CN101687392B - 交互式车窗 - Google Patents

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Abstract

一种层叠车窗，包括：至少两个窗板，通过它们之间的至少一个夹层层叠在一起；至少一个传感器，通过使用者的手接触或接近至少一个所述窗板，能手动操作所述传感器；至少一个屏蔽物，与所述至少一个传感器相关联，由此所述至少一个传感器只能从所述车窗的一侧通过使用者的手手动操作；以及至少一个连接器，电连接到所述至少一个传感器，所述至少一个连接器能连接到外部设备，用于通过所述至少一个传感器的手动操作控制所述外部设备。

Description

交互式车窗
技术领域
本发明涉及层叠车窗，其适合于安装在车辆中，特别适合于作为窗户安装在车辆的车身中。
背景技术
现代车辆，特别是机动车辆，一般配备有很多功能元件。功能元件的实例包括以下项目，例如用于挡风板和/或后窗的加热器、用于挡风板和/或后窗的刮水器和清洗器、空调和座位加热器，还有很多，在此不一一列举。这些功能元件中的每一个都需要例如以通/断开关的形式来控制，因此车辆中某些地方通常有一个或更多个控制面板，控制面板带有开关等，以控制车辆上/车辆中具有的特定功能元件。控制面板通常位于车辆的仪表板上和仪表板周围，在该位置处车辆驾驶员可以很容易访问它们。
随着技术的进步，近年来典型车辆中功能元件的数量已经增加，将来还会进一步增加。相应地，这些功能元件的控制器和控制面板的数量也在增加，这常常带来在典型车辆的仪表板上充斥着控制器的不利结果；这也可能是车辆驾驶员由于他/她试图确定特定控制器的位置而分心的原因。
此外，现代车辆中很多功能元件不仅要让驾驶员能访问，还要让车上所有乘客都能访问。但是，由于大部分控制器位于驾驶员容易访问的位置，因此这常常意味着车上的其它乘客不容易访问它们(如果全部可访问的话)。此外，车辆上/车辆中很多用于功能元件的控制器(如果不是全部的话)只能从车辆内部访问。如果要设法控制的功能元件(例如汽车发动机罩解锁机构)位于车辆内部，而它相关联的车辆部件(例如汽车发动机罩)位于车辆外部，则上述情况对车辆使用者来说可能不方便，因为这常常意味着使用者必须到车内来使用控制器，然后到车外使用相关联的车辆部件。
已知在车辆上/车辆中的替代位置设置功能元件的控制器，即设置控制器作为车辆的窗户的一部分。JP-A-2004-169435公开了一种不能移动的车辆窗户面板，其一个表面上形成有或附加有压力敏感的“触摸面板”。触摸面板能控制例如车门的锁闭和解锁。窗户面板上还设置印刷的显示，以限定触摸面板。当触碰触摸面板时，使两个隔开并且相互绝缘的导电层彼此接触；通过远离窗户面板的控制电子装置来检测电接触。JP-A-2004-169435的窗户面板的主要缺点在于，触摸面板被设置在窗户的外表面上，暴露在可以安装触摸面板的车辆周围的外部环境下，因此经受退化和侵蚀(weathering)。此外，令人不满意的是，它是不能移动的，也就是说它是不能打开的窗户，因为否则的话，暴露的触摸面板会由于窗户的反复开关而退化、磨损。
WO-A-2004/062908公开了一种层叠窗户，在其内部插入有电子部件，例如发光二极管(“LED”)、光电二极管、视觉传感器等。在一个实施例中，将12个LED组成的阵列层叠在车辆的挡风板中。通过层叠板中的导电涂层提供LED的电力。LED可以充当发信号装置，例如用信号通知车辆的警报已经启动，LED还可以充当发光装置，例如充当车辆内部的环境光，或者，LED还可以充当通信装置，例如充当红外发射器来打开车库门。经由电容式开关来使LED导通和截止，电容式开关的交互电极由向LED供电的导电涂层形成。这个应用只涉及在窗户内提供功能性电子部件和它的控制器。所公开的电子部件是层叠板(例如根据WO-A-2004/009349，层叠LED是公知的)中包括的典型类型，因此WO-A-2004/062908中的其它教导也局限于提供在层叠板中控制电子部件的开关。
WO-A-99/58795教导了单个的窗板(pane)的窗(在它的一个表面上设置有轻拍敏感的(tap-sensitive)小键盘)，还有发光机构和可能的其它传感反馈机构。小键盘包括振动响应或电容式传感器以提供信号(例如车门的锁闭/解锁机构)，以及印刷的图标，以限定小键盘本身。提供发光机构来照亮键盘以及这个或其它传感反馈机构(用于在启动传感器时提供传感反馈)。但是这种面板不能令人满意，因为键盘中包括的元件暴露在可以安装该窗的车辆周围的周围环境下。这种暴露意味着这些元件受损的危险性加大，因此这种面板的工作寿命会显著下降。
发明内容
因此，希望提供一种车窗作为车辆上/车辆中具有的功能元件的控制器的替代位置，并且保护这些控制器不受车辆周围的潜在破坏性环境的影响。此外，希望减少位于车辆仪表板上的控制器的数量，从而降低驾驶员分心的风险，使车辆上的其它乘客更容易访问这些控制器，并且还使得不管在车内还是在车外都能访问这些控制器。
因此，本发明提供了一种层叠车窗，其包括：至少两个窗板，通过它们之间的至少一个夹层层叠在一起；至少一个传感器，通过使用者的手接触或接近至少一个所述窗板，能手动操作所述传感器；至少一个屏蔽物，与所述至少一个传感器相关联，由此所述至少一个传感器只能从所述车窗的一侧通过使用者的手手动操作；以及至少一个连接器，电连接到所述至少一个传感器并且能连接到外部设备，用于通过所述至少一个传感器的手动操作来控制所述外部设备。
