用于灯组件的接近感测系统

技术领域

本申请涉及一种用于具有集成的接近感测系统的车辆的灯组件，该接近感测系统在检测到人的接近时将信号输出到控制电路，该控制电路使致动器激活和操作车辆元件(例如打开车门)。

背景技术

现代车辆经常配备有触摸感应访问系统以确保车辆的舱口盖、行李箱盖或车门的自动解锁/释放和打开。用于此应用的电容传感器包括多个传感器电极，传感器电极可以检测传感器电极前面的“检测区域”空间中的物体。控制电路通常耦合到传感器电极并且检测传感器电极的电容相对于参考电位的变化。这些传感器可以耦合到车辆的一部分(例如尾灯区域、下部挡泥板或保险杠)并且通常用于通过检测身体部位的接近来操作机动车辆的门、行李箱或后挡板。在某些应用中，传感器可以结合遥控钥匙的接近程度进行组合和监控，以确保提供触摸输入的人也有权进入车辆。本发明的目的是提供一种具有集成的接近感测系统的灯组件，其简单、廉价、不显眼并且提供致动请求的安全检测以容易地锁定或解锁车辆的车门。更具体地，致动器包括新颖的电容传感器组件，其使用灯组件的反射元件和传感器的有源板之间的寄生耦合效应来检测用户的身体部位。期望提供一种集成到灯组件中并且允许使用减少的部件构建紧凑的系统的接近感测系统。本发明允许通过以新的和改进的方式使用通常尾灯组件的现有部件以甚至更具成本效益的方式实现廉价的激活系统。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种具有集成的接近感测系统的车辆的灯组件。灯组件包括灯外壳、灯透镜和设置在透镜和外壳之间的导电元件。在一实施例中，导电元件是反射器上的铬涂层。接近感测系统设置在灯外壳中。在一个实施例中，接近感测系统是电容传感器。电容传感器包括设置在传感器主体上的以导电有源板形式的第一电极，和与第一电极物理隔离但与第一电极电耦合以产生激活场的第二电极。在一个实施例中，电容传感器可以包括设置在第一和第二电极之间的介电层。传感器的有源板布置成使得其表面区域基本上平行于铬反射元件。有源板与铬反射元件物理隔离但寄生电容耦合到铬反射元件，使得寄生电容的任何变化都可以被电容传感器检测到。铬反射元件是镀铬的并且具有导电性。传感器连接到用于处理由用户在激活场内从传感器产生的信号的控制器。控制器还连接到诸如电动马达或螺线管之类的致动器，以及根据来自电容传感器的信号操作致动器。

在另一实施例中，电容传感器的有源板远离传感器主体布置。有源板更靠近铬反射元件设置，并且通过非导电粘合剂将其连接。在本实施例中，有源板通过电路与传感器电连接。与前一实施例一样，有源板形成耦合到铬反射元件的寄生电容耦合。应当注意，在两个实施例中，只有有源板通过电路电连接，而铬反射元件通过寄生电容耦合无线地耦合到有源板。

附图说明

通过结合附图进行的以下简要描述，将更清楚地理解示例实施例。附图代表了如本文所述的非限制性示例实施例。

图1是灯组件的横截面，示出了根据本公开的一个实施例的部件；

图2是灯组件的横截面，示出了根据本公开的另一实施例的部件；

图3示出了灯组件中的集成的传感器的框图。

应当注意，这些附图旨在说明在某些示例实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特征并且补充下面提供的书面描述。然而，这些附图不是按比例绘制的，并且可能无法精确反映任何给定实施例的精确结构或性能特征，并且不应被解释为限定或限制示例实施例所包含的值或属性的范围。在各个附图中使用相似或相同的附图标记旨在指示相似或相同的元件或特征的存在。

具体实施方式

通过结合附图阅读以下详细描述，将更好地理解所公开的具有集成的接近感测系统的灯组件。详细描述和附图仅提供本文描述的各种发明的示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本文描述的本发明的范围的情况下，可以改变、修改和更改所公开的示例。为不同的应用和设计考虑预期许多变化；然而，为了简洁起见，在下面的详细描述中没有单独描述每一个预期的变化。

贯穿以下详细描述，提供了灯组件的各种实施例的示例。示例中的相关特征在不同示例中可以相同、相似或不同。为简洁起见，在每个示例中将不会对相关特征进行冗余解释。相反，相关特征名称的使用将提示读者具有相关特征名称的特征可以与先前解释的示例中的相关特征相似。特定于给定示例的特征将在该特定示例中描述。读者应该理解，给定特征不必与任何给定的附图或示例中相关特征的具体描述相同或相似。

图1是灯组件的横截面，示出了根据本公开的一个实施例的部件。在所示示例中，接近传感器被配置为本文所示和描述的电容传感器。电容传感器具有传感器主体60和以有源板40形式的一个电极和设置在传感器主体内的另一电极(在图中不可见)。传感器电极连接到测量电路并且定期测量电容。传感器的有源板无线耦合到灯组件中的形成耦合的导电元件。有源板还为作为电容传感器的正极元件的导电元件充电。当人的身体部位靠近灯组件中的导电元件时，它会改变元件中的电荷水平，以及测量电路将检测到该变化并且将其转换为触发信号。该系统经过校准，因此即使是戴手套的人的手也能被系统检测到。

在该实施例中，有源板40设置在传感器主体60的前面并且附接到其上。有源板40可以通过粘合剂附接到传感器主体60。在替代的实施例中，有源板可以模制在传感器主体内。有源板40电连接到传感器电路。电容传感器设置在灯组件10的铬反射元件30的后面并且靠近，使得设置在传感器主体60上的有源板40与铬反射元件30形成有效的寄生电容耦合。铬反射元件30与车辆电气隔离，并且不是任何传感器电路的一部分。灯泡通常设置在铬反射元件中。铬反射元件30光学地收集来自灯泡的光并且将其均匀地分散在整个表面上。光学功能可以作为反射器和/或光导，这取决于与应该实现的照明系统相关的功能。车辆上的具有金属化表面或镀铬并且电绝缘的任何元件都可用于代替铬反射元件30，然而在该特定公开中，使用灯组件的铬反射元件作为示例。透明灯透镜20覆盖铬反射元件30的面向车辆外部的那一侧。电容传感器提供包围透镜20的最外表面的激活场并且可以检测当车辆用户的手指在电容传感器的激活场内(例如当触摸透镜20)时引起的铬反射元件的电荷水平的变化。如果通过传感器的有源板40和铬反射元件30之间的耦合检测到的电荷水平的变化达到或超过预定阈值水平，则这导致传感器电极之间的电容的相应变化并且传感器向控制器触发信号以相应地激活致动器。控制器与致动器电气通信。在这种配置中，当控制器接收到来自传感器的信号时，控制器可以处理该信号并且通过相应地激活/停用致动器来做出响应。此外，控制单元可以根据预定的控制逻辑来控制致动器的操作。

控制器可以包括诸如处理器和存储器之类的电路。根据一些示例，用于控制致动器的例程存储在存储器中并且由处理器执行。此外，控制器可以从一个或多个用户输入设备和/或一个或多个配置为检测有效用户的存在的车辆设备接收输入。

如图1所示，结构组件10可以包括灯外壳70、灯透镜20和铬反射元件30。灯外壳70支撑灯组件的其他部件并且提供安装点。这种灯外壳70还优选地实现保护位于灯组件10内部的电气/电子设备免受外部影响的功能。在一个示例中，灯透镜20通过紧固件安装到外壳。灯透镜20可以由透光材料制成，例如但不限于透明玻璃、树脂或塑料材料(例如透明PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等)。整个灯组件10被接收在适合接收灯组件10的金属板壳80结构中。本发明的灯组件10被构造成使其能够插入在机动车辆的后表面或侧表面的机动车辆的车身的开口、或者底盘中，并且使用适当的紧固件牢固地连接到金属板。灯内的传感器组件通过用户接近灯透镜20而被激活，并且控制器触发致动器以操作后舱门并且使行李舱能够自动打开。该系统可以根据集成在车灯中的传感器组件的检测来控制车辆中的任何致动器。根据本发明的灯组件仍然能够实现其在照明设备中固有的功能，而且同时集成接近检测系统。

参照图2，示出了灯组件10的横截面，示出了根据本公开的另一实施例的部件。在该实施例中，形成电极之一的传感器的有源板40物理上远离传感器主体60定位，但保持与传感器电路电连接。在该实施例中，传感器主体60可以定位在灯组件10的内部或外部，其中线路90将有源板40连接到传感器。在该实施例中，有源板40用粘合剂95附接到铬反射元件。粘合剂95是不导电的。有源板40的表面靠近铬反射元件30以形成寄生电容耦合效应。铬反射元件30与车辆电隔离并且不是任何传感器电路的一部分。有源板40的表面可以基本上平行于铬反射元件30的表面。传感器的有源板可以是任何导电材料(例如：铜)。有源板40和铬反射元件之间寄生电容的变化可能是由于人为交互(例如手指或手靠近灯组件)。

参照图3，示出了灯组件10中的集成的传感器电路的框图。如图所示，铬反射元件30与车辆的电路物理隔离，但电容耦合到传感器的有源板40。有源板40是导电的并且通过线路90形成到电容传感器的直接电连接。有源板40的表面区域与铬反射元件30的表面区域的一部分重叠预定区域以形成无线、不可见的寄生电容耦合110。在一个实施例中，有源板40和铬反射元件30之间的间隔具有电介质(例如：塑料)。传感器组件与控制器电连接以在检测到用户接近时发送信号。控制器与致动器电连接以在处理信号后激活舱门操作。为简单起见并且参考附图，在本说明书的进一步过程中，当明确参考行李舱和/或舱口的位置并且参考车辆的后部进行解释时，也就是，作为对尾灯组件的参考，但相同的发明构思也可以应用于前灯或适用于检测人接近的方向指示器而无需创造性的努力。

以上公开包括具有独立效用的多个不同发明。虽然已经以特定形式公开了这些发明中的每一个，但不应将上面公开和说明的特定实施例视为限制性的，因为许多变化是可行的。本发明的主题包括上文公开的以及与此类发明相关的本领域技术人员固有的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解为包括并入一个或多个此类元件，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过对本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而要求保护。