專利名稱：燈和接近開關(guān)總成及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及燈和開關(guān)，更具體地，涉及一種具有接近開關(guān)的燈總成。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛通常配備有各種由使用者驅(qū)動(dòng)的開關(guān)，例如用于操作裝置的開關(guān)，這些裝置包括電動(dòng)車窗、前燈、風(fēng)檔刮水器、車頂或天窗、車內(nèi)照明、無(wú)線電廣播和娛樂(lè)裝置、以及多種其它裝置。通常，為了激活或停用裝置或發(fā)揮某些類型的控制功能，這些類型的開關(guān)需要由使用者驅(qū)動(dòng)。諸如電容式開關(guān)的接近開關(guān)利用一個(gè)或多個(gè)接近傳感器產(chǎn)生感應(yīng)激活場(chǎng)，并且感應(yīng)表示通常由使用者的手指近距離或接觸傳感器引起的使用者對(duì)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)的激活場(chǎng)的變化。接近開關(guān)通常配置為基于感應(yīng)激活場(chǎng)和閾值的對(duì)比從而探測(cè)使用者對(duì)開關(guān)的激活。不幸的是，不同的使用者常常具有不同大小的手指、不同長(zhǎng)度的手指甲、不同的驅(qū)動(dòng)手法，并且可能戴著呈現(xiàn)出不同介電性能的手套，所有這一切都可能影響激活場(chǎng)和閾值之間的對(duì)比結(jié)果，該結(jié)果可以導(dǎo)致不同的驅(qū)動(dòng)探測(cè)級(jí)別。需要提供一種允許這種使用中的變化的增強(qiáng)的接近開關(guān)。機(jī)動(dòng)車燈總成通常包括激活照明設(shè)備的獨(dú)立機(jī)械開關(guān)。某些燈總成包括移動(dòng)激活按鈕開關(guān)使燈打開或關(guān)閉的可按壓燈總成。由于有了接近開關(guān)，接近開關(guān)可以用于控制燈設(shè)備的激活。需要提供一種易于包裝和使用并且不干擾照明功能的接近開關(guān)和燈總成。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種燈和接近開關(guān)總成。該燈和接近開關(guān)包括具有透明窗的透鏡和用于使照明光穿過(guò)透明窗照射的光源。該燈和接近開關(guān)總成還包括接近開關(guān)，其包括一個(gè)或多個(gè)靠近透明窗邊緣的傳感器并鄰近透明窗產(chǎn)生激活場(chǎng)以感應(yīng)接近開關(guān)的激活，用于控制光源的激活。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有接近開關(guān)的燈的控制方法。該方法包括提供具有透明窗的透鏡以及提供設(shè)置在透明窗邊緣的接近開關(guān)的步驟。該方法還包括鄰近具有接近開關(guān)的透明窗產(chǎn)生激活場(chǎng)的步驟。該方法還包括響應(yīng)接近開關(guān)的激活控制光源的激活使光線穿過(guò)透明窗照射的步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)研究本說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖將會(huì)更好地理解和認(rèn)識(shí)本發(fā)明的這些和其他方面、目的、以及特征。


圖中:圖1是具有頭頂控制臺(tái)的機(jī)動(dòng)車輛的乘客室的透視圖，該頭頂控制臺(tái)采用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一對(duì)燈和接近開關(guān)總成；圖2是圖1所示的頭頂控制臺(tái)和燈和接近開關(guān)總成的放大圖；圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有接近開關(guān)設(shè)置的燈和接近開關(guān)總成的放大圖4是沿圖3的線IV-1V的橫截面視圖，其表示和用戶手指關(guān)系的燈和接近傳感器總成；圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有可選接近開關(guān)設(shè)置的燈和接近開關(guān)總成的前視圖；圖6是沿圖5的線V1-VI的一個(gè)橫截面視圖，其表示和用戶手指關(guān)系的燈和接近傳感器總成；圖7是圖5所示的單個(gè)接近開關(guān)實(shí)施例的燈和接近開關(guān)總成以及接近開關(guān)電路的前視圖；圖8是根據(jù)第二實(shí)施例采用兩個(gè)接近傳感器的燈和接近開關(guān)總成以及接近開關(guān)電路的前視圖；以及圖9是根據(jù)第三實(shí)施例采用四個(gè)接近傳感器的燈和接近開關(guān)總成以及接近開關(guān)電路的前視圖。