所述层叠车窗还可以包括视觉指示器，以指示所述至少一个传感器的位置和/或所述外部设备的功能；以及至少一个电照明器件，所述电照明器件层叠在所述至少两个窗板之间，被配置为照亮所述视觉指示器和/或指示所述外部设备的手动操作。
本发明还提供了使用根据本发明的层叠车窗作为车辆的挡风板、后窗、侧窗或者天窗。
本发明还提供了一种机动车辆，其包括车身并且在车身中安装有根据本发明的至少一个层叠窗，所述车辆还包括控制电子装置，用于所述至少一个传感器和所述至少一个电照明器件。
优选地，所述至少一个传感器和所述至少一个屏蔽物组成开关装置(switch arrangement)，所述传感器是开关接口，被配置为用来启动/停用与所述车辆相关联的一个或更多个外部设备。更优选地，所述至少一个传感器和所述至少一个屏蔽物形成电容电路的一部分，所述电容电路在使用中连接到所述车辆中的控制电子装置，用于测量所述或每个传感器的电容信号，并且当检测到电容信号的变化时控制所述外部设备的操作。此外，所述至少一个连接器可以布置在两个保护电极(guard electrode)之间，使得所述至少一个连接器处可以检测不到所述电容信号的变化。
本发明还提供了一种层叠车窗，其包括：至少两个窗板，通过它们之间的至少一个夹层层叠在一起；至少一个传感器，通过使用者的手接触或接近至少一个所述窗板，能手动操作所述传感器；至少一个连接器，电连接到所述至少一个传感器并且能连接到外部设备，用于通过所述至少一个传感器的手动操作来控制所述外部设备；视觉指示器，指示所述至少一个传感器的位置和/或所述外部设备的功能；以及至少一个电照明器件，层叠在所述至少两个窗板之间，被配置为照亮所述视觉指示器和/或指示所述外部设备的手动操作，其中，所述至少一个传感器、所述视觉指示器和所述至少一个电照明器件在堆叠配置中互相对准。
所述至少一个连接器可延伸到所述车窗的边缘。
所述视觉指示器可以在其中一个窗材料的窗板的表面上包括至少一个图标，所述表面既可以是外表面也可以是内表面(即朝向层叠板内的表面)，或者，所述视觉指示器可以在夹层材料层的表面上包括至少一个图标。所述至少一个图标的目的在于向可以安装这种窗的车辆的使用者提供关于传感器以及一个或更多个外部设备的性质和位置的信息，外部设备构成功能元件，其被配置为进行控制。优选地，所述传感器被配置为能够启动/停用单个功能元件，因此将有图标代表该元件，还有单个电照明器件来指示它的启动/停止工作。
所述至少一个传感器可包括至少两个传感器，被配置为能够启动/停用至少两个不同的功能元件。在将所述至少两个传感器设置在层叠板中时，不管让它们朝向哪个方向，车辆使用者与每个传感器的交互都可以是间接的(每个开关接口都按照开关装置的使用者、窗、车辆与周围的空气之间的电容的原理工作)。
在层叠板中可设置两个或更多个开关装置，使得它们中的一个或更多个朝向车辆内部，并且一个或更多个朝向车辆外部。优选地，一对相对朝向的开关接口相互对准(即，它们在层叠板中相对)。每个相对的开关接口可被配置为能够启动/停用同一功能元件(使得可以从车辆内部和外部双重地控制它)或者不同的功能元件(可以只从车辆内部或外部控制它)。具有只从车辆内部控制的功能元件(通过将开关接口配置为只能在车辆内部操作)对于避免意外启动/停用开关接口(例如由于雨滴或者清洗车辆时擦拭窗的人)可能特别有用。
通过提供根据上述发明的开关装置，可以从车辆的仪表板中去除与车辆相关联的一个或更多个功能元件的控制器，从而降低车辆驾驶员在车辆中操作控制器时分心的风险。此外，车辆的其它使用者可以访问这种开关装置。还可以从车辆内部和/或外部来访问这种开关装置。
与车辆相关联的、开关装置被配置为使其启动/停用的一个或更多个功能元件可属于以下非穷举性的群组：挡风板加热元件(用于为挡风板除雾和/或除冰)、挡风板刮水器、挡风板清洗器、车辆乘客的车内阅读灯(map/reading light)、后窗窗帘、后窗加热元件、门锁、行李箱锁和/或自动解锁机构、发动机点火器、天窗打开/关闭机构、天窗可变传动机构、气候控制系统、空调、燃料加注口盖解锁器、座位加热器、侧窗窗帘、后座乘客的娱乐控制器(例如用于车辆内TV和/或DVD系统)、车内灯、车辆内远程信息处理器(例如GPS)等等。
窗中包括的窗材料的窗板可以用玻璃(例如传统的钠钙硅玻璃)或者刚硬的塑料材料(例如聚碳酸酯)制成。两个窗板可以用相同的材料制成，或者一个可以为玻璃而另一个可以为塑料。如果用玻璃制成，那么这两个窗板或者其中一个窗板可以为钢化安全玻璃。窗板可以是平坦的，或者它们可以有一定程度的弯曲。至于窗板的透明度，两个窗板或其中一个窗板可以是透明的或者本体带颜色的。此外，可以在至少一个窗板的表面上设置功能性涂层，例如日光控制涂层。典型地使用厚度在1mm至10mm之间、优选在1.5mm至6mm之间的窗材料窗板。
夹层材料层可以是柔性塑料材料，该柔性塑料材料可以是透明的或者本体带颜色的。合适的夹层材料包括聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，对于层叠板目前最普遍的选择是PVB。可以典型地使用厚度为0.76mm的PVB片，不过也可以使用厚度为0.38mm的PVB片。
开关装置可包括多个开关接口，该多个开关接口形成小键盘，用于在向小键盘上键入按键的预定组合时使得启动/停用功能元件。优选地，小键盘是字母数字式的，以便增加为了使组合正确而键入的按键的可能组合的数目。
