CN102878519A - 一种汽车空调控制器背光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车空调控制器背光系统，包括透光基材、涂覆在透光基材表面上的遮光涂层、和设置在透光基材下的光源；在所述遮光涂层上设有若干雕刻去除的符号区；所述光源包括至少一输送光纤束，在所述输送光纤束的一端设有若干分束光纤，在分束光纤的端部设有导光体；所述导光体与所述符号区对应。将光源通过输送光纤束和分束光纤输送到各符号区，不仅减少了发光管的使用，还增加了背光布置的灵活性，提高了背光的亮度以及背光的均匀性和稳定性。同时减少发光管的使用也避免PCB中电源布线网络造成的电源线传导电磁干扰。

Description

一种汽车空调控制器背光系统
技术领域
本发明涉及一种汽车仪表控制台，特别是涉及一种汽车空调控制器背光系统，其包括透光基材、涂覆在透光基材表面上的遮光涂层、和设置在透光基材下的光源；在所述遮光涂层上设有若干雕刻去除的符号区。
背景技术
现有的汽车空调控制器及仪表板中的符号或指示器(例如转动的仪表指针、刻度)，采用半导体发光管(以下简称发光管）或微型钨丝白炽灯(以下简称电珠)发光。为了达到背光均匀的目的，需要放置多个发光管。每辆车在背光系统应用中至少需5至20粒左右。个别发光管的制造、运输、仓储、装配等因素还会造成变值引起光强变化甚至熄灭。造成调试麻烦，不慎时会大量返工。另外，每个发光管的工作端电压实际只需2～3V左右、背光系统电流常用10mA，为此现有技术采用限流降压电阻保障发光管正常工作、每个降压电阻将消耗0.1瓦左右的电能、并产生热量散发，整个背光系统的无效功耗将达0.5～2W。公告号为CN201589167U的中国实用新型专利公开了一种汽车仪表盘背光照明装置，由发光二极管和导光管构成，发光二极管的数目是一颗或者两颗，导光管由透明管件构成，发光二极管设置在导光管的一端的端面外或者两端的端面外。导光管弯曲,导光管上的外壁上设置有切口,切口内设置有反射面。导光管设置在汽车仪表盘背后,并按照明区域弯曲成相应形状，导光管把发光二极管发出的光从远处收集并引导到要求照明的区域，导光管上远离光源、亮度比较暗的部位的切口内反射面可以改善照明的均匀性，离光源越远处，反射面面积越大。虽然该实用新型节约了发光二极管,降低了成本，但仍存在大量的无效功耗。切口不仅影响了光线的传输，同时降低了光线的直接投射，削弱了导光亮度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽车空调控制器背光系统，其通过光纤的分光束增加背光布置的灵活性，提高背光的亮度以及背光的均匀性和稳定性；同时减少发光管或电珠的使用数量，减少能源的无效功耗。
另外，通过混光器使太阳光与人工光进行混合，将太阳光引入背光系统，在太阳光充足的情况下可进一步减少功率发光管的功耗。
减少了发光管或电珠的使用，同时也减少了背光系统中PCB的电源布线，减少了电源线传导的电磁干扰。 
本发明技术方案是：一种汽车空调控制器背光系统，包括透光基材、涂覆在透光基材表面上的遮光涂层、和设置在透光基材下的光源；在所述遮光涂层上设有若干雕刻去除的符号区；所述光源包括至少一输送光纤束，在所述输送光纤束的一端设有若干分束光纤，在分束光纤的端部设有导光体；所述导光体与所述符号区对应。将光源通过输送光纤束和分束光纤输送到各符号区，不仅减少了发光管的使用，还增加了背光布置的灵活性，提高了背光的亮度以及背光的均匀性和稳定性。同时减少发光管的使用也避免PCB中电源布线网络造成的电源线传导电磁干扰。
为进一步节约能源，充分利用太阳光，所述输送光纤束的另一端连接一混光器；所述混光器包括至少将包括太阳光或人工光中的一种聚焦在同一混光焦点区上的第一聚焦透镜。
输送到混光器中的人工光可以是各种电致发光源产生的光，作为一种优选技术方案，所述人工光来自人工光系统；所述人工光系统包括功率发光管和人工光蓄电池。功率发光管具有亮度稳定、耗电量相对较少的优点。
所述太阳光来自一阳光收集器；所述阳光收集器至少包括一多模光纤束和聚焦太阳光到所述多模光纤束一端上的第二聚焦透镜；所述第二聚焦透镜为双凸非球面透镜或菲涅尔透镜中的一种。通过该阳光收集器可有效将太阳光收集聚焦在多模光纤束的受光端上并传输至混光器中。
为了进一步降低太阳光中的红外线热源对系统的伤害，所述阳光收集器还包括一红外滤光膜。在所述双凸非球面透镜或菲涅尔透镜前还设有一可见光增透膜。
为进一步提高对人工光源的控制，有效利用太阳能，所述人工光系统还包括调光电路。通过调光电路可根据太阳光的强度对人工光源进行亮度调节，并按设定值控制人工光的供电调节。
为了保证人工光的稳定供电和充分利用太阳能，所述人工光系统还包括通过汽车蓄电池或光伏电池板对人工光蓄电池进行浮充电的自控充电电路。
采用本发明的技术方案，一是减少了发光管的使用，减少了能源的无效功耗；二是采用分束光纤替代大量的发光管，提高了汽车空调控制器背光的高度以及背光的均匀性和稳定性；三是引入太阳光和太阳能光伏电池板，进一步减少了能源的消耗；四是由于减少了发光管的使用，同时也减少了背光系统中PCB的电源布线，减少了电源线传导的电磁干扰。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中去除部分遮光涂层形成符号区的结构示意图。
图3为本发明中混光器结构示意图，图中包括人工光系统。
图4为本发明中阳光收集器的结构示意图。
