CN106402767A - 用于仪表板的辉光环 - Google Patents

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Abstract

一方面，本发明涉及一种用于仪表板的发光组合件，其包含光导组合件，光导组合件本体和从所述光导组合件本体延伸的至少一个透光支腿。所述支腿具有沿非常接近于发光二极管的边缘的光输入表面。所述支腿可以在交叉点处与所述本体形成一体，所述交叉点在所述本体处形成Y形棱镜光反射结构。所述Y形棱镜光反射结构在与所述本体的交叉点处形成预定反射角的反射表面角，以将光从所述支腿反射到所述光导组合件本体。所述反射光线通过所述光导组合件本体基本上均匀地折射，以产生所述光导组合件的基本上均匀的照明。

Description

用于仪表板的辉光环
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年1月12日提交的美国临时专利申请第62/102,288号的优先权，所述美国临时专利申请特此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请涉及一种用于仪表板的辉光环。
背景技术
用于汽车和其它应用的发光组合件总体上是众所周知的。出于美观、安全和效率方面的原因，不断地需要透过此类组合件的光传输的均匀性有所改善。具体来说，透过此类组合件的光传输的均匀性与用于照明此类组合件的必需的发光二极管(LED)的数目和位置之间一直有持续的折衷。这些折衷的结果是一些仪表板，其使用多个LED，并且在照明介质中有发出过多照明的“亮斑”，和发不出足够照明的暗斑或淡斑。此外，还有一个问题，即光会透过定位突片或其它会丢光的结构发生通道错误，由此降低了从发光组合件发出的光的强度。这样可能会影响仪表板的美观，并且，在极端的情况下，可能会影响比如(例如)车辆仪表板等仪表板的相关安全问题。
发明内容
在一个实施例中，本申请提供一种用于仪表板照明的发光组合件，其包括：光导组合件，其具有相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面通过在其间基本上不间断延伸的侧壁分隔开，以界定具有光导本体折射率的光导组合件本体；至少一个透光支腿，其从所述光导组合件本体的所述第二表面延伸，所述透光支腿具有第一端和第二端，所述第一端和第二端通过一段长度分隔开，以界定支腿本体；所述第一端具有沿所述支腿的边缘的光输入表面；至少一个发光二极管，其非常接近于所述光输入表面；所述发光二极管以入射角向所述光输入表面发出入射光线；所述支腿具有折射率以用于沿所述透光支腿将所述入射光线折射成折射光线；所述支腿的所述第二端在交叉点处与所述光导组合件本体形成一体，并且从其延伸；所述支腿的所述第二端与所述光导组合件本体的所述交叉点在所述本体的所述第一表面处形成Y形棱镜光反射结构；所述Y形棱镜光反射结构在与所述本体的所述第一表面的所述交叉点处形成预定反射角的反射表面角，以将来自所述支腿的所述折射光线反射到所述光导组合件本体的所述第二表面；所述反射光线沿所述第一和第二本体表面通过所述光导组合件本体基本上均匀地折射，以产生所述光导组合件的基本上均匀的照明。
在另一实施例中，本申请提供一种被照明的车辆仪表板，其包括：护罩，其具有本体，所述本体具有至少一个从中穿过的孔口以用于查看量表；光导组合件，其具有相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面通过在其间基本上不间断延伸的侧壁分隔开，以界定具有光导本体折射率的光导组合件本体；至少一个透光支腿，其从所述光导组合件本体的所述第二表面延伸，所述透光支腿具有第一端和第二端，所述第一端和第二端通过一段长度分隔开，以界定支腿本体；所述第一端具有沿所述支腿的边缘的光输入表面；所述支腿具有折射率以用于沿所述透光支腿将所述入射光线折射成折射光线；所述支腿的所述第二端在交叉点处与所述光导组合件本体形成一体，并且从其延伸；所述支腿的所述第二端与所