JP2009250857A - Capacitance sensor - Google Patents

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Yukinori Kurumado
幸範 車戸
Keiichi Nagayama
恵一 永山
Ryuichi Nakano
隆一 仲野
Taizo Kikuchi
泰三 菊地
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Honda Motor Co Ltd
Omron Corp
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Honda Motor Co Ltd
Omron Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple cord-type capacitance sensor which exhibits a function as a capacitance-type proximity sensor at a high level, functions also as a touch sensor, and is so flexible that it can be easily attached in conformity to various bent shapes. <P>SOLUTION: The sensor 1 includes: detection electrodes A and B that detect a change in capacitance; and a shield electrode S, having a substantially U-shaped cross-section orthogonal to a long side of the sensor 1, which restricts a detection range of capacitance. The detection electrodes A and B and the shield electrode S are disposed along the long side, the detection electrodes A and B being disposed in positions near and close to an opening made in the shield electrode S, respectively. Each electrode is made of a conducting flexible body, the electrodes being kept away from one another in a natural state. When the sensor 1 is pressed from a direction of detection by making contact with an object, the detection electrodes A and B and/or the detection electrodes A and B and the shield electrode S come in contact and conductive with each other, and the electrodes become coupled together by nonconducting flexible bodies 2 and 3 so that the contact with the object can be detected. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばドアなどの開閉体への物体の挟み込みを検知するためのセンサに関する。   The present invention relates to a sensor for detecting the pinching of an object in an opening / closing body such as a door.

ドアなどの開閉体の制御システムにおいては、人体などの挟み込みを防止するため、自動閉動作の際には、このような挟み込みの発生或いは発生の恐れを検知して少なくとも開閉体の自動閉動作を停止し、或いはさらに反転動作させる挟み込み防止機能が設けられる。   In a control system for an opening / closing body such as a door, in order to prevent a human body or the like from being caught, at the time of an automatic closing operation, the occurrence of such a pinching or the possibility of the occurrence is detected and at least the opening / closing body is automatically closed. A pinching prevention function for stopping or further reversing is provided.

そして従来、このような挟み込み防止のための挟み込み検知を行う検知装置の方式としては、間接検知と直接検知がある。間接検知は、開閉体の駆動モータの動作情報(回転位置や回転速度など)や駆動電流に基づいて、間接的に挟み込みを検知するもので、直接検知は、開閉体の開閉端部に接近又は接触する対象物(人体など)を検出するセンサを用いるものである。このうち、間接検知は、挟み込みをなるべく低い荷重で早めに、かつ確実に検知することが比較的困難であるという不利がある。一方、直接検知は、対象物を直接検知するので信頼性が高いという長所があるが、従来のこの種のセンサとしては感圧スイッチが用いられていたため、挟み込みをなるべく低い荷重で早めに検知することができなかった。というのは、感圧スイッチは、例えば導電性樹脂を用いたケーブル状のもので、対象物の圧力による変形によって内部の導電体が接触して導通することによって作動するものである。このため感圧スイッチは、対象物がある程度の圧力で接触してはじめて作動し、その時点でやっと挟み込み防止機能が働くことになるからである。   Conventionally, there are indirect detection and direct detection as a method of the detection device that performs pinching detection for preventing such pinching. Indirect detection is to indirectly detect pinching based on operation information (rotation position, rotation speed, etc.) of the drive motor of the opening / closing body and drive current, and direct detection is either close to the opening / closing end of the opening / closing body or A sensor that detects an object to be touched (such as a human body) is used. Among these, indirect detection has the disadvantage that it is relatively difficult to detect pinching quickly and reliably with a load as low as possible. On the other hand, direct detection has the advantage of high reliability because it directly detects the object. However, since this type of conventional sensor uses a pressure-sensitive switch, it can detect pinching with a load as low as possible. I couldn't. This is because the pressure-sensitive switch is a cable-shaped switch using, for example, a conductive resin, and operates when an internal conductor is brought into contact with the object due to deformation due to the pressure of the object. For this reason, the pressure sensitive switch is activated only when the object comes into contact with a certain pressure, and at that time, the pinching prevention function is finally activated.

ところで、一般に物体の接近を非接触で検出するセンサとしては、光学式のもの、電波式のもの、静電容量型のものがある。このうち、光学式は、車両のドアなどの開閉体の湾曲した開閉端部に沿うように検出エリアを配置することが困難(即ち、直線性の高い光を用いるためにセンサを多数配置して対応する必要があり、現実的では無い。センサ数が少ない場合、不感帯ができる)、また電波式は、指向性を開閉端部に接近する方向だけに制限することが困難で、誤動作の可能性が高いという問題がある。一方、静電容量型のものは、コード型として、湾曲した開閉端部に沿うようにして比較的容易に取り付けられる、不感帯がない、指向性が制御容易であるといった点で有望である。   By the way, in general, sensors that detect the approach of an object in a non-contact manner include an optical type, a radio wave type, and a capacitance type. Of these, the optical type is difficult to arrange the detection area along the curved opening / closing end of an opening / closing body such as a vehicle door (that is, a large number of sensors are arranged to use highly linear light). (There is a dead zone when the number of sensors is small), and the radio wave type is difficult to limit the directivity to the direction approaching the open / close end, and may cause malfunction. There is a problem that is high. On the other hand, the capacitance type is promising as a cord type because it can be attached relatively easily along a curved opening / closing end, has no dead band, and directivity can be easily controlled.

そこで発明者らは、車両のパワースライドドアなどにおける挟み込み検知装置として、基本的に静電容量センサを適用することを検討している。
特許文献1には、電車のドアの開閉状態(挟み込み含む)を静電容量センサを用いて検知する扉開閉検知装置が記載されている。また、特許文献2には、シャッターにおける人の挟み込み検知に静電容量センサを用いる技術が開示されている。また、特許文献3には、静電容量センサにより挟み込み検知を行う自動ドア用安全装置が開示されている。また、特許文献4には、車両ドア用に適用できる静電容量センサが開示されている。
Therefore, the inventors have studied to apply a capacitance sensor basically as a pinch detection device in a power slide door of a vehicle.
Patent Document 1 describes a door opening / closing detection device that detects an opening / closing state (including pinching) of a train door using a capacitance sensor. Patent Document 2 discloses a technique that uses a capacitance sensor to detect a human being caught in a shutter. Patent Document 3 discloses an automatic door safety device that performs pinching detection using a capacitance sensor. Patent Document 4 discloses a capacitance sensor that can be applied to a vehicle door.

