CN114080525A - 具有带阻尼和加热附接件的成像器的光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种特别用于机动车辆的光模块(6)，所述光模块包括：成像器(8)，所述成像器具有前表面(8.1)、后表面(8.2)和周向边缘(8.3)；用于对所述成像器(8)进行背光照明的装置(10)，所述装置被定位成面向成像器的后表面(8.2)；支撑件(12)，所述支撑件具有用于接纳所述成像器(8)的区域(12.3，12.4)、和用于附接背光照明装置(10)的区域(12.2)；其特征在于，所述光模块还包括：柔性电加热材料的至少一个条带(16)，所述至少一个条带与所述成像器(8)的所述周向边缘(8.3)和所述支撑件(12)上的用于接纳所述成像器的区域(12.3，12.4)接触。本发明还涉及一种用于控制光模块的成像器(8)的温度的方法。
Description
技术领域
本发明涉及发光信号领域和照明领域，尤其是用于机动车辆的发光信号领域和照明领域。
背景技术
在汽车灯信号领域中，目前的惯例是在后灯中设置一个或多个模块，该模块能够在关闭灯的外透镜上形成几何形状可变的图像，例如用于赋予附加信息的象形图。这种类型的模块以已知的方式包括具有后表面和前表面的成像器、以及面向成像器的后表面定位的背光照明装置。成像器因此被背光照明，并且经由该成像器的前表面发射由成像器调制的光束，该光束照射灯的外透镜，并且在所述外透镜上形成所讨论的光图像。成像器可以是液晶显示屏。液晶显示屏利用由偏振滤光器对光的偏振和向列相的某些液晶的双折射，其中所述液晶的取向可根据电场而变化。从光学的观点来看，液晶显示屏是无源器件：所述液晶显示屏不发射光，仅其透明度变化，因此需要被照射。由于液晶的粘性，液晶显示屏在低温下易于出现过长的响应时间，或者甚至没有响应。更具体地说，液晶显示屏在-20℃和更低的温度下出现过长的响应时间，而在自-40℃以及更低的温度下出现无响应。
公开的专利文献CN101510020A公开了一种用于液晶显示屏的加热装置。该装置包括玻璃基板，该玻璃基板具有两个导电侧向条带，该侧向条带用于被供电。基于掺杂锡的氧化铟，更常被称为氧化铟锡或ITO的导电透明涂层被沉积在基板上，并且在侧向供电条带之间从所述基板被不均匀地、横向地、部分去除，以便产生焦耳加热效应，该加热效应在两个侧向边缘附近比在中心部分中更强。该装置因此能够补偿边缘效应，并因此确保液晶显示屏上的均匀温度。由于加热的性能和精细度，该装置是有利的。然而，由于不是所有对屏幕进行背光照明的光都可以通过加热装置，因此该装置具有成本和光损失的缺点。这是因为透明导电层实际上具有非零吸收水平。
发明内容
本发明的目的是减轻上述现有技术的缺点中的至少一个。更具体地，本发明的目的是即使在低温下，特别是在低于-10℃的温度下，也确保光模块中的成像器的正确操作。
本发明的主题是一种特别用于机动车辆的光模块，所述光模块包括：成像器，所述成像器具有前表面、后表面和周向边缘；背光照明装置，所述背光照明装置用于对成像器进行背光照明，所述背光照明装置被定位成面向所述装置的后表面；支撑件，所述支撑件具有用于接纳所述成像器的接纳区域和用于附接所述背光照明装置的附接区域；其特征在于，光模块还包括弹性电加热材料的至少一个条带，所述条带与所述成像器的周向边缘和支撑件的成像器接纳区域接触。
成像器是被配置成是通过光的透射产生图像的电成像器。成像器有利地是液晶显示屏。
优选地，弹性电加热材料能够弹性变形。
优选地，弹性电加热材料能够吸收或减弱振动，特别是吸收或减弱在装置使用期间存在的振动。
因此，由这种材料制成的条带有助于减弱可能由环境传递给成像器的振动。
这种条带还可以限制施加到成像器的表面的力。太大的力可能会损坏或甚至破坏该成像器。
这种条带还可以吸收各种元件的制造公差，并且可以省去在没有该条带时所需的组装间隙。具有间隙的组件在装置的使用期间特别是由于振动可能会产生伴生噪声，并且还可能会导致成像器的破坏。
根据本发明的一个有利实施例，弹性电加热材料具有低于80肖氏硬度A的硬度。更特别地，弹性电加热材料具有低于60肖氏硬度A的硬度。
根据本发明的一个有利实施例，所述弹性电加热材料的至少一个条带具有大于0.1mm和/或小于3mm的平均厚度。
根据本发明的一个有利实施例，弹性电加热材料是多孔的。
根据本发明的一个有利实施例，所述弹性电加热材料的至少一个条带包含金属线和/或导电颗粒。
根据本发明的一个有利实施例，所述弹性电加热材料的至少一个条带与成像器的周向边缘之间的接触位于所述成像器的前表面和后表面中的至少一个上，优选地位于所述成像器的前表面和后表面中的每一个上。