述光导组合件本体的所述交叉点在所述本体的所述第一表面处形成Y形棱镜光反射结构；所述Y形棱镜光反射结构在与所述本体的所述第一表面的所述交叉点处形成预定反射角的反射表面角，以将来自所述支腿的所述折射光线反射到所述光导组合件本体的所述第二表面；所述反射光线沿所述第一和第二本体表面通过所述光导组合件本体基本上均匀地折射，以产生所述光导组合件的基本上均匀的照明；嵌花片，其中具有至少一个掣子，用于接受所述量表；所述嵌花片进一步配备有至少一个定位孔口以容纳所述透光支腿；灯壳，其具有至少一个从中穿过的孔口；所述孔口中的至少一个用于容纳所述透光支腿；以及电路，其具有至少一个发光二极管；在所述仪表板组装时，所述发光二极管非常接近于所述光输入表面；所述发光二极管以入射角向所述光输入表面发出入射光线；以及透明衬底，其上覆在至少所述护罩本体孔口上以用于查看所述量表。
根据一个方面，公开了一种用于比如(例如)车辆仪表板的仪表板照明的发光组合件。所述组合件可以包含光导组合件，其具有相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面通过在其间基本上不间断的延伸的侧壁分隔开，以限定具有宽度和光导本体折射率的光导组合件本体。光导组合件是由具有预定折射率的任何合适的透明、可模制的弹性材料制造而成。
至少一个透光支腿从光导组合件本体的第二表面延伸。每一透光支腿具有第一端和第二端，所述第一端和第二端通过一个长度分隔开，以限定支腿本体，并且所述第一端具有沿支腿的边缘的光输入表面。光输入表面极为接近二极管中的至少一个，并且发光二极管以入射角向所述光输入表面发出入射光线。
所述支腿具有折射率以便折射入射光线以沿透光支腿形成折射光线。光导本体的第一表面处的Y形棱镜光反射结构与光导组合件本体形成一体，并且在支腿的第二端的交叉点处一体成形。
所述Y形棱镜光反射结构在本体的宽度内在与所述第一表面的所述交叉点处形成预定反射角的反射表面角，以将来自支腿的折射光线反射到光导组合件本体的第二表面。接着沿第一和第二本体表面通过所述光导组合件本体基本上均匀地折射所述反射光线，以产生所述光导组合件的基本上均匀的照明。
所述发光组合件不需要限于用于仪表板。尤其在汽车应用中还需要许多种照明应用。实例包含(但不限于)梳妆镜、车内照明、照明控制、开关、门灯、阅读灯、强光灯、方向盘、无线电装置/信息娱乐系统照明等。
参照下面的附图、图式描述和所附权利要求书，本发明的这些和其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的一个方面的车辆仪表板的展示其构造的分解示意图；
图2是展示组装模式下的图1的车辆仪表板的具体示意图，其中发光组合件处在合适位置；
图3是发光组合件的一个实施例的示意性俯视平面图，其展示了一种应用的基本几何形状；
图4是图3中的实施例的示意性侧视图，其展示了组合件的侧视图；
图5是发光组合件光导的具体示意性侧视图，其描绘了支腿并且展示了入射光线、折射光线和棱镜反射结构，所述棱镜反射结构将折射光线反射到第二表面，以用于沿第一和第二相对表面折射；
图6是图5中所示的Y形棱镜反射结构的具体示意性俯视透视图；
图7A是光导组合件的示意性俯视平面图，其展示了Y形棱镜反射结构和定位突片；
图7B是沿图7B中的A获得的光导组合件的细节，其展示了定位突片的位置；
图8是仪表板的一部分的示意性表示，其展示了当使用根据本发明的棱镜发光组合件时的量表的基本上均匀的照明。
图9是照明辉光环的透视侧视图，其展示了基本上没有亮斑的基本上均匀的照明。
具体实施方式
现在参照图式，其中相同的数字指代相同的结构，并且尤其是参照图1和2，其中公开了用于发光组合件的一个实施例的光导的一个方面上的基本几何形状。
具体来说，图1是例如根据本发明的一个方面的仪表板的仪表板10的分解示意图。所述仪表板具有护罩12，其配备有仪表孔口14、16和18，用于容纳各种仪表量表(例如速度计、转速计等)和其它控制件、系统或无线电装置或信息娱乐系统和控制件。仪表护罩进一步配备有孔口附接凸缘20、21、22和23，以准许将经组装的仪表板固定到车辆内部的合适位置。众所周知，仪表板还可包含透明衬底，其上覆在至少护罩本体孔口上，用于查看所述量表。合适的透明衬底包含板、塑料、膜或任何其它介质。
