CN107633781A - 换挡发光面板和具有其的汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换挡发光面板和具有其的汽车，所述换挡发光面板包括：换挡面板、导光面板以及至少一个光源，所述换挡面板上设有多个换挡符号部；所述导光面板设在所述换挡面板的下方；所述至少一个光源位于所述导光面板的下方，所述光源的个数小于所述换挡符号部的个数，所述光源发出的光线经所述导光面板反射后入射到所述多个换挡符号部以照亮所述多个换挡符号部。根据本发明的换挡发光面板，通过采用较少数量的光源照射导光面板，就可以照亮多个换挡符号部，与传统的设置一一对应的多颗LED灯和多个导光块相比，功耗小，对应所需的散热、电路及结构等的设计更简单，从而降低了成本，且提高了换挡发光面板的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种换挡发光面板和具有其的汽车。
背景技术
目前汽车上的发光换挡面板所采用的背光方式为每个换挡符号下面配有一颗LED(light emitting diode的缩写，发光二极管)灯，每个LED灯与换挡符号之间设有一块导光块。
然而，由于其所采用的背光方式为每个换挡符号下面配有一颗LED灯，由于换挡面板上的字母和换挡符号至少为5个以上，所以至少需要5颗LED灯，同时每个LED灯与换挡符号之间设有一块导光块，因此至少需要5块导光块，LED灯数量越多，功耗越大，对应所需散热、电路、结构等的设计越复杂，5块导光块的结构、安装等设计也会更加复杂，随之成本升高、可靠性较差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种换挡发光面板，所述换挡发光面板的成本低。
本发明的另一个目的在于提出一种具有上述换挡发光面板的汽车。
根据本发明第一方面的换挡发光面板，包括：换挡面板，所述换挡面板上设有多个换挡符号部；导光面板，所述导光面板设在所述换挡面板的下方；以及至少一个光源，所述至少一个光源位于所述导光面板的下方，所述光源的个数小于所述换挡符号部的个数，所述光源发出的光线经所述导光面板反射后入射到所述多个换挡符号部以照亮所述多个换挡符号部。
根据本发明的换挡发光面板，通过采用较少数量的光源照射导光面板，就可以照亮多个换挡符号部，与传统的设置一一对应的多颗LED灯和多个导光块相比，功耗小，对应所需的散热、电路及结构等的设计更简单，从而降低了成本，且提高了换挡发光面板的可靠性。
根据本发明的一些实施例，所述导光面板上设有至少一个导光部，所述导光部与所述光源相对应设置，所述导光部包括反光杯面和导光柱，所述反光杯面由所述导光部的上表面的一部分向下凹入形成，所述导光柱位于所述反光杯面的下方，由所述导光面板的下表面朝向所述光源延伸出形成，所述导光柱的下端面与所述光源相对。
可选地，所述导光部位于所述换挡符号部周围或至少相邻两个所述换挡符号部之间。
可选地，所述导光柱的下端面形成为非球面。
可选地，所述导光柱为从上到下横截面积逐渐减小的圆台形结构。
进一步地，所述导光柱的圆心角为θ，其中，所述θ满足：0°＜θ≤10°。
进一步地，所述导光柱的长度构造成光线最多在所述导光柱侧面上全反射一次。
可选地，所述反光杯面的中心、所述导光柱的中心和所述导光柱的下端面的中心在同一直线上。
可选地，所述反光杯面形成为圆锥面，其中，所述反光杯面的锥角为α，其中，所述α满足：65°＜α≤75°。
根据本发明的一些实施例，所述导光面板的邻近所述换挡面板的一侧表面形成为平面。
根据本发明的一些实施例，所述导光面板的邻近所述换挡面板的一侧表面上具有至少一个磨砂粗糙区域，所述磨砂粗糙区域与所述换挡符号部相对应设置。
进一步地，所述导光面板的侧面具有反射部，所述反射部构造成将未被利用的光线反射到所述磨砂粗糙区域。
可选地，所述反射部邻近所述光源设置。
可选地，所述反射部由所述导光面板的侧面向内凹入形成。
根据本发明的一些实施例，所述导光面板为光学塑胶结构件。
根据本发明的一些实施例，所述光源为LED光源。
根据本发明的一些实施例，每个所述换挡符号部为半透明结构。
