CN107531265B - 转向盘灯条 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的转向盘的灯条警告系统的各种实施方式包括液晶显示器(LCD)、光导以及邻近所述光导设置的至少一个光源。所述LCD和光导具有沿着转向盘边缘的一部分的弧形表面。从光源发射的光通过光导传输并从其外表面向外进入邻近光导设置的LCD的内表面。光被发射通过由LCD驱动器激活以照亮的LCD的部分。LCD可以向操作者提供各种类型的警告，包括例如盲区警告、前方碰撞/接近警告和车道偏离警告。

Description

转向盘灯条
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年4月24日提交的标题为“Steering Wheel Light Bar”的美国临时专利申请No.62/152,574的优先权，该申请的内容以引用方式全文并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种包括灯元件的转向装置。更具体地，本发明涉及了一种包括向用户提供指示和警告信号的灯元件的车辆转向盘。
背景技术
各种先进的驾驶员辅助系统结合了视觉、听觉和/或传感器警告。用于这些辅助系统的可视界面必须最小化驾驶员对警告的反应时间和驾驶员了解并响应于警告或信息的工作量两者。常规的仪表板和中控台显示器需要驾驶员的注意力离开车辆驾驶。类似地，理想化的平视显示器可能抖动，并且有时使驾驶员分心。因此，本领域中需要一种这样的驾驶员辅助系统：该辅助系统利用驾驶员的周边视觉并且允许驾驶员将两只手都留在转向盘上，同时将注意力保持集中在他们的直接视线上。这样做时，驾驶员就能够在危急驾驶情况下获得宝贵且重要的反应时间。
附图说明
在以下示例性附图中更详细地解释该设备。附图仅为示例性的，用以说明优选设备的结构以及可以单独地或与其它特征组合地使用的某些特征。本发明不应局限于所示实施方式。
图1是示例性转向装置的局部视图；
图2是示例性转向装置的局部视图；
图3A是示例性转向握把的示意性横截面图；
图3B是示例性转向握把的顶部部段的局部视图；
图3C是示例性转向握把和灯元件的示意性局部横截面图；
图4是示例性转向握把和灯元件的示意性局部横截面图；
图5A是示例性灯元件的局部横截面图；
图5B是示例性灯元件的局部横截面图；
图5C是示例性灯元件的局部横截面图；
图6A是示例性转向握把的平面图；
图6B是示例性转向握把的平面图；
图6C是示例性转向握把的平面图；
图6D是示例性转向握把的平面图；
图7是示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图8是示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图9是示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图10是示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图11是示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图12是示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图13是示例性转向装置的示意性计算机系统架构；
图14是示例性转向装置的示意性计算机系统架构；
图15是根据一个实施方式的转向盘的透视局部前视图，其上设置有成形灯条警告系统；
图16是图15所示的成形灯条警告系统的左侧透视图；
图17是沿着图2的A-A线截取的图15的成形灯条警告系统的局部右侧透视图；
图18是图15的成形灯条警告系统的局部左侧透视图；
图19是根据一个实施方式的示出其组装的图15的成形灯条警告系统的分解图；
图20是图15的成形灯条警告系统的后视图；
图21是根据一个实施方式的外部透镜的透视图，该透镜可以设置在图15的成形灯条警告系统上方；
图22是根据替代实施方式的框架联接构件的透视图；
图23是图22所示的框架联接构件的侧视图；
图24是根据一个实施方式的外部透镜和光导的侧视图，在外部透镜和光导之间设置有变光膜；
图25是根据一个实施方式的光导的一部分的侧视图；
图26A是根据一个实施方式的外盖的内表面的透视图；
图26B是图26A所示的外盖的外表面的透视图；和
图27是根据另一实施方式的托盘的透视图。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明的某些示例性实施方式。通常，这样的实施方式涉及用于车辆的转向装置。图1是具有转向握把102的示例性转向装置100的局部平面图。转向手柄102可以被配置成用于抓握以便于车辆的控制。例如，转向握把102可以安装在固定部件(未示出)上，使得其可绕转向轴线旋转移动。示例性的固定部件可以包括例如转向柱，该转向柱接纳转向心轴，转向心轴沿着转向轴线延伸并且用于将转向握把102的旋转运动传递到机动车辆的车轮。转向握把102的旋转运动可以通过机械和/或电气装置传递到车轮。在示例性实施方式中，转向握把102可以包括单个连续抓握部分或任何数量的唯一抓握部段。例如，转向握把102可以包括具有大致圆形形状的外轮廓的环形圈形状。在替代实施方式中，转向握把102可以限定任何合适的形状，包括例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其它规则或不规则形状。
在示例性实施方式中，转向装置100还包括用于向车辆的驾驶员提供指示和/或警告光信号的灯元件104。灯元件104可以包括例如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管显示器、有源矩阵显示器、分段显示器(例如，改进的黑色向列(IBN)、超扭曲向列(STN)等)、发光二极管(LED)、激光器、卤素灯、荧光灯、红外(IR)LED照明器、有机发光二极管(OLED)显示器或任何其它合适的发光元件。在替代实施方式中，灯元件可以包括光管(未示出)，其具有位于(实心或中空)模制塑料棒的相对端处的开始和结束LED。转向装置100还可以包括用于再循环从灯元件104发射的光的反射材料或表面，并可用于将光导向到驾驶员。在示例性实施方式中，当灯元件104包括IR LED照明器时，IR LED的照明也可以向转向握把102提供所需的热效应，并且可以将热量朝驾驶员的手导向。例如，转向握把102可以包括用于在转向握把102上提供热效应的加热元件，通常是加热器网。加热网可以包裹在转向握把102周围和/或并入到握把覆盖材料中。在示例性转向装置100中，加热网不覆盖包括灯元件104的转向握把102的部分，从而导致热效应中的缺口。IR LED可以用作灯元件104以在灯元件104的区域中提供热效应，从而在转向握把102的表面处提供完整的热效应。在另一示例性转向装置100中，加热网部分地或完全地覆盖包括灯元件104的转向握把102的部分，从而减少和/或消除热效应中的任何缺口。
在示例性实施方式中，灯元件104可以显示单一颜色或多种颜色。例如，示例性LED可以包括单色LED、双色LED和三色LED。转向装置100可以包括单个灯元件104或任何数量的灯元件104。此外，不同类型的灯元件104可以在相同的转向装置100上实现。例如，转向握把102可以包括标准LED和IR LED两者。灯元件104可以位于转向握把102的任何部分。例如，如图1所示，灯元件104可以位于转向握把102的内边缘上。在未示出的替代实施方式中，灯元件104可以位于转向握把102的外边缘上。在替代实施方式(未示出)中，灯元件104可以位于转向握把102的前表面或后表面上。灯元件104可以设置在由转向握把102的周边/直径限定的方向上。例如，如图1所示，灯元件104可以沿着转向握把102的上半部的方向在转向握把102的内径上延伸。灯元件可以限定任何合适的形状，包括例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其它规则或不规则形状。例如，如图1所示，示例性灯元件104设置有具有曲线侧的细长形状。在图2中提供的替代实施方式中，灯元件104可以包括在转向握把102的径向方向上延伸的竖直元件106。
