CN216783382U - 装饰元件 - Google Patents

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杰里米·胡西奇
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Abstract

本申请保护一种装饰元件，传感器和照明元件被配置为直接定位在汽车装饰制品的第一表面之后。装饰元件，包括：传感器元件和照明元件；以及隐藏的正面功能性热塑性聚烯烃(TPO)薄膜。

Description

装饰元件
相关申请的交叉引用
本申请要求申请号为63/054,079，申请日为2020年7月20日的美国临时申请和申请号为17/376685，申请日为2021年7月15日的美国专利申请的优点，其全部内容在此通过引用被并入到本申请。
技术领域
本公开的示例性实施例涉及可与装饰部件一起使用的传感器元件和照明元件。
背景技术
为了通过诸如具有基底、泡沫和表皮材料的柔软表面来感测，传感器通常位于基底的后部并且必须通过完整的堆叠的材料来感测。这会导致几个问题。由于电容式传感器的基本工作方式，可以降低这种布置的灵敏度。出于同样的原因，信噪比可能较低，从而更难解释操作员与传感元件的交互。这些条件会影响传感器元件(和图标)的放置距离。
将感测和照明元件定位在表皮材料和基底之间的一些尝试已经导致操作者可以感觉到部件的构造。这是非常不希望的情况。
实用新型内容
本公开独特地解决了其他设计的已知问题。
本申请的公开试图通过将感测和照明元件移动到尽可能靠近部件的第一表面，从而从感测和照明路径去除许多层来解决这些系统的缺点。所公开的实施例的构造使用本身柔软的材料，并且与现在位于元件后面的泡沫结合，提供最终的柔软度。所公开的实施例的灵敏度是最好的并且信噪比对于这种布置也是最好的。由于本发明的光路大大减少，光传输损失可能最小，色移也是如此。本文公开的实施例通过在图标/符号之间结合遮光特征来主动解决光渗出问题。
虽然一些应用具有操作者可以感觉到的组件，但本公开的实施例直接解决了该问题。通过使用可拉伸的传感器设计并将组件嵌入稍硬但较薄的层中，操作员无法感觉到组件。
公开了一种装饰元件，包括：传感器元件和照明元件；和外展示表面层，其中，所述传感器元件和照明元件直接固定到所述外展示表面层的背侧。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述外展示表面层由具有多个隐藏图标的热塑性聚烯烃形成，所述多个隐藏图标仅在它们被所述传感器元件和照明元件的光源照亮时，从所述外展示表面层的外部展示面可见。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述传感器元件和照明元件包括柔性电容传感器。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述传感器元件和照明元件包括基底层；发光二极管(LED)框架；和上层。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述基底层包括多个传感器元件、接地平面和相关迹线，所有的所述迹线都位于可拉伸的膜上。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述多个传感器元件是柔性电容传感器。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，单色层印刷在所述多个传感器元件上。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，反射点图案被施加到所述单色层。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述发光二极管(LED)框架包括承载多个发光二极管(LEDs)的柔性框架。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述多个发光二极管(LEDs)均是侧发光发光二极管。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述上层是包括光导和遮光材料的模制层，每个光导和遮光材料分别模制到组件上，所述组件包括所述基底层和所述发光二极管(LED)框架。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述光导包括光学透明的硅树脂，而所述遮光材料包括黑色硅树脂。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述光学透明硅树脂和所述黑色硅树脂通过二次成型工艺施加。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述光学透明硅树脂的厚度防止用户通过所述外展示表面层感觉到所述发光二极管 (LED)框架的多个发光二极管(LEDs)。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述传感器元件和照明元件通过光学透明粘合剂直接固定到所述外展示表面层的所述背侧。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述装饰元件是车辆的内部装饰件。
