CN108240460B - 变速杆以及包括其的车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

提供一种变速杆以及包括其的车辆控制系统，所述变速杆包括：杆把手；以及覆盖层，覆盖杆把手，其中，覆盖层包括产生关于用户的触摸的触摸信息的触摸传感器，并且触摸传感器包括感测与触摸对应的电容变化的多个传感器像素。

Description

变速杆以及包括其的车辆控制系统

本申请要求于2016年12月23日提交的第10-2016-0178035号韩国专利申请的优先权和所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。

技术领域

本公开的示例性实施例涉及一种变速杆以及一种包括该变速杆的车辆控制系统。

背景技术

通常，使用遥控器或安全卡的钥匙进入系统已被用于防止对车辆的未经授权的进入。

在传统的遥控器型车辆控制系统中，用户可以通过操作遥控器来直接控制门的锁定。在传统的安全卡型车辆控制系统中，当有安全卡的用户接近车辆时，门可以解锁，并且当用户进入车辆时，用户可以通过验证安全卡的身份证明(“ID”)来认证。

发明内容

传统的遥控器型车辆控制系统和传统的安全卡型车辆控制系统会由于携带遥控器或安全卡对用户造成不便。此外，当用户丢失遥控器或安全卡时，用户会无法使用车辆。

最近，已经使用了利用包括通过识别用户的指纹来鉴别用户的功能的指纹识别系统的车辆控制系统，以改善方便性并防止对车辆未经授权的进入。

本公开的实施例涉及在用户握持变速杆的同时执行认证并具有改善的安全性能的变速杆以及包括该变速杆的车辆控制系统。

根据本公开的示例性实施例，变速杆包括：杆把手；以及覆盖层，覆盖杆把手，其中，覆盖层包括产生关于用户的触摸的触摸信息的触摸传感器，并且触摸传感器包括感测与触摸对应的电容变化的多个传感器像素。

在示例性实施例中，触摸信息可以包括关于用户的手指关节线、用户的掌纹、用户的指纹和触摸的位置中的至少一个的信息。

在示例性实施例中，触摸传感器还可以包括：多条传感器扫描线，连接到多个传感器像素；以及多条输出线，连接到多个传感器像素，其中，多个传感器像素中的一个传感器像素可以连接到多条传感器扫描线中的第i传感器扫描线和多条输出线中的第j输出线，其中，i是2或更大的整数，j是自然数。在这样的实施例中，连接到第i传感器扫描线和第j输出线的传感器像素可以包括：传感器电极；第一晶体管，包括连接到传感器电极的栅电极，其中，第一晶体管控制输出到第j输出线的电流；第二晶体管，连接在参考电压线与第一晶体管之间，其中，第二晶体管的栅电极连接到第i传感器扫描线；以及电容器电极，与传感器电极一起限定第一电容器，并连接到第i传感器扫描线。

在示例性实施例中，传感器像素还可以包括连接在参考电压线与传感器电极之间的第三晶体管，其中，第三晶体管的栅电极可以连接到第i-1扫描线。

在示例性实施例中，当用户的触摸发生时，传感器电极可以与用户的手限定第二电容器，并且触摸传感器可以基于第二电容器的与触摸对应的电容变化来产生触摸信息。

在示例性实施例中，覆盖层还可以包括产生关于用户的触摸的压力变化的压力信息的压力传感器。

在示例性实施例中，覆盖层还可以包括基于触摸信息和压力信息来显示图像的显示面板。

在示例性实施例中，覆盖层还可以包括基于触摸信息和压力信息来产生触觉效果的触觉模块。

在示例性实施例中，变速杆还可以包括控制变速杆的移动的杆开关，并且覆盖层可以覆盖杆把手和杆开关的外表面。

在示例性实施例中，变速杆还可以包括：杆毂，设置在杆把手下方；以及杆轴，将杆把手和杆毂彼此连接，其中，覆盖层具有柔性。

根据本公开的示例性实施例，车辆控制系统包括：变速杆，包括杆把手和覆盖杆把手的覆盖层；认证器，基于触摸信息和压力信息认证车辆的用户；以及控制器，基于触摸信息、压力信息和认证结果来控制车辆，其中，覆盖层包括产生关于用户的触摸的触摸信息的触摸传感器和产生关于用户的触摸的压力变化的压力信息的压力传感器，并且触摸传感器包括感测与触摸对应的电容变化的多个传感器像素。

在示例性实施例中，触摸信息可以包括关于用户的手指关节线、用户的掌纹、用户的指纹和触摸的位置中的至少一个的信息。

在示例性实施例中，车辆控制系统还可以包括控制变速杆的移动的杆开关，其中，覆盖层覆盖杆把手和杆开关的外表面。

在示例性实施例中，认证器可以包括：认证处理器单元，将触摸信息和压力信息与多条注册信息进行比较，并且当触摸信息和压力信息与多条注册信息中的一条匹配时，向控制器传输触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号，其中，匹配的注册信息是多条注册信息中的与触摸信息和压力信息匹配的一条；用户信息存储单元，存储多条注册信息；以及临时信息存储单元，存储触摸信息和压力信息。

在示例性实施例中，控制器可以响应于批准信号控制车辆启动，并且控制器可以响应于批准信号控制方向盘和变速杆解锁。

在示例性实施例中，控制器可以响应于批准信号基于匹配的注册信息向用户提供预先设定的用户环境，并且用户环境可以包括方向盘的位置、后视镜和侧视镜的方向、驾驶员座椅的位置和角度、音频频道和空调温度中的至少一个。

