CN104252064A - 车辆显示设备 - Google Patents

Abstract

一种车辆显示设备，包括光源（21）和导光构件（60）。导光构件包括（i）从光源接收光的内部分(63i)，以及（ii）重复反射光来允许光在内部分中传播的外表面(63a,63b,63c,63d)。导光构件进一步包括可观看部分（64）和用作光衰减部分的光吸收构件（65）。可观看部分朝向观看者侧反射在内部分中传播的光的一部分，以便表现为发光。光吸收构件吸收由外表面所反射的光的一部分。

Description

车辆显示设备

技术领域

本公开涉及一种车辆显示设备，用以允许导光构件的一部分对于装饰用途是可观看的。

背景技术

专利文献1:JP 2008-128716 A。

专利文献1公开了一种车辆显示设备，其具备围绕液晶显示部分的导光构件。该导光构件从光源接收光并从预定光输出部分朝向观看者侧输出光。该配置照亮与液晶显示部分的外周相邻的光输出部分，同时装饰液晶显示部分。

最新的车辆显示设备已被要求在根据位置变化逐步改变发光度时，向光输出部分提供分级显示。本发明人研究了导光构件的形状，以根据位置变化逐步改变发光度。本发明人发现不易于实现表达了光输出部分中发光度和离光源的距离之间的关系的期望发光度变化特性线。

发明内容

本公开的目的在于提供一种车辆显示设备，其将期望发光度变化特性线的高度精确调整简化成期望的形式。

为了实现上述目的，根据本公开的一个示例，车辆中的车辆显示设备被提供为包括光源和导光构件。光源发出光。导光构件包括从光源接收光的内部分，以及重复反射光以允许所反射的光在内部分中传播的外表面。导光构件进一步包括可观看部分和光衰减部分。可观看部分朝向观看者侧反射内部分中传播的一部分光，以便表现为发光。光衰减部分吸收或扩散由外表面反射的光。

根据以上配置，导光构件具有吸收或扩散由外表面反射的光的光衰减部分。因此，具备光衰减部分的外表面反射发光度大幅下降的光。可观看部分的一部分反射发光度下降的光；可观看部分的该部分表现为具有低发光度。调整导光构件中具有光衰减部分的范围，能够实现表示可观看部分中位置和发光度之间关系的发光度变化特性线的调整。这比仅利用导光构件的形状来调整发光度变化特性线更为容易；这促进了以高精确度将发光度变化特性线调整为所期望的形式。

附图说明

根据参考附图所做出的下列详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。附图中：

图1图示了根据本公开的一个实施例的车辆显示设备的前视图；

图2是图1中的显示设备的分解透视图；

图3是图示了与图1中的显示设备中的盖部相附着的导光构件的透视图；

图4是图示了图1中显示设备中的仅导光构件的透视图；

图5是图示了图1中显示设备中的仅盖部的透视图；

图6是图示了图1中显示设备中的导光构件和盖部的来自观看者侧的前视图；

图7是图6中沿线VII-VII所取得的截面图。

图8是沿图7中的VIII-VIII所取得的截面图。

图9是图示了表示图1中显示设备中离光源的距离与发光度之间关系的发光度变化特性线的示图；以及

图10是发光度变化特性线的放大部分。

具体实施方式

下面参照附图解释根据本公开的一个实施例的车辆中的车辆显示设备。该显示设备显示各种车辆信息，例如车速、剩余燃料、发动机转速、异常发生；该设备被附着于车辆的仪表面板以由车辆的驾驶员（例如，观看者）所观看。图1是从观看者侧（观看者或驾驶员的一侧）所观看的前视图。

显示设备包括液晶显示部分10A、警报显示部分10B和装饰显示部分10C。液晶显示部分10A包括显示区11A、12A、13A，用于分别显示车速、剩余燃料和发动机转速。液晶显示部分10A由液晶显示单元40所显示，其将在随后被提及；因此，可容易地改变显示方式。例如，可改变显示区11A、12A、13A的背景颜色；利用数码数字的车辆信息的显示可以被改变为利用指针旋转的车辆信息的显示。

当车辆中异常出现时，警报显示部分10B向驾驶员或观看者报告异常。与图1中利用点所图示的部分对应的装饰显示部分10C朝向观看者输出光，从而允许点部分表现为发光。装饰显示部分10C被布置于液晶显示部分10A和警报显示部分10B之间来装饰显示设备。

