车辆的交互系统、车载设备、车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆的智能显示技术领域，具体涉及一种车辆的交互系统、车载设备、车辆。


背景技术：

2.随着人机交互技术的发展，目前的车辆上已经越来越广泛地配置有涉及各种功能的交互操作，如与行车相关的功能、与舱内的驾驶人和/或乘客的体验相关的功能等。相关的结构主要是通过对显示屏增加触摸屏。
3.随着互联网技术和电子技术的发展，车辆的驾驶舱的智能内饰将为驾乘人员提供更多的自主选择空间，因此业内企业也开始着眼于智能材料及智能表面技术的推进。内饰表面为集装饰性(设计感)与功能性于一体的表面，与人机交互的显示/控制功能只有在需要/触发时才会借助于背光等方式呈现在内饰表面。
4.不过，目前的交互表面在不同位置的触感往往较为单一，驾乘人员在实现相关的交互操作时，体验尚存一定的提升空间。
5.相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

6.技术问题
7.为了至少一定程度地解决上述技术问题，提出本实用新型。
8.技术方案
9.有鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种车辆的交互系统，该交互系统包括：屏组件，其包括：显示屏，其用于显示内容；以及触摸屏，其设置于所述显示屏，所述触摸屏用于对所述显示屏进行感应控制；其中，所述交互系统还包括：表皮，其设置于所述触摸屏背离所述显示屏的一侧，操作者通过与所述表皮直接接触的方式触发所述触摸屏对所述显示屏的感应控制；其中，所述表皮在面向操作者的一侧中的至少一部分以压印和/或覆压印胶的方式形成有接触区，并且在操作者接触该接触区时，能够获得与接触光滑表面时不同的触感。
10.通过这样的构成，能够谋求改善操作者在进行交互期间在接触区的触感。
11.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定接触区的具体形式以使其被操作者接触时具有与接触光滑表面时不同的触感。接触区可以设置包括但不限于明显的凹进、明显的凸起、曲面、台阶、波浪、镂空等。
12.从视觉效果来看，压印主要表现为通过对表皮的上侧直接加工形成接触区，覆压印胶主要表现为通过在表皮的上侧增设(涂覆)胶层的方式来形成接触区。本领域可以根据实际的产品需求对此进行灵活选择，示例性地：表皮包括区域a和区域b，其中的区域a靠近副驾驶座，区域b靠近驾驶座，区域a采用压印的工艺，区域b采用覆压印胶的工艺。
13.此外，可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情形确定压印以及覆压印胶
所涉及的具象化的细节。主要以压印为例，如压印方式、压印工艺的具体参数以及压印之后的具体结果可以根据实际情况灵活确定。以压印为滚轴压印为例，其实现压印的方式主要是滚轮的转动以及滚轮施加至表皮的压力来实现压印。压印工艺的参数可以包括滚轴的转速、滚轮施加至表皮的压力、滚轮的加热温度等。本领域可以根据实际需求灵活地调整相关的参数。压印之后的具体结果可以是纹理、立体图案等。对于覆压印胶而言，如印胶的种类、涂覆面积、涂覆厚度以及适配于涂覆的设备以及工艺参数等可以被灵活地选择。
14.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述表皮在其远离所述屏组件的一侧通过至少一次压印的方式形成所述接触区。
15.通过这样的构成，给出了接触区的一种形成方式。
16.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况确定实施压印工艺的范围。如可以仅在接触区实施压印工艺，或在非接触区也实施压印工艺。示例性地，如表皮实施两次压印工艺，第一次为表皮全面积范围，第二次为仅针对接触区的范围，如第一次压印工艺在表皮形成45
°
斜条纹的图案，针对接触区第二次压印工艺，在已经为45
°
斜条纹的接触区的基础上增加预先设计的立体图案，如图案可以标识接触的功能。此种情形下，两次压印工艺采用的携带有两种表面结构的滚轮，对应于第一次压印工艺的滚轮的表面结构为条纹，对应于第一次压印工艺的滚轮的表面结构为立体图案。
17.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述表皮至少在其靠近操作者的部分为柔质部分，以便通过压印在该部分形成所述接触区。
18.通过这样的构成，给出了表皮的一种具体形式。
19.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情形确定表皮的具体构成形式、柔性程度以及所采用的材料，此处的材料可在已知的材料中进行灵活选择或者合理的调配，即：表皮可以由一种材质制成也可以由几种材质制成。表皮的不同部分的材质、柔性程度可以相同也可以不同。
20.示例性地，表皮在对应于接触区的位置柔性相对较大(表面范围内)或者在表皮靠近操作者的一侧的柔性相对较大(厚度范围内)。
21.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述表皮为聚氨酯表皮。
22.通过这样的构成，给出了表皮的一种具体的形式。
23.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述聚氨酯表皮的厚度为0.35
±
0.05mm；和/或所述接触区沿所述聚氨酯表皮的厚度方向的最大深度为10μm。
24.通过这样的构成，给出了表皮及其接触区的一种具体的量化形式。
25.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述交互系统包括基体，所述表皮设置于所述基体。
26.通过这样的设置，给出了表皮构造交互系统时的一种具体的搭载方式。
27.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定基体的具体形式、个数及其在车辆上的设置方式等。基体可以是专门配置的结构、车辆上已经具备的结构或者二者的结合。以基体为专门配置的结构为例，基体可以包括一个或者多个构件，示例性地，构件包括多个，将多个构件通过胶结的方式拼接好之后，将表皮搭载于其上即可。
28.可以理解的是，为了保证屏组件的显示内容能够被操作者识别，基体应当是透光结构。
29.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述基体为玻璃板或者所述车辆的内饰板。
30.通过这样的构成，给出了基材的可能形式。
31.对于上述车辆的交互系统，在一种可能的实施方式中，所述表皮与所述基体之间和/或所述基体与所述屏组件之间和/或的所述屏组件的所述触摸屏与所述显示屏之间通过oca(optically clear adhesive，用于胶结透明光学元件的粘胶剂)连接。
32.通过这样的设置，给出了基体的一种具体的构造形式。
33.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况确定的oca的厚度等参数。通常情形下，表皮与基体之间、基体与屏组件之间、屏组件的触摸屏与显示屏之间的oca的厚度为0.25
±
0.05mm。
34.本实用新型第二方面提供了一种车载设备，该车载设备包括前述任一项所述的车辆的交互系统。
35.可以理解的是，该车载设备具有前述任一项所述的车辆的交互系统的所有技术效果，在此不再赘述。
36.本实用新型第三方面提供了一种车辆，该车辆包括前述任一项所述的车辆的交互系统或者前述的车载设备。
37.可以理解的是，该车辆具有前述任一项所述的车辆的交互系统的所有技术效果，在此不再赘述。
附图说明
38.下面参照附图并结合车辆来描述本实用新型的交互系统。附图中：
39.图1示出本实用新型一种实施例的车辆的交互系统的原理示意图；以及
40.图2示出本实用新型一种实施例的车辆的交互系统的结构示意图。
41.附图标记列表
42.1、触摸屏；11、触控点；2、电容触控膜；3、光源；4、导光区；5、pcb；6、聚氨酯表皮；61、接触区；71、第一层oca；72、第二层oca；73、第三层oca；8、内饰板；9、显示屏。
具体实施方式
43.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然本实施方式是以接触区为通过压印的方式形成的波浪纹的结构为例来进行介绍的，但是这并非旨在于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员可以对其进行变更，如可以将波浪纹变更为如立体图案等其他结构，还可以将压印变更为覆压印胶。
44.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。
45.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的显示屏、触摸屏的原理等未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
47.参照图1，图1示出实用新型一种实施例的车辆的交互系统的原理示意图。如图1所示，车辆内具有透光的内饰板(未示出)，内饰板的下方设置有触摸屏1，触摸屏1的下方设置有显示屏(未示出)。触摸屏具有交互表面，交互表面在面向操作者的一侧(外表面)具有多个触控点11，不同的触控点通常对应的是不同的功能。为不同的功能配置相应的触摸点11。当操作者(如车内的驾乘人员)需要进行相关功能的交互操作时，则需要首先触摸/按压与该功能相对应的触控点来触发该功能的实现进程。
48.交互功能得以实现的原理是：交互表面的下方设置电容触控膜2，电容触控膜能够与车辆的mcu通信。其中，电容触控膜的主要作用是：当操作者的手指触摸/按压触控点时，电容触控膜会采集到电容值并将电容值传输至mcu，当操作者实施触控行为期间的电容值的变化量处于预设的范围(当行为属于操作者在触控点处实施触控行为时，电容值的变化量会有一个合理的范围限定)的情形下，便可确定行为属于操作者的有效触控。需要特别说明的是，根据电容触控膜检测的电容值范围确定是否为有效触控行为以及范围如何确定等都属于已知的手段，本领域技术人员根据实际需求直接采用现有的范围，也可以根据实际需求做出适应性的调整。
49.通常情形下，在触控行为发生时需要对其进行标识。在一种可能的实施方式中，标识的实现方式为：在交互表面(电容触控膜)的下方设置有光源3和导光区4，在触控点有触控行为发生时，光源发射光线，光线经导光区到达触控点，从而通过光的形式标识出触控行为的发生。光源可以为led等，安装在pcb5上。
50.此外，与旋钮、物理按键等结构不同，操作者在实施触控行为时，需要通过振动反馈的形式来感知当前的行为。在一种可能的实施方式中，感知的实现方式为：在对应于每个触控点的位置设置有压力检测单元，压力检测单元主要包括压力传感器、变形结构和力传导结构，压力传感器设置于pcb5上，当操作者按压触控点时，触控点处的微小受力经力传导结构传递至变形结构，变形结构因此发生形变。伴随着形变的发生，变形结构和压力传感器的距离因此发生改变。基于此，压力传感器便可“感知”当前发生的触控行为。
51.这样一来，如果当前的行为为有效触控行为(根据前述的电容触控膜采集的电容值的变化量确定)，mcu便可根据压力传感器检测的压力信号，一方面，控制led点亮以标识当前的触控行为；另一方面，结合适当的振动反馈方式(如通过弹力、磁性力等)，对真实的振动进行放大并将放大的振动反馈至触控点从而使得操作者感知当前的触控行为。
52.在本实用新型中，在触摸屏1的上方增加柔质的表皮，在本实施例中，表皮为聚氨
酯表皮6。聚氨酯表皮的厚度约为0.35mm，如前述的0.35
±
0.05mm。参照表1，表1示出了表皮的属性。可以看出，聚氨酯具有很好的化学和物理稳定性。结合表中的属性描述并根据试验测试可以得知，采用了聚氨酯的表皮可以满足汽车行业的性能要求。
53.表1表皮的属性
54.材质聚氨酯厚度(mm)0.35
±
0.05密度(g/cm3)1.05
±
0.1透光率(％，550nm)≥35抗紫外线≥4级阻燃性v0介电常数(1mhz，25℃)3.6绝缘电阻(ω)200x10(200t)耐候性很好耐化学腐蚀性很好
55.继续参照图1，在本实用新型中，聚氨酯表皮在对应于触控点的位置具有接触区61。在本实施例中，仅针对接触区采用压印的方式形成波浪纹的结构。
56.在一种具体的实施方式中，实施压印工艺的滚轮具有自加热功能，压印工艺的实施过程为：首先将滚轮加热到120℃，然后使滚轮以5mm/s的速度在聚氨酯表皮对应于接触区61的位置滚动，从而形成波浪纹的接触区。波浪纹的最低点低于聚氨酯的上表面10um。
57.参照图2，图2示出本实用新型一种实施例的车辆的交互系统的结构示意图。如图2所示，聚氨酯表皮6通过第一层oca71贴敷至车辆的内饰板8，内饰板可以为透光的柔性基材。内饰板8通过第二层oca72与屏组件中的触摸屏1贴合，触摸屏1通过第三层oca73与屏组件中的显示屏9贴合，显示屏9可以为tft(thin film transistor，薄膜场效应晶体管)lcd(liquid crystal display，液晶显示器)或者柔性oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)等，其主要是通过光的形式来显示相关的内容，内容的具体形式可以根据实际需求灵活设定，如全部与触摸屏的交互操作有关，或者一部分触摸屏的交互操作有关而另一部分仅用于显示等。
58.在本实施例中，第一层oca71、第二层oca72和第三层oca73的厚度均为0.25mm左右，如前述的0.25
±
0.05mm。这是因为：oca的厚度太薄容易导致连接的部件之间出现分离从而影响连接的可靠性，oca的厚度太厚则容易产生压痕。
59.可以看出，在本实用新型的交互系统中，通过为触摸屏增加柔质的聚氨酯表皮，使得操作者在进行交互期间具有仿生皮肤的手感。通过采用压印的方式将滚轮上的皮肤表皮图案转移到聚氨酯表皮的上表面，从而使聚氨酯表面具有更佳的手感。可以对不同的接触区配置不同的表皮图案。在将车辆的内饰板作为聚氨酯表皮的载体的前提下，在必要的情形下，可以将车辆内的任意内饰板的表面转化为具有交互功能的表面。
60.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。