CN110780352A - 夹入传感器以及检测装置 - Google Patents

夹入传感器以及检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110780352A
CN110780352A CN201910437405.4A CN201910437405A CN110780352A CN 110780352 A CN110780352 A CN 110780352A CN 201910437405 A CN201910437405 A CN 201910437405A CN 110780352 A CN110780352 A CN 110780352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slits
slit
detection
conductor portion
detecting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910437405.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110780352B (zh
Inventor
大熊康介
小久保优
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Publication of CN110780352A publication Critical patent/CN110780352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110780352B publication Critical patent/CN110780352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G01D5/2405Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by varying dielectric
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/002Inhomogeneous material in general
    • H01B3/004Inhomogeneous material in general with conductive additives or conductive layers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/088Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with electric fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/243Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the phase or frequency of ac
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605Measuring capacitance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

本发明提供夹入传感器以及检测装置,提供能够进行大范围的检测且能够在应力施加前检测探测物的检测装置。检测装置(1)具备夹入传感器(2)与检测部(3)。夹入传感器(2)具备形成有线状导电体层(4)的电介质层(4)、以及配置于电介质层(4)的正面与背面的导电体层(6),在配置于正面的导电体层与配置于背面的导电体层中的至少一个导电体层形成有狭缝(7)。检测部(1)对线状导电体层(4)的输入部供给高频信号(8),在形成有狭缝(7)的导电层的狭缝部中产生电场,检测由于探测物(10)的干扰所产生的电场的变化而产生的输入部中的反射系数的变化。

Description

夹入传感器以及检测装置
技术领域
本发明涉及夹入传感器以及检测装置,例如涉及搭载于汽车等车辆中的夹入传感器以及检测装置。
背景技术
近年,在车辆的电动滑动门或通常的自动门等滑动式的开闭体的系统中,需要用来防止夹入人体等探测物的检测装置。作为检测装置,例如有专利文献1、专利文献2中记载的装置。在专利文献1中记载了如下压敏方式:通过探测物接触而对夹入传感器施加应力(压力),从而检测夹入传感器的电阻值等的变化。此外,在专利文献2中记载了如下电容方式:夹入传感器具备电容探测用导体部,探测在电容探测用导体部与探测物之间产生的寄生电容引起的电容变化。另外,在专利文献3中虽然未记载用于防止夹入的检测装置,但记载了使用电波求出至物体的距离的距离测定装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-73636号公报
专利文献2:日本特开2009-85961号公报
专利文献3:日本特开2010-271088号公报
发明内容
