CN112534108B - 门把手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及门把手，是在内部设置有对操作体进行检测的静电传感器的门把手，其特征在于，具有由绝缘体形成的基板、设置于所述基板的表面的第一传感器电极、在所述基板的表面设置有多个的第二传感器电极、以及控制部，所述第二传感器电极的数量被设置得比所述第一传感器电极的数量多，在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容为规定的值以上的情况下，所述控制部对多个所述第二传感器电极施加电压，来进行所述操作体的坐标位置的检测。

Description

门把手
技术领域
本发明涉及门把手。
背景技术
在汽车等的门上设置有用于对门进行开闭的门把手，近年来，也出现了通过将手接近门把手并进行手势操作从而能够进行门的开闭的上锁或者上锁的解除的门把手。对这样的门把手在内部设置有用于对手的操作进行检测的静电传感器等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-308148号公报
专利文献2：国际公开第2014/125577号
发明内容
发明要解决的课题
其中，由于设置于门把手的内部的静电传感器是对设置于静电传感器的电极施加电压来测定静电电容的部件，所以设置有用于对静电传感器的电极施加电压的电源、用于进行电压的施加的控制的电子电路。因此，为了驱动静电传感器以及电子电路而由安装于汽车等车辆的蓄电池等供给电力，但由于蓄电池等的电力是有限的，所以希望在门把手的静电传感器以及电子电路中消耗的电力尽可能少。
因此，要求一种安装有能够以尽可能少的消耗电力进行驱动、即能够省电地进行驱动的静电传感器的门把手。
用于解决课题的手段
根据本实施方式的一个观点，一种在内部设置有对操作体进行检测的静电传感器的门把手，其特征在于，具有：由绝缘体形成的基板、设置在所述基板的表面的第一传感器电极、在所述基板的表面设置有多个的第二传感器电极、以及控制部，所述第二传感器电极的数量被设置得比所述第一传感器电极的数量多，在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容为规定的值以上的情况下，所述控制部对多个所述第二传感器电极施加电压，来进行所述操作体的坐标位置的检测。
发明的效果
根据公开的门把手，能够以少的消耗电力对安装有静电传感器的门把手进行驱动。
附图说明
图1是安装有第一实施方式中的门把手的门的说明图。
图2是第一实施方式中的门把手的立体图。
图3是第一实施方式中的门把手的俯视图。
图4是第一实施方式中的门把手的剖视图。
图5是第一实施方式中的静电传感器的说明图。
图6是第一实施方式中的静电传感器的控制部的构成图。
图7是第一实施方式中的基于静电传感器的位置检测的流程图。
图8是第一实施方式中的基于静电传感器的位置检测的说明图。
图9是第一实施方式中的静电传感器的校准的流程图。
图10是第一实施方式中的静电传感器的变形例的说明图(1)。
图11是第一实施方式中的静电传感器的变形例的说明图(2)。
图12是第一实施方式中的静电传感器的变形例的说明图(3)。
图13是第一实施方式中的静电传感器的变形例的说明图(4)。
图14是第一实施方式中的静电传感器的变形例的说明图(5)。
图15是第一实施方式中的静电传感器的变形例的说明图(6)。
图16是第二实施方式中的静电传感器的说明图。
具体实施方式
以下对用于进行实施的方式加以说明。其中，对同一部件等赋予同一附图标记而省略说明。另外，在本申请中，将X1-X2方向、Y1-Y2方向、Z1-Z2方向设为相互正交的方向。另外，将包括X1-X2方向以及Y1-Y2方向的面记载为XY面，将包括Y1-Y2方向以及Z1-Z2方向的面记载为YZ面，将包括Z1-Z2方向以及X1-X2方向的面记载为ZX面。
〔第一实施方式〕
本实施方式中的门把手10被安装于图1所示那样的汽车等的门20。门把手10如图2至图4所示，为了人手的手指等容易抓握门把手10而具有外观采取了曲面的形状的门把手外壳12、和设置于该门把手外壳12的内部的静电传感器100。图2是门把手10的立体图，图3是俯视图，图4是剖视图。
对于静电传感器100而言，虽然在图4中未图示，但在由绝缘体形成的平坦的基板110的表面或者内部形成有用于检测静电电容的电极。静电传感器100的基板110形成为大致长方形，在门把手10的长度方向为X1-X2方向的情况下，门把手10的内部的静电传感器100的基板的长度方向也为X1-X2方向，静电传感器100的基板的基板面与XY方向大致平行。为了将与静电传感器100连接的布线113等穿过而在门把手外壳12设置有贯通孔13。为了将静电传感器100与门把手10的外部电连接而设置了布线113。另外，在基板110安装有成为用于进行静电传感器100中的控制的控制部的集成电路130。
接下来，对本实施方式中的静电传感器100进行说明。对于本实施方式中的静电传感器100而言，如图5所示，在基板110的表面形成有第一传感器电极150、和多个第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j。