图1中，符号O指示显示设备的纵向（左右）方向上的中央位置；符号L1、L2和符号R1和R2在中央位置O的基础上分别指示左右方向或者侧面上的位置。装饰显示部分10C提供了分级显示，使得中央位置O在发光度上是最高的，而随着离中央位置O的距离增加，发光度逐渐减小。

参考图2，将电路板20、扩散板31、方向板32和33、液晶显示单元40、刻度板50、导光构件60和盖部70从与观看者侧相对的侧面（即，从后侧向前侧）按顺序组装以进行层叠。因此被组装的主体被包含在图1中的壳体80中，从而提供了显示设备。

刻度板50由具有透光特性的树脂（例如透光树脂）形成；刻度板50具有用遮光印刷涂敷的规定部分。刻度板50包括液晶窗口部分51，其对应于液晶显示部分10A。液晶窗口部分51具备半透射印刷，液晶显示单元40的显示屏通过该半透射印刷是可观看的。刻度板50包括与警报显示部分10B相对应的多个警报显示部分53。警报显示部分53具备半透射印刷，从第三光源23（其将随后被解释）发出的光穿过该半透射印刷，从而提供透射显示。警报显示部分53以图示表示警报内容的图形、符号、字符的形状被形成。

液晶显示单元20包括液晶元件和将液晶单元夹在中间的一对偏转板。液晶元件在具有透明电极的一对玻璃基板之间填充有液晶材料。偏转板将光的振荡方向偏转成特定的方向，以使光的波面一致。如此布置两个偏转板，以便以90度的角度来区分相应的偏转方向。

电路板20被安装有多个第一光源21、多个第二光源22、多个第三光源23以及微计算机（未示出）。光源21、22和23使用发光二极管。微计算机基于所获取的车辆信息来控制液晶显示单元40、第一光源21、第二光源22和第三光源23的操作。

扩散板31由具有透光特性的树脂（例如透光树脂）形成，以透射并扩散从第一光源21发出的光。由扩散板31扩散的光透射通过方向板32和33，以便在进入液晶显示单元40之前被调整成方向光。由扩散板31实现的扩散效应有助于防止进入液晶显示单元40的光的发光度根据相应位置而发生变化，通过减少发光度不均匀性而提高了发光度的均一化。即，来自多个第二光源22的光聚集成点光；与此相反，已经穿过扩散板31的光提供了均匀照亮整个表面的表面发光度。

方向板32和33具有具备棱镜图案的表面，其将扩散光反射到观看者侧或液晶显示单元40的前向中。两个方向板32和33被如此布置，以便使相应棱镜图案被布置于其中的两个方向正交化。由扩散板31扩散的光包括跑到观看者的可见角度之外的光。这种可见角度之外的光可以由方向板32和33朝向观看者侧来收集；这增强了前视图中的发光强度。

导光构件60从观看者侧被附着到刻度板50。盖部70从观看者侧被附着到导光构件60。此外，导光构件60和盖部70在相应的中央部分中分别具备通孔60N和70N。通孔60N和70N接纳螺钉N，该螺钉N将经由刻度板50被牢固地拧到壳体80。这将与盖部70（参照图3）相组装的导光构件60固定到壳体80中。此外，图2省略了壳体80。

下面参考图3至8，解释导光构件60和盖部70的细节。

参考图4，导光构件60包括光输入部分61、中央部分62和延伸部分63。光输入部分61、中央部分62和延伸部分63由透光树脂所形成，以被模制成整合的一个主体。光输入部分61被成形为经由刻度板50的通孔54从中央部分62突出到电路板20。光输入部分61包括与第一光源21相对的突出端面；该突出端面起到接收从第一光源21发出的光的光输入面61a的作用。光输入部分61包括连接到中央部分62的连接部分；该连接部分起到朝向中央部分62反射由光输入面61a所接收的光的反射面61b的作用。图4图示了示例配置，其提供了多个光输入面61a和多个反射面61b。一个光输入表面61a被提供为对应于每个反射面61b和每个第一光源21。