图3A提供了示例性转向握把102的示意性侧视横截面图。如图3A所示，示例性转向握把102包括定位在转向握把102的内径上的灯元件104。特别地，图3A显示，转向握把102的主体和灯元件104可以被尺寸设计和配置成使得转向握把102的主体将灯元件从环境光108屏蔽。例如，如图3B和图3C所提供的，灯元件104被从指向转向握把102的上部/顶侧的环境光108屏蔽。由于灯元件104被从环境光108屏蔽，所以可以使用较低强度的光信号。在示例性实施方式中，灯元件104的日间警告强度可以为约150至约800尼特。在特定实施方式中，灯元件104的日间强度可以为约150至约500尼特。在另一实施方式中，灯元件104的日间强度可以为约150至约250尼特。在另一示例中，灯元件104的日间强度可以为至少约250尼特。在另一示例中，灯元件104的日间强度可以为至少约150尼特。在另一示例性实施方式中，由于夜间环境光较少，并且由于灯元件104与现有环境光108屏蔽，所以灯元件104的夜间警告强度可以为至少约5至约50尼特。在另一示例中，灯元件104的夜间警告强度可以为至少约5至约25尼特。在另一示例中，灯元件104的夜间警告强度可以为至少约5至约15尼特。在另一示例中，灯元件104的夜间警告强度可以为至少约5至约10尼特。在另一示例中，灯元件104的夜间警告强度可以为至少约5尼特。
在示例性实施方式中，透镜110被配置成覆盖灯元件104。透镜110的尺寸和形状可以设计成对应于灯元件104的尺寸和形状。如图4所示，透镜的外表面110可以与转向握把102的外表面相邻。例如，透镜110可以提供与转向握把102的外表面一致的表面。在替代实施方式(未示出)中，透镜110可以提供具有与由转向握把102限定的轮廓不同的大体形状的外表面。外部透镜110可以包括完全或部分透明的、半透明的或不透明的主体。外部透镜110可以由硬质或软质材料构造成。外部透镜110可以包括表面特征或纹理以向驾驶员提供抓握或“感觉”。外部透镜110可以由单层材料或多层材料构造成。外部透镜110可以过滤、引导或以其他方式修改从灯元件104发射的光信号的属性。在示例性实施方式中，透镜110被配置成将灯元件104从环境光屏蔽。
如图4所示，转向握把102还包括：框架112，其为转向握把102提供支撑结构；载体114，其安装到框架112并被配置成接合用于支持和控制灯元件104的操作的PCB 116和/或控制电路。载体114的尺寸和形状可以设计成便于附接到各种框架112、PCB 116和外部透镜110结构。载体114可以使用螺钉、钩子、夹子或本领域已知的任何其他形式的机械紧固件安装到框架112。示例性载体114可以使用导热“间隙垫”或其它导热粘合剂与框架112连结。框架112还可以限定用于转向握把103的中心轮毂和轮辐的支撑结构。在替代实施方式(未示出)中，不需要载体114，并且PCB 116和/或控制电路联接到转向握把102的框架112。如图4所示，示例性转向握把102包括覆盖物118，覆盖物118被配置成覆盖转向握把102主体的外部，并且提供用于驾驶员在车辆的操作期间操纵的表面。在示例性实施方式中，覆盖物118还可以部分地或完全地覆盖透镜110，而不会严重影响向驾驶员的光传输。可以设想，当覆盖透镜110时，覆盖物118隐藏透镜110和不被照亮时的灯元件104。示例性覆盖物118包括例如皮革、布、聚氨酯泡沫和各种其它合成材料。
在示例性实施方式中，为了减少能量消耗和发热，从灯元件104发射的光被滤波和引导以使导向穿过外部透镜110的光信号最大化。在示例性实施方式中，使用固态丙烯酸透镜128来回收从灯元件104发射的光。透镜128可以是梯形形状的，使得光在所需的方向上(即，向驾驶员)反射。在示例性实施方式中，载体114的反射表面被涂成白色，以确保光在所需方向上反射并且不会在系统内部被折射。可以将填充物和纤维添加到外部透镜110和/或透镜128，以朝驾驶员导向光并增加由外部透镜110输出的光的亮度。在另外的实施方式中，可以使用增亮膜120将光线导向到驾驶员。示例性增亮膜120可以单独使用，或者多个膜可以堆叠在一起。如图5B所示，多个增亮膜120可以与透镜128相邻地堆叠。在另外的实施方式中，在不需要高光强度情况下，可以使用漫射膜122和/或纹理化透镜表面。如图5B所示，漫射膜可以位于邻近增亮膜120处。在替代实施方式中，漫射膜122可以位于邻近LED 116处。光穿过漫射膜122并进入增亮膜120中。另一个漫射膜122可以位于邻近增亮膜120和透镜110处。通过确保灯元件104与外部透镜110之间的紧密联接，输出光的亮度增加。可以设想增亮膜120、漫射膜122和透镜118/110的任何顺序或组合。在示例性实施方式中，增亮膜120和漫射膜122可以以使得进入透镜110的环境光不能通过透镜110的方式被堆叠和定向。阻挡环境光允许透镜110具有更高的透射率，同时防止灯组件和转向握把102的内部部件被驾驶员从外部看到。
灯元件104可以与用于控制由灯元件104提供的光信号的操作的电路相关联。在示例性实施方式中，灯元件104可以直接接线到转向装置100的控制电路。例如，灯元件104可以包括T型LED，其可以通过电阻排(inline resistor)接线到转向装置100电源。在替代实施方式中，灯元件104可以与安装到车辆的电子控制单元或与电子控制单元相关联的PCB(未示出)或处理器相关联。PCB/处理器可以被配置成提供从车辆到灯元件104的操作指令。在另外的实施方式中，灯元件104可以与被配置成向灯元件104提供操作指令的PCB 116相关联。例如，如图4所示，灯元件104可以物理地安装到PCB 116的表面。PCB 116可以包括例如刚性，半刚性和柔性型PCB 116。示例性PCB 116可以包括柔性电路，其中LED 116安装到用作散热器的背衬材料上。背衬材料可以包括例如铝柔性背衬。可以设想PCB的其他类型和组合。
在示例性实施方式中，PCB 116可以安装到转向握把102。例如，如图4所示，PCB116和/或控制电路经由载体114安装到转向握把102的框架112。在替代实施方式(未示出)中，PCB 116和/或控制电路直接安装到转向握把102的框架112。示例性PCB 116的板材可以由FR-4(G-10)玻璃增强环氧层合物构造成。由于FR-4具有较差的热导率(大约0.003W/cm·C°)，并且由于框架112可以由具有高热导率的材料(包括例如镁合金(压铸)(1.575W/cm·C°)、铝合金(压铸)(2.165W/cm·C°)和钢(低碳)(0.669W/cm·C°))来构造，因此期望将PCB116热联接到框架112，以便将热量从灯元件104耗散掉。在示例性实施方式中，PCB 116可以热联接到与转向握把102相关联的热交换部件。热交换部件可以被配置成将热量从PCB 116传递到转向握把102。热交换部件可以包括例如导热树脂、环氧树脂、聚合物、硅树脂、粘合剂、热垫和/或金属。在示例性实施方式中，转向握把102可以联接到中心轮毂和轮辐，使得来自灯元件104的热量可以从转向握把102传递到转向握把102的轮辐和中心轮毂。
在高强度环境(例如5尼特或更大)中，为了确保驾驶员在操纵转向握把102时的舒适性并延长灯元件104的寿命(以照明小时计)，示例性热交换部件必须以足以确保转向握把102的表面温度不超过大约45℃的速率耗散来自灯元件104的热量。在仅使用低强度灯元件104的替代实施方式中，转向装置100可以不包括热交换部件。例如，在灯元件104以高达5尼特的强度生成光的系统中，由灯元件104输出的热量将不需要使用热交换部件从光源104耗散热量。