根据本发明第二方面的汽车，包括根据本发明上述第一方面的换挡发光面板。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的换挡发光面板的示意图；
图2是图1中所示的导光面板的立体图；
图3是图2中所示的导光面板的另一个角度的立体图；
图4a是图1中所示的导光面板的导光部处的局部示意图；
图4b是根据本发明实施例的导光面板的导光部处的另一个局部示意图，其中导光柱的圆心角θ大于图4a中导光柱的圆心角θ；
图4c是根据本发明实施例的导光面板的导光部处的再一个局部示意图，其中导光柱的长度小于图4a中导光柱的长度；
图5a是图1中所示的导光面板的导光部处的局部示意图；
图5b是根据本发明实施例的导光面板的导光部处的另一个局部示意图，其中反光杯面的锥角α小于图5a中反光杯面的锥角α；
图5c是根据本发明实施例的导光面板的导光部处的再一个局部示意图，其中反光杯面的锥角α大于图5a中反光杯面的锥角α；
图6是图1中所示的导光面板的局部示意图；
图7是图1中所示的换挡发光面板的另一个示意图；
图8是根据本发明另一个实施例的换挡发光面板的示意图。
附图标记：
100：换挡发光面板；
1：换挡面板；11：换挡符号部；
2：导光面板；211：反光杯面；212：导光柱；2121：非球面；
22：磨砂粗糙区域；23：反射部；
3：光源；4：PCB线路板；5：安装件；51：容纳槽。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图8描述根据本发明第一方面实施例的换挡发光面板100。
如图1-图8所示，根据本发明第一方面实施例的换挡发光面板100，包括换挡面板1、导光面板2以及至少一个光源3。
换挡面板1上设有多个换挡符号部11，多个换挡符号部11彼此间隔设置。其中，每个换挡符号部11的含义不同，例如，如图1所示，换挡符号部11“P”表示驻车档，换挡符号部11“R”表示倒车档，换挡符号部11“N”表示空档，换挡符号部11“D”表示前进挡等。图1中显示了七个换挡符号部11用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了下面的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到少于七个或者更多个换挡符号部11的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。可以理解的是，换挡符号部11的具体个数以及在换挡面板1上的排布方式等可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。
导光面板2设在换挡面板1的下方，如图1所示，且导光面板2覆盖所有的换挡符号部11。这里，需要说明的是，本文中所述的“上”、“下”方向可以理解为当换挡发光面板100应用于汽车上时，换挡发光面板100大致水平地设在汽车内的驾驶位旁，此时换挡面板1大致水平布置，导光面板2和至少一个光源3位于换挡面板1的下方，光源3发出的光线穿过导光面板2投射到换挡面板1上以照亮多个换挡符号部11。
至少一个光源3位于导光面板2的下方，光源3发出的光线经导光面板2反射后入射到上述多个换挡符号部11以照亮上述多个换挡符号部11。其中，光源3的个数小于换挡符号部11的个数，例如，图7中显示了两个光源3、图8中显示了一个光源3用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了下面的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到三个或者更多个光源3的技术方案中，只要光源3的个数少于换挡符号部11的个数即可，这也落入本发明的保护范围之内。
可选地，光源3为LED光源，但不限于此。例如，如图1所示，导光面板2的下方设有PCB(Printed Circuit Board，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板)线路板，PCB线路板4水平放置，LED等可以直接贴片到PCB线路板4上并位于PCB线路板4的上表面上，使LED灯发出的光线可以向上经导光面板2投射到换挡面板1上的多个换挡符号部11。其中，LED灯的发光角度可以为120°。
