Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul, mit einem Lichtleiter und einem zu beleuchtenden Zeichen, insbesondere Schriftzug.

Stand der Technik

Für unterschiedliche Anwendungen, wie bspw. für Reklame oder Beschilderungen von Gefahrstellen oder Fluchtwegen, werden Zeichen oder ganze Schriftzüge beleuchtet, um eine höhere Aufmerksamkeit zu erreichen und auch bei Dunkelheit oder Dämmerung Lesbarkeit zu gewährleisten.

Nach dem Stand der Technik wird zur Beleuchtung eines Schriftzugs auf ein flächiges Leuchtmittel eine Blende, die den Schriftzug ausspart, aufgebracht. Leuchtmittel und Blende werden meist noch in einen Rahmen eingelegt. Damit werden zwei oder sogar drei Einzelteile benötigt. Das führt zu einem erhöhten Aufwand bei Transport, Montage und Zuordnung. Aber auch die Gestaltung einer Blende ist für viele Zeichen mit umschlossenen Bereichen wie z. B. „A" und „B" im Gegensatz zu „U" nur mit optischen Einbussen, wie z.B. über Verbindungsstege, möglich.

Um dieses Problem zu beheben, zeigt zum Beispiel die DE 10 2006 025 140 A1 ein Lichtmodul zur Darstellung von Schriftzügen aus einem Lichtleiter und einer Blende. Dabei werden die Blindbereiche der Blende, also die umschlossenen Bereiche, als Füllkörper aus dem gleichen Material wie die umgebende Blende in das Logo eingesetzt. Dadurch wird der optische Gesamteindruck erheblich verbessert, allerdings erhöht sich die Anzahl der Bauteile und dadurch auch die Produktionskosten. Auch die Montage erfordert mehr Aufwand.

Aufgabe

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schriftzug möglichst einfach und kostengünstig zu beleuchten, wobei der Schriftzug auch in unbeleuchtetem Zustand lesbar sein soll. Zudem soll sich ein optisch ansprechender Gesamteindruck ergeben und störende Nebenlichtquellen (insbesondere über die Ränder des Lichtmoduls austretendes Licht) sollen eliminiert werden.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung der vorliegenden Aufgabe führt, dass das zu beleuchtende Zeichen zwischen dem Lichtleiter und einer zweiten Schicht liegt.

Für das erfindungsgemässe Lichtmodul wird nur ein Bauteil benötigt, um den Schriftzug darzustellen. In dem Lichtleiter, welcher vorzugsweise als flächiger Lichtleiter ausgebildet ist, ist mindestens eine Lichtquelle angeordnet, welche einen Lichtstrom im Lichtleiter erzeugt. Als Lichtquellen werden bevorzugt weisse Leuchtdioden (LEDs) verwendet. Zweckmäßigerweise können als Lichtquellen auch blaue, rote oder grüne LEDs eingesetzt werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Lichtmodul in unterschiedlichen Farben Leuchten kann. In typischen Ausführungsbeispielen sind die Leuchtmittel bevorzugt organische lichtemittierende Dioden (sog. OLEDs). Dies bietet den Vorteil, dass das Licht gleichmäßig über den Lichtleiter verteilt wird. In bevorzugten typischen Ausführungsbeispielen ist die Lichtquelle nicht Teil des Lichtmoduls, sondern beleuchtet den Lichtleiter von einer anderen Stelle aus.

Die Versorgungsspannung des Lichtmoduls wird entweder konstant gehalten oder liegt in Form eines modulierten (z. B. pulsweitenmoduliert, PWM) Signals vor. Hierduch wird ein Dimmen des Lichtmoduls ermöglicht. Das PWM Signal hat vorzugsweise eine Grundfrequenz zwischen 100 Hz und 1 kHz.

Auf einer Unterseite des Lichtleiters wird der zu beleuchtende Schriftzug oder das zu beleuchtende Zeichen aufgebracht. Dazu sollen mehrere Möglichkeiten vom Erfindungsgedanken umfasst sein. Der Schriftzug oder das Zeichen kann mittels einer lichtbrechenden Farbe (z.B. weiße Farbe, spezielle Pigmente oder sonstige Farbstoffe) in beispielsweise einem Siebdruckverfahren auf die Unterseite des Lichtleiters aufgebracht werden. Typische Ausführungsbeispiele umfassen weisse und bunte (speziell blaue) Schriftzüge. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, den Schriftzug oder das zu beleuchtende Zeichen als Lasergravur in die Unterseite des Lichtleiters einzubringen. Dabei ist nur eine sehr geringe Einbringtiefe nötig. Die Flächen, die sich durch die Gravur ergeben, sind ebenfalls lichtbrechend ausgebildet. Der Schriftzug oder das zu beleuchtende Zeichen stellen somit eine lichtbrechende Schicht auf der Unterseite des Lichtleiters dar, welche das auftreffendeLicht in Richtung des Betrachters umlenkt (bricht). Bei typischen Ausführungsbeispielen kann der Schriftzug bevorzugt durch Ätzen oder Eintauchen erstellt werden. Auf diese erste Schicht wird eine zweite, hoch reflektierende Schicht aufgebracht. Diese bedeckt die gesamte Fläche der Unterseite des Lichtleiters und auch die Gravur bzw. den Siebdruck. Zum Aufbringen der zweiten, hoch reflektierende Schicht sollen ebenfalls mehrere Verfahren, wie z.B. Siebdruck oder Bedampfen, vom Erfindungsgedanken umfasst sein. Die zweite Schicht ist als Verspiegelung oder Reflektorschicht ausgeführt. Als Materialien werden vorzugsweise Chrom oder Chromfarbe verwendet.

