CN104527428B - 具有可变显示器的仪表 - Google Patents

Abstract

一种仪表，所述仪表使用棱镜或其它类型的反射镜来照亮刻度盘上的单个图形或图标，使得在所述仪表的运行期间仅显示刻度盘上的一个图形。其余图形均具有暗淡的正面外观，并且不能被看到，使得所述仪表一次仅呈现一个离散值。刻度盘在透镜下面，并且棱镜在刻度盘下面。致动器安装到PCB，并且LED也安装到PCB以允许棱镜将光透射到刻度盘的所需区域。刻度盘也包括中心图形或图标，并且所述仪表能够显示不同值，而所述中心图形在所述仪表的中心保持恒定地被照亮。

Description

具有可变显示器的仪表

技术领域

本发明大体上涉及具有带有多个图形的刻度盘的仪表，其中一次仅照亮其中一个图形，而剩余图形具有暗淡（dead）的正面外观。

背景技术

仪表通常在不同的应用中使用以向驾驶者传达关于车辆的各种运行状态的信息。多个仪表可以被包括作为仪器组的一部分，以便向驾驶者提供关于车辆速度、发动机速度、所用燃料量、发动机温度、燃料经济性等等的信息。仪表也用于除汽车用途之外的应用，例如空气压缩机、锅炉等。当在车辆中使用时，典型的仪表从诸如车辆的电子控制单元(ECU)的装置接收信息。这些仪表包括旋转且与标度的各个部分对齐的指针，并且该指针沿标度移动至各个位置，其取决于从ECU接收的信息。

然而，大多数这类仪表具有在标度前方的指针，并且指针绕轴线旋转。指针通常安装在仪表的中心附近，并且向外延伸，与标度的一部分重叠。指针被校准，以便在基本上垂直地观察仪表时与标度的所述部分合适地对齐。由仪表提供的读数在从各个角度观察时可具有误差范围。另外，指针占据仪表前方的空间，这限制了可以在标度上显示的信息的量。

因此，对于这样一种仪表处在需要：其能从不同角度观察，提供准确的读数并且改善标度的读取。

发明内容

本发明提供了一种仪表，该仪表使用棱镜或其它类型的反射镜来照亮刻度盘上的单个图形，使得在仪表的运行期间仅显示刻度盘上的一个图形。其余图形都具有“暗淡的正面”外观，并且不可见。在一个实施例中，本发明为无指针仪表，其具有外壳、安装在外壳内的印刷电路板(PCB)、安装到PCB的致动器、以及延伸穿过致动器的轴。发光二极管(LED)安装在PCB上轴附近，使得当LED被激活时光穿过轴。管部分安装在轴的端部上，棱镜连接到管部分，并且刻度盘安装在外壳中棱镜附近。多个图形位于刻度盘上，并且所述多个图形中的每一个代表运行参数的量度。透镜安装在外壳中刻度盘附近，使得透镜相对于棱镜在刻度盘的相对侧上。

致动器使轴旋转以将棱镜定位在代表运行参数的量度的所述多个图形中的一个附近，并且从LED发出的光穿过轴并且由棱镜导向通过所述多个图形中的一个。

代替具有使用机械装置朝始终显示在标度上的多个值中的一个移动的指针，本发明的仪表一次仅呈现一个离散值。刻度盘在透镜后面，并且棱镜在刻度盘后面。在一个实施例中，致动器是位于PCB的顶部上的步进马达，并且LED被置于步进马达的轴下方，使得棱镜将光透射到刻度盘的所需区域。刻度盘也包括中心图形或图标，其可根据使用仪表的应用的类型而变化。仪表能够显示不同的值，而图标则在仪表的中心始终保持被照亮。

在刻度盘下面，棱镜(或在备选实施例中，反射镜)由仪表的轴移动。轴使棱镜旋转以将棱镜置于代表刻度盘的所需值的图形下方，仅照亮该图形并使其对于使用者可见。另外，棱镜连续地照亮位于刻度盘中心的图形。本发明适用于仪器组中的任何仪表或其它应用。

本发明的仪表的优点之一是在刻度盘存在更多空间，这提供了仪表的更干净的设计和改善的可视性。刻度盘位于更靠近透镜处改善了其从不同视角的可视性。本发明的仪表还具有相比典型仪表数量减少的部件，从而降低了成本。此外，本发明的仪表在长度上短于典型仪表，使得本发明的仪表可以满足更严格的包装要求。

