[0001] Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine Reiseuhr.
[0002] Uhren mit einer Lichtquelle und einen Lichtleiter sind bekannt -siehe z.B. DE-U-1
938 590. Der Lichtleiter dient zum Ausleuchten des Zifferblattes, wobei die Lichtquelle
meist über einen Schalter ein-und ausgeschaltet werden kann. Femer ist es mit dem
Lichtleiter möglich, die Lichtquelle günstig im Gehäuse anzuordnen und das abgestrahlte
Licht über ein Umlenkspiegelsystem zu dem Zifferblatt umzulenken. Durch den Einsatz
des Lichtleiters läßt sich beispielsweise der Raumbedarf der Beleuchtungseinrichtung
günstiger gestalten.
[0003] Dennoch stellt der Lichtleiter ein kostenintensives Bauteil dar, da aufwendige Werkzeuge
zum Ausbilden der Umlenkspiegelflächen erforderlich sind.
[0004] Bekannt ist es femer, eine Armbanduhr mit einer als Taschenlampe zu verwendenden
Beleuchtungseinrichtung zu versehen (DE-A1-33 20 384). Die Lichtaustrittsöffnung ist
dabei in einer Seitenwand oder in der Frontwand der Armbanduhr untergebracht. Die
im Innem der Uhr liegende Licht quelle ist mittels Knopfdruck einschaitbar. Für das
Ausleuchten des Zifferblatts wäre eine separate Beleuchtungseinrichtung vorzusehen.
[0005] Aus der CH-G-132 694 ist eine Taschenuhr mit einer Beleuchtungseinrichtung bekannt
Diese Beleuchtungseinrichtung, die ebenfalls eine Taschenlampenfunktion erfüllen soll,
ist in das Zifferblatt integriert. Dieses ist also bei Verwendung der Uhr als Taschenlampe
nicht abzulesen.
[0006] Sogenannte "Lichtwecker", die anstelle mittels eines akustischen Signals mittels
hellen Lichts wecken sollen, machen höhere Helligkeitswerte erforderlich als Ziffemblattbeleuchtungen
bzw. Such-Taschenlampen (siehe z.B. CH-C-435 124). Die Beleuchtungseinrichtung ist
dementsprechend völlig anders aufgebaut.
[0007] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung für eine Reiseuhr zu schaffen,
bei der der ohnehin zum Beleuchten des Zifferblatts vorhandene Lichtleiter so angeordnet
und gestaltet ist, daß er bei hoher Lichtausbeute auch zur Beleuchtung von Dritt-Gegenständen
verwendbar ist.
[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
[0009] Nach der Erfindung weist der Lichtleiter zwei Lichtaustrittsflächen auf, wobei die
erste in einer Gehäusewand der Reiseuhr als Taschenlampe ausgebildet ist und die zweite
zum Ausleuchten des Zifferblatts dient. Die Reiseuhr kann somit in vorteilhafter Weise
zur Beleuchtung von Landkarten, zum Auffinden von Schlüssellöchern, zur Sehhiife auf
dunklen Wegabschnitten usw. verwendet werden. Dadurch, daß der selbe Lichtleiter für
diese zusätzliche Funktion neben der Beleuchtung des Zifferblattes verwendet wird,
wird kein zusätzlicher Bauaufwand vom Volumen und von den Kosten her erforderlich.
Dazu ist es allerdings erforderlich, den Lichtleiter entsprechend zu gestalten.
[0010] Die zur Ausleuchtung der Anzeigefläche notwendigen Lichtquellen beanspruchen meist
derart viel Raum, daß sie selbst aus Platz-oder Konstruktionsgründen nicht direkt
auf die Anzeigefläche gerichtet werden können. Zur Beseitigung dieses Problems werden
Lichtleiter aus einem optischen Material, z.B. Glas oder Polystyrol, verwendet, das
Totalreflexionseigenschaften aufweist. Mittels der Lichtleiter kann das von der Lichtquelle
erzeugte. Licht, das an einer bevorzugten Lichteintrittsfläche in den Lichtleiter
eintritt, über längere Wegstrecken und unter verschiedenen Richtungsänderungen um
Ecken und Kanten zu einer Lichtaustrittsfläche geführt werden, die auf die zu beleuchtende
Fläche gerichtet ist. Der Lichtleiter ermöglicht deshalb das Anordnen der Lichtquelle
an geeigneten Orten und der Strahlengang muß nicht mehr geradlinig veriaufen. Durch
den Lichtleiter sind zahlreiche Konstruktionsmöglichkeiten gegeben, wodurch die Lichtquelle
raumsparend und ohne optische Beeinträchtigung des Anzeigefeldes untergebracht werden
kann.
[0011] Aus der DE-C 11 98 754 ist eine Lichtverteileranordnung bekannt, die zwei Umlenkspiegelflächen
aufweist, die das in eine Lichteintrittsfläche eintretende Licht unter mehrfacher
Richtungsänderung um 90° einer Skala zufuhren. Der Lampenhalter der bekannten Lichtverteileranordnung
weist eine zylindrische Form auf und umschließt die Lichtquelle, um das Licht zu den
Umlenkspiegelflächen zu leiten. Der Aufbau der Lichtverteileranordnung beansprucht
sehr viel Raum, weshalb die Lichtverteileranordnung für kleinere Geräte ungeeignet
ist. Außerdem ergeben sich Befestigungsprobleme.
