CN104742801B

CN104742801B - 背光组件

Info

Publication number: CN104742801B
Application number: CN201410831908.7A
Authority: CN
Inventors: B·J·海登; M·里他勒; A·H·齐斯纳尔斯基
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: US20150185388A1; CN104742801A; JP5856670B2; JP2015125148A; US9568655B2

Abstract

本发明提供了用于汽车显示器面板的仪表的背光组件以及照亮汽车显示器面板的仪表的方法。所述背光组件包括具有U形配置的光管以及环绕所述光管的反射盘。所述光管和所述反射盘设置在液晶显示器(LCD)上方的所述仪表的安装板上。另外，所述背光组件包括与所述光管相邻地设置的一个或多个顶部发光的发光二极管(LED)。所述LED将光发射到所述光管，所述光管又将光传输到所述反射盘。所述反射盘将光反射回来或使光均匀地分散以照亮所述仪表的图形贴花。

Description

背光组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年12月26日提交的、并且标题为“Backlight Assembly”的临时申请序列号No.61/921021的优先权的权益。

技术领域

本发明涉及照明领域，并且特别是其涉及一种用于汽车显示器面板的仪表的背光组件和一种用于采用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法。

背景技术

使用发光二极管(LED)和背光组件来照亮不同车辆部件和其它电子器件。例如，车辆仪表显示器和娱乐中心是公知的。通常，由一个或多个光管或光波导来照亮这些显示器。这种光管或光波导被定制设计为在显示器的整个贴花的情况下都适用，并且被设计为使光在整个显示器上分布。具体而言，将一个或多个光管或光波导设置在显示器下面以提供照明。然而，这种光管或光波导是昂贵的，因为采用注射模制工艺来形成光管和光波导，以实现所需定制形状和充足的照明。

为了适当地照亮一个或多个光管，使用了多个LED，并且尤其使用了侧面发光LED。通常，将侧面发光LED阵列设置在与光管相同的平面中来使光管充满光，以均匀地照亮显示器。然而，由于LED约束，这种LED采用诸如薄的柔性电路之类的外部源的辅助来确保操作。特别地，由于操作LED所消耗的功率，这种LED产生充足量的光的功效或能力较低。正因如此，提供了薄的柔性电路，其设置在LED下面，并且输送电流以操作LED。遗憾的是，薄的柔性电路的使用也产生各种缺陷。首先，薄的柔性电路是昂贵的，因为电路需要大量的设计实现和安装来有效并且高效地操作LED。其次，LED产生热量并且创建热路径，这在仪表的照明期间会在一段时间后导致组件的部件过热，或产生其它问题。

发明内容

本公开内容的方面提供汽车显示器的仪表的背光组件以及采用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法。

背光组件的一方面包括基座、贴附到基座的液晶显示器(LCD)以及贴附到基座并且设置在LCD的一部分之上的安装板。背光组件还包括光管，其具有U形配置，所述光管贴附到基座和安装板以及通常具有圆形形状的反射盘，该反射盘设置在安装板内并且环绕光管。

背光组件的另一方面包括贴附到位于汽车显示器面板内的基座的U形配置。背光组件包括基座和贴附到基座的安装板。具有U形配置的光管贴附到基座并且设置在安装板上。背光组件还包括通常具有圆形形状的反射盘和图形贴花，其中反射盘设置在安装板内并且环绕光管，图形贴花设置在光管和反射盘之上。背光组件还包括至少一个顶部发光的发光二极管(LED)，其与光管相邻设置并且贴附到基座。在操作中，至少一个顶部发光LED向光管发射光，并且光管将光传输到反射盘，并且反射盘将光反射以照亮图形贴花。

采用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法的一方面包括：提供基座；将安装板贴附到基座；以及将通常具有U形配置的光管贴附到基座，以使光管的一部分设置在安装板之上。方法还包括：将反射盘设置在安装板中并且环绕光管；以及将至少一个LED与光管相邻地贴附到基座。光从LED发射到光管，然后光经由光管传输到反射盘，并且在整个反射盘上将光反射到图形贴花以照亮图形贴花。