在示例性实施方式中，转向装置100可以包括沿着转向握把102定位的单个PCB116或多个PCB 116。例如，如图6A所示，转向握把102可以包括跨越转向握把102的整个周边的单个PCB 116，由此提供360°的照明系统。在图6B所示的替代实施方式中，转向握把102可以包括沿着由转向握把102限定的周边的上半部的单个PCB 116。在图6C-D所示的另一实施方式中，转向握把102可以包括多个PCB 116。由于转向装置100，特别是转向握把102被构造成在碰撞的情况下承受大量的负载，所以包括多个PCB的转向握把102可以使在冲击和/或气囊展开后PCB 116将断裂的可能性较小。此外，通过沿着转向握把102的直径，并且特别是沿着转向握把边缘102的上半部定位多个PCB 116，有助于降低PCB 116在负载下将在转向盘握把102的边缘上的12点钟位置处断裂的可能性。如图6C所示，转向握把102可以包括多个PCB 116，包括例如PCB 116A可以位于转向握把102直径的右侧部分上，并且PCB 116B可以位于转向握把直径的左侧部分上。在图6D所示的另一实施方式中，转向握把102可以包括三个PCB 116。PCB 116A可以位于转向握把102的右侧部分上，PCB 116B在转向握把的左侧部分上，PCB 116C在PCB 116A和116B之间的转向握把102的顶部中心部分上。在未示出的另外的实施方式中，转向握把102可以包括位于转向握把102的下部部分上的PCB 116。PCB116的任何位置和数量都被视为在所公开的实施方式内。
在示例性实施方式中，PCB 116包括用于引导灯元件104的操作的单个区或多个区。例如，在示例性实施方式中，PCB 116可以包括用于控制灯元件104的操作的一个区。PCB116可以基于提供给PCB 116的对应区的指令来控制灯元件104。灯元件104可以包括单个光源，例如一个LED，或者它可以包括多个光源，即多个LED。在示例性实施方式中，PCB 116可以向相同区内的每个单独的LED提供单独的指令。
在替代实施方式中，PCB 116可以包括多个区，例如两个或更多个区，每个区与不同的灯元件104或一组灯元件104相关联。每个区可以被配置成向其各自的灯元件104提供单独的操作指令。在示例性实施方式中，LED可以被布置成组，并且每组LED被分配有PCB116上的一个区。例如，PCB 116可以包括36个LED式灯元件104。示例性PCB 116可以被分为四个区，每个区与9个LED相关联。PCB 116可以基于由相应的区提供的指令单独地控制四个区中的每一个中的LED的操作。
在替代实施方式中，PCB 116可以包括对应于PCB 116上存在的灯元件104的数量的多个区，其中每个区向其对应的各个灯元件104提供操作指令。例如，示例性PCB 116可以包括36个LED式灯元件104和对应于36个LED中的每一个的36个区。PCB可以基于提供给对应的36个区中的每一个的指令单独地控制36个LED中的每一个的操作。
在示例性实施方式中，转向装置100可以包括与PCB 116通信连接的处理器。处理器可以被配置成引导灯元件104的操作。处理器可以与转向装置100相关联。在示例性实施方式中，处理器可以位于转向握把102的PCB 116上或附近。在替代实施方式中，处理器可以位于车辆的电子控制单元上或以其他方式与车辆的电子控制单元相关联。在另外的实施方式中，处理器可以位于其他车辆系统上或以其他方式与其他车辆系统相关联。在处理器与除转向装置100和/或转向握把102之外的系统相关联的情况下，可以提供从备用系统到灯元件104的通信线路(即，数据线和/或电力线)。例如，灯元件104和/或PCB 116可以通过从车辆的电子控制单元(ECU)延伸到灯元件104/PCB 116的导线连接到ECU单元。在另一示例中，PCB 116上的特定区可以和与除了转向装置100和/或转向握把102之外的系统相关联的处理器通信，并且可以提供从替代系统到分区的PCB 116的通信线路(即，数据线和/或电力线)。
在示例性实施方式中，灯元件104、PCB 116和处理器通过两条线与车辆通信连接，其中第一线可以向灯元件104、PCB 116和处理器提供电源，第二线在转向装置100和车辆之间提供数据连接。在另一示例中，灯元件104、PCB 116和处理器可以通过两条线与车辆通信连接，一条线包括多个通信线路，第二线包括电源。例如，在PCB 116包括6个区的情况下，第一线可以包括用于引导对应的区的操作的6条通信线路，并且第二线可以是用于向PCB 116提供电力的电源。或者，灯元件104、PCB 116和处理器可以仅在电源处与车辆连通。
在示例性实施方式中，处理器可以被配置成接收来自车辆的信息。从车辆接收的信息可以包括例如GPS(全球定位系统)信息、导航信息、外物接近信息、车辆性能信息、一般警告信息、路线信息、可从车载传感器(例如，相机、雷达、LIDAR(光检测和测距)系统)获得的定位信息、车辆通信系统信息以及与车辆的操作、用户的状态和/或转向装置100的功能有关的任何其他信息。
导航信息可以包括例如为路线改变做的准备(例如，预期将发生的路线改变时的车道推荐)、导航路线改变(例如，用于遵循所确定的路线的指令和/或所确定的路线已重新计算的通知)以及距路线改变的距离(例如，转弯的距离)。外物接近信息可以包括例如到所识别的外物的距离和方向、外物的大小以及外物的相对速度和方向。车辆性能信息可以包括例如车辆的开/关操作、电池寿命/状态、燃料水平、燃料效率、发动机转速、车辆转向过大、车辆转向不足、涡轮增压器/增压器增压压力、电动车辆(eV)状态、时停时走车辆模式、转向握把102直前位置、车辆侧向加速度、自主车辆驾驶状态信息以及自适应巡航控制状态信息。一般车辆警告信息可以包括例如乘员约束信息、气囊状态信息、门或窗打开/半开、低轮胎压力、车辆娱乐和通信系统状态(例如，来电、蓝牙激活、音频音量等)。路线信息可以包括例如剩余路线的量度(例如，作为二进制时钟倒数的赛车单圈时间、圈段、时间段等)以及剩余/完成的路线的量度(例如，赛车圈数)。
灯元件104的操作可以响应于从转向装置100接收到的信息和/或从车辆接收的信息而被引导。灯元件104可以用于向车辆的驾驶员提供信息和警告信号。在另外的实施方式中，灯元件104可以用于提供美学上令人愉快的/装饰效果。例如，除了向驾驶员提供车辆的操作状态的指示之外，灯元件104还可以在车辆起动时用来提供装饰效果。
灯元件104的定向照明可以包括例如灯元件104的开/关状态、强度、设计/图案、开/关照明周期、颜色或可被控制或以其他方式操纵的灯元件的任何其它特征。在示例性实施方式中，可以控制灯元件104的开/关状态。例如，在包括多个灯元件104的实施方式中，在给定时间照亮的灯元件104的数量可以用于指示警告或事件的重要性和/或程度，照亮的数量越大，警告/事件的威胁性和/或重要性越大。类似于数量，灯元件104的强度可以用于指示警告或事件的重要性和/或程度，光强度越大，警告/事件的威胁性和/或重要性越大。也可以控制灯元件104的开/关照明周期或照明频率以产生闪烁或闪光灯样效果。例如，高频开/关照明周期可以用于向驾驶员指示重要和/或时间敏感事件，例如冲击或碰撞警告。在另一示例中，当灯元件104包括IR照明器时，可以使用频闪/闪光信号照亮驾驶员的眼睛，以用于基于相机的驾驶员监视系统。示例性的IR照明器型灯元件104的操作可以与相机或其他感测设备以及处理器进行定时通信以捕获驾驶员的眼睛的图像。此外，当驾驶员佩戴眼镜时，可以使用IR LED来减轻光反射。
用于在某个位置照明的灯元件104的选择也可以用于指示警告或事件的相对位置。例如，如果预计在轿厢的前部驾驶员侧部分发生冲击或碰撞警告，则可以照亮在转向握把102上的对应位置(即，左上象限)处的灯元件104。类似地，开/关照明周期可以用于产生运动效果。光图案的感知方向可以用于指示警告的相对方向。例如，从转向握把102的中心开始并向着握把102的左侧前进的开/关照明图案可以朝左侧产生照亮的波状效果，该效果可以用于指示与车辆的左侧相关联的警告/事件或向驾驶员指示在导航设置中即将发生的路线改变。
在示例性转向装置100中，也可以控制灯元件104的照明模式。例如，在包括多个灯元件104的实施方式中，灯元件104可以被尺寸设计和定位成使得可以通过照亮特定的灯元件104来形成形状或模式。在示例性实施方式中，也可以控制灯元件104的颜色。灯元件的颜色可以用于指示与特定事件相关联的严重性或威胁级别。例如，诸如红色、黄色和绿色的颜色可以用于指示与特定事件相关联的不断升级的严重性/威胁，红色指示严重，黄色指示中等严重/警告，绿色指示很少或没有威胁。例如，如果车辆感测到冲击或碰撞警告，或者如果车辆正比允许的速度限制更快地行驶，那么随着警告/事件的严重性逐步升级，灯元件104的颜色可能从绿色进入黄色再到红色。在替代实施方式中，控制灯元件104的颜色可以用于指示车辆状态或提供一般驾驶员指示。例如，诸如蓝色或白色的颜色可以用于指示一般车辆状态和驾驶员指示。
