CN106764683B - 一种旋钮导光圈结构及其光控方法 - Google Patents

一种旋钮导光圈结构及其光控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种旋钮导光圈结构及其光控方法。利用上导光件和下导光件的特殊结构，使光线首先从第一进光面进入下导光件内，再经由第一外折反射面和第一内折反射面的结构产生多重折射、漫反射后从第一出光面导出，然后光线再从第二进光面进入上导光件，再在上导光件内经由第二内折反射面和第二外折反射面的结构而产生多重折射、漫反射后从第二出光面导出，从而达到均匀的最终显示效果。本发明的旋钮导光圈结构，在紧凑有限的结构空间中，采用两颗立式LED光源，通过圆台形旋钮导光圈结构设计，使旋钮外圈间隙均匀导光，可以在满足导光圈透光性、均匀性的基础上，减少LED光源数量，节省产品成本。

Description

一种旋钮导光圈结构及其光控方法
技术领域
本发明涉及车载电子产品技术领域，尤其涉及一种旋钮导光圈结构及其光控方法。
背景技术
随着车载电子产品日新月异的发展，对产品的要求也逐步走向智能化、简约化的发展方向，其中对外观美感的追求越来越高，这不仅体现在产品造型、和生产工艺方面，而且在灯光显示效果方面也尤为重视，有关灯光的显示效果，除了颜色搭配多样化，而且对整体灯光的亮度一致性、灯光均匀性的要求也越来越高，尤其是车载音响按钮背景灯、旋钮及旋钮装饰背景灯与整车内饰的协调统一。
旋钮是各种控制面板上重要的操作部件，旋钮整体配置有旋钮背光源及旋钮导光圈结构。而旋钮导光圈作为一种装饰旋钮氛围灯，不但可以丰富整车的灯光效果，还满足指引用户正确操控旋钮。在现有小尺寸旋钮(一般指直径16～28mm)导光结构中，均存在受限于内部结构空间的弊端，由于旋钮的内部结构空间越小，导光件结构越复杂，导光均匀性、导光效率降低，正常需要3颗或以上的立式LED光源均匀分布以保证旋钮导光圈透光均匀
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋钮导光圈结构及其光控方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种旋钮导光圈结构，其包括PCB板,以及安装在其上表面上的编码器和两个立式的LED灯，所述编码器设置在两个所述LED灯的中间，所述编码器顶部的转轴上套装固定有一旋钮总成，所述旋钮总成和PCB板之间还连接有均与所述编码器同轴心设置的下导光件和上导光件，所述下导光件固定在所述PCB板的上表面，所述上导光件固定在所述下导光件的上方，所述编码器的转轴可穿过所述下导光件和上导光件后与所述旋钮总成相连接固定；所述下导光件呈旋转对称型的圆台状，其内部中心处环绕形成一可贯穿所述下导光件的上底和下底的、用于收容所述编码器的第一容置腔，所述第一容置腔的侧壁上形成第一内折反射面，所述第一内折反射面向内凸起；所述下导光件的上底所处的平面形成第一出光面，所述下导光件的外侧壁形成第一外折反射面，所述第一外折反射面向内凹陷呈一弧状；所述下导光件朝向所述LED灯的一面、且分别对应所述LED灯的位置处向内凹陷，形成可容纳所述LED灯的内反射腔，所述内反射腔的内壁上形成第一进光面。
在优选的实施例中，所述上导光件呈旋转对称型的圆环状，其底部平面形成第二进光面、顶部平面形成第二出光面，所述第二出光面的表面上均匀形成有磨砂纹；所述上导光件的内部中心开口处形成一筒状的第二容置腔，沿所述第二容置腔的侧壁的中部位置向外倾斜且朝向所述上导光件的顶部平面方向形成一倒角平面，该倒角平面即为第二内折反射面，所述第二内折反射面上均匀形成有多个贯通至所述第二进光面外部的定位孔；所述上导光件的环形外侧壁形成第二外折反射面，所述第二外折反射面垂直所述第二进光面。
在优选的实施例中，所述第一外折反射面为以下中的一种：凹形曲面和平面。