中央部分62被成形为与观看者方向正交地加宽的板（即显示设备的前向，图4中的上下方向）。由反射面61b所反射的光行进到中央部分62的内部分，同时由中央部分62的外表面重复地反射，并然后进入延伸部分63。延伸部分63被成形为从中央部分62在左右方向上同时延伸的杆。详细地，如图7中所图示，延伸部分63具有拥有矩形截面的形状。从中央部分62进入延伸部分63的光通过内部分63i朝向远端面63e进行传播，同时由延伸部分63的外表面63a、63b、63c、63d重复地反射。

也就是说，进入光输入部分61的光朝向远端面63e进行传播，同时由外表面重复反射，该外表面包括光输入部分61的反射面61b、中央部分62的外表面以及延伸部分63的外表面63a、63b、63c、63d。

此外，导光构件60包括可观看部分64和光吸收部分65。在延伸部分63的外表面63a、63b、63c、63d当中的外表面63c中形成可观看部分64；外表面63c是与观看者侧相对的后侧。可观看部分64将通过内部分63i进行传播的光的一部分朝向观看者侧进行反射。具体而言，参照图6，可观看部分64以菲涅耳（Fresnel）形式被形成。因此，允许可观看部分64表现为发光并起到装饰显示部分10C的作用。可观看部分64也可以在中央部分62中被形成。因此，装饰显示部分10C表现为单横向（左右）线性形式，其遍及在两个左右延伸部分63和中央部分62A上（参照图1和6）。

光吸收构件65被形成在外表面63a、63b、63c、63d当中的外表面63a上；从观看者的视点来看，外表面63a位于下侧上。光吸收构件65由具有高光吸收功能的材料（例如黑色树脂）所形成。具体而言，导光构件60利用（ⅰ）形成内部分63i的高透光树脂以及（ii）形成光吸收构件65的高光吸收树脂的双色模制来形成。这将光吸收构件65牢固地固定到外表面63c。此外，光吸收构件65也可被称为光衰减部分（或器件/装置），以吸收由外表面63a所反射的光的一部分，并衰减该光。

可观察部分64包括远端区域L（参考图4），其被定义为包含通过内部分63i传播的光的路径的纵向远端的预定区域。光吸收构件65在左侧和右侧中的每个中的远端区域L（图4中带点的部分）中被形成。如图4和7中所图示的，光吸收构件65被布置为覆盖远端区域L中的整个外表面63a。如图8中所图示的，当从观看者的视点朝向中央部分62（光源侧）行进时，光吸收构件65的边缘65a被形成为表现为弯曲和逐渐变细。

如图1、3和6中所图示的，导光构件60被附着到盖部70，该盖部70由具有高光吸收颜色（例如黑色）的树脂所形成。如图5中所图示的，盖部70包括反射面盖部分71、中央盖部分72、延伸盖部分73和接合部分74。反射面盖部分71从观看者侧（从图3中的上侧）覆盖导光构件60的反射面61b。中央盖部分72从观看者侧覆盖导光构件60的中央部分62。此外，由不同于盖部70的视线遮挡构件81（参照图1和图6）从观看者侧覆盖反射面盖部分71和中央盖部分72。

延伸盖部分73覆盖导光构件60的延伸部分63。具体而言，如图7中所图示，将延伸盖部分73形成为具有拥有下表面部分73a和前表面部分73b的成形为L的截面。下表面部分73a从下侧（从图7中的左侧）覆盖整个光吸收构件65和整个外表面63a。由此，下表面部分73a拦截光，以便防止光从外表面63a泄漏并从装饰显示部分10C向下散布。前表面部分73b从观看者侧（从图7中上侧）覆盖整个光吸收构件65和一部分外表面63d。由此，前表面部分73b覆盖光吸收构件65，以防止观看者看到它。

接合部分74覆盖延伸部分63的远端面63e和延伸部分63的远端部分，其与邻近远端面63e的外表面63a、63b、63c、63d相对应，如图3中所图示的。由此，接合部分74拦截光，以便防止光从远端面63e泄漏并从装饰显示部分10C向外散布。

接合部分74与延伸部分63的远端部分接合。由此，延伸盖部分73被固定到延伸部分63；这有助于防止延伸盖部分73的一部分由于车辆的振动而相对于延伸部分63进行振动。此外，在塑性变形弯曲状态下，盖部70被附着到导光构件60。这允许位于延伸盖部分73的远端的接触部分73p紧密地固定到光吸收构件65的整个底面（图6中的下侧）。与此相对，延伸盖部分73的非接触部分73q而不是接触部分73P经由空隙S面向导光构件60的外表面63a。