本公开内容的方面提供各种优点。例如，在形成用于背光组件的光管时不再需要昂贵的注射模制工艺，因为背光组件利用与光管相邻的反射盘来使光均匀地分布到仪表。另外，顶部发光LED的使用与侧面发光LED相比具有较高的功效，并且无需使用薄的柔性电路来输送用于LED操作的电流。此外，由于不再使用薄的柔性电路并且基于仪表内的LED的放置，组件内不创建热路径。

附图说明

将很容易领会本公开内容的其它优点和方面，因为结合附图参考以下具体实施方式将更深入地理解本公开内容的其它优点和方面，其中：

图1A和图1B是用于汽车显示器面板的背光组件的说明的示例；

图2是根据本公开内容的采用背光组件的汽车显示器面板和仪表的顶视图的示例；

图3是根据本公开内容的具有采用背光组件的仪表的汽车显示器面板的透视图的示例；

图4是根据本公开内容的具有采用背光组件的仪表的汽车显示器面板的截面图的示例；

图5是根据本公开内容的背光组件的光管的透视图的示例；

图6是根据本公开内容的背光组件的反射盘的顶视图的示例；以及

图7是根据本公开内容的利用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法的流程图的示例。

具体实施方式

本文中提供了本公开内容的具体示例；然而，要理解，所公开的示例仅是示例性的，并且可以体现为各种形式以及替代的形式。这些示例并不是要示出并且描述本公开内容的所有可能形式。相反，说明书中所使用的词语是描述词而不是限制词，并且要理解，可以在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下进行各种改变。如本领域技术人员将理解的，参考附图中的任何附图所示出并描述的本公开内容的各种特征可以与一个或多个其它附图中所示出的特征组合，以产生本公开内容的未明确示出或描述的示例。所示出的特征的组合提供典型应用的代表性示例。然而，特定应用或实施方式可能需要与本公开内容的教导一致的特征的各种组合和修改。

本文中所公开的方面提供汽车显示器面板的仪表的背光组件并且提供用于采用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法。背光组件的一个方面包括具有U形配置的光管以及环绕光管的反射盘。光管和反射盘设置在液晶显示器(LCD)上方的仪表的安装板上。另外，背光组件的另一方面包括与光管相邻设置的一个或多个顶部发光的发光二极管(LED)。LED向光管发射光，光管又将光传输到反射盘。反射盘将光反射回来，或使光均匀地分散以照亮仪表的图形贴花。

图1A和图1B是具有背光组件12的汽车显示器面板10的现有技术的说明的示例。具体而言，图1A是汽车显示器面板10的前视图。汽车显示器面板10包括显示诸如速度或每分钟转速之类的车辆信息的仪表14、以及设置在仪表14旁边的液晶显示器(LCD)16。光管18设置在仪表14内(未示出)或仪表14周围。贴花20也设置在仪表14上。图1B是具有背光组件12的汽车显示器面板10的透视图。具体地，图1B示出与LCD 16相邻的光管18。另外，示出了发光二极管(LED)22以向光管18发射光，并且在24处示出了薄的柔性电路，以向LED 22输送电流。

图2是根据本公开内容的采用背光组件54的汽车显示器面板52的仪表50的说明的示例。具体地，图2以具有诸如刻度线和表示速度的数字之类的标记的速度计的形式示出仪表50。在一方面中，背光组件54采用光管56和反射盘58，并且背光组件54环绕光管56以照亮仪表50的图形贴花60。光管56和反射盘58设置在LCD 64的一部分的上方。在另一个示例中，背光组件54采用一个或多个顶部发光LED来照亮光管56。下文更详细地描述背光组件54。