Die Kombination aus der lichtbrechenden Farbe des Schriftzugs oder Zeichens und der hoch reflektierenden Schicht sorgt dafür, dass im beleuchtenden Zustand Lichtwellen so lange im Lichtleiter reflektiert werden, bis sie irgendwann auf den Schriftzug oder das Zeichen treffen. Vom Schriftzug bzw. dem Zeichen werden sie dann gebrochen und zurückgeworfen, so dass sie für den Betrachter sichtbar leuchten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Ausführung des Lichtmoduls ist, dass auch im nicht beleuchtenden Zustand durch den Kontrast zwischen Schriftzug und hoch reflektierender Schicht der Schriftzug bzw. das Zeichen lesbar bzw. erkennbar bleiben.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Lichtmoduls ist, dass an den Rändern des Lichtleiters Vorkehrungen getroffen werden, um das Auftreten von „leuchtenden Rändern", zu verhindern. „Leuchtende Ränder" führen zu einem schlechteren Gesamteindruck bzw. zu einer unangenehmen Nebenleuchtquelle am Lichtleiter und minimieren damit die Intensität des Schriftzugs bzw. lassen dessen Ränder verschwimmen.

Um hier Abhilfe zu schaffen, sind die Ränder des Lichtleiters so ausgeführt, dass sie Lichtwellen nicht in Richtung des Betrachters reflektieren können. Dazu sind verschiede Möglichkeiten denkbar und vom Erfindungsgedanken umfasst. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Ränder abgeschrägt bzw. mit einer Fase, vorzugsweise zwischen 10° und 30°, versehen. Dadurch wird das Licht in den Lichtleiter zurückreflektiert und der für den Betrachter als Nebenlichtquelle sichtbare Teil minimiert. Gleichzeitig wird der im Lichtleiter verbleibende Lichtstrom maximiert, d.h. die Lichtausbeute (Effizienz) verbessert sich.

Die zweite Möglichkeit, ebenfalls vom Erfindungsgedanken umfasst, ist, den Rand nicht reflektierend einzufärben, also z. B. in schwarz. Dadurch wird das am Rand auftreffende Licht „geschluckt". Diese Möglichkeit ist konstruktiv einfacher als den Lichtleiter mit einer Fase zu versehen, allerdings wird durch die schwarze Farbe die Lichtausbeute und damit die Intensität des Schriftzugs bzw. Zeichens reduziert.

Vom Erfindungsgedanken soll auch eine Kombination aus Fase und nicht reflektierender Farbe zum Verhindern der „leuchtenden Ränder" umfasst sein.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die „leuchtenden Ränder" durch eine Oberflächenbehandlung der Ränder verhindert. Typische Oberflächenbehandlungen sind das Aufbringen optischer Beschichtungen (z.B. Quantum Dot Beschichtungen), welche zu Totalreflexion an der Grenzflächen zwischen Lichtleiter und Beschichtung führen und somit eine Effizienzsteigerung im Vergleich zum Aufbringen einer nicht reflektierenden Farbe zur Folge haben. Eine andere Art der Oberflächenbehandlung zur Vermeidung „leuchtender Ränder" ist das Einätzen von mikroskopisch kleinen Unebenheiten in den Lichtleiter.

Der Lichtleiter kann zu Montagezwecken oder aus optischen Gründen in einen Rahmen eingelegt werden. Dabei weist der Rahmen eine Innenkontur auf, die dem Lichtleiter mit oder ohne Fase entspricht. Das heißt, die innere Kontur des Rahmens für einen Lichtleiter mit Fase weist ebenfalls eine Schräge im gleichen Winkel wie der Lichtleiter auf. Der Lichtleiter schließt bündig mit seinem Rahmen ab. Wenn die Ränder des Lichtleiters eingefärbt und senkrecht ausgeführt sind, ist die Innenkontur des Rahmens ebenfalls senkrecht ausgeführt.

Bevorzugt weist das Lichtmodul eine zweiadrige Flachleitung und zwei separate Rundleitungen auf. Die Kombination aus Flachleitung und Rundleitung versorgt das Lichtmodul mit Energie. Ein Übergang zwischen Flachleitung und Rundleitungen ist bevorzugt als Crimpverbinder ausgeführt. Typische Ausführungsformen umfassen eine Energieversorgung über eine separate Flachleitung oder eine separate Rundleitung.