[0012] Ferner ist aus der GB-C-752.853 ein Lichtleiter zum Beleuchten einer Skalenwalze
mit einer konkav gekrümmten Lichtleiterseitenwand bekannt. Die konkav gekrümmte Lichtleiterseitenwand
ist in ihrer Krümmung an die Krümmung der Skalenwalze angepaßt. Das von dem Lichtleiter
auf die Skalenwalze übertragene Licht gelangt nach einer weiteren Lichtumleitung in
der Skala zu einem Sichtfenster in einer Gehäusewand, die bis auf den Sichtbereich
der Skala die soweit beschriebene Vorrichtung abdeckt. Die Anwendung des Lichtleiters
ist auf Geräte mit einer Skalenwalze beschränkt, wobei der mechanischen Befestigung
des Lichtleiters bei der Mon tage große Aufmerksamkeit geschenkt werden muß, damit
der Lichtleiter nicht auf der Skalenwalze schleift und deren Bewegung behindert. Ferner
sind große Flächen vorhanden, an denen unbeabsichtigt Streulicht austreten kann.
[0013] Es ist deshalb Aufgabe in Weitergestaltung der Erfindung einen einstückigen Lichtleiter
für eine Beleuchtungseinrichtung zu schaffen, der bei geringen Abmaßen eine hohe Lichtausbeute
aufweist, leicht und sicher zu montieren ist und eine Ausleuchtung von großen Bereichen
erlaubt.
[0014] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 7 gelöst.
[0015] Besonders vorteilhafte Weitergestaltungen der Gegenstände nach Anspruch 1 bzw. nach
Anspruch 7 sind in den weiteren Unteransprüchen enthalten.
[0016] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Lichtleiter zum Beleuchten von Skalen geschaffen,
der eine hohe Lichtausbeute aufweist und der raumsparend eingebaut werden kann. In
vorteilhafter Weise ist die Lichtaustrittsfläche als optische Linse ausgebildet. Durch
das rotationssymmetrische Ausbilden der Umlenkspiegelflächen um die Lichtquelle, die
auf der gemeinsamen Rotationsachse liegt, ist es möglich, die von allen Seiten eintretenden
Lichtstrahlen aufzufangen und der Lichtaustrittsfläche zuzuführen. Das Zusammenwirken
der haubenförmigen Lichteintrittsfläche mit der rotationssymmetrischen Umlenkspiegelfläche
und der als optischen Linse ausgebildeten Lichtaustrittsfläche bewirkt eine große
Ausleuchtung der Anzeigenfläche.Die als Linse ausgebildete Lichtaustrittsfläche ist
wie der gesamte Lichtleiter in einfacher Weise in Kunststoffspritzgußtechnik herstellbar.
[0017] Weil die Außenseite der Linse von außen zugänglich ist, ist sie leicht variierbar.
Vorzugsweise ist die Lichtaustrittsfläche als Konvexlinse ausgebildet, wenn der Lichtleiter
in der Mitte der Anzeige angeordnet wird. Wird der Lichtleiter am Rand der Anzeige
angeordnet, ist die Lichtaustrittsfläche gemäß der Erfindung als Konkavlinse mit der
gleichen Krümmung wie der Rand der Anzeigenfläche geformt. Die Lichtquelle kann in
einfacher Weise eingesetzt oder entfernt werden. Vorzugsweise weisen die Umlenkspiegelflächen,
die ein Spiegelpaar bilden, einen gleich großen Rotationsradius auf. Durch einfache
Werkzeugänderungen läßt sich der Strahlenverlauf und die Austrittsrichtung der Lichtstrahlen
an dem Lichtleiter an verschiedene Geräte anpassen.
[0018] Je nach Größe der Umlenkspiegelflächen kann die umzulenkende Lichtmenge in ihrer
Intensität variiert werden. Werden die rotationssymmetrischen Umlenkspiegelflächen
über einen Winkelbereich von 360° ausgebildet, ist der Lichtleiter als Rundumstrahler
verwendbar. Werden die Umlenkspiegelflächen über einen kleineren Winkelbereich als
360° ausgebildet, lassen sich bevorzugte Skalenbereiche beleuchten. Gemäß einer Weiterbildung
läßt, sich das Beleuchten von unterschiedlichen Skalenbereichen dadurch variieren,
daß die Umlenkspiegelflächen nicht als eine einheitliche Umlenkspiegelfläche, sondern
aus mehreren Umlenkspiegelflächen mit unterschiedlichen Radien ausgebildet werden.
Hierzu sind die Um- lenkspiegelfläct
len längs der Rotationsachse um einen geringen Höhenbetrag versetzt, wodurch die Umlenkspiegelflächen
in der Draufsicht als konzentrische Kreise angeordnet sind. Je nach Breite, Höhenunterschied
und Umfangswinkel der Umlenkspiegelflächen lassen sich so unterschiedliche Skalenbereiche
mit verschiedenen Lichtintensitäten bestrahlen.