具體實(shí)施例方式按照要求，在此公開本發(fā)明的具體實(shí)施例；然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例，該示例可以包含各種可選形式。附圖不一定是具體設(shè)計(jì)；某些圖可能放大或縮小，以便整體顯示功能。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能描述不解釋為限制，而是僅作為有代表性的基礎(chǔ)，用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員多樣地實(shí)施本發(fā)明。參照?qǐng)D1和圖2，其總體上表示機(jī)動(dòng)車輛10內(nèi)部的乘客室，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，其具有一對(duì)燈和開關(guān)總成20和多個(gè)安裝在頭頂控制臺(tái)12的接近開關(guān)24。車輛10總體上包括組裝在乘客室頂部的車頂或天花板下側(cè)的頂篷上的頭頂控制臺(tái)12，該頭頂控制臺(tái)12總體上在前排乘客座位區(qū)的上方。每對(duì)燈和開關(guān)總成20提供燈和接近開關(guān)的整體組裝，用于激活光源使等打開或關(guān)閉。每個(gè)燈和接近開關(guān)總成20包括具有燈透明窗的透鏡、設(shè)置在透鏡后方使光線穿過(guò)透鏡的透明窗照射的光源以及具有一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在透鏡的透明窗邊緣附近并鄰近透鏡的透明場(chǎng)產(chǎn)生激活場(chǎng)的接近傳感器，用于感應(yīng)接近開關(guān)的激活，以控制光源的激活。用戶可以用激活與燈和開關(guān)總成20—體的接近開關(guān)激活光源。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，燈可以作為內(nèi)部地圖或閱讀燈，為車輛10提供內(nèi)部照明。燈和開關(guān)總成20還可以作為頂燈為車輛10提供內(nèi)部照明。應(yīng)當(dāng)理解，燈可以作為車輛的內(nèi)部照明用于其他用途，并且燈和開關(guān)總成20可以位于車輛10的任何位置。例如，燈和開關(guān)總成20可以位于頂篷、遮蓋、握柄、中心控制臺(tái)或車輛10的任何位置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在此示出并描述的每個(gè)燈和開關(guān)總成20中提供的接近開關(guān)為電容開關(guān)。每個(gè)接近開關(guān)包括一個(gè)或多個(gè)接近傳感器，其提供感應(yīng)激活場(chǎng)以感應(yīng)物體的接觸或靠近，例如，用戶的手指，靠近一個(gè)或多個(gè)接近傳感器，例如由用戶的手指輕拍或揮動(dòng)動(dòng)作。因此，在示例性實(shí)施例中，由每個(gè)接近開關(guān)的接近傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)激活場(chǎng)為電容場(chǎng)，并且使用者的手指具有引起感應(yīng)激活場(chǎng)變化或干擾的導(dǎo)電性和介電性，這對(duì)那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很顯然的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，可以使用其他的或可選擇的類型的接近開關(guān)，例如但不限于電感式傳感器、光學(xué)傳感器、溫度傳感器、電阻式傳感器等等或它們的結(jié)合。2009年4月9日愛(ài)特梅爾公司(ATMEL .)的10620D-AT42-04/09觸摸式傳感器設(shè)計(jì)指南(Touch SensorsDesign Guide)中描述了示例性的接近傳感器，該文獻(xiàn)在這里以參考引用的方式結(jié)合于此。
還示出多個(gè)設(shè)置在頭頂控制臺(tái)12上彼此靠近的開關(guān)24。各種接近開關(guān)24可以控制任何數(shù)量的車輛設(shè)備和功能，例如控制天窗16的移動(dòng)、控制天窗罩18的移動(dòng)、控制一個(gè)或多個(gè)諸如內(nèi)部地圖/閱讀和頂燈32的照明設(shè)備的啟動(dòng)以及各種其他的設(shè)備和功能。然而，應(yīng)當(dāng)理解，接近開關(guān)24可以位于車輛10的任何地方，例如在儀表板上、在例如中央控制臺(tái)的其他控制臺(tái)上、集成到用于諸如導(dǎo)航和/或音頻播放的收音機(jī)或信息娛樂(lè)系統(tǒng)的觸摸屏顯示器中，或根據(jù)各種車輛應(yīng)用位于車輛10的任何其他地方。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在此示出并描述的接近開關(guān)24為電容開關(guān)。