CN107107754B - 组合仪表盘 - Google Patents

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Abstract

组合仪表盘，其尤其适于车辆使用，具有：具有多个图形区域的表盘，所述图形区域由设备背光照亮，所述设备具有至少一个光源、具有前部光导元件和后部光导元件，所述前部光导元件具有至少部分地被所述表盘的后表面覆盖的前表面；所述后部光导元件具有面对所述光源的接收部分和传递和引导由所述接收部分所接收的光的传递部分，所述传递部分与所述前部光导元件的后表面间隔开并面向所述前部分光导元件的后表面；前部光导元件的后表面具有光学补偿系统，其具有弯曲的凸面透镜表面或弯曲的凹面透镜表面，用于改变从所述传递部分传递到不同图形区域的光的强度。

Description

组合仪表盘
技术领域
本发明涉及组合仪表盘(instrument cluster)，其尤其适于车辆使用。
背景技术
如已知的那样，适于车辆使用的组合仪表盘具有成形为以便向驾驶员提供不同信息项的不同图形区域。例如，这些图形区域可显示数字、字母、刻度标记、徽标等；此外，在组合仪表盘中一些图形区域可仅具有美学功能。
图形区域通常由聚碳酸酯板的透明或半透明部分限定。这些部分由背光照亮以便使得相应信息项可见，尤其在夜光里。通常情况下，该聚碳酸酯板由背光照明设备来照亮，所述背光照明设备包括至少一个光源(即LED光源)和光导元件，所述光导元件布置在该聚碳酸酯板下方并将光从光源传递到位于图形区域内的不同区。以这种方式，光通过在光导元件的材料内的反射和漫射到达图形区域，使得驾驶员能够毫不劳神地以清楚明晰的方式来视觉感知图形区域。此外，在许多解决方案中，对光导元件进行处置或处理，以使布置在组合仪表盘中不同位置的图形区域中的照明尽可能均匀。
近来，出于美观的原因，需要提供由聚碳酸酯板的开口限定的图形区域，由光导元件的突出部分接合所述图形区域。
用这种类型的解决方案，必须接受更高的制造成本。事实上，对于相同类型的车辆，构造者通常构建具有相同形状和相同总体尺寸的组合仪表盘，但该组合仪表盘设有布置在不同位置和/或具有不同形状的图形区域。作为一个示例，让我们考虑这样的组合仪表盘，其因为下述事实而不同：即它们具有设有不同的满刻度的转数计数器或速度指示器仪表，其中标记和指示数因此被布置在不同的位置。结果是，当使用光导元件(该光导元件设有限定上述标记的突出部分)时，对于每种类型的组合仪表盘，需要提供专用的光导元件而不仅仅是专用的聚碳酸酯板。
在JP2006214953A的图4所示的解决方案(其对应于权利要求1前序部分)中，组合仪表盘的图形区域由布置在后部光导元件上方的前部光导元件的突出部分限定，所述后部光导元件从光源接收光，然后将其传递到前部光导元件。
后部光导元件的表面设有多个凹部，所述凹部布置在与前部光导元件的突出部分对准的各个位置。这些凹部允许光流在组合仪仪表盘中设置的不同标记或图形区域之间是均匀的。具体地，上述凹部具有大致三角形的轮廓，能够实现棱镜即反射面的功能，并且具有不同的深度，以便改变不同标记之间的照明。
因为上述凹部的位置根据标记的位置而变化，不仅前部光导元件而且后部光导元件必须以专门的方式制造和处理，以便获得不同的组合仪表盘，，随之增加制造时间和成本，因此该解决方案几乎不能令人满意。
此外，由于结果取决于凹部和LED光源之间的相对位置，因此凹部的形状对于将光引导到由前部光导元件所限定的标记处而言是不理想的。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合仪表盘，其尤其适于车辆使用，其可以简单和成本有效的方式克服上述缺陷，且优选地不使用额外的部件。
根据本发明，提供一种组合仪表盘，其尤其适于车辆使用。
附图说明
现在将参照附图来描述本发明，附图示出其非限制性实施例，其中：
图1示出根据本发明的组合仪表盘(其尤其适于车辆使用)的横截面视图；
图2示出图1所示的组合仪表盘的组件的平面视图；
图3示出图1的一细节的放大图；
图4类似于图3，以甚至更大的比例示出前面附图的组合仪表盘的变型，并且为了更清楚地起见移除了一些部件。
具体实施方式
在图1中，附图标记1指示组合仪表盘(其被示意性地并以横截面视图示出)，其尤其适于车辆的使用。组合仪表盘1包括主体2(不对其进行详细描述)，其由不透光的防光材料制成，并且基本上实现支撑功能，以将组合仪表盘1的其它部件支撑在固定位置。
组合仪表盘1还包括由板限定的表盘3，其优选由聚碳酸酯制成并且具有前表面4和后表面5，在使用中前表面4面向驾驶员，后表面5与前表面4相对布置。
该板具有由附图标记6指示的多个图形区域。在本文所述的示例中，图形区域6表示刻度的各个标记。更通常而言，图形区域可表示数字、徽标、字母、光柱表等，以向驾驶员提供关于车辆驾驶和/或状态的相应信息项；或者它们可仅具有用于修饰组合仪表盘1的美学功能。
如图1和图3中可见的，至少一些图形区域6由各自的开口限定，所述开口被做成穿过不透光或防光部分8(其为该板的一部分)并且由各自的突起9接合，所述突起9是光导元件10的一部分。根据本文未示出的变型，突起9是两个或多个光导元件的一部分，它们彼此相邻布置并布置在该板的后面。
在图4的实施例中，图形区域由该板的各个部分11限定，部分11为透明或半透明的并由部分8包围，而光导元件10具有无突起的前表面。显然，可提供混合的解决方案，其中图形区域6部分地由突起9限定以及部分地由部分11限定。
