CN101283281A - 密封的电容式雨传感器 - Google Patents

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Abstract

一种电容式雨传感器，用于激活车窗雨刷，其包括：电容板；电子电路，其用于感测所述板之间的电容，处理所感测的电容信号，并产生刷动命令。借助于密封封装来保护电容板免于水吸附和凝露。在所述封装的内部与外部之间的互连装置可选地借助于印刷到窗上的导体实现。借助于自适应滤波器来拒绝雨刷引起的信号和其他寄生信号。利用可选辐射传感器来抑制太阳引起的快速的温度变化。利用可选的远场抵消板来最小化由附近物体造成的错误刷动。

Description

密封的电容式雨传感器
背景技术
用于使雨刷操作自动化的汽车光学雨传感器虽然有着诸如错误擦动和对沉积的盐敏感之类的已知缺陷，但是已经变得越来越普及。另一方面，虽然电容式雨传感器声称具有优势，但是还没有成熟到被汽车工业所接受。
在专利文献中所描述的电容式雨传感器是基于导电电极—或者极板，其沉积在玻璃上并构成传感电容，传感电容通过其附近的静电场而受到在外窗表面上的雨滴的影响。
汽车的车窗可以由单块玻璃板构成，或者由层压玻璃板构成。虽然内部窗表面易于接近，但是几乎不认为其可以采用感测板面，因为整个玻璃的厚度—通常为5.5mm-隔离了感测的雨滴。结果，由于雨滴造成的电容改变是细微的，并且所得到的低电平信号容易受到寄生效应的影响。例如，挡风玻璃的温度变化与玻璃的介电常数的温度相关性相结合，造成所测量电容的随机变化，这导致了错误的刷动。US专利6,373,263通过在传感电容附近结合一个辅助补偿电容来解决该问题—见图1。
虽然有这种改进，但是现有技术的电容式雨传感器不足以处理小雨滴，例如由于在挡风玻璃上起的雾造成的小雨滴。通常，与由于雨产生的数百mV的信号相比，雾产生10mV数量级的信号。应付雾的情况需要高很多的敏感度和对干扰因素的抑制，其在现有技术中未被识别。通常，现有技术的雨传感器处理由雨滴造成的快速变化的信号，并且拒绝慢速的、温度引起的寄生信号。然而，这种过滤也会拒绝由雾引起的信号，因为它们是缓慢形成的。类似地，现有技术忽略了由雨刷与雨感测板之间的寄生电容所产生的干扰信号。
虽然现有技术认识到在感测板上凝露的不利影响，但是没有认知到水的吸附作用(稍后描述)。吸附作用引起的信号与雨滴相比是可忽略的，但是对于检测雾沉积则是有害的。
发明内容
本发明涉及在内部的窗表面使用的、具有高敏感度同时使错误刷动最小化的电容式雨传感器。
本发明的第一方面是通过密封电容式传感器来消除吸附作用的影响。
本发明的第二方面是使用辐射传感器来拒绝由于突然的太阳辐射变化所造成的信号。
本发明的第三方面是信号处理，用于消除由于雨刷与雨传感器的交互作用所造成的错误刷动。
本发明的第四方面是消除在传感器周围的远静电场，以便最小化由于在窗的内侧上的附近物体所造成的错误刷动。
本发明的第五方面是借助于在玻璃上的印刷导体，简化在密封保护封装与外部之间的电气互连。
本发明的第六方面是使用粘合棒来应用电容板。
本发明的进一步的方面是使用透明电容板(电极)，从而减小电极和相邻电介质(玻璃)的直接辐射加热。
应该相信，本发明的上述每个方面都具有各自的可专利的重要性，并且这些方面可以有利地组合，协作提供本发明的各种特别优选的实现。
因此，根据本发明的教导，提供了一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上，并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上定义了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；以及(c)电气互连装置，其穿行进入所述外壳装置中；其中，所述外壳装置用于密封所述电极，以便使所述电容基本上不受潮气吸附的影响。
根据本发明的进一步的特征，还提供了电子电路，其与所述电极相关联，并且用于产生表示所述电容的输出信号。
根据本发明的进一步的特征，还提供了处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令。
根据本发明的进一步的特征，所述处理系统用于提供具有动态特性的滤波器，所述动态特性根据所述输出信号而变化。
根据本发明的进一步的特征，所述处理系统用于：(a)当所述雨刷未激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第一截止频率的变化；并且(b)当所述雨刷激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第二截止频率的变化，所述第二截止频率比所述第一截止频率高。
根据本发明的进一步的特征，所述电气互连装置被实现为在所述内表面上的印刷导体。
根据本发明的进一步的特征，所述外壳装置主要由导电材料实现，以便提供所述静电屏蔽。
