CN103839597A - 指针结构 - Google Patents
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Abstract
一种指针结构，包括：指针主体，指针主体由导光部件形成并具有靠近光源的导光部分和靠近可视部的导光部分，这两个导光部分经过指针弯曲部接续在一起；外反射表面，该外反射表面形成在所述指针弯曲部的外角处，使得来自光源的光线能够入射在该外反射表面上；以及内反射表面，该内反射表面形成在所述指针弯曲部的内角处，该内反射表面具有与所述外反射表面的法线以夹角相交的法线，该夹角在光入射侧小于180度且大于90度。
Description
技术领域
本发明涉及一种指针结构。
背景技术
存在一种已知的车辆指针装置，具有如布置在旋转指针用的刻度盘的中心的液晶显示器（LCD）的显示器。在这种情况下，这种显示器设置在普通旋转指针用的刻度盘前面，所述显示器能够布置在或围绕所述刻度盘的中心而没有用指针干扰所述显示器的观察。
然而，在刻度盘用于指示如车辆速度这样的重要信息并且所述显示器用于示出如当前时间这样的相对不太重要信息的情况下，以提高刻度盘的可见度的方式将所述刻度盘理想地设置在所述显示器的前面。
在图5A和5B中所示类型的指针装置中，LCD610设置在刻度盘600的背面，该刻度盘600上形成有示出例如车速的指示器，使得背面的LCD610经过形成在刻度盘600中心的孔601而露出。此外，所述指针装置包括：用于在刻度盘600上指向指示器的指针620，其上携带电子元件的电路板630，以及被安装在电路板630以旋转指针620的内部机构640（例如，参见专利文献1）。
所述指针620设置为沿着从内部机构640，依次经过所述LCD610的背面、所述LCD610的外周以及LCD610与刻度盘600之间的间隙，延伸到所述刻度盘600的背面和主表面。即，所述指针620是经过刻度盘600与LCD610之间弯折的大致S形。利用该结构，尽管所述LCD610设置在所述刻度盘600的背面，所述指针620也不妨碍LCD610的观察。
同时，为了提高其可见性，期望所述指针620自发光。在这种情况下，例如能够考虑在电路板630上以围绕所述内部机构640的旋转轴的方式设置多个LED光源，并且此外，所述指针620由导光部件作为其指针主体而形成，使得从靠近所述内部机构640的光源接收的光能够被引导到靠近所述指针主体尖端的指针可视部。进一步地，在这种自发光指针装置中使用的所述指针主体的指针弯曲部设置有用于内部反射的反射表面。
图6A和6B为示出自发光指针的参考示例的主要部分侧视图，其中反射表面分别设置在所述指针主体的指针弯曲部。
在图6A中示出的指针主体501形成为如前所述的大致S形，并具有多个指针弯曲部503a-503d。例如，靠近指针基端，即最靠近光源的指针弯曲部503a设置在靠近光源的导光部分505与靠近可视部的导光部分507之间，如图6B所示。所述指针弯曲部503a在其外角处具有倾斜大约45度形成的外反射表面511，使得来自光源的光线能够入射在该外反射表面上。此外，所述指针弯曲部503a在其内角处具有与所述外反射表面511平行形成的内反射表面513。因此，外反射表面511具有与所述内反射表面513的法线517平行给定的法线515。因此，从光源发出并与所述导光部分505的轴线X平行行进的线性光线509进入外反射表面511并在其上反射，然后变成传播到靠近可视部的所述导光部分507的反射光线521。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-2005-181301A
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在图6A和6B所示的参考示例中的所述指针结构引起一问题：因为外反射表面511和内反射表面513在指针弯曲部503a内彼此平行形成，所以从光源经过靠近光源的导光部分505行进的倾斜光线523容易泄漏到指针主体501以外。