在示例性实施例中，覆盖层还可以包括响应于控制器的控制来显示图像的显示面板。

在示例性实施例中，控制器可以包括存储图像的存储器，并且控制器可以响应于批准信号基于触摸信息和压力信息来控制显示面板显示图像。

在示例性实施例中，覆盖层还可以包括根据振动模式振动的触觉模块。

在示例性实施例中，控制器可以包括存储振动模式的存储器，并且控制器可以响应于批准信号基于触摸信息和压力信息来控制触觉模块根据振动模式被驱动。

附图说明

通过参照附图对本发明的示例性实施例的进一步详细描述，本发明的以上和其它特征将变得更加明显，在附图中：

图1A和图1B是示出根据本公开的实施例的变速杆的图；

图2A至图2C是示出根据本公开的实施例的变速杆的覆盖层的结构的图；

图3是示出根据本公开的实施例的触摸传感器的图；

图4是图3中示出的触摸传感器的一部分的局部剖视图；

图5是示出根据本公开的实施例的传感器像素的平面图；

图6是示出根据本公开的实施例的传感器像素的剖视图；

图7是图5中示出的传感器像素的实施例的等效电路图；

图8是示出图7中示出的传感器像素的操作的波形图；

图9是示出根据本公开的实施例的车辆控制系统的图；以及

图10是示出根据本公开的实施例的车辆控制系统的操作方法的流程图。

具体实施方式

现在在下文中将参照示出了各种实施例的附图更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所阐述的实施例。相反，这些实施例被提供，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。同样的附图标记始终表示同样的元件。

将理解的是，当元件被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以在其间存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

将理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离这里的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区域”、“第一层”或“第一部分”也可以被命名为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

这里使用的术语仅是为了描述具体实施例的目的，而不意图限制。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种/者)”和“该/所述”以及“······中的至少一个(种/者)”意图包括复数形式。“或”意味着“和/或”。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和全部组合。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”和/或它们的变型时，说明存在所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

此外，在这里可使用诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对术语来描述如图中示出的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，除了附图中描绘出的方位之外，相对术语意图包括装置的不同方位。例如，如果图中一幅图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件的“下”侧的元件将随后被定位为在所述其它元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以根据附图的具体取向来包含“下”和“上”两种方位。类似地，如果图中的一幅中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件“下方”或“之下”的元件将随后被定位为“在”所述其它元件“上方”。因此，示例性术语“在······下方”或“在······之下”可以包含“在······上方”和“在······下方”两种方位。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确地如此定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的意思一致的意思，并且将不以理想化或者过于形式化的含义来解释它们。

这里参照作为理想化实施例的示意图的剖视图来描述示例性实施例。如此，将预计由例如制造技术和/或公差导致的示出的形状的变化。因此，这里描述的实施例不应被解释为局限于如这里示出的区域的具体形状，而是将包括因例如制造导致的形状的偏差。例如，被示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，示出的锐角可以被倒圆。因此，附图中示出的区域本质上是示意性的，它们的形状不意图示出区域的精确形状并且不意图限制本权利要求的范围。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例，使得本领域技术人员可以容易地实施本公开。为了在附图中清楚地描述本公开，将省略与描述无关的部分。

图1A和图1B是示出根据本公开的实施例的变速杆的图。图2A至图2C是示出根据本公开的实施例的变速杆的覆盖层的结构的图。

图1A示出了根据本公开的实施例的变速杆10。

为了示出的方便，在图1A中，杆把手(lever knob)11由虚线表示。

在这样的实施例中，变速杆10可以是用于变换车辆的档位的控制装置。

参照图1A，变速杆10可以包括杆把手11、杆轴12、杆毂(lever hub)13和覆盖层100。

杆把手11可以指由用户的手握住的手柄。

杆把手11可以由用户的手握住。即，杆把手11可以指变速杆10的将被用户的手握住的手柄部分。

杆轴12可以将响应于用户的握住杆把手11的手的移动而产生的外力传递到杆毂13。

根据实施例，杆轴12可以设置在杆把手11与杆毂13之间，并且可以将杆把手11与杆毂13彼此连接。

根据实施例，杆轴12可以具有圆柱的柱形。然而，本公开不限于此。

杆毂13可以位于杆轴12下方。杆毂13可以通过杆轴12连接到杆把手11。

杆毂13可以响应于从杆轴12传递的外力而移动。车辆的变速器可以根据杆毂13的移动来改变车辆的传动比和行驶方向。

这里，术语“传动比”是指车辆旋转轴的输入转数与输出转数之间的比。

在一个实施例中，例如，当杆毂13处于P位置时，车辆可以进入停车模式，车辆的变速器可以将传动比改变为0。

当杆毂13处于N位置时，车辆可以进入空档模式，车辆的变速器可以将传动比改变为0。

当杆毂13处于R位置时，车辆可以进入倒车模式，车辆的变速器可以根据预先设定的倒车传动比来改变传动比，并将车辆的行驶方向改变为反向方向。

当杆毂13处于D位置时，车辆可以进入行驶模式，车辆的变速器可以根据预先设定的行驶传动比来改变传动比，并将车辆的行驶方向改变为前向方向。

根据实施例，车辆可以包括多种行驶模式，并且车辆的变速器可以根据与相应的行驶模式对应的行驶传动比来改变传动比。

在这样的实施例中，可以以各种方式修改杆把手11的形状。

覆盖层100可以覆盖杆把手11的外表面。因此，覆盖层100可以与用户的手直接接触。这里，术语“覆盖”是指覆盖一个层。

在实施例中，如图1A中所示，覆盖层100可以完全覆盖杆把手11，但是本公开不限于此。可选择地，覆盖层100可以部分地覆盖杆把手11。

覆盖层100可以具有柔性。这里，术语“柔性”是指弯曲的能力，即，在不破裂的情况下变形的特性。

图1B示出了根据本公开的可选择的实施例的变速杆10a。为了示出的方便，在图1B中，杆把手11和杆开关14由虚线表示。

在实施例中，如图1B中所示，变速杆10a还可以包括杆开关14。图1B中示出的相同或同样的元件已经用与上面用来描述图1A中示出的变速杆10的实施例的附图标记相同的附图标记来标记，并且在下文中将省略或简化其任何重复的详细描述。

