DE3302157C2 - Beleuchtungseinrichtung für eine reflexiv betriebene passive Anzeige - Google Patents

Abstract

Eine Beleuchtungseinrichtung (2) für eine reflexiv betriebene passive Anzeige (1), insbesondere ein Guest-Host-LCD als Anzeige (1), mit einer Kunstlicht-Lichtquelle (7) soll derart ausgelegt sein, daß zusätzlich zum Lichteinfall aus der Umgebungshelligkeit in Betrachtungsrichtung (2) Licht (15) aus der Lichtquelle (7) in die Anzeige (1) eingestrahlt werden kann, ohne dadurch die Erkennbarkeit der Informationsdarbietung hinsichtlich des Betrachtungs-Blickwinkels oder hinsichtlich des Anzeige-Kontrastes zu beeinträchtigen. Dafür wird die Anzeige (1) in Betrachtungsrichtung (2) hinter einer planparallelen Aufstrahlplatte (4) befestigt, in die das zusätzliche Licht (15) mittels seitlich dagegen versetzter Umlenkwinkelstücke (5) unter derartigem Winkel eingeführt wird, daß an der der Betrachtungsrichtung (2) zugewandten Außenfläche (17) Totalreflexion auftritt und dadurch Licht (15) ohne weitere Brechung in die Anzeige (1) hineinstrahlt. Diese Lichteinleitung von zwei gegenüberliegenden Seiten (8) der Anzeige (1) her erbringt bei rückwärtiger Verbindung der Schenkel (13) der Umlenkwinkelstücke (5) mittels eines Lichtverteilers (6) einen rohrförmigen, im Querschnitt geschlossen-rahmenförmigen und dadurch kompakten und sehr stabilen Aufbau der Beleuchtungseinrichtung (2), die die Anzeige (1) geschützt in ihrem Inneren aufnimmt. Dadurch eignet sich die Beleuchtungseinrichtung (2) insbesondere für Anzeigen (1), die in mechanisch stark beanspruchter Umgebung bei ...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine reflexiv betriebene passive Anzeige, insbesondere eine Flüssigkristall-Anzeige, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 31 02 626).
• Es ist bekannt, daß passive Anzeigen reflexiv, transmissiv oder transflektiv betrieben werden können. Bei transmissivem Betrieb ist die Umgebung hinter der Anzeige, bezogen auf deren Betrachtungsrichtung, ausgeleuchtet. In Bereichen der Anzeige, die zur Darstellung von Informationen lichtdurchlässig geschaltet sind, sieht der Betrachter also das Hintergrundlicht. Insofern eignen sich transmissive Anzeigen besonders zur Informationsdarstellung in dunkler Umgebung. Gewöhnlich ist aber nicht auszuschließen, daß auch Licht aus der Umgebung des Betrachters in Betrachtungsrichtung auf die Anzeige fällt und dadurch die Informationsdarstellung überstrahlt, den Kontrast der Informationsdarstellung und damit deren Erkennbarkeit also mindert. Grundsätzlich ließe das sich zwar dadurch kompensieren, daß die Hintergrund-Helligkeit gesteigert wird; eine solche Maßnahme stößt aber an praktische Grenzen in Hinblick auf den Energiebedarf und, insbesondere bei kleinbauenden Anzeigesystemen, auch in Hinblick auf die Verlustwärme-Abstrahlung der Lichtquelle.