在压敏方式的情况下,由于是产生了应力后的探测,因此其为被开闭体夹入后的探测。另一方面,在电容方式的情况下,虽然能够在应力施加前进行探测,但存在如下课题:若为了进行大范围的探测而探测部变长,则电容探测用导体部本身的电容变大,与探测物的寄生电容成为相对较小的值,变得难以探测电容变化。
本发明的目的在于提供能够进行大范围的检测且能够在应力施加前检测出探测物的夹入传感器以及检测装置。
本发明的上述以及其他的目的与新的特征根据本说明书的记载以及附图而能够明确。
在本申请中公开的发明中,若简单说明代表性的发明的概要则为以下所述。
即,检测装置具备探测部与检测部。探测部具备形成有线状的导电体层的电介质层、以及配置于电介质层的正面与背面的导电体层,具备在配置于正面的导电体层与配置于背面的导电体层中的至少一个导电体层形成有狭缝的传输路。此外,检测部对线状的导电体层的输入部供给高频信号,在形成有狭缝的导电体层的狭缝部中产生电场,检测由于探测物的干扰所产生的电场的变化而产生的输入部中的反射系数的变化。
探测物对在狭缝部产生的电场造成干扰,电场由于干扰而变化,线状的导电体层的输入部中的反射系数变化。利用反射系数的变化,检测探测物的接近或接触,能够在应力施加前检测出探测物。此外,探测部的基本构造是带状线构造的传输路,因此即使传输路变长,对输入部中的反射系数的影响也较少。因此,能够在非接触的状态下进行大范围的检测。
发明效果
若简单说明本申请中公开的发明中的具有代表性的发明得到的效果,则为以下所述。
提供能够进行大范围的检测且能够在应力施加前检测出探测物的夹入传感器以及检测装置。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的检测装置的构成的框图。
图2是表示实施方式1涉及的夹入传感器的特性的特性图。
图3的(A)以及(B)是表示实施方式1涉及的夹入传感器的构成的俯视图以及剖视图。
图4是表示实施方式1涉及的夹入传感器的构成的立体图。
图5是表示实施方式1涉及的夹入传感器的特性的特性图。
图6是表示实施方式1涉及的夹入传感器的特性的特性图。
图7是表示实施方式1涉及的夹入传感器的特性的特性图。
图8是表示实施方式1涉及的检测装置的构成的框图。
图9是表示实施方式1的变形例1涉及的夹入传感器的构成的立体图。
图10是表示实施方式1的变形例2涉及的夹入传感器的构成的立体图。
图11是表示实施方式2涉及的检测装置的构成的框图。
图12是说明搭载了实施方式1以及2涉及的检测装置的汽车的说明图。
附图标记的说明:
1检测装置
2夹入传感器
3检测部
4、101电介质层
5、104线状导电体层
6导电体层
6_U、102上表面导电体层
6_D、103下表面导电体层
7、7_1~7_3、105、705狭缝
8高频信号
9反射波
10探测物
DIR、C-DIR方向
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式详细进行说明。另外,在用于说明实施方式的全部图中,对于相同部分在原则上赋予相同的附图标记,原则上省略其反复的说明。
(实施方式1)
<检测装置的概要>
首先,实施方式1涉及的夹入传感器(以下,也称作探测部)以及检测装置的概要进行说明。图1是表示实施方式1涉及的检测装置的构成的框图。在该图中,附图标记1表示检测装置。检测装置1具备夹入传感器2与连接于夹入传感器2的检测部3。
夹入传感器2不被特别限定,具备沿着从纸面的近前侧朝向内侧的方向DIR延伸的线状的导电体层(以下,也称作线状导电体层或者线状导电体部)5、以围绕线状导电体层5的方式形成的电介质层(电介质部)4、以及以围绕电介质层4的方式形成的导电体层(导电体部)6。导电体层6沿与线状导电体层5相同的方向DIR延伸。线状导电体层5埋设于电介质层4,以与导电体层6电分离的方式被分离地配置。
多个狭缝7在导电体层6的上表面(正面)沿导电体层6的延伸方向DIR排列。在狭缝7中,导电体层6开口,使电介质层4露出。夹入传感器2能够视作采用带状线构造的传输路。在这样看待的情况下,线状导电体层5能够视作传输路的芯线,具备沿传输路的延伸方向DIR排列的多个狭缝的导电体层6能够视作在传输路中以隔着芯线的方式配置的外侧导电体线。
在该图中,附图标记10表示探测物。在该图中,描绘了手作为探测物10。当然,手是探测物10的一个例子,不限于此。
检测部3在检测探测物10是否与夹入传感器2接近或接触(以下,也包含接触地称作接近)时,向线状导电体层5的输入部供给高频信号8。若高频信号8被供给至线状导电体层5的输入部,则从线状导电体层5的输入部朝向检测部3输出反射波9。
图2是表示实施方式1涉及的夹入传感器2的特性的特性图。在该图中,横轴表示高频信号8的频率,纵轴表示基于高频信号8与反射波9之比的反射系数(S11)。即使使高频信号8的频率例如从低频率向高频率变化,只要探测物10未接近夹入传感器2,则反射系数(S11)如特性曲线20所示,几乎固定。与此相对,若探测物10接近夹入传感器2,则如特性曲线21所示,在特定的频率时,反射系数较大变化。实施方式1涉及的检测部3检测反射系数是否发生了变化,在检测出变化时,输出表示探测物10接近的检测信号11。
<夹入传感器的概要>
接下来,对实施方式1涉及的夹入传感器的概要进行说明。图3是表示实施方式1涉及的夹入传感器的构成的俯视图以及剖视图。这里,图3的(A)表示夹入传感器2的俯视图,图3的(B)表示从图3的(A)中示出的剖面线A-A’观察的剖视图。
导电体层6具备以隔着埋设于电介质层4的线状导电体层5的方式形成的上表面(正面)导电体层(第1导电体层、第1导电体部)6_U与下表面(背面侧)导电体层(第2导电体层、第2导电体部)6_D。上表面导电体层6_U具备沿方向DIR排列的多个狭缝。在图3中,作为多个狭缝,例示出三个狭缝7_1~7_3。
狭缝7_1~7_3由形成于上表面导电体层6_U的开口部构成。因此,上表面导电体层6_U不被狭缝7_1~7_3断开,而是通过狭缝7_1~7_3的侧方的部分成为一体。虽然未特别限定,但狭缝7_1~7_3采用彼此相同的构造,因此以狭缝7_1为例进行说明。
狭缝7_1的形状在俯视观察时呈长方形。狭缝7_1的长边部7_W1、7_W2为狭缝7_1的宽度7W,狭缝7_1的短边部7_L1、7_L2为狭缝7_1的长度7L。关于狭缝7_1,长边部7_W1、7_W2的中心与上表面导电体层6_U的中心线(在该图中,与剖面线A-A‘相同)重叠地形成。此外,狭缝7_1的短边部7_L1、7_L2的中心线7C、与相邻于狭缝7_1形成的狭缝7_2的短边部的中心线7C之间是狭缝间的间距7P。
在该实施方式1中,狭缝7_1~7_3的短边部7_L1、7_L2沿方向DIR形成,长边部7_W1、7_W2沿与方向DIR正交的方向C-DIR形成。此外,多个狭缝间的间距7P为相同的值。即,狭缝形成为各自的长边部与夹入传感器2的延伸的方向DIR正交且各自的短边部为与夹入传感器2的延伸的方向DIR相同的方向。另一方面,如图3的(B)所示,在下表面导电体层6_D未形成狭缝。
在该图中,附图标记12表示线状导电体层5的输入部,附图标记13表示线状导电体层5的输出部。在实施方式1中,输入部12相当于线状导电体层5的一方的端部,输出部13相当于线状导电体层5的另一方的端部。若对输入部12供给高频信号8,则高频信号8向输出部13传播。在输出部13中,高频信号8反射,反射波在线状导电体层5中向输入部12传播。
通过高频信号8在线状导电体层5中传播,线状导电体层5产生极性交替变化的磁场,并产生交替变化的电场EFD8。通过产生交替变化的电场EFD8,从而在狭缝7_1的端部产生极性交替变化的电位(+(-)),在狭缝7_1的部分(狭缝部)产生电场EFD7。在图3的(B)中,例示出在狭缝7_1的长边部7_W1以及7_W2产生的电位、电场。这里,以狭缝7_1为例进行了说明,但其他的狭缝7_2~7_3也分别相同地在狭缝部产生电场EFD7。
若电介质的探测物10接近例如狭缝7_1,则在狭缝7_1的部分产生的电场EFD7被探测物10干扰,电场EFD7发生变化。电场EFD7的变化进而使线状导电体层5产生的电场变化。其结果,线状导电体层5的传输特性发生变化,反射系数发生变化。由此,如图1说明那样,通过由检测部3检测反射系数的变化,从而能够检测出探测物10接近。
在图3中,由于在下表面导电体层6_D未形成狭缝,故即使探测物10接近下表面导电体层6_D,线状导电体层5的传输特性也不变化,不能检测出探测物10。这里,示出了为了由上表面检测出探测物10而在上表面导电体层6_U形成狭缝的例子,但不限于此。即,既可以在下表面导电体层6_D形成狭缝,也可以在上表面导电体层6_U与下表面导电体层6_D双方形成狭缝,只要至少在某一个导电体层形成狭缝,便能够由形成了狭缝的表面侧检测出探测物。
在高频信号8的波长与狭缝7_1~7_3的尺寸(短边部7_L1、7_L2以及长边部7_W1、7_W2)相比更短的情况下,考虑到高频信号8作为电波从狭缝7_1~7_3漏出。在该情况下,在探测物10接近了狭缝的情况下,由于反射系数发生变化,也能够检测出探测物10是否接近。然而,由于不期望的电波被从夹入传感器2放射,故优选狭缝7_1~7_3的尺寸小于高频信号8的波长。
另外,下表面导电体层6_D既可以连接于例如接地电压Vs那样的规定的电压,也可以是浮置状态。
接下来,对夹入传感器2的具体的一例和检测部3的具体的一例进行说明。
<夹入传感器的具体例1>
图4是表示实施方式1涉及的夹入传感器的构成的立体图。夹入传感器2具备电介质层101、形成于电介质层101的正面的正面(上表面)导电体层102、形成于电介质层101的背面的背面(下表面)导电体层103、以及埋设于电介质层101内部的线状导电体层104。换言之,夹入传感器2具备线状导电体层104、与线状导电体层104对置的正面导电体层102、与线状导电体层104以及正面导电体层102对置的背面导电体层103、以及介于线状导电体层104、正面导电体层102和背面导电体层103之间的电介质。此外,在正面导电体层102与背面导电体层103中的任一方形成有至少一个以上的开口部作为狭缝105。在图4中,示出了在正面导电体层102形成有多个狭缝105的例子。
形成于正面导电体层102的多个狭缝105具备彼此相同的构造。如图3说明那样,狭缝105在俯视观察时呈长方形的形状。若叙述狭缝105的尺寸的一例,则沿着夹入传感器2延伸的方向DIR的狭缝105的短边部(狭缝的长度,与图3的7_L1、7_L2对应)的长度(7L)为1mm,沿与方向DIR正交的方向C-DIR排列的狭缝105的长边部(狭缝的宽度,与图3的7_W1、7_W2对应)的长度(7W)为15mm。此外,在相邻的狭缝间,长边部(7_W1、7_W2)间的间隔为1.5mm。即,狭缝间的间距(与图2的7P对应)为2.5mm。
<测定结果>
在使填充了与人体模型相同的相对介电常数εr=38左右的模型液剂的容器作为探测物10接近图4示出的夹入传感器2与不接近图4示出的夹入传感器2时,测定了反射系数的变化。此时的容器的长度方向为15mm,宽度方向为30mm,高度方向为15mm。
图5是表示使用实施方式1涉及的夹入传感器时的测定结果的特性图。图5与图2相同,横轴表示高频信号8的频率,纵轴表示反射系数。此外,在该图中由实线示出的曲线21-1是表示使上述的容器作为探测物10接近夹入传感器2时的反射系数的变化的特性曲线,由虚线示出的曲线20-1是表示不使上述的容器接近夹入传感器2时的反射系数的变化的特性曲线。
在不使容器(探测物)接近的情况下,随着高频信号8的频率的上升,反射系数如曲线20-1所示那样平缓地变化。在使容器接近的情况下,反射系数也随着高频信号8的频率的上升而上升,但如曲线21-1所示,高频信号8的频率在2.4GHz段的ISM频段,反射系数以3dB程度较大变化。
此外,将上述的狭缝105的宽度(图3的7_W1、7_W2)的长度(7W)由15mm变更为7.5mm,其他的条件(狭缝的长度以及狭缝间的间隔)为与上述相同的条件,测定了反射系数的变化。图6是表示将狭缝105的宽度的长度(7W)设为7.5mm时的测定结果的特性图。
在图6中,也由实线21-2示出使容器(探测物)接近夹入传感器2时的特性,由虚线20-2示出不使容器接近夹入传感器2时的特性。如图6所示,在容器接近的情况下,在5GHz段的ISM频段有10dB程度的较大的反射系数的变化。
通过检测出反射系数大幅变化,能够检测出探测物10接近了夹入传感器2。
<探测物的位置检测>
在实施方式1中,沿着夹入传感器2延伸的方向DIR,多个狭缝105排列于正面导电体层102。即,狭缝105沿方向DIR依次排列。虽然在各狭缝105的部分都产生电场,但所产生的电场中的、在探测物10接近的一个或多个狭缝的部分产生的电场由于探测物10的干扰而变化。此外,在线状导电体层104产生的电场中,由于探测物10的干扰而变化的狭缝部分所对应的位置的电场受到影响,反射系数变化。因此,通过检测出反射系数的变化,能够确定探测物10接近的位置。
图7是表示实施方式1涉及的夹入传感器2的特性的特性图。图7也与图2相同,横轴表示高频信号8的频率,纵轴表示反射系数。在该图中,实线是表示在距离线状导电体层104的输入部12为30mm的位置,使容器(探测物10)接近时的反射系数的变化的特性曲线。同样,虚线是表示在距离输入部12为60mm的位置,使容器接近时的反射系数的变化的特性曲线,点划线是表示在距离输入部12为90mm的位置,使容器接近时的反射系数的变化的特性曲线。这些特性曲线通过使用图4示出的夹入传感器2的测定而得出。
在该图中,附加了附图标记30的箭头表示在距离30mm时的特性曲线中,反射系数成为峰值的频率的位置。此外,附加了附图标记60的箭头表示在距离60mm时的特性曲线中,反射系数成为峰值的频率的位置,附加了附图标记90的箭头表示在距离90mm时的特性曲线中,反射系数成为峰值的频率的位置。
在使高频信号8的频率在特定的范围(图中为3.0GHz至6.5GHz)变化时,如图7所示,由于接近的位置不同,反射系数变化为峰值与谷值的次数不同。即,在图7中,在距离30mm的情况下,产生4次峰值,在距离60mm的情况下,产生3次峰值,在距离90mm的情况下,产生2次峰值。
检测部3使高频信号8的频率以规定的范围量变化,求出在变化的频率范围中反射系数变化为峰值与谷值的次数。由此,检测部3在夹入传感器2中,确定探测物10接近的位置,并作为检测信号11输出。此外,在多个探测物实际上同时接近夹入传感器的情况下,也能够确定各个探测物的位置。
<检测部3的构成>
图8是表示实施方式1涉及的检测装置的构成的框图。夹入传感器2的构成由于已说明,故省略。检测部3具备可变频率产生电路30、阻抗匹配用电阻元件31、二极管(包络线检测电路)32、低通滤波器33、模拟数字转换电路(以下,称作A/D转换电路)34以及运算电路35。
可变频率产生电路30产生高频信号。产生的高频信号的频率可变。虽然不特别进行限定,但可变频率产生电路30产生按照控制信号CNT的频率的高频信号。所产生的高频信号经由将可变频率产生电路30与输入部12之间的阻抗匹配的阻抗匹配用电阻元件31,作为高频信号8供给至线状导电体层5(104)的输入部12。二极管32的阴极与线状导电体层5(104)的输入部12连接,二极管32的阳极与低通滤波器33的输入连接。
二极管32用于检测驻波的包络线。即,在输入部12中,高频信号8的波形(行波)与反射波9混合。通过改变高频信号8的频率,行波与反射波一致,产生驻波产生的定时。二极管对该驻波进行整流,并输出驻波的包络线。低通滤波器33仅输出来自二极管的输出信号中包含的低频成分。由此,从低通滤波器33输出除去了高频成分的驻波的包络线。
A/D转换电路11将从低通滤波器33输出的驻波的包络线转换为数字信号,并供给运算电路35。运算电路35将所供给的驻波的值(数字值)例如与基准值进行比较,在超过基准值的情况下,输出表示检测出探测物10的检测信号11。
反射波9的相位随着反射系数的变化而变化。因此,检测部3将行波与反射波一致、产生超过基准值的大的驻波时,判定为检测出探测物10。在检测探测物10的位置的情况下,同样,检测部3通过测定在使高频信号8在规定的频率范围内变化时产生了大的驻波的次数,从而确定探测物10的位置。即,图8示出的检测部3将输入部12中的驻波的大小的变化(振幅的变化)检测作为输入部12中的反射系数的变化。以作为行波的高频信号8与反射波7的混合而形成的驻波为基础,说明了检测反射系数的变化的例子,但作为检测部3,也可以将混存而形成的混存波的大小(振幅)的变化检测作为反射系数的变化。
在图8中,附图标记37以及38表示终端电阻元件。终端电阻元件37以及38连接于接地电压Vs与开关36之间。开关36进行终端电阻元件37以及38的选择、以及无终端电阻元件的选择。即,开关36将线状导电体层5(104)的另一方的端部13设定为开路状态、连接于终端电阻元件37的状态或者连接于终端电阻元件38的状态的某一个。虽然不特别进行限定,但终端电阻元件37为50Ω,终端电阻元件38为5KΩ。
上述的图2以及图5~图7的测定使用图8示出的检测部3进行。例如,在测定图5示出的特性时,开关36将终端电阻元件37与端部13连接来进行测定,在测定图6示出的特性时,将终端电阻元件38与端部13连接。此外,在测定图7示出的特性时,开关36将端子13设为开路状态。
另外,检测部3也可以包含上述的开关36以及终端电阻元件37、38。
<变形例1>
图9是表示实施方式1的变形例1涉及的夹入传感器2-1的构成的立体图。图9与图4类似,故以不同点为主进行说明。
在变形例1中,贯通电介质层101的多个通孔106形成于电介质层101,在通孔106中埋入有导电体层。由此,上表面导电体层102与下表面导电体层103被电及机械地连接。如此,能够利用夹持,防止夹入传感器2过度变形。此外,也能够降低在线状导电体层104产生的电场从夹入传感器2的侧面泄漏。
示出了利用埋入至通孔106的导电体层,将上表面导电体层102与下表面导电体层103连接的例子,但在夹入传感器2中,也可以通过侧面导电体层覆盖电介质层101露出的侧面,并利用侧面导电体层使上表面导电体层102与下表面导电体层103电及机械地连接。
<变形例2>
图10是表示实施方式1的变形例2涉及的夹入传感器2-2的构成的立体图。图10也与图4类似,故以不同点为主进行说明。
在变形例2中,狭缝705具备沿着夹入传感器2-2延伸的方向DIR排列于上表面导电体层102的狭缝(第1狭缝)、以及沿与方向DIR正交的方向C-DIR排列于上表面导电体层102的狭缝(第2狭缝)。由此,能够防止一个狭缝的宽度(图3的(A)的长边部7_W1、7_W2)的长度(7W)变长。由于一个狭缝的宽度变窄,因此即便使高频信号8的频率上升,也能够防止不期望的高频波从狭缝泄漏。
以上,以在导电体层通过相同间距的间隔形成多个彼此相同的尺寸的狭缝为例进行了说明,但不限于此。即,狭缝也可以是一个。此外,在导电体层形成多个狭缝时,狭缝的尺寸也可以彼此不同,相邻的狭缝间的间距也可以彼此不同。然而,例如如图4所示,在沿方向DIR排列多个狭缝的情况下,优选以多个狭缝进入高频信号的1个波长间的方式来决定狭缝的尺寸、间距以及高频信号8的频率。
(实施方式2)
在实施方式2中,提供在多个探测物实际上同时接近夹入传感器的情况下能够确定各个探测物的位置的检测装置的构成。图11是表示实施方式2涉及的检测装置的构成的框图。图11与图8类似,故主要对不同点进行说明。另外,在图11中,省略了图8示出的终端电阻元件37、38以及开关36。
在图11示出的检测装置中,相对于图8追加了二极管、低通滤波器以及A/D转换电路。在图11中,附图标记32_1、33_1以及34_1相当于图8中说明的二极管32、低通滤波器33以及A/D转换电路34。二极管32_1的阴极连接于将输入部12与阻抗匹配用电阻元件31连接的布线LL的连接点N1。
实施方式2中追加的二极管32_2的阴极与在布线LL中从连接点N1离开规定的距离PDF的连接点N2连接。追加的低通滤波器33_2以及A/D转换电路34_2连接于二极管32_2的阳极与运算电路35之间。
在实施方式2中,二极管32_2与二极管32_1相比,输出延迟了规定的距离PDF后的定时的驻波的包络线。其结果,对运算电路35供给具有与规定的距离PDF对应的相位差的2个驻波的数字信号。
例如,对2个探测物(以下,称作第1探测物与第2探测物)实际上同时接近夹入传感器的情况进行说明。由于第1探测物与第2探测物接近的位置不同,因此由第1探测物产生的驻波的周期性、与由第2探测物产生的驻波的周期性不同。由此,能够检测出探测物为多个。此外,能够利用在连接点N1检测出的驻波与在检测点N2检测出的驻波之间的相位差,确定各个探测物的位置。运算电路35通过运算来执行这样的处理,并输出检测信号11。
另外,检测出2个驻波并利用电波求出距离的距离测定装置记载在专利文献3中。然而,在专利文献3中,并未记载使用狭缝产生电场,根据反射系数的变化进行探测物的检测、位置的确定。
<校准>
在实施方式1以及2中,通过反射系数的变化量检测出探测物的接近。为了确定反射系数以何种程度变化则判定为探测物已接近,优选进行校准。即,在实际使用检测装置1前,使检测物相对于夹入传感器2移动至应判定为接近的位置,以此时的反射系数的变化量为基准。在实际使用检测装置1时,在反射系数超过该基准的变化量时,判定为检测出检测物。即,利用校准预先求出反射系数的基准。
若叙述图8示出的检测部3为例,则为以下所述。在实际使用检测装置1前,执行校准。在校准中,使探测物移动至要判定为探测物已接近的位置,使高频信号8的频率发生变化,将与驻波对应的数字值作为基准值求出、保持。将该保持的基准值设定在运算电路35中,在实际使用中,在运算电路35中比较在运算电路35中设定的基准值与来自A/D转换电路34的数字值。
<应用例>
接着对使用了实施方式1以及2说明的检测装置1的应用例进行说明。这里,说明在汽车搭载检测装置1的例子。图12是说明搭载了实施方式1以及2涉及的检测装置的汽车的说明图。
在图12中,附图标记40表示汽车。纸面的左侧表示汽车40的右侧面,纸面的右侧表示汽车40的左侧面。一个传输路作为一体的夹入传感器2设置于汽车40的右侧的后部门41_R、以及汽车40的左侧的后部门41_L。在该情况下,一体的夹入传感器2具备形成有狭缝的传感器部分2_R及2_L、以及未形成有狭缝的传输路部分2_N。传感器部分2_R设置于对应的右侧的后部门41_R,传感器部分2_L设置于对应的左侧的后部门41_L。传输路部分2_N是将传感器部分2_R与2_L间电连接的部分,铺设于汽车40的车内。
在人体等被右侧的后部门41_R以及左侧的后部门41_L的至少任一个夹入前,利用检测部3将人体等作为探测物检测出,并利用检测信号11通知驾驶员。
根据实施方式1以及2,并非利用静电电容的变化检测探测物,而是能够将损失较少的传输路用作夹入传感器2。因此,能够对左右的门共同使用一体的夹入传感器2。此外,由于根据实施方式1以及2,还能够确定探测物的位置,因此即使使用一体的夹入传感器,也能够确定在哪个后部门有发生夹入的可能性。
并且,在无需检测探测物的部分,不形成狭缝而是设为传输路部分,从而能够防止对驾驶员产生无用的通知。
此外,上述的一体的夹入传感器2也可以还设置于驾驶座以及副驾驶座侧的门42_R以及42_L。
以上,基于实施方式对本发明人做成的发明具体进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内自然能够进行各种变更。例如,在图4等中,作为线状导电体层示出了其剖面为长方形的情况,但也可以是剖面为圆形或者椭圆形的线状导电体线。

Claims (12)

1.一种夹入传感器,具备:
延伸的线状导电体部;以及
第1导电体部,沿所述线状导电体部的延伸方向延伸,与所述线状导电体部对置,具备沿所述延伸方向排列的多个狭缝,
通过对所述线状导电体部供给高频信号,在所述多个狭缝各自的部分中产生电场,由于探测物的干扰所产生的所述电场的变化,所述线状导电体部的反射系数变化。
2.如权利要求1所述的夹入传感器,具备:
第2导电体部,沿所述延伸方向延伸,与所述第1导电体部对置,
所述线状导电体部在所述第1导电体部与所述第2导电体部分离的状态下隔在所述第1导电体部与所述第2导电体部之间。
3.如权利要求2所述的夹入传感器,
在所述第2导电体部未配置狭缝。
4.如权利要求3所述的夹入传感器,
在所述第1导电体部与所述第2导电体部之间,设置有电介质层,所述线状导电体部埋设于所述电介质层,所述电介质层在所述狭缝中露出。
5.一种检测装置,具备:
探测部,具备形成有线状导电体层的电介质层、以及配置于所述电介质层的正面与背面的导电体层,具备在配置于所述正面的导电体层与配置于所述背面的导电体层中的至少一个导电体层形成有狭缝的传输路;以及
检测部,对所述线状导电体层的输入部供给高频信号,在形成有所述狭缝的导电体层的狭缝部中产生电场,检测由于探测物的干扰所产生的所述电场的变化而产生的所述输入部中的反射系数的变化。
6.如权利要求5所述的检测装置,
所述传输路具备多个狭缝作为所述狭缝,多个狭缝具备沿着所述线状导电体层的延伸方向形成于所述导电体层的多个第1狭缝。
7.如权利要求6所述的检测装置,
配置于所述正面的导电体层与配置于所述背面的导电体层被电连接。
8.如权利要求6所述的检测装置,
所述多个狭缝具备在与所述线状导电体层的延伸方向正交的方向上形成的多个第2狭缝。
9.如权利要求5所述的检测装置,
所述检测部检测所述输入部中不同相位的驻波。
10.如权利要求9所述的检测装置,
所述检测部具备与所述输入部连接的布线、以及检测所述布线中不同位置的多个连接点处的驻波的包络线的包络线检测电路。
11.如权利要求6所述的检测装置,
所述传输路对于车辆的多个门共用,在所述传输路中,在与各个门对应的部分,形成有所述多个第1狭缝。
12.如权利要求5所述的检测装置,
所述反射系数的变化基于由校准求出的基准来判定。
CN201910437405.4A 2018-07-27 2019-05-24 夹入传感器以及检测装置 Active CN110780352B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018141246A JP6988724B2 (ja) 2018-07-27 2018-07-27 挟み込みセンサおよび検出装置
JP2018-141246 2018-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110780352A true CN110780352A (zh) 2020-02-11
CN110780352B CN110780352B (zh) 2022-01-14

Family

ID=69149053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910437405.4A Active CN110780352B (zh) 2018-07-27 2019-05-24 夹入传感器以及检测装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11054285B2 (zh)
JP (1) JP6988724B2 (zh)
CN (1) CN110780352B (zh)
DE (1) DE102019120345A1 (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069294A1 (de) * 2002-02-11 2003-08-21 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh & Co Kg Drucksensor mit einem lichtwellenleiter und verfahren zur druckerfassung
CN1784183A (zh) * 2003-03-26 2006-06-07 悉尼科技大学 用于医学切除的微波天线
CN201047764Y (zh) * 2007-05-31 2008-04-16 黄朝钟 光感测模块
US20100276268A1 (en) * 2007-09-18 2010-11-04 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Capacitive proximity and/or touch switch
CN105022537A (zh) * 2014-04-30 2015-11-04 株式会社和冠 位置检测装置
CN106144824A (zh) * 2016-08-28 2016-11-23 韩斌 一种基于移动终端的电梯智能安全防护系统
CN107780750A (zh) * 2017-10-24 2018-03-09 四川星门科技有限公司 用于智能门的360°扫描防夹结构

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2417906B1 (en) * 2003-10-10 2015-04-15 Given Imaging (Los Angeles) LLC Method of configuring a pressure sensing catheter, and catheter sheath
JP4049081B2 (ja) * 2003-10-30 2008-02-20 アイシン精機株式会社 近接センサ
JP4049078B2 (ja) * 2003-10-23 2008-02-20 アイシン精機株式会社 近接センサ
WO2007022355A2 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Cooper-Standard Automotive Inc. Weatherstrip incorporating pinch sensor, new pinch sensors, and associated methods
US7543883B2 (en) * 2006-10-11 2009-06-09 Ford Global Technologies, Llc Roof rail with integrally formed pinched flanges
JP2008224575A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Asmo Co Ltd 異物検出装置
JP2009085961A (ja) 2008-11-11 2009-04-23 Omron Corp 物体検知センサ及び開閉体挟み込み検知装置
JP2010271088A (ja) 2009-05-19 2010-12-02 Saika Gijutsu Kenkyusho 位相情報を用いた高分解能距離測定方法及び距離測定装置
JP5380748B2 (ja) 2009-10-01 2014-01-08 日立金属株式会社 挟み込み検知装置及びこれを用いた車両用電動ドアシステム
US20120125078A1 (en) * 2010-11-22 2012-05-24 Webasto Roof Systems Inc. Sonic wave pinch detection system and method for a movable panel

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069294A1 (de) * 2002-02-11 2003-08-21 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh & Co Kg Drucksensor mit einem lichtwellenleiter und verfahren zur druckerfassung
CN1784183A (zh) * 2003-03-26 2006-06-07 悉尼科技大学 用于医学切除的微波天线
CN201047764Y (zh) * 2007-05-31 2008-04-16 黄朝钟 光感测模块
US20100276268A1 (en) * 2007-09-18 2010-11-04 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Capacitive proximity and/or touch switch
CN105022537A (zh) * 2014-04-30 2015-11-04 株式会社和冠 位置检测装置
CN106144824A (zh) * 2016-08-28 2016-11-23 韩斌 一种基于移动终端的电梯智能安全防护系统
CN107780750A (zh) * 2017-10-24 2018-03-09 四川星门科技有限公司 用于智能门的360°扫描防夹结构

Also Published As

Publication number Publication date
US11054285B2 (en) 2021-07-06
JP2020017474A (ja) 2020-01-30
CN110780352B (zh) 2022-01-14
DE102019120345A1 (de) 2020-01-30
US20200033162A1 (en) 2020-01-30
JP6988724B2 (ja) 2022-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2887190A1 (en) Capacitive sensor electrode
KR102381650B1 (ko) 전자기파를 이용하여 생체 정보를 측정하기 위한 폴디드 암을 포함하는 안테나 장치
CN103383453B (zh) 材料识别的邻近感测
US8305092B2 (en) Capacitive sensing system and method
CN111315631B (zh) 用于在方向盘上的手检测的系统及方法
US7595650B2 (en) Magnetic field probe apparatus and a method for measuring magnetic field
EP0970386B1 (en) Impedance-to-voltage converter
US8011234B2 (en) Sensor system for a steering wheel of a motor vehicle
JP5506390B2 (ja) 近傍電界の吸収による体の一部の検出のための装置
KR101298972B1 (ko) 비접촉식 부분 방전 검출장치
DE112017000503T5 (de) Kapazitäts-Messschaltung mit Sensorverdrahtungsdiagnose
JP7080893B2 (ja) ロバストで低コストの静電容量式測定システム
CN105403599B (zh) 通过对不同阻抗点的测量进行材料辨别感测
JP2018531386A (ja) 誘電インピーダンス分光法に適した測定システムに用いられるセンサ
JP2018531386A6 (ja) 誘電インピーダンス分光法に適した測定システムに用いられるセンサ
CN113993454A (zh) 用于生物检测的共振器组装体及利用电磁波的生物传感器
CN110780352B (zh) 夹入传感器以及检测装置
US9791475B2 (en) Non-contact voltage measuring apparatus
US20240003947A1 (en) Low-cost, high measurement speed capacitive sensing circuit for loading mode operation of capacitive sensors
US11530956B2 (en) Capacitive sensor arrangement
JPH08146046A (ja) 非接触型電圧プローブ装置
US11821762B2 (en) System for capacitive object detection
Leppäaho et al. Sensitivity of shielded cable transfer impedance measurement to triaxial cell diameter
JP6546404B2 (ja) カプラ、及びこれを用いたワイヤーハーネス
JP2016149046A (ja) カプラ、及びこれを用いたワイヤーハーネス

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant