具有可变显示器的仪表的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及具有带有多个图形的刻度盘的仪表，其中一次仅照亮其中一个图形，而剩余图形具有暗淡(dead)的正面外观。
【背景技术】
[0002]仪表通常在不同的应用中使用以向驾驶者传达关于车辆的各种运行状态的信息。多个仪表可以被包括作为仪器组的一部分，以便向驾驶者提供关于车辆速度、发动机速度、所用燃料量、发动机温度、燃料经济性等等的信息。仪表也用于除汽车用途之外的应用，例如空气压缩机、锅炉等。当在车辆中使用时，典型的仪表从诸如车辆的电子控制单元(ECU)的装置接收信息。这些仪表包括旋转且与标度的各个部分对齐的指针，并且该指针沿标度移动至各个位置，其取决于从ECU接收的信息。
[0003]然而，大多数这类仪表具有在标度前方的指针，并且指针绕轴线旋转。指针通常安装在仪表的中心附近，并且向外延伸，与标度的一部分重叠。指针被校准，以便在基本上垂直地观察仪表时与标度的所述部分合适地对齐。由仪表提供的读数在从各个角度观察时可具有误差范围。另外，指针占据仪表前方的空间，这限制了可以在标度上显示的信息的量。
[0004]因此，对于这样一种仪表处在需要:其能从不同角度观察，提供准确的读数并且改善标度的读取。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种仪表，该仪表使用棱镜或其它类型的反射镜来照亮刻度盘上的单个图形，使得在仪表的运行期间仅显示刻度盘上的一个图形。其余图形都具有“暗淡的正面”外观，并且不可见。在一个实施例中，本发明为无指针仪表，其具有外壳、安装在外壳内的印刷电路板(PCB)、安装到PCB的致动器、以及延伸穿过致动器的轴。发光二极管(LED)安装在PCB上轴附近，使得当LED被激活时光穿过轴。管部分安装在轴的端部上，棱镜连接到管部分，并且刻度盘安装在外壳中棱镜附近。多个图形位于刻度盘上，并且所述多个图形中的每一个代表运行参数的量度。透镜安装在外壳中刻度盘附近，使得透镜相对于棱镜在刻度盘的相对侧上。
[0006]致动器使轴旋转以将棱镜定位在代表运行参数的量度的所述多个图形中的一个附近，并且从LED发出的光穿过轴并且由棱镜导向通过所述多个图形中的一个。
[0007]代替具有使用机械装置朝始终显示在标度上的多个值中的一个移动的指针，本发明的仪表一次仅呈现一个离散值。刻度盘在透镜后面，并且棱镜在刻度盘后面。在一个实施例中，致动器是位于PCB的顶部上的步进马达，并且LED被置于步进马达的轴下方，使得棱镜将光透射到刻度盘的所需区域。刻度盘也包括中心图形或图标，其可根据使用仪表的应用的类型而变化。仪表能够显示不同的值，而图标则在仪表的中心始终保持被照亮。
[0008]在刻度盘下面，棱镜(或在备选实施例中，反射镜)由仪表的轴移动。轴使棱镜旋转以将棱镜置于代表刻度盘的所需值的图形下方，仅照亮该图形并使其对于使用者可见。另外，棱镜连续地照亮位于刻度盘中心的图形。本发明适用于仪器组中的任何仪表或其它应用。
[0009]本发明的仪表的优点之一是在刻度盘存在更多空间，这提供了仪表的更干净的设计和改善的可视性。刻度盘位于更靠近透镜处改善了其从不同视角的可视性。本发明的仪表还具有相比典型仪表数量减少的部件，从而降低了成本。此外，本发明的仪表在长度上短于典型仪表，使得本发明的仪表可以满足更严格的包装要求。
[0010]在备选实施例中，棱镜或反射镜可以是不同形状的，从而用LED提供刻度盘的值的照明。另外，刻度盘的值的照明可利用来自不同光源或显示器的光束来实现。
[0011]在其它备选实施例中，致动器可安装在PCB的不同侧(例如，顶侧或底侧)上，并且仍然执行以上所述功能。当致动器安装在PCB的底侧上时，来自LED的光直接传送到管部分内，而不是穿过轴。
[0012]本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。
【附图说明】
[0013]通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，附图中:
图1是根据本发明的实施例的仪表的剖视图；
图2A是根据本发明的实施例的仪表的第一前视图；
图2B是根据本发明的实施例的仪表的第二前视图；
图3是根据本发明的实施例的仪表的第三前视图，其中所有图形均可见；
图4是根据本发明的实施例的仪表的透视图，其中外壳被移除；
图5是根据本发明的实施例的仪表的备选实施例的透视图，其中外壳被移除；以及图6是根据本发明的实施例的仪表的备选实施例的剖视图。
【具体实施方式】
[0014](多个)优选实施例的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。
[0015]根据本发明的仪表的实施例在图1-4中一般地不出为10。仪表10包括具有外侧壁14的外壳12。凸棱部分16形成为侧壁14的一部分，并且在凸棱部分16上安装有印刷电路板(PCB) 18。在PCB 18上安装有仪表10的运行所需的各种电路以及一般地示出为20的致动器，致动器在该实施例中为步进马达。然而，在本发明的范围内可以使用其它类型的致动器。
[0016]步进马达20包括用于使轴22旋转的各种部件，并且轴22远离步进马达外壳24向外突出。在轴22的端部26上安装有管部分28，并且管部分28连接到光导向装置，光导向装置在该实施例中为棱镜30。棱镜30由轴22旋转，并且步进马达20使轴22旋转。棱镜30位于刻度盘32附近，并且刻度盘32具有各种图形或图标34，其提供对运行状态的各种范围的指示，如图3所示。
[0017]外壳12也包括内台阶部分36，并且刻度盘32安装在内台阶部分36上，如图1所示。透镜38在刻度盘32的顶部上定位在外壳12中，使得从棱镜30投射的光穿过刻度盘32和透镜38。透镜38和刻度盘32由一般地示出为40的座圈固定到内台阶部分36。座圈40具有与主体部分44 一体地形成的第一凸缘部分42以及同样与主体部分44 一体地形成的第二凸缘部分46。在组装期间，第一凸缘部分42和第二凸缘部分46变形或“卷曲”到图1所示形状，以将座圈40附接到外壳12。外唇缘部分48形成为外壳12的一部分，并且第二凸缘部分46变形，使得外唇缘部分48的直径50大于第二凸缘部分46的最内直径52。凸缘部分42、46的变形和两个直径50、52之间尺寸上的差异有助于座圈40和外壳12之间的牢固连接，并且防止座圈40变得与外壳12脱离。座圈40和外壳12之间的牢固连接还固定了刻度盘32和透镜38的位置。
[0018]在图1-4所示实施例中，棱镜30和管部分28—体地形成我单个部件。然而，在本发明的范围内，棱镜30和管部分28可以单独地形成并且在组装期间连接在一起。棱镜30远离管部分28朝刻度盘32的外径54向外突出。轴22的端部26部分地延伸进入管部分28中。光源设置在PCB 18上，其在该实施例中为发光二极管(LED) 56。轴22的下端58接收来自LED 56的光，并且该光被朝棱镜30传递通过轴22。
[0019]穿出轴22的光进入管部分28，其中光的一部分朝刻度盘32穿出管部分28，并且光的一部分穿过棱镜30。棱镜30将光朝刻度盘32向外导向。由从棱镜30投射的光照亮的刻度盘32的部分根据棱镜30的定位而变化。参看图2A和图2B，刻度盘32的不同部分显示为被照亮。在图2A中，一般地示出为60的第一图形与一般地示出为62的中心图形或图标一起显示为照亮的，而刻度盘32的其余部分为黑暗的，基本上具有“暗淡正面”外观。在图2中，一般地示出为64的第二图形与中心图形62 —起显示为照亮的。当棱镜30定位在第一图形60所处的刻度盘32的区域之后时，第一图形60被照亮，如图2A所示；并且当棱镜30定位在第二图形62所处的刻度盘32的区域之后时，第二图形62被照亮，如图2B所示。当棱镜30与图形60、64中的一个对齐时，该图形60、64被照亮。还存在位于刻度盘32上的允许光投射通过的其它各种图形，当棱镜30与该特定图形适当对齐时，该图形被照亮。
[0020]另外，当LED 56被照亮时，中心图形62被恒定地照亮。这是来自LED 56的光穿过轴22且穿过管部分28以照亮中心图形62的结果。中心图形62恒定地保持照亮，因为管部分28的区域与中心图形62对齐。投射光的管部分28