每個(gè)接近開關(guān)24包括至少一個(gè)提供感應(yīng)啟動(dòng)場(chǎng)的接近傳感器，以感應(yīng)用戶相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)接近傳感器的接觸或靠近，例如用戶的手指劃動(dòng)的動(dòng)作。因此，在示例性實(shí)施例中，每個(gè)接近開關(guān)22的感應(yīng)啟動(dòng)場(chǎng)是電容場(chǎng)，用戶的手指具有引起感應(yīng)啟動(dòng)場(chǎng)中的變化和擾動(dòng)的電導(dǎo)率和介電性能，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)當(dāng)是顯而易見(jiàn)的。參考圖3和圖4，其總體上表示燈和開關(guān)總成，該燈和開關(guān)總成具有由透明材料制成的透鏡32，作為頭頂控制臺(tái)12的部分的整體成型。透鏡的透明窗32是光透性的，以允許可視光波穿過(guò)透明窗32。燈或光源34設(shè)置在透鏡的透明窗32上方，使光線穿過(guò)透鏡的透明窗32照射。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，光源34可以包括安裝在電路板36上的發(fā)光二極管(LED)。根據(jù)其他實(shí)施例，可以應(yīng)用其他光源，例如白熾燈泡或一個(gè)或多個(gè)光源的組合。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，透鏡32可以作為頭頂控制臺(tái)12的部分整體成型，并且具有形成于其上的透明窗。在該實(shí)施例中，透明窗32可以作為頭頂控制臺(tái)12的部分成型或形成于頭頂控制臺(tái)12的聚合物材料中。根據(jù)其他實(shí)施例，透鏡32可以作為單獨(dú)組件形成，并安裝在頭頂控制臺(tái)12上。在這樣的實(shí)施例中，透鏡32可以通過(guò)緊固件、粘合劑或其他安裝連接固定安裝在頭頂控制臺(tái)12上，并且通常不會(huì)相對(duì)于頭頂控制臺(tái)12移動(dòng)。燈和接近開關(guān)總成20包括位于靠近透鏡的透明窗32邊緣的接近開關(guān)22。接近開關(guān)22具有一個(gè)或多個(gè)接近傳感器40，用于產(chǎn)生鄰近透明窗32的激活場(chǎng)44，以感應(yīng)接近開關(guān)22的激活，控制光源34的激活。在所示實(shí)施例中，具有單個(gè)接近傳感器40的接近開關(guān)22實(shí)質(zhì)上圍繞透鏡的透明窗32。在該實(shí)施例中，接近開關(guān)22實(shí)質(zhì)上圍繞透鏡32，以產(chǎn)生如圖4所示通常實(shí)質(zhì)上穿過(guò)透鏡32的整個(gè)底部表面的激活場(chǎng)44。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，接近傳感器40基底上涂覆有傳導(dǎo)墨水，如透鏡32的邊緣頭頂控制臺(tái)12的上部所示。傳導(dǎo)墨水形成用于提供產(chǎn)生激活場(chǎng)44的電容的電極。應(yīng)當(dāng)理解，電容傳感器的其他形式可以用于產(chǎn)生激活場(chǎng)44。應(yīng)當(dāng)理解，由接近開關(guān)22產(chǎn)生的激活場(chǎng)44在透鏡的透明窗32下方延伸，使物體例如用戶的手指70、手或其他肢體進(jìn)入激活場(chǎng)44，以激活光源34打開或關(guān)閉。當(dāng)例如手指70的物體充分進(jìn)入激活場(chǎng)44時(shí)，檢測(cè)激活場(chǎng)44中的干擾，使得開始開關(guān)的激活，以便將光源34打開或?qū)⒐庠?4關(guān)閉。應(yīng)當(dāng)理解，激活場(chǎng)44通常限于在透鏡的透明窗32下方區(qū)域，以使其不干擾鄰近的接近開關(guān)24。所示接近開關(guān)24組裝在燈總成20附近的頭頂控制臺(tái)12。每個(gè)接近開關(guān)24都具有接近傳感器25，該接近傳感器25可以用涂覆于基底，例如聚合頭頂控制臺(tái)12的上表面上的傳導(dǎo)墨水形成。應(yīng)當(dāng)理解，接近傳感器25還可以作為預(yù)裝配墊形成。接近開關(guān)24設(shè)置于距離燈和開關(guān)總成20充分遠(yuǎn)。參考圖5和圖6，根據(jù)另一實(shí)施例示出了燈和開關(guān)總成20，其中，接近開關(guān)22設(shè)置在透鏡的內(nèi)部區(qū)域，在透明窗32的不干擾來(lái)自光源34的穿過(guò)透鏡的光傳播路徑的邊緣附近。在該實(shí)施例中，在透鏡內(nèi)圍繞透鏡邊緣的對(duì)側(cè)提供接近開關(guān)22。光源34設(shè)置在透鏡的透明窗32上方，以使光線穿過(guò)透鏡32的透明窗照射。通過(guò)將接近開關(guān)40安裝在透鏡上，而不是透明窗32的外部，可以提供整體形成的透鏡和接近開關(guān)。接近開關(guān)22具有在透鏡32的透明窗下方區(qū)域產(chǎn)生激活場(chǎng)44的接近傳感器40，讓物體例如用戶的手指70、手或其他肢體激活光源34打開或關(guān)閉。參考圖7，其示出了根據(jù)第一實(shí)施例的單個(gè)傳感器設(shè)置的單個(gè)接近開關(guān)和燈總成及其相關(guān)電路。第一和第二電線56和58向第一和第二交叉電容指狀物52和54提供電信號(hào)，所述指狀物產(chǎn)生用戶激活場(chǎng)44的電容。第一導(dǎo)線56可以接收脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)導(dǎo)線58輸出與電容成比例的電壓。交叉電容指狀物52和54形成實(shí)質(zhì)上圍繞透鏡的透明窗32邊緣延伸的電容傳感器40，以便提供實(shí)質(zhì)上覆蓋透鏡的透明窗32的激活場(chǎng)44。電容傳感器40可以用使用傳導(dǎo)墨水形成的傳導(dǎo)墊提供。參考圖8，其表示根據(jù)第二實(shí)施例的燈和接近開關(guān)總成20具有兩個(gè)接近開關(guān)40A和40B。在該實(shí)施例中，由電極52和54在透鏡的透明窗32的一側(cè)提供第一接近開關(guān)傳感器40A，同時(shí)由電極52和54在透鏡的透明窗32的相對(duì)的第二側(cè)提供第二電容開關(guān)傳感器40B。向每個(gè)電極52和54提供來(lái)自導(dǎo)線56和58的電信號(hào)，以產(chǎn)生電容。第一和第二電容傳感器40A和40B分別產(chǎn)生激活場(chǎng)44A和44B。電容傳感器40A和40B可以作為貼在透鏡、裝飾面板或頭頂控制臺(tái)12上的襯墊形成。激活場(chǎng)44A和44B可以以所需形式在實(shí)質(zhì)上朝向透鏡的透明窗32的中心的區(qū)域中產(chǎn)生。當(dāng)用戶的手指或其他物體充分進(jìn)入其中一個(gè)或兩個(gè)激活場(chǎng)44A和44B時(shí)，可以發(fā)生接近開關(guān)的激活。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，開關(guān)總成20配置為只有在物體充分進(jìn)入第一和第二激活場(chǎng)44A和44B時(shí)才激活燈，從而需要物體靠近燈的透明窗32的中心的區(qū)域。參考圖9，其表示根據(jù)采用四個(gè)接近開關(guān)傳感器40A-40D的第三實(shí)施例的燈和接近開關(guān)總成20。接近傳感器40A-40D分別在透鏡的透明窗32的不同的四分之一處產(chǎn)生四個(gè)激活場(chǎng)44A-44D。每個(gè)激活場(chǎng)44A-44D的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上都朝向透明透鏡的中心延伸。因此，四個(gè)激活場(chǎng)44A-44D實(shí)質(zhì)上覆蓋了透鏡的透明窗32。通過(guò)采用四個(gè)傳感器墊，提供增強(qiáng)的靈活性以調(diào)節(jié)接近傳感器40A-40D，因此接近開關(guān)22的切換能防止非故意的啟動(dòng)。例如，當(dāng)其他電容開關(guān)，例如開關(guān)24，位于透鏡32附近時(shí)，可以調(diào)整施加于鄰近傳感器例如傳感器40B的電荷信號(hào)的突發(fā)長(zhǎng)度，縮短突發(fā)長(zhǎng)度，以給出減少的可測(cè)量的信號(hào)，同時(shí)可以增加不與其他開關(guān)鄰近的傳感器的信號(hào)突發(fā)長(zhǎng)度，已給出增加的可測(cè)量的信號(hào)，從而產(chǎn)生遠(yuǎn)離鄰近開關(guān)24的激活場(chǎng)。這具有通過(guò)降低更靠近其他開關(guān)24的一側(cè)的一個(gè)或多個(gè)傳感器的靈敏度，減少非故意的啟動(dòng)的效果，用于提供足夠的靈敏度以提供對(duì)于整個(gè)透鏡32的覆蓋范圍。應(yīng)當(dāng)理解，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)激活場(chǎng)的強(qiáng)度或形狀的其他方式，以便在不干擾鄰近開關(guān)24的情況下提供所需的激活信號(hào)。因此，燈和接近開關(guān)總成20有優(yōu)勢(shì)地提供一種易于使用的整體接近開關(guān)和燈設(shè)置，特別在機(jī)動(dòng)車中。接近開關(guān)可以易于由物體的接觸和靠近激活，例如，由接近開關(guān)與用戶手指的關(guān)系打開或關(guān)閉燈。接近開關(guān)圍繞透鏡的透明窗邊緣的設(shè)置允許透明窗以成本有效的方式節(jié)省開關(guān)總成材料。應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)做出改變和修改，而不偏離本發(fā)明的概念，并且還應(yīng)當(dāng)理解，這種概念應(yīng)由權(quán)利要求覆蓋，除非權(quán)利要求的文字明確地另外指明。
權(quán)利要求