特開平10−96368号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-96368 特開2001−264448号公報JP 2001-264448 A 特開2001−32627号公報JP 2001-32627 A WO2004/059343WO2004 / 059343

ところで、上述した静電容量センサを車両のスライドドアなどの開閉体に適用して挟み込みを検知しようとすると、開閉体の全閉位置付近で、開閉体の周辺部材(例えば、車両のBピラーやフロントドアなど)に静電容量センサが反応して静電容量センサの出力(以下、場合によりセンサ出力という)が変化し、実際には人体などの挟み込みが発生していないのに、挟み込みが発生したと誤検知してしまうという問題があった。
ここでスライドドアとは、車両の側面等に設けられたスライド型のドアであり、四輪自動車の場合、一般的には後部座席用のドア(リヤドア)として設けられることが多い。
By the way, if the electrostatic capacitance sensor described above is applied to an opening / closing body such as a sliding door of a vehicle to detect pinching, a peripheral member of the opening / closing body (for example, a vehicle B-pillar or Capacitance sensor reacts to the front door, etc.), and the output of the capacitance sensor (hereinafter referred to as sensor output) changes. Actually, the human body is not pinched, but pinching occurs. There was a problem of false detection.
Here, the sliding door is a sliding door provided on the side of the vehicle or the like. In the case of a four-wheeled vehicle, it is generally provided as a rear seat door (rear door).

なお、前述の特許文献3には、許容値(検知判定のしきい値)を、例えば自動ドアの開方向への動作時に測定されたセンサ出力(即ち、学習データ)に基づいて設定し、自動ドアの閉方向への動作時には、センサ出力を前記許容値と比較することにより挟み込みを判定する技術、さらには、ドアの全閉位置付近では、前記学習データに基づいて前記許容値を漸次変化させる技術が開示されている。この技術によれば、原理的には、前記周辺部材による影響を上記許容値の変化によって打ち消し、開閉体の全閉位置付近で発生する前述の誤検知の可能性を低減できる。   In the above-mentioned patent document 3, an allowable value (threshold for detection determination) is set based on, for example, a sensor output (that is, learning data) measured when the automatic door is operated in the opening direction. A technique for determining pinching by comparing the sensor output with the allowable value when the door is in the closing direction. Further, the allowable value is gradually changed based on the learning data in the vicinity of the fully closed position of the door. Technology is disclosed. According to this technique, in principle, the influence of the peripheral member can be canceled by the change in the allowable value, and the possibility of the aforementioned erroneous detection occurring near the fully closed position of the opening / closing body can be reduced.

しかし、この特許文献3の構成では、周辺部材の影響を考慮して検知判定のしきい値を学習結果に応じて変化させるため、検知判定において比較する二つの値(即ち、センサ出力と前記許容値)が、開閉体の動作位置によって大きく変化するようになり、開閉体の動作に対してレベル変化の大きなものとなる。このため、例えば水滴などの影響によるノイズや温度ドリフト等によってセンサ出力が全体的に変動すると、検知判定を実行する回路における信号(例えばセンサ出力や前記許容値に相当する電圧値)の飽和が発生し易くなって検知判定が正確に行われなくなる可能性、或いは前記回路の性能(レベル変化に対する許容量)を向上させる必要性が生じる。特に、検知感度を向上させるべく、検知判定の前にセンサ出力を増幅する場合、前記許容値もセンサ出力の変化に対応してレベル変化のより大きなものとしなければならず、上述したレベル変化の増大による不具合が発生し易くなる。また、検知判定のしきい値が開閉体の動作位置によって大きく変化するため、検知感度を、開閉体の動作範囲全体にわたって一定に設定することが困難になるという不利もある。   However, in the configuration of Patent Document 3, since the threshold value for detection determination is changed according to the learning result in consideration of the influence of the peripheral members, two values to be compared in the detection determination (that is, the sensor output and the allowable value). Value) greatly changes depending on the operating position of the opening / closing body, and the level changes greatly with respect to the operation of the opening / closing body. For this reason, for example, when the sensor output changes as a whole due to noise or temperature drift due to the influence of water droplets or the like, saturation of a signal (for example, the sensor output or a voltage value corresponding to the allowable value) occurs in the circuit that performs detection determination Therefore, there is a possibility that the detection determination is not accurately performed, or the performance (allowable amount against the level change) of the circuit needs to be improved. In particular, when the sensor output is amplified before the detection determination in order to improve the detection sensitivity, the allowable value must also have a larger level change corresponding to the change in the sensor output. Problems due to increase are likely to occur. In addition, since the threshold for detection determination varies greatly depending on the operating position of the opening / closing body, there is a disadvantage that it is difficult to set the detection sensitivity constant over the entire operating range of the opening / closing body.

また、最近の発明者の研究によると、自動車のスライドドアなどでは、機構的ガタに基づくドア位置の変動や、フロントドアの開閉状態などの状況変動により、上記学習データによる補正がうまく機能せず、却って誤検知の可能性を高める恐れがあることが分かった。というのは、自動車の傾斜方向や傾斜角度が変化すると、ドア位置の検出値が同じでも機構的ガタ分だけドア位置が重力によって変動することにより、学習時のドア位置と実際のドア位置が微妙に異なる。また、フロントドアの開閉状態が学習時に対して変化すると、全閉位置付近における周辺部材がセンサ出力に与える影響が当然変化する。そして、このような位置変動や周辺部材の変化があると、その差に応じて検知判定のしきい値(学習により補正したもの)が適正値からズレてしまい、特に全閉位置付近ではこのズレが大きいため、検出対象物がないにもかかわらず検出状態となってしまう誤検知、或いは逆に、検出対象物があるのに検出状態にならない不具合が発生する可能性があることが分かった。   In addition, according to recent research by the inventors, the correction based on the above learning data does not function well due to fluctuations in the position of the door based on mechanical backlash and fluctuations in the situation such as the open / closed state of the front door. However, it turned out that there is a risk of increasing the possibility of false detection. This is because when the vehicle tilt direction or tilt angle changes, even if the door position detection value is the same, the door position fluctuates due to mechanical backlash by the amount of mechanical play, so the door position during learning and the actual door position are subtle. Different. Further, when the open / close state of the front door changes with respect to the learning time, the influence of peripheral members on the sensor output in the vicinity of the fully closed position naturally changes. If there is such a position variation or a change in the peripheral member, the threshold value for detection determination (corrected by learning) will deviate from the appropriate value according to the difference, especially in the vicinity of the fully closed position. Therefore, it has been found that there is a possibility that a misdetection in which the detection state is entered even though there is no detection target, or on the contrary, a malfunction that does not occur in the detection state even though the detection target exists.

また、静電容量センサは、コード状にして湾曲する自動車のドア端などに沿って配設し易いといっても、何れかの電極が剛体によって構成されている構造では、個々の適用条件(取り付けるドア端などの形状)に応じて、湾曲形状の違うものを予め製造しなければならず、部品の共用化が図れないという問題があった。
また静電容量センサは、誘電体でないと反応しないため、プラスチックなどの低誘電体は検知できず、例えば車両内へ運び込もうとするプラスチック製の品物がスライドドアに挟み込まれるといったことを防止できないという短所もある。
なお、上述したような静電容量センサの欠点(低誘電体が検知できない欠点、周囲の誘電体によって誤動作する欠点)を補完すべく、例えば従来使用されている感圧スイッチを別途設けて、静電容量センサと併用することが考えられる。しかしこの構成は、コスト増や設置スペース増が著しく実用的ではない。
In addition, although it is said that the electrostatic capacity sensor is easy to be arranged along a car door end that is curved in a cord shape, in a structure in which any electrode is formed of a rigid body, individual application conditions ( Depending on the shape of the door end to be attached, etc., there is a problem that parts having different curved shapes must be manufactured in advance, and parts cannot be shared.
Further, since the capacitance sensor does not react unless it is a dielectric, it cannot detect a low dielectric such as plastic, and for example, it cannot prevent a plastic item to be carried into the vehicle from being caught in the slide door. There are also disadvantages.
In addition, in order to compensate for the disadvantages of the capacitance sensor as described above (the disadvantage that a low dielectric material cannot be detected and the malfunction caused by a surrounding dielectric material), for example, a conventionally used pressure sensitive switch is separately provided, It can be considered to be used in combination with a capacitance sensor. However, this configuration is extremely impractical because of increased costs and installation space.

また、静電容量センサは、検出電極の断線によって、検知不能になるという問題がある。特に、湾曲するドア端などに沿って配置されるコード型の静電容量センサは、長尺な検出電極が、長手方向のどこかで曲げ応力等によって断線する場合があり、この場合、少なくとも断線した箇所より先端側では、センサとして検知不能になる。
なお、開閉体の挟み込み防止などの安全装置用のセンサとしては、上述した問題(対象物が低誘電体であると検出できない問題や、断線によって検知不能になるという問題)は、重大であり、鋭意解決する必要がある。
Further, there is a problem that the capacitance sensor becomes undetectable due to disconnection of the detection electrode. In particular, a cord-type capacitance sensor arranged along a curved door end or the like may cause a long detection electrode to break due to bending stress or the like at some point in the longitudinal direction. The sensor cannot be detected at the tip side of the part where it is made.
In addition, as a sensor for safety devices such as prevention of pinching of the opening / closing body, the above-mentioned problems (problems that cannot be detected if the object is a low dielectric material or problems that become undetectable due to disconnection) are serious. It is necessary to solve it eagerly.

そこで本発明は、静電容量型の近接センサ(非接触センサ)としての本来の機能を高度に発揮するとともに、物体の接触を検出するタッチセンサとしても機能する簡素なコード型の静電容量センサであって、しかも全体として可撓性があって各種の湾曲した形状に沿って容易に取り付け可能な静電容量センサを提供することを目的としている。また、断線による検知不能状態が発生し難く、或いはさらに断線検知機能を備えた上記静電容量センサを提供することを、さらなる目的としている。   Accordingly, the present invention provides a simple code-type capacitive sensor that exhibits the original function as a capacitive proximity sensor (non-contact sensor) to a high degree and also functions as a touch sensor that detects contact of an object. In addition, an object of the present invention is to provide a capacitance sensor that is flexible as a whole and can be easily attached along various curved shapes. It is another object of the present invention to provide the above-described capacitance sensor that is unlikely to generate an undetectable state due to disconnection or that has a disconnection detection function.

本願の静電容量センサは、静電容量の変化を検出するコード型のセンサであって、
静電容量の変化を検出するための複数の検出電極と、静電容量の検出範囲を制限するために、当該センサの長手方向に直交する断面おいて略U字形をし、検出方向に開口部を向けたシールド電極とを、当該センサの長手方向に沿って配設し、
前記検出電極を、前記シールド電極内の開口部に近い位置と、前記シールド電極内の開口部から遠い位置とに配設し、
前記検出電極と前記シールド電極を導電性の可撓体で形成し、
前記検出電極相互、及び前記検出電極と前記シールド電極が、自然状態においては間隔をおいて離れた状態に維持され、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されると、前記検出電極相互、又は/及び前記検出電極と前記シールド電極が、相互に接触して物体の接触が検出可能となるように、前記検出電極と前記シールド電極を非導電性の可撓体によって一体に連結したことを特徴とする。
The capacitance sensor of the present application is a code-type sensor that detects a change in capacitance,
A plurality of detection electrodes for detecting a change in capacitance and a substantially U-shaped cross section orthogonal to the longitudinal direction of the sensor in order to limit the detection range of the capacitance, and an opening in the detection direction And a shield electrode facing the sensor, along the longitudinal direction of the sensor,
The detection electrode is disposed at a position close to the opening in the shield electrode and a position far from the opening in the shield electrode,
The detection electrode and the shield electrode are formed of a conductive flexible body,
When the detection electrodes are kept apart from each other and the detection electrodes and the shield electrodes are separated from each other in a natural state, and the sensor is pushed from the detection direction by contact with an object, the detection electrodes or The detection electrode and the shield electrode are integrally connected by a non-conductive flexible body so that the detection electrode and the shield electrode are in contact with each other and the contact of the object can be detected. And

ここで、「可撓体」とは、例えば樹脂又はゴムよりなり、可撓性持つ材料である。
また、「検出電極」としては、シールド電極内の開口部に近い位置に配置される主電極(検出電極A)と、シールド電極内の開口部から遠い位置であって、前記主電極とシールド電極の間の位置に配置される比較電極(検出電極A)との、2種類を設けた態様が有り得る。
また、「略U字形」とは、一方の側に開口部を有する形状を意味し、U字形そのものに限定されず、例えばコ字形も含まれるし、部分的に湾曲又は屈曲していたり、部分的にくびれていたりする形状であってもよい。即ち、シールド電極は、断面形状が検出方向に開口部を有する中空形状であればよく、例えば部分的に湾曲又は屈曲していたり、部分的にくびれていたりする形状であってもよい。また例えば、このシールド電極の底部両側の角部の形状は、丸みを帯びた形状でもよいし、尖った形状でもよい。また、例えば後述する図5に示すように、断面外形が円形状のシールド電極であってもよい。
Here, the “flexible body” is a flexible material made of resin or rubber, for example.
The “detection electrode” includes a main electrode (detection electrode A) disposed at a position close to the opening in the shield electrode, a position far from the opening in the shield electrode, and the main electrode and the shield electrode. There may be a mode in which two types are provided, that is, a reference electrode (detection electrode A) arranged at a position between the two.
Further, “substantially U-shaped” means a shape having an opening on one side, and is not limited to the U-shape itself, and includes, for example, a U-shape, and is partially curved or bent. It may be a constricted shape. That is, the shield electrode only needs to have a hollow shape having a cross-sectional shape having an opening in the detection direction. For example, the shield electrode may be partially curved or bent or partially constricted. For example, the shape of the corners on both sides of the bottom of the shield electrode may be rounded or pointed. For example, as shown in FIG. 5 described later, a shield electrode having a circular cross-sectional outer shape may be used.

