CN109814154B - 近距离传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安装在车辆内部的近距离传感器。安装在车辆内部的近距离传感器可包括：由第一非导电物质形成并包括第一金属层的外框架；由第二非导电物质形成，包括第二金属层，并被设置在外框架内部的内框架；与第二金属层接触的传感器电极；以及连接到传感器电极并配置成检测用户手的接近或接触的传感器集成电路(IC)。第一金属层可以连接到地(GND)，以便将传感器电极的感测区域限制在外框架的内部。

Description

近距离传感器
技术领域
本公开涉及用于车辆的近距离传感器，并且更具体地，涉及电容式近距离传感器。
背景技术
近距离传感器是用于检测接近的物体的装置。近距离传感器可用于各种领域。例如，近距离传感器可以安装在车辆的输入装置中以控制用于检测用户的手指是否正在接近音频、视频、导航、空调等。
已经在车辆内部提供了安装有近距离传感器的示例性输入装置，其外部由金属物质形成。然而，在通常安装在车辆中的红外近距离传感器的情况下，当诸如金属的非透射性物质放置在传感器的前面时，红外线不能通过该物质。因此，红外近距离传感器的功能劣化。此外，红外传感器模块的体积通常相对较大，因此需要额外的空间用于安装该模块。
在一些车辆中，已经安装了电容式近距离传感器而不是红外近距离传感器。然而，在这种情况下，由电容式近距离传感器产生的感测区域不具有方向性，因此感测区域可能比设计者想要的大。结果，感测在不想要的区域中被执行，这增加了产生噪声的频率。此外，当用户进入车辆时，用户的身体部位(诸如膝盖)可能与近距离传感器接触，进一步中断传感器的运行。
发明内容
本公开提供了具有金属外部的近距离传感器，以提供更好的美感。
本公开还提供了具有易于制造的设计和简单结构的近距离传感器。
本公开还提供了具有有效空间利用的近距离传感器，因为它不需要额外的安装空间。
本公开还提供了具有改进的物质选择和设计自由度的近距离传感器。
本公开还提供了具有通过修改其感测区域来降低产生噪声的频率的近距离传感器。
根据本公开内容的实施方式，安装在车辆内部的近距离传感器可以包括：外框架，由第一非导电物质形成并包括第一金属层；内框架，由第二非导电物质形成并包括第二金属层，且该内框架被设置在外框架内部；与第二金属层接触的传感器电极；以及连接到所述传感器电极并配置成检测用户的手的接近或接触的传感器集成电路(IC)，其中，所述第一金属层连接到地(GND)，以便将所述传感器电极的感测区域限制在所述外框架的内部。
近距离传感器可以进一步包括印刷电路板(PCB)，其上安装有所述传感器IC，并且包括形成地(GND)的接地层。
近距离传感器可以进一步包括将第一金属层连接到地(GND)的连接器。
外框架可以包括金属络合物，并且连接器可以通过将由照射激光形成的电极凹槽金属化到外框架而形成。
连接器可以包括导线、柔性PCB和导电工具中的至少一种。
外框架可以包括形成传感器电极的感测区域范围的闭环。
内框架可以将外框架的闭环分成至少两个部分。
内框架可包括彼此分开第一内框架、第二内框架和第三内框架，第一内框架的金属层可以连接到传感器电极和传感器IC，并且第二内框架和第三内框架的金属层分别可以不连接到传感器电极和传感器IC。
近距离传感器可以进一步包括设置在第一内框架和第二内框架之间以及第一内框架和第三内框架之间的非导电梁。
内框架可以包括金属络合物，并且传感器电极可以通过将由照射激光形成的电极凹槽金属化到内框架而形成。
此外，根据本公开内容的实施方式，安装在车辆内部的近距离传感器可包括：外框架，由第一非导电物质形成；内框架，由第二非导电物质形成，并设置在外框架的内部；覆盖外框架的外表面的第一金属层；覆盖内框架的外表面的第二金属层；与第二金属层隔开预定距离的传感器电极；以及传感器集成电路(IC)，连接到传感器电极以检测用户的手的接近或接触，其中，第一金属层连接到地(GND)，以便将传感器电极的感测区域限制在外框架的内部。
近距离传感器可以进一步包括印刷电路板(PCB)，其上安装有传感器IC并且包括形成地(GND)的接地层。
外框架可以包括形成传感器电极的感测区域的范围的闭环。
内框架可以将外框架的闭环分成至少两个部分。
近距离传感器可以进一步包括与内框架耦接并容纳PCB的面板。
面板可以包括金属络合物，并且传感器电极可以通过将由激光照射形成的电极凹槽金属化到面板来形成。
近距离传感器还可包括传感器电极基座，该传感器电极基座包括传感器电极并且耦接到面板。
传感器电极基座可以包括金属络合物，并且传感器电极可以通过将由照射激光形成的电极凹陷金属化到传感器电极基座而形成。
