DE8816551U1

DE8816551U1 - Leuchtanzeigeanordnung

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Publication number: DE8816551U1
Application number: DE8816551U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1989-11-09

Description

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Leuchtanzeigeanordnung

Die Erfindung wurde zunächst für farbig leuchtende Beschriftungen von KFZ-Bordcomputer-Bedienfeldern entwickelt, vor allem um sie in der Nacht leicht bedienen zu können. Die Erfindung ist aber weit darüber hinaus von Bedeutung, - nicht nur für Anzeigen an Computer schlechthin, sondern für alle Arten von Anzeigen, also z.B. auch für Radio- und TV-Skalen, Anzeigetafeln von Fernbedienstationen beliebiger Branchen, selbst für Roboter-Steuerungen und sonstige Steuerungen - also nicht nur für Fahr zeuge und Flugzeuge und Schiffe.

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Hauptanspruches

definierten Leuchtanzeigeandordnung aus, welche für sich z.B. durch die DE-C2(PS)-33 17 807, insbesondere FIG. 2 und FIG. 5 bis 8, vorbekannt ist und welche der US 4 734 918 entspricht.

Schon bei dieser bekannten Leuchtanzeigeanordnung war es ein Hauptproblem, vgl. die dort angegebene Aufgabe, auf eine mög liehst geschickte Weise eine farblich leuchtende Anzeige zu er zeugen. Solche farbigen Anzeigen sind oft leichter ablesbar als weiß leuchtende Anzeigen, z.B. bei Nacht in Panelen von KFZ. Dazu wurde in der bekannten Leuchtanzeigeanordnung zwischen einer Glühbirne, welche die zentrale Leuchtquelle bliest, einer- seits und dem Lichteintrittsende der Lichtleiter andererseits ein farbiges Band als Lichtfilter befestigt.

Eigene Untersuchungen zeigten inzwischen eine Reihe von Nachteilen dieser bekannten Leuchtanzeigeanordnung, welche durch die Erfindung vermieden, zumindest aber reduziert werden sollen.

Nachteilig erwies sich vor allem der relativ hohe Aufwand und die damit verbundenen Kosten, ferner die zu geringe Lebensdauer bzw. zu geringe Zuverlässigkeit der Glühbirnen und damit zu häufige Reparaturbedürftigkeit, sowie die unnötig hohen Verluste an Licht und vor allem an elektrischer Energie, was zusätzlich zu unerwünschten / unnötigen Wärmeverlusten führt:

Nachteilig erwies sich nämlich z.B., daB ein farbiges Band als

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Lichtfilter relativ aufwendig, vgl. dort die FIG. 5 und 6, zwischen der Glühbirne und den Lichtleitern zu befestigen ist.

Außerdem geht dort viel Licht verloren, und zwar einerseits wegen des Lichtfilters, der einen Teil des emittierten sichtbarer Lichtspektrums dämpft, und andererseits, weil die dort verwendete zentrale Glühbirne als Leuchtquelle von Haus aus mehr oder weniger eine Rundstrahlcharakteristik aufweist, so daß schon deswegen ein hoher Anteil des von dieser Leuchtquelle emittierten Lichtes verloren geht, falls nicht z.B. mittels entspre chender Spiegel an der Glühbirne, ganz besondere zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, also ein besonders hoher Aufwand auch hierfür getrieben wird.

Überdies ist die Lebensdauer einer solchen Glühbirne relativ kurz - selbst eine Langlebensdauer-Glühbirne brennt durchschnittlich nur viel kürzer als 10 000 Stunden lang und muß dann ausgetauscht werden. Sie hat überdies eine relativ hohe Verlustleistung, bzw. einen kleinen Wirkungsgrad, vor allem wenn ihr Licht noch zusätzlich gefiltert wird und damit große Anteile des emittierten Lichtspektrums durch die Filterung wieder unterdrückt werden.

überdies ist eine solche Glühbirne auch relativ teuer und trotzdem noch besonders während ihres Betriebes relativ stoßempfindlich.

Daneben ist durch offenkundige Vorbenutzung - nämlich im sogenannten Bordcomputer BC IV, welcher insbesonder ir KFZ verwen- det wurde und wird - eine weitere Leuchtanzeigeanordnung bekannt, die voll dem Oberbegriff des Hauptanspruches entspricht. Dort wurde das Problem, eine farbig leuchtende Anzeige zu erhalten, statt durch ein farbiges Band als Lichtfilter, durch Einfärbung des Lichtleitermaterials gelöst, so daß das dori eben- falls von einer Glühbirne emittierte Licht, gefiltert durch die dort gelbe bzw. orange Farbe der Lichtleiter, gelb bzw. orange leuchtende Leuchtsegmente ermöglicht. Aber auch diese bekannte Leuchtanzeigeanordnung hat den Nachteil, daß sie eine Glühbirne mit von Haus aus an sich Rundstrahlcharakt.eristik aufweist, so