在优选的实施例中，所述第一内折反射面为以下中的一种：凸形曲面和平面。
在优选的实施例中，所述下导光件的内反射腔形状为以下中的一种：V型和梯形结构，所述第一出光面的表面为镜面高光。
在优选的实施例中，所述下导光件的第一出光面上形成有与所述上导光件的定位孔相匹配的定位柱；所述定位孔与所述定位柱匹配相接可使所述上导光件与下导光件装配为一体。
在优选的实施例中，所述旋钮总成包括旋钮主体和旋钮装饰环，所述旋钮主体装配于所述编码器的转轴上，所述旋钮装饰环装配于所述旋钮主体的顶部。
在优选的实施例中，一种应用于上述任一项技术方案所述旋钮导光圈结构的光控方法，包括：
在两个LED灯的上方设置同中心轴线热铆连接的上导光件和下导光件，所述下导光件上形成有可容纳所述LED灯的内反射腔，所述内反射腔的内壁上形成第一进光面；
所述下导光件呈旋转对称型的圆台状，在其内部中心处环绕形成一可贯穿所述下导光件的上底和下底的、用于收容编码器的第一容置腔，所述第一容置腔的侧壁上形成第一内折反射面，所述第一内折反射面向内凸起，所述第一内折反射面对从所述第一进光面进入下导光件内部的光线进行光路调整；
所述下导光件的外侧壁形成第一外折反射面，所述第一外折反射面向内凹陷呈一弧状，所述第一外折反射面对经过所述第一内折反射面传导过来的光线进行再次的光路调整；
所述下导光件的上底所处的平面形成第一出光面，所述第一外折反射面再将光线传导至所述第一出光面并从其上方射出至外部；
所述上导光件呈旋转对称型的圆环状，其底部平面形成第二进光面、顶部平面形成第二出光面，所述第二出光面的表面上均匀形成有磨砂纹，从所述下导光件的第一出光面射出的光线从所述第二进光面进入所述上导光件的内部；
所述上导光件的内部中心开口处形成一筒状的第二容置腔，沿所述第二容置腔的侧壁的中部位置向外倾斜且朝向所述上导光件的顶部平面方向形成一倒角平面，该倒角平面即为第二内折反射面，经所述第二进光面直射的光线，沿光源直射方向且处在第二内折反射面下方的一部分光线在所述第二内折反射面处产生折射、另一部分直射的光线则继续沿原方向传导并从所述第二出光面射出；
所述上导光件的环形外侧壁形成第二外折反射面，所述第二外折反射面垂直所述第二进光面，经所述第二内折反射面折射后的光线被传导至所述第二外折反射面处进行再次的折射，经再次折射后的光线一部分被再次传导至第二内折反射面处、另一部分则被传导至第二出光面并射出至外部；
光线在所述第二内折反射面和第二外折反射面之间经过多重折射和漫反射后均从所述第二出光面被传导至外部；
所述上导光件的外径大于设置在其上的旋钮组成的外径，所述LED灯发出的光线依序经过下导光件和上导光件的多重折射、漫反射后从所述第二出光面导出，此时，可在所述旋钮组成的周围形成一均匀的、且呈环状的光圈。
本发明旋钮导光圈结构的有益效果在于：利用上导光件和下导光件的特殊结构，使光线首先从第一进光面进入下导光件内，再经由第一外折反射面和第一内折反射面的结构产生多重折射、漫反射后从第一出光面导出，然后光线再从第二进光面进入上导光件，再在上导光件内经由第二内折反射面和第二外折反射面的结构而产生多重折射、漫反射后从第二出光面导出，从而达到均匀的最终显示效果。本发明的旋钮导光圈结构及其光控方法，在紧凑有限的结构空间中，采用两颗立式LED光源，通过圆台形旋钮导光圈结构设计，使旋钮外圈间隙均匀导光，可以在满足导光圈透光性、均匀性的基础上，减少LED光源数量，节省产品成本。
附图说明
图1为一实施例中旋钮导光圈结构的立体分解示意图。
图2为一实施例中旋钮导光圈结构的俯视图。
图3为图2中A-A部分的剖面视图。
图4为图3中下导光件的放大示图。
图5为图4中B部分的放大视图。
图6为图1中上导光件的立体示意图。
图7为图6中上导光件的径向剖面视图。
图8为图1中旋钮组成的立体分解示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明的旋钮导光圈结构及其光控方法作进一步详细描述。
请参见图1至图3，一种旋钮导光圈结构，其包括PCB板100,以及安装在其上表面上的编码器200和两个立式的LED灯300，编码器200设置在两个LED灯300的中间，编码器200顶部的转轴上套装固定有一旋钮总成600。
优选的，旋钮总成600和PCB板100之间还连接有均与编码器200同轴心设置的下导光件400和上导光件500，下导光件400固定在PCB板100的上表面，上导光件500固定在下导光件400的上方，编码器200的转轴可穿过下导光件400和上导光件500后与旋钮总成600相连接固定。
请同时参见图4和图5，下导光件400呈旋转对称型的圆台状，其内部中心处环绕形成一可贯穿下导光件400的上底和下底、用于收容编码器200的第一容置腔405，第一容置腔405的侧壁上形成第一内折反射面404，第一内折反射面404向内凸起。
下导光件400的上底所处的平面形成第一出光面401，下导光件400的外侧壁形成第一外折反射面403，第一外折反射面403向内凹陷呈一弧状。
下导光件400朝向LED灯300的一面、且分别对应LED灯300的位置处向内凹陷，形成可容纳LED灯300的内反射腔402，内反射腔402的内壁上形成第一进光面4021；LED灯300发出的光线从第一进光面4021进入，经第一外折反射面403和第一内折反射面404的多重折反射和漫射后从第一出光面401向上射出。
请同时参见图6和图7，上导光件500呈旋转对称型的圆环状，其底部平面形成第二进光面502，顶部平面形成第二出光面501，第二出光面501的表面上均匀形成有磨砂纹。
上导光件500的内部中心开口处形成一筒状的第二容置腔505，沿第二容置腔505的侧壁的中部位置向外倾斜且朝向上导光件500的顶部平面方向形成一倒角平面，该倒角平面即为第二内折反射面504。
第二内折反射面504上均匀形成有多个可贯通至第二进光面502外部的定位孔506。
上导光件500的环形外侧壁形成第二外折反射面503，第二外折反射面503垂直第二进光面502。
LED灯300从下导光件400的第一出光面401发出的光线从上导光件500的第二进光面502进入，经过第二外折反射面503和第二内折反射面504的多重折反射后从第二出光面502上射出，从第二出光面502上射出的光线从旋钮组成600的下方向上继续射出，以在旋钮组成600的周围形成一均匀的、且呈环状的光圈。
请同时参见图8，旋钮总成600包括旋钮主体601和旋钮装饰环602，旋钮主体601装配于编码器200的转轴上，旋钮装饰环602装配于旋钮主体601的顶部，向下按动和旋转旋钮总成600可触发编码器200进行功能操作。
下导光件400为半透PC散光材质，具有较高扩散性和透光率，表面采用高光处理，对应的模具抛光为2500目以上，其圆台结构(上圆小，下圆大)，可以最大限度利用控制面板内部的空间，实际应用时，可对下圆部分结构进行切除以产生避位407，上圆结构保留，以满足内部装配要求；优选的，为达到更好的光折反射和漫射效果，第一外折反射面403为以下中的一种：凹形曲面和平面，第一内折反射面404为以下中的一种：凸形曲面和平面，并且，将第一出光面401、第一内折反射面404和第一外折反射面403的表面设计成镜片高光。
下导光件400的内反射腔402形状为以下中的一种：V型和梯形结构，表面采用镜面高光。
上导光件500半透PC散光材质，具有较高扩散性和透光率，整个导光件表面采用高光处理，对应的模具抛光为2500目以上。
下导光件400的第一出光面401上形成有与上导光件500的定位孔506相匹配的定位柱406；定位孔506与定位柱406匹配相接可使上导光件500与下导光件400装配为一体，本案例连接方式为热铆，也可用超声波焊接或者通过扣位连接。
本案还提供了一种应用于上述任一项技术方案所述旋钮导光圈结构的光控方法，具体的为：
