CN109140312A - 汽车仪表盘背光照明灯箱结构 - Google Patents

汽车仪表盘背光照明灯箱结构 Download PDF

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程杨
董琦飞
耿向阳
侯斐
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Abstract

本发明涉及一种汽车仪表盘背光照明灯箱结构，包括刻度盘、指针、线路板和灯箱；所述灯箱包括第一灯箱体和第二灯箱体，所述第一灯箱体和第二灯箱体均为扇环形，所述第二灯箱体位于第一灯箱体的内侧；所述第一灯箱体从内到外分为弧面段和斜面段两个部分，所述第一灯箱体的外部边缘与刻度盘的外部边缘固定连接，第一灯箱体的内部边缘与线路板固定连接；所述第二灯箱体为圆弧面，其外部边缘与刻度盘连接，其内部边缘固定连接在线路板上；所述光源位于第一灯箱体和第二灯箱体之间。本发明对反射式背光照明方式的灯箱结构进行改进设计，从而用较少数量LED实现明亮且均匀的表盘照明效果。

Description

汽车仪表盘背光照明灯箱结构
技术领域
本发明属于汽车仪表显示装置技术领域，具体涉及一种汽车仪表盘背光照明灯箱结构。
背景技术
汽车仪表大都具有指针式仪表盘，仪表盘的刻度盘上印刷了刻线、数字和字符(在刻度盘上统称为需要照明区域)，汽车运行时指针转动到某一角度指向某一数字，从而使驾驶员了解具体的车速、发动机转速、发动机冷却水温、燃油量以及其它需要量化指示的车辆重要信息。
夜间行车时，需要对仪表盘实现照明。目前的汽车仪表基本都是采用背透式照明方式，通常仪表盘由三部分结构组合起来实现表盘照明，即：光源，灯箱和刻度盘。光源为焊接固定在印刷线路板(即底板)上的发光二极管(LED)，LED发出的光线被限制在根据表盘形状设计的封闭灯箱中，通过灯箱内壁对光线的反射使光线落在刻度盘背面，然后光线透过可透光油墨印刷而成的刻线、数字和字符，使得驾驶员夜间可以观察表盘。
目前汽车仪表常用的背光照明结构方式有以下两种：
(1)直下式：如图1所示,LED发出的大部分光线向上直射直接投向刻度盘，灯箱的主要作用是限制光线发散到需照明区域之外(这里的灯箱只位于刻度盘需要照明区域的正下方)，同时兼有将少部分光线向上反射的作用。使用这种结构，由于灯箱的跨度大，LED都安装在位于刻度盘的外圆处，在有LED照明的位置比较亮，无LED的位置比较暗。为了避免照明效果不均匀，需要较多数量的LED均匀分布，又导致成本相对较高。
(2)反射式：如实用新型专利《汽车电子组合仪表》(申请号200820241181.7)中的附图6所示，光源安装在碗状灯箱(即所示专利中的仪表支架)的中间处(即对应刻度盘中间不需要照明区域)，L灯箱发出的光线经过平整的刻度盘下面、灯箱内壁多次反射后投向刻度盘，现有此类灯箱的结构特点是：靠近刻度盘中心的中央部分范围相对较小，布置的光源也就比较少，但是由于光源离刻度盘中心的中央部分近，离需要照明区域较远，大部分光线都会被刻度盘中央部分吸收浪费掉，而导致刻度盘需要照明区域照明效果比较差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种汽车仪表盘背光照明灯箱结构，本发明对反射式背光照明方式的灯箱结构进行改进设计，从而用较少数量LED实现明亮且均匀的表盘照明效果。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种汽车仪表盘背光照明灯箱结构，包括刻度盘、指针、线路板和灯箱，所述刻度盘粘贴固定在灯箱上，灯箱固定在线路板上，所述线路板上设有光源，所述指针位于刻度盘上；其特征在于：所述灯箱包括第一灯箱体和第二灯箱体，所述第一灯箱体和第二灯箱体均为扇环形，所述第二灯箱体位于第一灯箱体的内侧；所述第一灯箱体从内到外分为弧面段和斜面段两个部分，所述第一灯箱体的外部边缘与刻度盘的外部边缘固定连接，第一灯箱体的内部边缘与线路板固定连接；所述第二灯箱体为圆弧面，其外部边缘与刻度盘连接，其内部边缘固定连接在线路板上；所述光源位于第一灯箱体和第二灯箱体之间。
作为优选，所述第二灯箱体在线路板上的正投影完全覆盖光源。
作为优选，所述斜面段的倾斜角45°。
作为优选，所述弧面段为圆弧面。
作为优选，所述光源为LED光源。
作为优选，所述LED光源的发光角θ为120°。
本发明的有益效果为：本发明设计采用两个圆弧面及1个斜面，大幅提高了灯箱反光效率，因而与常规的灯箱结构相比，在不增加LED光源数量的前提下提高了刻度盘照明效果。
附图说明
图1为汽车仪表盘背光照明灯箱结构的正面示意图。
图2为汽车仪表盘背光照明灯箱结构侧面的截面示意图一。
图3为汽车仪表盘背光照明灯箱结构侧面的截面示意图二。
图4为汽车仪表盘背光照明灯箱结构侧面的截面示意图三。
图中：1、刻度盘，2、指针，3、线路板，4、光源；Ⅰ、第一灯箱体，Ⅱ、需要照明区域，Ⅲ、第二灯箱体，Ⅳ、弧面段，Ⅴ、斜面段。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明(如图1、2、3、4所示)。
实施例一
如图1、2、3所示，一种汽车仪表盘背光照明灯箱结构，包括刻度盘1、指针2、线路板3和灯箱(灯箱通常使用白色工程塑料，有一定壁厚，不透光，灯箱内壁光滑)，所述刻度盘1通过灯箱固定在线路板3上(刻度盘1粘贴固定在灯箱上，灯箱固定在线路板3上)，所述线路板3上设有光源4，所述指针2位于刻度盘1上(所述指针2的转轴与刻度盘1同圆心)；所述灯箱包括第一灯箱体Ⅰ和第二灯箱体Ⅲ，所述第一灯箱体Ⅰ和第二灯箱体Ⅲ均为扇环形(即在刻度盘1上的正投影为扇环形，例如如图1所示第一灯箱体Ⅰ在刻度盘1上的正投影为半径Ra至Rb扇形角α的区域)，所述第二灯箱体Ⅲ位于第一灯箱体Ⅰ的内侧(即第二灯箱体Ⅲ位于靠近刻度盘1圆心处，第一灯箱体Ⅰ位于刻度盘1边缘处)；所述第一灯箱体Ⅰ从内到外分为弧面段Ⅳ和斜面段Ⅴ两个部分，所述第一灯箱体Ⅰ的外部边缘与刻度盘1的外部边缘固定连接，第一灯箱体Ⅰ的内部边缘与线路板3固定连接；所述第二灯箱体Ⅲ为圆弧面，其外部边缘与刻度盘1连接，其内部边缘固定连接在线路板3上；所述光源4位于第一灯箱体Ⅰ和第二灯箱体Ⅲ(的内部边缘)之间。
所述第二灯箱体Ⅲ在线路板3上的正投影完全覆盖光源4。
所述斜面段Ⅴ的倾斜角45°(即斜面段Ⅴ与刻度盘1夹角为45°)。
所述弧面段Ⅳ为圆弧面。
汽车仪表盘背光照明灯箱结构的原理：由于灯箱结构设计为靠近刻度盘1圆心的第二灯箱体Ⅲ为圆弧面，因而，当光源4通电发光时，其一部光线被圆弧面完整反射至斜面段Ⅴ，并被斜面段Ⅴ全反射至刻度盘1底面的需要照明区域Ⅱ；同时，其另一部分光线直接射向刻度盘1底面，并在刻度盘1与弧面段Ⅳ之间反射两次最终也射向需要照明区域Ⅱ，对刻度盘1底面实现均匀照明。
实施例二
以发光角θ为120°的LED光源为例。
如图4所示，实施例一中所述光源4为发光角θ为120°的LED光源，所述LED光源一般80％以上的发光强度集中在1/2θ内。
汽车仪表盘照明LED光源通常选用发光角θ高达120°的规格，并且80％以上的发光强度集中在1/2θ内。如图4所示，当LED光源通电发光时，其一部光线被第二灯箱体Ⅲ完整反射至斜面段Ⅴ，并被斜面段Ⅴ全反射至刻度盘1底面的需要照明区域Ⅱ；同时，其另一部分光线直接射向刻度盘1底面，并在刻度盘1与弧面段Ⅳ之间反射两次最终也射向需要照明区域Ⅱ，对刻度盘1底面实现均匀照明。本发明中所述第一灯箱体Ⅰ和第二灯箱体Ⅲ的高度为H1＝14-18mm。所述第二灯箱体Ⅲ的半径R1＝28mm，其圆心O1位于LED光源的下部，与LED光源底面的高度差(竖直方向)为Y1＝5.5mm，与指针2轴线水平方向的距离X1略大于28+Rc，其中Rc为第二灯箱体Ⅲ内部边缘到指针2轴线水平方向的距离。所述斜面段Ⅴ与刻度盘1夹角为45°，其高度为H2＝8-12mm。所述弧面段Ⅳ的半径R2及圆心位置依据表盘半径及灯箱高度而定；LED光源发光点中心到指针2轴线间距L一般为L＝Rb-1.5mm。这样的尺寸结构设计和LED光源布局使得LED光源超过80％发光强度的光线都被反射到了刻度盘1需要照明区域Ⅱ，大幅提高了反光效率，因而与常规结构相比，在不增加LED光源数量的前提下提高了刻度盘1的照明效果。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车仪表盘背光照明灯箱结构，包括刻度盘(1)、指针(2)、线路板(3)和灯箱，所述刻度盘(1)粘贴固定在灯箱上，灯箱固定在线路板(3)上，所述线路板(3)上设有光源(4)，所述指针(2)位于刻度盘(1)上；其特征在于：所述灯箱包括第一灯箱体(Ⅰ)和第二灯箱体(Ⅲ)，所述第一灯箱体(Ⅰ)和第二灯箱体(Ⅲ)均为扇环形，所述第二灯箱体(Ⅲ)位于第一灯箱体(Ⅰ)的内侧；所述第一灯箱体(Ⅰ)从内到外分为弧面段(Ⅳ)和斜面段(Ⅴ)两个部分，所述第一灯箱体(Ⅰ)的外部边缘与刻度盘(1)的外部边缘固定连接，第一灯箱体(Ⅰ)的内部边缘与线路板(3)固定连接；所述第二灯箱体(Ⅲ)为圆弧面，其外部边缘与刻度盘(1)连接，其内部边缘固定连接在线路板(3)上；所述光源(4)位于第一灯箱体(Ⅰ)和第二灯箱体(Ⅲ)之间。
2.根据权利要求1所述的汽车仪表盘背光照明灯箱结构，其特征在于：所述第二灯箱体(Ⅲ)在线路板(3)上的正投影完全覆盖光源(4)。
3.根据权利要求1所述的汽车仪表盘背光照明灯箱结构，其特征在于：所述斜面段(Ⅴ)的倾斜角45°。
4.根据权利要求3所述的汽车仪表盘背光照明灯箱结构，其特征在于：所述弧面段(Ⅳ)为圆弧面。
5.根据权利要求1所述的汽车仪表盘背光照明灯箱结构，其特征在于：所述光源(4)为LED光源。
6.根据权利要求5所述的汽车仪表盘背光照明灯箱结构，其特征在于：所述LED光源的发光角θ为120°。
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