[0019] Es kann zusätzlich eine plane oder gekrümmte Umlenkspiegelfläche vorgesehen werden,
die auf der Rotationsachse der-rotationssymme trischen Umlenkspiegelflächen liegt.
Gekrümmt bedeutet, daß die Streuwirkung der Zerstreulinse zusätzlich mit ausgenutzt
wird. Die plane Unlenkspiegelfläche lenkt den von der Lichtquelle in Richtung der
Rotationsachse ausgehenden Lichtstrahlenanteil um. Mittels der planen Umlenkspiegelfläche
ist somit auch der in Richtung der Rotationsachse abgestrahlte Lichtanteil umlenkbar,
da sich die rotationssymmetrischen Umlenkspiegelflächen meist wegen des Raumbedarfs
der Lichtquelle nicht bis zur Rotationsachse erstrecken können. Je nach Größe, Neigung
und Winkelstellung der planen Umlenkspiegelfläche um die Rotationsachse läßt sich
der durch den planen Umlenkspiegel umgelenkte Lichtanteil zusätzlich gezielt bestimmten
Skalenbereichen zuführen. Hierbei kann die von dem planen Umlenkspiegel ausgehende
Lichtaustrittsrichtung in jeder beliebiger Richtung im 360° Bereich um die Rotationsachse
gewählt werden.
[0020] Nach einer anderen Weiterbildung kann die zweite Lichtaustrittsfläche als Sammellinse
z.B. als Plankonvexlinse umgebildet sein, die die Lichtausbeute zur weiteren Lichtaustrittsrichtung
ermöglicht, deren Austrittsrichtung verschieden von der Lichtaustrittsfläche für die
Skalenbeleuchtung ist. Vorzugsweise liegt die Lichtquelle im Brennpunkt der Sammellinse.
[0021] Die Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Umlenkspiegelflächen zum Erläutern der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Reiseuhr;
Fig. 3 eine Ansicht der Reiseuhr im Teilschnitt von vom;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Lichtleiter;
Fig. 5 eine Draufsicht und die Befestigungsweise des Lichtleiters aus Fig. 4 und
Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung des Strahlengangs des Lichtleiters in der Ansicht
aus Fig. 5.
[0022] Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung von Umlenkspiegelflächen zum Erfäutern
eines Lichtleiters 1 nach der Erfindung. In Höhe einer Lichtquelle 9 ist eine erste
Umlenkspiegelfläche 2 angeordnet, die den von der Lichtquelle 9 ausgehenden Strahlenanteil
I wie in Fig. 1 gezeigt, um 90° nach oben umlenkt. Die unterschiedlichen Strahlengänge
I, II und III sind zur besseren Unterscheidung durch strichpunktierte Linien mit einem
Punkt, zwei Punkten und drei Punkten dargestellt. Der Strahlengang 1 verläuft in Richtung
einer ersten Achse A bis zur Höhe h1 und trifft dort auf eine zweite Umlenkspiegelfläche
3. Die Umlenkspiegelfläche 3, die in dem Abstand h1 von der ersten Umlenkspiegelfläche
2 angeordnet ist, weist eine Spiegelfläche auf, die parallel zu der Spiegelfläche
der ersten Umlenkspiegelfläche 2 liegt. Die erste und zweite Umlenkspiegelfläche bildet
ein Spiegelpaar, da sie gemeinsam einem Strahlengang angehören. Der Strahlengang I
verläuft somit ein Wegstück von der Lichtquelle 9 bis auf die Umlenkspiegelfläche
2 in x-Richtung (in Fig. 1 nach links), nachfolgend senkrecht in y-Richtung um die
Wegstecke h1 und schließlich nach der Umlenkung durch die zweite Umlenkspiegelfläche
3 erneut in x-Richtung. Der Lichtleiter 1 weist eine Lichteintrittsfläche 7 und eine
Lichtaustrittsfläche 6 auf. Der Strahlengang I verläuft nach Eintritt in den Lichtieiter
1 an der Lichteintrittsfläche 7 bis zu der Lichtaustrittsfläche 6 innerhalb des Lichtleiters
1, der aus einem optischen, transparenten Material mit geeigneten Totalreflexionseigenschaften
besteht Da der Lichteintritt an der Lichteintrittsfläche 6 senkrecht zu der Lichteintrittsfläche
7 erfolgt, tritt keine Lichtbrechung auf.
[0023] Parallel zu der ersten Achse A liegt eine gedachte zweite Achse y in einem Abstand
R. Die Lichtquelle 9 liegt auf der zweiten Achse y in Höhe der ersten Umlenkspiegelfläche
2. Die Umlenkspiegelflächen 2 und 3 sind bezogen auf die Achse A z.B. bei PMMA (Polymethylmethacrylat)
als Lichtleitermaterial um 45° geneigt. Die Wahl des Neigungswinkeis ist materialabhängig
(Totalreflexion).
