專利名稱：增強(qiáng)的背光照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的儀表板領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及包括用于從例如屏幕，特別是液晶屏幕(用于“液晶顯示”的LCD)的顯示表面的背部發(fā)光(或背光照明)的裝置的儀表板。更特別地，本發(fā)明涉及具有光源的背光照明，以便改進(jìn)顯示對(duì)比度，由此即使在黑暗的或照明不足的位置中也能保證好的清晰度。
背景技術(shù)：
背光照明特別地被用在車輛的儀表板中。儀表板通常顯示例如不同的速度水平、車輛內(nèi)部的流體(油、燃料等)的水平或駕駛員想要的任何其它的指示的文字。采用背光照明，在夜晚或更通常地在環(huán)境亮度不足的情況下，儀表板的文字可以具有好的可視性。為了保證這樣的背光照明，按照現(xiàn)有技術(shù)，采用例如燈或發(fā)光二極管(也被稱為用于“發(fā)光二極管”的LED)的照明源的措施。但是，通過采用二極管(LED)，不可能獲得與所提供的背光照明的均一性有關(guān)的完全滿意的結(jié)果。實(shí)際上，如圖IA中所示，應(yīng)當(dāng)注意的是，由二極管發(fā)射的輻射的光強(qiáng)度根據(jù)相對(duì)于其輻射的法線N的偏差快速地?fù)p失其強(qiáng)度。光輻射的“法線”的意思是通過光源S并跟隨其光強(qiáng)度最大值的直線?！拜椛溴F”的意思將是通過所述源并與法線形成非0角度的直線在輻射的法線N周圍旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的包跡內(nèi)部的空間部分。輻射的光強(qiáng)度根據(jù)相對(duì)于法線的距離降低。例如，輻射的光強(qiáng)度在具有80°的角度的輻射錐外部變成近似O。為了保證要被背光照明的整個(gè)表面的照明，參照?qǐng)DIB的按照現(xiàn)有技術(shù)的背光照明裝置由多個(gè)在整個(gè)背光照明裝置上規(guī)則地分布的二極管90構(gòu)成。采用這樣的裝置，整個(gè)表面可以被背光照明，但是它具有表面的背光照明不均一的缺點(diǎn)，位于每個(gè)二極管的法線處的表面部分以比表面的剩余部分強(qiáng)的輻射照明。選擇性地，現(xiàn)有技術(shù)提出使用能夠?qū)⑤椛涞囊徊糠址祷貙⒈槐彻庹彰鞯谋砻娴哪承┎糠稚系姆瓷浔砻妗５?，出現(xiàn)了批評(píng)，因?yàn)樵摲桨覆辉试S當(dāng)保證背光照明的均一性時(shí)整個(gè)表面被照明。實(shí)際上，雖然反射表面的使用允許輻射朝向?qū)⒈槐彻庹彰鞯谋砻娴脑跊]有該裝置的情況下光輻射不能到達(dá)的某些區(qū)域反射，但是在輻射直接到達(dá)的表面部分和通過輻射的反射到達(dá)的部分之間光強(qiáng)度存在差別。此外，關(guān)于背光照明應(yīng)當(dāng)特別地滿足的某些限制提出了評(píng)論，特別是對(duì)于除了將被背光照明的表面的全面的和均一的背光照明之外，還能夠獲得某些預(yù)定區(qū)域的特定照明的事實(shí)。具有雙反射表面的結(jié)構(gòu)的實(shí)例將在文件DE10211123、W02010/112979和US2007/091641中找到，并且具有直接從照明源接收光的附加表面的結(jié)構(gòu)的實(shí)例將在文件US2005/041173 中找到。

發(fā)明內(nèi)容
為了應(yīng)對(duì)所提到的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種包括用于對(duì)將被背光照明的表面進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于包括-至少一個(gè)傳遞輻射的照明源，-被布置為面對(duì)照明源的輻射錐的第一反射表面，-被布置為在一個(gè)方面面對(duì)第一反射表面并在另一個(gè)方面面對(duì)將被背光照明的表面以便使被第一反射表面返回將被照明的表面的至少一個(gè)區(qū)域上的輻射返回的第二反射表面，以及-被布置為使被第一反射表面朝向?qū)⒈槐彻庹彰鞯谋砻娴囊粋€(gè)或幾個(gè)部分返回的 輻射的一部分選擇性地返回的第三反射表面。