以下照明组合被提供为示例性的，并且不应视为限制所公开的发明。可以设想附加的和替代的灯元件104的位置和配置。可以利用灯元件104操作的各种组合来指示与特定警告/事件相关联的相对位置和/或威胁级别，并且向驾驶员提供一般状态信息。
在示例性实施方式中，灯元件104的操作可以响应于从转向装置100接收到的信息和/或从车辆接收的信息而被引导。从车辆接收的信息可以包括例如GPS信息、车载传感器信息、摄像机信息、通信系统信息和车道位置信息。灯元件104的操作可以被引导以向驾驶员提供车道偏离警告。图7中示出了示例性车道偏离警告指示，其中灯位置指示威胁事件的方向。当车辆处于直前取向时，照亮的灯元件104可以在转向握把102上居中(位置1)。响应于所接收的信息，随着车辆移动到行车道的左侧，转向握把102的左侧上的灯元件104被照亮(位置2)。随着车辆进一步朝行车道的左侧逐渐移动，进一步沿着转向握把102的左侧的灯元件104被照亮(位置3和位置4)。或者，随着车辆移动到行车道的右侧，转向握把的右侧上的灯元件104被照亮(位置2)。随着车辆进一步朝行车道的右侧逐渐移动，进一步沿着转向握把102的右侧的灯元件104被照亮(位置3和位置4)。在示例性实施方式中，可以使用车辆跨道时间来确定与车辆行进方向相关联的威胁级别。
如上文概述的，灯的数量和位置都可以用于指示与警告/事件相关联的相对位置和/或威胁等级。图8提供了示例性车道偏离警告指示，其中照亮的灯元件104的数量和位置用于指示警告或事件的相对位置和/或威胁等级。当车辆处于直前取向时，照亮的灯元件104可以在转向握把102上居中(位置1)。响应于从车辆接收的信息(例如，GPS信息、车载传感器信息、摄像机信息、通信系统信息和车道位置信息)，随着车辆移动到行车道的左侧，在转向握把102的左侧上的附加的灯元件104被照亮(位置2)。随着车辆进一步朝行车道的左侧逐渐移动，进一步沿着转向握把102的左侧的附加的灯元件104被照亮(位置3和位置4)。或者，随着车辆移动到行车道的右侧，转向握把的右侧上的附加的灯元件104被照亮(位置2)。随着车辆进一步朝行车道的右侧逐渐移动，进一步沿着转向握把102的右侧的附加的灯元件104被照亮(位置3和位置4)。在示例性实施方式中，可以使用车辆跨道时间来确定与车辆行进方向以及被照亮的附加的灯元件104的照亮速率和数量相关联的威胁级别。
如上文概述的，照亮的灯元件的颜色可以用于指示与警告/事件相关联的相对位置和威胁级别。图9提供了示例性车道偏离警告指示，其中照亮的灯元件104的颜色和位置用于指示警告或事件的相对位置和/或威胁等级。当车辆处于直前取向时，照亮的灯元件104可以在转向握把102上居中。照亮的灯元件可以以指示没有与给定的车道位置相关联的威胁/警告的颜色来提供。如图9所示，当转向握把102处于居中/直前位置(位置1)时，照亮的灯元件可以是绿色的。响应于从车辆接收的信息(例如，GPS信息、车载传感器信息、摄像机信息、通信系统信息和车道位置信息)，随着车辆移动到行车道的左侧或右侧，在转向握把102的左侧上的灯元件104或在转向握把102的右侧上的灯元件104被照亮。车道偏离的初始指示可以由绿光照亮的灯元件104(位置2)提供。随着车辆进一步朝行车道的左侧或右侧逐渐移动，进一步沿着转向握把102的左/右侧的灯元件104被照亮。这些灯元件可以指示中等的威胁/警告，并且可以例如由黄光照亮的灯元件104(位置3)提供。随着车辆进一步朝行车道的左侧或右侧逐渐移动，进一步沿着转向握把102的左/右侧的灯元件104被照亮。这些灯元件可以指示严重和/或立即的威胁，并且可以例如由红色照明灯元件104(位置4)提供。在示例性实施方式中，可以使用车辆跨道时间来确定与车辆行进方向相关联的威胁级别。
在另外的实施方式中，竖直元件106可以用于指示与特定警告/事件相关联的相对位置和威胁级别。如图10所示，竖直元件106可以包括多个灯元件104。当车辆处于直前取向时，可以照亮在竖直元件106上居中的灯元件104(位置1)。由于直前位置的相对威胁/警告级别最低，位置1中的照亮的灯元件104可能是绿色的。响应于从车辆接收的信息(例如，GPS信息、车载传感器信息、摄像机信息、通信系统信息和车道位置信息)，随着车辆移动到行车道的左侧或右侧，分别在竖直元件106的左侧或右侧上的灯元件104被照亮。例如，可以通过照亮竖直元件的左侧(位置2)上的灯元件104来提供车辆趋向朝行车道的左侧行驶的初始指示。这些灯元件104可以指示中等的威胁/警告，并且可以例如由黄光照亮的灯元件104提供。随着车辆进一步朝行车道的左侧或右侧逐渐地移动，灯元件104可以从黄色到红色改变颜色，指示与车道偏离相关联的威胁等级已经从中等升级到严重和/或立即。
在示例性实施方式中，竖直元件106可以用于指示与冲击/碰撞警告相关联的相对位置和/或威胁级别。如图11所示，竖直元件106可以包括多个灯元件104。灯元件104的操作可以响应于从车辆接收到的外物接近信息来引导。灯元件104的照亮可以指示外物在车辆的预定距离内的存在和/或与外物的距离。响应于物体数据，位于转向握把102上的灯元件104照亮。例如，随着物体不断接近，灯元件104可以以表示物体的方向和/或物体与车辆的接近度的波形图案照亮。作为另一示例，灯元件104可以随着物体相对于车辆的方向和/或接近度的变化以一照明图案、以更大的开/关频率、在特定数量的灯元件104处、以更大的强度和/或以变化的颜色来照亮。
在示例性实施方式中，竖直灯元件106可以结合在转向握把102一侧上的灯元件104位置来使用。例如，如图12所示，灯元件104可用于在车辆的操作中引导驾驶员。可以使用示例性转向装置100将驾驶员引导到停车位。在示例性实施方式中，灯元件104可以用于指引驾驶员以特定方式引导车辆。灯元件104的操作可以包括例如开/关照明、照明模式、开/关循环、强度和颜色。可以设想，竖直元件106的灯元件104的操作可以独立于沿着转向握把102的直径包括的灯元件104的操作。例如，竖直元件106的灯元件104可以用于指示与外物(例如，停放的汽车)的接近度，而沿着转向握把102的直径包括的灯元件104用于向用户提供方向和导航信息。如图12所示，沿着转向握把102的直径包括的灯元件104可以在一位置处和一频率下照亮以表明车辆的行驶方向。在替代实施方式中，竖直元件106的灯元件104的操作可以与沿着转向握把102的直径包括的灯元件104协作。例如，可以使用竖直和径向灯元件104两者来提供导航信息以表示车辆的行驶方向。
在另外的实施方式中，竖直和/或径向灯元件104可以用于指示标示的速度限制和车辆的实际速度之间的差值。例如，转向装置100可以接收包括GPS信息和车辆性能信息的信息。GPS信息可以包括与车辆当前位置处的标示的速度限制相关联的信息。车辆性能信息可以包括与车辆的实际速度相关联的信息。车辆和/或转向装置100可以确定车辆正超出标示的速度限制，并且灯元件104的操作可以被指导以指示与车辆的速度相关联的威胁/警告。
在示例性实施方式中，转向装置可以包括位于转向握把102上的传感器(未示出)。传感器可以检测在转向握把上的驾驶员输入和/或触摸。示例性传感器包括例如电容传感器，压力传感器和电导率/电阻率传感器。传感器可以与PCB116和/或处理器通信。在另一实施方式中，驾驶员的输入可以发送到车辆的电子控制单元。在示例性实施方式中，转向装置100可以被配置成从车辆接收自主驾驶状态信息和/或自适应巡航控制信息。自主驾驶状态信息可以指示车辆正在自主地操作并且不在人工控制下。自适应巡航控制信息可以包括自适应巡航控制特征是否被使用。自适应巡航控制在驾驶员的车辆与其正前方的汽车之间保持设定的距离，和/或在识别出紧急情况时完全停止车辆。在一些自主驾驶状态和自适应巡航控制设置中，除了控制转向(例如，以便在制动时使车辆保持在车道内)之外，一些车辆指引车辆的加速/制动。对于自适应巡航控制的车道保持特征，重要的是驾驶员要握住转向握把103，否则制动特征不会启用。类似地，在某些情况下，车辆的自主驾驶状态可以解除(例如，时走时停的交通状况)，在这些情况下，驾驶员握住转向握把103也是重要的。因此，使用关于车辆状态的接收到的信息和/或确认驾驶员的输入/与转向装置100的接触的传感器信息，灯元件104的操作可以被引导，以指示车辆不是在人工控制下操作，或者车辆的人工操作是必要的，并且驾驶员需要接合转向握把102。