• Für die Praxis hat deshalb gegenüber der rein transmissiven Anzeige eine transflektive Anzeige größere Bedeutung. Bei ihr ist ein teilweise lichtdurchlässiger Spiegel (Transflektor) zwischen der Anzeige und der Hintergrund-Lichtquelle angeordnet. Dadurch wird die Anzeige mittels der Hintergrundbeleuchtung transmissiv und zugleich mittels der in Betrachtungsrichtung einstrahlenden Umgebungshelligkeit reflexiv betrieben. Allerdings ist die Helligkeit des transmissiven Betriebs infolge der Verluste im zu bestrahlenden Transflektor verringert, während der Transflektor gegenüber rein reflexivem Betrieb aufgrund des nicht idealen Spiegels ebenfalls verlustbehaftet ist, weshalb dieser Mischbetrieb schlechteren Kontrast als rein transmissiver oder rein reflexiver Betrieb erbringt. Eine Optimierung in Richtung auf die Eigenschaften rein transmissiven oder rein reflexiven Betriebes ist bei diesem Mischbetrieb darüber hinaus deshalb nicht möglich, weil beim transmissiven Betrieb die optisch gesperrten Bereiche der Anzeige durch die Wahl hochsperrender Polarisationsfolien möglichst lichtundurchlässig sein sollen, während die gleichen Polarisationsfolien beim reflexiven Betrieb die reflexive Hintergrundhelligkeit durch den zweifachen Lichtdurchgang durch die Zelle zu stark mindern. Der Kompromiß eines transflektiven Betriebes erbringt also, weil gegensinnige Funktionsweisen einander überlagert sind, zwangsläufig Anzeigen mit nur mäßigem Kontrast im Vergleich zur einen oder zur anderen reinen Betriebsweise bei einer solchen passiven Anzeige.
• Eine besondere Art der transmissiven Anzeige ist das sogenannte FLAD, bei dem Umgebungslicht in einem Körper aus fluoreszenz-aktivierbarem, lichtleitendem Material gesammelt ist. Auf dessen Oberfläche sind Lichtaustrittsflächen nach Maßgabe der darstellbaren Information ausgebildet, vor denen eine rein transmissiv arbeitende Zelle als regional durchsteuerbares Lichtventil angeordnet ist. Der Einsatz der aktiven Lichtquelle rückwärtig hinter der Anzeige durch einen Lichtsammelkörper für Umgebungslicht bedingt jedoch vergleichsweise große Abmessungen, um eine hinreichend große Hintergrund- Helligkeit für den transmissiven Betrieb zu erzielen; und für ausreichende Lichteinstrahlung aus der Umgebung ist die freie Aufstellung des Lichtsammelkörpers erforderlich, ein Einbau in geschlossene Geräte oder auch nur hinter Blendrahmen wie etwa Kraftfahrzeug-Armaturenbretter nicht möglich.
• Von besonderer Bedeutung werden künftig passive Anzeigen der Art sein, bei denen in das Material einer Flüssigkristall- Feldeffekt-Zelle als Wirtmaterial gestreckte Farbmoleküle als Gastmaterial eingelagert sind (sogenannte dichroitische LCDs). Der geringere Kontrast dieser Anzeigenart läßt sich zwar grundsätzlich durch Erhöhung der Konzentration des Gast- Farbstoffes im Wirt-Material verstärken; allerdings verschlechtern sich durch solche Erhöhung der Farbstoff-Konzentration die Beständigkeit der Materialmischung, insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen, und die elektrooptische Umschalt- Zeitkonstante. Deshalb genügt unter den Randbedingungen praktischer Einsatzfälle die Absorption einer solchen Gast-Wirt- Zelle nicht unbedingt den Erfordernissen einer transmissiv betriebenen Anzeige. Dagegen ist bei reflexiv betriebener Anzeige ein zweimaliger Lichtdurchgang durch die Zelle und damit doppelte Absorption, also entsprechend vergrößerter Kontrast zwischen zur Informationsdarstellung durchgeschalteten und nicht durchgeschalteten Bereichen der Anzeige gegeben. Für die hinsichtlich der Farbdarstellmöglichkeiten (aber auch anderer Gegebenheiten, wie großen zulässigen Betrachtungswinkels) zunehmend interessanter werdenden passiven Anzeigen mit Gast- Wirt-Zelle ist also rein reflexiver Betrieb von besonderem praktischen Interesse - sofern es gelingt, hinreichenden Anzeige-Kontrast unter allen Betriebsgegebenheiten zwischen heller Tageslicht-Umgebung über die Dämmerung bis in die Dunkelheit hinein sicherzustellen. Denn entgegen den Gegebenheiten bei transflexivem Betrieb ändert sich dann die Betriebsweise der Zelle nicht. Die Zelle für die passive Anzeige kann also für die eine einzige (nämlich die reflexive) Betriebsweise optimiert werden.