所述或每个开关接口(视情况而定)可以设置在窗材料的窗板之间，即在层叠板内。更优选地，所述或每个开关接口可以设置在夹层材料层的表面上。然而，所述或每个开关接口可以可替代地设置在其中一个窗材料的窗板的表面上。
所述或每个开关接口的形式可以为导电涂层的区域或片段(patch)，该导电涂层优选为透明的。有利的是，导电涂层可以设置在PET层上，PET层本身可以层叠在两层PVB之间形成复合夹层。涂层可以附接到电源，使得它能够形成前述的电容电路的一部分。涂层可包括单层金属或金属氧化物(后者优选为透明导电氧化物)。例如锡、锌、铟、钨和钼的金属的氧化物可被包括在单层金属氧化物中。涂层还可以包括掺杂剂，例如氟、氯、锑、锡、铝、钽、铌、铟或镓，使得可形成例如掺氟的氧化锡或者掺锡的氧化铟这样的涂层。
可替代地，该涂层可包括多层涂层叠层，该多层涂层叠层通常包括至少一个金属层或金属氧化物层以及至少一个电介质层。可以重复(repeat)多层叠层结构，以进一步增强涂层的导电性。在其它类似的金属中，可将银、金、铜、镍以及铬用作多层叠层中的金属层；可将氧化铟、氧化锑等用作金属氧化物层。包括插入(interleave)电介质层(例如硅、铝、钛、钒、锡或锌的氧化物)之间的一个或两个银层的涂层是典型的多层叠层。许多导电涂层在本领域中是公知的，根据本发明可使用其中任何一种导电涂层。
作为导电涂层的分立区域而提供的所述或每个开关接口可通过以下方式形成：将其上要沉积所述涂层的材料层(即窗材料的窗板或者夹层材料层)上的一个或更多个所选区域掩蔽，使得在沉积涂层时，该一个或更多个所选区域上没有涂层，从而形成分立的涂覆区域。所述或每个开关接口(作为一个或更多个分立的涂覆区域)也可以通过以下方式形成：例如通过激光切除方法，在所选区域中将涂层从其上已经沉积了涂层的材料层上选择性地去除。
当形成电容电路的一部分时，导电涂层典型地可以经由其两个主表面来访问，因此可以从窗的两侧与所述或每个开关接口交互。为了使得只能从窗的一个特定侧访问开关接口(如上所述)，可以将电磁屏蔽物并入窗中，以便防止来自可以安装有该窗的车辆的内部或外部的与车辆使用者之间的电容交互。所述屏蔽物优选为驱动屏蔽物(driven shield)，这意味着它被保持在等于电容电路上的平均电压的电压处，以防止所述屏蔽物与电容信号的耦合。屏蔽物可以是导电涂层，优选形式如上所述。
屏蔽物也可以是不连续结构的形式，例如导线或传导线的阵列，其例如可包括窗中已有的、用于加热层叠窗的附加功能的精细加热导线阵列。
当采用驱动屏蔽物时，优选地，绝缘层也位于每个导电(电容)区域(也就是开关接口)与驱动屏蔽物层之间，以保持驱动屏蔽物电路和电容电路两者的电完整性(electrical integrity)。
所述或每个开关接口也可以是不连续结构的形式，例如导线或传导线的阵列。
优选地，所述开关装置还包括与所述或每个开关接口电通信的控制电子装置。车辆使用者可(从车辆内部或外部)与所述或每个开关接口交互，从而导致与电子装置的协作电通信，然后电子装置启动/停用合适的功能元件。电子装置可以是功能元件专用的，以实现功能元件的启动/停用，或者可以使用单个的电子装置包来通过公知的多路复用技术启动/停用多个功能元件。
控制电子装置可以优选地被车辆的车身所隐藏而使得车辆使用者无法看见。因此可以将控制电子装置设置为远离窗，例如在车辆本身的某个地方——例如车门内部。这个位置会意味着窗(其内有开关装置)本身没有任何附属物(除了与控制电子装置的连接之外)，而附属物可能妨碍窗和它的移动(在窗是可移动的窗时)。此外，从美学观点来看，将控制电子装置隐藏起来可能更令人高兴。
优选将开关接口设置为与图标对准。这种图标的目的在于，向车辆使用者指示所需要交互的窗上的位置，以便启动/停用开关装置并由此启动/停用图标所代表的特定功能元件。
开关装置还可以包括电磁辐射接收器，在使得所述或每个开关接口能够启动/停用一个或更多个功能元件之前，当可协同工作的发射器所发射的预定信号被该电磁辐射接收器接收时，该电磁辐射接收器启动所述或每个开关接口。接收器可以通过将发射器移动到该接收器附近来工作，在该点处可以接收、识别和接受所发射的信号。在这样的配置下，如果其没有从发射器接收所述信号，开关装置就可能不能工作。所发射的信号可以有效地“唤醒”所述或每个开关接口，为与车辆使用者的交互做好准备。此外，作为安全特性，只有拥有发射器的人才能与开关装置交互。然而，一旦将已经安装有根据本发明的窗的车辆解锁，或者将它的点火器开启，则可以使开关装置能够为任何人所使用(之后的使用与接收器/发射器功能无关)。
一旦车辆使用者例如通过触碰窗来与开关装置交互并启动/停用功能元件，就可以启动指示装置来通知使用者该启动/停用成功。指示装置可包括视觉指示器(即在视觉上通知车辆使用者他与开关装置的交互成功)。视觉指示器可以设置为一个或更多个LED。可以使(任何颜色的)LED导通来指示启动，或者可以让双色LED从一种颜色变换到另一种颜色(例如红色变绿色)来指示启动。附加地或可替代地，指示装置可包括触觉指示器(即使用者在触碰窗时被通知他与开关装置的交互成功)。可以将触觉指示器设置为振动元件。另外附加地或者可替代地，指示装置可包括听觉指示器(即在听觉上通知使用者他与开关装置的交互成功)。听觉指示器可包括能发出听得见的警报声的扬声器。
如同控制电子装置的情况一样，指示装置(除了它包括视觉指示器的情形)可以被车辆的车身所隐藏而使得车辆使用者无法看见。这可能意味着使用者只能看见开关接口。因此，可以将指示装置设置为远离窗，例如与控制电子装置一起在车辆本身的某个地方。在将指示装置设置在层叠板中的情况下，可能需要在层叠板中包括一个或更多个(另外的)绝缘层，以保证提供给指示装置的电功率与电容电路以及驱动屏蔽物电路(视情况而定)中的一个或者两者都保持电隔离。
