DE10305631B4

DE10305631B4 - display device

Info

Publication number: DE10305631B4
Application number: DE2003105631
Authority: DE
Inventors: Herbert Dopfer; Bernhard Niechoj
Original assignee: Bremicker Verkehrstechnik & Co KG GmbH; NIECHOJ ELECTRONIC GmbH
Current assignee: Bremicker Verkehrstechnik & Co KG GmbH; NIECHOJ ELECTRONIC GmbH
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: DE10305631A1

Abstract

Eine Anzeigevorrichtung (10) mit einer Mehrzahl von nebeneinander und übereinander angeordneter Lichtquellen (12, 14, 16, 18) wie LEDs, die auf einer gemeinsamen Lagerplatte (20) gelagert sind, und mit einer Maskenplatte (22), die vor den Lichtquellen (12, 14, 16, 18) gelagert ist und für jede Lichtquelle oder Gruppe von Lichtquellen eine Maskenöffnung (24) aufweist. Den Lichtquellen (12, 14, 16, 18) benachbart ist eine Lochmaske (30) vorgesehen, an der die Lichtquellen (12, 14, 16, 18) abgestützt sind, und zwischen Maskenplatte (22) und der Lochmaske (30) ist eine transparente Scheibe (26) angeordnet.A display device (10) with a plurality of light sources (12, 14, 16, 18) arranged side by side and one above the other, such as LEDs, which are mounted on a common bearing plate (20), and with a mask plate (22) which is arranged in front of the light sources ( 12, 14, 16, 18) is mounted and has a mask opening (24) for each light source or group of light sources. A shadow mask (30) is provided adjacent to the light sources (12, 14, 16, 18), on which the light sources (12, 14, 16, 18) are supported, and between the mask plate (22) and the shadow mask (30) transparent disc (26) arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a display device according to the preamble of claim 1.

Derartige Anzeigevorrichtungen werden als Verkehrslichtzeichen weithin verwendet. Eine Maskenplatte ist vor einer Mehrzahl matrixartig angeordneter Lichtquellen vorgesehen. Durch die relative Anordnung der Maskenöffnungen der Maskenplatte zu den Lichtquellen lässt sich der Lichtaustrittswinkel in weiten Bereichen an die Erfordernisse anpassen. Die bekannten Lösungen zielen darauf ab, innerhalb eines vorgegebenen vertikalen Abstrahlwinkels, der sich beispielsweise zwischen 0 und –5° erstrecken kann, aber auch eines vorgegebenen horizontalen Abstrahlwinkels, der beispielsweise +/–10° betragen kann, je bezogen auf die optische Achse, eine den Erfordernissen entsprechende Lichtabgabe bereitzustellen, jedoch außerhalb dieses Beleuchtungsbereichs die Lichtabgabe zu verhindern.Such display devices are widely used as traffic light signs. A mask plate is provided in front of a plurality of matrix-like light sources. Due to the relative arrangement of the mask openings of the mask plate to the light sources, the light exit angle can be adapted to the requirements in a wide range. The known solutions aim at within a predetermined vertical radiation angle, which may extend for example between 0 and -5 °, but also a predetermined horizontal radiation angle, which may be, for example +/- 10 °, depending on the optical axis, a provide the light output according to the requirements, but to prevent the light emission outside of this illumination area.

Die Lichtabgabe kann auch mit einer sogenannten Streuscheibe beeinflusst werden, die zugleich auch als mechanischer Abschluss der Anzeigevorrichtung dient und den Innenraum der Anzeigevorrichtung vor dem Eindringen von Feuchtigkeit schützt. Ein Beispiel für eine derartige Lösung ist aus der EP-A2 905 439 bekannt.The light output can also be influenced by a so-called diffusing screen, which at the same time also serves as mechanical closure of the display device and protects the interior of the display device against the ingress of moisture. An example of such a solution is from the EP-A2 905 439 known.