• Aus der eingangs zitierten DE-OS 31 02 626 ist eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bekannt, bei der zwar auch schon eine Kunstlichteinkopplung in die Anzeige von der Betrachtungsrichtung her über einen abgeknickt verlaufenden Lichtleiter vorgesehen ist, wofür dort aber ein keilförmig ausgebildeter Lichtleitkörper vor der Anzeige erforderlich ist. Diese Keilgeometrie, die eine Betrachtung der Anzeige durch regional unterschiedliche Materialstärke erfordert, behindert allerdings die optische Aufnehmbarkeit der anzuzeigenden Information aufgrund des Prismen-Effektes sehr stark und ist darüber hinaus von großem Nachteil, weil in unterschiedlichen Anzeigebereichen unterschiedliche Parallaxegegebenheiten vorliegen, die Erkennbarkeit also mit dem Betrachtungswinkel stark schwankt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die eine in Hinblick auf die Erkennbarkeit der angezeigten Information (hinsichtlich Kontraste, Winkelabhängigkeit und Parallaxe) spürbar verbesserte Realisierung einer Beleuchtungseinrichtung gattungsgemäßer Art gestattet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beleuchtungseinrichtung gattungsgemäßer Art gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgestaltet ist.
• Zwar ist es aus der DE-OS 28 49 919 über die konstruktive Maßnahme nach der gattungsbildenden Vorveröffentlichung hinaus bereits als solches bekannt, einen Lichtleiter mit Umlenkflächen zur definierten Strahlführung für eine spezielle Beleuchtungsaufgabe einzusetzen, nämlich dort zur individuellen Beleuchtung einzelner Segmente einer segmentierten Anzeige; und aus dem DE-GM 82 08 245 ist es vorbekannt, eine passive elektrooptische Anzeigevorrichtung mit einem plattenförmigen Lichtleiter auszustatten, um mit einer leistungsschwachen Lampe eine gleichmäßig gute Ausleuchtung des Anzeigebereiches zu erzielen, indem eine kugelförmige Lichtquelle in eine Lichtleiterplatte eingelassen wird.
• Die Lösung gemäß vorliegender Erfindung erbringt dem gegenüber aber eine mechanisch besonders stabile, kleinbauende und auch in (gegen Umgebungslicht) abgeschirmte Geräte leicht einbaubare Beleuchtungseinrichtung, die die Erkennbarkeit der betrachteten Anzeige nicht beeinträchtigt und dadurch als besonders günstige, leicht an die Umgebungshelligkeit anpaßbare Zusatzbeleuchtung einer rein reflexiv betreibbaren Anzeige einsetzbar ist. Der Zellenaufbau der Anzeige befindet sich unmittelbar, nämlich ohne optisch wirksame Grenzschicht, hinter der planparallel und eben ausgebildeten Platte, so daß nicht nur die Winkelabhängigkeit der Informationsdarstellung nicht negativ beeinflußt wird, sondern sich auch ein gedrängter Aufbau mit diese wenig auftragenden Beleuchtungseinrichtung ergibt. Das Umgebungslicht kann diese Platte ungehindert in Betrachtungsrichtung zur Anzeige hin passieren. Da es sich bei der Platte um ein glasklares Material handeln kann, erfolgt weder eine Schwächung der Ausleuchtung der Anzeige mit Umgebungslicht, noch eine Verschlechterung des Kontrastes bei der Informationsdarstellung auf der Anzeige. Andererseits wird über diese Platte, beispielsweise bei nicht ausreichendem Umgebungslicht, aus einer separaten Kunstlichtquelle über seitlich neben der Anzeige verlegte Lichtzuführungen zusätzliches Licht in die Anzeige eingestrahlt, wenn das Umgebungslicht allein für die Ausleuchtung der Anzeige nicht mehr ausreicht, oder wenn, etwa zum Ausgleich verminderten Kontrastes infolge diffuser Beleuchtung in der Abend-Dämmerung, eine Ausleuchtung der Anzeige mit einem bestimmten Farbton wünschenswert ist. Dabei ist diese Platte derart dimensioniert, daß infolge der Gesetzmäßigkeiten der Totalreflexion das aus Bereichen seitlich neben der Anzeige zugeführte Licht aus der Platte nicht entgegen der Betrachtungsrichtung austritt, also nicht zu einer Kontrastverminderung infolge von Blendwirkungen führt. Die durch diese Platte gegebene Vergrößerung der wirksamen Abmessungen der Anzeige in Betrachtungsrichtung ist in gewissen konstruktiven Grenzen durch seitliche Verlagerung der Lichteinstrahlung in diese Platte vom benachbarten Rande der Anzeige fort variierbar.
