CN106464254B - 接近检测器 - Google Patents

Abstract

根据一个方面，本发明涉及一种用于机动车辆设备(Eq)的接近检测器(10)，该接近检测器(10)包括：‑检测天线(1)，当用户(U)出现在所述设备(Eq)的附近时产生检测信号；‑印刷电路板(2)，处理检测信号，以用于控制所述设备(Eq)的操作；‑导电棒(3)，用于将所述检测天线(1)电连接到所述印刷电路板(2)。

Description

接近检测器

技术领域

本发明的技术领域是人机界面(HMI)的技术领域。本发明涉及接近检测器，特别是用于机动车辆的设备的接近检测器。

背景技术

人机界面(HMI)是允许人类用户与机器沟通和控制它的工具。人机界面可以例如是以下类型的：

-屏幕，例如TFT(薄膜晶体管)类型的LCD(液晶显示器)屏幕；

-控制按钮；

-照明系统，诸如内灯；

-杆，例如换挡杆。

为了允许和/或便于使用这样的界面，已知的做法是将它们与接近检测器相结合。接近检测器可以特别地控制：

-HMI的唤醒；

-在HMI是屏幕的情况下，在HMI上的信息显示，

-HMI的照明或背光。

接近检测器典型地包括被电连接的检测天线和印刷电路板。检测天线放置在人机界面的表面元件之后。表面元件是该界面最接近于人类用户的部分：例如，在控制按钮的情况下，它是遥控器面板，或在换档杆的情况下，它是换档杆手柄。检测天线可以例如是固定在表面元件之下的电容膜。已知的做法是将检测天线与印刷电路板通过柔性连接器(诸如扁平电缆)电连接。但是，这种电连接解决方案可以证明是限制性的并且是昂贵的。