Freiliegende Scheiben sind recht verschmutzungsanfällig. Bei schräg niedergehendem Schneefall kann es vorkommen, dass die gesamte Anzeigenvorderseite von einer geschlossenen Schneeschicht bedeckt ist, die die Lichtabgabe drastisch reduziert. Auch können bei frei stehenden Verkehrs-Anzeigevorrichtungen und entsprechender Windlast starke Verunreinigungen durch in der Luft mitgeführte Teilchen, aber auch Insekten, entstehen. Die Anzeigevorrichtungen müssen daher regelmäßig gereinigt werden, was bei großen Montagehöhen arbeitsintensiv ist und beispielsweise beim Anbringen der Verkehrsanzeigevorrichtungen über Autobahnspuren gegebenenfalls eine Sperrung der entsprechenden Autobahnspur erfordert.Exposed panes are quite susceptible to contamination. When the snow falls at an angle, it is possible that the entire front of the advertisement is covered by a closed layer of snow, which drastically reduces the light output. Also, in freestanding traffic display devices and corresponding wind load heavy pollution caused by entrained in the air particles, but also insects arise. The display devices must therefore be cleaned regularly, which is labor intensive at large mounting heights and, for example, when attaching the traffic indicators on motorway lanes may require blocking the appropriate highway lane.

Daher sind zahlreiche Versuche unternommen worden, die Reinigungs- und Wartungsintensität von Verkehrsanzeigevorrichtungen zu reduzieren. So ist es beispielsweise aus der EP-A2-883 100 bekannt geworden, waagrechte Rippen vor den einzelnen Maskenöffnungen anzubringen, um insofern einen Schutz bereitzustellen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Lösung ebenfalls recht verschmutzungsintensiv ist, insbesondere was Insekten angeht.Therefore, numerous attempts have been made to reduce the cleaning and maintenance intensity of traffic display devices. So it is for example from the EP-A2-883 100 have become known to attach horizontal ribs in front of the individual mask openings, so as to provide protection. However, it has been found that this solution is also quite polluting, especially in terms of insects.

Ein weiteres Problem der bekannten Verkehrsanzeigevorrichtungen besteht darin, Fehlinterpretationen hinsichtlich der Anzeige zu vermeiden. Während es durch eine entsprechend angepasste Steuervorrichtung mit einer Nachtabdunklung recht gut gelingt, je nach Tageszeit die Anzeigevorrichtung heller oder dunkler anzusteuern, besteht häufig das Problem, dass auch eine ausgeschaltete Lichtquelle noch recht hell und gegebenenfalls leuchtend erscheint Dies gilt insbesondere, wenn die Verkehrs-Anzeigevorrichtung nach Osten oder Westen ausgerichtet ist und daher am Abend bzw. am Morgen der tiefstehenden Sonne ausgesetzt ist. Durch die Sonne induzierte Reflextionsstrahlung steht der Nutzstrahlung an Helligkeit nur wenig nach.Another problem of the known traffic announcement devices is to avoid misinterpretations regarding the display. While it is quite well managed by a suitably adapted control device with a Nachtabdunklung depending on the time of day to control the display device brighter or darker, there is often the problem that even a light source still appears quite bright and possibly bright This is especially true if the traffic display device Oriented to the east or west and is therefore exposed in the evening or in the morning of the low sun. Reflecting radiation induced by the sun is only slightly inferior to the useful radiation in terms of brightness.

Dieses Problem kann in gewissem Maße durch verkleinerte Maskenöffnungen Rechnung getragen werden, jedoch muss aus Gründen der Verkehrssicherheit ein Betrachtungswinkel von +/–10° in horizontaler Richtung verbleiben.This problem can be accommodated to some extent by reduced mask openings, but for reasons of traffic safety a viewing angle of +/- 10 ° must remain in the horizontal direction.

Aus der gattungsgemäßen US 6,364,507 ist eine wasserdichte LED-Anordnung bekannt, die auch eine transparente Scheibe aufweist. Diese Lösung weist jedoch auch mindestens teilweise die vorstehend genannten Probleme auf.From the generic US 6,364,507 For example, a waterproof LED array is known which also has a transparent pane. However, this solution also has at least partially the above-mentioned problems.

Ferner zeigt die DE 35 13 557 A1 eine Verkehrsinformationsanzeige, die jedoch für den Gegenlichtbetrieb schlecht geeignet ist.Furthermore, the shows DE 35 13 557 A1 a traffic information display, which is poorly suited for backlighting.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die hinsichtlich der Verschmutzungsanfälligkeit verbessert ist, aber dennoch ein günstigeres Verhältnis zwischen Nutzlicht und Störlicht aufweist.Therefore, the invention is based on the object to provide a display device according to the preamble of claim 1, which is improved in terms of susceptibility to fouling, but still has a more favorable ratio between useful light and stray light.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by claim 1. Advantageous developments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, dass sich mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ein Kontrastverhältnis zwischen Nutzlicht und Störlicht von mehr als 10 bei weißem Licht der Lichtquellen erreichen lässt. Durch die Kombination der Maskenplatte mit der Lochmaske, die je mit schwarzen Oberflächen versehen sein können, lässt sich die Reflexion durch die tief stehende Sonne stark vermindern. Durch die erfindungsgemäße Lösung mit der innen liegenden, transparenten Scheibe lässt sich ferner in überraschend einfacher Weise sicherstellen, dass die Verschmutzungsneigung deutlich reduziert wird. Der Spalt zwischen der Maskenplatte und der Scheibe ist so bemessen, dass ablaufende Regentropfen dort eine Kapillarwikung entfalten und zugleich Verunreinigungen abführen.According to the invention, it is particularly favorable that with the measures according to the invention a contrast ratio between useful light and stray light of more than 10 can be achieved with white light of the light sources. By combining the mask plate with the shadow mask, which can each be provided with black surfaces, the reflection can be greatly reduced by the low sun. The solution according to the invention with the inner, transparent pane also makes it possible to ensure in a surprisingly simple manner that the tendency to soiling is markedly reduced. The gap between the mask plate and the disc is dimensioned so that running raindrops there unfold a Kapillarwikung and at the same time dissipate impurities.

Auch wenn ein Regentropfen einmal genau in eine Maskenöffnung der Maskenplatte trifft, wird er durch die Kappilarwirkung im erfindungsgemäßen Spalt unmittelbar aufgesaugt und so abgeführt.Even if a raindrop hits once exactly into a mask opening of the mask plate, it is absorbed directly by the capillary action in the gap according to the invention and thus removed.

Während bei bekannten Lösungen trotz der Verwendung von schwarzen Maskenplatten die Reflexion durch die tief stehende Sonne ein signifikantes Ausmaß annehmen, ist erfindungsgemäß der für Reflexionen zur Verfügung stehende Bereich so weit vermindert, dass das erwünschte Kontrastverhältnis zwischen Nutzlicht und Störlicht auch bei tief stehender Sonne eingehalten ist. Es versteht sich, dass diese Maßnahme durch eine beliebige geeignete Ausgestaltung unterstützt werden kann.While in known solutions, despite the use of black masking plates reflect the reflection by the low sun to a significant extent, according to the invention available for reflections range is so far reduced that the desired contrast ratio between useful light and stray light is maintained even at low sun , It is understood that this measure can be supported by any suitable design.

Beispielsweise können Lichtquellen mit sehr kleinen Chipflächen verwendet werden, und der die Lichtquelle umgebende Bereich kann ebenfalls dunkel gehalten sein. Lötstellen können vollständig unterhalb des LED-Chips angeordnet sein, oder jede Leuchtdiode kann auch einen mattschwarzen Steckring gesteckt sein, der sich zwischen der bedruckten Leiterplatte und der Leuchtdiode erstreckt und von den Anschlussbeinchen der Leuchtdiode durchtreten wird. Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, dass sich durch eintretenden Regen in den Spalt Regetropfenbahnen zufällig verteilt ausbilden, die je mitgeführte Verschmutzungen ablaufen lassen.For example, light sources with very small chip areas can be used, and the area surrounding the light source can also be kept dark. Soldering points can be arranged completely below the LED chip, or each light-emitting diode can also be plugged into a matt-black connecting ring which extends between the printed circuit board and the light-emitting diode and is passed by the connection pins of the light-emitting diode. According to the invention, it is particularly advantageous that raindrop trajectories form randomly distributed by entering rain into the gap, which can drain any entrained contaminants.