在替代实施方式(未示出)中，转向装置100还包括独立于灯元件104或与灯元件104结合工作的声学显示和/或触觉显示设备。触觉显示器可以包括例如布置在转向握把102/转向装置100上的振动器，使得转向握把102的振动在每个抓握位置处被驾驶员感觉到。转向装置100可以被配置成响应于从车辆接收到的信息、从转向握把102接收到的信息和/或在转向握把102处从驾驶员接收的输入信息来引导振动器的操作。振动器的操作可以包括例如操纵产生的振动的频率和强度。
应当理解，本文结合各个附图描述的逻辑操作可以被实现为(1)在计算设备上运行的计算机实现的动作或程序模块(即，软件)的序列，(2)计算设备内互连的机器逻辑电路或电路模块(即硬件)，和/或(3)计算设备的软件和硬件的组合。因此，本文讨论的逻辑操作不限于硬件和软件的任何特定组合。该实施方式是选择的问题，取决于计算设备的性能和其他要求。因此，本文所述逻辑操作被不同地称为操作、结构设备、动作或模块。这些操作、结构设备、动作和模块可以在软件、固件、专用数字逻辑及其任何组合中实现。还应当理解，可以执行比图中所示和本文描述的更多或更少的操作。这些操作也可以以与本文所描述的不同的顺序执行。
当本文所述逻辑操作以软件实现时，该过程可以在任何类型的计算架构或平台上执行。例如，如上所述的PCB、处理器、控制电路和车辆电子控制单元的功能可以在任何类型的计算架构或平台上实现。图13所示的示例性实施方式提供了可以在其上实现本发明的实施例的示例性计算设备。计算设备1300可以包括用于在计算设备1300的各个部件之间传送信息的总线或其他通信机构。在其最基本的配置中，计算设备1300通常包括至少一个处理单元1306和系统存储器1304。根据计算设备的精确配置和类型，系统存储器1304可以是易失性的(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性的(例如，只读存储器(ROM)，闪速存储器等)或两者的一些组合。该最基本的配置在图13中由虚线1302示出。处理单元1306可以是执行计算设备1300的操作所需的算术和逻辑运算的标准可编程处理器。
计算设备1300可以具有附加特征/功能。例如，计算设备1300可以包括诸如可移动存储器1308和不可移动存储器1310的附加存储，包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算设备1300还可以包含允许设备与其他设备通信的(多个)网络连接1316。计算设备1300还可以具有诸如键盘、鼠标、触摸屏等的(多个)输入设备1314。也可以包括诸如显示器、扬声器、打印机等的(多个)输出设备1312。附加设备可以连接到总线，以便促进计算设备1300的部件之间的数据的通信。所有这些设备都是本领域熟知的，并且不需要在这里详细地讨论。
处理单元1306可以被配置成执行在有形的计算机可读介质中编码的程序代码。计算机可读介质是指能够提供导致计算设备1300(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可以使用各种计算机可读介质来向处理单元1306提供指令以供执行。计算机可读介质的常见形式包括例如磁介质、光介质、物理介质、存储芯片或匣盒、载波或计算机可从其读取的任何其它介质。示例性计算机可读介质可以包括但不限于易失性介质、非易失性介质和传输介质。易失性和非易失性介质可以以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何方法或技术来实现，并且下面将详细讨论常见形式。传输介质可以包括同轴电缆、铜线和/或光纤电缆，以及诸如在无线电波和红外线数据通信期间生成的声波或光波。示例性有形的计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或应用专用IC)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态设备、RAM、ROM、电可擦除程序只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字多用盘(DVD)或其他光学存储、磁卡带、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。
在示例实施方式中，处理单元1306可以执行存储在系统存储器1304中的程序代码。例如，总线可以将数据携带到系统存储器1304，处理单元1306从该存储器1304接收并执行指令。由系统存储器1304接收的数据可以可选地在由处理单元1306执行之前或之后存储在可移动存储器1308或不可移动存储器1310上。
计算设备1300通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是能由设备1300访问的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括以任何方法或技术实现的用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的易失性和非易失性以及可移动和不可移动介质。系统存储器1304、可移动存储器1308和不可移动存储器510都是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字多用盘(DVD)或其它光学存储、磁卡带、磁带、磁盘存储或其它磁性存储设备，或任何其它可用于存储所需信息并可由计算设备1300访问的介质。任何这样的计算机存储介质都可以是计算设备1300的一部分。
应当理解，本文所述各种技术可以结合硬件或软件或适当时它们的组合来实现。因此，本文所公开的主题或其某些方面或部分的方法和装置可以采取程序代码(即，指令)的形式，该程序代码嵌入诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其它机器可读存储介质的有形介质中，其中，当程序代码被加载到诸如计算设备的机器中并由机器执行时，该机器变成用于实践本文所公开的主题的装置。就程序代码在可编程计算机上的执行而言，计算设备大体包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备和至少一个输出设备。一个或多个程序可以实现或利用结合本文所公开的主题描述的过程，例如，通过使用应用程序编程接口(API)、可重复使用的控件等。这样的程序可以在高级别的过程性或面向对象的编程语言中实现以与计算机系统通信。然而，如果需要，(多个)程序可在汇编或机器语言中实现。在任何情况下，语言可以是编译型或解释型语言，并且可以与硬件实施结合。
图14提供了可以实现本发明的示例性计算机架构的示意图。计算设备1400可以包括处理单元1406和存储器1404。存储器1404可以包括各种寄存器。示例性寄存器可以包括LED使能寄存器、LED位置寄存器和LED彩色寄存器，以及LED强度寄存器。计算设备1400可以包括用于向灯元件104提供照明指令的灯元件驱动器。
计算设备1400可以包括用于在计算设备1400的各个部件之间传送信息的总线1402或其他通信机构。在示例性实施方式中，总线1402可以在计算设备1400和车辆之间提供通信链路。在替代实施方式中，总线1402可以在计算设备1400和各种车辆部件之间提供通信链路。由总线1402发送的信息可以包括例如车道偏离警告信号信息、GPS信号信息、一般警告信号信息和车辆性能指示信号信息。