根据本发明的进一步的特征，还提供了检测器，其用于检测太阳辐射，在所述雨刷未激活时，所述处理系统响应来自所述传感器的输出，以防止在太阳辐射骤然增加之后的给定时间段内产生刷动命令。
根据本发明的进一步的特征，所述至少两个电极沉积在柔性不导电层的表面上，所述柔性不导电层附着到所述窗的内表面上。
根据本发明的进一步的特征，所述至少两个电极和所述柔性不导电层基本上是透明的。
根据本发明的进一步的特征，所述柔性不导电层涂敷了粘合剂，用以附着到所述窗的内表面。
根据本发明的进一步的特征，所述至少两个电极基本上是透明的。
根据本发明的进一步的特征，所述至少两个电极中的第一电极由一信号驱动以便产生近静电场和远静电场，至少在所述感测区域中产生所述近静电场，所述电容式雨传感器还包括第三电极，其由一相反信号驱动且用于产生第二远静电场，所述第二远静电场与所述第一电极的所述远静电场的至少一部分相对立。
根据本发明的教导，还提供了一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上，并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；(c)电子电路，其与所述电极相关联，并且用于产生表示所述电容的输出信号；以及(d)处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令，其中，所述处理系统用于：(i)当所述雨刷未激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第一截止频率的变化；以及(ii)当所述雨刷激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第二截止频率的变化，所述第二截止频率比所述第一截止频率高。
根据本发明的教导，还提供了一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上，并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；(c)电子电路，其与所述电极相关联，并且用于表示所述电容的输出信号；(d)处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令；以及(e)检测器，其用于检测太阳辐射，在所述雨刷未激活时，所述处理系统响应来自所述传感器的输出，以防止在太阳辐射骤然增加之后的给定时间段内产生刷动命令。
根据本发明的教导，还提供了一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上，并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；以及(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极，其中，所述至少两个电极沉积在柔性不导电层的表面上，所述柔性不导电层附着到所述窗的内表面上。
根据本发明的进一步的特征，所述至少两个电极和所述柔性不导电层基本上是透明的。
根据本发明的进一步的特征，所述柔性不导电层涂敷了粘合剂，用以附着到所述窗的内表面。
根据本发明的教导，还提供了一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器所述窗用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上，并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极，其中，所述至少两个电极基本上透明。
根据本发明的教导，还提供了一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上，并且构成感测电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了近静电场，在所述近静电场内，水的存在可检测地影响所述电容，所述电极还形成远静电场；(b)至少一个补偿电极，其用于形成补偿性远静电场，所述补偿性远静电场选择性地与所述感测电容的所述远静电场的至少一部分相对立；(c)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；(d)电子电路，其与所述电极相关联，并且用于产生表示所述感测电容的输出信号；以及(e)处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令，其中，所述电子电路以一感测信号驱动所述至少两个电极中的第一电极，并且以一相反信号驱动所述补偿电极，从而减小所述第一电极的远静电场的至少一部分。
虽然主要提及了挡风玻璃，但是本发明也可以应用于后窗玻璃、车顶玻璃和外部镜。
