CN114228820A - 一种方向盘总成显示模块及其方向盘 - Google Patents

一种方向盘总成显示模块及其方向盘 Download PDF

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张勇
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    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供一种方向盘总成显示模块，设置在方向盘轮缘上，所述显示模块包括发光元件、PCB板、壳体和透镜；所述壳体固定在所述轮缘上，且沿着所述轮缘延伸方向分布，所述PCB被固定在所述壳体内，所述发光元件为LED颗粒，呈点阵状均匀地设置在所述PCB板上，所述透镜固定在所述发光元件上方，所述PCB板集成控制模块，控制所述全部或部分LED颗粒发光以显示颜色和/或具有可读性的字符，且所述颜色和/或可读性的字符配置为与多种车辆的状态信息或驾驶信息对应。本发明还提供含有所述显示模块的方向盘总成。本发明可以有效地显示多种车辆状态信息，并可以按照方向盘的设计弧度排布的方向盘总成显示模块。

Description

一种方向盘总成显示模块及其方向盘
技术领域
本发明属于汽车部件技术领域，尤其涉及一种方向盘总成显示模块及其方向盘。
背景技术
市面上的显示屏经常设置在所述方向盘的中间位置，使得驾驶员可以方便地观察导航地图等信息，这种显示屏通常为LCD显示屏或OLED显示屏，容易对驾驶员的注意力构成干扰。
基于以上，本申请提供了解决以上技术问题的技术方案。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种有效地显示多种车辆状态信息，并可以按照方向盘的设计弧度排布的方向盘总成显示模块。
本发明的第二目的在于获得一种有效地显示多种车辆状态信息，并可以按照方向盘的设计弧度排布的方向盘总成。
本发明的第一方面提供一种方向盘总成显示模块，设置在方向盘轮缘上，所述显示模块包括发光元件、PCB板、壳体和透镜；
所述壳体固定在所述轮缘上，且沿着所述轮缘延伸方向分布，
所述PCB板被固定在所述壳体内，
所述发光元件为LED颗粒，呈点阵状均匀地设置在所述PCB板上，
所述透镜固定在所述发光元件上方，
所述PCB板具有集成控制模块，控制所述全部或部分LED颗粒发光以显示颜色和/或具有可读性的字符，且所述颜色和/或可读性的字符配置为与多种车辆的状态信息或驾驶信息对应。
在一个优选例中，所述发光元件中的LED颗粒点阵的阵列构造成：
多行排列的弧形结构，每行的所述弧形结构与所述PCB板的延伸方向相同。
在一个优选例中，所述LED颗粒为1mm*1mm大小，且相邻颗粒的最小间距大于0.2mm。
在一个优选例中，透镜设置在所述发光元件的上部且对所述发光元件的光线进行折射，并转化为均匀的平行光线。
在一个优选例中，所述透镜的横截面结构为弧线a和弧线b组成的凹透镜形状，
所述弧线a处于所述透镜内侧，弧度较大；
所述弧线b位于所述透镜外侧，弧度较小，且a的曲率半径大于等于2*b的曲率半径。
在一个优选例中，所述发光元件至少部分设置在所述透镜的焦点位置，所述透镜的焦距相当于所述发光元件到透镜中心的距离，从而使得所述发光元件的光线进行折射后转化为均匀的平行光线。
在一个优选例中，所述透镜材料为导光材料PC和/或亚克力板，使得所述透镜具有良好的聚焦性能和导光性能。
在一个优选例中，所述透镜设置为通过卡扣设置在所述壳体的上部。
在一个优选例中，所述发光元件中LED颗设置为通过贴片的方式设在所述PCB板上。
本发明的第二方面提供一种具有所述的方向盘总成显示模块的方向盘总成。
本发明能够带来以下至少一种有益效果：
1、有效地显示多种车辆状态信息。
2、可以按照方向盘的设计弧度排布LED颗粒。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1示出了方向盘总成的显示模块的安装结构示意图；
图2示出了透镜与壳体的总成爆炸示意图；
图3示出了LED灯的排列示意图；
图4示出了透镜曲面的参数计算方式示意图；
图5示出了部分LED灯与透镜的位置关系示意图；
图6示出了透镜及其剖面示意图。
附图标记说明：
100-方向盘总成显示模块；200-方向盘总成；300-集成控制模块；
1-发光元件；2-PCB板；3-壳体；4-透镜。
具体实施方式
本发明中，本发明的技术构思在于：发明人经过了广泛和深入的试验，公开了一种汽车用方向盘集成显示屏模块，显示介质是LED颗粒，显示方式为LED点阵分布，可以按照方向盘的设计弧度排布LED点阵设计，并显示多种车辆状态信息。
除非另有明确的规定和限定，本发明中所述的“或”，包含了“和”的关系。所述“和”相当于布尔逻辑运算符“AND”，所述“或”相当于布尔逻辑运算符“OR”，而“AND”是“OR”的子集。
基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。例如，在附图中的元件的厚度可以为了清楚性起见而被夸张。