图9图示了发光度变化特性线，其示出了可观看部分64（即装饰显示部分10C）的发光度与离中央位置O的左右（即纵向）距离之间的关系。从中央位置O到符号L1或R1的范围对应于具备空隙S的范围。符号L1、L2或符号R1、R2之间的范围对应于延伸盖部分73的接触部分73p接触延伸部分63的范围，并且还对应于具备光吸收构件65的范围。

如从附图所获知的，中央位置O最靠近光输入面61a，使得可观看部分64的发光度在中央位置O上是最高的。当光通过内部分63i朝向远端面63e进行传播时，发光强度被衰减更多，并且发光度下降。当光由外表面63a、63b、63c、63d所反射，并且光通过内部分63i进行传播时，经历这种衰减。特别是，当光由外表面63a、63b、63c、63d所反射时，一部分光泄漏到导光构件60的外侧中，从而涉及到光的衰减。

此外，本实施例被提供为使用光吸收构件65和空隙S将发光度变化特性线调整到期望形式。随着离中央位置O的距离变得更大，可观看部分64的发光度逐渐下降；因此，装饰显示部分10C提供了分级显示。

根据本实施例的车辆显示设备提供了表现出有利效果的如下特性。

<特性1>

导光构件60包括光吸收构件65（光衰减部分），其吸收由与光吸收构件65相邻的外表面63a所反射的光的一部分，以使光衰减或衰退。因此，如图10中实线所图示的，发光度在符号L1到L2（R1到R2）之间的范围中显著下降。图10中交替长短的虚线图示了当去除光吸收构件65并由形成内部分63i的树脂所取代时的发光度变化特性线。

参考图10，发光度变化特性线在具备光吸收构件65的范围上被弯曲为向下（朝向较低发光度）凸出。实线和交替长短的虚线之间的比较教导了提供光吸收构件65的本实施例相比于去除光吸收构件65的情况增加了凸出的幅度。

简言之，本实施例提供了光吸收构件65，从而急剧或显著降低了发光度。通过调整光吸收构件65的位置或范围或者光吸收构件65的颜色，发光度变化特性线被调整成期望形式；这改善了装饰显示部分10C的外观。这相比仅基于导光构件的形状来调整发光度变化特性线是更为容易的。

此外，根据本实施例，除了由光吸收构件65进行的调整外，可以通过调整一个或多个第一光源21的发出的发光度或导光构件60的形状来调整发光度变化特性线。

<特性2>

光吸收构件65（即光衰减部分）被提供为与可观看部分64的远端区域L相对；该远端区域包括纵向方向上的光的路径的远端。

图10中，发光度变化特性线的实线被形成为在接近零发光度的低发光度区域（区域L1到L2，R1到R2）中向下大幅凸出。已知的是，人类的视觉感知将这样的大幅凸出感测为优美的分级显示。从这样的观点出发，本实施例在远端区域L相对的部分中提供了该光吸收构件65。因此，低发光度区域中的发光度变化特性线可被制定成期望形式；这增强了分级显示的外观。

<特性3>

导光构件60被附着到覆盖导光构件60的盖部70。因此，从导光构件60泄露的光被盖部70所拦截；这有助于防止导光构件60的外周表现为发光。

具体而言，盖部70包括反射面盖部分71、中央盖部分72、延伸盖部分73和接合部分74。反射面盖部分71和中央盖部分72从观看者侧覆盖导光构件60的反射面61b和中央部分62；这拦截了从反射面61b和中央部分62泄露到观看者侧中的光。这有助于防止反射面61b和中央部分62表现为发光。此外，根据本实施例，反射面盖部分71和中央盖部分72进一步被视线遮挡构件81从观看者侧覆盖；这有助于防止表现从反射面61b和中央部分62泄露的光。

延伸盖部分73覆盖延伸部分63的外表面63a；外表面63a与警报显示部分10B相邻。因而从外表面63a泄露的光被拦截。这有助于防止从装饰显示部分10C泄露的光照亮警报显示部分10B。接合部分74覆盖延伸部分63的远端面63e，并且拦截从远端面63e泄露的光。这有助于防止远端面63e附近的刻度板50表现为发光。

<特性4>

由盖部70从观看者侧覆盖光吸收构件65（即光衰减部分）。这使用盖部70隐藏了光吸收构件65，以用于拦截从导光构件60泄露的光。与提供用于光吸收构件65的专有盖部的配置相比，可利用简单的结构来隐藏该光吸收构件65。

此外，本实施例使用延伸盖部分73的前表面部分73b来隐藏整个光吸收构件65和部分外表面63d。前表面部分73b覆盖形成内部分63i的高透光树脂和形成光吸收构件65的高光吸收树脂之间的边缘线。该边缘线可以被无疑地遮蔽。

<特性5>

盖部70包括接触光吸收构件65（光衰减部分）的接触部分73p和非接触部分73q，该非接触部分73q在导光构件60和非接触部分73q自身之间形成空隙S。要注意的是，如果盖部70被提供为接触导光构件60，则向盖部70提供接触部分的这种配置吸收了由导光构件60的外表面所反射的光的一部分。这促进了发光度变化特性线中的发光度的下降。与此相反，如果盖部70被提供为不接触导光构件60，则这种配置不提供发光度下降的效果。

利用考虑这一点的本实施例，盖部70被提供为包含该接触部分73p和非接触部分73q。在位置或范围中调整接触部分73p和非接触部分73q促进了将发光度变化特性线调整成期望形式。参照图9，实线指示本实施例，其中空隙S增强了在从中央位置0到符号L1（或符号R1）的范围中的发光度。

与此相反，点线指示了不同于本实施例的不同配置。该不同配置在整个范围（L2到R2）上提供了接触部分73p，同时去除了任何空隙S。也就是说，发光度在除了具有光吸收构件65的范围L1到L2、R1到R2之外的范围中下降。此外，交替长短的虚线指示了不同于本实施例的另一不同配置。此不同配置在整个范围（L2到R2）上提供了光吸收构件65。也就是说，发光度在整个范围上下降。图9中以按照实线、点线以及交替长短的虚线所图示的形式的区别表示了接触部分73p和光吸收构件65的范围的调整允许以高精度调整发光度变化特性线的形式。

<特性6>

光吸收构件65（即光衰减部分）包括更靠近光源的侧面上的边缘65a；该边缘被形成为弯曲和逐渐变细。如果不同于本实施例，以矩形形状来形成光吸收构件65而没有任何弯曲形状，那么光吸收构件65需要在更靠近光源的该侧上具有方角；该方角引起光的部分强反射。这涉及到由于点光引起的发光度，该点光照亮了以方角为中心的预定范围。与此相反，在本实施例中，光吸收构件65的光源侧边缘65a被形成为弯曲和逐渐变细。此配置有助于防止点光的出现以及由于点光引起的外观的劣化。

(其他实施例)

-以上实施例提供了光吸收构件65（参见图7），其作为光衰减部分，吸收由外表面63a所反射的光的一部分。另一配置可以形成扩散构件，其在外表面63a上扩散光；此扩散构件也可以起到光衰减部分的作用。

-以上实施例提供了可观看部分64（参见图1），其被形成为线性延伸的杆；发光度在延伸方向或纵向方向上逐渐变化。另一配置可以形成可观看部分64以具有横向或纵向加宽的平面（即板状）形状；随着离光源距离增加，发光度逐渐下降。

-以上实施例提供了盖部70（参见图6），其具有与导光构件60相接触的接触部分以及在导光构件60和盖部70自身之间的空间中形成空隙S的非接触部分。另一配置可以去除任何非接触部分，同时整个盖部70接触导光构件60。

-以上实施例提供了盖部70（参见图5），其包括反射面盖部分71、中央盖部分72、延伸盖部分73和接合部分74。另一配置可以提供盖部70，其通过去除延伸盖部分73和接合部分74而仅包括反射面盖部分71和中央盖部分72。此外，可以将盖部70从车辆显示设备的配置中去除。

-以上实施例提供了导光构件60（参见图7），其由光吸收树脂和透光树脂的双色模制所形成。另一配置可以被提供为单独模制透光树脂和光吸收树脂，并且将光吸收树脂粘着到透光树脂来形成导光构件60。替代地，可通过对透光树脂的外表面63a施加热冲压、涂漆、压印等来形成光吸收构件65。