示例性实施方式可以包括与处理单元1406和通信总线1402相关联的时钟弹簧1408。当处理单元1406设置在转向握把102/转向装置100的可旋转部分上时，时钟弹簧1408可以经由总线1402在处理单元1406和其它车辆系统之间提供电连接/通信链路。示例性时钟弹簧1408包括旋转式电连接，其允许转向握把102的旋转，同时保持与总线1402的电连接。例如，时钟弹簧1408可以包括通常安装到转向柱的静态元件和通常安装到转向握把102的旋转元件。
图15-27所示的实施方式包括作为灯元件的成形灯条警告系统204。成形灯条警报系统204设置在车辆中的转向装置100的转向握把102的弧形边缘部分上。例如，图15示出了设置在车辆的转向盘102的上部中心部分中的成形灯条警告系统204。警告系统204被配置成与车辆的操作者通信以下一个或多个条件：邻近车辆的盲区中是否存在物体；车辆是否正在太快地接近车辆前方的物体；操作者是否应向右或向左转车；和/或车辆是否正在其车道外漂移。在其它实施方式中，警告系统204可以被配置成用于将其他信息传送给车辆操作者，如上面关于图1至图14所述。
图16示出了根据一个实施方式的成形灯条警告系统204的透视图。警告系统204包括液晶显示器(LCD)206、光导208和至少一个发光二极管(LED)210。LCD 206包括外表面212、内表面214、第一端部216和第二端部218。外表面212和内表面214在端部216、218之间延伸，是弧形的，并且相对于延伸穿过端部216、218的平面间隔开并彼此相对，并且平行于外表面214和内表面216。
在一个实施方式中，LCD 206是改进的黑色向列(IBN)显示器，其包括多个电迹线，电迹线限定显示器的可以选择性地照亮以与车辆操作者通信的部分。对于图16所示的IBN显示器，玻璃通常是黑色的，但是当迹线接通(接收电流)时，与迹线相邻的玻璃部分变得透明，从而允许光穿过该部分并从外表面214离开。在其他实施方式(未示出)中，LCD 206可以是适合于与操作者通信的任何类型的LCD。
此外，图16所示的IBN显示器206包括玻璃上芯片配置，其中向LCD玻璃提供电流的LCD驱动器设置在LCD玻璃上。与LCD驱动器连通的处理器1406设置在LCD玻璃附近，并且通过柔性线带209与LCD驱动器电连通，柔性线带209联接在LCD驱动器和诸如上面结合图13和图14描述的处理器1406的处理器之间。在其它实施方式中，处理器可以是与处理器1406分离的处理器。此外，处理器可以设置在诸如图20所示和在下面描述的警告系统204上，或者在转向盘102的可旋转部分的另一部分上。控制LCD驱动器的处理器还可以控制LED 210的操作，或者可以提供单独的处理器以根据各种实施方式来控制LCD驱动器和LED 210。此外，在一些实施方式中，当LCD 206关闭时，LED 210关闭。
图15-20所示的LCD 206包括三个警告区。三个警告区包括与LCD 206的每个端部216、218相邻的盲区警告区219a、219b，与LCD 206的中心部分相邻的车道偏离警告区221，以及在车道偏离警告区221和盲区警告区219a、219b之间的前方碰撞/接近警告区223a、223b。然而，在替代实施方式中，LCD可以被配置成向车辆操作者或车辆中的其他乘客提供其他类型的警告。
每个盲区警告区219a、219b包括与每个端部216、218相邻的竖直取向的条，以及指向条的竖直取向条内侧的箭头。盲区警告区219a响应于接收到在车辆左侧的一定距离范围内存在一个或多个物体的信息而被照亮，并且盲区警告区219b响应于接收到在车辆右侧的一定距离范围内存在一个或多个物体的信息而被照亮。根据某些实施方式，警告区219a、219b可以当在车辆的相应侧上的距离范围内存在物体时的任何时间，或者仅当车辆正朝物体移动而没有相应的闪光信号灯亮起时被照亮。此外，盲区警告区219a、219b可以以一种或多种颜色照亮，例如白色、绿色、黄色和/或红色。并且，在某些实施方式中，盲区警告区219a、219b可能看起来一闪一闪的，以进一步引起操作者的注意。
车道偏离警告区221包括两个梯形区，其宽度朝区221的顶部变窄。两个箭头设置在梯形区的任一侧上，并且朝梯形区和彼此向内指向。响应于接收到车辆正向左漂移出其车道之外的信息，梯形区和左箭头被照亮。类似地，响应于接收到车辆正向右漂移出其车道之外的信息，梯形区和右箭头被照亮。根据一个实施方式，当车辆正从其车道漂移出来但闪光信号灯不亮时，控制照明的处理器可以照亮车道偏离警告区221。
前方碰撞警告/接近警告区223a、223b各自包括相对于彼此竖直布置的一组三个弧形条。条的长度交错，使得最靠近转向盘102的轮毂的条最短，并且距离轮毂最远的条的长度最长。当车辆接近车辆前方的物体时，例如，两组条按从最短条到最长条的顺序开始照亮。作为另一示例，当车辆接近对应于该组条的一侧的转弯时，控制条的照亮的处理器可以照亮该组条中的一个，从而随着车辆变得更靠近转弯而按从最短到最长的顺序照亮条。例如，当车辆接近右转弯时，可以照亮右侧的一组条。作为另一示例，当车辆进入距离转弯或造成碰撞危险的车辆前方的物体一定距离内时，条可能会闪烁。此外，条可以以一种或多种颜色照亮以与操作者通信。例如，条可以被点亮为白色或绿色以通知即将到来的转弯。或者，当最初检测到前方碰撞风险时，最下面的条可以被点亮为黄色，并且当前方碰撞风险在车辆的一定距离范围内时，最上面的条可以被点亮为红色。
在其他实施方式(未示出)中，上述警告区可以显示在另一类型的弧形显示器上，例如弧形OLED显示器。
在图19中更清楚地示出的光导208包括外表面220、内表面222、第一端部224和第二端部226。外表面220和内表面222在端部224、226之间延伸，是弧形的，并且相对于延伸穿过端部224、226的平面间隔开并彼此相对，并且平行于外表面220和内表面222。光导208的外表面220设置在LCD 206的内表面214附近，如图17和图18所示。光导208被配置成用于穿过其外表面220的至少一部分朝LCD 206的内表面214传输光，以照亮LCD 206的选定部分。在图16-20所示的实施方式中，光导208被配置成用于穿过光导208的整个外表面220传输光。可用于光导208的示例性材料包括聚碳酸酯、聚碳酸酯共混物、丙烯酸类树脂、尼龙或其他合适的材料。
光导208的外表面220可以限定多个微透镜，其被配置成用于引导离开光导208的外表面220的光以约90°的角度从外表面220离开。例如，微透镜可以包括限定在外表面220中的多个V形凹口、限定在外表面220中的多个压花或有内凹图案的径向凹口、或它们的组合。具有限定在其上的V形凹口232的光导208的外表面220的示例性部分在图25中示出。在其他实施方式(未示出)中，光导208的内表面可以限定微透镜。这些微透镜可以是外表面220上的微透镜的补充或替代。此外，在一些实施方式中，光漫射膜可以设置在光导208的外表面220上以防止微透镜对于车辆操作者可见。
LED 210邻近光导208的第一端部224设置，并将光发射到光导208的第一端部224中。例如，LED 210可以是设置在PCB 228的表面230上的顶部发光的LED，如图19所示。其上设置有LED 210的PCB 228的表面230以与光导208的内表面222和外表面220成大约90°的角度布置。然而，在其它实施方式中，LED可以是侧面发光的，并且可以相对于光导208的内表面222和外表面220以替代的的适当角度布置。
图19所示PCB 228限定凹陷部分233。凹陷部分233可以被配置成与转向盘102的框架112相邻配合。例如，如图19所示，凹陷部分233是弧形的以配合在框架112的一部分周围。在其他实施方式(未示出)中，凹陷部分233可以被配置成遵循框架112的轮廓。在其他实施方式(未示出)中，PCB 228可以被配置成联接到框架112或使用其他合适的紧固机构的中间结构。