• Zweckmäßigerweise ist die Konfiguration der Beleuchtungseinrichtung derart gewählt, daß die zusätzliche Lichtintensität von der künstlichen Lichtquelle seitlich um die Anzeige herum zur Aufstrahlplatte geführt wird. Dadurch kann die Lichtquelle hinter der Anzeige angeordnet werden, wodurch sich ein vergleichsweise gedrängter Aufbau ergibt.
• Für gleichmäßige Verteilung der zusätzlichen Beleuchtung über die Aufstrahlplatte und insbesondere für ihre parallaxefreie Einstrahlung in die Anzeige ist zweckmäßigerweise eine Lichtzuführung an zwei gegenüberliegenden Berandungen der Anzeige und vorzugsweise längs ihrer beiden Längsseiten vorgesehen. Die Zusammenführung der dieser Lichtzuführung dienenden Umlenkwinkelstücke am Orte der Lichtquelle hinter der Anzeige ergibt dabei einen stabilen rahmen- oder rohrförmigen Aufbau; wobei die empfindliche Anzeige selbst (also beispielsweise die Flüssigkristall-Zelle) gut geschützt in dessem Innern, also an einer Innenwand der Beleuchtungseinrichtung, befestigt ist.
• Zusätzliche Weiterbildungen sowie weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen bzw. aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark vereinfacht und nicht ganz maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung: Es zeigt
• Fig. 1 im Querschnitt eine vollständige Beleuchtungseinrichtung mit eingebauter Anzeige und schematisch angedeuteter Anordnung einer künstlichen Lichtquelle im Bereiche hinter der Anzeige,
• Fig. 2 die Beleuchtungseinrichtung gemäß Fig. 1 in rückwärtiger Ansicht und
• Fig. 3 die Beleuchtungseinrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.
• Bei der in Fig. 1 im Querschnitt skizzierten Anzeige 1 handelt es sich um eine reflexiv betriebene Flüssigkristallanzeige, insbesondere mit dichroitischer Zelle. Eine solche Anzeige ist in üblicher Weise (in der Zeichnung nicht näher dargestellt) aus zwei durchsichtigen Scheiben aufgebaut, zwischen denen eine dünne Schicht flüssigkristallinen Wirt-Materials eingeschlossen ist, in das ein Gast-Material in Form von gestreckten Farbmolekülen eingelagert ist. Nach Maßgabe der Geometrie von Elektrodenstrukturen auf den Scheiben und von elektrischen Feldern zwischen diesen Elektrodenstrukturen wird die dünne Schicht flüssigkristallinen Materials bereichsweise derart beeinflußt, daß in Betrachtungsrichtung 2 einfallendes Licht hinter der (in Betrachtungsrichtung) rückwärtigen Scheibe der Zelle reflektiert wird und so nach Maßgabe der Elektrodenansteuerung eine beispielsweise alphanumerische Information vermittelt.
• Beim in Betrachtungsrichtung 2 einfallenden und hinter der Anzeige 1 zu reflektierenden Licht handelt es sich einmal um Umgebungslicht; insbesondere bei ungünstigen Umgebungsbedingungen oder bei vom Umgebungslicht abweichender Farbdarstellung der Informationen kann auch eine Kunstlicht-Beleuchtung der Anzeige 1 in Betrachtungsrichtung 2 vorgesehen sein.
• Für eine derartige Zusatz-Beleuchtung ist die Anzeige 1 in eine Beleuchtungseinrichtung 3 eingebaut. Diese besteht aus einem Material, welches einerseits gute Lichtleiteigenschaften und andererseits gute Verarbeitungsmöglichkeiten aufweist, vorzugsweise also aus Acrylglas.
• Bei der Beleuchtungseinrichtung 3 lassen sich drei Funktionsgruppen voneinander unterscheiden; insofern besteht sie aus einer ebenen, also quer zur Betrachtungsrichtung 2 durch zueinander parallele Flächen begrenzten, Aufstrahlplatte 4, die an (wenigstens) einer Seite durch ein Umlenkwinkelstück 5 zu einem L-förmigen Rahmen ergänzt ist, an welches über einen Lichtverteiler 6 eine Lichtquelle 7 optisch angekoppelt ist. Jedes Mitglied dieser Funktionsgruppen kann aus fertigungstechnischen Gründen (wie in der Querschnittsdarstellung der Fig. 1 angedeutet) aus mehreren separaten Teilen einfacher geometrischer Begrenzung zusammengesetzt, insbesondere mittels eines farblosen Klebstoffes (z. B. handelsüblich unter der Bezeichnung "Acrifix 90") gleicher Brechungszahl wie das Material luftblasenfrei zusammengeklebt sein. Alle Oberflächen der Teile sind hochglänzend poliert.
• Im Interesse einer gleichmäßigen und parallaxefreien Beleuchtung der Anzeige 1 von der Aufstrahlplatte 4 her schließen sich zweckmäßigerweise an diese zwei solcher Umlenkwinkelstücke 5, einander gegenüberliegend, an; nämlich vorzugsweise an den Längsseiten 8 der Anzeige 1. Im Querschnitt ergänzen sich dadurch die beiden L-förmigen Bereiche zu einem U-förmigen Rahmen, mit der Platte 4 als Joch zwischen dessen Schenkeln 13. Die Umlenkwinkelstücke 5 erstrecken sich in den Bereich hinter der Anzeige 1. Diese liegt dann an der Joch-Innenseite des U-förmigen Rahmens. Dort ist sie mit der Strahlplatten- Innenfläche 9 derart verbunden, vorzugsweise ebenfalls verklebt, daß sich (aufgrund gleicher Brechungszahlen) keine optisch wirksame Grenzfläche zur Platte 4 einstellt.
• Im Interesse geringer Dicke 23 der Platte 4 bei symmetrischem und dadurch weitgehend parallaxefreiem Einstrahlen des Zusatzlichtes in die Anzeige 1 ist die Beleuchtungseinrichtung 3 insgesamt symmetrisch bezüglich der Mittenebene 10 durch die Anzeige 1 und parallel orientiert zu deren Längsseiten 8 ausgebildet. Dementsprechend ist auch der, beide Schenkel 13 hinter der Anzeige 1 verbindende, Lichtverteiler 6 symmetrisch dazu und zu wenigstens einer Öffnung 11 ausgebildet, in die die Lichtquelle 7, beispielsweise eine Glühlampe, hineinragt. Insgesamt ergibt das für die Beleuchtungseinrichtung 3 eine im wesentlichen rohrförmige Rahmen-Ausbildung, an ihren geneigten Stirnflächen zusammengesetzt aus mehreren plattenförmigen Teilen. Die Anzeige 1 ist im Inneren desjenigen Teiles der Rohrwandung, die durch die Aufstrahlplatte 4 gegeben ist, und damit relativ geschützt in einem kompakten formstabilen Rahmenaufbau angeordnet.
• Das von der Aufstrahlplatte 4 abgelegene freie Schenkelende eines jeden Umlenkwinkels 5 verläuft vorzugsweise parallel zur Betrachtungsrichtung 2 und damit senkrecht zur Hauptebene der Anzeige 1, also senkrecht zur Platten-Innenfläche 9; während der Lichtverteiler 6 vorzugsweise ebenfalls als ebene Platte ausgebildet ist, die wiederum senkrecht zu den Schenkeln 13 und damit parallel zur Anzeige 1 verläuft. Dadurch ergeben sich einfache geometrische Verhältnisse für die Ausbildung der Kanten an den Übergängen zwischen den Funktionsgruppen.