-以上实施例提供了光吸收构件65的光源侧边缘65a（参见图8），其被形成为从观看者侧表现为弯曲和逐渐变细。另一配置可以提供光吸收构件65的光源侧边缘65a，其表现为从刻度板50的视点以及观看者的视点（即从观看者侧）表现为弯曲和逐渐变细。此外，可以取消这种弯曲形式。

-以上实施例提供了将具有菲涅尔形式的可观看部分64（参见图6）。只要具有向观看者侧反射内部分63i中的光的功能，根据本公开的可观看部分64可以不限于具有菲涅尔形式。例如可以通过对导光构件60的外表面63c施加表面织构化、热冲压、压印等来形成可观看部分64。

-以上实施例提供了由黑色树脂形成的光吸收构件65。另一配置可以提供由除黑色之外的颜色(例如灰色)的树脂形成的光吸收构件65,因为形成光吸收构件65的树脂仅需要是有颜色的。

-以上实施例提供了在外表面63a、63b、63c、63d当中的是从观看者侧观看的下侧的外表面63a上（参见图4）的光吸收构件6（光衰减部分）。另一配置可以提供在上部外表面63b上的光衰减部分。此外，可以在上部外表面63b和下部外表面63a中的每个上形成光衰减部分。

-以上实施例提供了在光的路径的远端区域L（参加图4）中的光吸收构件65（光衰减部分）。光衰减部分可以被形成在光的路径的中间范围中。

-以上实施例通过在盖部70被弯曲的情况下将盖部70附着到导光构件60，来提供接触部分73p和非接触部分73q。另一配置可以通过在上下方向（图8中的左右方向）上将非接触部分73q形成为比接触部分73p更薄，来提供接触部分73p和非接触部分73q。这种配置去除了盖部70被弯曲的需要。

-以上实施例提供可在与形成接触部分73p的区域相同的远端区域L中的光吸收构件65。另一配置可以在远端区域L的中部在接触部分73p和非接触部分73q之间提供边缘线。这可以提供以下有利效果。即，如果边缘线位于远端区域L之外，则因为边缘线根据产品中的偏差而改变，展现由于空隙S而引起的高发光度的范围在相应产品中发生变化。这导致了发光度变化特性线的形式的变化。与此相反，假定边缘线位于远端区域L的中部的情况。在这种情况下，即使产品中出现以上提到的偏差，也不存在改变，因为除了远端区域L之外的范围展现了由于空隙S而引起的高发光度。这有助于防止发光度变化特性线的形式根据相应产品而有所不同。

虽然已参照其优选实施例描述了本公开，但是要理解的是，本公开并不限于优选实施例和构造。本公开意图覆盖各种修改和等同布置。此外，虽然各种组合和配置是优选的，但是包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和配置也在本公开的精神和范围内。

Claims (6)

1.一种车辆中的车辆显示设备，包括：

光源（21）；以及

导光构件（60），包括

     内部分（63i），其从所述光源接收光，以及

     外表面(63a, 63b, 63c, 63d)，其重复地反射光来允许所反射的光在所述内部分中传播，

所述导光构件进一步包括：

     可观看部分（64），其朝向观看者侧反射在所述内部分中传播的光的一部分，以便表现为发光，以及

     光衰减部分（65），其吸收或扩散由所述外表面所反射的光。

2.根据权利要求1的车辆显示设备，其中：

所述光衰减部分被提供为与所述可观看部分的远端区域（L）相对，所述远端区域包含光的路径的远端。

3.根据权利要求1或权利要求2的车辆显示设备，其中：

所述导光构件被提供为接收覆盖所述外表面的盖部（70）。

4.根据权利要求3的车辆显示设备，其中：

所述盖部从所述观看者侧隐藏所述光衰减部分。

5.根据权利要求3的车辆显示设备，其中：

所述盖部包括接触所述光衰减部分的接触部分（73p）以及经由空隙（S）面向所述导光部分的非接触部分（73q）。

6.根据权利要求1或权利要求2的车辆显示设备，其中：

所述光衰减部分包括与所述光源更靠近的侧面上的边缘（65a），所述边缘被形成为弯曲和逐渐变细。