光导组合件32(展示为辉光环)具有支腿34、36、38和40以及定位突片42、44、46和48。如将关于图3到7更详细地论述，光导组合件可以是任何形状，但是在这里展示为环形结构。光导组合件是透明、可模制的弹性材料，其具有适合于“一次”成型工艺的预定折射率，以便方便制造。
嵌花片50具有仪表掣子49和51，连同孔口47一起来容纳示范性车辆仪表板的仪表量表和无线电装置或信息娱乐系统。嵌花片在掣子49处配备有孔口52、54、56、58，且在掣子51处配备有孔口60、62、64和66，这些孔口展示为带凹槽的弓形孔口，以准许辉光环的支腿从中穿过，并且与辉光环上的定位突片相互作用，从而使得在组装期间，辉光环通过嵌花片凹槽配合并且转动以与定位突片啮合，以便将辉光环固定到嵌花片中的合适位置。
灯壳68具有仪表凹部70和72以及切口73以容纳无线电装置/信息娱乐系统。灯壳在凹部70处具有辉光环孔口74、76、78和80，且在凹部72处具有辉光环孔口82、84、86和88。在组装仪表板时，辉光环的支腿延伸穿过这些孔口，使得辉光环支腿可以非常接近于印刷电路板90上的发光二极管。
印刷电路板包含电路92和94，并且电连接到车辆电力系统，用于给车辆的仪表量表供电。电路板如所示的包含发光二极管(LED)96、98、100、102、104、106、108和110，用于向辉光环发出光，下文将进行描述。LED用任何配置定位在电路板上，以便可互补地接达辉光环的支腿。
图2是经组装的车辆仪表板的具体截面图，其展示了辉光环(或光导组合件)处在合适位置。光导组合件(辉光环)定位成极为接近量表掣子和量表孔口，使得在被供电时，光导组合件将基本上均匀地照明其所关联量表。
图3是光导组合件32的一种配置的示意性表示，其展示了俯视平面图。具体来说，在这个实施例中，光导组合件描绘为圆形，并且具有中心109、到内周边112的直径111，这些因素全都取决于设计选择和应用要求。光导组合件具有环宽度113和外周边114，并且定位成非常接近于电路上的LED。应注意，这个视图中并未描绘光导组合件的支腿，以便可以清楚地展示光导组合件相对于LED的定位。
图4是图3的光导组合件的示意性表示，其展示了在第一或顶表面116与第二或底表面117之间基本上不间断的延伸的侧壁115，以限定具有厚度119的本体118。应注意，光导组合件的厚度大约是宽度113的一半。同样，这个视图中并未展示支腿，目的就是展示光导组合件非常接近于电路上的LED的位置。
图5是光导组合件32的具体侧视图，其展示了支腿34。所展示的几何形状经优化以通过表面角162来减少辉光环的可见区域中的所谓的热斑。可以理解辉光环的任何支腿具有与关于支腿34将描述的类似的特性和相对于LED的位置。支腿具有第一端35和第二端37，其通过长度33分隔开。支腿具有表面31和极为接近LED或直接接近LED的光输入表面39。支腿的第二端形成Y形棱镜反射结构120，其与光导组合件的本体在本体的第一或顶表面处形成一体。Y形棱镜光反射结构形成为在光导组合件的第一表面处、沿光导组合件的第一表面或在光导组合件的第一表面内产生反射表面角162，其相对于水平面为从大约6度到大约10度。
辉光环组合件本体与支腿一样具有折射率。这些折射率可相同或不同，根据设计需要而定。LED发出入射光线122，其以入射角123照在光输入表面上。所述支腿具有折射率，支腿以折射角124折射入射光作为折射光线125。折射光线以入射角照在棱镜反射表面126上，并且以反射角127反射到环的第二(或底)表面。接着光线沿路径128通过光导组合件的本体部分折射，在光导组合件本体的第一表面与第二表面之间反射。当光线在第一或第二表面的边缘或表面处反射时，本体发光，并且光沿光导组合件的本体基本上均匀地发出。尤其重要的是要在光移动通过光导组合件时控制光的反射和折射，以使尤其在第一表面处的任何“亮斑”最小化，亮斑处折射光线照在光导组合件本体的第一表面上，并且还使尤其可能在定位突片处发生的任何“暗斑”最小化，暗斑处的光可能漫射且因此丢失而无法用于有用的照明目的。