在图1和图3的解决方案中，相对于前表面(其由附图标记12表示)突出的突起9被部分8覆盖，并且优选地靠着该板的表面5。突起9优选地具有与该板的表面4齐平的前表面。光导元件10还具有后表面13，其与表面12相对布置并且包括平坦区14。具体地，平坦区14以及表面4、5和12彼此平行。在本文未示出的变型中，表面12由弯曲表面限定，或由彼此结合的一系列平坦和/或弯曲表面限定，或由不平行于平坦区14的平坦表面限定。
参照图1，光导元件10限定背光照明设备18的一部分，背光照明设备18设计成背光照亮图形区域6，例如在夜间驾驶状况的情况下。
设备18包括至少一个LED光源19，其被设计为发射光束并由印刷电路板20(也称为PCB)支撑并供电。为了简单起见，LED光源19被认为是点状光源。在本文所示的示例中，印刷电路板20平行于平坦区14，而LED光源19被布置成发射光束，该光束的光轴23与平坦区14正交；然而，可以提出不同的布置，例如，光轴23平行于平坦区14和/或光源布置在除了图中所示位置以外的位置。
参照图1和图2，设备18还包括光导元件26，光导元件26又包括部分27，部分27布置在面对LED光源19的位置，以便直接接收(即没有反射)其光束。光导元件26还包括部分28，部分28直接面对表面13并与其间隔开，以便在元件10和26之间限定相对较小的空间或“间隙”29。附图是示意性的并且不按比例，因此间隙29的高度和元件10和26的厚度可能与实际不符。
光导元件10和26以公知的方式由未详细描述的主体2支撑，并且由已知且未详细描述的透明塑料材料制成，其具有允许其将光传递和引导到内部的性能。
有利地，部分28具有表面31，表面31面向并平行于平坦区14，使得间隙29具有基本恒定的高度。与表面31相对布置的部分28的表面用附图标记32指示，并且根据本文未示出的变型，它被处置或处理，而不管图形区域6的位置如何，以使得从表面32漫射到表面21的光均匀。
如图2中可见的，由LED光源21发射的光由部分27收集，然后通过在限定光导元件26的表面上的漫射而传递到部分28。所传递的光的强度随着该光的光路增加自然降低，因此也随着与部分27相距的距离增加而自然降低。此外，在部分28的第一表面的区域中存在亮度峰值，由LED光源19发射的光线在该第一表面的区域上反射。因此，由光导元件10通过间隙29传递的光是不均匀的。
如图3中可见的，该设备包括光学补偿系统33，其被设计成改变传递到图形区域6的光的强度，并且补偿从光导元件10接收的光的强度的不均匀性。具体地，光学补偿系统33被设计成以便：
-减少传递到那些图形区域6的光的强度，那些图形区域6更靠近部分27的或接近由于部分28中的特定反射产生的光强度峰；和/或
-增加传递到那些图形区域6的光的强度，那些图形区域6距离部分27更远或者接近部分28的较不明亮区。
根据本发明的一个方面，光学补偿系统33由表面13限定，并且不做在光导元件26上。以这种方式，光导元件基于图形区域6的位置以专门的方式制作，但是尽管改变不同组合仪表盘1中的图形区域6的位置，对于具有相同总体尺寸和形状的整个系列的组合仪表盘1而言，光导元件26可以相同的方式制成。
根据本发明的一个方面，光学补偿系统33由多个透镜表面限定，即由凹的弯曲的表面34和/或凸的弯曲的表面35限定，表面34和35分别限定相对于表面13的平坦区14的凹部和突起。
表面34、35接收在间隙29中的由部分28发射的光，并且有利地每个表面34、35沿着轴线36、37与相关的图形区域6同轴。在本文示出的示例中，轴线36和37正交于平坦区14。如图3和图4中可见的，每个表面34(凹的)倾向于在光导元件10材料中相对于轴线36向外地分散光。相反，每个表面35(凸的)倾向于在光导元件10的材料中将光朝向轴线37集中。分散和集中光的程度基本上取决于表面34、35的曲率以及表面34、35的可能制程或表面处理。
具体地，凹度可以被当作“负曲率”，凸度可被当作“正曲率”，平坦表面可被当作“零曲率”。如图3中可见的，通过(例如根据从部分27相距的距离)逐渐改变不同透镜表面的曲率，可以调节从部分28传递到不同图形区域6的光强度。通常而言，表面13可仅具有带有不同凹度的表面34或仅具有带有不同凸度的表面35，或者其可具有至少一个表面34和至少一个表面35(如图3中所示)。如果需要的话，光学补偿系统33可由单个表面34限定以便减少光的特定峰，或者由单个表面35限定以便加强在布置于特别远离光源21的位置的图形区域中的光。
由于上述原因，显而易见的是，通过使表面13成形以获得光学补偿系统33，可以非常均匀的方式照亮图形区域6，并且可以将光导元件10制造为用于不同组合仪表盘1的可互换部件，同时留出在表盘3上创建图形区域6的定制配置的自由度。事实上，为了实现这些定制，用户只需要改变光导元件10和表盘3。
此外，显而易见的是，用于光学补偿系统33的本发明的方案是特别有效的，其可相对简单的制造，并且不需要额外的部件(例如，与已知的方案相比，其不需要更多数量的LED)。
由于间隙29，光导元件10和26不接触，因此设备18避免形成用于传递光的优先路径，该优先路径将导致在设计阶段的不可预见的不均匀性，并且其还避免了由车辆使用期间的振动导致的元件10和26之间的可能的摩擦。
通过上述描述，其它优点对于本领域的技术人员而言显而易见。
最后，清楚的是，参照附图描述的组合仪表盘1可经受不超出如所附权利要求所限定的本发明保护范围的变化和变型。
具体地，不同部件的形状和尺寸可不同于附图中示意性地示出的那些。此外，可能没有平坦区14，特别是如果图形区域6相对彼此靠近，以及因此轴线36、37相对彼此靠近的话。
此外，组合仪表盘1可以用于除了与车辆相关的应用以外的应用和/或可以使用除了LED之外的光源。