[0024] Wird die soweit beschriebene Anordnung aus der ersten und zweiten Umlenkspiegelfläche
2, 3 die ein Spiegelpaar bilden, um die gedachte y-Achse als Roationsachse rotiert,
dann bilden sich rotationssymmetrische Umlenkspiegelflächen bezogen auf die y-Achse
bzw. die Lichtquelle 9 aus. Die erste Umlenkspiegelfläche 2 umschließt die Lichtquelle
9 somit als ringförmige Spiegelfläche von allen Seiten. Die Lichtquelle 9 liegt in
der Ebene und in dem Rotationszentrum der ersten Umlenkspiegelfläche 2. Vorzugsweise
ist die Breite der Umlenkspiegelfläche 2 mittig zu der Lichtquelle 9 angeordnet. Alle
von der Lichtquelle 9 radial und seitlich abgestrahlten Lichtstrahlen werden so von
der umlaufenden ersten Umlenkspiegelfläche 2 erfaßt und nach oben umgelenkt. Die zweite
rotationssymmetrische Umlenkspiegelfläche 3 strahlt dann nachfolgend die von der Lichtquelle
9 ausgehenden Lichtstrahlen im Abstand h1 radial nach allen Seiten ab. Die soweit
beschriebene Anordnung eignet sich deshalb besonders für die Beleuchtung von Skalen,
in denen der Lichtleiter 1 in der Mitte angeordnet werden kann. Dadurch, daß diese
Anordnung alle in der x-Ebene von der Lichtquelle 9 ausgehenden Lichtstrahlen erfaßt
und umlenkt, ist die Lichtausbeute sehr groß. Vorzugsweise sind die Rotations radien
der ersten und zweiten Umlenkspiegelflächen 2, 3 gleich groß und die Umlenkspiegelflächen
2, 3 lenken die Lichtstrahlen in den Hauptebenen (Ebenen zwischen Einstrahlrichtung
und Einfallslot an den Refiexionsflächen) um 90° in ihrer Richtung um.
[0025] In einer Weiterbildung können zusätzlich zu den Umlenkspiegelflächen 2, 3 weitere
rotationssymmetrische Umlenkspiegelflächen bzw. Spiegelpaare zu der y-Achse mit einem
kleineren Radius als dem Radius R vorgesehen werden. Die zusätzlichen rotationssymmetrischen
Umlenkspiegelflächen sind hierzu auf der y-Achse in Fig. 1 absatzweise nach unten
versetzt. Hierdurch würde sich in der Seitenansicht eine treppenförmige Struktur ergeben.
Die innenliegende Spiegelfläche würde etwas tiefer liegen als die außenliegende Umlenkspiegelfläche,
wobei beide Spiegelflächen über einen waagrechten Abschnitt in x-Richtung miteinander
verbunden sind. In der Draufsicht würden sich so konzentrische Kreise ergeben. Mittels
der abgesetzten weiteren Umlenkspiegelflächen, die nicht dargestellt sind, können
zusätzliche Strahlenaustritte geschaffen werden, die innerhalb oder über der Höhe
h1 liegen. Die Anordnung mit einem oder mehreren rotationssymmetrischen Umlenkspiegelpaaren,
die sich über einen Winkelbereich von 360° erstrecken, können auch für einen kleineren
Winkelbereich ausgelegt werden. Der Rotationswinkel, über den die Umlenkspiegelfläche
2, 3 ausgebildet sind, kann beispielsweise 180° oder 270° betragen. Ausführungsbeispiele
des Lichtleiters 1, in denen sich die Umlenkspiegelflächen 2, 3 nicht über einen gesamten
Bereich von 360° erstrecken, werden bevorzugt dort eingesetzt, wo ein seitlicher Strahlenaustritt
bzw. Eintritt an der Lichtaustrittsfläche 6 erforderlich ist. Lichtleiter 1 mit 360
0-Umlenkspiegelflächen 2, 3 eignen sich deshalb besonders für die Anordnung im Mittelpunkt
von zu beleuchtenden Flächen. Lichtleiter 1 mit rotationssymmetrischen Umlenkspiegelflächen
2, 3, die sich über einen kleineren Winkelbereich als 360° erstrecken, eignen sich
hingegen besonders für die seitliche Anordnung an zu beleuchtenden Flächen. Wird der
Lichtleiter 1 in der Anzeigenmitte angeordnet, ist die Lichtaustrittsfläche 6 als
Konvexlinse 21, beispielsweise als Kreisring über 360° ausgebildet. Wird der Lichtleiter
1 am Rand einer Anzeigenfläche angeordnet, ist die Linse als Konkavlinse 13 mit einer
an den Anzeigenrand angepaßten Krümmung ausgebildet. Durch die Wahl der Größe des
Winkelbereiches, über den die Umlenkspiegelflächen 2, 3 ausgebildet sind, läßt sich
in vorteilhafter Weise die Größe des auszuleuchtenden Bereiches variieren.