在备选实施例中，棱镜或反射镜可以是不同形状的，从而用LED提供刻度盘的值的照明。另外，刻度盘的值的照明可利用来自不同光源或显示器的光束来实现。

在其它备选实施例中，致动器可安装在PCB的不同侧(例如，顶侧或底侧)上，并且仍然执行以上所述功能。当致动器安装在PCB的底侧上时，来自LED的光直接传送到管部分内，而不是穿过轴。

本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明的实施例的仪表的剖视图；

图2A是根据本发明的实施例的仪表的第一前视图；

图2B是根据本发明的实施例的仪表的第二前视图；

图3是根据本发明的实施例的仪表的第三前视图，其中所有图形均可见；

图4是根据本发明的实施例的仪表的透视图，其中外壳被移除；

图5是根据本发明的实施例的仪表的备选实施例的透视图，其中外壳被移除；以及

图6是根据本发明的实施例的仪表的备选实施例的剖视图。

具体实施方式

(多个)优选实施例的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。

根据本发明的仪表的实施例在图1-4中一般地示出为10。仪表10包括具有外侧壁14的外壳12。凸棱部分16形成为侧壁14的一部分，并且在凸棱部分16上安装有印刷电路板(PCB) 18。在PCB 18上安装有仪表10的运行所需的各种电路以及一般地示出为20的致动器，致动器在该实施例中为步进马达。然而，在本发明的范围内可以使用其它类型的致动器。

步进马达20包括用于使轴22旋转的各种部件，并且轴22远离步进马达外壳24向外突出。在轴22的端部26上安装有管部分28，并且管部分28连接到光导向装置，光导向装置在该实施例中为棱镜30。棱镜30由轴22旋转，并且步进马达20使轴22旋转。棱镜30位于刻度盘32附近，并且刻度盘32具有各种图形或图标34，其提供对运行状态的各种范围的指示，如图3所示。

外壳12也包括内台阶部分36，并且刻度盘32安装在内台阶部分36上，如图1所示。透镜38在刻度盘32的顶部上定位在外壳12中，使得从棱镜30投射的光穿过刻度盘32和透镜38。透镜38和刻度盘32由一般地示出为40的座圈固定到内台阶部分36。座圈40具有与主体部分44一体地形成的第一凸缘部分42以及同样与主体部分44一体地形成的第二凸缘部分46。在组装期间，第一凸缘部分42和第二凸缘部分46变形或“卷曲”到图1所示形状，以将座圈40附接到外壳12。外唇缘部分48形成为外壳12的一部分，并且第二凸缘部分46变形，使得外唇缘部分48的直径50大于第二凸缘部分46的最内直径52。凸缘部分42、46的变形和两个直径50、52之间尺寸上的差异有助于座圈40和外壳12之间的牢固连接，并且防止座圈40变得与外壳12脱离。座圈40和外壳12之间的牢固连接还固定了刻度盘32和透镜38的位置。

在图1-4所示实施例中，棱镜30和管部分28一体地形成为单个部件。然而，在本发明的范围内，棱镜30和管部分28可以单独地形成并且在组装期间连接在一起。棱镜30远离管部分28朝刻度盘32的外径54向外突出。轴22的端部26部分地延伸进入管部分28中。光源设置在PCB 18上，其在该实施例中为发光二极管(LED) 56。轴22的下端58接收来自LED 56的光，并且该光被朝棱镜30传递通过轴22。

穿出轴22的光进入管部分28，其中光的一部分朝刻度盘32穿出管部分28，并且光的一部分穿过棱镜30。棱镜30将光朝刻度盘32向外导向。由从棱镜30投射的光照亮的刻度盘32的部分根据棱镜30的定位而变化。参看图2A和图2B，刻度盘32的不同部分显示为被照亮。在图2A中，一般地示出为60的第一图形与一般地示出为62的中心图形或图标一起显示为照亮的，而刻度盘32的其余部分为黑暗的，基本上具有“暗淡正面”外观。在图2中，一般地示出为64的第二图形与中心图形62一起显示为照亮的。当棱镜30定位在第一图形60所处的刻度盘32的区域之后时，第一图形60被照亮，如图2A所示；并且当棱镜30定位在第二图形62所处的刻度盘32的区域之后时，第二图形62被照亮，如图2B所示。当棱镜30与图形60、64中的一个对齐时，该图形60、64被照亮。还存在位于刻度盘32上的允许光投射通过的其它各种图形，当棱镜30与该特定图形适当对齐时，该图形被照亮。