由此，通过设置数量较少的光源3如LED灯就可以满足换挡面板1的发光要求，其结构和电路与传统的采用多颗LED灯和多个导光块相比更加简单，从而降低了成本。
根据本发明实施例的换挡发光面板100，通过采用较少数量的光源3照射导光面板2，就可以照亮多个换挡符号部11，与传统的设置一一对应的多颗LED灯和多个导光块相比，功耗小，对应所需的散热、电路及结构等的设计更简单，从而降低了成本，且提高了换挡发光面板100的可靠性。
根据本发明的一些实施例，导光面板2上设有至少一个导光部，导光部与光源3相对应设置，例如，如图4a-图5c所示，导光部与光源3上下正对，导光部包括反光杯面211和导光柱212，反光杯面211由导光部的上表面的一部分向下凹入形成，此时反光杯面211为形成在导光面板2的上表面上的凹槽的内壁面，导光柱212位于反光杯面211的下方，由导光面板2的下表面朝向光源3延伸出形成，导光柱212的下端面与光源3相对。可选地，导光柱212的下端面形成为非球面2121。
其中，导光柱212的下端面如非球面2121的面型符合如下公式：
其中，z为以上述非球面2121与光轴交点为起点，垂直光轴方向的轴向值，k为二次曲面系数，c为镜面中心曲率，c＝1/r，其中r为镜面中心曲率半径，x为镜面中心高度；a2、a4、a6为非球面2121系数。
上述非球面2121的面型相关参数值如下：
| 类型 | c | k | a2 | a4 | a6 |
| 面型参数 | 0.417 | -0.472 | -0.262 | 0.064 | -8.199E-3 |
LED发出的光，经过上述非球面2121进行整形，将光源3如LED灯120°发光角度的发散光线整形为小角度的光线。
如图2所示，导光柱212可以为从上到下横截面积逐渐减小的圆台形结构。可选地，如图4a所示，导光柱212的圆心角(即在导光柱212的纵向截面上，导光柱212的两个侧面之间的夹角)为θ，其中，θ满足：0°＜θ≤10°。导光柱212的长度d优选构造成光线最多在导光柱212侧面上全反射一次。由此，通过上述设置，可以使光源3发出的光线经导光柱212的侧面反射后投向反光杯面211，而不会直接从导光面板2的上表面射出。
具体而言，当导光柱212的圆心角θ过大或者其长度d过长时，如图4b所示，导光柱212的与导光面板2相接的端面S2面积越大，容易造成一些光线直接射到导光面板2的上表面并射出导光面板2，造成光源3利用率降低，所以为了提升光源3利用率，不使这些光线直接射出导光面板2，其上方对应的反光杯面211的开口处S3的面积就需要增大，在相同条件下，使得整个导光面板2的厚度就越厚，从而会造成整个换挡发光面板100的体积增大，同时可能会影响换挡符号部11的排布。而当导光柱212的长度d太短时，如图4c所示，一些大角度光线无法在导光柱212侧面进行全反射直接入射到导光面板2的上表面，进而射出导光面板2，最终同上述导光柱212的圆心角θ过大或者其长度d过长一样，会引起换挡发光面板100体积增大的问题。
因此，导光柱212的角度θ与长度d，需要根据导光柱212的下端面如非球面2121整形光的状况来确定。如图4a所示，小角度光可以直接入射到反光杯面211上再反射到导光面板2内部，大角度光则需要通过导光柱212侧面进行一次全反射，变成小角度光后再反射到反光杯面211上，进而反射到导光面板2内部。例如，本发明所设计的导光柱212的圆心角θ可以为5°左右，长度d为7mm。
如图5a所示，反光杯面211的中心、导光柱212的中心和导光柱212的下端面的中心在同一直线上。可选地，反光杯面211形成为圆锥面，其中，反光杯面211的锥角为α，其中，α满足：65°＜α≤75°。经导光柱212过来的光线经圆锥形的反光杯面211进行全反射，向导光面板2的四周发射出去。例如，本发明所设计的反光杯面211的锥角可以为70°左右。
需要说明的是，如图5b所示，反光杯面211的锥角α过小时，一些大角度光线会直接入射到导光面板2的上表面，进而射出导光面板2，为了使这部分光能够得以利用，同样条件下，导光面板2的厚度将会变厚，造成整个换挡发光面板100的体积变大。而当反光杯面211的锥角α过大时，如图5c所示，从导光柱212过来的光线无法形成全反射条件，会从反光杯面211直接射出导光面板2。因此，为了充分利用光源3发出的光线，可以根据实际需要具体设置反光杯面211的锥角α。
根据本发明的一些实施例，如图1和图3所示，导光面板2的邻近换挡面板1的一侧表面形成为平面。由此，从反光杯面211反射过来的光线在此区域内可以不断地进行全反射并向四周扩散。
根据本发明的一些实施例，导光面板2的邻近换挡面板1的一侧表面上具有至少一个磨砂粗糙区域22，磨砂粗糙区域22与换挡符号部11相对应设置。例如，如图1、图3和图6所示，磨砂粗糙区域22为多个，多个磨砂粗糙区域22与对应的换挡符号部11上下正对，有的换挡符号部11(如换挡符号部11“R”)与磨砂粗糙区域22一一对应，有的换挡符号部11(如换挡符号部11“S”和换挡符号部11“D”)共用一个磨砂粗糙区域22。由此，通过设置磨砂粗糙区域22，当光线射入到磨砂粗糙区域22时将会发生漫反射，从而全反射条件被破坏，从磨砂粗糙区域22向上射出导光面板2，并入射到换挡符号部11的下面，使其产生发光效果，发光均匀性好。
进一步地，导光面板2的侧面具有反射部23，反射部23构造成将反光杯面211反射到其它方向未被利用的光线反射到磨砂粗糙区域22，例如，如图3和图6所示，反射部23邻近光源3设置，此时反射部23可以位于光源3的周围，反射部23可以由导光面板2的侧面向内凹入形成，从而进一步提升发光利用率。可以理解的是，反射部23可以为不规则形状，其各个角度的设计需要根据光线的角度进行设计。这里，需要说明的是，参照图3，导光面板2的外表面包括上端面和下端面，“导光面板2的侧面”可以理解为连接在上端面和下端面之间的侧表面。
如图7和图8所示，导光部可以位于换挡符号部11周围或至少相邻两个换挡符号部11之间。这里，需要说明的是，由于换挡符号部11发出的光要求均匀，因此光源3如LED灯的数量由换挡符号部11的分布位置以及数量决定的。例如，如图1和图7所示，由于换挡符号部11较多，有7个且呈条状分布，为了保证换挡符号部11发光的均匀性以及一定的亮度要求，换挡发光面板100采用2颗LED灯，分别放置在导光面板2的两端附近，且这2颗LED灯分别位于相邻的两个换挡符号部11之间，保证其到各个字符的距离不会相差太大。而如果换挡符号部11分布比较均匀，则只需采用1颗LED灯就可以满足要求，如图8所示，多个换挡符号部11环绕在上述1颗LED灯周围。光源3如LED灯的数量需要针对实际车型上不同的换挡面板1的布局去优化设计，以达到最高性价比。
根据本发明的一些实施例，换挡发光面板100进一步包括：安装件5，安装件5上形成有容纳槽51，其中导光面板2设在容纳槽51内。其中，容纳槽51的内表面为光滑表面，此时容纳槽51的内表面进行光滑处理，例如，容纳槽51的与导光面板2接触的内表面必须进行光滑处理，从而可以将从导光面板2发散出去的光线再次反射回导光面板2，进一步提升了光源3的利用率。可选地，安装件5为塑胶结构件，但不限于此。
导光面板2为换挡发光面板100的核心元件。可选地，导光面板2为光学塑胶结构件，例如，导光面板2为光学PMMA(polymethyl methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)塑胶件或PC(聚碳酸酯)塑胶件，此时导光面板2的材质选用光学PMMA塑胶料或PC塑胶料。
根据本发明的一些实施例，每个换挡符号部11为半透明结构，而换挡面板1的其余部分不透光。当从导光面板2射出的光线经过换挡符号部11时产生漫反射效果，使得换挡符号部11发出的光线更加均匀。
根据本发明实施例的换挡发光面板100，采用数量较少的光源3如LED灯就可以满足换挡面板1的发光要求，结构、电路相较传统的方案较为简单，成本也会随之降低，而且，通过导光面板2一体化设计对LED灯发出的光进行处理，安装也比较简单，提升了可靠性。