图2的背光组件54包括用于支撑汽车显示器面板52的仪表50的基座。LCD 64也由基座支撑并且贴附到基座。安装板70还设置在基座66上并且设置在LCD 64的一部分62之上。安装板70被设计为固定形成仪表50的部件。

背光组件54还包括具有U形配置的光管56。光管56具有基座部分72。基座部分72具有第一端74和第二端76，第一端74和第二端76具有从这两端向上延伸的一对臂78。桥80在这对臂78之间延伸，并且经由销82贴附到安装板70。桥80被设计为将光管56紧固到安装板70并且维持光管56的形状。光管56的一对臂78在一个或多个方向上具有一个或多个弯曲部分84，例如在第一方向上具有第一或初始弯曲部分并且在第二方向上具有第二弯曲部分84B。第二弯曲部分84B总体上垂直于第一弯曲部分84A。还提供了第三方向上的第三弯曲部分84C。具体地，第三弯曲部分84C是将光径向反射的平坦部分，与镜子相似。另外，一对臂78形成用于容纳指针88的腔86。光管56可以由诸如塑料或光学材料之类的半透明聚合材料制成。半透明聚合材料可以是透明的或可以是模糊的。光管56被配置为允许光从光管56的基座部分72传播到一个或多个弯曲部分84中的每一个。本领域技术人员将领会，光管56内可以存在超过三个弯曲部分。另外，接下来弯曲84可以用作镜子类型并且对光进行内部反射以有效地传输。

还示出了反射盘58。反射盘58具有圆形形状并且设置在安装板70内。反射盘58环绕光管56，以使反射盘58与光管56相邻。反射盘58可以由诸如塑料或光学材料之类的反射聚合材料制成，这种反射聚合材料是白色聚合材料。反射盘58被配置为接收来自光管56的光并且使光均匀地扩散或分布。

图形贴花60设置在光管56和反射盘58之上并且贴附到安装板70。如图2中所示，如上所述，图形贴花60是速度计并且包括诸如刻度线和表示速度的数字之类的指示。可以将指示设计为照亮或使光能够通过，以允许用户即使在晚上也能看到或阅读这种文本。此外，指针88设置在光管56的腔86中并且设置在图形贴花60之上。指针88被配置为自由旋转。

在操作中，背光组件54被配置为照亮仪表50的图形贴花60，并且具体而言，光管56和反射盘58被配置为照亮仪表50的图形贴花60。

图3是根据本公开内容的采用背光组件54的汽车显示器面板的仪表50的侧视图的示例。参考图3，背光组件54包括基座、贴附到基座68的LCD 64、以及贴附到基座68并且设置在LCD 64的一部分62上方或上面的安装板70。另外，背光组件54包括具有U形配置的光管56。光管56具有基座部分72，其具有第一端74和第二端76。光管56的基座部分72贴附到背光组件54的基座68。一对臂78从光管56的基座部分72向上延伸，以形成U形形状。所述一对臂78在一个或多个方向上具有一个或多个弯曲部分84并且啮合安装板70。所述一对臂78在第一方向上包括第一弯曲部分84A并且在第二方向上包括第二弯曲部分84B。第一方向在轴向方向上并且第二方向在径向方向上。此外，所述一对臂78形成环绕仪表50的指针88的腔86。另外，光管56经由连接所述一对臂78的桥80而贴附到安装板70。

反射盘58与光管56相邻地设置在安装板70内，并且图形贴花60设置在反射盘58和光管56之上。背光组件54还包括一个或多个顶部发光LED66。LED 66设置在背光组件54的基座68上并且设置在光管56之下或与光管56相邻。在操作中，LED 66向光管56发射光，光通过光管56被传输到反射盘58，反射盘58将光均匀地反射到图形贴花60。

图4是根据本公开内容的用于汽车显示器面板52的仪表50的背光组件54的截面图的示例。参考图4，背光组件54包括具有U形配置的光管56、以及环绕光管56的反射盘58。背光组件54的另一方面包括与光管56相邻设置的一个或多个顶部发光LED 66。在操作中，光从LED 66发射到光管56，然后光管56将光传输到反射盘，反射盘将光反射或扩散以照亮图形贴花60。