优选地，所述至少一个电照明器件被配置为照亮所述或每个开关接口。当将所述或每个开关接口设置为与图标对准时，可以照亮所述图标。在夜间，当为了启动/停用功能元件而要与之交互的图标因为黑暗而可能变模糊或半模糊，并且车辆使用者难以看见时，这种照明可能特别有用。所述照明器件可设置为一个或更多个LED。
通过触碰对于其安装有开关装置的窗的任何部分(除了所述或每个开关接口之外)，可启动照明器件。有利的是，在开关装置包括上述接收器的情况下，在使用者能够启动照明装置之前，接收器可能需要接收、识别和接受来自可协同工作的发射器的信号。可替代地，当接收器接收到所发射的信号时，可以在开关装置被唤醒的同时自动启动照明器件。一旦已经照亮了所述或每个开关接口，就可以选择与要被启动/停用的期望的功能元件对应的图标并且例如通过触碰它相应地与其交互。然后，经过预定的时间段后，照明器件可以自动停止工作。这个时间段可以根据是否已经与开关装置交互或者是否意外照亮窗而变化。如果已经触碰了窗，照明可以持续15秒的周期(优选至少10秒)，但是在此周期内如果随后与开关接口进行了交互，则作为响应，照明可以自动停止工作。
与车辆相关联的功能元件的启动/停用的形式优选可以为通/断机构、打开/关闭机构、增/减机构(其可以是逐级的形式)和/或如可能要求的其它类似机构。因此与所述或每个开关接口的交互可以具有开启功能元件、或者打开功能元件、或者增/减功能元件的某些质量/数量等等的效果。
根据窗中包括的开关装置的操作，可以将开关装置安排为朝向车辆内部，用于车辆乘客的操作。可替代地，可以将开关装置安排为朝向车辆外部，用于车辆使用者在车辆外部的操作，在这种情况下，如前所述，层叠板中优选可以包括驱动屏蔽物。
车辆的车身典型地包括多个窗户开口——后窗、前窗、侧窗以及可选择的顶盖窗户(其形式为传统的天窗或者全面积顶盖(full-arearoof))。根据本发明的窗特别适合于安装在这些开口的任何一种中。此外要安装到车辆车身的窗户开口中的两个或更多个窗中的每一个可以被设置有开关装置，使得车辆四周可以放置有多个开关装置。根据本发明的窗还适合于作为内部窗面板(例如作为车辆前后座之间的控制面板)安装在车辆中。
通过提供根据本发明实施例的开关装置，可以从车辆内部或外部来可靠地访问与车辆相关联的一个或更多个功能元件的控制器。
附图说明
为了更好地理解，现在将参照附图(未按比例绘制)并且通过如附图所示出的非限制性实例来更具体地描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的层叠窗的平面图；
图2是沿着图1的A-A线观察的截面；
图3是图1和图2所示窗的一部分的详细视图；
图4是根据本发明第二实施例的层叠窗的平面图；
图5是沿着图4的B-B线观察的截面；
图6是图4和图5所示窗的一部分的详细视图；以及
图7是根据本发明第三实施例的层叠窗的平面图。
图8是根据本发明第四实施例的层叠窗的平面图；
图9是沿着图8的C-C线观察的截面；
图10和图11是图8和图9所示窗的一部分的详细视图；
图12是根据本发明第五实施例的层叠窗的平面图；
图13是根据本发明第六实施例的层叠窗的平面图；以及
图14是沿着图13的D-D线观察的截面。
具体实施方式
图1示出了层叠窗10，其形式是侧窗，适合于安装到车辆车身的侧窗开口中，并且其可以是固定的窗或者可移动的窗。
在本发明的任意实施例中，层叠窗至少包括窗材料的外部窗板和窗材料的内部窗板。每种窗材料的形式可以是玻璃(例如传统的钠钙硅玻璃)或者刚硬的塑料材料(例如聚碳酸酯)的窗板。但是可能是其它材料。两个窗板可以用相同的材料制成，或者一个可以为玻璃而一个可以为塑料。如果用玻璃制成，那么这两个窗板或者其中一个窗板可以为钢化安全玻璃。窗板可以是平坦的，或者它们可以有一定程度的弯曲。至于窗板的透明度，这两个窗板或者其中一个窗板可以是透明的或者本体带颜色的。典型地使用厚度在1mm至10mm之间、优选在1.5mm至6mm之间的窗材料窗板。
本实施例中，层叠窗10包括窗材料的外部窗板11(其形式为玻璃窗板)和开关装置14，该开关装置14被配置为启动/停用与车辆相关联的功能元件16。功能元件16可以是选自以下非穷举性列表中的项目：挡风板加热元件(用于为挡风板除雾和/或除冰)、挡风板刮水器、挡风板清洗器、车辆乘客的车内阅读灯、后窗窗帘、后窗加热元件、门锁、行李箱锁和/或自动解锁机构、发动机点火器、天窗打开/关闭机构、天窗可变传动机构、气候控制系统、空调、燃料加注口盖解锁器、座位加热器、侧窗窗帘、后座乘客的娱乐控制器(例如用于车辆内TV和/或DVD系统)、车内灯或车辆内远程信息处理器(例如GPS)。
开关装置14经由控制电子装置15电连接到功能元件16，这两者都由电源17(例如车辆的电池)供电。从本领域公知的合适的电子装置中选择控制电子装置15来与功能元件16协同工作。