参照图1B，变速杆10a可以包括杆把手11、杆轴12、杆毂13、杆开关14和覆盖层100。

杆开关14可以控制变速杆10a的移动。在一个实施例中，例如，当用户用手指按压杆开关14时，允许变速杆10a移动。然而，本公开不限于此。

覆盖层100可以覆盖杆把手11和杆开关14的外表面。

在实施例中，如图1B中所示，覆盖层100可以完全覆盖杆把手11和杆开关14，但是本公开不限于此。可选择地，覆盖层100可以部分地覆盖杆把手11和杆开关14。

图2A至图2C示出了图1A和图1B中示出的覆盖层100(即，覆盖层100a、覆盖层100b和覆盖层100c)的结构。

在实施例中，如图2A中所示，覆盖层100a可以包括触摸传感器110。

触摸传感器110可以感测用户的触摸或用户对其上的触摸。在一个实施例中，例如，触摸可以由作为用户身体的一部分的手指或手掌等产生，并且触摸传感器110的感测对象可以包括触摸的位置、用户的手指关节线、用户的掌纹以及用户的指纹中的至少一种。

用户的手指关节线、掌纹和指纹可以包括谷和脊。

触摸传感器110可以产生关于用户的触摸的触摸信息。在一个实施例中，例如，触摸信息可以包括关于用户的手指关节线、掌纹、指纹和触摸的位置中的至少一种的信息。

之后将参照图3至图8更详细地描述触摸传感器110。

图2B示出了根据本公开的可选择的实施例的覆盖层100b。

除了压力传感器120之外，图2B中的覆盖层100b与图2A中示出的覆盖层100a基本相同。图2B中所示的相同或同样的元件已经用与上面用来描述图2A中示出的覆盖层100a的实施例的附图标记相同的附图标记来标记，并且在下文中将省略或简化其任何重复的详细描述。

参照图2B，在实施例中，覆盖层100b可以包括触摸传感器110和压力传感器120。

在实施例中，如图2B中所示，触摸传感器110和压力传感器120彼此顺序地堆叠，但是本公开不限于此。在这样的实施例中，可以以各种方式修改堆叠触摸传感器110和压力传感器120的堆叠顺序。

在这样的实施例中，压力传感器120可以感测用户的触摸的压力变化或者由用户的触摸引起的压力变化。在一个实施例中，例如，压力变化可以由作为用户的身体的一部分的手指或手掌等引起，压力传感器120的感测对象可以包括触摸的位置和由触摸引起的压力变化中的至少一种。

压力传感器120可以产生关于用户的触摸的压力变化的压力信息。

在一个实施例中，例如，压力信息可以包括关于触摸的位置和由用户施加到变速杆10的压力变化的分布的信息。

图2C示出了根据本公开的另一可选择的实施例的覆盖层100c。

除了显示面板130和触觉模块140之外，图2C中所示的覆盖层100c与图2B的覆盖层100b基本相同。图2C中所示的相同或同样的元件已经用与上面用来描述图2B中示出的覆盖层100b的实施例的附图标记相同的附图标记来标记，并且在下文中将省略或简化其任何重复的详细描述。

参照图2C，在实施例中，覆盖层100c可以包括触摸传感器110、压力传感器120、显示面板130和触觉模块140。

在实施例中，如图2C中所示，触摸传感器110、压力传感器120、显示面板130和触觉模块140彼此顺序地堆叠，但是本公开不限于此。根据实施例，可以以各种方式修改触摸传感器110、压力传感器120、显示面板130和触觉模块140的堆叠顺序。

显示面板130可以显示与输入图像数据对应的图像。根据实施例，显示面板130可以包括液晶显示面板(“LCD”)、有机发光显示面板(“OLED”)、电泳显示面板、电润湿显示面板等，但是显示面板130的类型不限于此。

显示面板130可以具有柔性。在这样的实施例中，显示面板130可以是诸如塑料面板和薄金属面板的柔性面板，使得显示面板130可以被外力弯曲。

根据实施例，显示面板130可以响应于控制器30(参照图9)的控制来显示图像。

根据实施例，显示面板130可以在覆盖层100的与用户接触的部分的边缘处显示图像，并且图像可以与车辆的操作状态对应。

触觉模块140可以产生用户可以感觉到的各种触觉效果。在一个实施例中，例如，触觉模块140可以产生可以作为触觉效果的振动。

触觉模块140可以根据多种振动模式中的至少一种来振动。触觉模块140可以向用户提供与多种振动模式中的至少一种对应的振动。

根据实施例，在触觉模块140中产生的振动的强度和模式可以由控制器30(参照图9)来控制。在一个实施例中，例如，触觉模块140可以合成不同的振动模式以输出合成模式或顺序地输出振动模式。

根据实施例，触觉模块140可以在覆盖层100的与用户接触的区域部分中提供振动。

除了振动之外，触觉模块140还可以产生各种触觉效果中的至少一种，诸如由刺激产生的效果以及通过使用能够吸收或辐射热量的装置再现变冷和变暖效果的效果，其中，刺激例如相对于皮肤的接触表面竖直移动的针的布置、空气通过注入口或吸入口的喷力或吸力、皮肤表面上的触摸、电极的接触、静电力等。