FIGURENBESCHREIBUNG

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemässen

Lichtmoduls;

Figur 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemässe Lichtmodul nach Figur 1 ;

Figur 3 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemässen Lichtleiters.

Wie in Figur 1 gezeigt, weist ein erfindunsgemässes Lichtmodul 1 einen Lichtleiter 2, einen Edelstahlrahmen 3 und eine zweiteilige Beschichtung 4 auf.

Der Lichtleiter 2 ist aus einem im Querschnitt konischen Oberteil 10 und einem im Querschnitt rechteckigen Unterteil 11 gebildet. Dabei ist der Lichtleiter 2 vorzugsweise aus einem Stück gebildet und hat seine Form aus Oberteil 10 und Unterteil 11 mit den Fräsrändern 5.1 und 5.2 durch ein

Bearbeitungsverfahren, vorzugsweise Fräsen, erhalten. Das Oberteil 10 besitzt seitlich jeweils einen schrägen Fräsrand 5.1 und 5.2 in einem Winkel α. Diese sind symmetrisch so angeordnet, dass eine Unterseite 6 des Oberteils 10 länger als eine Oberseite 7 des Oberteils 10 ausgebildet ist.

Der Edelstahlrahmen 3 weist die gleiche Höhe H wie das Oberteil 10 des Lichtleiters 2 auf. An seiner Innenseite 8 weist der Rahmen 3 ebenfalls Schrägen 9.1 und 9.2 auf, die im gleichen Winkel α, wie die Fräsränder 5.1 und 5.2, ausgeführt sind. Das Oberteil 10 des Lichtleiters 2 passt genau in den Rahmen 3. _ _

Die zweiteilige Beschichtung 4 besteht in ihrer ersten Schicht aus einem Schriftzug 12. Dieser ist entweder als Siebdruck oder Lasergravur auf- bzw. eingebracht. Dabei ist sowohl der Siebdruck wie auch die Gravur in einem gewissen Masse lichtbrechend ausgebildet. Eine zweite Schicht 13 besteht aus Chromfarbe. Diese ist hochreflektierend und vorzugsweise in einem Siebdruckverfahren aufgebracht.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:

Bei Beleuchtung des Lichtleiters 2, wird das Licht nur vom Schriftzug 12, der in einer lichtbrechenden Farbe oder als Lasergravur auf- bzw. eingebracht wird, in Richtung des Betrachters gebrochen. Die hochreflektierende Chromfarbe der zweiten Schicht 13 bricht das Licht nicht in Richtung des Betrachters, sondern wirft alle Lichtwellen vollständig in den Lichtleiter zurück.

Diese Kombination aus lichtbrechender Farbe bzw. Lasergravur des Schriftzugs 12 und der hoch reflektierenden Chromfarbe in der Schicht 13 sorgt dafür, dass im beleuchteten Zustand das Licht nur vom Schriftzug gebrochen wird und dieser für den Betrachter, wie in Figur 2 dargestellt, sichtbar leuchtet.

Des weiteren wird durch die erfindungsgemässe Ausführung des Schriftzugs 12 und dem Kontrast zur zweiten Schicht 13 auch ermöglicht, dass der Schriftzug 12 bei nicht beleuchtetem Lichtleiter 2 lesbar ist.

Des weiteren wird durch die erfindungsgemässe Ausführung des Lichtmoduls 1 das Auftreten eines „leuchtenden Randes" vermieden. Durch den Winkel α an den Fräsrändern 5.1 und 5.2, dieser ist vorzugsweise zwischen 10°und 30° ausgeführt, wird das Licht in den Lichtleiter 2 zurückreflektiert und der für den Betrachter sichtbare Teil minimiert. _ _

Figur 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, das Auftreten von „leuchtenden Rändern" zu verhindern. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Lichtmodul 1.1 einen Lichtleiter 2.2 nicht mit schrägen Ränder, sondern mit senkrechten Rändern 5.3 und 5.4, zu einer Oberfläche 7.1 des Lichtleiters 2.1 auf. Der Rahmen 3.1 ist ebenfalls an diese zur Oberfläche 7.1 rechtwinkligen Ränder 5.3 und 5.4 angepasst. Um bei diesem Ausführungsbeispiel das Auftreten von „leuchtenden Rändern" zu verhindern, werden die Ränder 5.3 und 5.4 mit einer nicht reflektierenden Farbe oder Schicht abgedeckt oder eingefärbt, vorzugsweise wird dazu schwarze Farbe verwendet. Dadurch wird das Licht „geschluckt". Diese Möglichkeit ist konstruktiv einfacher auszuführen, minimiert aber die Lichtausbeute und damit die Intensität der Schriftzugbeleuchtung.

Grundsätzlich kann auch eine Kombination aus den Randgestaltungen der beiden Ausführungsbeispiele zur Vermeidung der „leuchtenden Ränder" eingesetzt werden.

DRES. WEISS ₁ ARAT & STERN

Patentanwälte European Patent Attorney

Aktenzeichen: P 3934/PCT Datum: 23.02.2010 FUW

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