图2提供了关于层叠窗10的构造的更多细节，层叠窗10还包括窗材料的内部窗板12，其经由多层夹层材料13与窗材料的外部窗板11接在一起，窗材料的内部窗板12的形式是玻璃窗板，夹层材料13的形式是多层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。开关装置14设置在窗材料的窗板11、12之间，特别设置在多层夹层材料13中的两层之间。多层夹层材料13中的一层(与窗材料的外部窗板11相邻的层)的内表面(朝向窗10中心的表面)上设置有为涂覆在一层聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的双重银层形式的导电涂敷膜21。将涂层的所选区域去除，形成开关接口21a，开关接口21a的形式是PET层上的涂层的分立的区域或片段。
每个开关接口21a都包括传感器，传感器的形式是电容电路的电极，通过使用者的手接触或靠近至少一个窗板，可手动操作传感器。
除了开关接口21a之外，开关装置14还包括指示装置22，指示装置22的形式是发光二极管(LED)阵列。指示装置22设置在两层夹层材料13之间，与开关接口21a对准。所示出的本发明实施例中的开关装置14只在一个方向上工作，即从可以安装窗10的车辆的外部。通过在涂敷膜21与窗材料的内部窗板12之间放置驱动屏蔽物23，使开关接口21a单向工作。驱动屏蔽物23的形式是导电涂敷膜(涂覆在一层PET上的双重银层)，其防止车辆内的车辆使用者与开关接口21a之间的电容相互作用。多层夹层材料13使开关接口21a与指示装置22以及驱动屏蔽物23两者电绝缘，以保证电容电路(开关接口21a构成电容电路的一部分)、LED阵列和驱动屏蔽物电路的电完整性。
两个导电涂层(具体为每个开关接口21a和驱动屏蔽物23)都经由控制电子装置15由电源17供电，从而使它们能够执行它们各自的功能。
图3提供了指示装置22的更多细节，实际上指示装置22的形式是包括十二个“按钮”32的小键盘，按钮32的形式是印在衬底35上的图标，衬底35的形式是PET片。按钮32包括分别用于数字0到9以及字母C(代表功能“取消”)和E(代表功能“输入(enter)”)的单独的图标。将每个按钮32配置为使得将指示装置22并入窗10中时，每个按钮都与开关接口21a对准。对于指示装置22存在堆叠的配置，即开关接口21a和图标。每个按钮32包括视觉指示器31，视觉指示器31的形式是LED(按照对应LED的可用性，其可发出任一种颜色的光)，以指示与对应开关接口21a的交互成功，每个按钮32还包括照明装置33，照明装置33的形式也是LED(典型地发出黄色/白色光)，以照亮每个按钮32，为使用者与对应的开关接口21a的交互做好准备。通过导体34，经由控制电子装置15向LED供电，导体34的形式是印在衬底35上的银基墨水的迹线。当功能元件16的形式是车辆锁闭/解锁机构时，小键盘最适合使用——在控制电子装置15命令锁闭机构将车辆锁闭/解锁之前，必须在小键盘上键入正确的数字序列并将其由控制电子装置15识别。
图4和图5示出层叠窗40，层叠窗40与图1和图2所示的窗10相似之处在于，窗40包括窗材料的外部窗板41和窗材料的内部窗板42，它们的形式都是玻璃窗板，外部窗板41和内部窗板42经由多层夹层材料43接在一起，夹层材料43的形式是多层PVB。窗40还包括开关装置44，开关装置44被配置为启动/停用与车辆相关联的功能元件46，并且设置在窗材料的窗板41、42之间。功能元件46可以是选自前述同一列表中的项目。开关装置44经由控制电子装置45电连接到功能元件46，这两者都由电源47(例如车辆的电池)供电。还是从本领域公知的合适的电子装置中选择控制电子装置45来与功能元件46协同工作。
窗40与窗10的不同在于，前者的形式是车辆挡风板。此外，窗材料的外部窗板41的内表面(朝向窗40中心的表面，本领域中称为表面2(表面1是层叠窗的最外表面，表面4是最内表面))上设置有导电涂敷膜51，导电涂敷膜51的形式是双重银涂层。将涂层的所选区域去除，形成开关接口51a，开关接口51a的形式是窗材料的窗板41上的涂层的分立的区域或片段。可以从窗的两侧操作开关接口51a，因为窗40不包括驱动屏蔽物(如果包括关于图1和图2所述类型的驱动屏蔽物，就会使得开关接口51a单向操作)。
除了开关接口51a之外，开关装置44还包括指示装置52，指示装置52设置在两层夹层材料43之间，与开关接口51a对准。在窗40内在开关接口51a与指示装置52之间包括绝缘层53，以保证两个关联的电路彼此保持电隔离。图6提供关于指示装置52的更多细节，实际上指示装置52的形式是“按钮”62，按钮62的形式是图标，图标代表汽车发动机罩解锁机构并被印在衬底65上，衬底65的形式是PET片。这种图标的目的是，向车辆使用者指示，为了启动/停用开关装置从而启动/停用图标所代表的特定功能元件所需要交互的在窗上的位置。将按钮62配置为使得将指示装置52并入窗40中时，它与开关接口51a对准。按钮62包括视觉指示器61，视觉指示器61的形式是LED(按照对应LED的可用性，该LED可发出任一种颜色的光)，以指示与对应开关接口51a的交互成功，按钮62还包括照明装置63，照明装置63的形式也是LED(典型地发出黄色/白色光)，以照亮按钮62，为使用者与对应的开关接口51a的交互做好准备。通过导体64，经由控制电子装置45向LED供电，导体64的形式是印在衬底65上的银基墨水的迹线。
图7示出了层叠窗70，窗70的形式是天窗，其与窗10、40相似之处在于，窗70(在窗材料的窗板71、72、多层夹层材料(未示出)、开关装置74、控制电子装置75、功能元件76以及电源77方面)与窗10、40有相同的基本构造。但是窗70与窗10更相似，因为它包括驱动屏蔽物(未示出)，以使得开关接口(未示出)为单向。在这种情况下，开关接口可经由窗材料的内部窗板72操作(即从可以安装窗70的车辆的内部)，因此避免它们意外启动。本实例中，开关装置74被配置为启动/停用功能元件76，功能元件76的形式是可变传动机构，例如液晶膜装置或悬浮粒子装置。