• Zwischen dem Lichtverteiler 6 und dem sich anschließenden Umlenkwinkel ist, um einen gedrängten Aufbau als bei Winkelauslegung nach den Gesetzen der Totalreflexion zu ermöglichen, eine ebene Stirnfläche 14 unter 45° angelegt. Die im wesentlichen parallel zur Oberflächenberandung des Lichtverteilers 6 geleiteten Strahlen des Lichts 15 werden hier in bekannter Weise umgelenkt. Zur Vermeidung von Lichtverlust können diese Stirnflächen 14 außen verspiegelt sein.
• Dagegen wäre die in der Umgebung der Platte 4 erforderliche, vorne geometrisch exakt begrenzte Verspiegelungs-Bedampfung der Winkelstücke 5 fertigungstechnisch zu aufwendig. Deshalb ist jedenfalls zur sich anschließenden Abstrahlplatte 4 hin jedes Umlenk-Winkelstück 5 außen mit einer derart geneigten Umlenkfläche 16 linear berandet, daß für die umgelenkten Lichtstrahlen 15 dort und an der Platten-Außenfläche 17 Totalreflexion auftritt. Dadurch sind in diesem Umlenkbereich Lichtverluste ebenfalls vermieden; und es tritt auch kein Lichtanteil entgegen der Betrachtungsrichtung 2 aus der Beleuchtungseinrichtung 3 aus, so daß keinerlei Blendeffekte für den Betrachter der Anzeige 1 auftreten. Stattdessen wird das von der Umlenkfläche 16 kommende Licht praktisch vollständig zur Innenfläche 9 der Aufstrahlplatte 4 hin umgelenkt, wo es ohne Brechungserscheinungen in die Anzeige 1 eintritt und die zusätzliche Anzeige-Ausleuchtung für deren reflexiven Betrieb erbringt.
• Der Verlauf der zum Innern der Beleuchtungseinrichtung 3 hin gelegenen Innenberandung 18 des Umlenkwinkelstückes 5 längs der Anzeige 1 ist an sich beliebig; nur soll er nicht in den Strahlengang der an der gegenüberliegenden Fläche 16 umgelenkten Lichtstrahlen 15 hineinragen. Fertigungstechnisch einfachste geometrische Verhältnisse ergeben sich, wenn wie dargestellt auch diese Innenberandung 18 als ebene Fläche ausgebildet wird, die unter dem gleichen Winkel bezüglich der Hauptebene der Anzeige 1 wie der Lichtstrahlen 15 auf die Platten-Außenfläche 17 verläuft.
• Durch diese gegenüber der Anzeige 1 seitlich versetzte Lichteinstrahlung in die Platte 4 ergibt sich, daß die Innenabmessungen der Beleuchtungseinrichtung 3 parallel zur Hauptebene der Anzeige 1 etwas größer sind als die entsprechenden Abmessungen der Anzeige 1 selbst. Vertretbare Materialstärken ergeben sich, wenn dieser Überstand 19, gemessen von einem seitlichen Rand der Anzeige 1 zur Innenwand 20 des benachbarten Umlenkwinkel-Stückes 13, etwa so groß gewählt wird wie die Schenkel-Materialstärke 21 gemessen in dieser Richtung, wobei diese Strecke zugleich in der Größenordnung von der Hälfte derjenigen Höhenerstreckung der Anzeige 1 gewählt wird, die über dieses benachbarte Umlenkwinkelstück 5 zur Ausleuchtung Licht aufgestrahlt bekommt. Wenn also die Umlenkwinkelstücke 5 parallel zur oberen und unteren Anzeige-Längsseite 8 verlaufen und die Anzeige 1, im Interesse parallaxefreier Ablesbarkeit bei gleichmäßiger Lichtverteilung von jeder Seite her (also von oben und von unten), durchgehend in voller Höhe ausgestrahlt werden soll, dann sind der Überstand 19 und die Materialstärke 21 etwa mit 50% der Höhe der Anzeige 1 zwischen ihren Längsseiten 8-8 zu bemessen. Für praktisch in Betracht kommende Materialien mit Lichtleiteigenschaften des Acrylglases, was seinen Brechungsindex gegenüber Luft und somit den Totalreflexionswinkel betrifft, ergibt sich damit in der Aufstrahlplatte 4 an ihrer Außenfläche 17 stets ein Lichteinfallswinkel 22, der - bei einer Dicke 23 der Aufstrahlplatte 4 (gemessen in Betrachtungsrichtung 2) von gut 50% bis knapp 60%, vorzugsweise 56% des Überstandes 19 - stets etwas kleiner als der Grenzwinkel für Totalreflexion ist. Auch unter ungünstigen Gegebenheiten, etwa aufgrund nichtidealer Parallelität der Lichtstrahlen im Umlenkwinkel-Schenkel 13, ist dadurch sichergestellt, daß praktisch kein die Ablesbarkeit der Anzeige störendes Streulicht entgegen der Betrachtungsrichtung 2 aus der Aufstrahlplatte 4 austritt.