内框架可包括彼此分开的第一内框架、第二内框架和第三内框架，第一内框架的金属层可以连接到传感器电极和传感器IC，以及第二内框架和第三内框架的金属层可以不连接到传感器电极和传感器IC。
近距离传感器进一步可以包括设置在第一内框架和第二内框架之间以及第一内框架和第三内框架之间的非导电梁。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，本公开内容的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1示出了根据本公开内容的实施方式的车辆的外部；
图2示出了根据本公开内容的实施方式的车辆的内部；
图3示出了根据本公开内容的实施方式的安装有近距离传感器的车辆的中央仪表盘，其处于用户接近其之前的状态；
图4示出了在图3中所示的处于用户接近的状态的近距离传感器；
图5是根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的分解图；
图6是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的外框架的横截面的概念图；
图7是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的外框架的横截面的另外的概念图；
图8是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的内框架的横截面的概念图；
图9是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的内框架的横截面的另外的概念图；
图10是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的内框架的横截面的另外的概念图；
图11是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的内框架的横截面的另外的概念图；
图12是示出在图5中所示的近距离传感器的横截面的概念图；
图13是根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的另外的分解视图；
图14是示出在图13中所示的近距离传感器的横截面的概念图；
图15是示出根据本公开内容的实施方式的当外框架未连接到地(GND)时的近距离传感器的感测区域的概念图；
图16是示出根据本公开内容的实施方式的当外框架连接到地(GND)时的近距离传感器的感测区域的概念图；以及
图17是根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的另外的分解视图。
应当理解，上述附图不一定按比例呈现说明本公开内容的基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。本公开内容的具体设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境确定。
具体实施方式
现在将详细参考实施方式，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同方式修改所描述的实施方式，所有这些都不脱离本公开内容的精神或范围。
这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不意图限制本公开。如这里所使用的，除非上下文另有明确说明，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
应该理解的是，如本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似的术语包括一般的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种小船和舰船的船只，飞机，等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆，氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如源自非石油资源的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动动力两者的车辆。
另外，应理解，以下方法或其方面中的一个或多个可由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，并且处理器被专门编程为执行程序指令以执行下面进一步描述的一个或多个过程。如本文所，述控制器可以控制单元、模块、部件等的运行。此外，应当理解，如本领域普通技术人员将理解的，以下方法可以由包括控制器的设备结合一个或多个其他组件来执行。