还公开了一种形成装饰元件的方法，包括：将传感器元件和照明元件固定到外展示表面层，其中，所述传感器元件和照明元件直接固定到所述外展示表面层的背侧。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述外展示表面层由具有多个隐藏图标的热塑性聚烯烃形成，所述多个隐藏图标仅在它们被所述传感器元件和照明元件的光源照亮时，从所述外展示表面层的外部展示面可见。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述传感器元件和照明元件包括：基底层；发光二极管(LED)框架；和上层，并且其中，所述基底层包括多个传感器元件、接地平面和相关的迹线，所有的所述迹线都位于可拉伸的膜上。
除了上述的一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，所述上层是包括光导和遮光材料的模制层，每个所述光导和遮光材料分别模制到组件上，所述组件包括所述基底层和所述发光二极管(LED)框架。
附图说明
以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件以相同的方式编号：
图1是根据本公开的一个非限制性实施例的具有柔性电容传感器的装饰部件的透视图；
图2和图3是根据本公开的一个非限制性实施例的具有柔性电容传感器的装饰部件的一部分的分解图；
图4-6是示出了根据本公开的一个非限制性实施例的装饰部件的传感器元件的视图；
图7是示出了根据本公开的一个非限制性实施例的装饰部件的发光二极管 (LED)子组件的视图；
图8-12是示出了根据本公开的一个非限制性实施例的装饰部件的传感器元件和发光二极管(LED)子组件的视图；
图13-15是示出根据本公开的一个非限制性实施例的具有柔性电容传感器的装饰部件的一部分的视图。
具体实施方式
所公开的装置和方法的一个或多个实施例的详细描述在本文中通过示例而非限制的方式参考附图给出。
现在参考图1，示出了根据本公开的一个非限制性实施例的具有柔性电容传感器的装饰部件或装饰元件10的透视图。在一个非限制性实施例中，装饰部件可以是车辆的内部装饰件。非限制性示例包括扶手、中控台、内饰板、仪表板的一部分以及车辆的任何其他合适的部分。
图2和图3是根据本公开的一个非限制性实施例的具有柔性电容传感器的装饰部件或装饰元件或装饰部件或装饰元件10的一部分12的分解图。部分12 包括直接固定到外展示表面层16的传感器和照明元件14。根据本公开的一个非限制性实施例，外展示表面层16可以由热塑性聚烯烃(thermoplastic polyolefin TPO)形成具有多个隐藏图标18，当它们被位于外展示表面层16后面的光源照亮时，仅从外展示表面层16的外部展示表面20可见。或者，图标18没有被照亮时是可见的(例如，印刷有能够从其背面被照亮以使其更亮的可见标记)并且它们被光源进一步照亮，使得它们在夜间或当装饰元件10周围的区域是清晰可见的黑暗的。在又一实施例中，外展示表面层16可包括可见图标18和隐藏图标18，其中隐藏图标18仅在被光源照亮时从外展示表面层16的外部展示面 20可见。位于外展示表面层16后面的可见图标18可由位于外展示表面层16 后面的光源照亮，或者可选地，可见图标18不被位于外展示表面层16后面的光源照亮。
还应理解，除了热塑性聚烯烃(TPO)之外的材料也可用于外展示表面层 16(例如，皮革、聚氨酯、热塑性聚氨酯(TPU)或任何其他合适的材料)。
此外，如将在本文中讨论的，传感器和照明元件14固定到外展示表面层 16的背侧21。因此，传感器和照明元件14直接固定到外展示表面层16的背侧 21。换言之，没有其他组件位于外展示表面层16的背侧21与传感器和照明元件14之间。
传感和照明元件14包括三个主要部件，即基底层或传感器元件22、中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管(LED)子组件24和上层26，如图2和 3所示。现在至少参考图2-6，基底层或传感器元件22包括多个传感器元件28、接地平面30和相关迹线32，所有这些迹线32都位于薄的可拉伸膜34上。如本文所用，可拉伸膜34旨在覆盖能够弹性变形而不断裂或退化。还应理解，可拉伸膜34也是柔性的。在本公开的一个示例性实施例中，多个传感器元件28 是电容传感器元件。
薄的可拉伸膜34提供用于在顶面上印刷导电油墨和其他油墨的基底或表面，并且其相对侧(没有导电油墨)提供用于将聚氨酯(PU)泡沫粘合到其上的基底或表面。薄的可拉伸膜34还在随后的缝纫步骤期间提供线保持。接地平面 30和相关迹线32以及传感器元件28由施加到薄的可拉伸膜34的可拉伸耐用导电墨水形成。如本文所用，可拉伸耐用导电墨水旨在覆盖能够弹性变形的墨水没有致命的退化(例如，破坏导电路径)。还示出了由允许信号迹线跨越接地平面30的电介质墨水形成的电介质桥36，其中根据传感器元件28(例如，滑块传感器元件)的类型适用。此外，提供多个碳垫38以在电迹线32的终端点处提供改进的电连接。