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daß nur durch einen erhöhten Aufwand »on Spiegeln Lichtverluste bei der Einkopplung des emittierten Lichtes in die Lichtleiter einigermaßen reduziert werden. Überdies strahlt auch diese Glüh birne ein breites Lichtspektrum aus, von dem durch Filterung in ■⁵ den farblichen Lichtleitern nur ein Bruchteil der abgestrahlten Lichtenergie letztendlich das farbige Leuchten der Leuchtsegroente bewirkt. Auch hier ist die Glühbirne besonders während ihres Betriebes stoßempfindlich, hat überdies eine relativ kurze Lebensdauer und ist überdies noch relativ teuer. 10

Die Aufgabe der Erfindung, nämlich

- im Vergleich zum Stand der Technik, den höh«·; Aufwand für die farbig leuchtende Leuchtanzeigeanordnung zu verringern und trotzdem zusätzlich die Zuvei lässigkeit und die Lebensdauer zu vergrößern sowie

die Verluste von Licht und elektrischer Energie zu verringern,
wird durch die im Hauptanspruch definierte Erfindung gelöst.

Die Erfindung hat nämlich den Vorteil,

- den Aufwand an elektrischer Energie zum Betrieb der zentralen Leuchtquelle im Vergleich zu einer Glühbirne zu verringern,

- trotzdem den Aufwand zur Einfärbung der Lichtleiter oder zur Anbringung eines farbigen Bandes als Lichtfilter unterlassen zu können, weil die Diode von Haus aus ein farbiges Licht abstrahlt,

- darüberhinaus sogar eine normale Lebensdauer der zentralen Leuchtquelle von 10 000 Stunden und mehr, also z.B. auch 100 000 Stunden, zu erreichen, weicht

z.B. die Betriebsdauer eines normalen KFZ sogar üb^j steigt, so daß im Regelfall keine Reparatur oder Erneuerung der zentralen Leuchtquelle wahrend der gesamten Lebensdauer des KFZ nötig wird, falls die Leuchtanordnung, insbesondere im Panel, des KFZ an

gewendet wird, wodurch entsprechend Verärgerungen von Benutzern der Erfindung wirksam vermieden, zumindest verringert werden können,

- hohen Verluste an Licht durch Weglassen eines Licht

Üb

filters zu vermeiden,

- darüberhinaus eine weniger stoßempfindliche Leuchtanzeigeanordnung als die bekannten, mit einer Glühbirne betriebenen Leuchtanzeigeanordnung zu bieten, und

- überdies eine im Vergleich zum Preis dieser Glühbirne viel billigere Diode verwenden zu können.

Die Erfindung bietet also eine überraschende Kombination von Vorteilen, obwohl zur Realisierung der Erfindung ein besonders geringer Aufwand ausreicht.

Die in den Unteransprüchen angegebenen zusätzlichen Maßnahmen gestatten, zusätzliche Vorteile zu erreichen. Unter anderem ge statten nämlich die Maßnahmen gemäß Schutzanspruch

2, die verschiedenen Lichtleiter gemeinsam als einen einzigen Körper herzustellen, wodurch die Montage der Leuchtanzeigeanordnung, insbesondere die Justierung der Lichtleiter gegenüber der zentralen Diode, stark erleichtert wird. Überdies neigt ein derart kompakter, gemeinsam alle Lichtleiter gleichzeitig bildender Körper weniger dazu, daß, wenn Vibrationen die Befestigung eines der Lichtleiter lockerten, die Justierung dieses Lichtleiters gegenüber der zentralen Diode und gegenüber dem an den Lichtleiter angeschlossenen Leuchtsegment gestört wird; überdies wird durch diese Weiterbildung der Erfindung die erstmalige Justierung der durch den Körper gebildeten Lichtleiter gegenüber der Keule der zentralen Diode erleichtert, 3, eine besonders einfache Herstellung des Lichtleiters, sowie besonders geringe Lichtverluste im Lichtleiter zu ermöglichen,

und 5, mit besonders geringem Aufwand eine zuverlässige Weiterleitung des Lichts selbst um scharfe Ecken, ja selbst bei 'Änderungen der Lichtrichtung um nahezu

180', mit besonders geringen Verlusten trotz geringem Aufwand für die Herstellung dieses Lichtleiters zu ermöglichen, 6, auf besonders einfache Weise eine Auskopplung des

Lichtes aus einem tangential am Leuchtsegment vorbeigehenden Lichtleiter zu ermöglichen, so daß der Lichtleiter sogar noch zu weiteren Leuehtsegmenten verlegt werden und auch diese weiteren Leuchtsegmente leuchten lassen kann,

7, die Leuchtstärke der vom betreffenden Leuchtsegment abgegebenen Strahlung zu steuern,

8, die betreffenden Leuchtsegmente mittels der weiteren Leuchtquellen besonders hell, und/oder andersfarbig, leuchten oder auch blinken lassen zu können,

9, auf besonders einfache Weise die Montage der Leuchtanzsiy&egr;anordnung zu ermöglichen - v»as nämiirh hier erst recht viel einfacher als bei der Befestigung einer Glühbirne als zentrale Leuchtquelle möglich ist, 10, eine besonders hohe Stabilität der Lichtleiter, auch des eventuell durch alle Lichtleiter gemeinsam gebildeten Körpers, zu ermöglichen, was nicht nur dis Bruchfestigkeit dieser Lichtleiter verbessert, sondern auch deren Steifigkeit und Unempfindlichkeit gegen Vibratio nen, so daß besonders diese Weiterbildung der Erfin dung für einen sehr rauhen Betrieb geeignet ist, also z.B. für die Anbringung dieser Leuchtanzeigeanordnung selbst in stark vibrierenden Roboterarmen, in Greifern und in Schaufeln von Baufahrzeugen,

H₁ sine raumsparende Halterung für die zentrale Diode zu

bieten, sowie

12, die Keule der Diode und die Bedürfnisse der Lichtleiter zur Optimierung der Lichtausbeute aneinander anpassen zu können.