第一传感器电极150在基板110的Y2侧沿X1-X2方向形成得细长。第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j形成在比第一传感器电极150靠Y1侧的位置，并从X2侧朝向X1侧以大致等间隔规则地排列成一列。在本实施方式的静电传感器100中，第一传感器电极150用于判断手指200等是否接近了静电传感器100，并利用第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j来检测手指等的位置。
具体而言，在本实施方式的静电传感器100中，利用第一传感器电极150来检测手指200等接近了静电传感器100这一情况，在做出了这样的检测的情况下，对第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j施加电压来进行手指等的位置检测。因此，在利用第一传感器电极150检测到手指200等接近了静电传感器100之前，不对第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j施加电压。一般在静电传感器中，施加电压的电极的数量越少则集成电路中的消耗电力越少。
因此，由于在手指等接近静电传感器100之前，被施加电压的只有第一传感器电极150，所以能够减少消耗电力，能够实现省电化。特别在汽车的门的门把手10的情况下，由于存在人的手指200长期间不接近的情况，所以省电化很有效果。
因此，在本实施方式中，第一传感器电极虽然可以设置多个，但优选比第二传感器电极的数量少。换言之，优选第二传感器电极的数量设置得比第一传感器电极的数量多。并且，从省电的观点出发，更优选第一传感器电极的数量为一个。
在本实施方式的静电传感器100中，第一传感器电极150、第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j与集成电路130连接。其中，在图5等中，省略了将第一传感器电极150、第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j以及集成电路130连接的布线。
具体而言，如图6所示，在集成电路130中设置有与第一传感器电极150以及第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j分别连接的开关131，通过将开关131关闭，能够对第一传感器电极150以及第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j施加规定的电压Vdd。由此，能够检测第一传感器电极150以及第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j的各个的电位，并通过放大器132对检测出的电位进行放大，利用ADC(Analog-to-digital converter：AD转换器)133将模拟信号转换成数字信号。基于这样转换得到的数字信号，在运算部134中能够计算各个第一传感器电极150以及第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j与手指200之间的静电电容。计算出的各个第一传感器电极150以及第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j与手指200之间的静电电容的信息被传递至传感器控制部135。其中，在传感器控制部135设置有对各种信息进行存储的存储部136。
其中，在本申请中，由于通过手指200进行操作，所以有时将手指200记载为操作体。
(基于静电传感器的检测方法)
接下来，对本实施方式中的基于静电传感器100的手指等的位置的检测方法进行说明。
首先，如步骤102(S102)所示，通过集成电路130的控制来对第一传感器电极150施加规定的电压Vdd。此时，对第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j不施加电压。
接下来，如步骤104(S104)所示，在对第一传感器电极150施加了规定的电压Vdd的状态下测定静电电容，并判断测定出的静电电容是否为规定的值以上。对于静电传感器100而言，在人的手指200接近了静电传感器100的情况下，人的手指200与第一传感器电极150之间的静电电容增加。因此，在经由第一传感器电极150获得的静电电容超过了规定的值的情况下，能够判断出人的手指200接近了静电传感器100。因此，在经由第一传感器电极150测定出的静电电容为规定的值以上的情况下，移至步骤106，在经由第一传感器电极150测定出的静电电容小于规定的值的情况下，反复进行步骤104。
接下来，如步骤106(S106)所示，对第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j施加规定的电压Vdd，来进行静电电容的测定。此时，可以通过对第一传感器电极150施加规定的偏置电压，来使其作为用于防止噪声的影响的保护电极发挥功能。