转向图6，展示了第一表面和支腿的交叉点的一部分的具体透视俯视图，其展示了基本Y形辉光环结构，所述结构使光转向到辉光环的右通道和左通道两者中，以避免远离光源的位置处的暗斑。Y形棱镜光反射结构分别包含第一和第二凹面弓形表面142、144，其以角θ彼此相对，并且在第一端顶点146处彼此相交，且分别在第二端148和150处与光导发射组合件本体相交。Y形棱镜反射结构具有顶表面152，其分别通过第一和第二向上倾斜的弓形凸台表面154和156与凹面弓形表面142和144相交。顶表面是凹面弓形的，并且分别在第一和第二弓形反射凸台表面158和160处与光导发射组合件的第一表面相交，第一和第二弓形反射凸台表面158和160通过第三弓形反射凸台表面162彼此分隔开，第三弓形反射凸台表面162还与光导组合件本体的第一表面相交。凸台表面162使所谓的“热斑”或区域最小化，这里察觉到辉光环中的光比在辉光环的其它区域中更亮。
图7A和7B展示了光导组合件32的另一个实施例。图7A展示了从俯视平面透视图看的光导组合件，其展示了Y形棱镜反射结构以及非常接近于Y形棱镜反射结构120的定位突片42、44、46和48。光导组合件由具有预定折射率的透明的可模制弹性材料形成。光导组合件用一次成型工艺制造，以便使成本最小化，并且确保在支腿与光导组合件本体的每一交叉点处沿组合件的第一表面、在组合件的第一表面处或者靠近组合件的第一表面形成棱镜反射结构。
定位突片传统地与“渗光”相关联，其中光被引导到定位器、从衬底中泄漏，并且由此丢失到辉光环。如图7B中所示，已确定将定位突片放置在辉光环的平面下方的平面164中，几乎能消除渗光现象。通过如此放置定位突片，透过辉光环衬底的光传输基本上是均匀的，由此基本上消除了热斑或暗斑。
图8是在仪表板中的合适位置的辉光环的详细视图，其展示了辉光环的基本上均匀的照明。此均匀照明更加美观，而且呈现出量表和量表上发生的情况的非常清晰的轮廓。
图9是仪表板设置中的照明辉光环的透视侧视图。其中可以看出，照明基本上是均匀的，基本上没有亮斑或暗斑。
本描述中将发光导引组合件展示为给车辆仪表板照明。然而，显然光导组合件还可应用于梳妆灯、梳妆镜、车内照明、照明控制、开关、门灯、阅读灯、强光灯、方向盘、无线电装置/信息娱乐系统照明等。
虽然已经展示了几个实施例，但是显然所属领域的技术人员可以进行许多变化和修改，并且所使用的词语是描述性词语，而不是限制性词语。

Claims (16)

1.一种用于仪表板照明的发光组合件，其包括：
光导组合件，其具有相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面通过在其间基本上不间断延伸的侧壁分隔开，以界定具有光导本体折射率的光导组合件本体；
至少一个透光支腿，其从所述光导组合件本体的所述第二表面延伸，所述透光支腿具有第一端和第二端，所述第一端和第二端通过一段长度分隔开，以界定支腿本体；所述第一端具有沿所述支腿的边缘的光输入表面；
至少一个发光二极管，其非常接近于所述光输入表面；所述发光二极管以入射角向所述光输入表面发出入射光线；
所述支腿具有折射率以用于沿所述透光支腿将所述入射光线折射成折射光线；所述支腿的所述第二端在交叉点处与所述光导组合件本体形成一体，并且从其延伸；所述支腿的所述第二端与所述光导组合件本体的所述交叉点在所述本体的所述第一表面处形成Y形棱镜光反射结构；
所述Y形棱镜光反射结构在与所述本体的所述第一表面的所述交叉点处形成预定反射角的反射表面角，以将来自所述支腿的所述折射光线反射到所述光导组合件本体的所述第二表面；所述反射光线沿所述第一和第二本体表面通过所述光导组合件本体基本上均匀地折射，以产生所述光导组合件的基本上均匀的照明。
2.根据权利要求1所述的发光组合件，其进一步包含上覆在所述发光组合件上的透明衬底。
