本發(fā)明涉及LED指示裝置，特別是適于車輛儀表板的LED指示裝置。

背景技術(shù)：

在車輛儀表板中，作為常見指針式指示器的替代物，已知還使用所謂的光柱表，即表盤的透明區(qū)域，其具有細長的形狀并且由一排LED從背面點亮以便形成具有可變長度的光柱。被點亮部分的長度取決于在給定時刻被點亮的相鄰LED的數(shù)量，并且提供關(guān)于可變量的可視信息，以及特別是關(guān)于在車輛中所執(zhí)行測量的可視信息，例如，速度測量、發(fā)動機RPM、燃料消耗等。

LED通常容納在相應(yīng)的空腔或單元中，也稱為“燈箱”，其設(shè)有用于將LED彼此分離的隔板。

這種隔板通常垂直于表盤并從支撐LED的印刷電路板(也稱為PCB)延伸直到表盤的下表面，以便防止任何光朝向其中LED熄滅的相鄰空腔泄漏。在實踐中，由于這種配置，光柱表的背光形成一組部段，這些部段通過由于下面隔板的存在而無光或光線昏暗的區(qū)域間隔開。通過這種配置，由于沒有光線從點亮的部段泄漏到黑暗的部段，所以在光柱表上測量值的讀數(shù)被良好地限定。這種類型的解決方案的示例在US5949346A中示出(圖44)。

然而，感覺到需要具有連續(xù)的光柱，而不是分部段的光柱。對此，如上所述，不可能簡單地減小隔板的高度和/或厚度，因為將存在光線從其中LED點亮的空腔朝向光柱表的黑暗部分的泄露，因此測量的可視指示將不會由使用者準確地感知到。

DE102010009254A1對應(yīng)于權(quán)利要求1的前序部分并且示出多個光導(dǎo)體，所述光導(dǎo)體彼此平行并容納在布置于LED光源和透明板之間的主體內(nèi)。然后將可移動的分隔壁布置在光源和這種主體之間。

優(yōu)選地，感覺到進一步需要實施具有細長形狀的光柱表，該細長形狀不是直的和平的，而是具有彎曲圖案的細長形狀。

在除了光柱表之外的應(yīng)用中，還感覺到需要通過LED從背面點亮表盤的特定透明部分，并且提供一個或多個亮點，所述亮點可從被點亮的光柱表的背景照明區(qū)分開，例如通過不同的顏色和/或更高的光強度來區(qū)分。當前，沒有已知的LED解決方案允許獲得具有不同顏色的從背面點亮的圖形區(qū)域，和/或具有均勻背景照明的從背面點亮的圖形區(qū)域，并且同時具有較高亮度的一個或多個內(nèi)點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種LED指示裝置，特別是適于車輛儀表板的LED指示裝置，其允許以簡單且成本有效的方式滿足上述需要。

根據(jù)本發(fā)明，提供如權(quán)利要求1所限定的一種LED指示裝置，特別是適于車輛儀表板的LED指示裝置。

附圖說明

現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明非限制性示例的附圖來描述本發(fā)明，其中：

-圖1是設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的LED指示裝置優(yōu)選實施例的車輛儀表板的局部前視圖；

-圖2是沿著圖1中的線II-II所截取的截面，并且其部分地示出本發(fā)明的LED指示裝置的放大示意圖；

-圖3是圖2中可見組件的局部前視圖；

-圖4是圖2中細節(jié)的進一步放大的視圖；

-圖5和圖6示出可通過本發(fā)明的LED指示裝置獲得的相應(yīng)的可視效果；

-圖7和圖8分別類似于圖3和圖6，并且它們示出圖2中所示LED指示裝置的變型；以及

-圖9和圖10類似于圖2，并且它們示出本發(fā)明的LED指示裝置的另外的變型。

具體實施方式

在圖1中，附圖標記1總體上指示車輛儀表板(部分示出)，其包括例如由聚碳酸酯制成的板所限定的表盤2，并且具有部分3，所述部分3是透光的并且可從背面點亮以便向使用者提供給定信息。

具體地，部分3由窗口限定，該窗口的形狀沿著方向4是細長的(彎曲的或直線型的均可)，并且其限定所謂的光柱表以提供關(guān)于與在車輛中所執(zhí)行的測量對應(yīng)的可變量的信息。所示的非限制性示例涉及燃料箱中的燃料量。

窗口3與刻度尺5相鄰，刻度尺5由多個刻度構(gòu)成，這些刻度有助于讀取和解釋由光柱表指示的量。具體地，窗口3沿著方向4從起點6延伸直至終點7，起點6對應(yīng)于刻度尺5的最小值，終點7對應(yīng)于刻度尺5的最大值。

如圖2中示意性所示，窗口3形成LED指示裝置10的一部分，LED指示裝置10包括多個LED源11，它們由印刷電路板12(也稱為PCB)支撐、由表盤2的平坦后表面13間隔開并且布置在沿著軸線14彼此間隔開的位置，所述軸線14對應(yīng)于方向4在板12上的投影。在所示的具體示例中，軸線4和14是平行的，因為板2和板12是平行的，但是在未示出的其它解決方案中，板2可取向成相對于板12形成入射角，或者它可稍微具有曲率。

LED源11沿著平行于軸線14的一個或多個排布置，并且它們優(yōu)選均勻地分布在板12上。

板12以未詳細描述的已知方式配置成向LED源11供電，并由控制單元12a(示意性地示出)控制，控制單元12a配置成響應(yīng)于至少一個輸入信號彼此獨立地接通/關(guān)閉LED源11。

參照圖1，在限定光柱表的窗口3的具體情況下，控制單元12a配置成一個接一個地接通LED源11，并且因此在從起點6朝向終點7的一個接通方向16上一個接一個地點亮光源窗口3，從而形成具有可變長度的光柱15，所述可變長度取決于沿軸線14已被點亮的連續(xù)LED源11的數(shù)量。

因此，光柱15具有端部17，其在窗口3中具有可變的位置，并且相對于刻度尺5，其提供在車輛中所測量的值的可視信息。當然，如果只有一些LED源11被接通，則窗口3具有從端部17到點7的黑暗區(qū)域18。

除了光柱15通過其形成為測量指示的該配置之外，控制單元12a還可配置成形成所謂的動畫效果，而不需要任何可移動的機械部件。例如，通過依次關(guān)閉和接通LED源11，可再現(xiàn)沿著窗口3從起點6到終點7行進的發(fā)光指針，或者從點6和7到窗口3的中央?yún)^(qū)域行進的發(fā)光指針。例如，這種類型的動畫效果等可用于給駕駛員提供指示發(fā)生了檢查或配置組件或車輛軟件重新啟動的信息。

如圖2和圖4中所示，裝置10包括主體20，主體20具有面向LED源11的表面21，以便接收由LED源11發(fā)射的光，并且配置成將來自表面21的光傳輸?shù)矫嫦虮砻?3的相對表面22。主體20執(zhí)行將光從LED源11傳輸?shù)奖砻?3的功能。有利地，表面21直接面向LED源11，即，沒有中間的光導(dǎo)元件或漫射元件。表面21優(yōu)選地抵靠LED源11擱置，但是在一些應(yīng)用中，該要求不影響裝置10的功能(例如對于僅用一種顏色照明的主體20而言)。另一方面，表面21可專門地從LED源11間隔開以獲得特殊效果，如將在下文中解釋的那樣。

優(yōu)選地，表面22直接面向表面13，即，不插入中間光導(dǎo)元件或漫射元件。然而，通常情況下，可在表面22和表面13之間插入一個或多個可透光的元件或材料，其配置成產(chǎn)生特殊的可視效果，諸如沿著光柱15邊緣的“柔光”型效果。

在所示的特定非限制性示例中，當主體20不變形時，表面21和22彼此平行。如圖3和圖4中所示，主體20由不透光材料(也稱為“阻光”材料)制成的基體23以及附圖標記24所指示的多個可透光元件構(gòu)成。元件24在彼此橫向間隔開的位置嵌入到基體23中，并且從表面21連續(xù)延伸到表面22以引導(dǎo)光。

元件24優(yōu)選由彼此平行且特別是與表面21正交的相應(yīng)燈絲限定。

在所示的示例中，這樣的燈絲由光纖限定，如已知的那樣光纖由玻璃質(zhì)材料制成，包括芯和裙部，并且特別有利之處在于它們是相對柔性的。

基體21的材料優(yōu)選是可彈性變形的，例如，由彈性體材料限定，通常為深色，以便確保光不在其中擴散。因此，當組裝裝置10時，具有平行六面體形狀的相同主體20可適用于彼此不同的具有非直線形狀的窗口3，因此主體20的生產(chǎn)可在一定限度內(nèi)被標準化。主體20的變形還允許其適于其中表盤2不完全平行于板12和/或表盤2不完全平坦的解決方案。

考慮到它們的結(jié)構(gòu)相似性，主體20可被別稱為“光學(xué)斑馬”，類似于稱為“斑馬”的已知電連接器。實際上，用于生產(chǎn)主體20的過程可與給“斑馬”電連接器提供的過程相同，只是用限定元件24的燈絲代替電導(dǎo)體。通過該實施例，可獲得具有標準寬度的連續(xù)條帶，然后其可被切割成具有平行六面體形狀的主體20或具有所需長度的條帶形狀的主體20。

元件24之間的距離對于基體23的材料而言必須具有足以阻擋光線從任一元件24散射到相鄰元件的最小值。因此，分配給元件24之間的距離的最小值與用于基體23的材料類型密切相關(guān)：例如，具有非常低的透射系數(shù)(即，強“阻光”)的材料允許元件24彼此非常接近。相反，具有弱“阻光”特征的材料將帶來元件24之間的更大距離。

一旦設(shè)定了上述最小距離值，則表面21、22上的燈絲24的直徑和密度主要基于板12上的LED源11的尺寸和密度并且取決于所需的光學(xué)效果來確定。

燈絲24的直徑和密度是影響要被傳輸?shù)墓鈴姸?、將被點亮區(qū)域的輪廓的均勻性和清晰度(或分辨率)的參數(shù)：例如，燈絲24的較大直徑允許亮度增加；相反，大數(shù)目的相對小直徑的燈絲24影響亮度，但允許要被點亮的區(qū)域具有更好的清晰度。

LED源11的密度明顯有助于改變待被點亮區(qū)域的均勻性、分辨率、連續(xù)性等特征。

因此，必須在裝置10的設(shè)計和開發(fā)步驟中(例如通過試驗測試)最優(yōu)化地設(shè)置在可用的各種參數(shù)之間的正確折中。

在圖2至圖4的實施例中，在表面21處，每個燈絲24面向單個LED源11。對于每個LED源11而言，可設(shè)置一根或多根燈絲24。

因此，每個LED源11的光束由一根或多根燈絲24攜載，所述燈絲“專用于”這種光束并將其攜載直至窗口3，而不干擾由其它相鄰LED源11所發(fā)射的光。

如圖4中所示，由于主體20，光從LED源11直接引導(dǎo)到窗口3，由此光以非?？珊雎缘姆绞綌U散和/或分散。因此，主體20允許清晰地限定窗口3中被點亮區(qū)域的輪廓(即，在圖1和圖2所示示例中的光柱15的端部17)。

通過LED源11和表面21之間的任何空的空間或“間隙”、通過表面22和表面13之間以及窗口3的透明材料內(nèi)的任何空的空間或“間隙”來提供擴散的唯一可能性。光在表面22和表面13之間和/或在窗口3的材料中的輕微擴散仍是重要的，因為它允許在窗口3中感知到基本上連續(xù)的照明，而不是感知到由燈絲24的端部限定的一組亮點。

為了實現(xiàn)這種效果，表面22和表面13優(yōu)選地彼此間隔開：為了在表面13上獲得連續(xù)照明，將表面22和表面13之間的距離設(shè)置為兩個相鄰燈絲24之間的距離的函數(shù)以及設(shè)置為由燈絲24所發(fā)射的光束的接收錐形角度的函數(shù)是足夠的。

為了獲得光柱15的連續(xù)效果，優(yōu)選的是LED源11和表面21之間的空的空間或“間隙”是可忽略的。因此，從任何一個LED源11發(fā)出的光束不會干擾相鄰的LED源11。

由于由主體20執(zhí)行的光導(dǎo)功能，LED源11不必被容納在由隔板分開的空腔中。沒有這種隔板，與現(xiàn)有技術(shù)相比，LED源11可布置在相對于彼此靠近的位置。

為了進一步增加板12上的LED源11的密度，裝置10優(yōu)選地使用有利的布置10：LED源11由相應(yīng)的電子電路或芯片限定，這些電子電路或芯片使用LED技術(shù)發(fā)光，而沒有放置在周圍的任何殼體。換言之，LED源11不由市場上可獲得的并且已知由發(fā)射器電子電路和相應(yīng)殼體組成的常見LED限定。因此，可以使用LED源11，其具有的最大尺寸或直徑比市場上可獲得的常見LED的尺寸小25％。

在該方面，通過示例的方式，應(yīng)該指出的是這樣的LED目前在市場上可獲得，其在商業(yè)上稱為MINI TOPLED(微型TOPLED，注冊商標)，并且包括基本上成形為平行六面體的殼體，具有約2.3毫米的長度，以及約1.5毫米的寬度，并且包含發(fā)射器電子電路：在這種情況下，估計發(fā)射器電子電路單獨可具有約0.375毫米的直徑。顯然，通過這樣小的尺寸，與已知的解決方案相比，可顯著增加板12上的LED源11的表面密度。

如圖5和圖6中所示，由于在燈絲24和LED源11的布置中可獲得的高密度，裝置10可用于從背面點亮的圖形區(qū)域25a、25b，其包括可用背景顏色點亮的區(qū)域26a、26b以及至少一個區(qū)域27a、27b，所述至少一個區(qū)域27a、27b在區(qū)域26a、26b內(nèi)部并且可以不同方式點亮，即以不同的顏色和/或以不同的光強度點亮。

為了實現(xiàn)這些效果，裝置10的一個或多個LED源11具有不同于其它周圍LED源11顏色和/或強度的特征。

根據(jù)變型，不是使用彼此不同的LED源11，而是通過控制單元12a實現(xiàn)它們之間的光強度的變化，控制單元12a不僅配置成彼此獨立地接通/關(guān)閉LED源11，而且響應(yīng)于一個或多個輸入信號獨立于其它LED源11來控制來自每個LED源11的光強度的變化。

具體地，控制單元12配置成通過控制電源振幅的變化，或者通過保持這種振幅恒定而通過PWM控制電源脈沖的變化來改變每個LED源11的光強度。

由于可以接通/關(guān)閉LED源11并且優(yōu)選地獨立地改變它們的光強度，能夠：

-獲得與背景照明26a區(qū)分開的亮點27a，即所謂的標記(圖5)；

-獲得圖形區(qū)域25b(圖6)上的任何期望的字詞或信息；事實上，通過根據(jù)上述輸入信號控制每個LED源11的接通/關(guān)閉和/或光強度，控制單元12a能夠相比于區(qū)域26b改變區(qū)域27b的數(shù)量、范圍和形狀，以便改變由表盤2發(fā)出的光信息；主體20將由LED源11形成的光圖像傳送到圖形區(qū)域25b，圖形區(qū)域25b實際上變成顯示器，該顯示器的圖像清晰度基本上由針對基體23中的燈絲24所選定的密度和直徑表示而不僅僅是由板12上的LED源11表示。

因此，可以在光柱表中顯示一個或多個標記，也可以用不同顏色/亮度來點亮徽標，可以點亮字母或數(shù)字等，可選地利用閃光燈效果，因此在儀表盤1的設(shè)計和實施上具有很大的自由度。

在圖7和圖8的變型中，相比于LED源11，燈絲24的直徑和位置設(shè)置成使得每根燈絲24同時面向：

-至少一個LED源11a，其適于發(fā)射第一顏色(或第一光強度)的光束；以及

-至少一個LED源11b，其適于發(fā)射不同于第一顏色的第二顏色(或不同于第一光強度的第二光強度)的光束。

兩個LED源11a和11b彼此相鄰，并且響應(yīng)于由控制單元12a的控制彼此交替地點亮，因為它們可彼此獨立地被控制。因此，主體20的每根燈絲24可將兩種顏色(或光強度)中的一個或另一個傳輸?shù)缴厦娴耐该鲌D形區(qū)域，其用附圖標記29指示并且部分地在圖8中示出。因此，圖形區(qū)域29的各個區(qū)域可用不同的顏色(或用不同的光強度)點亮。

在圖9的變型中，裝置10允許獲得光柱15，其具有部段效果但沒有接合線，即光柱由具有相對長的長度的一系列相鄰區(qū)域或區(qū)段30組成，每個區(qū)域或區(qū)段由多根燈絲24均勻地點亮。當它們被同時點亮?xí)r，相鄰的區(qū)段顯現(xiàn)出而不具有在彼此之間的任何可見的分隔線。

可通過增加LED源11和主體20的表面21之間的距離以確保一組燈絲24的均勻照明來確保該功能，該組燈絲24由每個單獨的LED源11點亮，從而確保燈柱15的每個區(qū)段的均勻照明。

為了最優(yōu)地限定光柱15的各個區(qū)段的延伸范圍，裝置10優(yōu)選包括多個隔板31，其由不透光的材料制成，從板12懸置，在表面21處終止并且一起限定一系列的單元32，所述單元32沿著軸線14連續(xù)地布置并且分別容納LED源11中的至少一個。在每個單元32中發(fā)射的光由多根燈絲24傳輸直至表面22，在表面22的下游，光具有擴散以形成相應(yīng)區(qū)段30的可能性。

再次根據(jù)相鄰燈絲24之間的距離和接收錐形角度來設(shè)置表面13和22之間的距離，以便通過來自相鄰燈絲24的光束在表面13上獲得連續(xù)照明。表面13和22之間的距離優(yōu)選地設(shè)置成在表面13上也點亮與下面的隔板31的位置相對應(yīng)的空間，以避免光柱15中的相鄰區(qū)段30之間的光的不連續(xù)性。

根據(jù)圖10中的變型，主體20的元件24不由燈絲限定，而是由塊限定，所述塊例如具有平行六面體形狀。當在窗口3中需要串列以在窗口3中形成具有特定形狀的發(fā)光幾何圖案時，該變型是有利的。例如，在成形為平行六面體的透明塊的情況下，可以在窗口3中形成相應(yīng)點亮的矩形。具體地，可選地與隔板31的存在相結(jié)合，該裝置可用于獲得與圖9中所示的區(qū)段光柱相同的光學(xué)效果。

鑒于上述，顯然裝置10的主體20允許光從LED源11被引導(dǎo)到表面13，防止由附近的源所發(fā)射的光的干擾，并且防止被引導(dǎo)的光的強烈分散，以便獲得具有清晰輪廓的照明區(qū)域。同時，由于不需要布置在LED源11之間的附加隔板，可將LED源11布置在相對靠近的位置，使得主體20的所有燈絲24在表面21處被點亮，并且因此受到所傳輸?shù)墓獾挠绊憽?/p>

由此，可獲得點亮區(qū)域，例如以連續(xù)漸進方式點亮而不是以部段點亮的光柱15。

同時，LED源11被單獨地控制，即它們可以彼此獨立地接通/關(guān)閉和/或可以可變的強度發(fā)射光。因此，可在圖形區(qū)域上提供光信息方面具有很大的靈活性：例如，可在光柱表上形成標記，或者可將裝置10用作任何顯示器。

此外，如果需要的話，可以采用特殊措施以在窗口3中獲得部段照明和/或特殊照明效果和/或特殊圖案。因此，主體20使得儀表板1中的圖形區(qū)域的設(shè)計更加靈活，如例如可在圖5至圖10的應(yīng)用中看到的那樣。

此外，基體23和元件24由柔性材料制成，使本體20除了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)可用的空間和/或幾何形狀之外能夠適應(yīng)于其它的空間和/或幾何形狀。

最后，顯然的是可對參照附圖描述的裝置10進行改變和變型，上述改變和變型不落入如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍之外。

具體地，主體20的形狀和尺寸可以不同于作為示例指示的那些形狀和尺寸；和/或LED源11可由傳統(tǒng)的LED限定。