CN102265367A - 用于控制元件或显示装置的帽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图标仅在背光开启时可见的帽(1)。所述帽用于例如车辆的开关和/或按钮。已知的帽为每个帽只可以显示一个图标。因此制造一种帽，其可以交替显示不同图标。所述帽包括至少两个光源(8)，其产生平行光线，在光源和薄膜(4)之间设有一个透镜光栅薄膜(7)，在所述薄膜(4)和透镜光栅薄膜(7)之间设有呈条纹图案的遮板(6)。

Description

用于控制元件或显示装置的帽

技术领域

本发明是涉及用于控制元件或显示装置的键帽。

背景技术

这种键帽可以应用于例如汽车的显示面板或操作面板。帽由帽体和帽体内部的照明灯光和投影区组成，接通照明光源后，操作者可以清晰地看到有关区域。灯光投影区可以显示特定的图标，这可以例如提示操作者通过操作面板控制哪些设备，或者显示哪些功能可供选取等。特别是灯光投影区可用于显示控制元件及其所控制的设备的开关状态，并告知控制元件相关的设备的工作状态，例如提示设备出现故障。

我们知道，盖帽、灯光及其投影区通常是用于完成以上所述任务。为此盖帽通常是由透明或半透明的材料，特别是塑料材料制成，或者操作元件表面，特别是灯光投影区多嵌入了透明塑料，这样其上的相应图标在接通照明光源后即可一目了然。但是，这种传统的键帽也存在一些弊端，特别是需要使用背光照射来显示和传递信息。这样在日光照射下，尤其是阳光直射时，即使没有点亮背光，这种帽上的图标也清晰可见。这样一来，操作者便无法判断图标是否真正被背光照亮，也就无法知道用控制元件控制的设备是否真正被打开。在很多可能的照明条件下，操作者都很难清晰地阅读灯光投影区显示的图标。这样信息传递不可信，出现错误信息也在所难免。这一点在车辆驾驶等关乎安全的情况下尤为令人担忧。此外，即使在背光照明关闭的情况下，灯光投影区内的图标仍可见，这也会给操作者在读取其他显示信息时带来干扰。

EP 622 585 A1揭示一种控制元件帽，其图标是通过其它颜色的背光照明显示出来的。帽的透明帽体外涂覆有透明涂层。帽体和涂层之间设置一层不透明材料，在其上刻画图标，将与图标对应的不透明部分完全剔除，从而得到镂空透光的图标。在图标和主体之间有两层不同颜色的薄膜。这种元件键帽有一个缺点，那就是图标在背光照明未开启时仍清晰可见。

OE 103 29 188 A1中揭示一种三层结构显示屏。第一层为可视装饰表层，在光束照射下，第三层的图像应当通过第二层结构显示在表层上。按照这种方式制造的显示屏应当符合外观标准并能适应不同的安装条件。这种显示屏的缺点是不能显示动态变化的图标。

OE 10 2007 018 905 A1中揭示一种开关元件帽，其中图标只有在背光点亮后才能看见。只有当开关帽内部安装的背光源点亮后，开关帽上的图标才显示在图标投影区内。图标投影区包含一张布满折光小球的薄膜。这种元件帽的缺点是图标不能均匀地、清晰地显示出来，而且一个帽只能显示一种图标。

现代科技的发展使人们能够生产多功能控制器。在同一个操作装置上，人们可以根据不同的选择设定多种功能。这就要求操作装置能够显示与不同功能相应的不同的图标，并且在非操作情况下保证屏幕上不出现额外信息。

发明内容

起始于OE 102007018905 A1，本发明的任务就是生产一种能够动态显示多种图标的帽。

这个任务被权利要求1中描述的帽完成了。

本发明的帽是专门为车辆控制仪表、开关控制装置或显示屏面板设计的。帽与开关共同构成一个最简单的操控装置。所述帽还可以嵌入操作面板或车辆仪表盘内。配套使用的开关通常是按键或旋钮开关。

帽体内部的图标投影区可以保证相应图标只能在被与相应开关连接的背光源照明下，操作者才能清晰可见。光源一旦熄灭，图标就不能被看见，也就是所谓的“消失”或“黑色面板”技术。图标投影区包括一张遮板和薄膜层，在薄膜层中还包含一块透明基板、大量折光小球和一块不透明基体。折光小球和基板之间存在光学联系。折光小球为玻璃质地，直径60微米、折射率1.5。基板优先采用透明聚合物制造。不透明基体优先采用彩色的聚合物薄膜，折光小球也嵌在其中。薄膜优先采用3M公司生产的Vikuiti XRVS薄膜，有关介绍可参见EP 0 974 072 B1的内容。

折光小球能够起到透镜的作用，用于聚集光源照向薄膜的光。通过透镜聚光，可得到特别高亮度的光照向遮板及其图标投影区上的图标。这样，即使在外界光线较强或者观察角度不佳的情况下，照亮的图标也清晰可见。由于折光小球是镶嵌在一款不透光基体上，因此每个小球都有独立的光圈。另外基体板采用不透光色彩喷涂，可以吸收外来光线，避免干扰显示。当内部照明光源切断后，薄膜层和图标投影区会显示出与基体涂层相同的颜色。涂层是黑色时，比如炭黑色的基体板对外界光线的吸收效果最好，那么键帽的图标投影区也显示黑色；这也就是著名的“黑板”显示屏。由于薄膜能够吸收外界光线，因此内部照明光源切断后，图标投影区的影像也不会显现出来。

操作装置内部的照明光线穿过折光小球和基板后，亮度得到加强，然后投射在图标投影区，从而使图标清晰可见。通过这种技术，操作者即使在光线较强的环境中也可以清晰地分辨照亮的和未照亮的图标。这样一来，操作者就不会受到错误信息的干扰，避免出现操作失误。此外，这种不反光的设计也为仪器仪表的样式设计创造了更大空间。操作者能够准确获取真正需要获取的信息。

这项发明要求至少安装两个内部光源，用来产生两束平行光。根据本发明，在光源和薄膜之间还设置了透镜光栅夹层，带有条纹图案的遮板则处在薄膜层和透镜光栅夹层之间，而后者同时也是图标投影区的组成部分。遮板使用不透明颜色喷涂，并与光源数量相对应地画出图标作为阴条纹图案。这样一来，遮板就成了一个带透光口的光圈，其形状与相应的图标一致。

照明光源始终处于交替开启或断开状态。当其中一个光源接通后，光束通过透镜光栅夹层折光并投射到遮板上，这时，相应的条纹图案就会被照射并被光线穿透，而其他的条纹图案并不受到照射。如此一来，相应的图标就会显示在键帽表面。通过多个光源交替照射，相应数目的图标就可在同一个键帽上显示出来。

从属权利要求涉及本发明的具体实施例。

实施中优先考虑将遮板直接印附在透镜光栅夹层的背面。这样就不必另行安装遮板薄膜，达到节约材料、简化生产工艺的目的。

另一个方案是将遮板安装一个单独的遮板薄膜上，然后再放到透镜光栅夹层的背面。这样做可以分解工艺程序。

另一个实施方式就是在薄膜和遮板之间设置补偿层。这样可以使帽表面显示出的图标更加清晰。

在另一个替代实施方式中使用了顺序控制的光源，也就是说，光源将按照预先设定的顺序先后接通。这样可以显示出动态的(运动的)图标，比如转动的风扇。这里还可以通过控制图案变换的速度来得到不同的动画效果。

还有一种方案，即同时接通多个不同颜色的光源，这样就可显示彩色的图标。

附图说明

在附图中举例展示了一个推荐的帽实施方式，但产品并不局限于此方案。

图1是帽的剖面示意图，图中忽略了尺寸比例。

具体实施方式

图1所示，帽1包括一个局部透明或半透明的帽体2。帽体为长方形，具有上表面2a，一个框2b，另有一个开口，也就是图1中向下的那个面。从正面2a处探出边框2b。帽体2通常使用适当的塑料，例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯，通过压力铸造法制成，例如Lexan牌帽。塑料经过着色，正面2a是透明的，边框2b是不透明的。

正面2a上涂有透明的保护漆3。保护漆应该是上光的，并且/或者抗划伤，并且/或者能够抵御机械和化学侵害，例如可以使用清漆。

正面2a的一个内表面上贴有薄膜4。薄膜4在图1中仅能看到示意图，它包含了一个透明的基板和与之存在光学联系的多个折光小球，以及一个不透明的基体4a，折光小球就镶嵌在基体中。