附图说明
图1是以上所参考的现有技术的雨传感器的电容板设计的示意性平面图；
图2是在通常的电容式雨传感器中所测量信号与感测的雨滴直径之间关系的示意图；
图3a和图3b是示出根据本发明的优选实施例的电容板的两个可替换设计的示意性平面图；
图4是示出根据本发明第一实施例的密封封装的局部剖开等轴视图；
图5是根据本发明的第二实施例，具有印刷导体的密封封装的等轴视图；
图6是示出圆形电容板的设计的示意性平面图，其包含了光传感器；
图7是优选的信号处理装置的信号流示意图；
图8是通过截取圆形电容式雨传感器所得到的横截面视图，该圆形电容式雨传感器包括远场产生板，用于最小化对附近物体的寄生敏感度；
图9是通过截取根据本发明优选实施例而构建和可操作的非补偿圆形雨传感器所得到的横截面视图，示出了传感器附近的等电势线；以及
图10是截取根据本发明优选实施例而构建和可操作的补偿雨传感器所得到的横截面视图，示出了传感器附近的等电势。
优选实施例描述
图2示出了使用在图3a中所示的沉积在5.5mm厚的玻璃上的板，在电容式雨传感器中测量的输出电压，作为所感测的雨滴直径的函数。即使测量值与溅射在传感区上的小雨滴相关。实际的推论是：雾(例如来自潮湿马路上的通过车辆)造成了难以区分的信号，其与雨滴不同，也是缓慢地形成的。结果，采用现有技术的电容式雨传感器仅仅通过降低判决阈值或者增大增益来检测雾的尝试，由于在仅处理雨滴检测时可忽略的寄生信号而导致错误刷动。例如，在测试中，在有灰尘时发生错误刷动(即，雨刷器的非必要致动)，并且不具有明显的原因。该现象只有在感测板被干燥和被封装后才会消失。它们的源头能够追溯到Quantachrome instrument(www.quantachrome.com)制造的Hydrosorb 1000自动水吸附分析器的说明书中、标题为“WATERVAPOR SORPTION THEORY”的以下引用中所描述的相对模糊的吸附现象：
“水被大多数固体表面所吸附，至少是某种程度上。所吸附的水的量是以下因素的函数：该表面与水分子之间的亲和力、温度、水蒸气浓度(例如，压力，其应该表示为局部压力、相对压力、相对湿度或者水活性)、以及(当然包括)所暴露的表面面积的绝对量。除了直接吸附到固体表面的那些分子之外，其他分子可以根据孔尺寸而在孔中凝结。
水与表面之间的亲和性不仅取决于弱分散力，而且还取决于静电力以及与氢键的形式相关的更为具体的力。氢键的强度取决于表面的化学性质，尤其是氧的存在性。羟基也具有重要作用，尤其是在硅石(二氧化硅)中，其根据处理温度而在表面带有不同数量的羟基。”
假定玻璃基本上是二氧化硅(SiO2)，其易于潮气吸附，潮气不像传统的凝露(condensation)，并不发生在任何特定相对湿度上，并且过于微小而不可见。同样，如在现有技术中一样仅仅覆盖电容板通常能够最小化凝露，而密封是防止吸附的强制性手段。在说明书和权利要求书中所使用的术语“密封”指的是在系统正常工作条件下防止空气流入或流出的任何封装。在最优选的情况下，外壳同样也是由基本上不受水蒸气影响的材料构成并以这种方式组装的。
已经发现现有技术的雨传感器由于得到较大信号(在电容上的变化)且容易将所得到的较大信号与缓慢变化的玻璃温度区分开，从而对于检测雨滴非常有效。虽然采用具有1Hz的截止频率的高通滤波器有效地使雨滴信号通过并拒绝温度引起的输出变化，但是其也拒绝了缓慢构建的雾信号。通常，需要低到0.05Hz的截止频率来使雾信号通过且仍然拒绝温度引起的信号。
总而言之，传感器能够产生以下类型的输出：
1.快速的变化，由雨滴或者寄生的太阳引起的热瞬变造成。这两种信号由高通滤波器传送，并且在辐射检测器(以下讨论)的帮助下将该寄生信号舍弃。
2.中等速度的变化，由雾形成造成并且由具有适当选择的截止频率(例如0.05Hz)的高通滤波器传送。
3.低速的变化，由于周围空气温度变化造成。0.05Hz高通滤波器将会很大程度上衰减这些信号，并使雾信号通过。
然而，已经发现，使用具有低频率的高通滤波器。具体而言，已经观察到雨刷操作有时即使是在窗被清洁干燥之后也不能停止。该原因追溯到通过在感测板上掠过的雨刷刮板之间的电容性耦合所产生的寄生信号。如本领域技术人员已知的，滤波器输出根据输入信号进行衰减和恢复所花费的时间与其截止频率成反比，即，对于0.05Hz的截止滤波器为大约20秒。这意味着雨刷以及最近的雨滴所引起的信号能够在挡风玻璃变干后持续很久，并且每次刷动都彼此触发。
这种复杂情况是通过使用具有取决于环境的特征的滤波，即自适应滤波，来有利地解决的。在一个实施例中，使用了一个以上的滤波器。例如，具有0.05Hz截止频率的一个滤波器具有相对于刷动周期而言很长的衰减时间，而具有2Hz截止频率的第二滤波器具有与刷动周期相比很短的衰减时间。根据该方法，当系统处于待机状态中时，即无雨时，使用第一滤波器，一旦开始第一刷动就切换到第二滤波器，并且优选地替代第一滤波器的功能。在特别优选的实施例中，在从第一滤波器切换出来之后，将其内容中的任何过去历史清空，从而使得一旦雨刷停止系统就回复到待机，并且其准备好再次切入而没有过去信号的痕迹。本领域技术人员已知的是，使用数字技术能够实现更为复杂的自适应滤波。应该注意，对于选择仅具有在特定值之上或者在特定范围之内的频率的信号而言有效的所有处理在此都称为“滤波”，即使是所使用的数字处理技术通常并不用此方式称谓也是如此。