警告系统204还可以包括限定通道的托盘234。通道的至少一部分可以具有反射表面。特别地，由托盘234限定的通道可以包括底板238和侧壁240a、240b。底板238是弧形的，并且侧壁240a、240b从底板238的每个弧形侧面垂直地延伸。光导208的内表面222设置在侧壁240a、240b之间的底板238上，LCD 206的内表面214设置在侧壁240a、240b之间的光导208的外表面220上。反射表面被配置成将光反射到光导208中。例如，反射表面可以将已经从光导208逸出的光反射回到光导208中。反射表面可以是膜、涂层、油漆或施加到托盘234的通道的其它合适的材料，或者反射表面可以与托盘234一体地形成。此外，反射表面可以具有金属颜色、光泽饰面、纹理化饰面或某些其它合适的颜色或饰面，当光源被关闭时，该颜色或饰面在美学上是有吸引力的。在一些实施方式中，托盘234还可以包括在托盘234的远端240c处的第三侧壁，其从底板238以约90°的角度延伸，如图19所示。可以用于托盘234的示例性材料包括聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC-ABS)、尼龙、聚碳酸酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈-聚碳酸酯(ASA-PC)、聚丙烯(PP)或其他合适的材料。
警告系统204还可以包括框架联接构件242，其被配置成将托盘234联接到转向盘102的框架112。框架联接构件242包括内表面246和外表面248，其在框架联接构件242的第一端部250和第二端部252之间延伸。内表面246和外表面248是弧形的并且相对于一平面彼此相对且间隔开，该平面在第一端部250和第二端部252之间延伸并且平行于内表面246和外表面248。托盘234设置在框架联接构件242的外表面248上，使得通道背对转向盘102的框架112，并且框架联接构件242的内表面246设置成邻近且面向框架112。第一端部250包括以约90°的角度从内表面246延伸的附接腿部254。附接腿部254限定了配置成接纳框架112的至少一部分的凹陷部分256。例如，凹陷部分256可以是弧形的，例如图19所示，或者凹陷部分256可以跟踪框架112的轮廓。此外，附接腿部254可以限定一个或多个凸台258，其被配置成用于接纳用于将托盘242的附接腿部254连结到PCB 228的紧固件。此外，框架联接构件242的内表面246可以包括用于将框架联接构件242固定到框架112的紧固机构。紧固机构可以包括但不限于一个或多个夹子，用于接纳诸如螺钉、螺栓或栓系件的紧固件的一个或多个凸台，或者用于接合转向盘框架112上的配合部分的凹槽/延伸部分。将框架联接构件242紧固到框架112的其他方法可以包括粘合剂、焊接或其他合适的紧固方法。
框架联接构件242可以包括导热材料，使得框架联接构件242可以将热量从PCB228和/或系统204的其它部件传递到框架112。
在其他实施方式(未示出)中，系统204可以不包括框架联接构件242，并且托盘234和/或光导208可以直接地或经由另一个结构间接地联接到框架112。
图27示出了托盘234'的另一实施方式。在该实施方式中，托盘234'直接联接到框架112，而不需要如上所述的单独的框架联接构件。托盘234’的第二端部252’包括附接腿部254’。此外，托盘234’的第一端部250’和第二端部252’各自分别限定开口292a、292b。诸如上述那些的紧固机构可以通过开口292a、292b中的每一个接合，以将托盘234'联接到转向盘框架112。此外，在图27所示的实施方式中，托盘234'限定狭槽294，诸如图19所示的PCB228的PCB可以插入狭槽294中。
警告系统204还可以包括外部透镜，其被联接在LCD 206的外表面212附近以改善LCD 206的鲁棒性。图21示出了外部透镜260的一个实施方式。外部透镜260限定通道，该通道具有顶板262和邻近顶板262的每一侧延伸远离顶板262的至少两个壁264a、264b。顶板262包括内表面266和外表面268，内表面266和外表面268是弧形的并且相对于延伸穿过外部透镜260的每一端的平面彼此相对且间隔开。侧壁264a、264b以约90°的角度沿着内表面266的每个弧形侧从内表面266延伸。侧壁264a、264b邻近托盘侧壁240a、240b设置，并且内表面266邻近LCD 206的外表面212设置。外部透镜260是透明的，使得来自LCD 206的光可以通过它并且对于车辆操作者可见。可用于外部透镜260的示例性材料包括聚碳酸酯、聚碳酸酯共混物、丙烯酸类树脂、尼龙或其他合适的材料。
此外，可以使用各种紧固机构来相对于光导208固定外部透镜260，包括摩擦配合、一个或多个夹子、卡扣、夹具、螺钉或螺栓、焊接、热熔、或它们的组合。
图24示出了警告系统204的替代实施方式，其包括设置在外部透镜260和光导208之间的一个或多个变光膜280，例如上述膜120、122。变光膜280可以被配置成用于扩散、聚焦、阻挡、部分阻挡、增强或重定向在光导208的外表面220和外部透镜260的内表面266之间传送的光。膜280可以施加到例如外部透镜260的内表面266、外部透镜260的外表面264、光导208的外表面220、或它们的组合。
例如，在一个替代实施方式中，警告系统204可以被配置成不包括LCD 206。在这样的实施方式中，警告系统204经由从光导208发射的光与车辆操作者通信。该实施方式提供了一种与操作者通信的简单、低成本的方法。
在一个这样的实施方式中，诸如图26A和图26B所示的外盖295设置在托盘234和光导208上方，并且联接到托盘234和/或框架112。图26A示出了外盖295的内表面302。如图所示，外盖295具有上边缘296和下边缘297，上边缘296和下边缘297在盖295的第一端部298和盖295的第二端部299之间呈弧形，以遵循转向盘的曲率。外盖295限定在盖295的中心部分中的弧形开口290。外部透镜260’邻近开口290设置。透镜260’可以经由粘合剂301或其他合适的紧固机构联接到盖295的内表面302。如图26B所示，当盖295设置在托盘234和光导208上方并且其外表面303面向车辆的舱室时，来自光导208的光通过透镜260'发射，产生狭窄的弧形灯条。在盖295不透明的实施方式中，仅从透镜260'发射光。然而，在其它实施方式中，盖295的至少一部分可以是半透明的。
盖295可以具有弯曲或部分弯曲的内表面302和外表面303，以与一些转向盘的环形表面对应。此外，盖295的外表面303可以被着色或用材料覆盖以与转向盘的外皮匹配或对应。
当LED不亮时，环境光可能进入透镜260'并照亮托盘234的反射表面。为了避免这导致分心或不太美观，托盘234可以涂覆有材料，例如较暗的反射材料(例如，金属色)，或进行表面处理，例如以提供光泽或纹理化饰面。替代地或此外，外部透镜260’可以被着色以减少透镜260的透射率，这可以减少进入透镜260'和光导208的环境光的量。此外，在一些实施方式中，外部透镜260’和盖295一体地形成，并且可以使用设置在盖295上的一个或多个变光膜(例如，使用模内装饰(IMD)标签或其他合适的工艺)来形成具有不同透射率的区。图22和23示出了警告系统204的替代实施方式，其包括邻近光导208的第一端部224的第一组LED110和邻近光导208的第二端部226的第二组LED 111。LED 110、111将光发射到光导208的相应端部224、226中。
在上文结合图15至图25所描述的实施方式中，灯条警告系统204的各种部件的外表面是弧形的，使得这些部件的曲率半径类似于其上设置有警告系统204的转向盘102的部分的曲率半径，并且弧形部分跟随转向盘框架112的弧形部分。这可以为车辆操作者提供更美观的外观。此外，通过将警告系统204包括在转向盘102的上部中央部附近，在车辆操作者正在朝车辆的前方观察时，警告系统204在车辆操作者的视野内，从而提供一个与车辆操作者通信的更有效且更少破坏性的方法。
尽管上述描述和附图描绘了本发明的优选实施方式，但应当理解，在不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下可以在其中作出各种增加、修改、组合和/或替代。特别地，对于本领域的技术人员将清楚的是，在不脱离其精神或必要特性的情况下，本发明可以具体化为其它具体的形式、结构、布置、比例并采用其它元件、材料和部件。本领域技术人员将会知道，本发明可结合在本发明的实施中所用的结构、布置、比例、材料和部件等的多种修改而使用，这些修改尤其适用于具体环境和操作要求而不脱离本发明的原理。此外，本文所述特征可以单独使用或与其它特征组合使用。因此，当前所公开的实施方式被视为在所有方面都是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求指示而不限于上述描述。