本願の静電容量センサによれば、複数の検出電極により、差分式の高感度な静電容量変化の検出(誘電体の接近)が可能となり、人体などの誘電体を非接触で早めに検出できる。また、シールド電極が設けられているため、検出方向(シールド電極の開口側)に接近した誘電体のみを検出し、側面から接近した誘電体を誤検知することがない。
しかも、物体の接触によって検出方向から押されると、前記検出電極相互、又は/及び前記検出電極と前記シールド電極が、相互に接触して物体の接触が検出可能となる。このため、WO2004/059343で提案された静電容量センサ(近接センサとしてのみ機能するもの)と略同等の簡素な構成のコード型静電容量センサでありながら、物体の接触を検出するタッチセンサとしても機能する。
また、静電容量センサ(近接センサ)としての基本原理は、WO2004/059343で提案されたものと全く同様であるため、同出願明細書に記載されているように、空間的に開放された領域を検出範囲とし、周囲物体の影響を回避して誤動作の少ない近接検出が可能である(即ち、近接センサとしての本来の機能も高度に発揮できる)。
また本願の静電容量センサ(即ち、センサ本体)は、検出電極を含めて全体が可撓体で一体成形されているため、全体的に可撓性を有している。このため、取り付け箇所の形状に合わせて湾曲させた形状に予め成形しておく必要は、必ずしも無く、また各種形状の取り付け箇所に組立現場で柔軟に適合させて取り付けること(現場合わせ)が可能であり、部品の共用化や、このセンサを取り付ける製品(例えば車両)の生産性向上が図れる。
According to the capacitance sensor of the present application, it is possible to detect a difference sensitive capacitance change (dielectric approach) with a plurality of detection electrodes, and quickly detect a dielectric such as a human body without contact. it can. Further, since the shield electrode is provided, only the dielectric close to the detection direction (opening side of the shield electrode) is detected, and the dielectric close to the side is not erroneously detected.
In addition, when pressed from the detection direction by contact of an object, the detection electrodes can be detected by contacting each other or / and the detection electrode and the shield electrode. For this reason, it is a code type capacitive sensor having a simple configuration substantially equivalent to the capacitive sensor proposed in WO 2004/059343 (that functions only as a proximity sensor), but as a touch sensor that detects contact of an object. Also works.
Further, since the basic principle as a capacitance sensor (proximity sensor) is exactly the same as that proposed in WO2004 / 059343, as described in the specification of the application, a spatially open area is used. Is a detection range, and proximity detection with few malfunctions can be performed by avoiding the influence of surrounding objects (that is, the original function as a proximity sensor can be exhibited to a high degree).
In addition, since the entire capacitance sensor (that is, the sensor main body) including the detection electrode is integrally formed of a flexible body, it has flexibility as a whole. For this reason, it is not always necessary to pre-shape it into a curved shape according to the shape of the attachment location, and it can be flexibly adapted to the attachment location of various shapes at the assembly site. Yes, parts can be shared and productivity of products (for example, vehicles) to which this sensor is attached can be improved.

なお、本願の静電容量センサには、検出回路が当然必要になるが、この検出回路は、検出電極が前述の検出電極Aと検出電極Bの2種類ある場合、例えば次のような構成とすればよい。
即ち、電圧Vrを基準電圧として検出電極Aが構成する浮遊容量をスイッチドキャパシタ動作により電圧に変換する容量検出回路Aと、電圧Vrを基準電圧として検出電極Bが構成する浮遊容量をスイッチドキャパシタ動作により電圧に変換する容量検出回路Bと、非検出状態における各容量検出回路A,Bの出力電圧が等しくなるように調整する電圧調整回路と、電圧Vrを基準電圧として容量検出回路A,Bの出力差に応じた電圧を出力する差分回路と、電圧Vrを基準電圧として各検出電極通電タイミングにおける前記差分回路の出力をサンプリングする検波回路と、この検波回路の出力を平滑化する平滑回路とを備える構成とし、前記平滑回路の出力に応じた信号をセンサ出力とした検出回路であればよい。
ここで、「浮遊容量」とは、車体や検出対象である人体などと検出電極とより構成されるキャパシタンス(対接地容量)である。また、「電圧Vr」は、ゼロVより大きな電圧値である。
The capacitance sensor of the present application naturally requires a detection circuit, but this detection circuit has, for example, the following configuration when there are two types of detection electrodes: detection electrode A and detection electrode B described above. do it.
That is, the capacitance detection circuit A that converts the stray capacitance formed by the detection electrode A using the voltage Vr as a reference voltage into a voltage by the switched capacitor operation, and the stray capacitance formed by the detection electrode B using the voltage Vr as the reference voltage is the switched capacitor. Capacitance detection circuit B that converts the voltage into voltage by operation, voltage adjustment circuit that adjusts the output voltages of the capacitance detection circuits A and B in the non-detection state to be equal, and capacitance detection circuits A and B using voltage Vr as a reference voltage A differential circuit that outputs a voltage corresponding to the output difference of the output signal; a detector circuit that samples the output of the differential circuit at each detection electrode energization timing using the voltage Vr as a reference voltage; and a smoothing circuit that smoothes the output of the detector circuit And a detection circuit using a signal corresponding to the output of the smoothing circuit as a sensor output.
Here, the “floating capacitance” is a capacitance (grounding capacitance) configured by a vehicle body, a human body to be detected, and the like and a detection electrode. The “voltage Vr” is a voltage value greater than zero V.

上記検出回路によれば、非検出状態(検出面に物体が接近も接触もしていない初期状態)においては、電圧調整回路の作用により各容量検出回路A,Bの出力電圧が等しいため、センサ出力(平滑回路の出力)は基準電圧Vrに対応した値となる。そして、検出面(シールド電極が開口した側)に物体(誘電体)が接近すると、検出電極A,Bが検出面に対して距離差を持っているため、各容量検出回路A,Bの出力電圧に差が生じ、その結果、センサ出力が基準電圧Vrに対応した値よりも一方向に変化する(例えば、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であれば、増大する)。
また、検出面に物体(誘電体又は非誘電体)が接触して各検出電極A,Bが相互に接触して導通すると、電圧調整回路の存在により各容量検出回路A,Bの出力電圧が逆方向に変化し、センサ出力が基準電圧Vrに対応した値よりも他方向に変化する(例えば、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であれば、減少してほぼゼロになる)。
According to the detection circuit, in the non-detection state (the initial state in which no object approaches or contacts the detection surface), the output voltage of each of the capacitance detection circuits A and B is equal due to the action of the voltage adjustment circuit. (Output of the smoothing circuit) is a value corresponding to the reference voltage Vr. When the object (dielectric material) approaches the detection surface (the side where the shield electrode is opened), the detection electrodes A and B have a distance difference with respect to the detection surface. A difference occurs in the voltage, and as a result, the sensor output changes in one direction from a value corresponding to the reference voltage Vr (for example, increases if the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit).
Further, when an object (dielectric or non-dielectric) comes into contact with the detection surface and the detection electrodes A and B come into contact with each other and become conductive, the output voltage of the capacitance detection circuits A and B is caused by the presence of the voltage adjustment circuit. It changes in the reverse direction, and the sensor output changes in the other direction than the value corresponding to the reference voltage Vr (for example, if the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit, it decreases to almost zero) ).

また、検出面に物体(誘電体又は非誘電体)が接触して検出電極Aとシールド電極とが相互に接触して導通すると、検出電極Aからの電荷の放出が増大し、センサ出力が基準電圧Vrに対応した値よりも一方向に変化する(例えば、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であれば、増大して最大電圧になる)。
また、検出面に物体(誘電体又は非誘電体)が接触して検出電極Bとシールド電極とが相互に接触して導通すると、検出電極Bからの電荷の放出が増大し、センサ出力が基準電圧Vrに対応した値よりも他方向に変化する(例えば、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であれば、減少してほぼゼロになる)。
なお、各検出電極A,Bが両方ともシールド電極に接触して導通すると、各検出電極A,Bが相互に接触して導通した場合と同様になり、センサ出力が基準電圧Vrに対応した値よりも他方向に変化する(例えば、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であれば、減少してほぼゼロになる)。
このため上記検出回路によれば、上述したセンサ出力の変化を、基準電圧Vrに対応した値の上下に適度に設定したしきい値と比較すれば、物体(誘電体)の接近と、物体(誘電体又は非誘電体)の接触を、同一の検出回路で判定することができる。したがって、この検出回路によれば、単一の検出回路によって、検出回路や信号処理の切り替え無しに物体の接近と接触をリアルタイムかつ連続的に検出できるという優れた特長を実現できる。
In addition, when an object (dielectric or non-dielectric) comes into contact with the detection surface and the detection electrode A and the shield electrode come into contact with each other and become conductive, the discharge of charge from the detection electrode A increases and the sensor output becomes the reference. It changes in one direction from a value corresponding to the voltage Vr (for example, if the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit, it increases to a maximum voltage).
In addition, when an object (dielectric or non-dielectric) comes into contact with the detection surface and the detection electrode B and the shield electrode come into contact with each other and become conductive, the discharge of charge from the detection electrode B increases and the sensor output becomes the reference. It changes in the other direction than the value corresponding to the voltage Vr (for example, if the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit, it decreases and becomes almost zero).
When both the detection electrodes A and B are brought into contact with the shield electrode and made conductive, the detection electrodes A and B are similar to the case where the detection electrodes A and B are brought into contact with each other and made conductive, and the sensor output is a value corresponding to the reference voltage Vr. (For example, if the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit, it decreases and becomes almost zero).
Therefore, according to the detection circuit, if the change in the sensor output described above is compared with a threshold value that is appropriately set above and below the value corresponding to the reference voltage Vr, the approach of the object (dielectric) and the object ( Dielectric or non-dielectric) contact can be determined by the same detection circuit. Therefore, according to this detection circuit, it is possible to realize an excellent feature that a single detection circuit can continuously detect the approach and contact of an object in real time without switching between the detection circuit and the signal processing.

次に、本願の好ましい態様は、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず前記主電極と前記比較電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、前記主電極、前記比較電極、及び前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成である。
この態様であると、物体の接触が2段階に検出可能となるため、断線に対して、検出の信頼性が向上する。例えば、主電極が断線しても、比較電極とシールド電極の接触によって、物体の接触を検出可能であり、比較電極が断線しても、主電極とシールド電極の接触によって、物体の接触を検出可能であり、シールド電極が断線しても、主電極と比較電極の接触によって、物体の接触を検出可能だからである。
また、物体の接触が最初に検出される段階(前記主電極と前記比較電極が相互に接触した状態)と、次に物体の接触が検出される段階(各電極が相互に接触した状態)とで、センサ出力が異なる場合(例えば、逆方向に変化する場合)には、物体が接触している程度(押込みストローク)を2段階に判定可能となる。
Next, according to a preferred aspect of the present application, the main electrode and the comparison electrode are first brought into contact with each other by detecting that the sensor is pushed from the detection direction and deformed by contact with the object. By being deformed, the main electrode, the comparison electrode, and the shield electrode come into contact with each other, and the contact of the object can be detected.
In this aspect, since the contact of the object can be detected in two stages, the detection reliability is improved against the disconnection. For example, even if the main electrode is disconnected, the contact of the object can be detected by the contact of the comparison electrode and the shield electrode. Even if the comparison electrode is disconnected, the contact of the object is detected by the contact of the main electrode and the shield electrode. This is because even if the shield electrode is disconnected, the contact of the object can be detected by the contact between the main electrode and the comparison electrode.
In addition, a stage in which contact of an object is first detected (state in which the main electrode and the comparison electrode are in contact with each other), and a stage in which contact with an object is subsequently detected (in a state in which each electrode is in contact with each other) Thus, when the sensor output is different (for example, when the sensor output changes in the opposite direction), it is possible to determine the degree of contact (indentation stroke) in two stages.

次に、本願の好ましい別の態様は、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず前記主電極と前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、前記主電極、前記比較電極、及び前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成である。この態様でも、物体の接触が2段階に検出可能となるため、断線に対して検出の信頼性が向上し、場合により押込みストロークの判定が可能となる。   Next, another preferable aspect of the present application is that the main electrode and the shield electrode are first brought into contact with each other and the contact of the object can be detected by the sensor being pushed from the detection direction and deformed by the contact of the object. Further, by further deformation, the main electrode, the comparison electrode, and the shield electrode are in contact with each other, and the contact of the object can be detected. Even in this aspect, since the contact of the object can be detected in two stages, the detection reliability is improved with respect to the disconnection, and in some cases, the indentation stroke can be determined.

次に、本願の好ましい別の態様は、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず前記比較電極と前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、前記主電極、前記比較電極、及び前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成である。この態様でも、物体の接触が2段階に検出可能となるため、断線に対して検出の信頼性が向上し、場合により押込みストロークの判定が可能となる。   Next, another preferred aspect of the present application is that the sensor is pushed from the detection direction and deformed by contact with the object, so that the comparison electrode and the shield electrode first contact each other and the contact of the object can be detected. Further, by further deformation, the main electrode, the comparison electrode, and the shield electrode are in contact with each other, and the contact of the object can be detected. Even in this aspect, since the contact of the object can be detected in two stages, the detection reliability is improved with respect to the disconnection, and in some cases, the indentation stroke can be determined.

次に、本願の好ましい別の態様は、前記主電極と前記比較電極の先端間に、前記主電極と前記比較電極間の静電容量よりも大きな容量をもつコンデンサを接続して、少なくとも前記比較電極の断線を検知可能とした構成である。この態様であると、比較電極の断線によって、比較電極とグランド間の浮遊容量が減少する(即ち、電荷の放出が少なくなる)ため、静電容量センサとしてのセンサ出力が一方向に変化し(例えば、前述の検出回路において、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であれば、比較電極の断線によって容量検出回路Bの出力が減少するため、センサ出力が増大する)、そしてこの変化した状態が維持される。したがって、このようなセンサ出力の変化が継続すれば、物体が接近しているのではなく、比較電極が断線していることが判定できる。
なお、主電極が断線すると、上述したコンデンサが接続されていなくても、静電容量センサとしてのセンサ出力が変化するので、上述したコンデンサが無い態様でも主電極の断線検知は可能である。このため、上記態様では、通常では検知不可能であった比較電極の断線が検知可能となる点で特に意義がある。
Next, another preferable aspect of the present application is that at least the comparison is performed by connecting a capacitor having a capacitance larger than the capacitance between the main electrode and the comparison electrode between the main electrode and the tip of the comparison electrode. In this configuration, the disconnection of the electrode can be detected. According to this aspect, the stray capacitance between the reference electrode and the ground decreases due to the disconnection of the reference electrode (that is, the discharge of electric charges decreases), so that the sensor output as the capacitance sensor changes in one direction ( For example, in the detection circuit described above, if the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit, the output of the capacitance detection circuit B decreases due to the disconnection of the comparison electrode, so that the sensor output increases), and this The changed state is maintained. Therefore, if such a change in sensor output continues, it can be determined that the object is not approaching but the reference electrode is disconnected.
When the main electrode is disconnected, the sensor output as the capacitance sensor changes even if the above-described capacitor is not connected. Therefore, it is possible to detect the disconnection of the main electrode even without the above-described capacitor. For this reason, the above aspect is particularly significant in that it is possible to detect disconnection of the comparison electrode, which is normally undetectable.

次に、本願の好ましい別の態様は、前記検出電極又は/及び前記シールド電極の内部又はその外周面に、前記導電性の可撓体よりも電気抵抗の小さい材料よりなる導線を、当該センサの長手方向に沿って配設し、
この導線の設置位置を、検出方向と直交する平面での曲げに対する当該センサの中立面付近設定した構成である。
なお、「中立面」とは、曲げ応力がゼロとなる面を意味する。
また、上述したような導線が設けられていると、次のような利点がある。まず第1に、検出電極の抵抗分布を低減することができる。一般的に導電性ゴムなど導電性材料は金属導線などに比べて抵抗値が高いため、変調電気駆動した場合その抵抗値の影響で波形がなまってしまい、給電点の近くと遠くでは検知性能に差が出来てしまう。特に長尺になった場合はこの悪影響が大きい。しかし、上述したように導線を設ければ、全体的に抵抗値を下げて、このような弊害を解消できる利点がある。次いで第2に、給電又は信号取り出しのためのケーブルとの接続(検出回路側との接続)が、上記導線を介して容易に可能となる利点がある。
また、上記導線が中立面付近に設置されていることによって、次の効果が得られる。即ち、上記導線が十分な伸縮性を有さない材料よりなる場合であっても、上記曲げによって上記導線に加わる応力はゼロ又は僅かであるため、上記曲げがストレスなく行い易いという本センサの特性を維持することができ、ドア端などの形状に合わせて湾曲させて本センサを取り付けることの容易性を高く維持できる。
Next, another preferable aspect of the present application is that a conducting wire made of a material having a smaller electric resistance than the conductive flexible body is provided inside or on the outer peripheral surface of the detection electrode and / or the shield electrode. Arranged along the longitudinal direction,
In this configuration, the installation position of the conducting wire is set near the neutral plane of the sensor with respect to bending in a plane orthogonal to the detection direction.
The “neutral surface” means a surface where the bending stress is zero.
Moreover, when the conducting wire as described above is provided, there are the following advantages. First, the resistance distribution of the detection electrode can be reduced. In general, conductive materials such as conductive rubber have a higher resistance value than that of metal conductors, etc., so that when modulated electric drive is applied, the waveform becomes distorted due to the effect of the resistance value. There will be a difference. This adverse effect is particularly significant when the length is long. However, providing a conducting wire as described above has the advantage of reducing such an adverse effect by reducing the overall resistance value. Next, secondly, there is an advantage that connection with a cable for power feeding or signal extraction (connection with the detection circuit side) can be easily performed through the conductive wire.
Moreover, the following effect is acquired because the said conducting wire is installed in the neutral surface vicinity. That is, even if the conducting wire is made of a material that does not have sufficient stretchability, the stress applied to the conducting wire by the bending is zero or slight, so the characteristic of the sensor that the bending is easy to perform without stress. Therefore, it is possible to maintain the ease of attaching the present sensor by curving it according to the shape of the door end or the like.

次に、本願の好ましい別の態様は、表面に撥水加工又は/及び撥油加工を施したことを特徴とする構成である。
この場合、水分又は油分による誤作動の発生可能性を低減できる効果がある。発明者らの研究によれば、例えば、静電容量センサ(検出回路を除くセンサ本体部分)の検出面を横断するように水滴等が連続して付着すると、物体(誘電体)が接近していないにもかかわらず、センサ出力が変化して、物体が接近していると誤判定してしまうという現象がある。本態様によれば、水滴等の連続する付着が阻止されるので、このような誤作動が起き難くなる。
Next, another preferable aspect of the present invention is a configuration characterized in that the surface is subjected to water-repellent processing and / or oil-repellent processing.
In this case, there is an effect of reducing the possibility of malfunction due to moisture or oil. According to the researches of the inventors, for example, when water droplets or the like continuously adhere across the detection surface of a capacitance sensor (sensor body portion excluding the detection circuit), the object (dielectric material) approaches. In spite of the absence, there is a phenomenon that the sensor output changes and it is erroneously determined that the object is approaching. According to this aspect, since continuous adhesion of water droplets or the like is prevented, such a malfunction is less likely to occur.

なお、本願の静電容量センサは、開閉体の挟み込み防止装置に適用することができる。即ち、本願の静電容量センサと、例えば、この静電容量センサの出力が非検出状態よりも一方向に変化することに基づいて検出面に物体が接近したと判定し、前記静電容量センサの出力が例えば非検出状態よりも他方向に(或いは、一方向により大きく)変化することに基づいて検出面に物体が接触したと判定する判定回路とを備え、前記センサ本体を開閉体(例えば、車両のスライドドア)の開閉端部に設置して、開閉体に挟み込まれる恐れのある位置範囲に接近又は接触した対象物を前記静電容量センサにより検出し、前記判定回路の判定結果に基づいて開閉体の挟み込みを検知する装置構成とすればよい。   In addition, the electrostatic capacitance sensor of this application can be applied to the pinch prevention device of an opening / closing body. That is, it is determined that the object has approached the detection surface based on the capacitance sensor of the present application and, for example, the output of the capacitance sensor changes in one direction from the non-detection state, and the capacitance sensor For example, a determination circuit that determines that an object has contacted the detection surface based on a change in the other direction (or larger in one direction) than in the non-detection state, , A sliding door of a vehicle) is detected by the electrostatic capacity sensor to detect an object that approaches or contacts a position range that may be sandwiched between the opening and closing body, and based on the determination result of the determination circuit Thus, the device configuration may be such that the sandwiching of the opening / closing body is detected.

このように、本願の静電容量センサを開閉体の挟み込み防止装置に適用すると、次のような効果が得られる。
即ち、タッチセンサとしても機能可能な本願の静電容量センサを使用し、物体が接近したのか接触したのか判定する判定回路を備え、その判定結果に基づいて開閉体の挟み込みを検知している。このため、静電容量型近接センサとして良好に検出可能な状態(例えば、全閉近くの検出困難な位置範囲以外に開閉体が位置する状態)では、例えば物体が接近したと判定回路で判定したときに、挟み込みが生じたと判定して挟み込み防止動作を実行するようにすれば、挟み込み防止動作が感圧スイッチを使用した従来よりも低い荷重(無荷重の場合もあり得る)で早く実行できる。また、静電容量型近接センサとして良好に検出困難な状態(例えば、全閉近くの検出困難な位置範囲に開閉体が位置する状態)では、物体が接触したと判定回路で判定したときに、挟み込みが生じたと判定して挟み込み防止動作を実行するようにすれば、静電容量型近接センサとして良好に検出困難な状態であっても、誤動作なく的確に挟み込み防止動作が実現できる。また、静電容量型近接センサとして良好に検出可能な状態においても、物体が接触したと判定回路で判定したときには、挟み込みが生じたと判定して挟み込み防止動作を必ず実行するようにすれば、物体がプラスチックなどの低誘電体であっても検知して挟み込み防止動作を確実に実行できるようになる。
つまり、上記開閉体挟み込み検知装置によれば、タッチセンサ方式の利点と静電容量型近接センサ方式の利点を併せ持つ挟み込み検知装置であって、しかも装置構成は、静電容量型近接センサ方式と同程度の簡素な構成の装置が実現できる。さらに、湾曲したドア端などへのセンサの取付性も高く確保でき、センサの断線に対する挟み込み検知の信頼性も向上できる。
As described above, when the electrostatic capacitance sensor of the present application is applied to the sandwiching prevention device for the opening and closing body, the following effects can be obtained.
In other words, the capacitance sensor of the present application that can also function as a touch sensor is used, and a determination circuit for determining whether an object is approaching or touching is provided, and pinching of the opening / closing body is detected based on the determination result. For this reason, in a state that can be satisfactorily detected as a capacitive proximity sensor (for example, a state in which the opening / closing body is located outside the position range that is difficult to detect near full closure), for example, the determination circuit determines that the object has approached If it is determined that pinching has occurred and the pinching prevention operation is executed, the pinching prevention operation can be executed earlier with a lower load (possibly with no load) than with a pressure-sensitive switch. In a state where it is difficult to detect well as a capacitive proximity sensor (for example, a state where an opening / closing body is located in a position range where detection is difficult near full closure), when the determination circuit determines that an object has contacted, If it is determined that pinching has occurred and the pinching prevention operation is executed, even if it is difficult to detect as a capacitive proximity sensor, the pinching prevention operation can be accurately realized without malfunction. Even in a state where it can be satisfactorily detected as a capacitive proximity sensor, if the determination circuit determines that an object has touched, if it is determined that pinching has occurred and the pinch prevention operation must be executed, Even if it is a low-dielectric material such as plastic, it is possible to detect the pinching and reliably perform the pinching prevention operation.
That is, according to the open / close body pinching detection device, the pinching detection device has both the advantages of the touch sensor method and the capacitive proximity sensor method, and the configuration of the device is the same as that of the capacitive proximity sensor method. An apparatus with a simple configuration of the degree can be realized. Furthermore, it is possible to secure high attachment of the sensor to a curved door end or the like, and it is possible to improve the reliability of pinching detection with respect to disconnection of the sensor.

本発明によれば、静電容量型の近接センサ(非接触センサ)としての本来の機能を高度に発揮するとともに、物体の接触を検出するタッチセンサとしても機能する簡素なコード型の静電容量センサであって、しかもセンサ本体が全体として可撓性があって各種の湾曲した形状に沿って容易に取り付け可能な静電容量センサが得られる。   According to the present invention, a simple code-type capacitance that exhibits the original function as a capacitance-type proximity sensor (non-contact sensor) at a high level and also functions as a touch sensor that detects contact of an object. It is possible to obtain a capacitive sensor that is a sensor and that is flexible as a whole and can be easily attached along various curved shapes.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(第1形態例)
まず、第1形態例を説明する。
図1(a)は、静電容量センサのセンサ本体1の内部構成を模式的に示す図であり、図1(b)は、センサ本体1の第1作動状態(物体により押し潰された状態)を示す図であり、図1(c)は、センサ本体1の第2作動状態(物体によりさらに押し潰された状態)を示す図である。また、図4(a)は、センサ本体1の全体を示す斜視図であり、図4(b)は、センサ本体1及びその周辺構成を示す水平断面図である。また図5は、センサ本体1の内部構成の具体例(実際の構成の例)を示す図である。また図7は、本例の静電容量センサを含む挟み込み検知装置(検出回路等含む)の概略を示すブロック図である。また、図8及び図9は、静電容量センサの検出回路20等の具体例を示す回路図である。また図10は、近接検知領域とタッチ検知領域を説明する図である。また図11は、検出回路20の動作を説明するタイミングチャートであり、図12は、検出回路20の動作を説明するデータ例を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1A is a diagram schematically showing the internal configuration of the sensor main body 1 of the capacitance sensor, and FIG. 1B is a first operation state of the sensor main body 1 (a state in which the sensor main body 1 is crushed by an object). FIG. 1C is a diagram illustrating a second operating state of the sensor body 1 (a state in which the sensor body 1 is further crushed by an object). FIG. 4A is a perspective view showing the entire sensor body 1, and FIG. 4B is a horizontal sectional view showing the sensor body 1 and its peripheral configuration. FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example (an example of an actual configuration) of the internal configuration of the sensor body 1. FIG. 7 is a block diagram showing an outline of a pinch detection device (including a detection circuit and the like) including the capacitance sensor of this example. 8 and 9 are circuit diagrams showing specific examples of the detection circuit 20 of the capacitance sensor. FIG. 10 is a diagram illustrating the proximity detection area and the touch detection area. FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the detection circuit 20, and FIG. 12 is a diagram showing an example of data for explaining the operation of the detection circuit 20.