[0026] Die in Fig. 1 beschriebene Anordnung mit den Umlenkspiegelflächen 2, 3 nutzt im wesentlichen
die Strahlenanteile der Lichtquelle 9 aus, die in der x-Ebene abgestrahlt werden und
senkrecht auf die erste Umlenkspiegelfläche 2 treffen. Die maximale innere Spiegelflächenbreite
der Umlenkspiegelfläche 3 ist erreicht, wenn die Umlenkspiegelfläche 3 die y-Achse
kreuzt. Kreuzt die Umlenkspiegelfläche 3 die y-Achse und ist die Umlenkspiegelfläche
3 als 360°-rotationssymmetrische Spiegelfläche ausgebildet, läßt sich der gesamte
Strahlenanteil umlenken, der seitlich oder nach oben abgestrahlt wird. Häufig ist
es jedoch erforderlich, einen bestimmten Bereich auf einer Skala neben der großflächigen
Beleuchtung durch das Spiegelpaar 2, 3 gezielt und intensiver zu beleuchten. In einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird deshalb vorgeschlagen, zu den Umlenkspiegelflächen
2, 3, die sich nicht bis zu der y-Achse erstrecken, eine ebene oder auch gekrümmte,
dritte Spiegelfläche 4 vorzusehen. Die dritte Umlenkspiegelfläche 4 liegt auf der
y-Achse und ein von der Lichtquelle 9 senkrecht nach oben ausgehender Lichtstrahlenanteil
11 wird, wie in Fig. 1 gezeigt, in einer Höhe h2 nach links in x-Richtung umgelenkt.
Je nach der Neigung der Umlenkspiegelfläche 4 kann der Lichtaus tritt (11) parallel
oder geneigt zu dem Lichtaustritt (I) an der Lichtaustrittsfläche 6 erfolgen. Neben
der Variation des Austrittswinkels der Lichtstrahlen entlang dem Strahlengang II ist
auch die Austrittsrichtung durch unterschiedliches Anordnen der Spiegelfläche 4 durch
Drehung um die y-Achse veränderbar. Beispielsweise läßt sich der Strahlengang 11 auch
entgegengesetzt zu der in Fig. 1 gezeigten Richtung oder jeder beliebigen anderen
Richtung in der Rotationsebene der Umlenkspiegelflächen 2, 3 ausrichten. Mittels der
ebenen, dritten Umlenkspiegelfläche 4 ist es somit möglich, bestimmte Skalenbereiche
zusätzlich und gezielt anzustrahlen.
[0027] Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein dritter Strahlengang III vorgesehen, der von der Lichtquelle
9 ausgeht. Der Strahlengang III verläuft entgegengesetzt zu der x-Richtung. Der Strahlengang
III trifft auf eine Linse 5, wobei die Lichtquelle 9 im Brennpunkt der Linse 5 liegt.
Die Richtung des Strahlenganges 111 ist in Fig. 1 beispielhaft gewählt und kann in
jeder anderen Richtung verlaufen, in der der Strahlengang der Strahlengänge I und
II nicht behindert oder gestört wird. Wie der unter Fig. 1 beschriebenen Anordnung
zu entnehmen ist, lassen sich mittels des Lichtleiters 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
unterschiedliche Skalenbereiche mit verschiedenen Lichtintensitäten und unter verschiedenen
Richtungen bestrahlen. Zusätzlich ist es möglich, einen in seiner Richtung weit variierbaren
Strahlengang 3 mit einer Linse - beispielsweise einer Plankonvexlinse 5 -vorzusehen,
deren Zusatzfunktion nachfolgend noch beschrieben wird.
[0028] Fig. 2 zeigt eine Reiseuhr 100, deren Zifferblatt 103 mit einem Klappdeckel 102 verschließbar
ist. Die Reiseuhr 100 ist flach und die Größe ist so gewählt, daß sie leicht in der
Hand gehalten werden kann, was zusätzlich durch eine längliche Form unterstützt wird.
An der Deckwand 118 der Reiseuhr 100 ist ein Schalter 107 zum Einschalten der Beleuchtungseinrichtung
des Zifferblattes 103 und einer Taschenlampe 119 vorgesehen. Die Taschenlampe 119
ist an einer Seitenwand 104 angeordnet. Der Schalter 107 und die Taschenlampe 119
liegen im Kantenbereich 120, an dem die Seitenwand 104 und die Deckwand 118 aufeinandertreffen.
[0029] Durch die vorteilhafte Anordnung der Taschenlampe 119 und des Schalters 107 läßt
sich die Reiseuhr 100 leicht in der Hand halten. Der Schalter 107 läßt sich mit dem
Daumen betätigen.
[0030] Fig. 3 zeigt die Vorderansicht der Reiseuhr 100 mit einem aufgeschnittenen Bereich,
in dem ein Lichtleiter 1 angeordnet ist. Der Lichtleiter 1 besteht aus einem Material
mit Totalreflexionseigenschaften.
[0031] Der Lichtleiter 1 weist eine rechteckförmige bzw. würfelförmige Grundform auf und
wird zur Befestigung in Haltestege 109, 110 soweit eingeschoben, bis die Vorderseite
des Lichtleiters 1 an der Innenseite der Seitenwand 104 anstößt. Die Haltestege 109,
110 sind hierzu beidseitig zu einem Durchbruch 105 in der Gehäuseseitenwand 104 angeordnet.