接下来，如步骤108(S108)所示，基于在步骤106中经由第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j获得的静电电容的值，来进行手指200的位置检测。具体而言，在人的手指200接近了静电传感器100的情况下，如图8所示，经由第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j可获得各自的静电电容。由于第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j在X轴上以等间隔配置，所以第二传感器电极160a的位置为X坐标X0，第二传感器电极160b的位置为X坐标X1，第二传感器电极160c的位置为X坐标X2，第二传感器电极160d的位置为X坐标X3，第二传感器电极160e的位置为X坐标X4，第二传感器电极160f的位置为X坐标X5，第二传感器电极160g的位置为X坐标X6，第二传感器电极160h的位置为X坐标X7，第二传感器电极160i的位置为X坐标X8，第二传感器电极160a的位置为X坐标X9。
由于静电电容与距离成反比例，所以第二传感器电极中的静电电容的值变为最大的第二传感器电极是最接近于人的手指200的电极，静电电容的值变为最大的第二传感器电极的位置是人的手指200的坐标位置。因此，在图8所示的情况下，由于静电电容为第二传感器电极160d最大，所以与第二传感器电极160d对应的X坐标X3是手指200的X坐标位置。此外，在图8所示的情况下，其之后的静电电容较大的电极是第二传感器电极160e，所以也可认为手指200的X坐标位置是第二传感器电极160d所对应的X坐标X3与第二传感器电极160e所对应的X坐标X4之间的位置。
(校准)
接下来，基于图9对本实施方式的静电传感器100中，第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j的校准进行说明。在本实施方式的静电传感器100中，如上述那样，在通过第一传感器电极150人的手指200接近静电传感器100之前，第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j不被驱动。因此，如果直到基于第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j的测定开始为止的时间很长，则存在随着时间的经过测定的静电电容的基准发生偏移的情况。在本实施方式中，在进行利用第一传感器电极150的人的手指200的检测的期间、即在图8所示的流程图中的步骤102以及步骤104中，也按规定的时间等对第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j施加规定的电压Vdd，并基于所得到的静电电容的值，例如进行使所检测的静电电容的值一致的校准。在通过第一传感器电极150未检测到人的手指200的状态下，在静电传感器100的附近不存在人的手指200等。因此，由于在静电传感器100的附近不存在对静电电容的变化造成影响的事物，所以适合于进行校准。
具体而言，如图9所示，首先如步骤202(S202)所示，对第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j施加规定的电压Vdd，来进行静电电容的测定。
接下来，如步骤204(S204)所示，基于在步骤202中从第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j获得的静电电容的值，来进行第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j各自的校准。
(变形例)
以下，对本实施方式中的静电传感器的变形例进行说明。其中，在以下的附图中，省略了将第一传感器电极以及第二传感器电极与集成电路连接的布线。
本实施方式中的静电传感器如图10所示，也可以是在第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j的Y2侧设置有第一传感器电极150、并在Y1侧设置有第一传感器电极151的构造。即，可以在长度方向为X1-X2方向的两条第一传感器电极150与第一传感器电极151之间，使第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j沿X1-X2方向排列。这样，通过设置第一传感器电极150以及151，不仅能够检测手的手指200从Y2侧接近的情况，还能够检测手的手指200从Y1侧接近的情况，能够使检测精度提高。另外，在第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j的位置检测时，通过对第一传感器电极150以及151施加规定的偏置电压，能够防止噪声的影响，可使保护电极的功能提高。
另外，本实施方式也可以如图11所示，将图5所示的静电传感器100的第一传感器电极150分割为三个，即可以分割为第一传感器电极150a、150b、150c这三个。
另外，如图12所示，也可以将图10所示的静电传感器100的第一传感器电极150分割为两个而为第一传感器电极150d、150e，并将第一传感器电极151分割为两个而为第一传感器电极151d、151e。
另外，也可以如图13所示，是通过布线152b将分割为多个的分割电极152a沿着X1-X2方向连接而成的构造的电极152。
另外，如图14所示，也可以是如下构造：在基板110的Y1-Y2方向的中央部分形成X1-X2方向为长度方向的第一传感器电极150，并在第一传感器电极150的Y1侧使第二传感器电极161a、161b、161c、161d、161e、161f、161g、161h、161i、161j沿X1-X2方向排列，在第一传感器电极150的Y2侧使第二传感器电极162a、162b、162c、162d、162e、162f、162g、162h、162i、162j沿X1-X2方向排列。该情况下，通过第二传感器电极161a～161j和第二传感器电极162a～162j也能够检测Y轴方向上的手的手指200的坐标位置。
另外，如图15所示，也可以是如下构造：在基板110的Y1-Y2方向的中央部分形成X1-X2方向为长度方向的第一传感器电极150，并在第一传感器电极150的Y1侧形成X1-X2方向为长度方向的第二传感器电极163、在第一传感器电极150的Y2侧形成了X1-X2方向为长度方向的第二传感器电极164。该情况下，虽然成为与上述的说明的驱动方法不同的驱动方法，但能够使用第二传感器电极163及第二传感器电极164和第一传感器电极150来检测手的手指200的Y轴方向的坐标位置。
〔第二实施方式〕
接下来，对第二实施方式进行说明。本实施方式如图16所示那样，可以是将多个第二传感器电极160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j各自的周围由第一传感器电极250包围的构造。通过形成这样的第一传感器电极250，能够作为用于防止噪声的影响的保护电极而使功能提高。
其中，上述以外的内容与第一实施方式相同。
以上，对实施方式进行了详述，但并不限定于特定的实施方式，在权利要求所记载的范围内，能够进行各种变形以及变更。
另外，在不相互矛盾的情况下，能够实现实施例彼此的组合，并且也能够进行不同实施例中的特征彼此的组合。
附图标记说明：
10…门把手；12…门把手外壳；13…贯通孔；20…门；100…静电传感器；110…基板；113…布线；130…集成电路；131…开关；132…放大器；133…ADC；134…运算部；135…传感器控制部；136…存储部；150…第一传感器电极；160a、160b、160c、160d、160e、160f、160g、160h、160i、160j…第二传感器电极；200…手指。

Claims (9)

1.一种门把手，在该门把手的内部设置有对操作体进行检测的静电传感器，其特征在于，具有：
基板，由绝缘体形成；
第一传感器电极，设置于所述基板的表面；
第二传感器电极，在所述基板的表面设置有多个；以及
控制部，
所述第二传感器电极的数量被设置得比所述第一传感器电极的数量多，
在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容为规定的值以上的情况下，所述控制部对多个所述第二传感器电极施加电压，来进行所述操作体的坐标位置的检测。
2.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
所述第一传感器电极的长度方向与多个所述第二传感器电极的排列方向是相同的方向。
3.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
多个所述第二传感器电极以等间隔规则地排列。
4.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容小于规定的值的情况下，所述控制部对多个所述第二传感器电极不施加电压。
5.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容小于规定的值的情况下，所述控制部对多个所述第二传感器电极施加电压来进行使所述第二传感器电极各自的静电电容一致的校准。
6.根据权利要求5所述的门把手，其特征在于，
在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容小于规定的值的情况下，所述控制部除了进行所述校准的情况以外，对多个所述第二传感器电极不施加电压。
7.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
在所述操作体与所述第一传感器电极之间的静电电容为规定的值以上的情况下，所述控制部对所述第一传感器电极施加规定的偏置电压。
8.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
所述控制部中的基于多个所述第二传感器电极的所述操作体的坐标位置的检测以多个所述第二传感器电极中静电电容最大的电极为基准，来确定所述操作体的坐标位置。
9.根据权利要求1所述的门把手，其特征在于，
所述第一传感器电极的数量为1或者2。
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