根据本发明的一个有利实施例，所述弹性电加热材料的至少一个条带被配置成能够在所述模块经受具有范围从-10℃降到-40℃的温度的环境条件时将成像器保持在高于-10℃的平均温度。
根据本发明的一个有利实施例，所述弹性电加热材料的至少一个条带被配置成当所述模块经受具有范围从-10℃降到-40℃的温度的环境条件时能够在一分钟内将成像器的平均温度增加至少10℃。
根据本发明的一个有利实施例，所述模块还包括用于向所述弹性电加热材料的至少一个条带供电的电源单元，所述单元被配置成当所述模块经受具有范围从-10℃降到-40℃的温度的环境条件时将成像器的平均温度保持在-10℃以上。
本发明的另一个主题是一种用于控制光模块的成像器的温度的方法，其特征在于，所述光模块是根据本发明的模块，并且所述弹性电加热材料的至少一个条带被供电，以使得在环境温度低于-10℃的条件下加热成像器。
本发明采取的措施是有利的，这是因为所述措施允许在寒冷的环境条件下确保成像器功能，并且以简单且经济的方式实现，且没有任何光学干扰。成像器沿其周向边缘被加热的事实不仅从光学和体积的观点来看是有利的，而且从热学观点来看也是有利的，这是因为实际上成像器在边缘处易于冷却和显示过长响应时间。电加热功能与阻尼功能相结合的事实还提供了紧凑性、成本和容易组装的优点。
通过说明书和附图，将更好地理解本发明的其它特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明的光模块的横截面的示意图，该光模块被容纳在用于机动车辆的照明装置中。
图2是图2的模块的示意性正面图。
图3是图2的截面III-III的视图。
图4是图2的截面IV-IV的视图。
具体实施方式
图1是包含根据本发明的光模块的照明组装的横截面的示意图。
照明装置2主要包括壳体4和位于壳体4内的至少一个光模块6。所述壳体4主要包括形成开放腔室的壳体4.1、和固定到壳体4.1并封闭相关开口的外透镜4.2。外透镜4.2是透明的或半透明的。
光模块6主要包括电子成像器8和背光照明装置10，所述电子成像器8优选的是液晶型。这种成像器形成大致平坦的屏幕，所述屏幕具有前表面8.1、后表面8.2和周向边缘8.3。所述屏幕由两个玻璃板构成，在所述两个玻璃板之间容纳有液晶。在与液晶的每个交界处，聚合物的带凹槽层为静止的分子提供锚固。在黑白情况下，玻璃板的两个内表面包括透明电极的阵列。对于彩色应用，每个像素具有三个单元，并且滤色器用于红色、绿色和蓝色的图案。通常，滤色器是在三种颜色之间交替的一系列竖直条带。基本原理是在像素的两电极之间施加更大或更小量级的电势差会导致分子的取向的变化、偏振面的变化，并因此会导致装置整体的透明度的变化。这种屏幕是无源的，这是因为该屏幕不发光；该屏幕需要被照射，在这种情况下，被背光照明，以便光可以通过该屏幕。
为此，背光照明装置10被定位成面向成像器8的后表面8.2，使得由所述装置发射的光穿过成像器并透射通过成像器，然后被投射到外透镜4.2的内表面上，以形成光的信号光束，该信号光束在外透镜4.2上显示可能是变化的图像，能够形成象形图的图像。为此，可以以电子的方式控制成像器以形成这些象形图。这些象形图可以被配置或选择，以显示对安全有用的信息，例如，特别地，在车辆前方存在危险、当车辆静止时车辆的门的打开、车辆停放等。显示光信息的这种原理本身对于本领域技术人员是已知的。
背光照明装置10主要包括安装板10.1、和布置并分布在安装板10.1上的光源10.2。安装板10.1有利地是由玻璃纤维增强环氧树脂，(特别是FR-4(耐火4)型的环氧树脂)制成的印刷电路板。光源有利地是半导体型，优选地是发光二极管。
仍然参考图1，可以观察到光模块4还包括支撑件12，背光照明装置10和成像器8附接到所述支撑件，以便使这两个元件相对于彼此保持固定。该支撑件包括在背光照明装置10与成像器之间的壁，所述壁形成壳体12.1，该壳体被配置成将光引导向成像器8。为此，壳体12.1的壁可以具有漫射白光表面。
支撑件12还包括用于定位和附接背光照明装置10的安装板10.1的装置12.2。这些装置可以包括突片12.2，所述突片在壳体12.1的壁的延续部中延伸并穿过背光照明装置的安装板10.1中形成的适当形状的开口。可以在每个突片的基部处设置肩部，以便形成用于安装板10.1的邻接表面。这些突片可以具有用于卡在安装板10.1中的开口的边缘上的特别是夹紧式的表面。