除非另有明确的规定和限定，本发明的术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
例如，如果一个元件(或部件)被称为在另一个元件上、与另一个元件耦合或者与另一个元件连接，那么所述一个元件可以直接地在所述另一个元件上形成、与之耦合或者与之连接，或者在它们之间可以有一个或多个介于中间的元件。相反，如果在此使用表述“直接在......上”、“直接与......耦合”和“直接与......连接”，那么表示没有介于中间的元件。用来说明元件之间的关系的其他词语应该被类似地解释，例如“在......之间”和“直接在......之间”、“附着”和“直接附着”、“相邻”和“直接相邻”等等。
另外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。可以理解到，在此，这些术语用来描述如在附图中所示的一个元件、层或区域相对于另一个元件、层或区域的关系。除了在附图中描述的取向之外，这些术语应该也包含装置的其他取向。
以下对本发明的各个方面进行详述：
实施例
如图1所示，示出一种方向盘总成显示模块100，设置在方向盘总成200的轮缘上，所述显示模块100设有集成控制模块300，与整车系统的信号电路连通。
如图2所示，所述显示模块包括发光元件1、PCB板2、壳体3和透镜4。
所述发光元件1中的LED颗粒点阵的阵列构造成：多行排列的弧形结构，每行的所述弧形结构与PCB板的延伸方向相同，进一步地，所述弧形结构中心与图1的所述方向盘总成200的轮圈共心(下文将进行详述)。
所述PCB板2具有图1所示的集成控制模块300，控制所述全部或部分LED颗粒发光以显示颜色和/或具有可读性的字符，且所述颜色和/或可读性的字符配置为与多种车辆的状态信息或驾驶信息对应。
较佳的，所述PCB板2形状跟透镜4类似，上面分布LED灯1，PCB板2的作用是提供光源及控制的硬件，PCB板2在透镜4的正下方，通常通过螺钉安装在壳体3的下部分。
应当理解，所述PCB板2也可以采用本领域其他可用的安装方式进行安装，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
所述壳体3固定在所述方向盘的轮缘上，且沿着所述轮缘延伸方向分布。所述PCB板2被固定在所述壳体3内。
更佳的，壳体3的整体呈为圆弧形，上端凸起，左右两端有卡扣；壳体3中间的镂空区域及卡扣是用来安装透镜4的，PCB板2通过螺钉固定在壳体3的下方。
所述透镜4固定在所述发光元件1上方。所述透镜4的作用是：将发光元件发出的光线引导至驾驶员眼中，使驾驶员能够舒适且轻松地识别。进一步地，所述透镜4设置在所述发光元件1的上部且对所述发光元件1的光线进行折射，并转化为均匀的平行光线(下文详述)。
较佳的，所述透镜4设置为通过卡扣设置在所述壳体的上部。应当理解，其他本领域技术领域的固定方式也是适用的，对此不作限制。
如图3所示，所述发光元件1为LED颗粒，呈点阵状均匀地设置在所述PCB板2上。
较佳的，所述发光元件1中的LED颗粒点阵的阵列构造成：多行排列的弧形结构，每行的所述弧形结构与PCB板的延伸方向相同。
较佳的，所述弧形结构中心还与所述方向盘轮缘共心。
较佳的，所述LED灯1的所述LED颗粒为1mm*1mm大小，且相邻颗粒之间的最小间距大于0.2mm。
更具体的，本实施例LED灯在PCB板2上排列成五行，每一行的数量相等，每一行的排列形状呈圆弧形排列，圆弧中心与PCB的外轮廓中心共心，LED之间的最小间距要大于0.2mm，LED灯位于透镜的下方。
所述LED灯1的LED颗粒大小和间距可根据实际情况确定，例如，根据图1的方向盘200的轮圈大小而定。
本实施例的所述发光元件1中的LED颗设置为通过贴片的方式设在所述PCB板2上。应当理解，所述LED颗粒可以采用其他可行的方式安装在所述PCB板上。
图4示出了透镜曲面的参数计算方式示意图。
较佳的，所述壳体3用于容纳所述透镜4，所述透镜4设置在所述发光元件1的上部且对所述发光元件1的光线进行折射，并转化为均匀的平行光线，使驾驶员更舒适地接收。
本实施例中，透镜4构造成为圆弧形，透镜的横截面是一个凸透镜形状，透镜截面由弧线a和弧线b组成，弧线a处于透镜内侧，弧度较大；弧线b位于透镜外侧，弧度较小，a的曲率半径大于等于2*b的曲率半径，以利于光源灯光均匀发散出去。透镜的下部长有卡扣，透镜的材料为导光材料PC或者亚克力板，具有良好的导光性能。
更具体而言，所述透镜4的横截面结构为弧线a和弧线b组成的凹透镜形状，所述弧线a处于所述透镜内侧，弧度较大；所述弧线b位于所述透镜外侧，弧度较小，且a的曲率半径大于等于2*b的曲率半径。所述“弧度较大”和所述“弧度较小”是指弧线a和弧线b之间的弧度比较关系。
图5示出了LED灯与透镜的位置关系示意图。
本实施例中，若干LED灯(发光元件)1分布在PCB板2上，LED灯1的作用是提供发光光源，其均布在凸透镜3的下方，通过保证至少部分LED灯1位于透镜4的焦点位置，透镜4的焦距等于LED灯1中心到透镜4中心的距离，其发出的光通过透镜4折射后就能转成均匀的平行光线。每个LED灯之间保持一定的距离，LED灯1位于透镜的焦点上。LED灯1可以发出不同的颜色及各种字符，由集成控制模块300的软件决定。
所述发光元件1设置在所述透镜4的焦点位置，所述透镜4的焦距相当于所述发光元件1到透镜中心的距离，从而使得所述发光元件1的光线进行折射后转化为均匀的平行光线。
所述“相当于”包括“等于”和“大致等于”的含义，只要使得所述发光元件的光线进行折射后转化为均匀的平行光线即可。
较佳的，所述透镜材料为导光材料PC和/或亚克力板，使得所述透镜具有良好的聚焦性能和导光性能。
较佳的，所述显示模块100按照所述方向盘的设计弧度分布在所述方向盘的轮缘101上，从而使得驾驶员在驾驶关注点不会受到影响的情况下获得所述显示模块提供的清晰的状态信息或驾驶信息。
图6示出了图4和图5中的透镜截面的剖视示意图。
在使用时，通过上述结构的设计，首先能够使得所述发光元件的光线均匀发散，从而使得所述显示模块的状态信息或驾驶信息经过放大后更为清晰同时又不至于失真；同时经过折射后光线更为柔和而降低对驾驶员的注意力的影响。
本发明人发现，市面上的显示屏经常设置在所述方向盘的中间位置，使得驾驶员可以方便地观察导航地图等信息，这种显示屏通常为LCD显示屏或OLED显示屏，容易对驾驶员的注意力构成干扰。而普通的LED点阵方式通常用于大屏幕，若应用于小屏幕则通常仅有颜色方面的提示作用，通常只能用于自动驾驶领域和车辆测试领域。因此本发明的实施例提供了一种不对驾驶员的注意力构成干扰的并方便清晰地显示车辆状态信息或驾驶信息的显示屏装置。
在安装时，所述PCB板2通过多个螺钉安装在壳体4底部；透镜4通过多个卡扣安装在壳体3上部；PCB板2上装有多列LED灯1，LED灯1通过贴片的方式固定在PCB板上，呈规则的弧形排列。
本发明的技术效果在于：
本发明公开了一种汽车用方向盘集成显示屏模块，显示介质是LED颗粒，显示方式为LED点阵分布，可以按照方向盘总成200的设计弧度排布LED点阵设计，并显示多种车辆状态信息。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种方向盘总成显示模块，设置在方向盘轮缘上，其特征在于，所述显示模块包括发光元件、PCB板、壳体和透镜；
所述壳体固定在所述轮缘上，且沿着所述轮缘延伸方向分布，
所述PCB板被固定在所述壳体内，
所述发光元件为LED颗粒，呈点阵状均匀地设置在所述PCB板上，
所述透镜固定在所述发光元件上方，
所述PCB板具有集成控制模块，控制所述全部或部分LED颗粒发光以显示颜色和/或具有可读性的字符，且所述颜色和/或可读性的字符配置为与多种车辆的状态信息或驾驶信息对应。
2.如权利要求1所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述发光元件中的LED颗粒点阵的阵列构造成：
多行排列的弧形结构，每行的所述弧形结构与所述PCB板的延伸方向相同。
3.如权利要求2所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述LED颗粒为1mm*1mm大小，且相邻颗粒的最小间距大于0.2mm。
4.如权利要求1-3任意一项所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，透镜设置在所述发光元件的上部且对所述发光元件的光线进行折射，并转化为均匀的平行光线。
5.如权利要求4所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述透镜的横截面结构为弧线a和弧线b组成的凹透镜形状，
所述弧线a处于所述透镜内侧，弧度较大；
所述弧线b位于所述透镜外侧，弧度较小，且a的曲率半径大于等于2*b的曲率半径。
6.如权利要求5所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述发光元件至少部分设置在所述透镜的焦点位置，所述透镜的焦距相当于所述发光元件到透镜中心的距离，从而使得所述发光元件的光线进行折射后转化为均匀的平行光线。
7.如权利要求4所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述透镜材料为导光材料PC和/或亚克力板，使得所述透镜具有良好的聚焦性能和导光性能。
8.如权利要求4所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述透镜设置为通过卡扣设置在所述壳体的上部。
9.如权利要求4所述的方向盘总成显示模块，其特征在于，所述发光元件中LED颗设置为通过贴片的方式设在所述PCB板上。
10.一种具有如权利要求1-9任意一项所述的方向盘总成显示模块的方向盘总成。
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