发明内容

通过提出一种特别允许接近检测器(特别是用于机动车辆的设备的接近检测器)的制造成本被降低的简单电连接，本发明提供了上述问题的一个解决方案。

因此，根据一个方面，本发明涉及用于机动车辆的设备的接近检测器，包括：

-检测天线，当用户出现在所述设备的附近时产生检测信号；

-印刷电路板，处理检测信号，以用于控制在所述设备上的操作；

-导电棒，用于将检测天线电连接到印刷电路板。

在本说明书中，术语“棒”的使用没有预先假定用于所述棒的横截面的特定类型。导电棒的横截面因此可以是例如圆形、方形或矩形。

凭借本发明，检测天线与印刷电路板之间的电连接是通过导电棒确保的，所述导电棒是一种简单且廉价的元件，特别是相对于带状电缆类型的连接器。

除前面的段落中刚刚提到的特征之外，根据本发明的一个方面的接近检测器可具有下列中的一个或多个互补的特征，单独地或根据任何技术上可能的组合考虑：

-导电棒是柔性的，并具有存储容量。

-可替代地，导电棒是刚性的。

-接近检测器有利地包括围绕所述导电棒的导电弹簧，该导电弹簧具有第一端和与第一端相对的第二端，所述第一端与检测天线接触，并且所述第二端与印刷电路板接触。

-导电棒具有第一端和与第一端相对的第二端，并且导电棒的第一端与检测天线接触，并且导电棒的第二端与印刷电路板接触。

-可替代地，导电棒具有在第一端与第二端之间延伸的中心部分，并且：

导电棒的第一端与检测天线接触；

导电棒经由在所述印刷电路板中的调节开口穿过印刷电路板。

导电棒的中心部分可另外有利地与印刷电路板的调节开口接触。

-由于检测天线位于印刷电路板的第一侧上，用于保持导电棒的元件位于印刷电路板的与第一侧相对的第二侧上，该保持元件被电连接到印刷电路板。

-导电棒焊接到印刷电路板上。

-检测天线是电容性天线。

-接近检测器包括用于机械支撑检测天线的至少一个元件，所述机械支撑元件具有与所述检测天线接触的第一端，和与第一端相对的、与印刷电路板接触的第二端。

根据另一方面，本发明还涉及一种用于机动车辆的设备，该设备包括根据本发明一个方面的接近检测器，检测天线包覆模制在所述设备的表面元件中。

除前面的段落中刚刚提到的特征之外，根据本发明的一个方面的用于机动车辆的设备可具有下列中的一个或多个互补的特征，单独地或根据任何技术上可能的组合考虑：

-用于机动车辆的设备包括：

多个检测天线，各检测天线在用户出现在所述设备的附近时产生检测信号；

至少一个印刷电路板，其处理检测信号，以用于控制在所述设备上的操作；

多个导电棒，每个导电棒确保所述检测天线中的一个与印刷电路板中的一个的电连接。

-用于机动车辆的设备属于以下列表：

屏幕；

控制按钮；

照明系统；

杆。

本发明和它的各种应用将在阅读以下描述和研究附图时被更好地理解。

附图说明

附图仅通过本发明的非限制性说明给出。

-图1a示出了包括根据本发明的第一实施例的接近检测器的设备的示意性截面图；

-图1b示出了图1a的设备的示意性部分透视图；

-图2a示出了包括根据本发明的第二实施例的接近检测器的示意性截面图；

-图2b示出了包括根据本发明的第三实施例的接近检测器的示意性截面图；

-图2c示出了包括根据本发明的第四实施例的接近检测器的示意性截面图；

-图2d示出了包括根据本发明的第五实施例的接近检测器的示意性截面图；

-图3出了包括根据本发明的第一实施例的接近检测器的第二设备的示意性部分截面图；

具体实施方式

除非另有说明，出现在不同附图中的相同元件具有单一的参考编号。

图1a示出一个设备Eq的横截面图，该设备包括：

-根据本发明的第一实施例的接近检测器10，其允许检测在设备Eq 附近的用户U或任何其它类型的对象；

-表面元件sElt；

-人机界面HMI。

人机界面HMI可以例如是屏幕、控制按钮、灯光系统或控制杆。

根据本发明的第一实施例的接近检测器10包括：

-检测天线1；

-印刷电路板2；

-将检测天线1电连接到印刷电路板2的导电棒3和导电弹簧Sp。导电弹簧Sp围绕导电棒3定位。导电弹簧Sp被导电棒3引导。

在本说明书中，术语“棒”的使用没有预先假定用于所述导电棒3的截面的特定类型。导电棒3横截面因此可以是例如圆形、方形或矩形。

检测天线1有利地包覆模制在表面元件sElt中，从而赋予良好的阻抗和良好的机械保持。导电棒3有利地是检测天线1的延长部。在这种情况下，检测天线1和导电棒3形成一体式组件。可替代地，导电棒3可与检测天线1接触地放置并固定到检测天线1，例如通过焊接。

根据本发明的第一实施例，由导电棒3引导的导电弹簧Sp有利地允许确保检测天线1与印刷电路板2之间的电连接，同时允许检测天线1与和印刷电路板之间的间隔容差。导电弹簧Sp具有：

-第一端，其与检测天线1接触并固定到该检测天线1；

-第二端，与第一端相对，其与印刷电路板2接触并固定到该印刷电路板2。

导电弹簧Sp的第一端例如焊接到检测天线1，而导电弹簧Sp的第二端例如焊接到印刷电路板2。

根据接近度检测器的第一实施例10，用于设置检测天线1与印刷电路板2之间的电连接的两种情况根据该检测天线1与印刷电路板2之间的间隔而不同：

-根据第一情况，检测天线1与印刷电路板2之间的间隔对应于导电棒3的长度，并且导电棒3与印刷电路板2接触。检测天线1与印刷电路板2之间的电连接通过导电棒3和导电弹簧Sp两者确保。

-根据第二情况，检测天线1与印刷电路板2度之间的间隔大于导电棒3的长度，并且导电棒3不与印刷电路板2接触。检测天线与印刷电路板2之间的电连接因而通过导电弹簧Sp确保。

图1b示出了先前结合图1a描述的设备Eq局部透视图。该局部透视图显示了表面元件sElt、检测天线1、导电棒3和导电弹簧Sp。在图1b示出的特定示例中，表面元件sElt是具有四个侧边的框架。表面元件sElt的四侧边框架形式特别适合于人机界面HMI是屏幕的情况。表面元件sElt可以具有大量不同的形式，这取决于人机界面HMI的性质和几何形状。在图1b 示出的特定例子中，在表面元件sElt中包覆模制的检测天线1沿表面元件 sElt的三个侧边延伸。检测天线1可以可替代地沿表面元件sElt的一个、两个或所有侧边延伸。还可以想到的是，检测天线1仅在表面元件sElt的一个侧边的一部分上，或在表面元件sElt的两个连续侧边的一部分上延伸。检测天线1在其上延伸的表面积越大，检测天线1增加的灵敏度越多。检测天线1的尺寸和范围越被限制，接近检测器10的制造成本越多地得到控制。导电棒3和导电弹簧Sp与检测天线1的一端接触。可替代地，该导电棒3和导电弹簧Sp可以与检测天线1的任何其它部分接触。根据第一实施例的第一变体，可例如通过表面元件sElt的每一侧有一个检测天线而实施多个检测天线1。根据该第一变体，也可实施多个导电棒3和导电弹簧Sp：每个检测天线使用一个导电棒3和一个导电弹簧Sp。根据第一实施例的第一变体，接近检测器10包括用于机械支撑检测天线1的至少一个元件，所述机械支撑元件具有与所述检测天线1接触的第一端，和与第一端相对的与印刷电路板2接触的第二端。接近检测器10可以例如包括多个机械支撑元件，所述机械支撑元件沿着检测天线1规律地分布，并且特别地有角度地放置在检测天线1处。