另外，当LED 56被照亮时，中心图形62被恒定地照亮。这是来自LED 56的光穿过轴22且穿过管部分28以照亮中心图形62的结果。中心图形62恒定地保持照亮，因为管部分28的区域与中心图形62对齐。投射光的管部分28的区域与中心图形62保持对齐，而不论棱镜30如何由轴22旋转。这导致中心图形62恒定地保持照亮，而不论棱镜30的定位如何或刻度盘32的哪个区域被照亮。

本发明的仪表10允许在相对于透镜38的几乎任何视角下观察到正确的读数。图形60、64中仅一个的照明和棱镜30在刻度盘32之后的对齐确保从仪表10获得仅一个读数，并且当从不同角度观察仪表10时不存在混淆。中心图形或图标62的添加也有助于仪表10具有额外的功能。中心图形62被用作关于仪表10提供的参数类型(例如温度或压力)的指示器。然而，仪表10的中心图形62也可用于其它目的，例如，报警指示器。

再次参看图2B，第二图形64也包括警告图形66，其也被照亮以提供关于由仪表10提供的读数表明运行参数已达到不期望或不安全的运行状态的指示。例如，图2B中所示第二图形64表明排气温度已达到不期望的水平。在各种其它实施例中，刻度盘32可被改变以具有不同的图形60、64，使得仪表10可用来提供针对其它运行状态的读数。

在图1-4所示实施例中，步进马达20显示为安装在PCB18的顶部表面68上，使得步进马达20位于PCB和刻度盘32之间。本发明的备选实施例在图5-6中示出，其中类似的数字表示类似的元件。在该实施例中，步进马达20显示为安装在PCB 18的底部表面70上，使得步进马达20位于底部表面70和外壳12的下壁72之间。在图5所示实施例中，LED 56仍位于PCB18的顶部表面68上，但LED 56在该实施例中为圆形的且包括孔口82，并且轴22延伸穿过孔口82，如图6所示。

在该实施例中还包括一般地示出为74的反射镜，其安装在PCB 18的顶部表面68上。反射镜74包括反射表面76和圆柱形部分78。圆柱形部分78为中空的，并且具有大于管部分28的直径的内径80。圆柱形部分78的内表面82也是反射性的，并且将来自LED 56的光朝管部分28和棱镜30导向，使得棱镜30和管部分28将光向外导向通过刻度盘32和透镜38。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此不脱离本发明要旨的变型意图在本发明的范围内。这样的变型不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种仪表，所述仪表包括：

光源；

光导向装置，其能运行用于导向来自所述光源的光；

刻度盘，其位于所述光导向装置附近；以及

多个图形，其位于所述刻度盘上，所述多个图形代表运行参数的多个量度；

其中，所述光导向装置将光导向通过所述多个图形中的一个以在不使用指针的情况下指示车辆正在所述运行参数的所述多个量度中的一个下运行。

2.根据权利要求1所述的仪表，还包括：

外壳，所述刻度盘安装在所述外壳内；

印刷电路板(PCB)，其位于所述外壳中；

致动器，其连接到所述印刷电路板；以及

轴，其延伸穿过所述致动器；

其中，所述致动器使所述轴旋转，使得所述光导向装置旋转并且被定位成将光导向通过所述多个图形中的所述一个，使得所述多个图形中的所述一个被照亮。

3.根据权利要求2所述的仪表，还包括安装在所述轴的端部上的管部分，所述光导向装置连接到所述管部分。

4.根据权利要求2所述的仪表，还包括：

透镜，其邻近所述刻度盘安装在所述外壳中；以及

座圈，其连接到所述外壳，所述座圈将所述透镜的位置保持在所述外壳中。

5.根据权利要求1所述的仪表，所述多个图形还包括：

第一图形，其位于所述刻度盘上，所述第一图形代表所述运行参数的第一量度；以及

第二图形，其位于所述刻度盘上，所述第二图形代表所述运行参数的第二量度；

其中，棱镜定位在所述第一图形附近以照亮所述第一图形，并且棱镜定位在所述第二图形附近以照亮所述第二图形。

6.根据权利要求1所述的仪表，所述多个图形还包括位于所述刻度盘上的中心图形，其中，所述中心图形由来自所述光源的光恒定地照亮。

7.根据权利要求1所述的仪表，所述光导向装置还包括棱镜。

8.一种仪表，包括：

外壳；

致动器，其位于所述外壳内；

光导向装置，其能够在所述外壳内移动，所述光导向装置的所述移动由所述致动器控制；

刻度盘，其在所述光导向装置附近安装在所述外壳内；

光源，所述光导向装置将来自所述光源的光导向通过所述刻度盘；以及

多个图形，其位于所述刻度盘上并代表运行参数的多个量度，使得在不使用指针的情况下从所述光导向装置导向通过所述刻度盘的光照亮所述多个图形中的一个。

9.根据权利要求8所述的仪表，还包括：

印刷电路板(PCB)，其安装在所述外壳中，所述致动器连接到所述PCB；以及

轴，其连接到所述致动器，使得所述轴朝所述刻度盘延伸远离所述致动器；

其中，所述光源安装在所述印刷电路板上，使得来自所述光源的光穿过所述轴至所述光导向装置。

10.根据权利要求9所述的仪表，还包括安装在所述轴的端部上的管部分，其中，所述光导向装置还包括连接到所述管部分的棱镜，并且穿过所述轴的所述光还穿过所述管部分和所述棱镜，使得所述棱镜将光取决于所述棱镜的位置地导向通过所述多个图形中的一个。

11.根据权利要求10所述的仪表，所述多个图形中的一个还包括中心图形，所述中心图形由穿过所述管部分的光照亮，而与所述棱镜的定位无关。

12.根据权利要求10所述的仪表，所述多个图形还包括：

第一图形，其位于所述刻度盘上，代表所述运行参数的第一量度；以及

第二图形，其位于所述刻度盘上，代表所述运行参数的第二量度；

其中，所述棱镜定位在所述第一图形附近以照亮所述第一图形，并且所述棱镜定位在所述第二图形附近以照亮所述第二图形。

13.一种无指针仪表，包括：

外壳；

印刷电路板(PCB)，其安装在所述外壳内；

致动器，其安装在所述PCB上；

轴，其延伸穿过所述致动器；

发光二极管(LED)，其在所述轴附近安装在所述PCB上，使得光在所述LED被激活时穿过所述轴；

管部分，其安装在所述轴的端部上；

棱镜，其连接到所述管部分；

刻度盘，其在所述棱镜附近安装在所述外壳中；

多个图形，其位于所述刻度盘上，所述多个图形中的每一个代表运行参数的量度；以及

透镜，其在所述刻度盘附近安装在所述外壳中，使得所述透镜相对于所述棱镜在所述刻度盘的相对侧上；

其中，所述致动器使所述轴旋转以将所述棱镜定位在代表所述运行参数的量度的所述多个图形中的一个附近，并且在不使用指针的情况下从所述LED发出的光穿过所述轴并且被导向通过所述多个图形中的一个。

14.根据权利要求13所述的无指针仪表，还包括座圈，所述座圈连接到所述外壳，将所述透镜固定到所述外壳。

15.根据权利要求13所述的无指针仪表，所述多个图形还包括：

第一图形，其位于所述刻度盘上，代表所述运行参数的第一量度；

第二图形，其位于所述刻度盘上，代表所述运行参数的第二量度；以及

中心图形，其位于所述刻度盘的中心附近；

其中，所述中心图形由穿过所述轴和所述管部分的所述光恒定地照亮，并且所述第一图形和第二图形根据所述棱镜的定位而被选择性地照亮。

16.根据权利要求13所述的无指针仪表，其中，来自所述LED的光穿过所述轴、穿过所述管部分，使得所述光的一部分由所述棱镜导向通过所述刻度盘，并且所述光的一部分由所述管部分导向通过所述刻度盘。

17.根据权利要求13所述的无指针仪表，其中，从所述棱镜导向的所述光穿过并且照亮所述多个图形中的一个，而所述刻度盘的其余部分具有暗淡的正面外观。