单色层或油墨40印刷在传感器元件28上。单色层40隐藏传感器元件28 的可见性，改善光管理，并保护印刷油墨免于退化。在一个实施例中，如果随后的包覆成型步骤(如下文将讨论的)提供足够的保护，则单色层40可能不需要覆盖所有的银墨传感器元件28。
还示出了施加到单色层40的反射点图案42。反射点图案42包括反射墨水并且在图标18区域提供光均匀性。在将中间层或LED框架或LED子组件24 应用到基底层或传感器元件22之前，装饰基底层或传感器元件22。此外，基底层或传感器元件22可以设置有用于中间层或LED框架或LED子组件24的多个定位点44。
现在至少参考图1-8，中间层或LED框架或LED子组件24包括承载多个发光二极管(LEDs)48和它们相关迹线50的柔性框架46。当相关的传感器元件 28被激活时，LEDs 48点亮图标18。在一个非限制性实施例中，LED 48是侧发光或侧发光的单色LEDs。当然，可以使用任何其他合适类型的LEDs。中间层或LED框架或LED子组件24结合到基底层或单色层40顶部的传感器元件 22，使得LEDs4被定位为照亮邻近相关传感器元件28及其相关图标的区域18。至少参见图8。此时，包括基底层或传感器元件22和中间层或发光二极管 (LED)框架或发光二极管(LED)子组件24的子组件准备包覆成型。或者，中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管(LED)子组件24可被包覆成型并成为其自己的子部件。
现在至少参考1-10，上层26是包括光导52和遮光材料54的模制层，该遮光材料54模制到包括基底层或传感器元件22和中间层或发光二极管(LED) 框架或发光二极管(LED)子组件24的组件上。光导52包括光学透明的硅树脂，而遮光材料54包括黑色或不透明的硅树脂。这些材料通过二次成型工艺被成型到基底层或传感器元件22和中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管 (LED)子组件24上。
包括光导52的光学透明硅树脂被直接模制到包括基底层或传感器元件22 和中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管(LED)子组件24的子组件上作为两个硅胶成型操作中的第一个。这些光导52将来自LEDs48的光传输到图标18。光导52还将覆盖LEDs48，使得用户在最终组装中感觉不到LEDs48。换言之，光导52的厚度足够大，以致使用者无法透过上层26感觉到LEDs48。换言之，使用者的手指将无法透过上层26感觉到LEDs48。
希望与LEDs48以及基底层或传感器元件22上的单色墨水40和反射墨水 42发生光学耦合。包括光导52的光学透明硅树脂应该具有相同或更好的拉伸作为基底膜34。在一个非限制性实施例中，光导52的肖氏“A”硬度应为55 至60。
遮光硅树脂54直接模制到包括基底层或传感器元件22和中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管(LED)子组件24的子组件上。遮光硅树脂54是两次硅胶成型操作中的第二次。遮光元件54减少从一个图标18到另一个图标的光流失。它还填充周围区域，提供具有光导52的水平表面。遮光元件54的硬度和收缩水平应尽可能接近光学透明硅树脂52。此外，希望传感器和照明元件 14具有相同的最终厚度。因此，光导52和遮光硅树脂54应该彼此齐平。
假设顶层将是可能在硅树脂中的二次工艺。子组件的这种组合可以用不同的方式分解。例如，LED元件可以与有机硅元件组合作为其自己的子组件。这里讨论的材料只是一种可能的选择。还应当理解，可以使用用于光导52的其他透明材料。例如，光学透明的聚氨酯可以代替硅树脂用于光导52。在又一个实施例中，预切割的不透明硅片将提供遮光硅树脂部分54，并且该片将设置有限定光导52的切割部分。该片可以用粘合剂被施加并粘附到包括基底层或传感器元件22和中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管(LED)子组件24的组件上。此后，包括被配置为装配在相应的切口部分中的一小片硅树脂的光导52 被插入其中并且用硅树脂材料封装就位。或者，光学透明的硅树脂被模制到遮光材料片54的切口部分中。
此时，清洁光导52和遮光硅树脂54的顶面并且施加光学透明底漆或处理剂56。光学透明底漆或处理剂56确保传感器和照明元件14与外展示表面层16 的适当粘附。在替代实施例中，基于最终材料选择，底漆或处理剂56可能不是必需的。