Die Erfindung ist also nicht auf die Anwendung in einem KFZ beschränkt, sondern eignet sich darüberhinaus selbst für so rauhe Arbeitsbedingungen, wie sie in einem KFZ normalerweise nie vorkommen. 35

Die Erfindung wird anhand der in den FIGUREN gezeigten Beispiele weiter erläutert. Dabei zeigt die FIG.

1, schematisch die idealisierte Abstrahlcharakteristik eines Licht emittierenden Diodenbeispiels, also ihre

Keule,

2, ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die verschiedenen Lichtleiter gemeinsam einen einzigen Körper bilden, in des sie einen gemeinsamen Lichtleiter-Einkoppe.¹ abschnitt aufweisen,

3 und h eine Variante des, auch hier einen einzigen gemeinsamen Körper bildenden, Lichtleiter-Einkoppelabschnittes, der hier zusätzlich große versteifende Seitenteile bzw. Verdickungen aufweist, und zwar aus zwei verschiedenen, zueinander senkrechten Betrachtungsrichtungen, sowie

5, ein Beispiel mit Lichtleitern, die keinen gemeinsamen Körper hilden, sondern bei denen jeder für sich einen eigenen Körper bildet.
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Die FIG. 2 zeigt also ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die übr gen FIGUREN Beispiele von mehr oder weniger abgewandelten Details des in FIG. 2 gezeigten Ausfiihrungsbeispiels

zeigen.
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Die Erfindung weist also eine Anzeigefläche auf, vgl. F in FIG. 2, wobei - hier in Fenstern de; Anzeigefläche F - farbig leucht fähige Leuchtsegmente A angebracht sind.

Darüber hinaus ist eine zentrale Leuchtquelle D angebracht, die bei der Erfindung eine Halbleiterdiode D ist, welche im Betrieb farbiges Licht abgibt, vgl. FIG. 1 bis 3 und FIG.5. Erfindungsgemäß wird hierzu eine solche zentrale Diode D gewählt, die von Haus aus dann ihr Licht in einer Keule K gebündelt, also in einer ausgeprägten Vorzugsrichtung K abstrahlt. Diese Diode D kann also z.B. durch ein Halbleiterbauelement D sein, das unter der Bezeichnung LED bekannt ist. Im Prinzip sind jedoch auch andere, im Betrieb ein farbiges Licht emittierende Halbleiterdioden O für die Erfindung geeignet, solange diese ihr Licht mehr oder weniger in einer Keule K gebündelt und damit in einer ausgeprägten Vorzugsrichtung abstrahlen können.

Ferner sind erfindungsgemäß mehrere Lichtleiter L - in den FIG. 2 bis 5 sind jeweils zwei solche Lichtleiter L gezeigt - ange-

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bracht, die aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt sind und die im Betrieb jeweils den Lichtstrom von der allen diesen Lichtleitern L gemeinsamen zentralen Diode D zu jeweils zumindest mehreren der Lichtleiter L gleichzeitig leiten, und zwar in Richtung zu den Leuchtsegmenten A auf der Anzeigefläche F leiten. Dabei sind diese Lichtleiter L so angeordnet, daß deren Lichteintrittsende mehr oder weniger gebündelt, z.B. mehr oder weniger sternförmig, zur zentralen Diode D hin zusammenlaufen, vgl. die Lichteintrittsflächen I an den Lichteintritts- enden E bzw. W in den FIG. 2 bis 5. Die Keule K der Diode D fluchtet dabei mehr oder weniger mit der optisch wirksamen Lichtleitrichtung in den Lichteintrittenden E bzw. W, d.h. die Ebene der Lichteintrittsfläche I ist jeweils mehr oder weniger senkrecht zur Keule/Vorzugsrichtung K der Diode D, und zwar innerhalb der Keule K, angeordnet.

Bei der Erfindung sind daher keine optischen Lichtfilter nötig, um ein farbiges Licht aus den mehr oder weniger weißen Licht einer Glühbirne auszufiltern. Statt dessen wird bei der Erfin dung eine Diode D benutzt, die von Haus aus farbiges Licht emittiert. Wie noch im einzelnen gezeigt wird, ist damit nicht nur der Aufwand zur Herstellung der farbig leuchtfähigen Leuchtanzeigeanordnung deutlich verringert. Es ist trotz dieser Verringerung zusätzlich die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Leuchtanzeigeanordnung vergrößert, wobei darüber hinaus die Verluste an Licht und an elektrischer Energie verringert sind:

Die Erfindung hat nämlich u.a. den Vorteil, daß der Aufwand an elektrischer Energie zum Betrieb der Diode klein ist im Vergleich zum Betrieb einer Glühbirne.