1.一種燈和接近開關(guān)總成，其特征在于，包括: 具有透明窗的透鏡； 設(shè)置為使光線穿過(guò)透鏡的透明窗照射的光源；以及 接近開關(guān)，其包括一個(gè)或多個(gè)接近傳感器，其靠近透明窗邊緣設(shè)置并鄰近透明窗產(chǎn)生激活場(chǎng)以感應(yīng)接近開關(guān)的激活，用于控制光源的激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)接近傳感器實(shí)質(zhì)上圍繞透明窗的邊緣設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)接近傳感器包括產(chǎn)生第一和第二激活場(chǎng)的第一和第二接近傳感器，其中，第一和第二激活場(chǎng)重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的總成，其特征在于，當(dāng)?shù)谝缓偷诙せ顖?chǎng)被激活時(shí)，發(fā)生對(duì)光源的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，該總成用于車輛上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)接近傳感器包括一個(gè)或多個(gè)電容傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，光源包括LED。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)接近傳感器包括多個(gè)實(shí)質(zhì)上在透鏡的邊緣設(shè)置的接近傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的總成，其特征在于，多個(gè)接近傳感器中的每一個(gè)可以被獨(dú)立控制以獨(dú)立控制各個(gè)接近傳感器的激活場(chǎng)輸出。
10.一種控制具有接近開關(guān)總成的燈的方法，其特征在于，所述方法包括: 提供具有透明窗的透鏡； 提供設(shè)置在透明窗邊緣的接近開關(guān)； 鄰近具有接近開關(guān)的透明窗產(chǎn)生激活場(chǎng)；以及 響應(yīng)于接近開關(guān)的激活控制光源的激活使光線穿過(guò)透鏡的透明窗照射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，提供接近開關(guān)的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)實(shí)質(zhì)上在透明窗邊緣設(shè)置的接近傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，提供接近開關(guān)的步驟包括提供產(chǎn)生第一和第二激活場(chǎng)的第一和第二接近傳感器，其中，第一和第二激活場(chǎng)重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝缓偷诙せ顖?chǎng)被激活時(shí)，發(fā)生對(duì)光源的控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，提供接近開關(guān)的步驟包括提供多個(gè)實(shí)質(zhì)上圍繞透鏡邊緣設(shè)置的接近傳感器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括獨(dú)立控制每個(gè)接近傳感器的激活場(chǎng)輸出的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該總成用于車輛上。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，接近開關(guān)總成包括電容開關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，光源包括LED。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，提供接近開關(guān)的步驟包括在基底上涂覆傳導(dǎo)墨水形成接近傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燈和接近開關(guān)總成，其包括具有透明窗的透鏡和讓光線穿過(guò)透鏡的透明窗照射的光源。該燈和接近開關(guān)總成還包括具有一個(gè)或多個(gè)設(shè)置為靠近透明窗邊緣并鄰近透明窗產(chǎn)生激活場(chǎng)以感應(yīng)接近開關(guān)的激活從而控制光源的激活的接近傳感器。
文檔編號(hào)F21V23/04GK103085708SQ20121042861
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者斯圖爾特·C·薩爾特, 康奈爾·路易斯·加德納, 杰弗里·辛格, 彼得羅·布托洛 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司