背光组件54包括基座68。基座68用作背光组件54和仪表50的支撑件。基座68位于汽车显示器面板52内，是印刷线路板，并且被配置为使电子部件安装于其上。下文进一步描述了这种电子部件。

背光组件54还包括光管56。光管56总体上具有U形配置。具体地，汽车显示器面板52的仪表50的面。光管56可以被配置为使光折射、传输并且分布在整个仪表50上，由箭头A表示。替代地，光管56可以具有有助于适合位于液晶显示器之上的形状，或在仪表50内可以具有T形形状、圆柱形状、截头圆锥形状或总体上横向的形状。

背光组件54还包括一个或多个顶部发光的发光二极管(LED)66。LED 66贴附到背光组件54的基座68。另外，出于向光管56发射光的目的，LED 66与光管56相邻。可以存在两个顶部发光LED 66，如图4中所示。两个顶部发光LED 66可以颜色相同或者可以颜色不同。例如，第一LED可以是蓝色并且第二LED可以是红色，或两个LED 66均可以是透明/白色。

光管56贴附到安装板70并且安装板70还贴附到背光组件54的基座68。反射盘58设置在安装板70上。反射盘58总体上具有圆形形状并且环绕光管56。反射盘58可以具有有助于适合位于仪表50下方并且围绕光管56的任何形状。反射盘58可以由诸如半透明光学材料、反射材料或塑料之类的反射聚合材料制成。反射盘58被配置为接收来自光管56的光并且使光在整个仪表50上均匀地分散或反射，由箭头B表示。

背光显示器还包括图形贴花60。图形贴花60具有与反射盘58相似的形状。图形贴花60设置在汽车显示器面板52前面。图形贴花60可以是汽车显示器面板52内的仪表50的面或车辆的用户查看的汽车显示器面板52中的部分。图形贴花60设置在光管56和反射盘58上。光管56和反射盘58为图形贴花60提供光以照亮设置在图形贴花60上的各种文本或符号。例如，图形贴花60可以是速度计并且可以显示用户在驾驶时可以达到的各种速度。替代地，图形贴花60可以显示用户在驾驶时可以达到的各种每分钟转数(RPM)。如图4中所示，指针88指示图形贴花60上显示的车辆的速度。

图4还包括汽车显示器面板52内的液晶显示器(LCD)64。LCD 64设置在背光组件54的基座68与安装板70之间。LCD 64可以设置在背光组件54的基座68上并且设置在光管56和反射盘58下面，不同于LCD 64通常位于背光组件54的光管56上方或顶部上的现有技术。

图5是根据本公开内容的背光组件54的光管56的透视图的示例。参考图5，光管56具有基座部分72，基座部分72具有第一端74和第二端76。光管56的基座部分贴附到背光组件54的基座68，并且可以与LED相邻。光管56还可以包括从第一端74和第二端76向上延伸的一对臂78，这可以总体上形成U形配置。另外，所述一对臂78可以在一个或多个方向上具有一个或多个弯曲部分84。例如，在第一方向上示出了初始或第一弯曲部分84A并且在第二方向上示出了第二弯曲部分84B。第二弯曲部分84B可以垂直于第一弯曲部分84A。更具体地，在轴向方向上示出了第一弯曲部分84A并且在径向方向上示出了第二弯曲部分84B。另外，在第三方向上提供了第三弯曲部分84C。第三弯曲部分84C是将光径向反射的与镜子相似的平坦表面。提供一个或多个弯曲部分84以在整个光管56上传播光。光管56内可以存在超过三个弯曲部分。另外，弯曲部分84接下来可以用作镜子类型并且对光进行内部反射以有效地传输。此外，所述一对臂78的第二弯曲部分84B被配置为形成腔86，腔86用于固定仪表50的指针88。换言之，仪表50的指针88设置在腔86中并且被光管56的所述一对臂78环绕。光管56还具有在所述一对臂78之间延伸的桥80。桥80被配置为容纳销82，以将光管56紧固到仪表50。

光管56由半透明聚合材料制成，例如但不限于塑料和光学材料。此外，光管56可以被配置为折射或传输由LED提供的光，使其通过基座和所述一对臂78到达反射盘58。下文将更详细地描述反射盘58。

图6是根据本公开内容的背光组件54的反射盘58的顶视图的示例。反射盘58总体上具有圆形形状配置，其具有中心部分94和外围部分96。然而，本领域的技术人员要领会，反射盘58可以具有任何形状。反射盘58的中心部分94包括第一腔90和第二腔92。与光管56相似，仪表50的指针88以及光管56的一对臂78设置在第一腔90中并且第二腔92容纳销82以将光管56和反射盘58紧固到安装板70。反射盘58的外围部分96具有凸缘98或边缘。外围部分96被配置为被照亮以使环绕仪表50的区域变亮。反射盘58环绕光管56或可以与光管56相邻。光管56通过一个或多个弯曲部分84向反射盘58提供光。反射盘58被配置为接收来自光管56的光，并且使光在整个反射盘58上均匀地反射、分布或分散，以照亮以上在图3中论述的设置在反射盘58上的图形贴花60。另外，如同光管56，反射盘58由诸如光学材料、反射材料或塑料之类的半透明聚合材料制成。

图7是根据本公开内容的用于采用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法的流程图的示例。方法包括提供用于支撑背光组件的基座100、提供液晶显示器(LCD)102、以及将LCD贴附到基座104。还提供了安装板106，并且将安装板贴附到基座并设置在LCD的一部分之上108。

方法还包括形成或提供具有U形配置的光管110，光管具有在一个或多个方向上具有一个或多个弯曲部分的一对臂。所述一对臂具有在轴向方向上延伸的第一弯曲部分和在径向方向上延伸的第二弯曲部分。所述一对臂还包括第三方向上的第三弯曲部分，例如径向方向上的平坦部分，并且第三弯曲部分径向地反射光，与镜子相似。所述一对臂形成用于容纳仪表的指针的腔。然后经由销将光管贴附到基座并且在安装板之上112。还提供了总体上具有圆形形状的反射盘114，并且将反射盘设置或放置在安装板上以及环绕光管，具体地，环绕形成腔的所述一对臂116。

方法还包括提供图形贴花118并且将光管和反射盘上方的图形贴花贴附到安装板120。还提供了一个或多个发光二极管(LED)122，并且将一个或多个LED与光管相邻地贴附到基座124。将来自LED的光发射到光管126。然后通过所述一对臂和一个或多个弯曲部分使光传输通过光管而到达反射盘128。反射盘将光直接反射到图形贴花并且照亮图形贴花130。

如上所述，图2到7具体关于汽车显示器面板52来示出背光组件54；然而，背光组件54并不限于汽车显示器面板52。具有位于光管56和反射盘58下面、LCD 64上方的顶部发光LED的背光组件54应用于家用电器以及露营车辆、娱乐设备或儿童玩具。另外，位于光管和反射盘下面、LCD上方的顶部发光LED的使用可以应用于机电车辆外部，例如，智能设备可以采用被照亮的按钮。此外，位于光管56和反射盘58下面、LCD 64上方的顶部发光LED的使用可以应用于机动车辆的除了汽车显示器面板52内的部件以外的部件，例如但不限于环绕车辆显示器的旋钮组件或按钮。

Claims

1.一种用于汽车显示器面板的仪表的背光组件，包括：

基座；

液晶显示器，其贴附到所述基座；

安装板，其贴附到所述基座并且设置在所述液晶显示器的一部分之上；

光管，其具有U形配置，所述光管贴附到所述基座和所述安装板；以及

反射盘，其具有圆形形状，所述反射盘设置在所述安装板内并且环绕所述光管。

2.根据权利要求1所述的背光组件，其中，所述光管包括基座部分和一对臂。

3.根据权利要求2所述的背光组件，其中，所述一对臂具有第一弯曲部分。

4.根据权利要求3所述的背光组件，所述第一弯曲部分在轴向方向上，并且所述一对臂还具有第二弯曲部分。

5.根据权利要求4所述的背光组件，其中，所述一对臂具有第三弯曲部分，以将光径向地传输到所述反射盘。

6.根据权利要求1所述的背光组件，其中，所述光管由半透明聚合材料制成。

7.根据权利要求1所述的背光组件，其中，所述反射盘由反射聚合材料制成。

8.根据权利要求2所述的背光组件，还包括：

顶部发光的发光二极管，其贴附到所述基座并且与所述光管相邻地设置。

9.根据权利要求8所述的背光组件，其中，经由所述顶部发光的发光二极管将光发射到所述光管，并且其中，光经由所述一对臂传输通过光管并且到达所述反射盘，并且其中，通过所述反射盘将光均匀地反射以照亮所述仪表。

10.根据权利要求1所述的背光组件，其中，所述基座是印刷线路板。

11.根据权利要求1所述的背光组件，还包括图形贴花，其设置在所述光管和所述反射盘之上，并且贴附到所述安装板。

12.一种用于汽车显示器面板的仪表的背光组件，包括：

基座；

安装板，其贴附到所述基座；

光管，其具有U形配置，所述光管贴附到所述基座并且设置在所述安装板上；

反射盘，其具有圆形形状，所述反射盘设置在所述安装板内并且环绕所述光管；

图形贴花，其设置在所述光管和所述反射盘之上；以及

顶部发光的发光二极管，其与所述光管相邻地设置并且贴附到所述基座，

其中，所述顶部发光的发光二极管将光发射到所述光管，并且所述光管将所述光传输到所述反射盘，并且其中，所述反射盘反射所述光以照亮所述图形贴花。

13.根据权利要求12所述的背光组件，还包括贴附到所述基座的液晶显示器。

14.根据权利要求13所述的背光组件，其中，所述安装板设置在所述液晶显示器的一部分之上。

15.根据权利要求12所述的背光组件，其中，所述光管经由所述光管的基座部分贴附到所述背光组件的所述基座，并且一对臂从所述基座部分向上延伸并且啮合所述安装板，并且其中，通过所述一对臂将光传输到所述反射盘。

16.根据权利要求12所述的背光组件，其中，所述顶部发光的发光二极管是两个顶部发光的发光二极管。

17.一种用于采用背光组件来照亮汽车显示器面板的仪表的方法，包括如下步骤：

(a)提供基座；

(b)将安装板贴附到所述基座；

(c)将具有U形配置的光管贴附到所述基座，其中，所述光管的一部分设置在所述安装板之上；

(d)将反射盘设置在所述安装板中并且环绕所述光管；

(e)将发光二极管与所述光管相邻地贴附到所述基座；

(f)将来自所述发光二极管的光发射到所述光管；

(g)经由所述光管将光传输到所述反射盘；

(h)在整个所述反射盘上将光反射到图形贴花以照亮所述图形贴花。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括在步骤(a)和(b)之间：

提供液晶显示器，以及

将所述液晶显示器贴附到所述基座，

其中，所述安装板设置在所述液晶显示器的一部分之上。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括在步骤(d)和(e)之间：

将图形贴花贴附到所述安装板的所述光管和所述反射盘之上。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括在步骤(c)之前：

形成所述光管，其中，所述光管具有被配置为啮合所述背光组件的所述基座的基座部分，并且所述光管具有一对臂，所述一对臂从所述基座向上延伸，并且其中，所述一对臂具有第一弯曲部分。