根据本发明第二方面实施例的汽车(图未示出)，包括根据本发明上述第一方面实施例的换挡发光面板100。
根据本发明实施例的汽车，通过采用上述的换挡发光面板100，提升了汽车的整体性能。
根据本发明实施例的换挡发光面板100和汽车的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (18)
1.一种换挡发光面板，其特征在于，包括：
换挡面板，所述换挡面板上设有多个换挡符号部；
导光面板，所述导光面板设在所述换挡面板的下方；以及
至少一个光源，所述至少一个光源位于所述导光面板的下方，所述光源的个数小于所述换挡符号部的个数，所述光源发出的光线经所述导光面板反射后入射到所述多个换挡符号部以照亮所述多个换挡符号部。
2.根据权利要求1所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光面板上设有至少一个导光部，所述导光部与所述光源相对应设置，所述导光部包括反光杯面和导光柱，所述反光杯面由所述导光部的上表面的一部分向下凹入形成，所述导光柱位于所述反光杯面的下方，由所述导光面板的下表面朝向所述光源延伸出形成，所述导光柱的下端面与所述光源相对。
3.根据权利要求2所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光部位于所述换挡符号部周围或至少相邻两个所述换挡符号部之间。
4.根据权利要求2所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光柱的下端面形成为非球面。
5.根据权利要求2所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光柱为从上到下横截面积逐渐减小的圆台形结构。
6.根据权利要求5所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光柱的圆心角为θ，其中，所述θ满足：0°＜θ≤10°。
7.根据权利要求2所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光柱的长度构造成光线最多在所述导光柱侧面上全反射一次。
8.根据权利要求2所述的换挡发光面板，其特征在于，所述反光杯面的中心、所述导光柱的中心和所述导光柱的下端面的中心在同一直线上。
9.根据权利要求2所述的换挡发光面板，其特征在于，所述反光杯面形成为圆锥面，其中，所述反光杯面的锥角为α，其中，所述α满足：65°＜α≤75°。
10.根据权利要求1所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光面板的邻近所述换挡面板的一侧表面形成为平面。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光面板的邻近所述换挡面板的一侧表面上具有至少一个磨砂粗糙区域，所述磨砂粗糙区域与所述换挡符号部相对应设置。
12.根据权利要求11所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光面板的侧面具有反射部，所述反射部构造成将未被利用的光线反射到所述磨砂粗糙区域。
13.根据权利要求12所述的换挡发光面板，其特征在于，所述反射部邻近所述光源设置。
14.根据权利要求12所述的换挡发光面板，其特征在于，所述反射部由所述导光面板的侧面向内凹入形成。
15.根据权利要求1所述的换挡发光面板，其特征在于，所述导光面板为光学塑胶结构件。
16.根据权利要求1所述的换挡发光面板，其特征在于，所述光源为LED光源。
17.根据权利要求1所述的换挡发光面板，其特征在于，每个所述换挡符号部为半透明结构。
18.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-17中任一项所述的换挡发光面板。
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