Claims (5)

1.一种组合仪表盘(1)，包括：
-具有多个图形区域(6)的和包括后表面(5)的表盘(3)；
-用于背光照亮所述图形区域(6)的背光照明设备(18)；所述背光照明设备包括至少一个光源(21)、前部光导元件(10)和后部光导元件(26)，所述前部光导元件(10)与所述表盘(3)不同并且具有彼此相对的前表面(12)和后表面(13)；所述前表面(12)至少部分地被所述后表面(5)覆盖；所述后部光导元件(26)包括：
a)面对所述光源(21)的接收部分(27)，用于直接接收在使用中由所述光源(21)发射的光束(22)；以及
b)用于传递和引导由所述接收部分(27)所接收的光的传递部分(28)；所述传递部分(28)具有发射表面，所述发射表面与所述后表面(13)间隔开并面向所述后表面(13)；
所述前部光导元件(10)的后表面(13)包括平坦区域(14)和多个弯曲的透镜表面(34、35)，所述多个弯曲的透镜表面(34、35)用于改变从所述传递部分(28)传递到不同图形区域(6)的光的强度；
所述透镜表面(34、35)沿所述后表面(13)通过所述平坦区域(14)彼此隔开，并且所述透镜表面(34、35)是弯曲的凸面或弯曲的凹面，从而限定相对于所述平坦区域(14)的突起或凹部；
对于所述图形区域(6)中的至少一些图形区域(6)，每个图形区域沿着与所述平坦区域(14)正交延伸的相应轴线(36,37)与所述弯曲的透镜表面(34,35)中的单独一个同轴。
2.根据权利要求1所述的组合仪表盘，其特征在于所述弯曲的透镜表面具有不同的凸度/凹度。
3.根据权利要求1所述的组合仪表盘，其特征在于所述发射表面是平坦的，并且所述平坦区域(14)平行于所述发射表面。
4.根据权利要求1所述的组合仪表盘，其特征在于所述表盘(3)具有多个通孔，分别限定所述图形区域(6)并与所述前导光元件(10)的相应突出部分接合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合仪表盘，其特征在于所述组合仪表盘(1)是适于车辆使用的组合仪表盘。
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