Außerdem ist bei der Erfindung unnötig, aufwendig die Lichtleiter L einzufärben, um das farbige Leuchten der Leuchtsegmente A zu erreichen. Außerdem ist bei der Erfindung unnötig, aufwendig ein farbiges Band als Lichtfilter zwischen die zentrale Leuchtquelle D und die Lichtleiter L einzufügen, um die Farbigkeit des Lichts der Leuchtsegmente A zu erreichen.

Darüberhlnaus vermeidet die Erfindung die hohen Verluste an

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!. .!8. *··* «· ·· ·· Licht, welche bei der Verwendung von Glühbirnen wegen deren Rundstrahlcharakteristik und wegen des zusätzlichen Bedarfs eines Lichtfilters auftreten. Weil bei der Erfindung die Diode D ihr von Haus aus farbiges Licht ohnehin mehr oder weniger stark gebündelt abstrahlt, kann nämlich die Anwendung von Parabolspiegeln o.dgl. entfallen, welche bei Anwendung einer Glühbirne zur Korrektur von deren Rundstrahlcharakteristik notig sind - wobei beim Stand der Technik trotz solcher Spiegel häufig noch erhebliche Lichtverluste dadurch auftreten, daß größere Lichtmengen an den Lichteintrittsflächen I der Lichtleiter L vorbei auf lichtabsorbierende Flächen der Umgebung zu leiten sind.

Darüber hinaus beträgt die normale Lebensdauer der erfindungs-

gemäß anzuwendenen Diode D ohne besonderem Zusatzaufwand unschwer jeweils 10 000 Stunden und mehr, also z.B. 100 000 Stunden, jedenfalls sehr viel mehr als die Lebensdauer einer Glühbirne von nur wenigen 1000 Stunden. Die Anzahl der Reparaturen bzw. Erneuerungen der zentralen Leuchtquelle D während der ge samten Benutzungsdauer der Leuchtanzeigeanordnung - bzw. der Einrichtung, an der die Leuchtanzeigeanordnung angebracht wird - ist also bei der Erfindung sehr viel geringer, als wenn eine Glühbirne statt der Diode D verwendet würde. Falls die Erfindung in einem KFZ verwendet wird, z.B. in dessen Bordcomputer oder Anzeigeinstrumenten des Instrumentenpanels, übersteigt die Erfindung im allgemeinen die Lebensdauer dieses KFZ, so daß durch die Erfindung im allgemeinen ke'ine (die Benutzer der Leutanzeigeanordnung oft stark verärgernde) Reparatur bzw. keine Erneuerung der Glühbirne während der Lebensdauer des KFZ mehr nötig ist - im Gegensatz zu einer Glühbirne, die während der Lebensdauer dieses KFZ normalerweise abrupt defekt wird und damit die Benutzer dementsprechend oft gründlich verärgern kann.

Darüberhinaus ist die Erfindung weniger stoßempfindlich als die bekannten Leuchtanzeigeanordnungen mit Glühbirne, well bei der Erfindung die stoßempfindliche glühende Glühwendel vermieden wird, die im allgemeinen um so stoßempfindlicher wird Je langer sie bereits im Betrieb war und die dann zu einem abrupten tota-

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len Ausfall neigt. Die Erfindung wird also bei zunehmenden Alter nicht im selben Maße stoßempfindlicher wie eine Glühbirne.

überdies ist die Erfindung sogar unschwer billiger herzustellen als die bekannten Leuchtanzeigeanordnungen. Eine LED-Diode D kostet nämlich nur einen Bruchteil einer Glühbirne, - ganz abgesehen von den sonstigen Reduzierungen des Aufwands bei der Erfindung, nämlich vor allem das Weglassen eines Lichtfilters und von Spiegeln, die das Glühbirnenlicht mehr oder weniger bündeln, sowie ganz abgesehen davon, daß die Diode D eine höhere Lebensdauer und damit geringere Reparaturbedürftigkeit bzw. Erneuerungsbedürftigkeit als eine Glühbirne aufweist - wodurch der Benutzer, also z.B. ein KFZ-Fahrer, nicht mehr oder zumindest seltener als bisher durch Defekte an der Leuchtanzeigean-

Ordnung verärgert wird.

Die Erfindung bietet also eine überraschende Kombination von Vorteilen trotz der erheblichen Verringerung des Aufwands.