在两个LED灯300的上方设置同中心轴线热铆连接的上导光件500和下导光件400，所述下导光件400上形成有可容纳所述LED灯300的内反射腔402，所述内反射腔402的内壁上形成第一进光面4021；
下导光件400呈旋转对称型的圆台状，在其内部中心处环绕形成一可贯穿下导光件400的上底和下底的、用于收容编码器的第一容置腔405，第一容置腔405的侧壁上形成第一内折反射面404，第一内折反射面404向内凸起，第一内折反射面404对从第一进光面4021进入下导光件400内部的光线进行光路调整；
下导光件400的外侧壁形成第一外折反射面403，第一外折反射面403向内凹陷呈一弧状，第一外折反射面403对经过第一内折反射面404传导过来的光线进行再次的光路调整；
下导光件400的上底所处的平面形成第一出光面401，第一外折反射面403再将光线传导至第一出光面401并从其上方射出至外部；
上导光件500呈旋转对称型的圆环状，其底部平面形成第二进光面502、顶部平面形成第二出光面501，第二出光面501的表面上均匀形成有磨砂纹，从下导光件400的第一出光面401射出的光线从第二进光面502进入上导光件500的内部；
上导光件500的内部中心开口处形成一筒状的第二容置腔505，沿第二容置腔505的侧壁的中部位置向外倾斜且朝向上导光件500的顶部平面方向形成一倒角平面，该倒角平面即为第二内折反射面504，经第二进光面502直射的光线，沿光源直射方向且处在第二内折反射面504下方的一部分光线在第二内折反射面504处产生折射、另一部分直射的光线则继续沿原方向传导并从第二出光面501射出；
上导光件500的环形外侧壁形成第二外折反射面503，第二外折反射面503垂直第二进光面502，经第二内折反射面504折射后的光线被传导至第二外折反射面503处进行再次的折射，经再次折射后的光线一部分被再次传导至第二内折反射面504处、另一部分则被传导至第二出光面501并射出至外部；
光线在第二内折反射面504和第二外折反射面503之间经过多重折射和漫反射后均从第二出光面501被传导至外部；
上导光件500的外径大于设置在其上的旋钮组成600的外径，LED灯300发出的光线依序经过下导光件400和上导光件500的多重折射、漫反射后从第二出光面501导出，此时，可在旋钮组成600的周围形成一均匀的、且呈环状的光圈。
综上，本发明的旋钮导光圈结构及其光控方法，利用上导光件和下导光件的特殊结构，使光线首先从第一进光面进入下导光件内，再经由第一外折反射面和第一内折反射面的结构产生多重折射、漫反射后从第一出光面导出，然后光线再从第二进光面进入上导光件，再在上导光件内经由第二内折反射面和第二外折反射面的结构而产生多重折射、漫反射后从第二出光面导出，从而达到均匀的最终显示效果。本发明的旋钮导光圈结构，在紧凑有限的结构空间中，采用两颗立式LED光源，通过圆台形旋钮导光圈结构设计，使旋钮外圈间隙均匀导光，可以在满足导光圈透光性、均匀性的基础上，减少LED光源数量，节省产品成本。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种旋钮导光圈结构，其包括PCB板,以及安装在其上表面上的编码器和两个立式的LED灯，所述编码器设置在两个所述LED灯的中间，所述编码器顶部的转轴上套装固定有一旋钮总成，其特征在于，所述旋钮总成和PCB板之间还连接有均与所述编码器同轴心设置的下导光件和上导光件，所述下导光件固定在所述PCB板的上表面，所述上导光件固定在所述下导光件的上方，所述编码器的转轴可穿过所述下导光件和上导光件后与所述旋钮总成相连接固定；所述下导光件呈旋转对称型的圆台状，其内部中心处环绕形成一可贯穿所述下导光件的上底和下底的、用于收容所述编码器的第一容置腔，所述第一容置腔的侧壁上形成第一内折反射面，所述第一内折反射面向内凸起；所述下导光件的上底所处的平面形成第一出光面，所述下导光件的外侧壁形成第一外折反射面，所述第一外折反射面向内凹陷呈一弧状；所述下导光件朝向所述LED灯的一面、且分别对应所述LED灯的位置处向内凹陷，形成可容纳所述LED灯的内反射腔，所述内反射腔的内壁上形成第一进光面；
所述上导光件呈旋转对称型的圆环状，其底部平面形成第二进光面、顶部平面形成第二出光面，所述第二出光面的表面上均匀形成有磨砂纹；所述上导光件的内部中心开口处形成一筒状的第二容置腔，沿所述第二容置腔的侧壁的中部位置向外倾斜且朝向所述上导光件的顶部平面方向形成一倒角平面，该倒角平面即为第二内折反射面；所述上导光件的环形外侧壁形成第二外折反射面，所述第二外折反射面垂直所述第二进光面。
2.根据权利要求1所述的旋钮导光圈结构，其特征在于，所述第二内折反射面上均匀形成有多个贯通至所述第二进光面外部的定位孔。
3.根据权利要求2所述的旋钮导光圈结构，其特征在于，所述第一外折反射面为以下中的一种：凹形曲面和平面。
4.根据权利要求2所述的旋钮导光圈结构，其特征在于，所述第一内折反射面为以下中的一种：凸形曲面和平面。
5.根据权利要求2所述的旋钮导光圈结构，其特征在于，所述下导光件的内反射腔形状为以下中的一种：V型和梯形结构，所述第一出光面的表面为镜面高光。
6.根据权利要求2所述的旋钮导光圈结构，其特征在于，所述下导光件的第一出光面上形成有与所述上导光件的定位孔相匹配的定位柱；所述定位孔与所述定位柱匹配相接可使所述上导光件与下导光件装配为一体。
7.根据权利要求1～6任一项所述的旋钮导光圈结构，其特征在于，所述旋钮总成包括旋钮主体和旋钮装饰环，所述旋钮主体装配于所述编码器的转轴上，所述旋钮装饰环装配于所述旋钮主体的顶部。
8.一种应用于权利要求1到7任一项所述旋钮导光圈结构的光控方法，其特征在于，包括：
在两个LED灯的上方设置同中心轴线热铆连接的上导光件和下导光件，所述下导光件上形成有可容纳所述LED灯的内反射腔，所述内反射腔的内壁上形成第一进光面；
所述下导光件呈旋转对称型的圆台状，在其内部中心处环绕形成一可贯穿所述下导光件的上底和下底的、用于收容编码器的第一容置腔，所述第一容置腔的侧壁上形成第一内折反射面，所述第一内折反射面向内凸起，所述第一内折反射面对从所述第一进光面进入下导光件内部的光线进行光路调整；
所述下导光件的外侧壁形成第一外折反射面，所述第一外折反射面向内凹陷呈一弧状，所述第一外折反射面对经过所述第一内折反射面传导过来的光线进行再次的光路调整；
所述下导光件的上底所处的平面形成第一出光面，所述第一外折反射面再将光线传导至所述第一出光面并从其上方射出至外部；
所述上导光件呈旋转对称型的圆环状，其底部平面形成第二进光面、顶部平面形成第二出光面，所述第二出光面的表面上均匀形成有磨砂纹，从所述下导光件的第一出光面射出的光线从所述第二进光面进入所述上导光件的内部；
所述上导光件的内部中心开口处形成一筒状的第二容置腔，沿所述第二容置腔的侧壁的中部位置向外倾斜且朝向所述上导光件的顶部平面方向形成一倒角平面，该倒角平面即为第二内折反射面，经所述第二进光面直射的光线，沿光源直射方向且处在第二内折反射面下方的一部分光线在所述第二内折反射面处产生折射、另一部分直射的光线则继续沿原方向传导并从所述第二出光面射出；
所述上导光件的环形外侧壁形成第二外折反射面，所述第二外折反射面垂直所述第二进光面，经所述第二内折反射面折射后的光线被传导至所述第二外折反射面处进行再次的折射，经再次折射后的光线一部分被再次传导至第二内折反射面处、另一部分则被传导至第二出光面并射出至外部；
光线在所述第二内折反射面和第二外折反射面之间经过多重折射和漫反射后均从所述第二出光面被传导至外部；
所述上导光件的外径大于设置在其上的旋钮组成的外径，所述LED灯发出的光线依序经过下导光件和上导光件的多重折射、漫反射后从所述第二出光面导出，此时，可在所述旋钮组成的周围形成一均匀的、且呈环状的光圈。
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