• Ein ungestörter Übergang der Lichtstrahlen 15 vom jeweiligen Umlenkwinkelstück 5 in die Aufstrahlplatte 4 ist gefördert, wenn (wie in Fig. 1 berücksichtigt) die Grenzfläche 23 zwischen jenen beiden Funktionsgruppen im Falle der Zusammenfügung aus separat gefertigten Teilen senkrecht zu den hier durchlaufenden Lichtstrahlen orientiert ist.
• Im Interesse gleichmäßiger Ausleuchtung über die gesamte Breite der Umlenkwinkel 5 (im zeichnerisch dargestellten Beispielsfalle also über die Längsseiten 8 der Anzeige 1) bei höchstens minimalen Lichtverlusten im Lichtverteiler 6 verjüngt sich dieser - wie aus der rückwärtigen Ansicht gemäß Fig. 2 ersichtlich - längs einer geschwungen verlaufenden Berandung 12 vom Bereiche der Stirnfläche 14 zur Ebene, in der die Öffnung 11 liegt. Diese Berandung 12 ist nach Maßgabe der Abmessung und Anordnung der Lichtquelle 7 so zu wählen, daß möglichst überall Totalreflexion auftritt, also praktisch alles Licht 15 auf die Stirnflächen 14 geleitet wird.
• In Fig. 1 ist symbolisch berücksichtigt, daß die Öffnung 11, in die die Lichtquelle 7 hineinragt, wegen reflexiven Betriebes der Anzeige 1 dieser gegenüber und damit der Betrachtungsrichtung 2 entgegen durch eine Abschirmung 25 geschlossen ist, was sich in der praktischen Realisierung aber bereits durch eine entsprechende abschirmende Wirkung des auf der Rückseite der Anzeige 1 angebrachten Reflektors (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) ergibt.
• Es kann zweckmäßig sein, auf der der Betrachtungsrichtung 2 zugewandten Außenfläche 17 der Aufstrahlplatte 4 eine Entspiegelungs-Beschichtung 26 anzubringen, um etwa störende Lichtreflexe aus dem Umgebungslicht entgegen der Betrachtungsrichtung 2 zu unterbinden; allerdings ist diese Beschichtung 26 im Hinblick darauf zu wählen, daß die Reflexionseigenschaften vom Innern der Aufstrahlplatte 4 her zu dieser Außenfläche 17 möglichst nicht verändert werden. Andernfalls wäre für den Überstand 19 oder die Materialstärke 21 und die Plattendicke 23 jeweils eine größere Bemessung zu wählen, damit nicht Licht 15 die Aufstrahlplatte 4 entgegen der Betrachtungsrichtung 2 verläßt.