Die Erfindung gestattet darüberhinaus, die Einzelheiten der Dimensionierung extrem zu variieren und dem jeweiligen Bedarf optimal anzupassen. Die Erfindung ist also nicht auf einem ganz engen Anwendungsfall beschränkt.

so können bei der Erfindung alle - oder mehrere - der Lichteintrittsenden E der Lichtleiter L, vgl. FIG. 5, mehr oder weniger parallel nebeneinander angeordnet sein und z.B. durch steife oder elastische Halterungen an der Anzeigefläche F befestigt sein. Hierbei kann auch zwischen der Llchteintrittsfläehe I und der Diode D einzelner Lichtleiter L (jeweils) eine Blende angebracht sein, z.B. eine als Blende dienende, elektrisch steuerbare LCD-Schicht, so daß einzelne der Lichtleiter L dann bei Bedarf keinen Lichtstrom aus der Diode D aufnehmen können - z.B. um eile an die betreffende Lichtleitung L angeschlossenen Leuchtsegmente A gleichzeitig nichtstrahlend oder

S stark geschwächt strahlend zu machen,

j Statt dessen können aber auch alle - oder mehrere - dieser

Lichteintrittsenden E gemeinsam durch einen einzigen Lichtlei-

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ter-Einkoppelabschnitt W gebildet werden, vgl. FIG. 2, dessen Lichteintrittsfläche I in der Keule K mehr oder weniger senkrecht zur Abstrahl-Vorzugsrichtung K der Diode D ausgerichtet ist. Dabei kann das Lichtaustrittsende dieses Lichtleiter-Einkoppelabschnittes W durch Verzweigen in die einzelnen Fortset zungen der Lichtleiter L übergehen, wobei diese Fortsetzungen ihrerseits zu den Leuchtsegmenten A führen, vgl. besonders FIG. 2. Bei einer solchen Weiterbildung der Erfindung können also die verschiedenen Lichtleiter L gemeinsam als ein einziger kom pakter zusammenhängender Körper hergestellt werden, was auch die Montage dieser Lichtleiter L an der Anzeigefläche F erleichtert und was auch die Justierung der Lichteintrittsfläche I gegenüber der Diode D erleichtert, - z.B. weil die Sorgfalt der Justierung der Lichtleiterenden E, vgl. FIG. 5, gegenüber der Diode D weitgehend wegfällt. In der Praxis neigt nämlich ein Ausführungsbeispiel gemäß FIG, 5 dazu, daß sich ein Spalt zwischen den Lichteintrittsenden E bildet, wobei dann das Licht der Diode D gerade im Bereich der höchsten Lichtintensität der Keule K nicht mehr von einer Lichteintrittsfläche I erfaßt wird, sondern zu Lichtverlusten führt. Diese Sorgfalt kann also bei einer Herstellung der Lichteintrittsenden E als kompakten Lichtleiter-Einkoppelabschnitt W gemäß FIG.2 praktisch wegfallen.

überdies neigt ein derart kompakter, gemeinsam alle Lichtleiter gleichzeitig bildender Lichtleiter-Einkoppelabschnitt W weniger dazu, daß Vibrationen oder Stoße die Justierung der Lichtleitereintrittsenden E bzw. W gegenüber der Diode D stören - besonders wenn sich durch solche Vibrationen bzw. durch einen Stoß die befestigung eines der Lichtleiter L mehr oder weniger lockert. Wt-nn alle Lichtleiter einen gemeinsamen kompakten Lichtleiter-Einkoppelabschnitt W &ufweisen, hat vor allem die Lockerung der Halterung e.ines einzelnen Lichtleiters L im allgemeinen keinen Einfluß mehr auf die Justierung gegenüber der Diode D.

Bei der Erfindung können für die Lichtleiter L - und damit für den Lichtleiter-Einkoppelabschnitt W, wenn ein solcher angebracht ist - zwar auch farbige Materialien verwendet werden.

.··..". ."..".bei G 1564 P DF,

Normalerweise ist aber zur Verringerung von Lichtverlusten in den Lichtleitern L zu empfehlen, die Lichtleiter aus zumindest weitgehend farblosem Material herzustellen, genauer: aus für die betreffende Lichtwellenlämge dämpfungsarmen Material. Dann ist die optische Dämpfung in den Lichtleitern L und der Aufwand an elektrischer Energie besonders gering, bzw. das Verhält!'s der Leuchtstärke der Leuchtsegmente A zum Bedarf an elektrischer Energie der Diode D ist dann besonders günstig.

Auch die Formgebung der Lichtleiter L ist bei der Erfindung vorteilhafterweise nicht starr auf nur eine Möglichkeit eingeschränkt. Stattdessen können die Lichtleiter z.B. um Ecken herumgeführt werden, ja sogar Biegungen bis zu 180* aufweisen oder

z.B. spiralig geformt sein.
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Besonders wenig Lichtverluste treten an solchen Biegungen der Lichtleiter L auf, wenn zumindest bei einem Teil jener Lichtleiterabschnitte, die Biegungen oder Ecken darstellen, an der Lichtleiteraußenseite spiegelnde bzw. reflektierende Flächen angebracht sind, vgl. FIG. 2, 3 und 5. Diese Flächen können z.B. dadurch besonders stark spiegeln bzw. reflektieren, wenn der betreffende Lichtleiter L an diesem Lichtleiterabschnitt nicht in einem Bogen, sondern geknickt geführt wird, vgl. FIG bis 5, besonders wenn diese Knickung an ihrer Lichtleiteraußenseite einen Spiegel S, z.B. eine Tietallische Bedampfung 5, aufweist.