So ist es günstig, wenn der Spalt eine Breite hat, die das Ablaufen von Regentropfen auf Grund ihres Eigengewichts begünstigt, aber andererseits zu schmal ist, als dass sich Spinnen oder andere Insekten ansiedeln könnten.So it is convenient if the gap has a width that promotes the drainage of raindrops due to their own weight, but on the other hand is too narrow, as that spiders or other insects could settle.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further advantages, details and features will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing. It shows:

1 ein Detail der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einer Ausführungsform; und 1 a detail of the display device according to the invention in one embodiment; and

2 eine Ansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Maskenöffnung. 2 a view of an inventively designed mask opening.

Die in 1 dargestellte Anzeigevorrichtung 10 weist eine Mehrzahl von Lichtquellen auf, von denen in der Figur vier Lichtquellen 12, 14, 16 und 18 dargestellt sind. Die Lichtquellen sind als Leuchtdioden oder LEDs ausgebildet und auf einer Leiterplatte 20 gelagert. Über eine nicht dargestellte Steuervorrichtung werden sie in an sich bekannter Weise gemeinsam mit Spannung versorgt und geben Licht mit der gewünschten Intensität ab.In the 1 illustrated display device 10 has a plurality of light sources, of which four light sources in the figure 12 . 14 . 16 and 18 are shown. The light sources are designed as light-emitting diodes or LEDs and on a printed circuit board 20 stored. About a control device, not shown, they are supplied in a conventional manner together with voltage and output light with the desired intensity.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist eine Maskenplatte 22 auf, die an der Vorderseite der Anzeigevorrichtung 10 vorgesehen ist. Die Maskenplatte 22 lässt Maskenöffnungen 24 frei, die je im Wesentlichen in der optischen Achse der zugehörigen Lichtquelle 12 bis 18 liegen.The display device according to the invention has a mask plate 22 on the front of the display device 10 is provided. The mask plate 22 leaves mask openings 24 free, depending essentially in the optical axis of the associated light source 12 to 18 lie.

Zwischen den Lichtquellen 12 und der Maskenplatte 22 und dieser benachbart ist eine transparente Scheibe 26 gelagert. Ein Spalt 28 ist erfindungsgemäß zwischen der Maskenplatte 22 und der Scheibe 26 vorgesehen, dessen Breite 1 bis 5 mm und bevorzugt etwa 2 mm oder 2,5 mm beträgt.Between the light sources 12 and the mask plate 22 and this adjacent is a transparent pane 26 stored. A gap 28 is according to the invention between the mask plate 22 and the disc 26 provided, whose width is 1 to 5 mm and preferably about 2 mm or 2.5 mm.

Erfindungsgemäß ist er ferner vorgesehen, dass sich den Lichtquellen 12 bis 18 benachbart eine Lochmaske 30 erstreckt, die günstigerweise zugleich auch die Lichtquellen 18 lagert. Die Lochmaske 30 weist Ausnehmungen 32 auf, deren Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser der Leuchtdiode ist, aber nicht so klein, dass der erwünschte Lichtaustrittswinkel 34 eingeschränkt wird. Vom Chip 36 der Lichtquelle betrachtet belässt die Ausnehmung 32 einen Lichtaustrittswinkel von +/–10° bezogen auf die optische Achse.According to the invention, it is further provided that the light sources 12 to 18 adjacent a shadow mask 30 extends, which conveniently also the light sources 18 outsourced. The shadow mask 30 has recesses 32 on whose diameter is slightly smaller than the diameter of the light emitting diode, but not so small that the desired light exit angle 34 is restricted. From the chip 36 viewed from the light source leaves the recess 32 a light exit angle of +/- 10 ° with respect to the optical axis.

Dies gilt hinsichtlich der Maskenöffnung 24 in horizontaler Richtung ebenfalls, während in vertikaler Richtung bevorzugt ein Lichtaustrittswinkel von 0 bis –5° festgelegt ist.This applies with regard to the mask opening 24 in the horizontal direction as well, while in the vertical direction preferably a light exit angle of 0 to -5 ° is set.

Es ist ersichtlich, dass mit dieser Lösung einfallendes Störlicht 40, das in der Figur schematisch angedeutet ist, auf die Lochmaske 30 trifft, aber nicht auf den Chip 36 der Lichtquelle 16. Nachdem die Lochmaske 30, aber auch die Maskenplatte 22 je eine ganz geringe Reflexionsneigung aufweisen, wird so das Entstehen von Reflexionen durch Störlicht weitgehend verhindert.It can be seen that with this solution incident stray light 40 , which is indicated schematically in the figure, on the shadow mask 30 but not on the chip 36 the light source 16 , After the shadow mask 30 , but also the mask plate 22 each have a very low tendency to reflect, so the emergence of reflections is largely prevented by stray light.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, wenn eine Maskenöffnung die aus 2 ersichtliche Ausgestaltung aufweist. Die Lichtaustrittsöffnung ist bei dieser Lösung im Wesentlichen quadratisch, wobei in den unteren Ecken je Anschrägungen 42 und 44 vorgesehen sind, die sich über einen Bereich von beispielsweise je 15% der Breite an der Maskenöffnung erstrecken. Hierdurch lässt sich der Betrachtungsbereich weiter optimieren.According to the invention, it is particularly advantageous if a mask opening from the 2 having apparent embodiment. The light exit opening is substantially square in this solution, wherein in the lower corners per bevels 42 and 44 are provided which extend over a range of, for example, 15% of the width at the mask opening. This allows the viewing area to be further optimized.

Claims

Display device, comprising a plurality of juxtaposed and stacked light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) like LEDs on a common bearing plate ( 20 ) are stored, and with a mask plate ( 22 ), in front of the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) and for each light source or group of light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) a mask opening ( 24 ), and one between the mask plate ( 22 ) and the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) arranged transparent disc ( 26 ), characterized in that the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) adjacent to a salmon mask ( 30 ), at which the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) are supported, and the transparent pane ( 26 ) between the mask plate ( 22 ) and the shadow mask ( 30 ) is arranged.

Display device according to claim 1, characterized in that the transparent pane ( 26 ) of the mask plate ( 22 ), in particular at a distance of less than 5 cm, preferably less than 5 mm.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the shadow mask ( 30 ) the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) and supports recesses ( 32 ) of the shadow mask ( 30 ) have a diameter of 50 to 100%, in particular 80%, of the light source diameter.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the mask plate ( 22 ), has a straight, rib-free surface.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that a control device for the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) is provided with which at a lighting of 40,000 lux, a light intensity of more than 12,400 cd / m ² and at an illumination of less than 4 lux, a light intensity of less than 375 cd / m ^{2 can} be emitted.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the relative arrangement of the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) to the mask openings ( 24 ) of the mask plate ( 22 ) a light exit angle ( 34 ) for all light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) is substantially the same.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses ( 32 ) of the shadow mask ( 30 ) are substantially free of gaps around the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) and the shadow mask ( 30 ) on yours from the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) facing away from the front side is black and in particular has a black coating or anodization.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the transparent pane ( 26 ) is formed as Plexiglas or glass, which is not particularly anti-reflective.

Display device according to claim 8, characterized in that the transparent pane ( 26 ) is frosted and has a reflectance of 4% or less at each transition.

Display device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the total reflectance of the disc ( 26 ) is less than 1% and in particular about 0.8%.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the transparent pane ( 26 ) a distance from the mask plate ( 22 ), which is slightly smaller than the diameter of a raindrop and is in particular 1 to 2 mm.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that in a mask opening ( 24 ) at least two, in particular different colored, light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) are arranged, preferably horizontally next to each other.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the mask openings ( 24 ) are formed substantially rectangular and obliquely down each side chamfers ( 42 . 44 ) exhibit.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that between the mask openings ( 24 ) Regentropfenbahnen are formed.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the mask plate ( 22 ) is heated and in particular with a cooling device for the light sources ( 12 . 14 . 16 . 18 ) is thermally connected.