在薄膜4的下方安装有透镜光栅层7，它由完全透明的塑料制成。在透镜光栅层的表面上装有许多平行排列在一起的柱状透镜。

与柱状透镜相对、在透镜光栅层7的背面是一张经过不透明颜色喷涂的遮板6。遮板6上面有三张条纹图案，也就是三个图标底片，分别用A、B、C标注。每个图标图案上都有大量条纹，每条条纹用来显示图标的一个部分。每个图标图案中条纹的数量与柱状透镜的数量一致，还可以根据图标显示的清晰度进行调整。

在遮板6和薄膜4之间可以选择安装一个补偿层5。它由完全透明的塑料制成。通过补偿层厚度的调整可以进一步改善显示的清晰度。

在安装完毕的状态下，透镜光栅层7的下面应当装有3个照明光源8，也就是说，每个图标都拥有一个独立的光源8。接通电源后，每个光源8都会发射出准直的光束。每个光源8还可以额外配装一个隐藏式反射器。照明光可以是白色或其他任意颜色，而且三个光源的光束颜色可以不同，这样就可以显示不同颜色的图标。可用作光源的产品包括LED(发光二极管)灯等。

遮板6除了安装在透镜光栅层7上之外，还可以安装在一层独立的薄膜上。在产品组装时再把这层薄膜粘贴或压在透镜光栅层上即可。

在设备运行时，光源8射出的光束穿过透镜光栅层7，再投射到遮板6中指定的条纹图案上，例如图案A。这时，光束会穿过没有印刷图案的区域，而光束密度会通过薄膜4得到加强。图标投射到表面2a上，人们透过保护漆7就可以看到它了。图标显示的清晰度能够通过补偿层5得到改善，因为它会帮助遮板6和薄膜4保持设定的间距。操作者关闭照明光源8后，加之薄膜4对环境光的吸收作用，操作者就不能看见图标。

相应的原理也适用于其他光源8，原则上照射过程应当是由三个光源完成的。这里说的照射过程指的是三个光源发射准直光束的过程。

根据客户的需求，照明光源可以设定为按照一定的顺序依次点亮、熄灭，但是程序中途不能终止。采用这种设定可以实现动画效果，也就是显示动态图标。

此外还可以将三个光源设定为同时点亮，但每个光源的颜色不同。采用这种设定可以显示彩色图标。

帽1的生产过程如下：

首先使用双组件压力铸造技术制作帽身2。

制作帽身的同时或者完成后制作透镜光栅层7，并压上遮板5。制作补偿层5并贴附在薄膜4上。

将贴有薄膜4的补偿层5和透镜光栅层7先后装入帽身2，并固定，比如进行锁紧。

最后在键帽2的表面上喷涂保户漆7。

帽1将被安装在带有三个照明光源8的显示设备或开关装置上。

Claims (6)

1.一种用于控制或显示设备的帽(1)，包括一个用作外壳和/或激活操作开关或显示屏的帽体(2)，所述帽体(2)内设有图标投影区，使得设备操作者只有在连接到开关的光源(8)开启后能够看到一个显示的图标(A、B、C)，图标投影区中包括一张绘有图标(5)的遮板(6)和一张薄膜(4)，薄膜上装有一个透明基板、多个与基板存有光学联系的反光球体以及一个不透明的基体，反光球体安装在基体上，其中至少应安装两个独立开关光源(8)，用于产生经过平行的光束，薄膜(4)和光源(8)之间设有一个透镜光栅薄膜(7)，所述薄膜(4)和透镜光栅薄膜(7)之间设有呈条纹图案的遮板(6)。

2.如权利要求1所述的帽，其特征在于所述遮板(6)印附在透镜光栅薄膜(7)背面。

3.如权利要求1所述的帽，其特征在于所述遮板(6)印附在位于所述透镜光栅薄膜(7)背面的胶片上。

4.如前述任一权利要求所述的帽，其特征在于所述薄膜(4)和遮板(6)之间设有补偿板(5)。

5.如前述任一权利要求所述的帽，其特征在于所述光源(8)被依次激活。

6.如前述任一权利要求所述的帽，其特征在于所述光源(8)发出不同颜色的光束并同时接通。

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