功能显示器及相关的组装方法技术

本发明专利技术涉及一种功能显示器(1)，其用于选择性地显示分别代表一个开关功能和/或分别代表至少两个开关状态的多个符号，包括：光导管堆叠，其在给定功能显示器(1)的预期附件的情况下，形成面向观察者(B)的显示表面(8)；其中，光导管堆叠由至少两个透明或半透明平面光导管(2，3)构成，平面光导管(2，3)沿堆叠方向以重叠方式布置，平面光导管(2，3)被布置成通过透明或半透明层隔开，透明或半透明层由比相邻光导管(2，3)光学上更薄的材料组成，优选气隙(14)，使光导管(2，3)各自具有朝向观察者(B)的主表面(H)和朝向远离观察者(B)的主表面(H

【技术实现步骤摘要】
功能显示器及相关的组装方法


[0001]本专利技术涉及一种功能显示器，其用于选择性地显示分别代表开关功能和/或多个开关状态的多个符号，以及相关的组装方法。

技术介绍

[0002]在多功能控制部件中需要这些功能显示器，以可视化与控制部件连接的开关功能和/或开关状态。通常，电子像素矩阵显示器用于此目的。然而，它们相对昂贵，并且由于其大多为矩形，限制了设计和放置。此外，当描绘静态显示内容时，电子像素矩阵显示器经常趋向于“老化”，即，由于成像层的视觉可感知损伤，即使在显示器关闭时，显示内容仍然保持永久和不可察觉的可见。此外，这种电子像素矩阵显示器的功耗相对较高。在某些应用中，由于存在受伤风险(例如头部碰撞)，因此禁止使用传统电子像素矩阵显示器。作为像素矩阵显示器的替代方案，已知以有针对性的方式耦合出光源的光，该光源通过表面结构在用作显示表面的主表面处耦合到平面光波导的端面，其中具有表面结构的区域仅在一些部分中提供，并且代表符号等。为了因此能够独立地显示不同的符号，这些光导管中的几个以堆叠的方式排列，彼此重叠，其中平面光导管被设计为相对较薄，并且例如被配置为塑料膜，以节省构造空间。因此，通常用作光源的发光二极管的精确对准，特别是它们相对于端面的发射模式，构成了一个问题，特别是如果出于效率原因，光源不能单独安装在每个光导管上，而是一起布置在电路板上。因此，仅移动一个光源可能会导致相关符号的亮度较低，甚至导致其完全失效。

技术实现思路

[0003]在上述背景下，本专利技术的目的在于提供一种功能显示器，该功能显示器能够确保与功能显示器相关联的光源和也与功能显示器相关联的多个光导管之间的可靠、精确并同时可再现的光耦合，而且生产成本低廉，省电、可靠和/或降低受伤风险，尤其是在头部碰撞的情况下。该目的通过权利要求1的功能显示器实现。对应有利的组装方法是独立权利要求的主题。有利的实施方式是各自从属权利要求的主题。应注意，专利权利要求中单独引用的特征可以以任何技术上有意义的方式进行组合，并呈现本专利技术的其他实施方式。说明书，尤其是结合附图，对本专利技术进行了额外的描述和规定。
[0004]本专利技术涉及一种功能显示器，其用于选择性地显示分别代表一种开关功能和/或至少两种开关状态的多个符号，尤其是对于机动车。选择性显示不仅被理解为意味着选择性地显示来自多个预定义符号的不同符号，在本解决方案中，为通过从多个光源中选择性地选择一个或多个光源并对其通电来实现的，但也要打开和关闭光源，以通过激活的背光选择地使符号对观察者可见，或者如果可能，通过关闭背光使符号对观察者几乎消失。
[0005]根据本专利技术的功能显示器具有光导管堆叠，光导管堆叠在给定功能显示器的预期附件的情况下，形成面向观察者的显示表面。光导管堆叠由至少两个透明或半透明平面光导管构成，平面光导管沿堆叠方向以重叠方式布置，平面光导管被布置成通过透明或半透
明层隔开，透明或半透明层由比相邻光导管光学上更薄的材料组成，优选气隙。在这种情况下，光导管各自具有朝向观察者的主表面和朝向远离观察者的主表面。在至少一个光导管中，朝向远离观察者的主表面朝向在与堆叠方向相反的方向上最相邻的光导管。例如，通过光导管之间的层或气隙设置的间距在1mm至3mm的范围内，至少在光导管的主要部分。
[0006]任选地，根据本专利技术的功能显示器可以具有外部透明或半透明覆盖层，其布置在光导管叠层和观察者之间，并且通过该覆盖层，在给定预期功能单元布置的情况下，观察者可以看到由光导管叠层限定的显示表面。例如，覆盖层和光导管的材料是塑料，优选热塑性材料，例如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯(ABS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃材料。
[0007]根据本专利技术，每个光导管提供有至少一个光源，其被配置为用于经由相关光导管的端面将光耦合到相应的光导管中。例如，光导管具有两个相对的主表面，它们最好彼此平行延伸，并通过端面相互连接，端面与光导管的主表面形成公共边缘，例如在光导管的窄侧和长侧。例如，端面与光波导的至少一个主表面或两个主表面正交。
[0008]例如，光源为发光二极管，优选具有SMD设计的发光二极管。为了改进光的耦合和/或使光源的发光特性适用于将光引入光导管的端面，在每种情况下，优选在光导管和光源之间设置透镜。
[0009]根据本专利技术，在光导管中或其上提供每个光导管的一个微结构符号区域，其包括多个光折射和/或光散射微结构。微结构符号区域单独作用或与同一光导管或另一光导管的其他微结构符号区域结合，形成一个符号，如果光源被激活，则观察者将看到该符号，由于各个微结构表面处的多个微结构引起的光折射和/或光散射，该符号由耦合到相应光导管的光照亮。例如，通过微结构实现光在相关主表面上的入射角，该微结构不满足光导管主表面作为界面的全反射条件，因此耦合到光导管中的光再次离开光导管。
[0010]根据本专利技术，提供了电路板，其上设置并固定有多个光源。优选地，该固定通过将其焊接到电路板的金属接触垫来实现。根据本专利技术，还提供了通过物质对物质和/或非正面和/或正面连接固定到光导管堆叠的面板。根据本专利技术，该面板形成安装表面，电路板固定在该安装表面上，以便放置在其上，该面板优选由不透明材料形成。根据本专利技术，面板具有多个两侧开口的光轴，分别容纳电路板的至少一个光源，使得至少一个光源位于端面对面，以便将光耦合到各自相关的端面，优选是为了确保(如果可能的话)从光源到相关光导管(由于其端面与相应光源相对的布置，与之相关)的独有的光转换。因此，优选以这样的方式配置光轴，以抑制朝向观察者、朝向相关光导管旁边的其它层或光导管的不需要的光转换。
[0011]根据本专利技术，位于堆叠方向上、横向间隔于堆叠方向上的两个光轴与容纳在相应光轴中的相关光源之间的第一间隙小于位于堆叠方向上、在其余光轴与容纳在相应光轴中的相关光源之间的第二间隙。例如，第一间隙为0.05
‑
0.20mm，而第二间隙为0.5
‑
5mm。第一或第二间隙被理解为表示光源和光轴之间在堆叠方向上的净总距离，与之相关的光轴中的各个光源的可移动性在堆叠方向上受到限制。因此，在堆叠方向上横向间隔的两个光源与分别与之相关的光轴配合，用于面板和电路板之间的机械对准，而其余的光源由于更大的间隙而不受影响。由于存在损坏光源或其电接触的危险，例如焊接触点的丢失或电路板的接触垫因剪切力而分离，特别是在光源被配置为具有SMD设计的发光二极管的情况下，在已知解决方案中通常省略了此类机械干预，其缺点是必须容忍光源错位。最多可容忍两个光
源损坏的危险，本实施方式将其用作电路板和面板之间连接的机械定位辅助或对准辅助，其优点是可确保所有光源与相关端面充分精确对准，从而确保相关光导管的最佳照明，因为，尤其是，光源可以以足够且相当高的定位精度定位在电路板上，例如，在SMD安装的自动安装机器中。
[0012]例如，为了加强用于机械对准的两个光源(以下称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能显示器(1)，所述功能显示器(1)用于选择性地显示分别代表一个开关功能和/或分别代表至少两个开关状态的多个符号，尤其是对于机动车，所述功能显示器包括：光导管堆叠，所述光导管堆叠在给定功能显示器(1)的预期附件的情况下，形成面向观察者(B)的显示表面(8)；其中，所述光导管堆叠由至少两个透明或半透明平面光导管(2，3)构成，所述平面光导管(2，3)沿堆叠方向以重叠方式布置，所述平面光导管(2，3)被布置成通过透明或半透明层隔开，所述透明或半透明层由比相邻光导管(2，3)光学上更薄的材料组成，优选气隙(14)，使所述光导管(2，3)各自具有朝向观察者(B)的主表面(H)和朝向远离观察者(B)的主表面(H
’
)，并且在至少一个光导管(2)中，朝向远离观察者(B)的主表面(H
’
)朝向在与堆叠方向相反的方向上最相邻的光导管(3)；每个光导管(2，3)至少有一个光源(5，5
’
)，其被配置为：在每种情况下，其光(L，L
’
)通过面向光源(5，5
’
)的相关光导管(2，3)的端面(11)耦合到各自的光导管(2，3)中；其中，进一步地，为每个光导管(2，3)提供在所述光导管(2，3)中或上提供的至少一个微结构符号区域(12a，12b)，其包括多个光折射和/或光散射微结构(4)，如果所述光源(5，5
’
)分别被激活，则其被配置为对观察者(B)可见，由耦合到所述光导管(2，3)中的光(L，L
’
)照亮，以向观察者(B)显示由一个或多个微结构符号区域(12a、12b)组成的符号；电路板(7)，其上设置并固定有多个光源(5，5
’
)；面板(6)，其通过物质对物质和/或非正面和/或正面的连接固定在所述光导管堆叠上，所述电路板(7)固定在所述面板(6)上，同时抵靠在安装面(15)上，其中所述面板(6)具有多个光轴(8，8
’
)，所述光轴在两侧打开，且分别容纳所述电路板(7)的至少一个光源(5，5
’
)，使至少一个光源(5，5
’
)位于相关端面(11)的对面，以将光(L，L
’
)耦合到所述相关端面(11)，其中位于堆叠方向(S)上、横向间隔于堆叠方向(S)上的两个光轴(8
’
)与容纳在相应光轴(8
’
)中的相关光源(5
’
)之间的第一间隙(21
’
)小于位于堆叠方向(S)上、在其余光轴(8)与容纳在相应光轴(8)中的相关光源(5)之间的第二间隙(21)。2.根据权利要求1所述的功能显示器(1)，其特征在于，所述光源(5，5
’
)为配置有SMD设计的发光二极管。3.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其特征在于，所述微结构符号区域(12a，12b)在每种情况下都具有以相同形状配置的多个微结构(4)，优选为单数。4.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其特征在于，所述面板(6)具有与所述光导管(2，3)的数量相对应的多个凹槽(20)，分别用于正面容纳形成面向光源(5，5
’
)的端面(11)的光导管(2，3)的端部。5.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其特征在于，所述面板(6)上形成有销(10)，其延伸穿过所述电路板(7)的凹槽或通孔(9)，其自由端为热熔的，以将所述电路板(7)固定到所述面板(6)上。6.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其特征在于，至少所述光导管堆叠的外光导管(2，3)在形成面向光源(5，5
’
)的端面(11)的端部具有弯曲部分(23)。7.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其特征在于，进一步包括由透明材料组成的覆盖层(18)，所述覆盖层设置在所述光导管堆叠和观察者(B)之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其特征在于，进一步包括设置在观察者(...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：普瑞有限公司，
类型：发明
国别省市：