支撑件12还包括用于接纳成像器8的周向边缘8.3的接纳区域12.3和12.4。在这种情况下，这些接纳区域12.3和12.4形成能够接纳成像器的后表面8.2的肩部12.3，其中所述后表面与周向边缘8.3相邻。一个或多个保持件12.4附接到肩部12.3，从而沿着周向边缘8.3面向成像器的前表面8.1延伸。如图1可以看到的，弹性材料的条带14和16分别沿着成像器的后表面8.2和前表面8.1定位在所述这些表面与肩部12.3的相应表面和一个或多个保持件12.4的相应表面之间。这些弹性材料的条带14和16具有减弱可能由环境传递给成像器8的任何振动的功能。这是因为所述成像器基本上由两个叠置的玻璃板构成，这些板形成前表面8.1和后表面8.2。在成像器的周向边缘过紧地夹持成像器可能破坏玻璃板中的至少一个。同样不希望安装所述成像器时具有游隙，这是因为这易于产生伴生噪音，并且还潜在地易于导致玻璃板中的至少一个破坏。弹性材料的条带14和16的存在允许克服这些困难。如下面结合附图所详细描述的，条带14和16中的至少一个的弹性材料也被电加热，并连接到电源，从而在寒冷条件下加热成像器8，否则这将易于增加成像器8的响应时间。在这种特定情况下，只有弹性材料的条带16被电加热并连接到电源，而弹性材料的另一个条带14没有被电加热。必须理解，各种变化都是可能的；特别地，可以在成像器8的两个表面8.1和8.2上，或者仅在后表面8.2上设置弹性加热材料的条带。也可以在两个表面8.1和8.2中的至少一个上设置弹性电加热材料的一个或更多个条带，并且仅在周向边缘的一个或更多个部分上设置弹性电加热材料的一个或更多个条带，且所述边缘的其余部分设有常规弹性材料的一个或多个条带，或者没有设置任何弹性材料的条带。
弹性材料有利地是泡沫式多孔材料，特别是聚氨酯泡沫。可选地，弹性材料可以由实心材料制成。弹性材料有利地是聚合物式。弹性材料有利地显示小于80肖氏硬度A的低硬度，并且更有利地显示小于60肖氏硬度A的低硬度。弹性材料的条带14和16可以具有大于0.1mm和/或小于3mm的厚度，优选地大于0.2mm和/或小于2mm的厚度，更优选大于0.3mm和/或小于1mm的厚度。弹性材料的条带14和16可以具有大于2mm和/或小于5mm的宽度。
弹性电加热材料还包括电导体，以便沿所述材料的条带形成电阻元件。这些电导体可以是嵌入在由弹性材料形成的基质中的，例如由铜制成的金属线，和/或散布在整个基质中的导电颗粒。因此，弹性电加热材料显示出在0.004Ωm和0.024Ωm之间的电阻(对应于一米长和横截面为一平方米的一段材料的电阻，并且以欧姆-米表示)。对于具有4mm2的横截面和50mm长度的条带，给出在50Ω和300Ω之间的电阻。根据关系式P＝R.I2，相关的条带的电阻确定由焦耳热效应产生的热量，其中P是电热功率，R是弹性电加热材料的条带的电阻，而I是通过所述条带的电流。I由欧姆定律获得，即，I＝V/R，其中V是施加到弹性电加热材料的条带上的电压。
图2是图1的模块6的正面图。可以看到支撑件12的一个或多个保持件12.4，所述保持件沿着成像器8的周向边缘8.3延伸。还可以看出，用于向弹性电加热材料的条带16供电的电源单元18电连接到所述条带。在这种特定情况下，弹性电加热材料的条带16在成像器的几乎整个周向边缘8.3(除了图2中的左下角区域)上连续延伸，以便沿着成像器8的所有四个侧部形成单个电阻加热元件。为了反映前面所述的内容，必须理解，可以想到设置弹性电加热材料的多个条带16，并且在成像器的同一个表面上这样做。在这种情况下，则需要设置与电源单元18的多个电连接。
图3和图4是图2的截面III-III和IV-IV中的视图，示出了弹性电加热材料的条带16的电连接的示例。
在图3中，可以看出，由电绝缘塑料材料制成的保持件12.4包括用塑料材料包覆成型的电极12.4.1。该电极形成保持件12.4的外表面，该外表面面向弹性电加热材料的条带16并从成像器横向延伸一定距离，以便例如形成电接触端子或插头。换句话说，当通过基本垂直于成像器的平面的运动朝向成像器装配保持件时，电极12.4.1的面向弹性电加热材料的条带16的接触区域将接近所述条带，直到所述接触区域与条带接触为止。如果这具有通过分布在整个团块上的导电性，则与其接触的简单事实在这种情况下经由其与成像器相对的主面，将确保电接触。另一方面，如果弹性导电材料的条带16包括嵌入在电绝缘弹性材料16.2的团块中的电导体16.1，如图3所示，则需要设置从电绝缘弹性材料16.2的端部突出的所述导体的长度，使得所述导体可以抵靠弹性导电材料条带16的与成像器相对的表面弯曲180°。
图4示出了这种情况，在这种情况下，可以看到电导体16.1，即金属线，所述电导体朝向顶部弯曲180°，以便沿着弹性电加热材料的条带16的面向保持件12.4的表面延伸，并且更具体地，沿着所述件的电极12.4.1的接触区域延伸。
刚刚结合图3和图4描述的内容也适用于图2中两个电连接中的另一个。刚刚结合图3和图4描述的内容也适用于肩部12.3，此时弹性材料的条带14的材料也是电加热的。
此外，必须理解，可以设想其它电连接技术。
弹性电加热材料的一个或更多个条带16和电源单元的尺寸有利地设计成能够在60秒内将成像器的平均温度升高至少10℃。
电源单元18可以被配置成为弹性电加热材料的一个或更多个条带供电，这些条带根据成像器的温度调节电流。在那种情况下，可以根据环境温度以二进制(开/关)方式对电源单元进行供电和/或控制。例如，一旦环境温度降至低于-10℃，所述电源单元18就可以被供电或控制以进行操作。还可以设想，设置具有调节功能的电源18。在这种情况下，热敏电阻式温度传感器可以被放置成与成像器8接触，并独立地连接到电源单元18。然后，这(传感器)可以根据成像器8的实际温度调制电源电压，从而调制电流。通常，与电源18的精细程度和复杂程度无关，仅在模块被启动时，即当背光照明装置和成像器被供电时，这(传感器)才有利地被供电或至少被控制以操作。
Claims (10)
1.一种光模块(6)，所述光模块特别用于机动车辆，所述光模块包括：
成像器(8)，所述成像器具有前表面(8.1)、后表面(8.2)和周向边缘(8.3)；
背光照明装置(10)，所述背光照明装置用于对所述成像器(8)进行背光照明，并且被定位成面向所述成像器的所述后表面(8.2)；
支撑件(12)，所述支撑件具有用于接纳所述成像器(8)的接纳区域(12.3，12.4)、和用于附接所述背光照明装置(10)的附接区域(12.2)；
其特征在于，所述光模块还包括：
弹性电加热材料的至少一个条带(16)，所述至少一个条带与所述成像器(8)的所述周向边缘(8.3)和所述支撑件(12)的所述成像器的接纳区域(12.3，12.4)接触。
2.如权利要求1所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料具有低于80肖氏A的硬度。
3.如权利要求1和2中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)具有大于0.1mm和/或小于3mm的平均厚度。
4.如权利要求1至3中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料是多孔的。
5.如权利要求1至4中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)包含金属线(16.1)和/或导电颗粒。
6.如权利要求1至5中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)与所述成像器(8)的所述周向边缘(8.3)之间的接触位于所述成像器的所述前表面(8.1)和所述后表面(8.2)中的至少一个上，并且优选地位于所述前表面和所述后表面中的每一个上。
7.如权利要求1至6中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)被配置成能够在所述模块经受具有范围从-10℃降到-40℃的温度的环境条件时将所述成像器(8)保持在大于或等于-10℃的平均温度。
8.如权利要求1至7中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)被配置成当所述模块经受具有范围从-10℃下降到-40℃的温度的环境条件时能够在一分钟内将所述成像器(8)的平均温度增加至少10℃。
9.如权利要求1至8中的一项所述的光模块(6)，其特征在于，所述模块还包括用于对所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)供电的电源单元(18)，所述单元配置成当所述模块经受具有范围从-10℃降至-40℃的温度的环境条件时保持所述成像器的平均温度高于-10℃。
10.一种用于控制光模块(6)的成像器(8)的温度的方法，其特征在于，所述光模块(6)是如权利要求1到9中的一项所述的光模块，并且在环境温度低于-10℃的条件下所述弹性电加热材料的所述至少一个条带(16)被供电，以使得加热所述成像器。
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