参照图8和图9，示出了层叠窗110，窗110的形式是挡风板窗，适合于安装在车辆车身的开口中。层叠窗110包括窗材料的外部窗板111和窗材料的内部窗板112，它们的形式都是玻璃窗板。玻璃窗材料的外部窗板111经由多层夹层材料113与窗材料的内部窗板112接在一起，夹层材料113的形式是多层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。层叠窗110还设置有开关装置114，以从车辆外部来操作与车辆相关联的一个或更多个功能元件116，例如门锁、行李箱锁和/或自动解锁机构、燃料加注口盖解锁器。
开关装置114包括为电容式触摸开关形式的开关接口121，用于检测操作者的手何时接近或触碰到一个电容式开关。每个开关接口121都电连接到控制电子装置115。控制电子装置115由电源117供电，控制一个或更多个功能元件116的操作。控制电子装置115设置为远离窗，例如在车辆本身的某个地方——例如在车门内侧。
开关装置114是位于多层夹层材料113的其中两层之间的多层结构，包括交替的导电材料层和绝缘材料层，以保证导电层相互保持电隔离(视情况而定)。
如可以从图9最好的看出，开关装置114包括导电涂层120，被布置在载体衬底122上，与层113的内表面相邻，层113本身与窗材料的外部窗板111相邻。印刷涂层120使得形成为触摸开关形式的开关接口121。被布置为与载体衬底122顺序相邻的是保护电极126、驱动屏蔽物124和被布置在衬底128上的照明装置127。驱动屏蔽物124、保护电极126和照明装置127通过绝缘层125相互隔离。
载体衬底122由透明塑料片组成，透明塑料片上为每个开关接口121设置了传感电极，传感电极的形式是导电涂敷膜120，例如双重银层。
图10示出了照明图例，图例的形式是例如代表汽车发动机罩解锁机构的图标130。本实例中照明装置127的形式是LED(典型地发出黄色/白色光)，其被布置在衬底128上使得照亮图标130，为使用者与开关接口121的交互做好准备。
开关接口121还包括视觉指示器140，视觉指示器140的形式是LED(根据对应LED的可用性，其可发出任一种颜色的光)，以指示与开关接口121的交互成功。通过导体142，经由控制电子装置向LED供电，导体142的形式是印在衬底128上的银基墨水的迹线。
驱动屏蔽物124由与加在所述或每个开关接口121上的信号相同但是与之隔离的信号来驱动，从而防止车辆内的车辆使用者与所述或每个开关接口121之间的电容相互作用。
参照图11以获得开关接口121的更多细节，所述或每个开关接口121经由导体143电连接到控制电子装置115，导体143接合在载体衬底122上。控制电子装置115具有电容测量装置，电容测量装置以公知方式包括频率发生器、阈电路、多路复用器和放大器。每个导体143都位于一对屏蔽导体144(保护电极)之间，屏蔽导体144由与加在每个开关接口121上(因此加在对应的导体143上)的信号相同但是与之隔离的信号来驱动。可替代地，屏蔽导体144接地。屏蔽导体144接合在载体衬底122上。电容测量装置在所述或每个开关接口121测量电容信号，并且在检测到电容信号的变化时控制功能元件116的操作。当操作者的手接近开关装置时，还通过衬底128上照明装置127的照明来提供响应，如图9和图10所示。在夜间，当为了启动/停用功能元件116而要与之交互的图标因为黑暗而变模糊或半模糊，并且车辆使用者难以看见时，这种照明特别有用。经过预定的时间段后，照明装置127自动停止工作。这个时间段根据是否已经与开关装置交互或者是否意外照亮窗而变化。如果已经触碰到窗，照明可以持续15秒的周期(优选至少10秒)，但是在此周期内如果随后与开关接口进行了交互，则作为响应，照明可以自动停止工作。应当理解，如果使用者触碰到其中一个导体143附近的窗，因为屏蔽导体144防止了与每个导体143的电容相互作用，所以对应的开关接口121将不启动。
在变型中，开关装置114包括无线接收器(例如电磁辐射接收器)，在使得所述或每个开关接口能够启动/停用一个或更多个功能元件之前，当可协同工作的发射器所发射的预定信号被接收器接收时，该接收器启动所述或每个开关接口。接收器可以通过将发射器移动到接收器附近来工作，在该点处接收、识别和接受所发射的信号。如果开关装置没有接收到发射器的所述信号，它就不能操作。所发射的信号有效地“唤醒”所述或每个开关接口，为与车辆使用者的交互做好准备。此外，作为安全特性，只有拥有发射器的人才能与开关装置交互。然而，一旦将已经安装有根据本发明的窗的车辆解锁，或者将它的点火器开启，则使开关装置能够为任何人所使用(之后的使用与接收器/发射器的功能无关)。开关装置连接到电磁辐射接收器，从而，在使得所述或每个开关接口能够启动/停用一个或更多个功能元件之前，当可协同工作的发射器发出的预定信号被接收器接收时，接收器启动所述或每个开关接口。
图12示出了开关装置的可替代实施例，其中，层叠窗150的形式是天窗，图8至图10所述的开关装置的多层结构被反转，使得保护电极126(图12中未示出)被配置为防止车辆外的车辆使用者与所述或每个开关接口121之间的电容相互作用。本实例中开关接口可操作以下非穷举性的群组中的一项：挡风板加热元件(用于为挡风板除雾和/或除冰)、挡风板刮水器、挡风板清洗器、车辆乘客的车内阅读灯、后窗窗帘、后窗加热元件、天窗打开/关闭机构、天窗可变传动机构、气候控制系统、空调、座位加热器、后座乘客的娱乐控制器(例如用于车辆内TV和/或DVD系统)、车内灯或车辆内远程信息处理器(例如GPS)等等。