Wenn die Leuchtsegmente A nicht an der Stirnfläche, also nicht am Ende des Lichtleiters L angebracht sind, sondern seitlich vom jeweiligen Lichtleiter L, ist die Auskopplung des Lichtes aus den betreffenden Lichtleitern L bei den Leuchtsegmenten A besonders leicht dadurch möglich, daß die Lichtleiter L seitlich im Bereich der betreffenden Leuchtsegmente A oberflächlich so aufgerauht bzw. so gekerbt sind, wodurch in diesem Bereich A zumindest ein Teil des im betreffenden Lichtleiter L geleiteten Lichts durch diese Leuchtsegmente A zum Betrachter hin austreten kann. Diese Ausgestaltung der Leuchtsegmente A hat zudem den Vorteil, daß das restliche, dort nicht aus dem Lichtleiter L ausgekoppelte Lieht auch noch zu weiteren Leuchtsegmenten A

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&iacgr; durch Fortsetzen dieses Lichtleiters L weitergeieitet werden kann, so daß ein einzelner Lichtleiter L mehrere Leuchtsegmente A r' umlich hintereinander gleichzeitig mit Licht versorgen kann. Damit die noch weiteren Leuchtsegmente A ebenfalls recht flell strahlen können, können die Rauhigkeiten bzw. Kerben auf dem Lichtleiter L stärker, tiefer und/uder dichter sein, wodurch bei Bedarf auch erreichbar ist, daß alle längs einer Lichtleitung L liegenden Leuchtsegmente A gleichzeitig gleich hell leuchten. 10

Die Erfindung gestattet auch, die Leuchtstärke der Leuchtsegmente A zu steuern, z.B. indem über der zu dem Betrachter gerichteten Oberfläche des Leuchtsegmentes A jeweils eine - die Leuchtstärke steuernde - Blende angebracht ist. Eine solche J-⁵ Blende braucht nicht unbedingt eine mechanische Blende z*u sein. Sie kann auch z.B. durch ein elektrisch gesteuertes LCD-Fenster, also auch durch eine elektrisch gesteuerte nichtmechanische Blende gebildet sein.

Einzelne Leuchtsegmente A der verschiedenen Leuchtsegmente A können übrigens für besondere Betriebsfälle zu besonders starkem Leuchten - z.B. zu besonders hellem Leuchten und/oder auch zu überlagert andersfarbigen Leuchten - gebracht werden, wenn diese seitlich vom Lichtleiter angebrachten Leuchtelemente A durch weitere Leuchtquellen Z angestrahlt werden, vgl. FIG 2. Diese weiteren Leuchtquellen Z können z.B. wieder durch Licht emittierende Dioden Z - also z.B. durch LED-Dioden Z gleicher oder ähnlicher Art wie die zentrale Diode D - gebildet sein, wobei diese weiteren Leuchtquellen Z entweder gleichfarbig, aber evtl. auch andersfarbig, als die zentrale Diode D strahlen können. Diese weiteren Leuchtqueilen Z haben vorzugsweise ebenfalls keulenförmige Abstrahl-Charakteristiken gemäß FIG. 1 und sind abseits der zentralen Diode D angebracht. Das Licht dieser weiteren Leuchtquellen Z durchstrahlt in diesen Sonderbetriebs fällen im Bereich der betreffenden Leuchtsegmente A mehr oder weniger senkrecht den betreffenden Lichtleiter L, d.h. das Licht der weiteren - z.B. einzeln steuerbaren - Leuchtquellen Z trifft mehr oder weniger senkrecht auf eine zurückwärtige Seitenfläche des betreffenden Lichtleiters L und durchdringt dort

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diesen Lichtleiter L mehr oder weniger senkrecht zur Lichtleiterachse, so daß das Licht der betreffenden weiteren Leuchtquelle Z durch das Leuchtsegment A zum Betrachter strahlen kann. Diese zusätzlichen, im allgemein einzeln für sich steuerbaren Leuchtquellen Z gestatten also, einzelne ihnen zugeordnete Leuchtsegmente A besonders hell und/oder auffallend andersfarbig leuchten oder blinken zu lassen, - z.B. um einen KFZ-Fahrer auf sich aufmerksam zu machen.

Alle Leuchtquellen - also sowohl die zentrale Diode D als bei j Bedarf auch die zusätzlichen Leuchtquellen Z, falls solche anj gebracht sind - können in eine Leiterplatte P gesteckt sein, vgl. FIG. 2, und dort, z.B. durch Schwallöten, befestigt sein. Damit ist die Montage der Leuchtanzeigeanordnung, insbesondere die Befestigung ihrer Leuchtquellen D/Z, besonders einfach vor allem einfacher als bei der Befestigung einer Glühbirne, die als zentrale Leuchtquelle D dienen soll.

In den FIG. 2, 3 und A sind - mehr oder weniger große - versteifende Verdickungen V / Seitenteile V gezeigt, welche ihrerseits im Betrieb an sich kein Licht leiten müssen - jedenfalls höchstens wenig Licht leiten müssen. Diese Verdickungen V / Seitenteile V bilden einen einzigen, gemeinsamen mit dem betreffenden Lichtleiter L aus dem Lichtleitermaterial hergestellten, zusammenhängender Körper L/V. Damit ist eine besonders hohe staoiiität des betreffenden Lichtleiters, also vor allem eine hohe Biegesteifigkeit erreicht, so daß der betreffende Lichtleiter dort weniger brechen kann - vor allem wenn solche Verdickungen V / Seitenteile V an Biegungen / Knicken des Lichtleiters L angebracht sind, vgl. FIG. 2 bis 4. Solche Verdickungen V / Seitenteile V verbessern auch die Steifigkeit und Unempfindlichkeit gegen Vibrationen, so daß diese Weiterbildung oft auch für einen besonders rauhen, schüttelnden und/oder schlagartig erschütternden Betrieb geeignet ist, oft ohne zu allzu häufigen Reparaturen bzw. Erneuerungen der Diode D und/oder der Lichtleiter L zu zwingen. Diese Weiterbildung ist also auch z.B. für die Anbringung in sehr stark vibrierenden Bauteilen geeignet, also z.B. oft auch noch zur Anbringung an vibrierenden oder stoßartig erschütterten Stellen von Robcterarmen, von Greifern

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oder von Schaufeln in Baufahrzeugen oder in vibrierenden und/ oder stoßartig erschütterten Werkzeugen, die an den vibrierenden / erschütterten Steilen mit farbig leuchtenden Leuchtsegmenten A ausgestattet werden sollen. In diesem FallP wird also die Anzeigefläche F durch einen Teil der Oberfläche des betreffenden Werkzeugs oder des betreffenden Baufahrzeugs oder des betreffenden Roboterarmes o.dgl. gebildet, falls dort kein besonderes, eigenes Gebilde als Anzeigefläche F angebracht wird.

Diese Verdickungen V / Seitenteile V können sogar sehr groß gemacht werden, vgl. FIG. 3 und 4. Überdies können diese Verdikkungtin V auch bis in Bereiche "hinter" der Diode D reichen, gesehen von der Verzweigung der Lichtleiter L nahe S: an der Stirnfläche I kann nämlich auch eine bohrungsartige Vertiefung _ mit aus optischen Gründen im allgemeinen zumindest weitgehend ebenem Boden 'in FIG. 3 nicht gezeigt) - angebracht werden, wodurch die Verdickungen / Seitenteile V dann z.B. auch als Buchse verwendet werden kann, in welche die Diode D (ganz oder teilweise) hineingesteckt wird. Dadurch ist die Lage der Diode D in platzsparender Weise gegenüber den Lichtleitern L besonders stabilisiert.

Bei der Erfindung kann überdies der Verlust an Licht vermindert und damit der optische Wirkungsgrad der Leuchtanzeigeanordnung

²^ weiter verbessert werden, daß zumindest eine der Lichteintrittsflächen I, vgl. FIG. 2 bis 5, eine linsenartig uneben geformte Oberfläche I aufweist, welche ihrerseits die Bündelung K des von der zentralen Diode D emittierten Lichtes beeinflußt - z.B. indem diese linsenartige Oberfläche I die von der Diode D kotnmenden Lichtstrahen parallel ausrichtet, vgl. FIG. 2. Durch geschickte Formung der Oberfläche I kann also die Lichtausbeute optimiert werden, d.h. es kann die Keule K der Diode D an die optischen Bedürfnisse der Lichtleitereintrittsenden E bzw. W

optimal angepaßt werden.
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Claims

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Schutzansprüche

1. Leuchtanzeigeanordnung

- z.B. für ein KFZ-Panel (F) -zur farbig leuchtenden Anzeige

a) einer oder mehrerer Beschriftungen (A)

- z.B. der Beschriftung (A) von Drucktasten oder Schaltern in einem Panel (F) - und/oder

b) des Zustandes von Einheiten

- z.B. der Stellung von Schaltern, der Größe der Geschwindigkeit, dem Zustand der Tankfüllung und/oder der Größe der Innen

raumtemperatur eines KFZ -,

mit

- einer Anzeigefläche (F), die farbig leuchtfähige Leuchtsegmente (A) aufweist,

- einer zentralen Leuchtquelle (D), und

- mehreren Lichtleitern (L), die (L) aus lichtdurchlässigem Material hergestellt sind und die (L) jeweils einen Lichtstrom von der allen diesen Lichtleitern (L) gemeinsamen, zentralen Leuchtquelle (D) gleichzeitig zu zumindest mehre ren, wenn nicht gleich allen Lichtleitern (L) und damit in Rictung zu den Leuchtsegmenten (A) auf der Anzeigefläche (F) hin leiten können, wozu diese Lichtleiter (L) nahe ihrem Lichteintrittsende (E, W, mit der Lichteintrittsfläche I) mehr oder weniger gebündelt - z.B. mehr oder weniger stern förmig - zur zentralen Leuchtquelle (D) hin zusammenlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß

- die zentrale Leuchtquelle (D) eine im Betrieb farbiges Licht emittierende Halbleiterdiode (D) ist, die (D) ihr Licht, mehr oder weniger in einer Keule (K) gebündelt, also in einer ausgeprägten Vorzugsrichtung (K), abstrahlen kann, und

- die Keule (K) der Diode (D) auf die optisch wirksame Lichtleitrichtung des Lichteintrittsendes (E, W, mit der Lichteintrittsfläche I) der Lichtleiter (L) zumindest mehr oder weniger ausgerichtet.