Zum Sichern des Lichtleiters 1 gegen Herausfallen wird das Zifferblatt 103 oder dessen
Deckglas verwendet, indem das Zifferblatt 103 nach dem Einsetzen des Lichtleiters
1 in die Aufnahme 109, 110 aufgesetzt wird. Dabei stößt eine Fläche des Lichtleiters
1 an dem Zifferblatt 103 an und der Lichtleiter 1 kann nunmehr nicht mehr aus den
Haltestegen 109, 110 gleiten. Diese vorteilhafte Befestigungsweise wird am besten
durch eine gekrümmte Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters 1 unterstützt, die die
Krümmung des Durchmessers des Zifferblattes 103 aufweist.
[0032] Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Lichtleiters 1 mit
den unter Fig. 1 beschriebenen Spiegelpaaren 2, 3, der ebenen Umlenkspiegelfläche
4 und der Plankonvexlinse 5. Der Lichtleiter 1 weist eine Aussparung 14 an der Unterseite
zur Aufnahme einer Lichtquelle 9, z.B. einer LED-Diode oder einer Glühlampe 8, auf.
Die Wendel der Glühlampe 8 ist als Lichtquelle 9 in der unter Fig. 1 beschriebene
Position angeordnet Die Lichteintrittsfläche 7 ist an den Lichteintrittsstellen in
den Lichtleiter 1 im wesentlichen eben und zwischen den Eintrittsstellen der Strahlengänge
I und II an die Form der Glühlampe 8 angepaßt. Die Plankonvexlinse 5 ist aus dem gleichen
optischen Material und einheitlich mit dem Lichtleiter 1 in Spritzgußtechnik hergestellt.
Die Lichteintrittsfläche, in die der Strahlengang III eintritt, ist eben ausgebildet.
Der Lichtleiter 1 ist vorzugsweise nicht eingefärbt und besteht aus einem glasklaren
optischen Material mit Totalreflexionseigenschaften an den inneren Begrenzungsflächen
10. Beispielsweise ist der Lichtleiter 1 aus Acrylglas hergestellt. Die Umlenkspiegelflächen
2, 3 und 4 werden durch 45° geneigt Flächen in dem Spritzgußwerkzeug hergestellt.
Die Umlenkspiegelflächen 2, 3 und 4 sind so von außen leicht durch Bearbeiten des
Spritzgußwerkzeuges in verschiedenen Maßen herstellbar. Die Umlenkspiegelflächen befinden
sich somit nicht im Inneren des Lichtleiters 1, sondern stellen äußere Begrenzungsflächen
dar, die leicht variiert werden können. Wie in Fig. 4 durch gestrichelte Verlängerungen
angedeutet wird, sind die Umlenkspiegelflächen 2, 3 in ihrer Breite je nach Anwendungsfall
größer oder kleiner ausbildbar. Wie weiter in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist, kann
die dritte Umlenkspiegelfläche 4 auch oberhalb der Umlenkspiegelfläche 3 liegen. In
diesem Fall würde eine Aussparung 12, die die Umlenkspiegelfläche 4 ausbildet, entfallen.
Ebenso würde sich eine Aussparung 11, die die Umlenkspiegelfläche 3 bildet, verkleinem.
Bei dem in Fig. 4 ge zeigten Lichtleiter 1 sind die Umlenkspiegelflächen 2, 3 als
180°- rotationssymmetrische Spiegelflächen ausgebildet. Der Neigungswinkel der ebenen
Umlenkfläche 4 beträgt gleichfalls 45° und die Drehposition der Umlenkspiegelfläche
4 ist in x-Richtung ausgerichtet. Wie in Fig. 4 gestrichelt angedeutet, kann die Lichtaustrittsfläche
6 als Konvexlinse 21 ausgebildet werden, indem die Lichtaustrittsfläche 6 der Außenwand
eines runden Zylinders oder Zylinderabschnitts entspricht. Die Außenwand kann ballig
nach außen oder innen gewölbt sein.
[0033] Fig. 5 zeigt den Lichtleiter 1 aus Fig. 4 in der Draufsicht Der im Schnitt in Fig.
4 gezeigte Lichtleiter 1 entspricht dem in Fig. 5 gezeigten Lichtieiter entlang der
Schnittlinie AA mit dem Unterschied, daß im Gegensatz zu Fig. 4 in Fig. 5 die plane
Umlenkspiegelfläche 4 um einen Winkel um die y-Achse gedreht ist. Die rotationssymmetrischen
Umlenkspiegelflächen 2, 3 sind in Fig. 5 in etwa als 200°-Umlenkspiegelflächen ausgebildet
In Fig. 5 ist in der Draufsicht jedoch nur die zweite, obere Umlenkspiegelfl
äche 3 zu erkennen. Die erste Umlenkspiegelfläche 2 liegt deckungsgleich unter der
zweiten Umlenkspiegelfläche 3, da in diesem Ausführungsbeispiel die Rotationsradien
gleich groß sind.
[0034] Wie in Fig. 6 gezeigt, treffen die von der Lichtquelle 9 ausgehenden Lichtstrahlen
nach Durchlaufen der Strahlengänge 1 und II auf die Lichtaustrittsfläche 6.
[0035] Die Lichtaustrittsfläche 6 ist als Konkavlinse 13 ausgebildet. Hierbei weist die
Konkavlinse 13 vorzugsweise eine Krümmung auf, die der Krümmung einer kreisrunden
Skala entspricht. Die den Strahlengängen I und II entlanglaufenden Lichtstrahlen werden
beim Austritt aus der Lichtaustrittsffäche 6, die als Konkavlinse ausgebildet ist,
Ober die gesamte Skalenfläche zerstreut. Die zerstreu ten Lichtstrahlen können gleichfalls
in eine durchsichtige Deckscheibe geführt werden, die einen Durchmesser entsprechend
der Krümmung der Konkavlinse 13 aufweist. Hierbei kann das Deckglas auf einem Ansatz
16 aufliegen. Weist der Lichtleiter 1 die in Fig. 5 gezeigte rechteckige Grundform
auf und liegt der Lichtleiter 1 mit seiner Vorderwand 15 an einer Gehäusewand 19 der
Seitenwand 104 oder der Deckwand 118 an, dann ist der rechteckige Körper des Lichtleiters
1 nach dem Einlegen des Deckglases gegen Herausfallen gesichert, wenn die Flankenwände
17 und 18 des Lichtleiters durch hinterschneidende Abschnitte 20 (nicht näher dargestellt)
bzw. durch die Haltestege 109, 110 an der Gehäuseseitenwand 104 gehalten werden. Die
Flankenwände 17, 18 und die Vorderwand 15 weisen beispielsweise eine Länge in der
Größenordnung von 10 mm auf. Ebenso beträgt der mittlere Umlenkspiegelflächen-Durchmesser
ungefähr 5 mm. Ein Lichtleiter mit derartigen geringen Außenmaßen läßt sich deshalb
leicht in einem sehr flachen Gerät vorzugsweise am Rand der Skala unterbringen. Weiter
ist das Einsetzen einer Glühlampe 8 in den Lichtleiter 1, der die Glühlampe 8 haubenförmig
umgreift, ohne große Schwierigkeiten möglich.
[0036] Die in Fig. 5 gezeigten Umlenkspiegelflächen 2, 3 erstrecken sich über einen 200°-Bereich,
da die zu bestrahlende Fläche in der x-Richtung liegt. Da der Lichtleiter 1 beispielsweise
am Rand einer zu beleuchtenden Skala angeordnet ist und an der seitlichen Gehäusewand
19 anliegt, läßt sich in vorteilhafter Weise der zuvor beschriebene dritte Strahlengang
II ausbilden. Hierdurch wird der verbleibende l60°-Lichtstrahienbereich, der von den
Umlenkspiegelflächen 2, 3 durch die Anordnung des Lichtleiters an der Seite einer
Skale nicht benutzt wird und der von der Lichtquelle 9 bereitgestellt wird, in vorteilhafter
Weise für einen Zusatznutzen verwendet. Wie zuvor beschrieben, liegt in dem Strahlengang
lll beispielsweise eine Plankonvexlinse 5, die aus einer Gehäuseöff nung 105 in der
Gehäusewand 104 ragt. Wird die Lichtquelle eingeschaltet, stellt die aus der Gehäusewand
ragende Plankonvexlinse mit dem Beleuchtungssystem eine kleine Taschenlampe dar. Die
soweit beschriebene Lichtleiteranordnung kann wie zuvor gezeigt in einer flachen Reiseuhr
ausgebildet sein, weshalb die Plankonvexlinse 5 zu zusätzlichen Beleuchtungszwecken
-beispielsweise der Schlüssellochsuche, der Beleuchtung von Landkarten usw. -herangezogen
werden kann. Bei der Benutzung der Linse 5 als Taschenlampe wird gleichzeitig die
Skala beleuchtet. Die Wendel der Glühlampe 8 ist zur höheren Lichtausbeute für die
Taschenlampe vorzugsweise in Richtung der in Fig. 3 gezeigten z-Achse angeordnet.
[0037] In Fig. 5 ist die Befestigungsweise des Lichtleiters 1 genauer dargestellt. Der Lichtleiter
wird von den Haltestegen 109, 110 seitlich gehalten und die zweite Lichtaustrittsfläche
5 ragt aus dem Durchbruch 105 in der Seitenwand 104. Die Randwulst der zweiten Lichtaustrittsfläche
5 weist im wesentlichen die Dicke der Wandstärke der Seitenwand 104 auf, wodurch der
Lichtleiter 1 zusätzlich durch die Seitenwand an dem Randwulst gehalten wird. Damit
der Lichtleiter 1 nicht aus den Haltestegen 109, 110 gleiten kann ( in Fig. 5 nach
links), wird das Zifferblatt 103 eingelegt und liegt an der Lichtaustrittsfläche 17
an. Weiter ist ein Auflageabschnitt 16 vorgesehen, auf dem das Zifferblatt 103 aufliegt.
Je nach Anwendungsfall läßt sich die Lichtaustrittsfläche 5 an einer anderen Seitenwand
- beispielsweise an der Deckwand 118 -ausbilden. Die Lichtaustrittsöffnung 5 muß hierzu
um die gedachte Achse, auf der die rotationssymmetrischen Umlenkspiegelflächen 14
liegen, gedreht angeordnet werden.
1. Beleuchtungseinrichtung für eine Reise-Uhr - (100) mit einer über einen Schalter
(107) einschaltbaren Lichtquelle (9), die im Inneren der Uhr angeordnet ist, und mit
einer Lichtaustrittsöffnung - (105) in einer Gehäuse-Seitenwand (104, 118) der Uhr,
dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Lichtquelle (9) angestrahlter Lichtleiter
(1) mit einer ersten Lichtaustrittsfläche (5), die in der Lichtaustrittsöffnung (105)
der Gehäusewand (104) angeordnet ist, und mit einer zweiten Lichtaustrittfläche (6)
zum Ausleuchten des Zifferblatts - (103) der Uhr vorgesehen ist.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Lichtaustrittsfläche (6) eine dem Zifferblattdurchmesser oder dem Deckglasdurchmesser
der Uhr angepaßte Krümmung aufweist, wobei das Zifferblatt - (103) und/oder das Deckglas
des Zifferblattes zur Befestigung für den in Haltestege (109, 110) im Gehäuse eingesetzten
Lichtleiter (1) dienen.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Lichtaustrittsfläche (6) bei einem kreisförmigen Zifferblatt - (103) eine Konkavlinie
ist.
4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter
(1) eine rechteckige Grundform aufweist.
5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lichtleiter
- (1) ein Auflageabschnitt (16) ausgebildet ist, auf dem das Zifferblatt (103) oder
das Deckglas aufliegt.
6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestege
(109, 110) im Bereich der Lichtaustrittsöffnung (105) an der Innenseite der die Lichtaustrittsöffnung
(105) aufweisenden Gehäuseseitenwand (104) angeordnet sind.
7. Einstückiger Lichtleiter (1) für eine Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch aekennzeichnet, daß der aus einem optischen Material mit Totalreflexionseigenschaften
bestehende Lichtleiter (1) eine Lichteintrittsfläche (7), die von einer auf einer
Rotationsachse liegenden Lichtquelle (9) angestrahlt wird, eine erste Lichtaustrittsfläche
(6), die gegenüber der Lichteintrittsfläche mit einem Höhenversatz an dem Lichtleiter
ausgebildet ist, eine mit einem Rotationsradius auf der Rotationsachse angeordnete
rotationssymmetrische erste Umlenkspiegelfläche (2), die die Lichtstrahlen in ihrer
Richtung umlenkt, die an der Lichteintrittsfläche in den Lichtleiter eintreten, eine
zweite rotationssymmetrische UmlenkspiegelfIäche (3), die mit Abstand parallel zu
der ersten Umlenkspiegelfläche und mit dem gleichen Rotationsradius auf der Rotationsachse
angeordnet ist und die die von der ersten Umlenkspiegelfläche umgelenkten Lichtstrahlen
erneut in ihrer Richtung zum Lichtaustritt aus der Lichtaustrittsfläche umlenkt, wobei
die erste und zweite Umlenkspiegelfläche ein Spiegelpaar bilden und an einer seiner
Seitenwände eine zweite Lichtaustrittsfläche (5) aufweist, wobei der Lichtleiter (1)
eine rechteckige Grundform aufweist, die Rotationsachse Y senkrecht auf der Grundform
steht, in einem Seitenbereich des Lichtleiters (1) die Lichtaustrittsfläche in Form
einer Konkavlinse durch eine kreisbogenförmige Aussparung in dem Lichtleiter mit einem Ansatz (16)
ausgebildet ist, wobei die die Konkavlinse bildende Lichtaustrittsfläche (6) um eine
Achse gekrümmt ist, die parallel zu der Rotationsachse Y verläuft.
8. Lichtleiter nach Anspruch 7, dadurch oekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsfläche
(6) als Befestigungskante ausgebildet ist, an der ein an die Krümmung der Lichtaustrittsfläche
(6) angepaßtes Teil angreift, das den Lichtleiter in einem Gehäuse eines Gerätes gegen
Herausfallen sichert.
9. Lichtleiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß weitere, ein Spiegelpaar
bildende Umlenkspiegelflächen mit unterschiedlichen Radien vorgesehen sind, wobei
die Spiegelpaare längs der Rotationsachse Y mit einem Versatz angeordnet sind.
10. Lichtleiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Umlenkspiegelfläche
(4) vorgesehen ist, die plan oder gekrümmt ist und die auf der Rotationsachse Y angeordnet
ist.
11. Lichtleiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtaustrittsfläche
(5) als noppenförmiger Vorsprung in Form einer konvexen Sammellinse ausgebildet ist.