本领域的技术人员将理解，在不脱离其广泛的创造性概念的情况下，可以对以上所述实施方式进行更改。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方式，而是意图涵盖在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的修改。

Claims (32)

1.一种用于车辆的转向盘的灯条系统，所述灯条系统包括：
光导，其具有在所述光导的第一端部和第二端部之间延伸的外表面和内表面，所述光导的所述外表面和所述内表面在所述光导的所述端部之间呈弧形并相对于延伸穿过所述光导的所述第一和第二端部并且平行于所述光导的所述外表面和所述内表面的平面彼此间隔开且相对；和
至少一个光源，其设置在所述光导的所述第一端部附近，所述光源被配置成将光发射到所述光导的所述第一端部；
其中，所述光导被配置成将来自所述光源的光穿过所述光导的所述外表面的至少一部分传输；
外部透镜，具有在外部透镜的第一端部和第二端部之间延伸的内表面和外表面，所述外部透镜的内表面和外表面在外部透镜的端部之间呈弧形并且相对于延伸穿过所述外部透镜的第一和第二端部并平行于外部透镜的外表面和内表面的平面彼此间隔开且相对；以及
液晶显示器LCD，其具有在所述LCD的第一端部和第二端部之间延伸的外表面和内表面，所述LCD的外表面和内表面在所述LCD的端部之间呈弧形并且相对于延伸穿过所述LCD的所述第一和第二端部并平行于所述LCD的所述外表面和所述内表面的平面彼此间隔开且相对，其中LCD设置在所述光导的外表面和所述外部透镜的内表面之间。
2.根据权利要求1所述的灯条系统，其中，所述LCD是改进的黑色向列IBN显示器。
3.根据权利要求1所述的灯条系统，其中，所述光源是发光二极管LED。
4.根据权利要求3所述的灯条系统，其中，所述LED是顶部发光LED。
5.根据权利要求4所述的灯条系统，还包括印刷电路板PCB，所述PCB具有设置有所述LED的表面，并且所述表面以与所述光导的所述外表面和所述内表面成约90°的角度布置。
6.根据权利要求5所述的灯条系统，还包括配置成与所述LCD的驱动器电连通的计算机处理器，所述计算机处理器设置在所述转向盘的可旋转部分上。
7.根据权利要求6所述的灯条系统，其中，所述计算机处理器邻近所述LCD设置。
8.根据权利要求5所述的灯条系统，其中，所述PCB直接联接到转向盘的框架。
9.根据权利要求5所述的灯条系统，还包括框架联接构件，所述框架联接构件直接联接到所述PCB和所述框架，其中，由所述PCB生成的热量的至少一部分通过所述框架联接构件传递到所述框架。
10.根据权利要求1所述的灯条系统，还包括配置成与所述LCD的驱动器电连通的计算机处理器，所述计算机处理器设置在所述转向盘的可旋转部分上。
11.根据权利要求10所述的灯条系统，其中，所述计算机处理器邻近所述LCD设置。
12.根据权利要求1所述的灯条系统，其中，所述光源是第一光源，并且还包括邻近所述光导的所述第二端部设置的第二光源，所述第二光源被配置成将光发射到所述光导的所述第二端部中。
13.根据权利要求1所述的灯条系统，还包括邻近所述光导的所述内表面设置的托盘，所述托盘包括配置成将光反射到所述光导中的反射表面。
14.根据权利要求13所述的灯条系统，其中，所述托盘包括弧形底板和两个侧表面，所述两个侧表面竖直于所述托盘的所述底板延伸，所述托盘的所述底板邻近所述光导的所述内表面设置。
15.根据权利要求14所述的灯条系统，其中，所述LCD设置在所述托盘的所述两个侧表面之间。
16.根据权利要求1所述的灯条系统，其中，所述光导的所述外表面包括多个微透镜，所述多个微透镜被配置成用于引导离开所述光导的所述外表面的光以约90°的角度从所述外表面离开。
17.根据权利要求1所述的灯条系统，其中，所述外部透镜是透明外部透镜。
18.根据权利要求1所述的灯条系统，其中：
所述LCD和所述光导的所述内表面和外表面具有对应于所述转向盘的框架的弧形部分的曲率半径的曲率半径，并且
所述LCD和所述光导被配置成联接到所述框架的所述弧形部分，使得所述LCD和所述光导的所述内表面和外表面遵循所述框架的所述弧形部分。
19.根据权利要求18所述的灯条系统，其中，所述LCD和所述光导设置在弧形托盘内，并且所述弧形托盘联接到所述框架的所述弧形部分。
20.根据权利要求19所述的灯条系统，还包括框架联接构件，其中，所述托盘直接联接到所述框架联接构件，并且所述框架联接构件直接联接到所述框架的所述弧形部分。
21.一种用于车辆的转向盘的灯条系统，所述灯条系统包括：
光导，其具有在所述光导的第一端部和第二端部之间延伸的外表面和内表面，所述光导的所述外表面和所述内表面在所述端部之间呈弧形并相对于延伸穿过所述光导的所述第一和第二端部并且平行于所述光导的所述外表面和所述内表面的平面彼此间隔开且相对；
至少一个光源，其设置在所述光导的所述第一端部附近，所述光源被配置成将光发射到所述光导的所述第一端部，其中，所述光导被配置成将来自所述光源的光穿过所述光导的所述外表面的至少一部分传输；
外部透镜，所述外部透镜具有在所述外部透镜的第一端部和第二端部之间延伸的外表面和内表面，所述外部透镜的所述外表面和所述内表面在所述外部透镜的所述端部之间是弧形的，并且相对于延伸穿过所述外部透镜的所述第一和第二端部并且平行于所述外部透镜的所述外表面和所述内表面的平面彼此间隔开且相对，其中，所述外部透镜的所述内表面邻近所述光导的所述外表面设置；和
外盖，所述外盖具有在所述外盖的第一端部和第二端部之间延伸的外表面和内表面，所述外盖的所述外表面和所述内表面在所述外盖的所述端部之间是弧形的，并且彼此间隔开且相对，其中，所述外盖的所述内表面邻近所述光导的所述外表面设置，并且其中，所述外盖限定弧形开口，并且所述外部透镜在所述开口附近联接到所述外盖。
22.根据权利要求21所述的灯条系统，还包括设置在所述光导的所述外表面和所述外部透镜的所述内表面之间的一个或多个导光膜。
23.根据权利要求21所述的灯条系统，其中：
所述透镜和所述光导的所述内表面和外表面具有对应于所述转向盘的框架的弧形部分的曲率半径的曲率半径，并且
所述透镜和所述光导被配置成联接到所述框架的所述弧形部分，使得所述透镜和所述光导的所述内表面和外表面遵循所述框架的所述弧形部分。
24.根据权利要求23所述的灯条系统，其中，所述光导被配置成将光传输通过所述光导的整个外表面。
25.根据权利要求21所述的灯条系统，其中，所述光源是第一发光二极管，并且所述系统还包括邻近所述光导的所述第二端部设置的第二发光二极管，所述第二发光二极管被配置成将光发射到所述光导的所述第二端部中。
26.根据权利要求21所述的灯条系统，其中，所述光源是发光二极管LED。
27.根据权利要求26所述的灯条系统，其中，所述LED是顶部发光LED。
28.根据权利要求27所述的灯条系统，还包括印刷电路板PCB，所述PCB具有设置有所述LED的表面，并且所述表面以与所述光导的所述外表面和所述内表面成约90°的角度布置。
29.根据权利要求28所述的灯条系统，其中所述PCB直接联接到转向盘的框架。
30.根据权利要求28所述的灯条系统，还包括框架联接构件，所述框架联接构件直接联接到所述PCB和所述框架，其中，由所述PCB生成的热量的至少一部分通过所述框架联接构件传递到所述框架。
31.根据权利要求21所述的灯条系统，还包括邻近所述光导的所述内表面设置的托盘，所述托盘包括配置成将光反射到所述光导中的反射表面。
32.根据权利要求31所述的灯条系统，其中，所述托盘包括弧形底板和两个侧表面，所述两个侧表面竖直于所述托盘的所述底板延伸，所述托盘的所述底板邻近所述光导的所述内表面设置。
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