在开关装置114的另一可替代实施例中，开关装置包括形成小键盘的多个开关接口，当向小键盘键入按键的预定组合时，使得启动/停用功能元件。每个开关接口包括用于数字和/或字母的单独的图标。当功能元件116的形式是车辆锁闭/解锁机构时，这种小键盘最适用——在控制电子装置115命令锁闭机构将车辆锁闭/解锁之前，必须向小键盘键入数字的正确序列，并且将其由控制电子装置115识别。
虽然参照特定窗通过实例描述了本发明，但是在不脱离本发明的情况下可以做出各种修改。例如可以在至少一个窗板的表面上设置功能性涂层，例如日光控制涂层。此外，照明装置可设置为一个或更多个LED。此外，可以通过添加覆盖图12所示窗整个表面的传感电极160，触碰对于其安装有开关装置的窗的任何部分(除了所述或每个开关接口之外)，来启动照明装置。
图13和图14示出了本发明的车窗的另一实施例。例如玻璃制成的两个窗板200、202通过三个例如PVB制成的夹层204、206、208而层叠在一起。第一窗板200被配置为安装在车辆的要手动操作开关装置的一侧上，其上面层叠有第一夹层204。用金属膜(例如银膜)形成的一个或更多个开关接口210层叠在第一夹层204与相邻的第二夹层206之间。在连接点211处连接到开关接口210的电连接器212在夹层204、206之间延伸到车窗的边缘214。
用金属膜(例如银膜)形成的驱动屏蔽物216层叠在第二夹层206与相邻的第三夹层208之间。连接到屏蔽物216的电连接器218(图13中未示出)在夹层206、208之间延伸到车窗的边缘214。
LED阵列220(然而可以只设置一个LED 220)设置在屏蔽物216表面远离开关接口210的一侧上。连接到LED阵列220的电连接器222在夹层206、208之间延伸到车窗的相对边缘224。
通过这种方式，将屏蔽物216夹在LED 220与开关接口210之间。这样保证了LED 220的操作不会影响开关接口210的可靠操作，因为电驱动屏蔽物216将LED与开关接口210电隔离。此外，屏蔽物216并且对应地，与其相邻的LED 220与开关接口210在层叠车窗的厚度方向上隔开一个间隔距离，该间隔距离基本上对应于第二夹层206的厚度。这是因为屏蔽物216和开关接口210设置在第二夹层206的相对表面上。典型地，该间隔距离为至少100μm。
在设计中，屏蔽物216与开关接口210基本上对准。在车窗的平面上屏蔽物216有一个区域延伸超出开关接口210的区域。如图13所示，这样能使得屏蔽物216的区域有一个向外延伸的外围带状物226，其延伸超出开关接口210的区域。这有助于保证通过使用者的手接近或接触开关接口210附近的窗板200，屏蔽物216只用来提供开关接口210的单向手动动作，以及提供开关接口210与LED 220的操作的隔离。典型地，外围带状物226的宽度等于或大于两个窗板的至少其中一个窗板(例如窗板200)的厚度。
本实施例中，屏蔽物216也与连接到开关接口210的电连接器212基本上对准。这样保证了开关接口210和其相关联的电连接器212的可靠操作。
此外，形成开关接口210的金属层在中心臂232的相对两侧还有两个引脚228、230，它们分开并且与开关接口210电隔离，中心臂232从开关接口210的主平面234延伸到连接点211。两个引脚228、230在公共端236处电连接在一起，公共端236在连接点240处电连接到电连接器238。电连接器238可以电连接到用于屏蔽物216的电连接器218。因此引脚228、230构成连接到屏蔽物216的辅助遮蔽元件242，用于开关接口210，特别用于传感器的设置为将传感器连接到控制电子装置的部分。
在本实施例的变型中，LED 220设置在屏蔽物216的相对表面，也就是屏蔽物216朝向开关接口210一侧的表面上。
启动/停用与车辆相关联的功能元件的形式可以是通/断机构、打开/关闭机构、增/减机构(其可以为逐级的形式)和/或如可能要求的其它类似机构。因此，与所述或每个开关接口的交互可以具有开启功能元件、或者打开功能元件、或者增/减功能元件的某些质量/数量等等的效果。
车辆车身典型地包括多个窗户开口——后窗、前窗、侧窗以及可选择的顶盖窗户(其形式为传统的天窗或者全面积顶盖)。根据本发明的窗特别适合于安装在这些开口中的任一种中。此外要安装在车辆车身窗户开口中的两个或更多个窗中的每一个都可以设置有开关装置，使得车辆四周可以放置有多个开关装置。根据本发明的窗还适合于作为内部窗面板(例如作为车辆前后座之间的控制面板)安装在车辆中。

Claims (28)

1.一种层叠车窗，包括：
至少两个窗板，通过它们之间的至少一个夹层而被层叠在一起；
至少一个传感器，通过使用者的手接触或接近至少一个所述窗板，能手动操作所述传感器；
至少一个屏蔽物，与所述至少一个传感器相关联，由此所述至少一个传感器只能从所述车窗的一侧通过使用者的手手动操作；以及
至少一个连接器，电连接到所述至少一个传感器，所述至少一个连接器能连接到外部设备，用于通过所述至少一个传感器的手动操作控制所述外部设备。