图3a示出了本发明的第一优选实施例的感测电极(板)的设计。该感测板优选地印刷在与板2和3之间的狭缝相对的窗的前(外部)表面上。在图3b中，在没有将传感器的总覆盖面积加倍的情况下将与两个狭缝相对的有效感测区加倍。在将本发明用于具有内部导电(且透明)层(例如加热网栅或者涂层、或者太阳热反射涂层)的压制窗时，在雨传感器前面的导电层中制造一个孔(开口)，从而使导电层不会从窗的前表面屏蔽感测板。
图4是结合了图3a所示的板的第一密封电容式雨传感器的局部剖开视图。传感器外壳1优选地为导电并接地的，从而也充当静电屏蔽；其附着在挡风玻璃的内表面8上，通常采用硅树脂密封剂进行附着，用于为感测板(仅仅示出了板3)提供针对凝露和吸附的保护。为了尽可能地减小吸附，有利的是在密封前使封装内部的空间干燥。印刷电路板4结合了用于将所感测的电容量转换为输出信号的电子电路。该电子电路通常包括：连接到一个板上的AC源，用于提供激励信号；以及电荷放大器，其输入端连接到第二个板上，用于感测耦合信号。通常，对电荷放大器的输出信号进行检波和滤波，以构建雨传感器输出。然后，将该输出提供给信号处理器和控制单元，其通常由包含一个或多个微处理器的处理系统实现。信号处理器和控制单元的功能将在以下参考图7的示意性实例进行描述。与电容板(未示出)的电连接优选地通过使用添装了硅树脂粘合剂的银来实现。与封装外部的互连优选地通过使用具有嵌入的针脚并且与外壳1电绝缘的连接器5来实现。
图5示出了根据本发明的第二实施例的电容式雨传感器。该结构与图4中的结构类似，除了以下：没有电连接器5，并且印刷电路板借助于印刷(通常使用在挡风玻璃工业中常用的标准银墨)到玻璃表面上的导体6耦合到外壳1的外部。所示意性示出的焊盘7带有焊接到其上的螺柱(未示出)，可以将电缆连接到所述螺柱(stud)上。为了防止外壳将印刷的导体短路，在其各个壁(未示出)提供间隙，并且用绝缘密封剂(例如硅树脂)进行填充。该互连方法的优点在于：外壳能够由导电聚合物注模，避免了如图4的实现中所要求的在外壳与连接器针脚之间的绝缘需求。
已经发现，即使是密封雨传感器，也会响应于太阳辐射的突然变化，例如在进入或者离开隧道时，而偶然地产生错误刷动。所找到的原因是：由于所吸收的辐射造成的局部玻璃温度的瞬变，所吸收的辐射影响了玻璃的介电常数并因而影响了所感测的电容。该影响是迅速的，因为热量直接在板(半透明的，因此是吸收热量的)上扩展而不会被玻璃中的热扩散所拖延。虽然以上所述的高通滤波器有效地拒绝了由于从外部空气通过玻璃而来的热扩散所造成的错误信号，但是电极和相邻玻璃的突然的直接加热产生了相应的寄生信号，该寄生信号太快，以致于不能被所述的高通滤波器所衰减。
为了解决该问题，本发明的特定特别优选的实施例采用了辐射传感器，用于感测太阳辐射并且拒绝在辐射强度发生骤变之后在短时间窗内发生的任何瞬变信号。采用一个非限定性的优选实施例，图6示出了根据另一的圆形雨传感器的几何形状。激励板，并且板3是感测板。板3中的开口允许周围光照射光敏器件，例如硅光电二极管，其优选地安装在印刷电路板上。当辐射改变超过一个预定阈值(通常根据大小和梯度定义)时，发出刷动禁止命令—如图7所示意性示出的。通常，仅仅在系统处于待机状态时才发出该刷动禁止命令；如果雨刷由于感测到雨而已经正在刷动，则不产生该命令。辐射传感器还用于其他功能，例如，响应于环境光状况而打开和关闭前灯。
图7示出了根据本发明的一个优选实施例的雨刷命令产生器的流程图。将雨传感器信号(其与所测量的电容量成比例)施加给两个高通滤波器，如上所述，其分别具有2Hz和0.05Hz的截止频率。雨刷命令产生器随后按照如图所示的逻辑流程，根据输出信号以及辐射传感器信号激活或者停止雨刷。要注意的是，该流程图仅仅是示意性的，可以使用不同的逻辑结构实现等价或者类似的功能。采用一个非限定性实例，辐射传感器可以与主要感测逻辑电路并行工作，在辐射骤然增加之后的一个给定时间段内产生刷动禁止命令，并且对于雨刷的当前状态的条件为“关闭”。
现在转到本发明的特定实现的进一步的特别优选的特征，在该情况下，将电容板印刷到薄的不导电基板上，优选地是作为自粘合棒，然后将其附着在窗的内表面。为了描述和要求权利的目的，这种实现的电极还被描述为“布置在窗的表面上”，虽然是非直接性的。该实施例具有：
1.其适于任何窗，不管其制造工艺如何。
2.其更为廉价，因为其不需要直接到挡风玻璃上的任何印刷。
3.其提供了更好的灵活性，允许将该系统选择性地加入到已有的窗上，或者对已有的窗进行改进。
4.其能够应用在窗上的不同位置上。