3.根据权利要求1所述的发光组合件，其中所述Y形棱镜光反射结构与所述本体的所述交叉点处的所述预定反射角沿所述光导组合件本体的所述第一表面在大约6度到大约10度之间。
4.根据权利要求1所述的发光组合件，其中所述Y形棱镜光反射结构包含第一和第二凹面弓形表面，其以一个角彼此相对，并且在第一端彼此相交且在第二端与所述光导发射组合件本体相交；所述Y形棱镜反射结构具有通过第一和第二向上倾斜的弓形凸台表面与所述凹面弓形表面相交的顶表面；所述顶表面是凹面弓形的，并且在第一和第二弓形反射凸台表面处与所述光导发射组合件的第一表面相交，所述第一和第二弓形反射凸台表面通过第三弓形反射凸台表面分隔开。
5.根据权利要求1所述的发光组合件，其中所述发光二极管连接到电路。
6.根据权利要求1所述的发光组合件，其中所述光导组合件配备有多达四个支腿。
7.根据权利要求1所述的发光组合件，其进一步包含基本上沿所述光导组合件本体的外周边的相隔预定间隔的定位结构。
8.根据权利要求1所述的发光组合件，其进一步包含预定内周边。
9.根据权利要求1所述的发光组合件，其中所述发光二极管靠近所述光输入表面。
10.根据权利要求1所述的发光组合件，其中所述光导组合件是由具有预定折射率的透明的可模制弹性材料制成。
11.一种被照明的车辆仪表板，其包括：
护罩，其具有本体，所述本体具有至少一个从中穿过的孔口以用于查看量表；
光导组合件，其具有相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面通过在其间基本上不间断延伸的侧壁分隔开，以界定具有光导本体折射率的光导组合件本体；
至少一个透光支腿，其从所述光导组合件本体的所述第二表面延伸，所述透光支腿具有第一端和第二端，所述第一端和第二端通过一段长度分隔开，以界定支腿本体；所述第一端具有沿所述支腿的边缘的光输入表面；
所述支腿具有折射率以用于沿所述透光支腿将所述入射光线折射成折射光线；所述支腿的所述第二端在交叉点处与所述光导组合件本体形成一体，并且从其延伸；所述支腿的所述第二端与所述光导组合件本体的所述交叉点在所述本体的所述第一表面处形成Y形棱镜光反射结构；
所述Y形棱镜光反射结构在与所述本体的所述第一表面的所述交叉点处形成预定反射角的反射表面角，以将来自所述支腿的所述折射光线反射到所述光导组合件本体的所述第二表面；所述反射光线沿所述第一和第二本体表面通过所述光导组合件本体基本上均匀地折射，以产生所述光导组合件的基本上均匀的照明；
嵌花片，其中具有至少一个掣子，用于接受所述量表；所述嵌花片进一步配备有至少一个定位孔口以容纳所述透光支腿；
灯壳，其具有至少一个从中穿过的孔口；所述孔口中的至少一个用于容纳所述透光支腿；以及
电路，其具有至少一个发光二极管；在所述仪表板组装时，所述发光二极管非常接近于所述光输入表面；所述发光二极管以入射角向所述光输入表面发出入射光线；以及
透明衬底，其上覆在至少所述护罩本体孔口上以用于查看所述量表。
12.根据权利要求11所述的车辆仪表板，其中所述发光二极管靠近所述光输入表面。
13.根据权利要求11所述的车辆仪表板，其中所述透明衬底是薄片、透镜、膜或板中的至少一个。
14.根据权利要求11所述的车辆仪表板，其中所述Y形棱镜光反射结构与所述本体的所述交叉点处的所述预定反射角沿所述光导组合件本体的所述第一表面在大约6度到大约10度之间。
15.根据权利要求11所述的车辆仪表板，其中所述Y形棱镜光反射结构包含第一和第二凹面弓形表面，其以一个角彼此相对，并且在第一端彼此相交且在第二端与所述光导发射组合件本体相交；所述Y形棱镜反射结构具有通过第一和第二向上倾斜的弓形凸台表面与所述凹面弓形表面相交的顶表面；所述顶表面是凹面弓形的，并且在第一和第二弓形反射凸台表面处与所述光导发射组合件的第一表面相交，所述第一和第二弓形反射凸台表面通过第三弓形反射凸台表面分隔开。
16.根据权利要求11所述的车辆仪表板，其中所述光导组合件是由具有预定折射率的透明的可模制弹性材料制成。
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