2.根据权利要求1的层叠车窗，还包括：视觉指示器，以指示所述至少一个传感器的位置和/或所述外部设备的功能；以及至少一个电照明器件，所述电照明器件层叠在所述至少两个窗板之间，被配置为照亮所述视觉指示器和/或指示所述外部设备的手动操作。
3.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个屏蔽物与所述至少一个传感器在所述层叠车窗的厚度方向上以间隔距离隔开。
4.根据权利要求3的层叠车窗，其中所述至少一个电照明器件与所述至少一个传感器在所述层叠车窗的厚度方向上隔开所述间隔距离。
5.根据权利要求4的层叠车窗，其中所述间隔距离为至少1mm。
6.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个屏蔽物和所述至少一个传感器设置在所述至少一个夹层中的一个夹层的相对表面上。
7.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个屏蔽物与所述至少一个传感器基本上对准，并且所述至少一个屏蔽物在所述车窗的平面上有延伸超出所述至少一个传感器的区域的区域。
8.根据权利要求7的层叠车窗，其中所述至少一个屏蔽物的所述区域有延伸超出所述至少一个传感器的区域的向外延伸的外围带状物。
9.根据权利要求8的层叠车窗，其中交叠的所述外围带状物的宽度至少等于所述两个窗板中的至少一个窗板的厚度。
10.根据权利要求2的层叠车窗，其中所述视觉指示器被印在至少一个所述窗板上。
11.根据权利要求2的层叠车窗，其中所述至少一个电照明器件包括至少一个第一电照明器件，所述第一电照明器件被配置为照亮所述视觉指示器。
12.根据权利要求11的层叠车窗，所述第一电照明器件位于所述视觉指示器后方。
13.根据权利要求11的层叠车窗，还包括至少一个第二传感器，所述第二传感器连接到所述至少一个第一电照明器件，以便启动所述至少一个第一电照明器件，并且通过使用者的手接触或接近至少一个所述窗板，能手动操作所述第二传感器。
14.根据权利要求11或13的层叠车窗，其中所述至少一个电照明器件还包括至少一个第二电照明器件，所述第二电照明器件被配置为指示包括所述至少一个传感器的开关接口的手动操作。
15.根据权利要求2的层叠车窗，其中所述至少一个电照明器件和所述至少一个屏蔽物共同设置在所述车窗的相邻夹层之间。
16.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个屏蔽物基本上与所述至少一个连接器对准。
17.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个传感器和所述至少一个屏蔽物组成开关装置，所述开关装置被配置为启动/停用与装有所述层叠车窗的车辆相关联的一个或更多个外部设备。
18.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个传感器和所述至少一个屏蔽物形成电容电路的一部分，所述电容电路在使用中连接到装有所述层叠车窗的车辆中的控制电子装置，用于测量所述至少一个传感器的电容信号，并且在检测到电容信号的变化时控制所述外部设备的操作。
19.根据权利要求18的层叠车窗，其中所述至少一个连接器被配置在两个保护电极之间，使得所述至少一个连接器处能够检测不到所述电容信号的变化。
20.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个传感器包括形成小键盘的多个开关接口，所述小键盘用于在向所述小键盘键入按键的预定组合时使得启动/停用功能元件。
21.根据权利要求1或2的层叠车窗，其中所述至少一个传感器被配置为朝向车辆内部，用于所述车辆的乘客的操作，或者所述至少一个传感器被配置为朝向车辆外部，用于所述车辆外使用者的操作。
22.一种层叠车窗，包括：
至少两个窗板，通过它们之间的至少一个夹层被层叠在一起；
至少一个传感器，通过使用者的手接触或接近至少一个所述窗板，能手动操作所述传感器；
至少一个连接器，电连接到所述至少一个传感器，并且能连接到外部设备，用于通过所述至少一个传感器的手动操作控制所述外部设备；
视觉指示器，用于指示所述至少一个传感器的位置和/或所述外部设备的功能；以及
至少一个电照明器件，层叠在所述至少两个窗板之间，被配置为照明所述视觉指示器和/或指示所述外部设备的手动操作，
其中，所述至少一个传感器、所述视觉指示器和所述至少一个电照明器件在堆叠配置中一起对准。
23.使用权利要求1或2的层叠车窗作为车辆的挡风板、后窗、侧窗、或者天窗。
24.一种机动车辆，包括车身并且在所述车身中安装有根据权利要求1或2的至少一个层叠车窗，所述车辆还包括控制电子装置，用于所述至少一个传感器和所述至少一个电照明器件。
25.根据权利要求24的机动车辆，其中所述至少一个传感器连接到无线接收器，使得在使所述至少一个传感器能够启动/停用所述外部设备之前，当可协同工作的发射器所发射的预定信号被所述无线接收器接收时，启动所述至少一个传感器。
26.根据权利要求25的机动车辆，其中启动/停用所述一个或更多个外部设备的形式是通/断机构、打开/关闭机构、和/或增/减机构。
27.根据权利要求24的车辆，当从属于权利要求2时，其中所述至少一个电照明器件通过所述至少一个传感器的操作来启动。
28.根据权利要求27的车辆，其中所述至少一个电照明器件在启动之后经过预定时间段后自动停止工作。
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