此外，本公开内容的控制器可以体现为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布在整个计算机网络中，使得程序指令以分布式方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。
现在参考当前公开的实施方式，图1示出了根据本公开内容的实施方式的车辆的外部。
如图1所示，车辆100可包括构成车辆100的外部的主体1；允许车辆100内的驾驶员看向车辆100的前方的前玻璃30；用于移动车辆100的车轮51、52；用于转动车轮51、52的驱动***60；将车辆100的内部与外部屏蔽的门71；以及帮助驾驶员看到车辆100后方和侧面的区域的侧视镜81、82。
前玻璃30(也称为挡风玻璃)放置在主体100的前上方，用于车辆100内的驾驶员获得关于车辆100前方的物体的视觉信息。
车轮51和52包括前轮51和后轮52，并且驱动***60可以向前轮51或后轮52提供转动力以使车辆100向前或向后移动。驱动***60可以采用从蓄电池(未示出)提供的电力来产生转动力的电动机，或者采用通过燃烧燃料以产生转动力的内燃机(未示出)。
门71可枢转地附接到主体1的左侧和右侧，并且打开门可供驾驶员和乘客上下车辆100，并且关闭门以将车辆100的内部与外部屏蔽。门71可以具有安装在其上的窗户72，用于驾驶员和乘客通过窗户72向内向外看。在一些实施方式中，窗户72可以安装成仅具有一个可视侧并且可以打开和关闭。
侧镜81和82包括分别放置在主体1的左侧和右侧的左侧镜81和右侧镜82，用于帮助驾驶员获得车辆100后方和侧面的视野。
应当理解，如上所述和图1中所示的车辆100的外部仅出于演示目的而提供，并不限制本公开内容的范围。
图2示出了根据本公开内容的实施方式的车辆的内部。
如图2所示，车辆100可包括为驾驶员和乘客乘坐而专用的座椅110、齿轮箱120、中央仪表盘130和具有方向盘140的仪表板150。
在齿轮箱120中，可以安装用于车辆100换档的换档器121以及用于控制车辆100的功能的触摸板122。可根据需要可选地安装拨盘调节器123。
在中央仪表盘130中，可以安装空调131、时钟132、音频***133以及音频、视频和导航(AVN)***134。
空调131通过控制车辆100内的温度、湿度、空气清洁度和空气流动来保持车辆100内的空气舒适。空调131可以包括安装在中央仪表盘130中的用于排出空气的至少一个通风口131a。例如，还可以在中央仪表盘130中安装按钮或拨盘以控制空调131。驾驶员或用户可以利用布置在中央仪表盘130上的按钮来控制空调131。
时钟132可以布置在按钮或拨盘周围，用于控制空调131。
音频***133可以包括控制面板，其上安装有多个按钮以执行音频***133的功能。音频***133可以提供用于无线电收听的无线电模式和用于再现存储在各种存储介质中的音频文件的媒体模式。
AVN***134可以嵌入在车辆100的中央仪表盘130中。AVN***134是用于根据用户的操纵来全面地执行车辆100的音频、视频和导航功能的***。AVN***134可以包括显示器135，用于容纳关于AVN***134的用户命令并显示与音频播放、视频播放或导航相关的屏幕。
中央仪表盘130还可以包括近距离传感器200，其被设置用于识别诸如用户的手或触摸笔接近或进行接触的输入装置。近距离传感器200可以基于来自用户的接近和触摸的电容变化来识别用户是否正在接近并接触到那。
应当理解，如上所述和图2中所示的车辆100的内部仅出于演示目的而提供，并且不限制本公开内容的范围。
图3示出了根据本公开内容的实施方式的安装有近距离传感器的车辆的中央仪表盘，其处于用户接近其之前的状态。图4示出了在图3中所示的处于用户接近的状态的近距离传感器。
近距离传感器200可以被连接到控制器(未示出)。控制器可以控制空调131、音频***133和AVN***134。近距离传感器200可以识别用户是否接近它并且将相关信号发送到控制器。控制器可以基于所接收的信号来控制设置在空调131、音频***133、AVN***134的按钮、拨盘和显示器中的发光单元(未示出)的亮度。
例如，如在图3中所示，设置在中央仪表盘上的按钮或拨盘中的发光单元的亮度保持较低，直到用户靠近。这是为了摆脱夜间驾驶期间，由于过度车内照明造成的光污染。在夜间驾驶期间，用户非预期的过度车内照明可能会分散用户的注意力，这可能导致事故。因此，可以阻塞设置在中央仪表盘上的按钮中的发光单元的非预期功率，或者可以降低亮度级别以防止由光驱动的干扰。