Claims (10)

1. Beleuchtungseinrichtung (2) für eine reflexiv betriebene passive Anzeige (1), insbesondere eine Flüssigkristall-Anzeige, mit einer Kunstlicht-Lichtquelle (7) und mit einem im Querschnitt L-förmigen Rahmen aus lichtleitendem Material, dessen einer Schenkel als Aufstrahlplatte (4) ausgebildet ist, deren Außenfläche (17) der Betrachtungsrichtung (2) und deren Innenfläche (9) der Anzeige (1) zugewandt ist, während dessen anderer Schenkel (13) als gegenüber der Anzeige (1) seitlich versetztes Umlenkwinkelstück (5) ausgebildet und an einer Stirnkante der Aufstrahlplatte (4) angefügt ist, wobei im Übergangsbereich zwischen dem Umlenkwinkelstück (5) und der Aufstrahlplatte (4) eine Umlenkfläche (16) gegenüber der Aufstrahlplatten-Außenfläche (17) derart geneigt ausgebildet ist, daß aus dem Umlenkwinkelstück (5) in die Aufstrahlplatte (4 ) von der Lichtquelle (7) her eintretendes Licht (15) unter einem geringfügig kleineren Lichteinfallswinkel (22) als dem Grenz-Winkel für Totalreflexion gegen die Außenfläche (17) der Aufstrahlplatte (4) auftrifft und in die Anzeige (1) reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstrahlplatte (4) als ebene Platte ausgebildet und mit der Anzeige (1) derart in optischem Kontakt ist, daß keine optisch wirksame Grenzfläche vorhanden ist, und daß an das von der Aufstrahlplatte (4) abgewandte Ende des Umlenkwinkelstückes (5) ein zur Lichtquelle (7) führender Lichtverteiler (6) angefügt ist.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstrahlplatte (4) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten an jeweils ein Umlenkwinkelstück (5) angeschlossen ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Umlenkwinkelstück (5) sich in den Bereich hinter der von der Betrachtungsrichtung (2) abgelegenen Innenfläche (9) der Aufstrahlplatte (4) erstreckt, wo die freien Enden der Schenkel (13) miteinander durch den Lichtverteiler (6) verbunden sind.

4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtverteiler (6) wenigstens eine Öffnung (11) ausgebildet ist, die zur Aufnahme einer hineinragenden Lichtquelle (7) ausgelegt ist.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Öffnung (11) im Zentrum des parallel zur Aufstrahlplatte (4) verlaufenden Lichtverteilers (6) vorgesehen ist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtverteiler (6) sich vom Bereiche der Öffnung (11) in Richtung auf den Anschluß der Enden der Umlenkwinkel- Schenkel (13) verbreitert.

7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Umlenkfläche (16) gegenüberliegende Innenwandung (18) des Umlenkwinkelstückes (5) am Übergang von der Platten-Innenfläche (9) zum Schenkel (13) einen derartigen Verlauf aufweist, daß sie nicht in den Verlauf der Strahlen des an der Umlenkfläche (16) gespiegelten Lichts (15) hineinragt.

8. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus Material mit einem Licht-Brechungsindex in der Größenordnung desjenigen von Acrylglas besteht und
daß der Schenkel (13) des Umlenkwinkelstückes (5) um einen Überstand (19) gegenüber der benachbarten Seite (8) der Berandung der hinter der Platten-Innenfläche (9) anzuordnenden Anzeige (1) versetzt ist, der etwa 50% der Höhenerstreckung der Anzeige (1) ausmacht, die von diesem benachbarten Schenkel (13) her beleuchtet werden soll.

9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstärke (21) des Schenkels (13) des Umlenkwinkelstückes (5), gemessen parallel zur Erstreckung der Anzeige (1), in der gleichen Größenordnung liegt, wie der Überstand (19), wobei die Dicke (23) der Aufstrahlplatte (4), gemessen quer zu jener Erstreckung, etwa zwischen 50% und 60% der Schenkel-Materialstärke (21) liegt.

10. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Umlenkfläche (16) und der Platten-Außenfläche (17) doppelt so groß ist, wie der den Totalreflexionswinkel nicht überschreitende Lichteinfallswinkel (22) für die Strahlen des Lichts (15) an der Platten-Außenfläche (17), wenn das Licht (15) in dem Schenkel (13) des Umlenkwinkelstückes (5) im wesentlichen parallel zum Lot (Betrachtungsrichtung 2) auf die Anzeige (1) gegen die Umlenkfläche (16) geführt ist.