JP2003515156A - 透明なキャリア上の容量性センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガラスなどの透明な材料で作られた少なくとも１つのキャリア（２、４）の上の容量性センサにおいて、透明なキャリア（２、４）が、透明なセンサ表面として働く電気伝導性の透明な層（６、１０）を備えることが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１のプリアンブルによる容量性センサに関する。

【０００２】 そのようなセンサは、ガラス表面の上で使用することができ、その上で切替え
機能を行う。

【０００３】 本発明の目的は、ガラスなど、透明な材料のキャリアの上で感知される前記セ
ンサへの接近を可能にする容量性センサを提供することである。他の目的は、接
近の局所化を実施することである。

【０００４】 この目的は、請求項１の特徴で達成される。

【０００５】 本発明は、透明なセンサ表面として働く導電層を備えるように、透明なキャリ
アの材料を提供することが有利である。

【０００６】 導電層は、端子線を備える。

【０００７】 導電層は、直接接続された関係で近辺に提供される第２センサ表面の電場内に
、容量的かつ無接触的に結合することができる。

【０００８】 導電層は、組み込まれている絶縁経路によって、異なる部分に再分割すること
ができ、独立した容量性センサは、別々の各センサ表面に結合される。絶縁経路
による再分割のため、線タイプのセンサの経路が形成される。

【０００９】 センサの表面の間で、中性になるように接地される狭い分離表面を構成するこ
とが可能である。

【００１０】 各導電層は、透明な耐傷性の絶縁層でコーティングすることが可能である。

【００１１】 キャリアは、強化ガラスまたは複合ガラスで作ることが可能である。

【００１２】 好ましい実施形態では、容量性機能が互いに貫通する複数の電気伝導性の透明
な層が提供される。

【００１３】 さらに、それぞれ導電層を有する複数の透明なキャリアを重ねて配置すること
が可能である。

【００１４】 他の代替の方法によれば、単一の透明なキャリアが、重ねて配置された複数の
電気伝導性の透明な層を備え、前記層が、絶縁中間層によって分離されることが
提供される。

【００１５】 以下で、本発明の実施形態について、図面を参照して、詳細に説明する。

【００１６】 機能の原理は、透明な伝導材料（インジウム錫酸化物−ＩＴＯコーティングな
ど）でコーティングされた透明なキャリア材料（ガラスなど）に基づく。この伝
導性コーティングは、電気的に接触しており、容量性近接スイッチのための透明
なセンサ表面として働く。

【００１７】 接触は、ガラスへのはんだ付けまたは接着、ヒートシール技術、伝導接着スト
リップ、はんだ付けすることができるコーティング、シルバープリンティングな
どによって、直接接触の形態で実施することが可能である。さらに、センサ表面
の電気接触は、直接接続された関係で、近傍に配置されているセンサ表面の電場
に、コーティングを容量的に結合することによって、無接触の方法で実施するこ
とができる。これは、当初のセンサ表面を再較正することによって実施すること
ができ、かつ、電子回路の動作中に実施することができる。

【００１８】 例えば手からセンサ表面への接近の局所化は、組み込まれている絶縁経路１１
によって、伝導性の透明なコーティングを異なる部分に再分割し、かつ、独立し
た容量性センサを各別々のセンサ表面に接続することによって、実現される。確
実的な分離と相互結合の防止のために、比較的狭い分離表面は、２つのセンサ表
面の間に留まることが可能であり、この分離表面は、必要であれば、中性になる
ように接地される。

【００１９】 上述した機能原理を利用する容量性ガラスセンサは、２つの方法で構築するこ
とができる： １．構築は、機能を果たす単一の透明なガラスキャリア２の上で実施すること
ができ、かつ、最終製品を形成するために、他のガラス板、ガラス板間のポケッ
ト、および／またはバッキングと組み合わせることが可能である。透明なセンサ
表面のキャリア２、４はまた、強化ガラスまたは複合ガラスで作ることができる
。 伝導コーティングと透明なキャリア材料は、単層の回路板と見なされ、したが
って、個々のセンサ表面６、１０は、伝導コーティングから加工される。 すべてのセンサ表面６、１０は、常に、互いに平行に延びる。 酸化アルミニウムなど耐傷性と絶縁性のある材料の最終的な透明コーティング
は、伝導層の損傷を防止する。 ２．単層の構成の機能原理は、あらゆるセンサ表面が個々の容量性電子センサ
を必要とするようなことがなく、行と列の配列が電子回路の量を最小限に抑える
ように、複数の単層の組合わせによって連結することができる。各行および各列
は、それ自体の容量性センサを備え、例えば、４×４マトリックスで１６個のキ
ーについて電子機器の量を容量性センサ８個に減らす。さらに、透明なセンサ表
面上の接触の量も低減される。 局所化のプロセスに関して、異なるセンサ表面（異なる平面上）の容量性機能
は、互いを貫通し、目に見えない共通の３次元機能空間を創出することが重要で
ある。