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2. Leuchtanzeigeanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß - alle oder mehrere der Lichteintrittsenden (E) der Lichtleiter (L) gemeinsam durch einen einzigen Lichtleiter-Einkoppel abschnitt (W) gebildet werden, dessen Lichteintrittsflache (I) in der Keule (K) mehr oder weniger senkrecht zur Abstrahl-Vorzugsrichtung der Diode (D) ausgerichtet ist, und das Lichtaustrittsende des Lichtleiter-Einkoppelabschnittes (W) durch Verzweigen (nahe S) in die einzelnen Fortsetzungen der Lichtleiter (L) übergeht, die (L) zu den Leuchtsegmenten (A) führen.

3. Leuchtanzeigeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß - die Lichtleiter (L, W) aus zumindest weitgehend farblosem -genauer: für die betreffende Lichtwellenlänge dämpfungsarmen - Werkstoff hergestellt sind.

4. Leuchtanzeigeanordnung nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei einem Teil jener Biegungen oder Ecken bildenden Lichtleiterabschnitte (nahe bei S), an denen ein Lichtleiter (L) abgebogen oder abgewinkelt verlegt - z.B. um eine 90*-Ecke eines

Hindernisses herumgeführt -

wird, an der Lichtleiteraußenseite (S) dieses Lichtleiterabschnittes eine spiegelnde bzw. reflektierende Fläche (S) angebracht 1st.

5. Leuchtanzeigeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (L) an dem betreffenden Lichtleiterabschnitt (S) nicht in einem Bugen, sondern geknickt geführt wird, und - an dieser Knickung die betreffende Lichtleiteraußenseite (S) eine ebene spiegelnde bzw. reflektierende

- also z.B. eine metallisch (S)

bedampfte -Fläche (S) aufweist.

&iacgr;' » ,··, .'·,.". .". .".88 G 1564 P DE

: 1 6. Leuchtanzeigeanordnung nach einem der vorhergehenden ^; Schutzansprüche,

• dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Leuchtsegmente (A) seitlich vom jeweils das Licht zuführenden Lichtleiter (L) angebracht sind, und ein oder mehrere der Lichtleiter (L) im Bereich der Leuchtsegmente (A) oberflächlich so aufgerauht bzw. gekerbt sind, daß in diesem Bereich (A) zumindest ein Teil des im betref-

'■_ fenden Lichtleiter (L) geleiteten Lichts durch diese Leucht-

Segmente (A) austreten kann.

7. Leuchtanzeigenanordnung nach eine« den vorhergehenden Schutzansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß - über der zu einem Betrachter gerichteten Oberfläche eines Leuchtsegmentes (A) eine die Leuchtstärke steuernde Blende angebracht ist.

8. Leuchtanzeigeanordnung nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß weitere, nämlich dezentrale Leuchtquellen (Z)

- z.B. weitere, aber ein anöers fartbiges Licht emittierende uioden (Z) - abseits der die zentrale Leuchtquelle (D) bildenden Diode (D) angebracht sind, und

das Licht dieser weiteren Leuchtquellen (Z) im Betrieb im Bereich von zumindest einzelnen der Leuchtsegmente (A) mehr oder weniger senkrecht auf Seitenflächen der Lichtleiter (L) auftrifft und diese Lichtleiter (L) dort, mehr oder weniger senkrecht zur Lichtleiterachse, durchstrahlt.

9. Leuchtanzeigeanordnung nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Leuchtquellen (D, Z), nämlich zumindest die Diode (D), in eine Leiterplatte (P) gesteckt und durch Schwallöten dort befestigt ist.

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10. Leuchtanzeigeanordnung nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Lichtleiter (L, W) zusammen mit einer oder mehreren versteifenden Verdickungen (V) / Seitenteilen (V), welche (V) ihrerseits im Betrieb an sich kein Licht, oder höchstens wenig Licht, der betreffenden Lichtleiter (I ) leiten müssen, einen einzigen, gemeinsam aus dem Licht leitermaterial hergestellten zusammenhängenden Körper (L, W, V) bilden.

11. Leuchtanzeigeanordnung nach Schutzanspruch 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (V) / Seitenteile (V) eine buchsenartige Vertiefung umfassen, in welche die zentrale Diode (D) zumindest teilweise hineingesteckbar ist.

12. Leuchtanzeigeanordnung nach einem der vorhergehenden Schut&zgr;anSprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

- zumindest eine Lichteintrittsfläche (I) der Lichtleiter (L) oder des Lichtleiter-Einkoppelabschnittes (W) eine linsenartig uneben geformte Oberfläche (i) aufweist, welche (I) die Bündelung (K) des von der Diode (D) emittierten Lichtes beeinflußt.