksam geschützt. Zusammen mit der Platine, auf der die Leuchtdioden 1 angebracht sind, bildet die Abdeckplatte 2 ein Gehäuse für die Leuchtdioden 1.

Oben wurde zunächst der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung beschrieben, nämlich die Anordnung einer transparenten, eine geeignete Beschichtung aufweisenden Abdeckplatte vor den Leuchtdioden. In der beiliegenden Zeichnung ist demgegenüber ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die transparente Abdeckplatte 2 an ihrer den Leuchtdioden 1 zugewandten Seite 2a für jede der mehreren Leuchtdioden 1 eine entsprechende Ausnehmung 3 auf. Im zusammengebauten Zustand der Anzeigevorrichtung ragen die Leuchtdioden 1 in die jeweiligen Ausnehmungen 3 hinein, wie dies in der Figur zu sehen ist.

Die Tiefe dieser Ausnehmungen 3 ist bevorzugt größer bemessen als die Hälfte der Dicke der Abdeckplatte 2. Dennoch werden die Leuchtdioden 1 üblicherweise nicht mit ihrer gesamten Länge in die Ausnehmungen 3 hineinragen, sondern zumindest mit den Anschlüssen ihrer Elektroden aus der Fläche 2a der Abdeckplatte 2 vorstehen. Außerdem müssen die Leuchtdioden 1 nicht notwendigerweise, wie dies in der Figur dargestellt ist, bis an den Innenrand der Ausnehmung 3 anstoßen, sondern können auch einen gewissen Abstand dazu aufweisen. Die Ausnehmungen 3 können beispielsweise die Form einer Sacklochbohrung besitzen, wie in der Figur angedeutet, können aber auch beliebige andere Formen annehmen und insbesondere in ihrem Profil auch der Geometrie der Leuchtdioden 1 angepasst sein.

Durch die Ausnehmungen 3 werden die Leuchtdioden 1 auf die Unterbrechungen 8 in der lichtundurchlässigen Schicht 6 zentriert. Außerdem können diese Ausnehmungen 3

bereits während des Fertigungsprozesses der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung als Justagemarkierungen für die Leuchtdioden 1 verwendet werden.

Die Leuchtdioden 1 können ferner entweder nur lose in die Ausnehmungen 3 hineinragen, wobei ihre Anordnung durch die feste Anordnung von Platine und Abdeckplatte zueinander fixiert ist, oder mittels einer geeigneten transparenten Vergussmasse fest mit der Abdeckplatte 2 verbunden werden. Das Vergießen hat den Vorteil einer insgesamt stabileren Anordnung, nachteilig ist allerdings der höhere Aufwand zum Beispiel beim Auswechseln defekter Leuchtdioden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel mit den Ausnehmungen 3 in der Abdeckplatte 2 sind die Abmessungen der Unterbrechungen 8 in der lichtundurchlässigen und reflexionsarmen Schicht 6 kleiner bemessen als bei der Ausführungsform ohne Ausnehmungen 3, so dass auch hier der Fremdlichteinfall auf die Leuchtdioden 1 deutlich verringert und gleichzeitig eine hohe Abstrahlleistung der Anzeigevorrichtung gewährleistet werden kann, was eine sichere Anzeige von Informationen ermöglicht.

Wie bereits oben beschrieben, kann die Abdeckplatte mit der lichtundurchlässigen Schicht 6 insbesondere auch als Verbundsystem aus einer transparenten Platte mit einer aufgeklebten lichtundurchlässigen Folie oder dergleichen ausgebildet sein.

Insgesamt wird der Fachmann je nach Anwendungsfall ohne Probleme die geeigneten Abmessungen für die Ausnehmungen 3, die Unterbrechungen 8 in der lichtundurchlässigen Schicht 6 und die Eindringtiefe der Leuchtdioden 1 in die Ausnehmungen 3 auswählen.

Die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet zur Anzeige von Informationen im Straßenverkehr und dergleichen, wo aus Sicherheitsgründen der Effekt des Phantomlichts verhindert werden muss und die dargestellten Informationen auch noch in größeren Entfernungen von der Anzeigevorrichtung vom Betrachter ablesbar sein sollen. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung aber für alle Anwendungen geeignet, bei denen es auf die Vermeidung bzw. Reduzierung des Fremdlichteinfalls ankommt.

Claims

1. Anzeigevorrichtung mit mehreren, in einer Ebene angeordneten Leuchtdioden (1) und einer Abdeckplatte (2) aus einem transparenten Material, welche parallel zu der Ebene der mehreren Leuchtdioden (1) und in Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden angeordnet ist, wobei die den Leuchtdioden (1) abgewandte Seite (2b) der Abdeckplatte (2) eine lichtundurchlässige Schicht (6) mit mehreren Unterbrechungen (8) derart aufweist, dass jeder Leuchtdiode (1) eine Unterbrechung (8) zugeordnet ist und die Abmessungen der Unterbrechungen kleiner als die Abmessungen der Leuchtdioden sind.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtundurchlässige Schicht (6) zumindest auf der den Leuchtdioden (1) abgewandten Seite einen sehr geringen Reflexionsgrad aufweist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtundurchlässige Schicht (6) eine Beschichtung oder eine Folie ist.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (2) aus einem transparenten Kunststoffmaterial geformt ist.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, die Abdeckplatte (2) in der den Leuchtdioden zugewandten Seite (2a) für jede der mehreren Leuchtdioden eine Ausnehmung (3) aufweist, in die die jeweilige Leuchtdiode (1) hineinragt.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausnehmungen (3) in der Abdeckplatte (2) mehr als die Hälfte der Dicke der Abdeckplatte (2) beträgt.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (1) in den Ausnehmungen (3) mittels einer transparenten Vergussmasse befestigt sind.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Leuchtdioden (1) zur Darstellung eines Bildpunktes als Leuchtdiodengruppe zusammengefasst sind.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtdiodengruppen als Modul der Anzeigevorrichtung zusammengefasst sind.