触觉模块140可以通过与用户的直接接触向用户提供触觉效果，并允许用户通过用户的手指或手臂的肌肉感觉来感受触觉效果。

图3是示出根据本公开的实施例的触摸传感器的图，图4是图3中示出的触摸传感器的一部分的局部剖视图。

触摸传感器110的实施例可以感测用户的触摸。

参照图3和图4，在实施例中，触摸传感器110可以包括基底111和多个传感器像素SP。

基底111可以包括诸如玻璃、树脂等的绝缘材料，或者由所述绝缘材料形成。在实施例中，基底111可以包括具有柔性以弯曲或折叠的材料或者由所述材料形成，并且可以具有单层结构或多层结构。

在一个实施例中，例如，基底111可以包括聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三乙酸纤维素和乙酸丙酸纤维素中的至少一种。

然而，基底111的材料可以不限于上面列出的那些材料。在实施例中，例如，基底111可以包括玻璃纤维增强塑料(“FRP”)。

在实施例中，如图4中所示，传感器像素SP可以基本上以矩阵的形式设置在基底111上。传感器像素SP可以感测与触摸对应的电容变化。在这样的实施例中，传感器像素SP可以连接到传感器扫描线SS0至SSn以及输出线O1至Om。

传感器像素SP可以通过传感器扫描线SS0至SSn接收传感器扫描信号，并且当被供应传感器扫描信号时，传感器像素SP可以将与触摸状态对应的预定电流输出到输出线O1至Om。

传感器扫描线SS0至SSn可以设置在基底111上，并且传感器扫描线SS0至SSn中的每条在第一方向(例如，X轴方向)上延伸以连接到位于对应的像素行中的传感器像素SP。

输出线O1至Om可以设置在基底111上，并且输出线O1至Om中的每条在第二方向(例如，Y轴方向)上延伸以连接到位于对应的像素列中的传感器像素SP。

在实施例中，传感器像素SP可以连接到参考电压线P1至Pm，并且通过其接收参考电压Vcom。

参考电压线P1至Pm中的每条可以在第二方向(例如，Y轴方向)上延伸，并且基于逐行来连接到传感器像素SP。

在一个实施例中，例如，参考电压线P1至Pm可以与输出线O1至Om平行地布置。

然而，可以以各种方式修改参考电压线P1至Pm的布置方向。在一个可选择的实施例中，例如，参考电压线P1至Pm可以与传感器扫描线SS0至SSn平行地布置。

参考电压线P1至Pm可以彼此电连接以保持彼此相同的电位。

在一个实施例中，例如，参考电压线P1至Pm可以通过基底111的外部处的附加布线Pa彼此电连接。

在实施例中，触摸传感器110还可以包括用于驱动触摸传感器110的传感器扫描驱动器150、读出电路160和电源供应器170。

传感器扫描驱动器150可以通过传感器扫描线SS0至SSn向传感器像素SP供应传感器扫描信号。

在一个实施例中，例如，传感器扫描驱动器150可以向传感器扫描线SS0至SSn顺序输出传感器扫描信号。

在实施例中，每个传感器像素SP可以包括晶体管，并且传感器扫描信号被施加到所述晶体管。在这样的实施例中，传感器扫描信号可以具有导通晶体管的电压电平。

在实施例中，传感器扫描驱动器150可以直接安装在基底111上，或者通过诸如柔性印刷电路板等的附加组件连接到基底111，以与传感器扫描线SS0至SSn连接。

读出电路160可以通过输出线O1至Om接收从传感器像素SP输出的信号(例如，电流)。

在一个实施例中，例如，当传感器扫描驱动器150顺序地供应传感器扫描信号时，可以基于逐行来选择(例如，导通)传感器像素SP，输出电路160可以基于逐行来顺序地接收从传感器像素SP输出的电流。

读出电路160可以通过感测从传感器像素SP输出的电流的变化来识别当前的触摸信息。

在一个实施例中，例如，触摸信息可以包括关于用户的手指关节线、掌纹和指纹以及触摸的位置中的至少一种的信息。

在实施例中，读出电路160可以直接安装在基底111上，或者通过诸如柔性电路板等的附加组件连接到基底111，以与输出线O1至Om连接。

电源供应器170可以通过参考电压线P1至Pm将参考电压Vcom供应给传感器像素SP。

在实施例中，电源供应器170可以直接安装在基底111上，或者通过诸如柔性电路板等的附加组件连接到基底111，以与参考电压线P1至Pm连接。

虽然图3中分别示出了传感器扫描驱动器150、读出电路160和电源供应器170，但是可以根据需要集成至少一些构件。

在实施例中，可以通过诸如玻璃上芯片、塑料上芯片、带载封装、膜上芯片等的各种方法安装传感器扫描驱动器150、读出电路160和电源供应器170。

图5是示出了根据本公开的实施例的传感器像素的平面图。在图5中，为了示出和描述的方便，仅示出了传感器像素SP之中的连接到第i传感器扫描线SSi和第j输出线Oj的一个传感器像素SP。这里，i为2或更大的整数，j为自然数。

参照图5，在实施例中，传感器像素SP可以包括传感器电极300、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和电容器电极350。

第一晶体管T1可以控制流过第j输出线Oj的电流。第一晶体管T1可以连接在第j输出线Oj与第二晶体管T2之间。

在一个实施例中，例如，第一晶体管T1可以包括连接到第二晶体管T2的第二电极323的第一电极312、连接到第j输出线Oj的第二电极313、连接到传感器电极300的栅电极314以及连接在第一电极312与第二电极313之间的半导体层311。