5.电容板能够由透明导电材料制造，例如氧化铟锡(ITO)，其通常用于触摸面板显示器中。
透明导电板的使用在其自己的权利上是有利的，即使是对于直接应用于窗上也是如此，并且提供了另一种重要优点：与诸如银墨之类的半透明涂层相比，其显著地降低了电极所吸收的太阳辐射量。结果，透明电容性板的使用降低了玻璃的局部加热，从而不会响应于太阳辐射的骤然变化而导致错误刷动。应该注意的是，虽然将透明电极直接应用于窗的表面落入了本发明的宽泛范围之内，但是通过现有的制造工艺将ITO直接应用于窗将涉及昂贵的真空工艺，其对于大批量生产而言并非是经济可用的。因此，存在一种具体的协作，将ITO的使用与如上所述的自粘合棒结合起来。
如先前所描述的，与对于在前侧上的雨刷的存在的灵敏度无关，现有技术的电容式雨传感器的所遇到的另一个问题起因于：它们对于由板所产生的远静电场相互作用的附近导电物体的寄生灵敏度。由于人手在窗的任何一侧靠近传感器达到10cm，就使得该灵敏度可能导致错误刷动。该现象尤其，或者身体的另一部分靠近窗的内侧。虽然传感器外壳优选地是导电的，并且屏蔽了在窗内侧的很大一部分远场，但是一部分场仍然从外部折回并渗透过玻璃，潜在地与附近的导电物体或者乘客相互作用，并导致错误刷动。
在本发明中，使用一个辅助板，来解决该问题，该辅助板用于产生相反的远场，并且基本上不影响潮气感测所基于的多个感测板之间的近场。在使用激励电极使得其基本上围绕感测电极，并且使用补偿电极使得其基本上围绕激励电极的情况下，该方法被认为是最有效。在圆形传感器的特别优选的情况下，该设计可以实现为一组共心的圆形电极。图8示出了该类型的圆形雨传感器的横截面，即，其包括附加板、周边板、远场抵消板。图9示出了没有补偿的场模拟情况(在抵消板上的电压为Vc＝0)。在图10中，将Vc＝-7V的峰间电压施加给场抵消板。该电压与激励板的电压反相，从而形成相反的场，该相反的场选择性地消除原始远静电场。以下表格示出了在A、B和C点处的电势，其中，A是近场区域—其对于落在窗外部表面上的雨敏感，而B和C处于窗内侧上的补偿区域内，在此抵消场是最优化的。很明显，场抵消板几乎将在A和B处的电势(寄生敏感度与其成比例)变为0，但是仅轻微地影响在A处的电势(雨敏感度与其成比例)。
          表格
  Vc＝0V   Vc＝-7V
  A   1.75V   1.50V
  B   0.30V   -0.005V
  C   0.25V   0.005V
将会理解，以上描述目的仅仅是充当实例，在附带的权利要求所定义的本发明的范围内，很多其他实施例都是可行的。

Claims (20)

1、一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：
(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；
(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；以及
(c)电气互连装置，其穿行进入所述外壳装置中；
其中，所述外壳装置用于密封所述电极，以便使所述电容基本上不受潮气吸附的影响。
2、如权利要求1所述的电容式雨传感器，还包括电子电路，其与所述电极相关联并且用于产生表示所述电容的输出信号。
3、如权利要求2所述的电容式雨传感器，还包括处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令。
4、如权利要求3所述的电容式雨传感器，其中，所述处理系统用于提供具有动态特性的滤波器，所述动态特性根据所述输出信号而变化。
5、如权利要求3所述的电容式雨传感器，其中，所述处理系统用于：
(a)当所述雨刷未激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第一截止频率的变化；并且
(b)当所述雨刷激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第二截止频率的变化，所述第二截止频率比所述第一截止频率高。
6、如权利要求1所述的传感器，其中，所述电气互连装置被实现为在所述内表面上的印刷导体。
7、如权利要求1所述的传感器，其中，所述外壳装置主要由导电材料实现，以便提供所述静电屏蔽。
8、如权利要求3所述的电容式雨传感器，还包括检测器，其用于检测太阳辐射，在所述雨刷未激活时，所述处理系统响应来自所述传感器的输出，防止在太阳辐射骤然增加之后的给定时间段内产生刷动命令。
9、如权利要求1所述的电容式雨传感器，其中，所述至少两个电极沉积在柔性不导电层的表面上，所述柔性不导电层附着到所述窗的内表面上。
10、如权利要求9所述的电容式雨传感器，其中，所述至少两个电极和所述柔性不导电层基本上是透明的。
11、如权利要求9所述的电容式雨传感器，其中，所述柔性不导电层涂敷了粘合剂，用以附着到所述窗的内表面。
12、如权利要求1所述的电容式雨传感器，其中，所述至少两个电极基本上是透明的。