通過采用兩個(gè)彼此面對(duì)的反射表面，并且兩個(gè)表面中的一個(gè)還面對(duì)將被背光照明的表面，可以在整個(gè)或部分表面上具有均一的輻射擴(kuò)散。有利地但是可選地，本發(fā)明包括下面的特征中的至少一個(gè)-照明源包括多個(gè)燈，-燈是發(fā)光二極管，-第一表面包括多個(gè)反射表面，每個(gè)與多個(gè)燈中的一個(gè)關(guān)聯(lián)，并被布置為面對(duì)燈的輻射錐，-多個(gè)第一反射表面被布置為使來自光源的輻射朝向位于第二反射表面上的相同的點(diǎn)返回，-第一反射表面是拋物線的，-第一反射表面是橢圓的或雙曲線的，-第二反射表面是拋物線的，-第二反射表面是橢圓的或雙曲線的，-該裝置包括具有改進(jìn)的亮度的膜，-將被背光照明的表面包括IXD屏。


當(dāng)參照作為非限制的實(shí)例給出的附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的其它的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚,并且其中:圖IA示意性地示出用于示出現(xiàn)有技術(shù)的LED和所形成的輻射錐，圖IB示出按照現(xiàn)有技術(shù)的背光照明裝置，圖2示意性地示出按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例的儀表板，圖3是沿在圖2中被標(biāo)記為A-A的剖面的圖2的剖面圖，圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例的背光照明裝置的頂部示意圖，圖5A-5C示意性地示出按照本發(fā)明的用于第一反射表面的三個(gè)可能的形狀，圖6是按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例的背光照明裝置的示意圖，圖7是按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例的背光照明裝置的分解圖，圖8是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的背光照明裝置的分解圖，
圖9A-9C示意性地示出用于第二反射表面的三個(gè)可能的形狀，圖10是按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例的背光照明裝置的示意圖，圖11是第二反射表面的不意圖，圖12示意性地示出按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例的背光照明裝置，圖13示意性地示出按照本發(fā)明的另一個(gè)特別的實(shí)施例的背光照明裝置，圖14A和14B示意性地示出按照本發(fā)明的第一反射表面的兩個(gè)可能的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在圖3中，儀表板被表示為包括顯示屏E，例如與背光照明裝置I關(guān)聯(lián)的液晶屏(LCD)。儀表板，特別是顯示屏E，可以是許多選擇性的實(shí)施例的主題。特別地并且沒有限制地，將提到采用與移動(dòng)指針指示器(mobile needle indicator)關(guān)聯(lián)的絲印屏(screen-printed screen)替換液晶屏(LCD)、將整個(gè)部件放置在殼體中并將透明的玻璃片定位在裝置的前部等的可能性。由于這樣的儀表板的通常結(jié)構(gòu)是已知的，因此隨后將不進(jìn)行更詳細(xì)的描述，并且相反，隨后試圖描述背光照明裝置I的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2和3并按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例，背光照明裝置I包括具有能夠接收以下描述的背光照明裝置的元件的外殼的殼體11。這樣的殼體可以由用于所述背光照明裝置的用途的任意適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，并且隨后將不進(jìn)行進(jìn)一步的詳述。參照作為圖2的剖面AA的視圖的圖3，背光照明裝置I在殼體11中包括至少一個(gè)傳遞輻射R的照明源10、被布置為面對(duì)照明源10的輻射錐的第一反射表面12、和被布置為在一個(gè)方面面對(duì)第一反射表面12并在另一個(gè)方面面對(duì)整個(gè)將被背光照明的表面18(例如由屏E的背面形成)以便反射被第一反射表面12返回到整個(gè)或部分將被背光照明的表面18的輻射的第二反射表面14。因此，第一反射表面12面對(duì)以輻射的法線為中心的光源10的輻射錐。有利地，第一反射表面12面對(duì)至少40°的輻射錐，優(yōu)選地但是非限制地，面對(duì)至少60°的輻射錐。因此，從照明源10朝向第一反射表面12發(fā)出的光線R1被第一反射表面12朝向第二反射表面14返回；第二反射表面14使光線返回將被背光照明的表面18的一部分上。反射表面12和14的布置和幾何形狀相對(duì)于照明源10是這樣的，它們?cè)试S整個(gè)將被背光照明的表面18的均一的背光照明。參照?qǐng)D2，如果必要的話，背光照明裝置還包括布置在第二反射表面14的一部分上以便選擇性地使被第一反射表面12朝向?qū)⒈槐彻庹彰鞯谋砻?8的一個(gè)或多個(gè)部分返回的輻射的一部分返回的第三反射表面16。因此，該第三反射表面16的布置和幾何形狀使得被第一表面12反射的輻射的一部分(光線R2作為實(shí)例被示出)能夠被返回到將被背光照明的表面18的特定部分上，這 些區(qū)域應(yīng)當(dāng)特別地比本身應(yīng)當(dāng)被均一地照明的表面的剩余部分更好地被照明。參照?qǐng)D3并按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例，照明源包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED10a、10b、10c、IOd和10e)。這些二極管優(yōu)選地被固定(例如，通過焊接)在殼體11的印刷電路110上(如圖2中所示)。該印刷電路110—方面包括用于安裝二極管所需的外殼，另一方面包括用于控制發(fā)光二極管并對(duì)其供電所需的整個(gè)電路。這樣的印刷電路是現(xiàn)有技術(shù)已知的并且將不進(jìn)一步詳述。
回到圖3，照明源IOa-IOc的每一個(gè)二極管分別與第一次級(jí)反射表面12a_12e關(guān)聯(lián)，這些第一反射表面中的每一個(gè)被布置為面對(duì)分別與其關(guān)聯(lián)的二極管的輻射錐，以便朝向背光照明裝置共有的第二反射表面14反射輻射。更具體地并按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，規(guī)定整個(gè)反射表面IOa-IOe應(yīng)當(dāng)使光福射朝向相同的點(diǎn)A返回。參照?qǐng)D5A-5C，每一個(gè)具有本發(fā)明的一個(gè)特別的特殊實(shí)施例，每個(gè)第一反射表面12可以具有-圖5A中不出的橢圓形，也就是說，第一反射表面12具有橢圓的曲率(curvature),這樣,光源10被包括在由第一反射表面12的曲率限定的凸出的組件中，-圖5B中示出的雙曲線形，也就是說，第一反射表面12具有雙曲線的曲率，這樣，光源10被包括在由第一反射表面12的曲率限定的凸出的組件中，-或者更優(yōu)選地，圖5C中示出的拋物線形，也就是說，第一反射表面12具有拋物線·的曲率，這樣，光源10被包括在由第一反射表面12的曲率限定的凸出的組件中。實(shí)際上，采用拋物線的反射表面，優(yōu)選地可以使輻射錐的全部光線返回，面對(duì)的表面沿相同的方向布置。因此，被第一反射表面12返回的光束是平行光束，在第一反射表面12上被反射的輻射錐的圖像。參照?qǐng)D6并按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，第一反射表面12還包括被布置在光源10和第一反射表面12之間的半反射鏡元件120。采用這樣的半反射鏡，可以使以非平行的方式被反射表面12返回的來自光源10的某些光線朝向?qū)⒈槐彻庹彰鞯谋砻?8返回，特別是在使用第一橢圓的或雙曲線的反射表面的情況下。因此，逆射鏡元件(back-reflecting mirror element) 120能夠使得來自二極管的光線傳播到第一反射表面12，但是使從第一反射表面12發(fā)出的光線沿其它方向反射。在一個(gè)特別的實(shí)施例中，逆射鏡120是平面的并與將被背光照明的表面18平行。其它的替換也是可能的，例如根據(jù)被第一表面12返回的通量的分布的用于逆射鏡120的凸出的或凹入的幾何形狀。參照?qǐng)D7并按照本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例，背光照明裝置包括被布置為一方面面對(duì)第一反射表面12，另一方面面對(duì)將被背光照明的表面18的第二反射表面14，以便使被第一反射表面反射的輻射返回到整個(gè)將被背光照明的表面上。優(yōu)選地，第二反射表面14是拋物線類型。實(shí)際上，采用這樣的拋物線表面，有利地可以使從第一反射表面12發(fā)出的光線均一地?cái)U(kuò)散。第二反射表面14沿與將被背光照明的表面18平行的第一方向Dl具有凹度，這樣，將被背光照明的表面被包括在由第二反射表面14的曲率限定的凸出的組件中。參照?qǐng)D8并按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，第二反射表面14具有雙曲線的幾何形狀以便沿第一方向Dl具有凹度(朝向?qū)⒈徽彰鞯谋砻?，還具有三維拋物線曲率以便沿與將被背光照明的表面18平行并垂直于方向Dl的方向D2具有凹度(朝向?qū)⒈徽彰鞯谋砻?。這樣的布置提供更好的背光照明的均一性。參照?qǐng)D9A-9C，每一個(gè)具有本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，第二反射表面14的幾何形狀可以是-橢圓的，也就是說，第二反射表面14具有橢圓體的曲率,這樣,將被照明的表面18被包括在由第二反射表面14的曲率限定的凸出的組件中，
-雙曲線的，也就是說，第二反射表面14具有雙曲線的曲率，這樣，將被照明的表面18被包括在由第二反射表面14的曲率限定的凸出的組件中，-或拋物線的，也就是說，第二反射表面14具有拋物線的曲率，這樣，將被照明的表面18被包括在由第二反射表面14的曲率限定的凸出的組件中。參照?qǐng)D10并按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，背光照明裝置在將被背光照明的表面18處包括擴(kuò)散膜(也就是說，允許從第二反射表面14發(fā)出的光的好的擴(kuò)散)，以便增大背光照明的均一性。此外，該擴(kuò)散膜180是具有增強(qiáng)的亮度的膜(也被稱為增亮膜(BEF))或具有雙重亮度增強(qiáng)的膜(也被稱為反射式偏光增量膜(dual brightness enhancementfilm, DBEF))，通過它可以增強(qiáng)來自第二反射表面14的輻射的亮度。在與膜180的第二反射表面14相対的ー側(cè)，放置例如是液晶屏(用干“液晶顯示”的LCD)或現(xiàn)有技術(shù)已知的并且允許背光照明的任意其它的顯示裝置的將被背光照明的表面182。
參照?qǐng)D11并按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，背光照明裝置的第三反射表面16包括多個(gè)條紋160,條紋160包括反射表面162并被布置為面對(duì)具有棱柱的幾何形狀的第一反射表面12，這樣被第一輻射表面12反射的輻射的一部分返回將被背光照明的表面18的ー個(gè)或多個(gè)特定的部分，這些部分必須以更強(qiáng)烈的方式照明。該第三表面優(yōu)選地位于光源和第二反射表面之間。參照?qǐng)D12并按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，殼體11包括矩形平行六面體的幾何形狀，其特征是長(zhǎng)度^、橫向長(zhǎng)度Dt和高度H。多個(gè)源10沿殼體11的橫向邊緣對(duì)齊。參照?qǐng)D12和14A，第一表面12通過按照如較早描述的拋物線、雙曲線或橢圓體類型的軌跡的長(zhǎng)度Dt的第一部分產(chǎn)生，剰余的部分與殼體11的橫向邊緣平行。至于第二反射表面14，它通過與第一部分平行的第二部分產(chǎn)生并跟隨朝向殼體的頂部(也就是說，朝向?qū)⒈徽彰鞯谋砻?8)、更具體地如較早描述的拋物線、雙曲線或橢圓體類型的凹入曲率。按照ー個(gè)可能的替換并參照?qǐng)D13，第二反射表面14通過朝向?qū)⒈徽彰鞯谋砻?8的凹入曲率142產(chǎn)生，其跟隨朝向殼體的頂部(也就是說，朝向?qū)⒈徽彰鞯谋砻?8)、更具體地如較早描述的拋物線、雙曲線或橢圓體類型的凹入曲率。至于第三表面，它具有多個(gè)與殼體11的橫向邊緣平行的條紋。參照?qǐng)D14B，按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施例，第一反射表面12包括多個(gè)分別與源IOa-IOe關(guān)聯(lián)的次級(jí)反射表面12a_12e。這些次級(jí)表面12a_12e中的每ー個(gè)通過作為朝向相關(guān)聯(lián)的源的凹面的曲率產(chǎn)生，該曲率(拋物線、橢圓體或雙曲線)圍繞光源的法線軸對(duì)稱。