在这样的实施例中，第一晶体管T1的栅电极314、第一电极312和第二电极313可以分别通过第一接触孔CH1、第二接触孔CH2和第三接触孔CH3连接到其它构件。

因此，第一晶体管T1可以对应于传感器电极300的电位控制输出到第j输出线Oj的输出电流Io。

第二晶体管T2可以连接在第j参考电压线Pj与第一晶体管T1之间。

在一个实施例中，例如，第二晶体管T2可以包括连接到第j参考电压线Pj的第一电极322、连接到第一晶体管T1的第一电极312的第二电极323、连接到第i传感器扫描线SSi的栅电极324以及连接在第一电极322与第二电极323之间的半导体层321。

此外，第二晶体管T2的第一电极322和第二电极323可以分别通过第四接触孔CH4和第五接触孔CH5连接到其它构件。

因此，当传感器扫描信号被供应给第i传感器扫描线SSi时，第二晶体管T2可以被导通。当第二晶体管T2被导通时，参考电压Vcom可以施加到第一晶体管T1的第一电极312。

第三晶体管T3可以连接在第j参考电压线Pj与传感器电极300之间。

在一个实施例中，例如，第三晶体管T3可以包括连接到第j参考电压线Pj的第一电极332、连接到传感器电极300的第二电极333、连接到第i-1传感器扫描线SSi-1的栅电极334以及连接在第一电极332与第二电极333之间的半导体层331。

此外，第三晶体管T3的第一电极332和第二电极333可以分别通过第六接触孔CH6和第七接触孔CH7连接到其它构件。

因此，当传感器扫描信号被供应给第i-1传感器扫描线SSi-1时，第三晶体管T3可以导通。当第三晶体管T3导通时，传感器电极300的电压可以被初始化为参考电压Vcom。

电容器电极350可以设置为与传感器电极300叠置，使得电容器电极350与传感器电极300一起限定或者形成电容器。

在实施例中，电容器电极350可以连接到第i传感器扫描线SSi。在一个实施例中，例如，电容器电极350可以通过第二晶体管T2的栅电极324连接到第i传感器扫描线SSi。

电容器电极350和第二晶体管T2的栅电极324可以包括与第i传感器扫描线SSi的材料相同的材料或者由所述相同的材料形成。

传感器电极300可以与电容器电极350、用户的手指等一起限定或形成电容器。

在实施例中，传感器电极300可以包括导电材料。在这样的实施例中，导电材料可以包括例如金属、金属合金、导电聚合物或透明导电材料等。

在这样的实施例中，金属可以包括例如铜、银、金、铂、钯、镍、锡、铝、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑、铅等。

在这样的实施例中，导电聚合物可以包括例如聚噻吩类化合物、聚吡咯类化合物、聚苯胺类化合物、聚乙炔类化合物、聚亚苯基类化合物或它们的混合物。在一个实施例中，例如，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(“PEDOT：PSS”)化合物可以用作导电聚合物。

在这样的实施例中，透明导电材料可以包括例如银纳米线(“AgNW”)、氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)、氧化锑锌(“AZO”)、氧化铟锡锌(“ITZO”)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)、碳纳米管或石墨烯等。

图6是示出根据本公开的实施例的传感器像素的剖视图。具体地，图6示意性地示出了手指400位于传感器像素SP上时图5的传感器像素SP的剖面。

参照图3至图6，传感器保护层(未示出)可以设置在传感器电极300上，传感器保护层(未示出)可以用作其上发生用户的触摸的表面。

传感器电极300和电容器电极350可以形成第一电容器C1。传感器电极300和电容器电极350可以彼此间隔开，并且绝缘层(未示出)置于传感器电极300与电容器电极350之间。

传感器电极300和用户的手指400可以限定或形成第二电容器C2。第二电容器C2的电容可以根据传感器电极300与手指400之间的距离而变化。

因此，第二电容器C2在由手指400产生触摸的状态下的电容与第二电容器C2在没有产生触摸的状态下的电容可以彼此不同。

在这样的实施例中，第二电容器C2在手指400(例如，手指400的指纹)的脊位于传感器电极300上时的电容与第二电容器C2在手指400的谷位于传感器电极300上时的电容可以彼此不同。

由于第二电容器C2的电容的变化影响传感器像素SP的输出电流Io，所以读出电路160可以通过检测输出电流Io的变化来确定是否产生触摸并识别用户的指纹。即，触摸传感器110可以基于第二电容器C2的与触摸对应的电容变化来产生触摸信息。

在这样的实施例中，读出电路160可以使用上述方式识别用户的手指关节线和掌纹。

图7是图5中示出的传感器像素的实施例的等效电路图，图8是示出图7中所示的传感器像素的操作的波形图。

为了示出的方便，图7中仅示出了传感器像素SP之中的连接到第i传感器线SSi、第i-1传感器扫描线SSi-1和第j输出线Oj的传感器像素SP。此外，在图8中，示出了供应给第i-1传感器扫描线SSi-1的传感器扫描信号和供应给第i传感器扫描线SSi的传感器扫描信号。

参照图7，传感器像素SP可以包括传感器电极300、电容器电极350、第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3。

在这样的实施例中，如上所述，传感器电极300和电容器电极350可以构成第一电容器C1，电容器电极350、第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3可以构成传感器电路200。

在这样的实施例中，第二电容器C2可以是可变电容器，并且如上所述地由传感器电极300和手指400限定。第二电容器C2的电容可以根据传感器电极300与手指400之间的距离、指纹的谷还是脊位于传感器电极300上以及由触摸引起的压力的强度而变化。