其中，PCB基板1、透光基材2、遮光涂层3、符号区301、混光器4、第一聚焦透镜402、混合焦点区403、光纤受光端404、人工光系统5、功率发光管501、散热器502、光敏元件503、调光电路504、人工光蓄电池505、自控充电电路506、光伏电池板507、汽车蓄电池508、输送光纤束6、分束光纤7、导光体8、混合光束801、阳光收集器9、阳光收集器外壳901、第二聚焦透镜902、红外滤光膜903、可见光增透膜904、多模光纤束905、太阳光束906。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参见图1和图2，一种汽车空调控制器背光系统，包括电路用的PCB基板1、透光基材2、涂覆在透光基材2上的遮光涂层3、在遮光涂层3上设有采用雕刻去除形成的符号区301和设有在透光基材2下并与符号区301对应的光源。参见图3，该光源为人工光和太阳光经一混光器4混光后由一输送光纤束6和与符号区301对应数量的分束光纤7输送到在各分束光纤7端部的导光体8上产生的混合光束801。导光体8位于透光基材2下并与各符号区301对应。
输送光纤束6的另一端连接到混光器4，并在端点上设有光纤受光端404。太阳光束和人工光束通过二块第一聚焦透镜402聚焦在位于光纤受光端404上的一混光焦点区403上。其中太阳光束906自阳光收集器9。
参见图4，该阳光收集器9包括设置在阳光收集器外壳901内的第二聚焦透镜902、设置在第二聚焦透镜902前的红外滤光膜903和可见光增透膜904。该第二聚焦透镜902在本实施例中为菲涅尔透镜。但在其它实施例中也可是双凸非球面透镜。从阳光收集器9进入的太阳光依次经红外滤光膜903和可见光增透膜904后通过第二聚焦透镜902聚焦在一多模光纤束905的端点上并输出太阳光束906。
人工光束来自一人工光系统5。该人工光系统5包括功率发光管501、设置在功率发光管501上的散热器502、由光敏元件503调控的调光电路504以及为功率发光管501供电的人工光蓄电池505。光敏元件503连接在输送光纤束6的一个分支上。该人工光蓄电池505通过一自控充电电路506从汽车蓄电池508和太阳能光伏电池板507进行浮充电。
混光器4在白天有太阳光照射的情况下，由光敏元件503感知混光器输出光线强度通过调光电路504调整功率发光管501的发光强度对太阳光进行补偿，实现以太阳光为主的汽车空调控制器背光光源。而在无太阳光的情况下，实现以功率发光管501产生的人工光为主的汽车空调控制器背光光源。
在自控充电电路506中设有比较电路。在该比较电路控制下，当太阳光充足时，光伏电池板507产生电能实现对人工光蓄电池505进行浮充电，而无太阳光时，则由汽车蓄电池508对人工光蓄电池505进行充电。
阳光收集器9和太阳能光伏电池板507设置在汽车光照充足的部位，如发动机仓盖上、外后视镜外壳上等（图上未示）。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超过权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1. 一种汽车空调控制器背光系统，包括透光基材、涂覆在透光基材表面上的遮光涂层、和设置在透光基材下的光源；在所述遮光涂层上设有若干雕刻去除的符号区；其特征在于：所述光源包括至少一输送光纤束，在所述输送光纤束的一端设有若干分束光纤，在分束光纤的端部设有导光体；所述导光体与所述符号区对应。
2.根据权利要求1所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述输送光纤束的另一端连接一混光器；所述混光器包括至少将包括太阳光或人工光中的一种聚焦在同一混光焦点区上的第一聚焦透镜。
3.根据权利要求2所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述人工光来自人工光系统；所述人工光系统包括功率发光管和人工光蓄电池。
4.根据权利要求2或3所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述太阳光来自一阳光收集器；所述阳光收集器至少包括一多模光纤束和聚焦太阳光到所述多模光纤束一端上的第二聚焦透镜；所述第二聚焦透镜为双凸非球面透镜或菲涅尔透镜中的一种。
5.根据权利要求4所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述阳光收集器还包括一红外滤光膜。
6.根据权利要求5所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：在所述双凸非球面透镜或菲涅尔透镜前还设有一可见光增透膜。
7.根据权利要求2或3所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述人工光系统还包括调光电路。
8.根据权利要求6所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述人工光系统还包括调光电路。
9.根据权利要求7所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述人工光系统还包括通过汽车蓄电池或光伏电池板对人工光蓄电池进行浮充电的自控充电电路。
10.根据权利要求8所述的汽车空调控制器背光系统，其特征在于：所述人工光系统还包括通过汽车蓄电池或光伏电池板对人工光蓄电池进行浮充电的自控充电电路。
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