【００２０】 センサ表面の様々な能動表面は、例えば、 ａ）１の下に記述した原理に従って、伝導コーティングを有する複数の透明な
キャリア２、４を、１つを他の上に配置することによって、 または、 ｂ）必要であれば、絶縁中間コーティングを使用して、伝導性の透明な材料で
、数回、透明な層２、４をコーティングすることによって、異なるプロセスによ
って作製することができる。

【００２１】 形態ａ）による構造を使用するとき、キャリア材料としてガラスを使用して、
多層で極度に安定な複合ガラスを作製することができる。この場合、伝導性のセ
ンサ表面は、ガラスの内部上に配置され、したがって、完全に耐傷性であり、セ
ンサ表面へのあらゆる直接的なアクセスが防止されるように構成される。したが
って、容量的に能動な場は、ガラスの材料の厚さを通して機能する。ガラスで作
られた２つの透明なキャリア２、４は、ＰＶＢフィルムを使用する複合ガラスの
技術、透明なカプセル化材料を使用するカプセル化技術、エアギャップを使用す
る絶縁ガラスの技術を適用することによって軽く重ねて、または適切な接着剤に
よって互いに接着して、様々な方法で互いに接続することができる。透明な層の
間のスクリーン印刷は、不透明、半透明とすること、および／または部分的に適
用することが可能である。ガラス板の間または裏では、透明なセンサは、セット
アップ全体の可変伝達を可能にする機能層で接続することが可能である。

【００２２】 透明なキャリア２、４の上で、複数の伝導層を使用するとき、上述したセット
アップの可能性は、必要な変更を加えて適用される。一般に、第１センサ表面の
伝導層が、最初に形成され、次いで、必要に応じて、複数のセンサ表面８、１２
、またはセンサ経路に再分割される。その後、絶縁性の透明なコーティングが形
成され、その上に、第３作業サイクル中に、第２の導電層が次のセンサ表面を形
成する。第２の導電層も、再分割することができる。選択肢として、必要であれ
ば、表面上の最終的な絶縁コーティングによって保護することができる、他の層
が続くことが可能である。

【００２３】 簡単化のために、２つの別々のキャリア材料を有する構築についてのみ、以下
で説明する。

【００２４】 第１キャリア２では、対角に延びる能動容量性センサが形成され、その能動表
面は、拡張部８、１２として規則的な拡張された部分を有し、この拡張部におい
て、この対角のセンサの経路６、１０は、特に感受性があり、より強い能動的な
容量性フィールドを有する。したがって、不規則な容量性全面センサは、すでに
形成されている。各対角のセンサの経路６、１０は、それ自体の容量性センサに
接続される。

【００２５】 ここで、各ハッチングされた領域は、干渉性の能動表面６、１０を形成する。
この表面は、絶縁経路１１によって伝導コーティングの残りの表面内で画定され
る。より長い対角の線は、接続ケーブルへの端子線７、９であり、この端子線は
、各ガラスについて中心で組み合わされる。対角の線は、拡張部８、１２の間で
、可能な限り狭くするべきである。図面では、超比例的に拡大して示されている
。

【００２６】 第２キャリア４でもセンサが形成されるが、両方のセンサ平面の拡張部８、１
２が、全面パターンを形成するために、互いを補足するように９０°回転される
。

【００２７】 これらの２つのセンサ平面が、正確に合致するように重ねられる場合、容量性
完全センサが創出され、これにより、キャリア２、４の上の対角列および対角行
の評価を介して、接触の局所化が可能になる。

【００２８】 交差点における接近は、この段階で、対角行の２つの容量性平面拡張部８と、
対角列の２つの容量性平面拡張部１２によって、理想的に感知される。行と列の
信号の評価を介して、位置が得られる。

【００２９】 背面キャリア２の拡張部８は、前面キャリア４の非能動表面の裏に配置される
。前面に配置された非能動層による電気スクリーニングを必要とせずに、接近の
能動的な検出を可能にするために、前面キャリア４のこの非能動表面は、容量性
フィールド内に結合することができ、かつ、実際に使用することもできる。しか
し、これは、現在使用されているそれぞれの背面キャリア２の拡張部の上で、局
所的にのみ可能である。したがって、前面キャリア４の非能動表面（対角列の間
）は、背面キャリア２の拡張部８内に結合することができる島１６に分割される
。さらに、周辺領域が、各島１６の周囲に提供され、この周辺領域は、マスに接
続される。このようにして、島１６を同じセンサ平面の拡張部に結合することは
、防止される。

【００３０】 図１は、拡張部８を有するキャリア２の能動的な対角の線を示す。

【００３１】 図４の実施形態の八角形は、能動線の間の島１６を示し、この島は、次のキャ
リア２において、それらの後にある拡張部内に結合することができる。

【００３２】 島１６と導電層１０の間の中間空間は、接地される。

【００３３】 多層キャリア（複合ガラスなど）を両側面から動作することを可能にするため
に、第２キャリアは、同じ構造を有する。すなわち、第２キャリアも、島１６と
、接地された中間空間を有する。

【００３４】 ガラス表面の既知の利点（耐傷性、酸、アルカリ溶液、オイル、グリースに対
する耐性、ＵＶ耐性、反射防止膜の選択肢）の他に、容量性ガラスセンサは、そ
の特有の構築のために、 複合ガラスの構築では、接触は、安定性に著しく影響を与えることなく、単に
、背面ガラス板内に開けられた穴を通して実施することができる、 電子切替えシステムは、常に、リレー制御され、したがって、直接的な電力ス
イッチングに使用することができる、 前面プレートと同一面のセンサ表面を実装することが可能である、 曲線状、曲げた、穴を開けたなど、自由なガラスの形態が可能である、 耐磨耗性動作表面、 破壊に対する耐性、 複合ガラスの構築による耐破砕性、 ガラスの焼戻しによる衝撃に対する耐性の増大、 センサは、全周囲で自由なガラスの縁で作製することができる、 センサ表面の接触は、単にカップリングインソースを配置することによって達
成することができる、という他の利点を提供する。

【００３５】 容量性ガラスセンサは、例えば、自動車の窓ガラスに使用することができる。
さらに、シャワーキャビネットの窓ガラスに使用することができる。ガラスセン
サは、さらに、音響情報を伝達するために、励振器を背面上に設けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 対角線上に延びる電気伝導性の透明な層（センサ線）を有する第１容量性セン
サを示す図である。

【図２】 反対方向に延びる透明な導電層を有する第２の透明なキャリアを示す図である
。

【図３】 接触の局所化のための容量性完全センサの実施形態を示す図である。

【図４】 島状の非能動表面を有する容量性センサの実施形態を示す図である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスなど透明な材料で作られた少なくとも１つのキャリア
   （２、４）の上の容量性センサであって、 透明なキャリア（２、４）が、透明なセンサ表面として働く電気伝導性の透明
   な層（６、１０）を備えることを特徴とする容量性センサ。
2. 【請求項２】 導電層が、端子線（７、９）を備えることを特徴とする、請
   求項１に記載の容量性センサ。
3. 【請求項３】 導電層（２、４）が、周辺に配置された他のセンサ表面（５
   ）の電場内に、無接触の方法で、容量的に結合されることを特徴とする、請求項
   １に記載の容量性センサ。
4. 【請求項４】 導電層（６、１０）が、組み込まれている絶縁経路（１１）
   によって様々な部分に再分割され、独立した容量性センサが、各別々のセンサ表
   面に接続されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の容量
   性センサ。
5. 【請求項５】 狭い分離表面（１４）が、センサ表面の間に構成されること
   を特徴とする、請求項４に記載の容量性センサ。
6. 【請求項６】 分離表面（１４）が、中性になるように接地されることを特
   徴とする、請求項５に記載の容量性センサ。
7. 【請求項７】 導電層が、透明な耐傷性の絶縁層でコーティングされること
   を特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の容量性センサ。
8. 【請求項８】 キャリア（２、４）が、強化ガラスまたは複合ガラスで作ら
   れることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の容量性センサ。
9. 【請求項９】 容量性機能が互いに貫通する複数の電気伝導性の透明な層が
   提供されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の容量性セ
   ンサ。
10. 【請求項１０】 それぞれ導電層を有する複数の透明なキャリア（２、４）
    が、重ねて配置されることを特徴とする、請求項９に記載の容量性センサ。
11. 【請求項１１】 単一の透明なキャリア（２、４）が、重ねて配置された複
    数の電気伝導性の透明な層を備え、前記層が、絶縁中間層によって、互いに分離
    されることを特徴とする、請求項９に記載の容量性センサ。
12. 【請求項１２】 キャリア（４）の非能動表面が、他のキャリア（２）の拡
    張部（８）内に結合される島（１６）を形成することを特徴とする、請求項６に
    記載の容量性センサ。
13. 【請求項１３】 導電層が、対角に延び、重ねられた２つのセンサ表面が、
    対角に反対方向に延びる経路タイプの導電層（６、１０）を備えることを特徴と
    する、請求項９から１２のいずれか一項に記載の容量性センサ。
14. 【請求項１４】 導電層（６、１０）が、拡張部（８、１２）を備えること
    を特徴とする、請求項４から１２のいずれか一項に記載の容量性センサ。
15. 【請求項１５】 隣接するセンサ表面の導電層（６、１０）が、それぞれの
    拡張部（８、１２）の間で、互いに交差することを特徴とする、請求項１４に記
    載の容量性センサ。