13、如权利要求1所述的电容式雨传感器，其中，所述至少两个电极中的第一电极由一信号驱动以便产生近静电场和远静电场，至少在所述感测区域中产生所述近静电场，所述电容式雨传感器还包括第三电极，其由一相反信号驱动且用于产生第二远静电场，所述第二远静电场与所述第一电极的所述远静电场的至少一部分相对立。
14、一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：
(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；
(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；
(c)电子电路，其与所述电极相关联并且用于产生表示所述电容的输出信号；以及
(d)处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令，其中，所述处理系统用于：
(i)当所述雨刷未激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于的变化；
(ii)当所述雨刷激活时，所述处理系统对所述输出信号进行滤波，以舍弃频率小于第二截止频率的变化，所述第二截止频率比所述第一截止频率高。
15、一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：
(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；
(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；
(c)电子电路，其与所述电极相关联并且用于产生表示所述电容的输出信号；
(d)处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令；以及
(e)检测器，其用于检测太阳辐射，在所述雨刷未激活时，所述处理系统响应来自所述传感器的输出，防止在太阳辐射骤然增加之后的给定时间段内产生刷动命令。
16、一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：
(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；
(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；并且
其中，所述至少两个电极沉积在柔性不导电层的表面上，所述柔性不导电层附着到所述窗的内表面上。
17、如权利要求16所述的电容式雨传感器，其中，所述至少两个电极和所述柔性不导电层基本上是透明的。
18、如权利要求16所述的电容式雨传感器，其中，所述柔性不导电层涂敷了粘合剂，用以附着到所述窗的内表面。
19、一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：
(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上并且构成电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了感测区域，在所述感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容；
(b)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；并且
其中，所述至少两个电极基本上透明。
20、一种车辆电容式雨传感器，应用在窗的内表面上，所述传感器具有用于检测在所述窗的外表面上的湿气的感测区域，用以产生应用于雨刷的刷动命令，所述雨刷用来刷擦所述外表面，所述传感器包括：
(a)至少两个电极，其布置在所述内表面上并且构成感测电容，所述至少两个电极在所述窗的外表面上限定了近静电场感测区域，在所述近静电场感测区域内，水的存在可检测地影响所述电容，所述电极还形成远静电场；
(b)至少一个补偿电极，其用于形成补偿性远静电场，所述补偿性远静电场选择性地与所述感测电容的所述远静电场的至少一部分相对立；
(c)外壳装置，其与所述窗的内表面协作来封装所述电极，所述外壳装置的至少一部分被实现为静电屏蔽，用于屏蔽所述电极；
(d)电子电路，其与所述电极相关联并且用于产生表示所述感测电容的输出信号；以及
(e)处理系统，其用于产生源自所述输出信号的刷动命令，
其中，所述电子电路以一感测信号驱动所述至少两个电极中的第一电极，并且以一相反信号驱动所述补偿电极，从而减小所述第一电极的远静电场的至少一部分。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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