如在图4中所示，当用户接近或触摸近距离传感器200时，设置在中央仪表盘130上的按钮中的发光单元的亮度可能增加。这可以使用户能够容易地检查每个按钮的位置或状态。以这种方式，即使发光单元的亮度增加，如果用户有意图，该结构也不会干扰来自光污染的驱动，而是由于它可以很容易地定位按钮因此有助于驾驶。此外，由于可以仅通过用户的接近来指示功能的当前状态，因此可以着重高科技图像和内部的美观性。
在本公开内容的实施方式中，近距离传感器200的外部可以由金属物质制成。
人们越来越喜欢用于车辆内部的金属物质。这是因为人们喜欢金属的奢华感的形象。尽管试图将金属物质用于近距离传感器的暴露部分，但是在使用时出现了问题，因为当涉及放置在诸如金属的非透射材料后面的传统红外传感器时，红外线可能不会通过材料也不会到达传感器。
根据本公开内容的实施方式的近距离传感器200对于使用非透射金属没有问题，因为其包括电容式近距离传感器集成电路(IC)。
现在将详细描述根据本公开内容的各种实施方式的近距离传感器的结构。
图5是根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的分解图。
如图5所示，近距离传感器200可包括：被布置成暴露于中央仪表盘130的外部的框架210；与框架210的后侧耦接以支撑框架210的面板240，在面板240内容纳的印刷电路板(PCB)250，以及安装在PCB 250上的传感器IC 251。
虽然未详细示出，但是框架210的外表面可以设置有金属层220。此外，可以存在连接到传感器IC 251的传感器电极230。传感器电极230可以连接到PCB 250，并且因此连接到传感器IC 251。
框架210可以由非导电物质制成。例如，框架210可以由塑料制成并通过注塑成型法来制造。对框架210的形状没有限制。例如，框架210的一部分可以具有弯曲形式，并且框架210可以包括弯曲部分。
在本公开内容的实施方式中，框架210可以包括形成各种按钮的外边界或在中央仪表盘130上显示的边框。如果传感器IC可以检测用户接近边框(bezel)，则传感器IC可以认识到用户正在接近以触摸设置在边框内的按钮或触摸部分。也就是说，当近距离传感器设置在边框附近时，即使没有为按钮提供额外的近距离传感器，它也可以识别用户接近按钮。然而，如稍后将描述的，需要适当地调整近距离传感器的感测区域以防止用户的非预期接近的识别。
框架210可包括外框架211和内框架212。外框架可以由第一非导电物质形成。内框架可以由第二非导电物质形成。第一非导电物质和第二非导电物质可以是相同的材料。
外框架211可以具有闭环的形式。然而，它不限于此，而是可以具有开环的形式。
内框架212可以设置在外框架211的内部。内框架212可以将具有闭环形式的外框架211的内部分成两个部分或更多个部分。尽管内框架具有在图5中直线的形式，但它仅仅是示例性的，并且内框架可以具有弯曲形式或者可以具有变化的厚度。换句话说，对内框架的形式没有限制。
框架210可以暴露于中央仪表盘130的外部。为了满足用户对金属物质的近期需要，框架210可以由金属物质制成。
如果整个框架210由金属物质制成，则它可能重量大并且增加成本，导致制造成本增加。
因此，框架210由通过例如如前所述的注塑成型的塑料形成，并且在此之后，框架210的外表面可以由通过金属涂层或离子等离子体蒸发(IPE)的金属物质形成。例如，框架210的外表面可以是镀铬的。
以这种方式，包括金属物质的金属层220可以形成在框架210的外表面上，其暴露于中央仪表盘130的外部。由于框架210的外表面由金属物质形成，可以提高车辆内部的美观性和美感。
图6是示出根据本公开内容的实施方式的图5的近距离传感器的外框架的横截面的概念图，以及图7是示出根据本公开内容的实施方式的图5的近距离传感器的外框架的横截面的另外的概念图。
在以下描述中，为了便于解释，布置在外框架211的外表面上的金属层220被称为第一金属层，并且布置在内框架212上的金属层220被称为第二金属层。
如图6所示，第一金属层220可以形成在外框架211的外表面上。为了增强第一金属层220和外框架211之间的粘附性，可以提供底漆层(primer layer)213。底漆层213可以布置在第一金属层220和外框架211之间。
然而，可以省略底漆层213。参考图7，金属层220可以在没有底漆层的情况下直接布置在外框架211上。
第一金属层220可以连接到地GND。可以以不同方式提供地。例如，地GND可以形成在布置在PCB 250上的接地层252上(参见图5)。或者，虽然未示出，但是地GND可以形成在车辆的底盘地面上。PCB 250可以连接到车辆的底盘地。在以下描述中，将着重于PCB 250的接地层252对应于地GND的情况。
近距离传感器200可以包括连接第一金属层220和地GND 225的连接器270。
连接器270可以以不同方式设置为电连接第一金属层220和的地GND252的配置。例如，连接器可以设置为导线、PCB、柔性PCB、包括金属络合物的注模产品以及包括通过激光导向结构(LDS)方法的电极的注模产品。此外，形成连接器的方法可包括用于电连接两个物体的任何广为人知的方法，诸如金属气相沉积或将用于电镀的物质从第一金属层延伸到地GND的方法，将包括导电材料的物质从第一金属层延伸到地GND的方法等。
当第一金属层220连接到地GND 252时，近距离传感器200的感测区域可以被限制在第一金属层220的内部。利用该结构，本公开内容的实施方式中的近距离传感器200可能无法识别用户的意外接近。也就是说，它可以摆脱噪音。此外，它可以防止由于静电而损坏传感器IC。这将在后面更详细地描述。
图8至图11是示出图5的根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的内框架的横截面的概念图。
如在图8中所示，传感器电极230可以形成在内框架212的一侧。可以使用LDS方法形成传感器电极230。LDS方法是指通过用包括非导电和化学稳定的金属络合物的材料形成支撑构件，通过将支撑构件的一部分暴露于激光(诸如紫外线(UV)激光或准分子激光)来暴露金属种子以破坏金属络合物的化学键合，并使支撑构件金属化，在暴露于激光的支撑构件的区域中形成导电结构的方法。
内框架212可以由包括金属络合物的物质制成。通过将框架210暴露于激光，可以在框架210上形成电极凹槽(未示出)，并且电极凹槽被金属化以形成传感器电极230。
传感器电极230可以布置在内框架212的外表面的一些区域中。与内框架212的外表面的整个区域相比，内框架212的外表面的布置有传感器电极230的区域可以非常小。
底漆层213可以形成在内框架212的外表面的除了布置传感器电极230的部分之外的其他部分上。底漆层213是用作一种粘合剂用于稳定地耦接第二金属层220和内框架212的元件。底漆层213可以在形成第二金属层220之前布置在内框架212上。底漆层213可以形成在比传感器电极230布置在内框架212上的区域更宽的区域上。
尽管底漆层213的一部分覆盖图8中的传感器电极230的一部分，但是不限于此。在一些其他实施方式中，底漆层213和传感器电极230可以彼此不重叠。
底漆层213可以布置在内框架212的外表面的部分区域中。形成第二金属层220的金属镀覆区域或金属气相沉积区域可以大于形成底漆层213的底漆区域。
第二金属层220可以覆盖底漆层213和传感器电极230。由于传感器电极230和第二金属层220具有彼此物理接触的结构，传感器电极230和导电金属物质的第二金属层220电连接。因此，传感器IC 230可以检测用户不仅接近或接触传感器电极230而且接近或接触电连接到传感器电极230的第二金属层220。因此，第二金属层220可以用作感测部分。
形成在内框架212上的传感器电极230可以连接到PCB 250，并且因此连接到安装在PCB 250上的传感器IC 251。
传感器电极230可以以各种方式连接到PCB 250。虽然未示出，但是近距离传感器200可以包括柔性PCB，其连接形成在内框架212上的传感器电极230和PCB250。
如图7所示，传感器电极230可以形成在内框架212的外表面上，并且第二金属层220可以在没有底漆层的情况下直接布置在传感器电极230上。在这种情况下，尽管在没有底漆层的情况下第二金属层220与传感器电极230或内框架212之间的粘附力可能相对较弱，但是由于可以省略形成底漆层的处理，因此可以提高产量。
如图8所示，底漆层213可以布置在传感器电极230上，并且第二金属层220可以布置在底漆层213上。在这种情况下，利用底漆层213，第二金属层220可以与内框架212或传感器电极230稳定地耦接。由于底漆层213非常薄，所以即使第二金属层220和传感器电极230彼此不物理接触，第二金属层220也可以用作感测部分。然而，与第二金属层220物理接触传感器电极230的情况相比，可以降低其灵敏度。
图9是示出根据本公开内容的实施方式的图5的近距离传感器的内框架的横截面的另外的概念图。
如在图9中所示，第二金属层220可以布置在内框架212的外表面上，并且传感器电极230可以布置在第二金属层220和内框架212之间。第二金属层220可以布置在内框架212的一侧上，并且传感器电极230可以布置在第二金属层220和内框架212之间。
如图6至图8所示，传感器电极230可以以各种方式连接到PCB 250。
传感器电极230可以通过LDS方法形成在内框架212上。传感器电极230和第二金属层220可以被内框架212的厚度分开。由于内框架212的厚度是固定的，因此在第二金属层220和传感器电极230之间产生的电容是恒定的。另一方面，在用户和第二金属层220之间产生的电容可以通过用户与第二金属层220之间的距离改变。因此，随着第二金属层220与用户之间的距离的改变，传感器电极230的电容变化。传感器IC 251可以检测传感器电极230的电容变化。传感器IC 251甚至可以检测传感器电极230的电容的微小变化，并且基于电容的变化识别用户是否接近或接触第二金属层220。
图12是示出在图5中所示的近距离传感器的横截面的概念图。
如图12所示，传感器电极230可以形成在面板240的一侧。具体地，传感器电极230可以形成在面板240的面向内框架212的一侧。传感器电极230可以是使用LDS方法形成。为此，面板240可以由包括金属络合物的物质形成。
传感器电极230可以布置成与第二金属层220分开一定距离。如图12所示，内框架212和传感器电极230分开d1，并且假设内框架212的厚度为d2，传感器电极230和第二金属层220可以分开d1+d2。由于内框架212的厚度d2和传感器电极230与内框架212之间的距离d1是固定的，因此d1+d2是固定的。因此，在第二金属层220和传感器电极230之间产生的电容是恒定的。另一方面，在用户和第二金属层220之间产生的电容可以通过用户与第二金属层220之间的距离改变。因此，随着第二金属层220与用户之间的距离的改变，传感器电极230的电容改变。传感器IC 251可以检测传感器电极230的电容变化。传感器IC 251甚至可以检测传感器电极230的电容的微小变化，并且基于电容的变化识别用户是否接近或接触第二金属层220。
同时，可以在传感器电极230和内框架212之间的空的空间中形成空气层。利用在传感器电极230和内框架212之间形成的空气层，即使由于例如静电而瞬间在第二金属层220上发生高电压，高电压几乎不可能被传递到传感器电极230和传感器IC 251。因此，传感器IC 251被静电损坏的可能性非常低。换句话说，可以提高传感器IC 251的耐用性或稳定性。
图13是根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的另外的分解视图，图14是示出在图13中所示的近距离传感器的横截面的概念图。
框架210可包括外框架211和内框架212。框架210已在上面描述，因此下面将不再重复其重复描述。
如图13所示，在本公开内容的实施方式中，近距离传感器200可包括框架210、形成在框架210的外表面上的金属层220、与框架210耦接的面板240、具有传感器电极230并与面板240耦接的传感器电极基座260，在面板240内部容纳的PCB 250，以及安装在PCB 250上的传感器IC 251。
在该示例中，近距离传感器200可以包括与面板240分开设置并且与面板240耦接的传感器电极基座260。
传感器电极基座260可以包括传感器电极230。传感器电极基座260可以与面板240耦接以将传感器电极230连接到PCB 250。
形成在传感器电极基座260上的传感器电极230可以使用LDS方法形成。为此，传感器电极基座260可以由包括金属络合物的物质形成。
参照图14，传感器电极基座260可以布置成当与面板240耦接时与内框架212的后侧接触。此时，传感器电极230可以与内框架212的后侧接触。第二金属层220可以通过金属电镀或金属气相沉积形成在内框架212的前侧上，并且第二金属层220可以在底漆层(未示出)形成在内框架212的前侧之后形成。如上所述，优选具有用于稳定地耦接第二金属层220和内框架212的底漆层，但是在一些实施方式中可以省略底漆层。
传感器电极230和第二金属层220可以被内框架212的厚度分开。由于内框架212的厚度是固定的，因此在第二金属层220和传感器电极230之间产生的电容是恒定的。另一方面，在用户和第二金属层220之间产生的电容可以通过用户与第二金属层220之间的距离改变。因此，随着第二金属层220与用户之间的距离的改变，传感器电极230的电容改变。传感器IC 251可以检测传感器电极230的电容变化。传感器IC 251甚至可以检测传感器电极230的电容的微小变化，并且基于电容的变化识别用户是否接近或接触第二金属层220。
同时，尽管未示出，但即使设置有传感器电极基座260，也可以在传感器电极230和内框架212的后侧之间形成空气层。如上所述，当形成空气层时，传感器IC 251损坏的可能性变低，因此可以提高传感器IC 251的耐久性。
如果传感器电极基座260与面板240分开设置，则可以节省制造成本并且可以提高产量。
与面板240固定后通过激光照射在相对复杂的面板240上形成传感器电极相比，在传感器电极基座260上形成结构简单且易于固定传感器电极更容易。换句话说，代替具有大体积且难以加工以形成传感器电极的面板，可以使用体积小且易于加工的传感器电极基座以在其上形成传感器电极，因此可以提高近距离传感器的产量。传感器电极基座260可以通过例如配合容易地与面板240耦接。
为了在LDS方法中以相对大的体积在面板240上形成传感器电极，整个面板240需要由包括金属络合物的物质形成。另一方面，由于传感器电极基座260具有比面板240小的体积，因此制造成本的增加小于使用面板240。此外，传感器电极基座260可以与各种形式的面板共同使用，并因此批量生产，从而节省了生产成本。
图15是示出根据本公开内容的实施方式的当外框架未连接到地(GND)时近距离传感器的感测区域的概念图，以及图16是示出根据本公开内容的实施方式的当外框架连接到地(GND)时近距离传感器的感测区域的概念图。
现在将结合图15和图16详细描述根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的感测区域。
如图15所示，内框架212的第二金属层可以用作感测部分。第二金属层的感测区域在所有方向上形成。因此，除了第二金属层的向前方向之外，感测区域可以形成在向上、向下、向左、向右和向后的方向上。一些方向是由设计者设计的，但是其他方向的可能不是设计者想要识别用户的接近方向，导致错误的识别或噪声。
外框架211可以用作边框以形成按钮部分的外边界。如果用户接近触摸按钮部分，则用户的手指可以进入形成闭环的外框架211的边界内。也就是说，外框架211可以是设置感测区域的范围的参考。例如，即使用户的手指接近外框架211的外部，但其不是用于触摸按钮部分的接近，因此近距离传感器200对此的识别对应于噪声的识别。因此，需要消除这种噪声。
图16示出了近距离传感器200，其中感测区域被限制在外框架211的内部以消除噪声。为此，外框架211的第一金属层连接到地GND。如上所述，可以以不同方式提供连接器270。如果存在地GND，则形成感测区域的电场矢量会集中到地GND，因此感测区域被限制在外框架211的内部。换句话说，连接到地GND的外框架211可以屏蔽外框架211内的感测区域。
同时，当外框架211连接到地GND时，即使在近距离传感器200的表面上产生静电，静电也通过外框架211被旁路到地GND，从而减少从静电转移到PCB上的各种装置上的冲击。也就是说，可以通过减少来自静电的冲击来改善耐久性。
图17是根据本公开内容的实施方式的近距离传感器的另外的分解图。
如图17所示，内框架212可包括彼此分开的第一内框架212a、第二内框架212b和第三内框架212c。
第一金属层220可以形成在第一、第二和第三内框架212a、212b、212c中的每一个的外表面上。
形成在第一内框架212a上的第一金属层可以电连接到传感器电极230，并且因此电连接到传感器IC 251。这使得形成在第一内框架212a上的第一金属层能够用作感测部分。
形成在第二内框架212b和第三内框架和212c上的第一金属层可以不与传感器电极230电连接，从而不用作感测部分。换句话说，即使第二内框架212b和第三内框架和212c上形成的第一金属层被触摸，近距离传感器200也可能无法识别它们。
利用这种结构，即使用户的身体部位接触第二内框架212b或第三内框架212c，也可能无法识别。
在驾驶员或乘客坐在座椅中的情况下，用户的身体部位(例如膝盖)可以根据近距离传感器的位置和用户的习惯与近距离传感器进行接触。例如，驾驶员的右膝可以接触内框架212的左端，并且乘客的左膝可以接触内框架212的右端。这种接触不是用于触摸或按压按钮而是对应于噪声，因此近距离传感器不应识别它们。
如在图17中所示，在内框架212被分成三个部分并且物理上分离的结构的情况下，如果触摸第二内框架212b或第三内框架212c，则近距离传感器200可能无法识别它。也就是说，它可以摆脱噪音。
另一方面，利用简单地在第一内框架和第二内框架212a和212b之间以及在第一内框架和第三内框架212a和212c之间具有间隙的结构，第一内框架212a可碰巧接触第二内框架212b或第三内框架212c。此时，第一金属层彼此接触，因此第二内框架212b和第三内框架212可以用作感测部分。在这种情况下，可能无法消除诸如膝盖触摸识别之类的噪声。因此，优选在第一内框架和第二内框架212a和212b之间以及第一内框架和第三内框架212a和212c之间设置梁(rib)241。梁241可以集成到面板240中，但不限于此。
根据本公开内容的实施方式，如本文所述的近距离传感器可具有金属外部以得到更好的美感。
根据本公开内容的实施方式，可以提供具有易于制造的设计和简单结构的近距离传感器。
根据本公开内容的实施方式，可以提供具有有效空间利用的近距离传感器，因为它不需要额外的安装空间。
根据本公开内容的实施方式，可以提供具有改进的物质选择和设计自由度的近距离传感器。
根据本公开内容的实施方式，可以提供近距离传感器以通过修改其感测区域来降低噪声产生频率。
上面已经描述了若干实施方式，但是本领域普通技术人员将理解和认识到，在不脱离本公开内容的范围的情况下可以进行各种修改。因此，对于本领域普通技术人员显而易见的是，技术保护的真实范围仅由以下权利要求限定。

Claims (18)

1.一种安装在车辆内部的近距离传感器，所述近距离传感器包括：
外框架，所述外框架由第一非导电物质形成；
内框架，所述内框架由第二非导电物质形成，并且所述内框架被设置在所述外框架的内部，所述内框架包括彼此分开的第一内框架、第二内框架以及第三内框架；
第一金属层，覆盖所述外框架、所述第二内框架以及第三内框架；
第二金属层，覆盖所述第一内框架；
传感器电极，与所述第二金属层接触；以及
传感器集成电路，连接到所述传感器电极并配置成检测用户的手的接近或接触，
其中，所述第一金属层连接到地，以便将所述传感器电极的感测区域限制在所述外框架的内部。
2.根据权利要求1所述的近距离传感器，进一步包括：印刷电路板，在所述印刷电路板上安装有所述传感器集成电路，并且所述印刷电路板包括形成地的接地层。
3.根据权利要求1所述的近距离传感器，进一步包括：将所述第一金属层连接到地的连接器。
4.根据权利要求3所述的近距离传感器，其中，所述外框架包括金属络合物，并且所述连接器是通过将由照射激光形成的电极凹槽金属化到所述外框架而形成的。
5.根据权利要求3所述的近距离传感器，其中，所述连接器包括导线、柔性印刷电路板和导电工具中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的近距离传感器，其中，所述外框架包括形成所述传感器电极的感测区域的范围的闭环。
7.根据权利要求6所述的近距离传感器，其中，所述内框架形成为将所述外框架的闭环分成至少两个部分。
8.根据权利要求1所述的近距离传感器，进一步包括：设置在所述第一内框架和所述第二内框架之间以及所述第一内框架和所述第三内框架之间的非导电梁。
9.根据权利要求1所述的近距离传感器，其中，所述内框架包括金属络合物，并且所述传感器电极是通过将由照射激光形成的电极凹槽金属化到所述内框架而形成的。
10.一种安装在车辆内部的近距离传感器，所述近距离传感器包括：
外框架，由第一非导电物质形成；
内框架，由第二非导电物质形成并设置在所述外框架的内部，所述内框架包括彼此分开的第一内框架、第二内框架以及第三内框架；
第一金属层，覆盖所述外框架的外表面、所述第二内框架以及第三内框架；
第二金属层，覆盖所述第一内框架的外表面；
传感器电极，与所述第二金属层隔开预定距离；以及
传感器集成电路，连接到所述传感器电极以便检测用户的手的接近或接触，
其中，所述第一金属层连接到地，以便将所述传感器电极的感测区域限制在所述外框架的内部。
11.根据权利要求10所述的近距离传感器，进一步包括：印刷电路板，在所述印刷电路板上安装有所述传感器集成电路，并且所述印刷电路板包括形成地的接地层。
12.根据权利要求10所述的近距离传感器，其中，所述外框架包括形成所述传感器电极的感测区域的范围的闭环。
13.根据权利要求12所述的近距离传感器，其中，所述内框架形成为将所述外框架的闭环分成至少两个部分。
14.根据权利要求11所述的近距离传感器，进一步包括：面板，所述面板与所述内框架耦接并容纳所述印刷电路板。
15.根据权利要求14所述的近距离传感器，其中，所述面板包括金属络合物，并且所述传感器电极是通过将由照射激光形成的电极凹槽金属化到所述面板而形成的。
16.根据权利要求14所述的近距离传感器，进一步包括：传感器电极基座，所述传感器电极基座包括所述传感器电极并且耦接到所述面板。
17.根据权利要求16所述的近距离传感器，其中，所述传感器电极基座包括金属络合物，并且所述传感器电极是通过将由照射激光形成的电极凹槽金属化到所述传感器电极基座而形成的。
18.根据权利要求10所述的近距离传感器，进一步包括：设置在所述第一内框架和所述第二内框架之间以及所述第一内框架和所述第三内框架之间的非导电梁。
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