在这一点上，现在至少参考图1-15中，传感器和照明元件14现在准备粘附或层压到外展示表面层16。在图12中，光学透明粘合剂58被施加到传感器和照明元件14的顶面。该顶面将直接固定到外展示表面层16的内表面或背侧 21。应当理解，存在许多将传感器和照明元件14结合到外展示表面层16的方法。粘合剂58必须是光学透明的、温度稳定的、柔性的并且具有用于期望应用的期望剥离强度。
一旦传感器和照明元件14粘附或层压到外展示表面层16，外展示表面层 16被装饰并且端子70和72被压接到基底层或传感器元件22和中间层或发光二极管(LED)框架或发光二极管(LED)子组件24的端子上。此时，根据本公开的各种实施例，现在提供具有柔性电容传感器的装饰部件10的部分12。至少参见图14和15。
现在，部分12包含最终部件的所有功能，并且准备好缝合到其他部件，例如从装饰部件10的部分12延伸的侧面板74。虽然在图1中仅示出了一个侧面板，至少两个侧面板74，如果需要，其他面板被考虑缝到部分12上。
在该缝合步骤期间，部件(例如，部分12和侧面板74)被缝合在一起，形成要包裹在泡沫覆盖的基材上的子组件。在缝合步骤之后，将粘合剂施加到缝合组件的稀松布一侧(部分12和侧面板74)。在一个实施例中，可能需要将粘合剂施加到要结合在一起的两个部件(例如，泡沫覆盖的基材和具有侧面板74 的部分12)。在又一个实施例中，如果将粘合剂施加到泡沫-基材子组件上就足够了，则可能不需要将粘合剂施加到缝合组件的稀松布侧面(部分12和侧面板 74)。
现在使用相关领域技术人员已知的粘合技术(例如，气囊层压)将部分12和侧面板74粘合到泡沫覆盖的基材上。此后，零件或组件10的边缘被手动包裹并且装饰组件10准备好使用。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，术语“包含”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素组件和/或它们的组。
虽然已经参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等同物替代其元素。本披露。此外，在不脱离本公开的本质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，本公开不限于作为预期用于执行本公开的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求范围内的所有实施例。

Claims (15)

1.一种装饰元件，包括：
传感器元件和照明元件；和
外展示表面层，其特征在于，所述传感器元件和照明元件直接固定到所述外展示表面层的背侧；
所述传感器元件和照明元件包括基底层；发光二极管框架；和上层。
2.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述外展示表面层由具有多个隐藏图标的热塑性聚烯烃形成，所述多个隐藏图标仅在它们被所述传感器元件和照明元件的光源照亮时，从所述外展示表面层的外部展示面可见。
3.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述传感器元件和照明元件包括柔性电容传感器。
4.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述基底层包括多个传感器元件、接地平面和相关迹线，所有的所述迹线都位于可拉伸的膜上。
5.根据权利要求4所述的装饰元件，其特征在于，所述多个传感器元件是柔性电容传感器。
6.根据权利要求4所述的装饰元件，其特征在于，单色层印刷在所述多个传感器元件上。
7.根据权利要求6所述的装饰元件，其特征在于，反射点图案被施加到所述单色层。
8.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述发光二极管框架包括承载多个发光二极管的柔性框架。
9.根据权利要求8所述的装饰元件，其特征在于，所述多个发光二极管均是侧发光发光二极管。
10.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述上层是包括光导和遮光材料的模制层，每个光导和遮光材料分别模制到组件上，所述组件包括所述基底层和所述发光二极管框架。
11.根据权利要求10所述的装饰元件，其特征在于，所述光导包括光学透明的硅树脂，而所述遮光材料包括黑色硅树脂。
12.根据权利要求11所述的装饰元件，其特征在于，所述光学透明硅树脂和所述黑色硅树脂通过二次成型工艺施加。
13.根据权利要求11所述的装饰元件，其特征在于，所述光学透明硅树脂的厚度防止用户通过所述外展示表面层感觉到所述发光二极管框架的多个发光二极管。
14.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述传感器元件和照明元件通过光学透明粘合剂直接固定到所述外展示表面层的所述背侧。
15.根据权利要求1所述的装饰元件，其特征在于，所述装饰元件是车辆的内部装饰件。
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