第一晶体管T1可以控制流过第j输出线Oj的电流。第一晶体管T1可以连接在第j输出线Oj与第二晶体管T2之间。

在这样的实施例中，第一晶体管T1可以连接在第j输出线Oj与第一节点N1之间，并且第一晶体管T1的栅电极可以连接到第二节点N2。

在一个实施例中，例如，第一晶体管T1可以包括连接到第二晶体管T2的第二电极的第一电极、连接到第j输出线Oj的第二电极和连接到传感器电极300的栅电极。

第二晶体管T2可以连接在第j参考电压线Pj与第一晶体管T1之间。

在这样的实施例中，第二晶体管T2可以连接在第j参考电压线Pj与第一节点N1之间，并且第二晶体管T2的栅电极可以连接到第i传感器扫描线SSi。

在一个实施例中，例如，第二晶体管T2可以包括连接到第j参考电压线Pj的第一电极、连接到第一晶体管T1的第一电极的第二电极和连接到第i传感器扫描线SSi的栅电极。

因此，当传感器扫描信号被供应给第i传感器扫描线SSi时，第二晶体管T2可以导通。当第二晶体管T2导通时，参考电压Vcom可以被施加到第一晶体管T1的第一电极。

第三晶体管T3可以连接在第j参考电压线Pj与传感器电极300之间。

在这样的实施例中，第三晶体管T3可以连接在第二节点N2与第j参考电压线Pj之间，并且第三晶体管T3的栅电极可以连接到第i-1传感器扫描线SSi-1。

在一个实施例中，例如，第三晶体管T3可以包括连接到第j参考电压线Pj的第一电极、连接到传感器电极300的第二电极以及连接到第i-1传感器扫描线SSi-1的栅电极。

因此，当传感器扫描信号被供应给第i-1传感器扫描线SSi-1时，第三晶体管T3可以导通。当第三晶体管T3导通时，传感器电极300的电压可以被初始化为参考电压Vcom。

电容器电极350可以设置为与传感器电极300叠置，使得第一电容器C1可以由电容器电极350与传感器电极300一起限定或形成。

在这样的实施例中，电容器电极350可以连接到第i传感器扫描线SSi。

因此，第一电容器C1可以连接在第二节点N2与第i传感器扫描线SSi之间。

在这样的实施例中，第二电容器C2可以连接到第二节点N2。

第一晶体管T1的第一电极和第二晶体管T2的第二电极可以共同连接到第一节点N1，传感器电极300、第一晶体管T1的栅电极和第三晶体管T3的第二电极可以共同连接到第二节点N2。

第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3中的每个的第一电极可以是源电极和漏电极中的一个电极，第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3中的每个的第二电极可以是源电极和漏电极中的另一个电极。在一个实施例中，例如，第一电极可以是源电极，第二电极可以是漏电极。

在实施例中，第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3可以是P型金属氧化物半导体(“PMOS”)晶体管。然而，在可选择的实施例中，第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3可以是N型金属氧化物半导体(“NMOS”)晶体管。

图8是示出图7中示出的传感器像素的操作的波形图。参照图8，可以在第一时间段P1期间向第i-1传感器扫描线SSi-1供应传感器扫描信号。

当传感器扫描信号可以在第一时间段P1中供应给第i-1传感器扫描线SSi-1时，第三晶体管T3可以在第一时间段P1期间保持导通状态，并且第二节点N2可以在第一时间段P1期间初始化为从第j参考电压线Pj施加的参考电压Vcom。

如图8中所示，传感器扫描信号可以在第二时间段P2期间供应给第i传感器扫描线SSi。

当传感器扫描信号在第二时间段P2中供应给第i传感器扫描线SSi时，第二晶体管T2可以在第二时间段P2期间保持导通状态，并且输出电流Io可以在第二时间段P2期间通过第二晶体管T2和第一晶体管T1从第j参考电压线Pj流到第j输出线Oj。

第一晶体管T1可以对应于栅极电压(第二节点N2的电压)控制输出电流Io的量。

在一个实施例中，例如，输出电流Io可以根据第一晶体管T1的栅极电压Vg改变，第一晶体管T1的栅极电压Vg可以满足下面的等式：Vg＝Vcom+{Vc1/(Vc1+Vc2)}×Vs。

在上面的等式中，Vcom表示参考电压，Vc1表示第一电容器C1的电容，Vc2表示第二电容器C2的电容，Vs表示供应给第i传感器扫描线SSi的传感器扫描信号的电压变化。

图9是示出根据本公开的实施例的车辆控制系统的图。参照图9，车辆控制系统1的实施例可以包括变速杆10、认证器20和控制器30。

变速杆10可以包括杆把手11和覆盖层100。

覆盖层100可以包括触摸传感器110、压力传感器120、显示面板130和触觉模块140。

触摸传感器110可以感测用户的触摸并产生关于触摸的触摸信息。在这样的实施例中，触摸传感器110可以向认证器20传输产生的触摸信息。

压力传感器120可以感测用户的触摸的压力变化并产生关于压力变化的压力信息。在这样的实施例中，压力传感器120可以向认证器20传输产生的压力信息。

显示面板130可以根据从控制器30接收的显示面板控制信号DPS来显示图像。在一个实施例中，例如，显示面板控制信号DPS可以包括用于多个图像中的至少一个的图像数据。

触觉模块140可以根据从控制器30接收的触觉模块控制信号HMS来产生用户可以感觉到的各种触觉效果。在这样的实施例中，触觉模块140可以根据多种振动模式来振动。在一个实施例中，例如，触觉模块控制信号HMS可以包括用于多种振动模式中的至少一种的振动数据。