即，如果经过所述导光部分505传播的倾斜光线523进入外反射表面511并在其上以等于其与法线515的入射角的角度反射，那么变成进入内反射表面513的第一反射光线525。在内反射表面513上入射的第一反射光线525以等于其与法线517的入射角的角度反射，然后变成经过靠近可视部的导光部分507传播的第二反射光线527。这里，如果假设外反射表面511和内反射表面513彼此平行，那么进入所述指针主体501的边界面529的第二反射光线527的相对于边界面529的入射角太小，并且容易泄漏到所述指针主体501的外面而不是进入全反射。结果，在指针弯曲部503a处具有平行的外反射表面511和内反射面513的指针结构内，存在由于光损失而不能获得用于指针照明的足够亮度。
已经鉴于以上情况作出本发明，并旨在提供一种指针结构，所述指针结构在光的利用率方面提高，并且在指针主体的指针弯曲部减少了光损失。
解决问题的手段
根据本发明的一个方面，提供了一种指针结构，包括：指针主体，所述指针主体由导光部件形成并且具有靠近光源的导光部分和靠近可视部的导光部分，这两个导光部分经过指针弯曲部接续在一起；外反射表面，该外反射表面形成在所述指针弯曲部的外角处，使得来自光源的光线能够入射在该外反射表面上；以及内反射表面，该内反射表面形成在所述指针弯曲部的内角处，该内反射表面具有与所述外反射表面的法线以夹角相交的法线，该夹角在光入射侧小于180度且大于90度。
根据如上所述配置的所述指针结构，从光源发出并经过靠近光源的导光部分传播的斜射光线进入形成在指针弯曲部的外角处的外反射表面，并且在该外反射表面上关于外反射表面法线以等于该光线的入射角的反射角反射，然后变成进入内反射表面的第一反射光线。进入在指针弯曲部的内角形成的内反射表面的第一反射光线在此关于内反射表面的法线以等于其入射角的反射角反射，然后变成传播到靠近可视部的导光部分的第二反射光线。这里，关于内反射表面，其法线相对于外反射表面的法线向光传播的方向倾斜。因此，第二反射光线以与外反射表面和内反射表面彼此平行的结构相比更大的角度进入指针主体的边界面上，并且易于在边界面处进入全反射。因此，通过减小由于经过靠近光源的导光部分的行进的斜射光线所产生的第二反射光线泄漏到指针主体外侧的可能性，能够减少光损失。
所述指针主体可具有多个数目的指针弯曲部，所述指针弯曲部当中至少最靠近所述光源的一个指针弯曲部具有所述外反射表面和所述内反射表面。
根据如上所述配置的指针结构，在存在多个指针弯曲部的情况下，随着穿过越多数量指针弯曲部，由于光损失，从光源发出并进入所述指针主体的光线具有减少的光强度。由于这一原因，通过在最靠近光源的指针弯曲部处减少强光线内的光损失，能够以高改进效率减少光损失。
根据本发明，通过在指针主体的指针弯曲部处减少光损失，能够提供一种提高光利用率的指针结构。
以上简要地解释了本发明。通过参照附图彻底地阅读以下说明的具体实施方式（以下称为“实施例”），将进一步阐明本发明的细节。
附图说明
图1为设置有具备根据本发明一个实施例的指针结构的自发光指针的组合仪表的前视图。
图2为图1所示的组合仪表的垂直剖面图。
图3为图2所示的自发光指针的整体透视图。
图4A为图3所示的指针主体的主要部分侧视图，并且图4B为图4A的部分A的放大视图。
图5A为传统指针装置的一个示例的前视图，并且图5B为图5A所示的指针装置的局部剖面图。
图6A为示出了指针主体的参考示例的主要部分侧视图，并且图6B为图6A的部分B的放大视图。
具体实施方式
以下，将参照附图来说明根据本发明的实施例。
如图1所示，本实施例的指针结构适合用于组合仪表11的自发光指针13。组合仪表11例如安装在车辆的未示出的仪表面板上。组合仪表11布置有：用于指示车辆速度的速度计15，使用LCD17作为显示器的多重显示器19，左转指示器21，右转指示器23，用于指示燃料剩余量的燃料指示器25，用于指示水温的水温指示器27，以及用于给出不系安全带或忘记关灯的警告的报警灯29。
如图2所示，速度计15，多重显示器19，左转指示器21，右转指示器23，燃料指示器25、水温指示器27和报警灯29容纳在组合仪表11的外壳31内。外壳31在其正表面与内罩33（参见图1）装接，使得内罩33隐藏那些被容纳在外壳31内的，如电路板35和驱动部37。护罩玻璃39装接在外壳31的前面。
速度计15配备有自发光指针装置41。自发光指针装置41包括自发光指针13，刻度盘43，设置在LCD17后面的驱动部37，布置为由驱动部37驱动旋转的旋转轴45，其上安装有驱动部37的电路板35，以及用于电路板35与车体线束的外部连接的连接器47。刻度盘43在前视图中形成为环状（圆环状），中心具有大致圆形孔49，其中沿着该圆形孔的外周形成有速度刻度51。LCD17布置在刻度盘43的背面，使得能够从前面通过刻度盘43的孔49看到该LCD。即，LCD17呈现出被刻度盘43的内边缘53所围绕的形式。
具有根据本实施例的指针结构的自发光指针13包括：指针主体55，主罩57，副罩59以及具有平衡部61的支撑件63，参见图3。指针主体55在靠近其基端的位置形成有光入口65。指针主体55由透明树脂材料形成，作为能够从未示出的光源输入光、并经过其内部传播光的导光部件。该树脂材料不是限制性的，但在光透射率和成型性能方面能够采用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），PC（聚碳酸酯）、PS（聚苯乙烯），COP（环烯烃聚合物）等。主罩57和副罩59每个都由遮光材料形成或用遮光膜形成，使得能够阻止光经过除后面提及的窗口85之外的区域朝着刻度盘43的主表面射出。
本实施例中的指针主体55在末端具有沿着刻度盘43的主表面69延伸布置的指针可视部83。如图4A所示，指针主体55具有指针颈部73，该指针颈部经过指针弯曲部75d接续到指针可视部83并沿着刻度盘43的内边缘53延伸到刻度盘43的背侧。通过将指针颈部73与U型弯曲部77连接，U型弯曲部77在靠近指针基端的位置进一步具有三个指针弯曲部75a-75c，指针主体55在靠近其尖端形成为大致S形。这样尽管驱动部37位于LCD17的后面，利用设计改进，也允许指针可视部83指向布置在LCD17前面的刻度盘43上的速度刻度51。
主罩57形成为槽状，该槽状主罩利用第一侧壁79以及经过底壁（未示出）而接续到相对侧的第二侧壁81，在比指针颈部73靠近指针基端的区域中，将指针主体55夹在中间。如图3所示，主罩57仅在靠近其尖端的S形区域配装到指针主体55。
副罩59具有L形罩部87，该L形罩部形成有窗口85，通过窗口85使指针可视部83暴露，并该罩部覆盖指针可视部83的两个侧表面，指针弯曲部75d的外角以及指针颈部73的两个侧表面。覆盖一个颈部侧表面的L型罩侧壁与盖部89接续，该盖部89封闭横跨在第一侧壁79与第二侧壁81之间的开口。
用于封闭开口的盖部89通过设置在第一和第二侧壁79，81与盖部89之间的爪接合结构安装到开口。
接下来，将描述根据本实施例的表征指针主体55的指针弯曲部75a-75d。顺便提及，因为指针弯曲部75a-75d在结构上大致彼此相似，所以在参考图4的同时将指针弯曲部75a作为示例描述。
在指针主体55内的指针弯曲部75连接在设置为靠近光源的导光部分91与设置为靠近可视部的导光部分93之间，参见图4。指针弯曲部75a具有形成外反射表面97的外角，来自光源的光线（线性光线95和斜射光线107）将入射在该外反射表面97上。在指针弯曲部75a的内角，内反射表面99与外反射表面97相对形成，使得来自外反射表面97的第一反射光线109能够入射在该内反射表面上。内反射表面99具有与外反射表面97的法线101相交的法线103，并且形成为倾斜表面，内反射表面的法线103与外反射表面的法线101在光入射侧以小于180度且大于90度的夹角θ相交。
更优选地，内反射表面99形成为倾斜表面，其法线103与外反射表面的法线101在光入射侧以小于180度且大于135度的夹角θ相交。这是因为不减少在指针弯曲部75a的导光路的横截面积。
尽管本实施例的指针主体55具有多个数目的指针弯曲部75a-75c，但是指针弯曲部75a-75c每个都可具有外反射表面97和内反射表面99，或着至少位于最靠近光源的指针弯曲部75a可具有外反射表面97和内反射表面99。
接下来，将描述如上配置的指针结构的功能。
在本实施例的指针结构中，从光源发出并与靠近光源的导光部分91的轴线X平行行进的线性光线95进入在指针弯曲部75a的外角形成的外反射表面97，并且在此关于外反射面的法线101以等于该光线的入射角的反射角反射，然后变成传播到靠近可视部的导光部分93的反射光线105。
从光源发出并经过靠近光源的导光部分91传播的斜射光线107进入外反射表面97，并且在此关于外反射表面法线101以等于该光线的入射角的反射角反射，然后变成进入内反射表面99的第一反射光线109。进入在指针弯曲部75a的内角形成的内反射表面99的第一反射光线109在此关于法线103以等于入射角的反射角反射，然后变成传播到靠近可视部的导光部分93的第二反射光线111。
这里，关于内反射表面99，其法线103相对于外反射表面的法线101向光传播的方向倾斜。因此，第二反射光线111在指针主体55的边界面113上以与外反射表面97和内反射表面99彼此平行的结构相比更大的角度入射，并且因此易于在边界面113上进入全反射。因此，由穿过靠近光源的导光部分91的斜射光线107所产生的第二反射光线111不易泄漏到指针主体55的外侧，这样能够减少光损失。
在本实施例的指针结构中，在存在多个指针弯曲部75a-75d的情况下，随着穿过的指针弯曲部75a-75d的数目更大，从光源发出并进入指针主体55的光线在光强方面降低。由于这一原因，如果至少在最靠近光源的指针弯曲部75a设置外和内反射表面97、99，则通过在最靠近光源设置的指针弯曲部75a更大地减少光损失，能够以高改进效率减少光损失。
因此，根据本实施例，提供了一种指针结构，通过减少在指针主体55的指针弯曲部75a处的光损失，在光利用效率方面改进了该指针机构。
顺便提及，本发明不限于上述实施例但能够被适当地修改，改进。此外，所述实施例中的组件是随意的并且在它们的材料、形状、尺寸、数量、布置点等方面不限制，只要能够实现本发明。
例如，本实施例中自发光指针13的指针主体55具有指针颈部73，该指针颈部经过指针弯曲部75d与指针可视部83接续并沿着刻度盘43的内边缘53延伸到刻度盘43的背侧。通过使指针颈部73与靠近指针基端的U形弯曲部77接续，在靠近具有四个指针弯曲部75a-75d的指针主体的尖端的区域给出大致S形。然而，根据本发明的指针结构并不局限于上述的。即，通过设置经过指针弯曲部与指针可视部接续并沿着从刻度盘的外边缘到刻度盘的背侧延伸的指针颈部，并且通过从靠近基端的指针颈部接续直线延伸部分，指针主体在其尖端能够以大致J形构成并构造有两个指针弯曲部。
Claims (2)
1.一种指针结构，包括：
指针主体，所述指针主体由导光部件形成并且具有靠近光源的导光部分和靠近可视部的导光部分，这两个导光部分经过指针弯曲部接续在一起；
外反射表面，该外反射表面形成在所述指针弯曲部的外角处，使得来自光源的光线能够入射在该外反射表面上；以及
内反射表面，该内反射表面形成在所述指针弯曲部的内角处，该内反射表面具有与所述外反射表面的法线以夹角相交的法线，该夹角在光入射侧小于180度且大于90度。
2.根据权利要求1所述的指针结构，其中，所述指针主体具有多个数目的所述指针弯曲部，所述指针弯曲部当中至少最靠近所述光源的一个指针弯曲部具有所述外反射表面和所述内反射表面。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20160824 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |