汽车仪表盘及其控制方法、彩色控光片与流程

[0001]
本发明涉及汽车配件技术领域，特别是一种汽车仪表盘及其控制方法、彩色控光片。


背景技术：

[0002]
汽车仪表盘是汽车的一个重要组成部件，驾驶员通过汽车仪表盘来获得车速、转速等驾驶信息。为了节约成本，有些汽车仪表盘采用段码屏和彩色液晶显示屏组合的方式。但在实际应用时，采用段码屏和彩色液晶显示屏组合形成的汽车仪表盘有时会在前挡玻璃上形成一些图案，这些图案会干扰驾驶员的正常视线，影响驾驶员的驾驶安全，从而导致该结构形式的汽车仪表盘的应用范围受到限制。


技术实现要素：

[0003]
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种汽车仪表盘及其控制方法、彩色控光片，以解决现有技术中存在的干扰驾驶员正常视线、影响驾驶员驾驶安全的技术问题。
[0004]
为实现上述目的，一方面，本发明采用的技术方案如下：
[0005]
一种汽车仪表盘，包括段码屏、导光罩和电路板，还包括设置于所述段码屏和所述导光罩之间的彩色控光片，所述彩色控光片包括前保护层、后保护层、设置于所述前保护层和所述后保护层之间的控光层以及设置于所述后保护层背面侧的通过uv打印方式形成的uv彩色图案层，所述控光层包括沿竖向间隔设置的透光结构以及设置于相邻透光结构之间的非透光结构，将透光结构的顶部前端与底部后端的连线记为l1，将该透光结构的顶部后端与底部前端的连线记为l2，l1与l2的夹角α大于或等于55度，小于或等于65度，所述段码屏的前侧面为所述汽车仪表盘的出光面。
[0006]
优选地，所述控光片的所述后保护层与所述控光层之间设置有偏光层。
[0007]
优选地，所述段码屏由前至后包括上偏光片、上玻璃基材、上ito镀层、液晶、下ito镀层、下玻璃基材和下偏光片，所述下偏光片构成所述控光片的前保护层。
[0008]
优选地，所述前保护层和所述后保护层均为聚碳酸酯层，所述非透光结构为掺杂非透明材料的胶体；所述透光结构为光纤。
[0009]
优选地，所述uv彩色图案层通过uv打印方式形成于所述后保护层的背面，或形成于与所述后保护层背面贴合设置的基底层上。
[0010]
优选地，所述汽车仪表盘还包括彩色液晶显示屏，所述彩色液晶显示屏的正面与所述彩色控光片的背面贴合设置，所述彩色液晶显示屏的背光源为第一背光源，所述段码屏的背光源为第二背光源，所述第二背光源设置在所述电路板上，所述汽车仪表盘还包括前盖板以及设置于所述前盖板后侧的偏光片，所述前盖板包括玻璃板和设置于所述玻璃板背面的油墨层，所述玻璃板包括与所述段码屏的显示区域对应的第一区域、与所述彩色液晶显示屏的显示区域对应的第二区域、以及除所述第一区域和所述第二区域之外的第三区域，所述油墨层仅设置于所述第三区域，所述偏光片的角度为15
°
至30
°
，所述油墨层的lab
颜色模型中的l值为30至40，所述第一背光源的亮度为22000cd/m2至24000cd/m2，所述第二背光源的亮度为700cd/m2至1100cd/m2。
[0011]
优选地，所述汽车仪表盘为立式汽车仪表盘，所述汽车仪表盘仅在下部设置安装结构，所述安装结构构造为使得所述汽车仪表盘能够转动地设置于汽车仪表台上，所述汽车仪表盘还包括驱动装置，用于驱动所述汽车仪表盘转动，以改变所述汽车仪表盘的出光面与所述汽车的前挡玻璃之间的角度。
[0012]
另一方面，本发明采用的技术方案如下：
[0013]
一种如上所述的汽车仪表盘的控制方法，所述汽车仪表盘具有常规模式和抬头显模式，所述控制方法包括：
[0014]
当所述汽车仪表盘在常规模式接收到切换至抬头显模式的控制指令时，控制驱动装置将所述汽车仪表盘转动预设角度，以使得所述汽车仪表盘的所述出光面显示的内容投影至汽车的前挡玻璃上，并改变所述汽车仪表盘的显示内容，以在所述汽车的前挡玻璃上呈现方向正确的显示内容。
[0015]
再一方面，本发明采用的技术方案如下：
[0016]
一种汽车仪表盘的彩色控光片，所述彩色控光片包括前保护层、后保护层、设置于所述前保护层和所述后保护层之间的控光层以及设置于所述后保护层背面侧的uv彩色图案层，其中，所述uv彩色图案层通过uv打印方式形成于所述后保护层的背面，或者，所述彩色控光片还包括基底层，所述基底层与所述后保护层贴合设置，所述uv彩色图案层通过uv打印方式形成于所述基底层的背面。
[0017]
本发明提供的汽车仪表盘在段码屏和导光罩之间设置有彩色控光片，彩色控光片包括前保护层、后保护层、设置于前保护层和后保护层之间的控光层以及设置于控制层背面侧的uv彩色图案层，uv彩色图案层通过uv打印方式形成，一次打印即可获得所需的图案，成本低且制作周期短，另外，uv打印能够实现多色渐变效果，使得段码屏的显示效果更加绚丽。其中的控光层包括沿竖向间隔设置的多条透光结构以及设置于相邻透光结构之间的非透光结构，通过对控光层的非透光结构以及透光结构的尺寸设置，使得出光角度在55度至65度范围内，如此，通过设置彩色控光片既能够实现段码屏的彩色显示，提高显示效果，又能够避免光线打到前挡玻璃形成干扰驾驶员视线的图案，保证驾驶安全。另外，一片彩色控光片即可实现上述的组合功能，结构简单，不会影响汽车仪表盘的整体厚度，且拆装简单，便于装配以及后期维护。
[0018]
本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
[0019]
以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式进行描述。图中：
[0020]
图1为本发明具体实施方式提供的汽车仪表盘的爆炸图；
[0021]
图2为本发明实施例一提供的彩色控光片的剖视图；
[0022]
图3为本发明实施例二提供的彩色控光片的剖视图；
[0023]
图4为本发明实施例三提供的彩色控光片的剖视图；
[0024]
图5为本发明具体实施方式提供的控光层的结构示意图；
[0025]
图6为本发明具体实施方式提供的汽车仪表盘处于常规模式的示意图；
[0026]
图7为本发明具体实施方式提供的汽车仪表盘处于抬头显模式的示意图。
[0027]
图中：
[0028]
100、汽车仪表盘；10、段码屏；20、导光罩；21、导光孔；30、电路板；40、彩色控光片；41、前保护层；42、后保护层；43、控光层；431、透光结构；432、非透光结构；44、uv彩色图案层；45、基底层；46、偏光层；50、彩色液晶显示屏；60、前盖板；
[0029]
200、前挡玻璃。
具体实施方式
[0030]
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
[0031]
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0032]
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0033]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0034]
如图1所示，本发明提出了一种汽车仪表盘100，包括段码屏10、导光罩20和电路板30，电路板30上设置有段码屏10的背光源(图中未示出)，记为第二背光源，第二背光源例如为设置在电路板30上的led灯。导光罩20上设置有与led灯对应的导光孔21，led灯发出的光通过导光孔21进入段码屏10，从而实现段码屏10的显示功能，段码屏10的前侧面形成为汽车仪表盘的出光面。
[0035]
针对现有的带有段码屏的汽车仪表盘有时会在前挡玻璃上形成一些图案的问题，申请人发现，当汽车仪表盘在某些安装角度下，尤其是在立式汽车仪表盘或者遮光罩较短的情况下才会在前挡玻璃上形成这些图案，而这些图案是由于段码屏的出射光投射到前挡玻璃上形成的，基于此，本发明提供的汽车仪表盘100还包括设置于所述段码屏10和所述导光罩20之间的彩色控光片40，彩色控光片40包括前保护层41、后保护层42、设置于前保护层41和后保护层42之间的控光层43以及设置于后保护层42背面侧的uv彩色图案层44，uv彩色图案层44通过uv打印方式形成，一次打印即可获得所需的图案，成本低且制作周期短，另外，uv打印能够实现多色渐变效果，使得段码屏10的显示效果更加绚丽。其中，如图2所示，uv彩色图案层44可以通过uv打印方式形成于后保护层42的背面，即，将后保护层42作为基底，将uv彩色颜料直接打印在后保护层42上，或者，如图3所示，彩色控光片40还包括基底层45，基底层45与后保护层42贴合设置，uv彩色图案层44通过uv打印方式形成于基底层45的背面。
[0036]
如图5所示，控光层43包括沿竖向间隔设置的透光结构431以及设置于相邻透光结
构431之间的非透光结构432，将透光结构431的顶部前端与底部后端的连线记为l1，将该透光结构431的顶部后端与底部前端的连线记为l2，l1与l2的夹角α大于或等于55度，小于或等于65度。如此，参考图6，通过对控光层43的非透光结构432以及透光结构431的尺寸设置，使得出光角度在55度至65度范围内，即只有在这一角度范围内的光线可以由汽车仪表盘100的出光面射出，以供驾驶员查看汽车仪表盘100显示的信息，而其他角度的光会被非透光结构432阻挡，从而有效避免光线投射到前挡玻璃200上并经前挡玻璃200反射到驾驶员的眼中，避免对驾驶员视线产生干扰。如此，通过设置彩色控光片40既能够实现段码屏10的彩色显示，提高显示效果，又能够避免光线打到前挡玻璃200形成干扰驾驶员视线的图案，保证驾驶安全。另外，一片彩色控光片40即可实现上述的组合功能，结构简单，不会影响汽车仪表盘100的整体厚度，且拆装简单，便于装配以及后期维护。
[0037]
透光结构431之间在竖向上可以是如图5所示的等间距排列，也可以为非等间距排列，例如，透光结构431设置为，透光结构431的间距由下部向上部逐渐减小，也就是说，下部的出光角度范围较大，而上部的出光角度范围较小，下部出光角度范围较大能够有利于更多的光线经段码屏10透出，而上部的出光角度范围较小，保证出射光线不会投射到前挡玻璃200上。
[0038]
透光结构431在横向上也可以整条结构，相应的非透光结构432在横向上也设置为整条结构，这种设置方式通常需要压印工艺制备，会造成彩色控光片40的厚度较厚，制造精度难以控制。针对这一问题，优选地，透光结构431在横向上为间隔设置的多个，在制备时，先将透光结构431布置好位置，然后将非透光材料填充到透光结构431之间的空间内即可完成控光层43的制备，这样厚度可以做到很薄且精度可控。不同排的透光结构431在竖向上的位置可以一一对应，也可以是相互错开设置，错开布置能够减小透光结构431之间的间距，进而提高光线的透过率。
[0039]
非透光结构432和透光结构431可以选用任意能够实现上述功能的材料，为了在保证彩色控光片40的出光角度范围的前提下，减小其厚度，提高光线的透过率，优选地，非透光结构432为掺杂非透明材料的胶体，非透明材料例如为炭黑，透光结构431为光纤，彩色控光片40在制备时只需选取所需直径的光纤并将其裁切成合适的长度，并将各段光纤按需要的间隔进行排布，再在相邻光纤之间填充非透光材料即可完成控光层43的制备(后面有具体介绍)，这种方式能够精确地保证各结构的尺寸精度，且通过增加光纤直径以及减小光纤长度的方式获得更薄的控光层43，采用光纤作为透光结构431，由于光在光纤中传输时的损耗较小，从而有效提高光线透过率。
[0040]
该彩色控光片40的制备方法包括如下步骤：
[0041]
s10、根据需求选择特定直径和特定长度的光纤，并将光纤按前述的透光结构431的排布要求进行排布；
[0042]
s20、将非透光材料填充至各个光纤之间的空隙里，从而形成控光层43；
[0043]
s30、在控光层43的一侧设置前保护层41；
[0044]
s40、在控制层43的另一侧设置后保护层42；
[0045]
s50、在后保护层42的背面采用uv打印的方式形成uv彩色图案层44。
[0046]
由于uv打印机是采用压电式喷头打印方式，不与材料表面直接接触，依靠喷头内部压电效应，将喷嘴中的uv墨水喷印到材料的表面，并利用led灯发出的紫外线波进行uv墨
水的固化，自始至终不会接触到材料表面也即后保护层42的背面，因此不会对其他层结构造成影响，保证制备出的彩色控光片40的品质。
[0047]
前保护层41和后保护层42选择透光率好且柔性好的材料即可，优选地，前保护层41和后保护层42均为聚碳酸酯层，这样也更有利于以后保护层42作为基底层进行uv彩色图案层的打印。当然，前保护层41和后保护层42也可以为其他材料，例如为树脂材料。
[0048]
进一步地，段码屏10通常包括由前至后设置的上偏光片、上玻璃基材、上ito镀层、液晶、下ito镀层、下玻璃基材及下偏光片，在另外的实施例中，为进一步简化结构，下偏光片构成彩色控光片40的前保护层41，即，控光层43设置在下偏光片和后保护层42之间。如此，段码屏10和彩色控光片40可以加工为一个整体结构，既节约了成本，又能够缩减整个汽车仪表盘100的厚度，使得汽车仪表盘100的结构更加紧凑，另外，由于段码屏10和彩色控光片40形成为一个整体结构，装配更加方便，进一步提高装配效率。
[0049]
其中，彩色控光片40的控光层43可以与后保护层42直接贴合设置，由于受到非透光结构432的阻挡，难免会造成一些光线的损失，为了保证光线尽量多的透出，优选地，如图4所示，彩色控光片40的后保护层42与控光层43之间设置有偏光层46，通过设置偏光层46使得更多的光线经透光结构431射出，从而提高段码屏10的显示亮度。进一步地，还可以在后保护层42与控光层43之间设置一层或者多层增亮层，从而进一步提高段码屏10的显示亮度。
[0050]
进一步地，汽车仪表盘100还包括彩色液晶显示屏50，彩色液晶显示屏50的正面与彩色控光片40的背面贴合设置，由于彩色液晶显示屏50自身具有彩色显示功能，无需设置彩色图案层，因此，在彩色液晶显示屏50中仅设置不带彩色图案层的控光片即可实现彩色液晶显示屏50出光角度范围的控制，控光片的结构包括前保护层41、后保护层42和设置于前保护层41和后保护层42之间的控光层43，其结构与彩色控光片40类似，只是省去了uv彩色图案层，因此具体结构在此不再赘述。
[0051]
汽车仪表盘100还包括前盖板60以及设置于前盖板60后侧的偏光片(图中未示出)，所述前盖板60包括玻璃板和设置于所述玻璃板背面的油墨层，所述玻璃板包括与所述段码屏10的显示区域对应的第一区域、与所述彩色液晶显示屏50的显示区域对应的第二区域、以及除所述第一区域和所述第二区域之外的第三区域，所述油墨层仅设置于所述第三区域，通过设置偏光片能够弱化汽车仪表盘100的显示区域和非显示区域的界限，提高汽车仪表盘100的息屏一体黑效果。此时，可将形成前盖板60的玻璃的透光率设置得较高，以保证汽车仪表盘100的显示效果。针对现有技术中存在的汽车仪表盘100在息屏状态下能看到显示区域和非显示区域分界线的问题，本申请的申请人发现通过限定偏光片的角度配合黑色油墨层的l值能够使得肉眼难以分辨汽车仪表盘100两区域之间的分界线，具体地，所述偏光片的角度为15
°
至30
°
，所述油墨层的lab颜色模型中的l值为30至40，通过上述黑色油墨层以及偏光片的配合，既能够保证在使用状态时的清晰显示，又能实现真正的一体黑效果，提升息屏状态时的用户观感；另外，偏光片的设置也可以滤掉部分杂光，进一步提升显示效果，提高安全性。由于段码屏10的透光率高于彩色液晶显示屏50的透光率，且彩色液晶显示屏50的背光源的光线既需要透过彩色液晶显示屏50又要透过段码屏10，因此第二背光源的亮度设置为低于彩色液晶显示屏50的背光源的亮度，如此，通过两者的亮度配合实现更加一致的显示效果，在一个优选的实施例中，彩色液晶显示屏50的背光源记为第一背光
源，第一背光源的亮度为22000cd/m2至24000cd/m2，第二背光源的亮度为700cd/m2至1100cd/m2。由于上述油墨层和偏光片的设置，即使采用上述亮度的背光源也可以确保良好的显示效果，并且，上述亮度的背光源的成本较低，一定程度上降低该式汽车仪表盘100的成本。通过对黑色油墨层的l值、偏光片角度以及背光源的亮度的综合限定，更好地保证了在使用状态时显示的清晰度，方便驾驶员的观察，提高安全性；同时，也能够更好确保在该汽车仪表盘100处于息屏状态时呈现一体黑效果，提高该汽车仪表盘100的档次。
[0052]
现有的汽车仪表盘通常是嵌设在汽车仪表台的内部，造成仪表台的台面板的结构比较复杂，且在设置汽车仪表盘的位置拱起较高，使得驾驶员的视野受限。另外，由于汽车仪表盘嵌设在方向盘的前侧，也不利于后期的拆装维修。针对这一问题，本申请的一个优选实施例中，将汽车仪表盘100设置为立式汽车仪表盘，即，汽车仪表盘100仅在下部设置安装结构，该安装结构用于与汽车仪表台上的结构配合，使得汽车仪表盘100立设于仪表台上。相对于嵌入式的仪表盘，该立式的汽车仪表盘100更加方便安装和拆卸，且汽车仪表盘100的结构更加简单，避免占用更多的空间，另外，立式的汽车仪表盘100也更加方便驾驶员的观察，降低驾驶员的疲劳感，进而提高驾驶安全性。将汽车仪表盘100设置为立式，为方便驾驶员查看，前盖板60由上至下向靠近驾驶员侧的方向倾斜，这种情况下，段码屏10发出的光更容易投射到前挡玻璃200上，因此，立式的汽车仪表盘100存在的干扰驾驶员视线的问题尤为明显，而本申请提供的这种带有彩色控光片40的汽车仪表盘100非常适于这种立式结构，能够有效解决光线投射到前挡玻璃200造成干扰驾驶员视线的问题。
[0053]
现有的汽车实现抬头显功能都是要在汽车上安装一个投影仪，这样，一方面增加了汽车的成本，另一方面投影仪的发热量较大，易损坏且影响车内环境的舒适度。在一个优选的实施例中，安装结构构造为使得汽车仪表盘100能够转动地设置于汽车仪表台上，汽车仪表盘100还包括驱动装置，用于驱动汽车仪表盘100转动，以改变汽车仪表盘100的出光面与汽车的前挡玻璃200之间的角度，如此，利用汽车仪表盘100的转动可以实现抬头显功能。具体地，利用彩色控光片40的出光特定角度配合驱动装置驱动汽车仪表盘转动特定的角度即可实现抬头显功能。如图6所示，在常规模式下，汽车仪表盘100透出的光在彩色控光片40的作用下不会投射到前挡玻璃200上，且在驾驶员的可视范围内，当汽车仪表盘100接收到切换至抬头显模式的控制指令时，汽车仪表盘100的电路板30控制驱动装置将汽车仪表盘100转动预设角度，如图7所示，使得汽车仪表盘100透出的光不会直接进入驾驶员的可视范围，而是投射到前挡玻璃200上，并经前挡玻璃200反射至驾驶员的可视范围，如此，汽车仪表盘100的出光面显示的内容投影至汽车的前挡玻璃200上，达到抬头显功能。由于显示内容是投影到前挡玻璃200上，因此需要改变显示内容的方向才能使得驾驶员看到的是方向正确的内容，对于彩色液晶显示屏50而言，只需要控制将显示内容调换方向即可，而对于段码屏10而言，其显示内容均是固定的，若要改变显示内容的方向，需要对段码屏10中的液晶形状进行设置，导光罩20也需要进行相应的设置，具体地，段码屏10的液晶包括公用液晶组、常规模式液晶组和抬头显模式液晶组，其中的公用液晶组中的液晶图案为常规模式和抬头显模式均可使用的液晶图案，例如，车速显示图案、转速显示图案、左转向、右转向等正反都不影响显示的液晶图案，像胎压、安全带、机油报警等这些正反影响显示的液晶图案，则需要分别设置常规模式液晶图案和抬头显模式液晶图案，两者形状可以相同，也可以不同，方向相差180度，在常规模式，汽车仪表盘100的电路板30控制与公用液晶组中的液晶图
案以及常规模式液晶组中的液晶图案对应的背光源的亮灭，以实现常规模式下汽车仪表盘100的内容显示。而在抬头显模式，汽车仪表盘100的电路板30控制与公用液晶组中的液晶图案以及抬头显模式液晶组中的液晶图案对应的背光源的亮灭，以实现抬头显模式下的汽车仪表盘100的内容显示。
[0054]
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
[0055]
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。