图2a示出了包括根据本发明的第二实施例的接近检测器20的截面图。根据本发明的第二实施例，印刷电路板2包括调节开口O。调节开口 O的尺寸是使得导电棒3可以经由调节开口O穿过印刷电路板2，该导电棒3具有第一端与第二端之间延伸的中心部分。在图2a所示的例子中，导电棒3不与印刷电路板2接触。因此，检测天线1与印刷电路板2之间的电连接由导电弹簧Sp确保，该导电弹簧Sp由导电棒3引导。可替代地，调节开口O的尺寸可以以这样的方式来选择，使得当导电棒3穿过调节开口O时，导电棒3的中心部分与所述调节开口O接触。根据这个替代方案，当导电棒3通过调节开口O时，检测天线1与印刷电路板2之间的电连接通过导电棒3的中心部分3_c和导电弹簧Sp两者得到保证。

-根据本发明的第二实施例，接近检测器20有利地在检测天线1与印刷电路板2之间的间隔上提供了容差，容差未被导电棒3的长度限制。具体地：

-如果检测天线1与印刷电路板2之间的间隔大于或等于导电棒3的长度，则导电棒3不穿过印刷电路板2的调节开口O。

-在另一方面，如果检测天线1与印刷电路板2之间的间隔小于导电棒3的长度，则导电棒3穿过印刷电路板2的调节开口O。

图2b示出了包括根据本发明的第三实施例的接近检测器30的截面图。根据第三实施例，导电棒3经由印刷电路板2中的调节开口O穿过印刷电路板2，并且导电棒3通过焊珠w电连接到印刷电路板2。在图2b中所示的例子中，印刷电路板2沿限定第一半空间dE1和第二半空间dE2的平面P延伸；检测天线1位于第一半空间dE1中，而焊珠w被位于第二半空间dE2中。另外，焊珠w也可以设置在第一半空间dE1中，或者根据未示出的替代实施方式，导电棒3可以通过位于印刷电路板2任一侧上的第一和第二焊珠电连接到印刷电路板2。根据第三实施例，没有使用弹簧，从而有利地允许接近检测器被简化。根据第三实施例的第一变体，印刷电路板2能够不包含调节开口。在这种情况下，导电棒3不穿过所述印刷电路板，而是通过位于第一半空间dE1中的焊料珠电连接到印刷电路板2。根据第三实施例的第二变体，使用了具有的存储容量的柔性导电棒。根据第三实施例的第二变体，导电棒例如是：

-“V”形式或倒“V”形式的导电棒；

-弯曲导电棒。

第三实施例的第二变体有利地提供了检测天线1与印刷电路板2之间的间隔的机械容差，同时借助于导电棒保证了检测天线1与印刷电路板2 之间的电连接，所述导电棒可被压缩或拉伸到更大或更小的程度。第三实施例的第一和第二变体是相互兼容的。

图2c示出了包括根据本发明的第四实施例的接近检测器40的截面图。根据本发明的第四实施例的接近检测器40包括压配式导电棒13。压配式导电棒13例如具有多个弯曲导电条。每个弯曲导电条包括第一端和第二端。弯曲导电条的第一端被集合在一起以形成导电棒13的第一端。同样，弯曲导电条的第二端被集合在一起以形成导电棒13的第二端。多个弯曲导电条围绕导电棒13的旋转轴线布置，以这样的方式，导电棒13具有鼓出中心部。鼓出中心部的横截面大于所述第一和第二端。根据第四实施例，导电棒13的压配式几何形状确保了导电棒13的鼓出中心部与印刷电路板2 的调节开口O相接触，从而保证了检测天线1与印刷电路板2的电连接。

图2d示出了包括根据本发明的第五实施例的接近检测器50的截面图。根据本发明的第五实施例，接近检测器50包括用于保持导电棒3的元件M。保持元件M定位为在先前结合图2b限定的第二半平面dE2中与印刷电路板2接触。保持元件M是导电的。焊珠w将保持元件M固定到印刷电路板2，同时增强保持元件M与印刷电路板2之间的电连接。保持元件M具有中心开口O2。中心开口O2的尺寸是使得导电棒3可以被插入中心开口O2同时与中心开口O2接触这样的。换句话说，中心开口O2表现为用于导电棒3的母型连接器，而导电棒3表现为中心开口O2的公型连接器。凭借保持元件M，导电棒3受益于机械保持，该机械保持限制了导电棒3断裂和/或检测天线1与印刷电路板2之间接触不良的风险。