认证器20可以基于触摸信息和压力信息来认证车辆的用户。

根据实施例，认证器20可以包括认证处理器单元21、用户信息存储单元22和临时信息存储单元23。

认证处理器单元21可以接收触摸信息和压力信息，并将触摸信息和压力信息存储在临时信息存储单元23中。

认证处理器单元21可以将触摸信息和压力信息与存储在用户信息存储单元22中的多条注册信息进行比较。在一个实施例中，例如，认证处理器单元21可以检查触摸信息和压力信息是否与多条注册信息中的任何一条匹配。

当触摸信息和压力信息与多条注册信息中的任何一条匹配时，认证处理器单元21可以向控制器30传输触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号。因此，在这样的实施例中，当用户是注册用户时，认证处理器单元21可以认证用户并向控制器30传输触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号。

每条注册信息可以包括每个用户的触摸信息和/或压力信息。

在实施例中，每条注册信息还可以包括对应用户的用户环境信息。在一个实施例中，例如，用户环境信息可以包括关于预先为对应用户设定的方向盘的位置、后视镜和侧视镜的方向、驾驶员的座椅的位置和角度、音频频道和空调温度中的至少一种的信息。

用户信息存储单元22可以存储多条注册信息，并且在认证处理器单元21的控制下向认证处理器单元21提供多条注册信息。

临时信息存储单元23可以存储触摸信息和压力信息，并且在认证处理器单元21的控制下向认证处理器单元21提供触摸信息和压力信息。

在实施例中，用户信息存储单元22和临时信息存储单元23可以集成为单个单元，并且可以包括在认证处理器单元21中。

控制器30可以从认证器20接收触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号。

控制器30可以基于触摸信息、压力信息、认证器20的认证结果来控制车辆的整体操作。即，控制器30可以基于触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号来控制车辆的整体操作。

在一个实施例中，例如，控制器30可以响应于批准信号来通过向启动单元41传输启动批准信号ESS来启动车辆。在这样的实施例中，控制器30可以响应于批准信号通过向方向盘锁定单元42传输方向盘释放信号HLS来释放方向盘的锁定状态。在这样的实施例中，控制器30可以响应于批准信号通过向变速杆锁定单元43传输变速杆锁定释放信号GLS来释放变速杆10的锁定状态。

因此，控制器30可以基于用户的触摸信息和压力信息来控制方向盘的启动、锁定以及变速杆的锁定，使得变速杆10或包括变速杆10的车辆控制系统1可以具有改善的安全性能。

在一个实施例中，例如，响应于批准信号，控制器30可以基于匹配的注册信息向用户环境控制单元44传输用户环境设定信号UIS，以向用户提供预先设定的用户环境。

在这样的实施例中，控制器30可以基于预先为每个用户设定的用户环境信息来控制预先为每个用户设定的方向盘的位置、后视镜和侧视镜的方向、驾驶员座椅的位置和角度、音频频道和空调温度中的至少一个。

根据实施例，预先为每个用户设定的用户环境信息可以包括在多条注册信息中的每条中，但是本公开不限于此。预先为每个用户设定的用户环境信息可以存储在控制器30的存储器35中。

因此，在这样的实施例中，控制器30可以基于用户的触摸信息和压力信息向用户提供预先设定的用户环境，使得变速杆10或包括变速杆10的车辆控制系统1可以为每个用户提供最佳的用户环境。

在一个实施例中，例如，响应于批准信号，控制器30可以基于触摸信息和压力信息向显示面板130传输显示面板控制信号DPS，以控制显示面板130显示所述多个图像中的至少一个图像。

在一个实施例中，例如，响应于批准信号，控制器30可以基于触摸信息和压力信息向触觉模块140传输触觉模块控制信号HMS，以控制触觉模块140根据所述多种振动模式中的至少一种来振动。

控制器30可以包括存储器35。

存储器35可以包括多个图像和多种振动模式。

根据实施例，存储器35可以存储预先为每个用户设定的用户环境信息。然而，本公开不限于此。

图10是示出了根据本公开的实施例的车辆控制系统的操作方法的流程图。

参照图1A至图10，在车辆控制系统的操作方法的实施例中，用户可以使用用户的手触摸变速杆10(S10)。

在这样的实施例中，触摸传感器110可以产生触摸信息(S20)。

在这样的实施例中，压力传感器120可以产生压力信息(S30)。

在这样的实施例中，认证器20可以将触摸信息和压力信息与多条注册信息进行比较(S40)。

在这样的实施例中，确定触摸信息和压力信息是否与多条注册信息中的一条对应或匹配(S45)。当触摸信息和压力信息与多条注册信息中的一条匹配时(是)，认证器20可以向控制器30传输触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号(S50)。

在这样的实施例中，控制器30可以基于触摸信息、压力信息、匹配的注册信息和批准信号来控制车辆(S60)。

根据本发明的实施例，变速杆或包括变速杆的车辆控制系统可以在用户握持变速杆的同时执行认证。

在这样的实施例中，变速杆或包括变速杆的车辆控制系统可以具有改善的安全性能。

在这样的实施例中，变速杆或包括变速杆的车辆控制系统可以为每个用户提供最佳的用户环境。

对于本领域技术人员将是明显的是，在不脱离本公开的精神或基本特征的情况下，本公开可以以其它特定形式实施。因此，理解的是，上述实施例在所有方面是示意性的而不是限制性的。本公开的范围由所附权利要求限定，而不是由前述描述限定，并且从权利要求及其等同物的含义和范围导出的所有改变或修改包括在本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种变速杆，所述变速杆包括：

杆把手；以及

覆盖层，覆盖所述杆把手，并且具有柔性，

其中，所述覆盖层包括产生关于用户的触摸的触摸信息的触摸传感器以及感测所述用户的所述触摸的压力变化的压力传感器，并且

所述触摸传感器包括感测与所述触摸对应的电容变化的多个传感器像素。

2.根据权利要求1所述的变速杆，其中，所述触摸信息包括关于所述用户的手指关节线、所述用户的掌纹、所述用户的指纹和所述触摸的位置中的至少一个的信息。

3.根据权利要求1所述的变速杆，其中，

所述触摸传感器还包括：

多条传感器扫描线，连接到所述多个传感器像素；以及

多条输出线，连接到所述多个传感器像素，

所述多个传感器像素中的一个传感器像素连接到所述多条传感器扫描线中的第i传感器扫描线和所述多条输出线中的第j输出线，其中，i是2或更大的整数，j是自然数，并且

连接到所述第i传感器扫描线和所述第j输出线的所述传感器像素包括：

传感器电极；

第一晶体管，包括连接到所述传感器电极的栅电极，其中，所述第一晶体管控制输出到所述第j输出线的电流；

第二晶体管，连接在参考电压线与所述第一晶体管之间，其中，所述第二晶体管的栅电极连接到所述第i传感器扫描线；以及

电容器电极，与所述传感器电极一起限定第一电容器，并连接到所述第i传感器扫描线。

4.根据权利要求3所述的变速杆，其中，

所述传感器像素还包括连接在所述参考电压线与所述传感器电极之间的第三晶体管，

其中，所述第三晶体管的栅电极连接到所述多条传感器扫描线中的第i-1扫描线。

5.根据权利要求4所述的变速杆，其中，

当所述用户的所述触摸发生时，所述传感器电极与所述用户的手限定第二电容器，并且

所述触摸传感器基于所述第二电容器的与所述触摸对应的电容变化来产生所述触摸信息。

6.根据权利要求1所述的变速杆，其中，所述覆盖层还包括基于所述触摸信息和所述压力信息来显示图像的显示面板。

7.根据权利要求1所述的变速杆，其中，所述覆盖层还包括基于所述触摸信息和所述压力信息来产生触觉效果的触觉模块。

8.根据权利要求1所述的变速杆，所述变速杆还包括：

杆开关，控制所述变速杆的移动，

其中，所述覆盖层覆盖所述杆把手和所述杆开关的外表面。

9.根据权利要求8所述的变速杆，所述变速杆还包括：

杆毂，设置在所述杆把手下方；以及

杆轴，将所述杆把手和所述杆毂彼此连接。

10.一种车辆控制系统，所述车辆控制系统包括：

变速杆，包括杆把手和覆盖所述杆把手的覆盖层；

认证器，基于触摸信息和压力信息认证车辆的用户；以及

控制器，基于所述触摸信息、所述压力信息和认证结果来控制所述车辆，

其中，所述覆盖层包括：触摸传感器，产生关于所述用户的触摸的所述触摸信息；以及压力传感器，产生关于所述用户的所述触摸的压力变化的所述压力信息，其中，所述触摸传感器包括感测与所述触摸对应的电容变化的多个传感器像素。

11.根据权利要求10所述的车辆控制系统，其中，所述触摸信息包括关于所述用户的手指关节线、所述用户的掌纹、所述用户的指纹和所述触摸的位置中的至少一个的信息。

12.根据权利要求10所述的车辆控制系统，所述车辆控制系统还包括：

杆开关，控制所述变速杆的移动，

其中，所述覆盖层覆盖所述杆把手和所述杆开关的外表面。

13.根据权利要求10所述的车辆控制系统，其中，所述认证器包括：

认证处理器单元，将所述触摸信息和所述压力信息与多条注册信息进行比较，并且当所述触摸信息和所述压力信息与所述多条注册信息中的一条注册信息匹配时，向所述控制器传输所述触摸信息、所述压力信息、匹配的注册信息和批准信号，其中，所述匹配的注册信息是所述多条注册信息中的与所述触摸信息和所述压力信息匹配的一条注册信息；

用户信息存储单元，存储所述多条注册信息；以及

临时信息存储单元，存储所述触摸信息和所述压力信息。

14.根据权利要求13所述的车辆控制系统，其中，

所述控制器响应于所述批准信号控制所述车辆启动，并且

所述控制器响应于所述批准信号控制方向盘和所述变速杆解锁。

15.根据权利要求13所述的车辆控制系统，其中，

所述控制器响应于所述批准信号基于所述匹配的注册信息向所述用户提供预先设定的用户环境，并且

所述用户环境包括方向盘的位置、后视镜和侧视镜的方向、驾驶员座椅的位置和角度、音频频道和空调温度中的至少一个。

16.根据权利要求13所述的车辆控制系统，其中，所述覆盖层还包括响应于所述控制器的控制来显示图像的显示面板。

17.根据权利要求16所述的车辆控制系统，其中，

所述控制器包括存储所述图像的存储器，并且

所述控制器响应于所述批准信号基于所述触摸信息和所述压力信息来控制所述显示面板显示所述图像。

18.根据权利要求13所述的车辆控制系统，其中，所述覆盖层还包括根据振动模式振动的触觉模块。

19.根据权利要求18所述的车辆控制系统，其中，

所述控制器包括存储所述振动模式的存储器，并且

所述控制器响应于所述批准信号基于所述触摸信息和所述压力信息来控制所述触觉模块根据所述振动模式被驱动。

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