權(quán)利要求
1.一種包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，包括 -至少一個(gè)傳遞輻射的照明源(10)， -被布置為面對(duì)照明源的輻射錐的第一反射表面(12)， -被布置為在一個(gè)方面面對(duì)第一反射表面(12)并在另一個(gè)方面面對(duì)將被背光照明的表面以便使被第一反射表面返回到將被照明的表面(18)的至少一部分上的輻射返回的第二反射表面(14)，以及 -被布置為使被第一反射表面(12)朝向?qū)⒈槐彻庹彰鞯谋砻?18)的一個(gè)或幾個(gè)部分返回的輻射的一部分選擇性地返回的第三反射表面(16)。
2.如權(quán)利要求I所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，照明源包括多個(gè)燈(10a、10b、10c、10d、IOe)。
3.如權(quán)利要求2所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，燈是發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求2或3所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，第一表面包括多個(gè)次級(jí)反射表面(12a、12b、12c、12d、12e),每個(gè)與多個(gè)燈(10a、10b、10c、10d、10e)中的一個(gè)關(guān)聯(lián)并被布置為面對(duì)燈的輻射錐。
5.如權(quán)利要求4所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，多個(gè)第一次級(jí)反射表面(12a、12b、12c、12d、12e)被布置為使光源的輻射朝向位于第二反射表面(14)上的相同的點(diǎn)(A)返回。
6.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，每個(gè)第一反射表面(12)是拋物線的。
7.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，每個(gè)第一反射表面(12)是橢圓的或雙曲線的。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，第二反射表面(14)是拋物線的。
9.如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，第二反射表面(14)是橢圓的或雙曲線的。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，它包括具有增強(qiáng)的亮度的膜(180)。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，將被背光照明的表面(18)包括LCD屏。
全文摘要
本發(fā)明涉及增強(qiáng)的背光照明裝置。本發(fā)明中的同系物符號(hào)涉及一種包括用于對(duì)將被背光照明的表面(18)進(jìn)行背光照明的裝置的儀表板，其特征在于，包括至少一個(gè)傳遞輻射的照明源(10)，被布置為面對(duì)照明源的輻射錐的第一反射表面(12)，被布置為在一個(gè)方面面對(duì)第一反射表面(12)并在另一個(gè)方面面對(duì)將被背光照明的表面以便使被第一反射表面返回到將被照明的表面(18)的至少一個(gè)區(qū)域上的輻射返回的第二反射表面(14)，以及被布置為使被第一反射表面(12)朝向?qū)⒈槐彻庹彰鞯谋砻?18)的一個(gè)或幾個(gè)部分返回的輻射的一部分選擇性地返回的第三反射表面(16)。
文檔編號(hào)B60Q3/04GK102658795SQ201110462288
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者虞睿 申請(qǐng)人:法國(guó)馬涅蒂·馬雷利公司