图3示出了第二设备Eq2的局部截面图，第二设备Eq2包括：

-“旋钮”类型的人机界面HMI2；

-“旋钮”类型的人机界面HMI2的表面元件sElt2；

-照明设备L，例如LED，允许“旋钮”类型的人机界面HMI2的背光。

图3示出了根据本发明的先前在图1a中描述的第一实施例的接近探测器10的另一示例性集成。集成在第二设备Eq2中的接近检测器10的典型示例性操作方式如下：

-最初远离第二设备Eq2的用户接近第二设备Eq2，并进入接近检测器10操作的区域内；

-接近检测器10的检测天线1产生检测信号；

-检测信号借助于电连接传递到印刷电路板2，在这里描述的特定的情况下，这是通过检测天线1与印刷电路板2之间的导电棒3和导电弹簧Sp 确保的；

-印刷电路板2处理检测信号，并且经由照明设备L控制“旋钮”类型的第二设备Eq2的人机界面HMI2的背光

在这里描述的特定情况下，由接近检测器10控制的背光允许第二设备 Eq2对操作者更可见，特别是在夜间背景下，并且允许改进第二设备Eq2 的工效。

Claims (12)

1.用于机动车辆的设备(Eq、Eq2)的接近检测器，包括：

-检测天线(1)，当用户(U)出现在所述设备(Eq、Eq2)的附近时产生检测信号；

-印刷电路板(2)，处理检测信号，以用于控制在所述设备(Eq、Eq2)上的操作；

-导电棒，用于将所述检测天线(1)电连接到所述印刷电路板(2)，

其特征在于，所述导电棒是所述检测天线(1)的延长部，以与所述导电棒形成一体式组件，所述导电棒是柔性的，并且具有存储容量。

2.根据权利要求1所述的接近检测器，其特征在于，其包括围绕所述导电棒的导电弹簧(Sp)，该导电弹簧(Sp)具有第一端和与第一端相对的第二端，所述第一端与检测天线(1)接触，并且所述第二端与印刷电路板(2)接触。

3.根据权利要求1或2所述的接近检测器，其中，所述导电棒具有第一端和与第一端相对的第二端，其特征在于，所述导电棒的第一端与检测天线(1)接触，并且导电棒的第二端与印刷电路板(2)接触。

4.根据权利要求1或2所述的接近检测器，其中，所述导电棒具有在第一端与第二端之间延伸的中心部分，所述接近检测器的特征在于：

-所述导电棒的第一端与检测天线(1)接触；

-所述导电棒经由在所述印刷电路板(2)中的调节开口(O)穿过该印刷电路板(2)。

5.根据权利要求4所述的接近检测器，其中，所述检测天线(1)位于印刷电路板(2)的第一侧边(dE1)上，所述接近检测器的特征在于，用于保持导电棒的保持元件(M)，位于印刷电路板(2)的与第一侧边(dE1)相对的第二侧边(dE2)上，所述保持元件(M)电连接到所述印刷电路板(2)。

6.根据权利要求1或2所述的接近检测器，其特征在于，所述导电棒焊接到印刷电路板(2)。

7.根据权利要求1或2所述的接近检测器，其特征在于，所述检测天线(1)是电容性天线。

8.根据权利要求1或2所述的接近检测器，其特征在于，它包括用于机械支撑检测天线(1)的至少一个元件，所述机械支撑元件具有与所述检测天线(1)接触的第一端，和与第一端相对的、与印刷电路板(2)接触的第二端。

9.一种用于机动车辆的设备(Eq、Eq2)，包括根据权利要求1至8中的任一项所述的接近检测器，其特征在于，所述检测天线(1)包覆模制在所述设备的表面元件(sElt)中。

10.根据权利要求9所述的用于机动车辆的设备(Eq、Eq2)，其特征在于，其选自以下列表中：

-屏幕；

-控制按钮；

-照明系统；

-杆。

11.一种用于机动车辆的设备(Eq、Eq2)，其特征在于，它包括：

-多个根据权利要求1至8中的任一项所述的接近检测器，每个接近检测器在用户出现在所述设备附近时产生检测信号；

-至少一个印刷电路板(2)，其处理检测信号，以用于控制在所述设备上的操作；

-多个导电棒，每个导电棒确保所述接近检测器中的一个与印刷电路板(2)中的一个的电连接。

12.根据权利要求11所述的用于机动车辆的设备(Eq、Eq2)，其特征在于，其选自以下列表中：

-屏幕；

-控制按钮；

-照明系统；

-杆。