センサ本体1は、図1(a)に示すように、導電性の可撓体(例えば、天然ゴム、合成ゴム、又はエラストマをベースとし、適度な可撓性と導電性をもつ材料)より形成され、検出面の側が開口した断面略U字状のシールド電極Sと、導電性の可撓体により形成され、このシールド電極Sの内側に配置された検出電極A,Bと、シールド電極Sと検出電極Aの上面(検出面側の面)とを連結するように、検出面側に配設された低誘電率絶縁材2と、検出電極Bとシールド電極Sを連結する(シールド電極Sに対して検出電極Bを支持する)ように、シールド電極Sの内部底面と検出電極Bの下端部(検出面と反対側の端部)との間に介在するように配設された低誘電率絶縁材3とよりなる。
このセンサ本体1の各検出電極A,Bとシールド電極Sの内部には、前記導電性の可撓体よりも電気抵抗の小さい材料(例えば、銅線)よりなる導線4,5,6が、それぞれ配設されている。なお、これら導線4,5,6の設置位置は、検出方向(図1における上下方向)と直交する平面での曲げに対する当該センサの中立面(曲げ応力がゼロの面)付近に設定されている。
また、シールド電極Sの左右両側の中ほど(検出電極A,Bの間の位置)には、内側に向かって(検出電極A,Bの側に向かって)突出する突出部7が設けられている。
As shown in FIG. 1 (a), the sensor body 1 is formed of a conductive flexible body (for example, a material based on natural rubber, synthetic rubber, or elastomer and having appropriate flexibility and conductivity). A detection electrode A, B formed on the inner side of the shield electrode S, a shield electrode S having a substantially U-shaped cross-section with an opening on the detection surface side, and a conductive flexible body; The low dielectric constant insulating material 2 disposed on the detection surface side, the detection electrode B, and the shield electrode S are connected (to the shield electrode S) so as to connect the upper surface of the detection electrode A (the surface on the detection surface side). Low dielectric constant disposed so as to be interposed between the inner bottom surface of the shield electrode S and the lower end of the detection electrode B (the end opposite to the detection surface) so as to support the detection electrode B). It consists of an insulating material 3.
Inside each of the detection electrodes A and B and the shield electrode S of the sensor main body 1, conductive wires 4, 5, and 6 made of a material (for example, copper wire) having a smaller electric resistance than the conductive flexible body are provided. Each is arranged. In addition, the installation positions of these conducting wires 4, 5, and 6 are set near the neutral surface (surface with zero bending stress) of the sensor with respect to bending in a plane orthogonal to the detection direction (vertical direction in FIG. 1). Yes.
Further, in the middle of the left and right sides of the shield electrode S (position between the detection electrodes A and B), a protruding portion 7 that protrudes inward (toward the detection electrodes A and B) is provided. Yes.

なお、低誘電率絶縁材2と低誘電率絶縁材3は、非導電性の可撓体(例えば、天然ゴム、合成ゴム、又はエラストマをベースとし、適度な可撓性をもち、導電性を持たない材料)よりなり、静電容量センサとしての検出動作に悪影響を及ぼさないように、誘電率の低いものとされている。また、低誘電率絶縁材2は、図5の具体例では、センサ本体1の断面においてセンサ本体1の全体を覆うように設けられる。
また上記センサ本体1は、例えば、各可撓体(シールド電極S、検出電極A,B、低誘電率絶縁材2と低誘電率絶縁材3)を一体に成形することによって、一体物として製造される。
また上記センサ本体1は、図4(a)に示すようなコード型のもので、各可撓体と各導線が長手方向に配設された断面一様のものとなっている。但し、上記センサ本体1は、必ずしも長尺なものでなくてもよく、例えば断面寸法と比較して長手方向(断面に直交する方向)の長さが短いものであってもよいことはいうまでもない。
このような構成のセンサ本体1は、十分小型にすることが可能であるとともに、十分な曲げ加工性や可撓性を有し、長手方向において湾曲した形状とすることが容易であり、スライドドア10の開閉端部の形状に沿ってコンパクトに配置することが十分可能である。また、シールド電極Sのシールド作用により、検出面側(即ち、スライドドア10の端部に対向し、スライドドア10に挟まれる可能性のある位置範囲の側)だけを高い感度とし、他の面を基本的に不感面とすることが可能となる。
The low dielectric constant insulating material 2 and the low dielectric constant insulating material 3 are based on a non-conductive flexible body (for example, natural rubber, synthetic rubber, or elastomer, have moderate flexibility, and have conductivity. The dielectric constant is low so that the detection operation as a capacitance sensor is not adversely affected. In the specific example of FIG. 5, the low dielectric constant insulating material 2 is provided so as to cover the entire sensor body 1 in the cross section of the sensor body 1.
The sensor body 1 is manufactured as a single body by, for example, integrally molding each flexible body (shield electrode S, detection electrodes A and B, low dielectric constant insulating material 2 and low dielectric constant insulating material 3). Is done.
The sensor body 1 is of a cord type as shown in FIG. 4 (a), and has a uniform cross section in which each flexible body and each conductor are arranged in the longitudinal direction. However, the sensor body 1 does not necessarily have to be long. For example, the sensor body 1 may have a shorter length in the longitudinal direction (direction perpendicular to the cross section) than the cross sectional dimension. Nor.
The sensor body 1 having such a configuration can be made sufficiently small, has sufficient bending workability and flexibility, and can be easily curved in the longitudinal direction. It is sufficiently possible to arrange it compactly along the shape of the ten open / close ends. Further, due to the shielding action of the shield electrode S, only the detection surface side (that is, the side of the position range that faces the end portion of the slide door 10 and is likely to be sandwiched by the slide door 10) is made highly sensitive, and the other surface Can be basically insensitive.

ここで、検出電極A,Bは、検出面に対して比較的近い位置と遠い位置にそれぞれ配置されている。この場合、検出電極Aが、主電極に相当し、シールド電極S内の開口部に近い位置に配置されている。一方、検出電極Bが、比較電極に相当し、シールド電極S内の開口部から遠い位置であって、主電極(検出電極A)とシールド電極Sの間の位置(検出電極Aの裏側の位置)に配置されている。
また、検出電極A,Bは、センサ本体1に外力が加わっていない自然状態では、検出面に対向する方向において所定の距離差を持つように離れて配置され、かつシールド電極Sとも接触しないように離れた状態に配置されている(いいかえると、そのように配置されるように、低誘電率絶縁材2と低誘電率絶縁材3が、各電極を連結し相互に支持している)。そして、センサ本体1の検出面が物体の接触により押されると、図1(b)に矢印で示すように、検出面側の検出電極A及び低誘電率絶縁材2の押された部分(長手方向の一部)が奥側に移動するように変形して、検出電極Aが奥側の検出電極Bに接触し、検出電極A,Bのみが相互に導通する第1作動状態となる構成とされている。なお、物体が押す力がある程度の範囲内で斜めに加わっても(図2(c)参照)、同様に第1作動状態になる。次に、センサ本体1の検出面が物体の接触によりさらに押し込まれると、図1(c)に矢印で示すように、検出面側の検出電極A及び低誘電率絶縁材2の押された部分(長手方向の一部)が奥側にさらに移動するように変形するとともに、シールド電極Sの前記突出部7が内側に前進するように変形して、シールド電極Sが検出電極Aと検出電極Bに接触し、検出電極A,B及びシールド電極Sが相互に導通する第2作動状態となる構成とされている。
Here, the detection electrodes A and B are arranged at positions relatively close to and far from the detection surface, respectively. In this case, the detection electrode A corresponds to the main electrode and is disposed at a position near the opening in the shield electrode S. On the other hand, the detection electrode B corresponds to a comparison electrode and is a position far from the opening in the shield electrode S, and a position between the main electrode (detection electrode A) and the shield electrode S (position on the back side of the detection electrode A). ).
Further, the detection electrodes A and B are arranged so as to have a predetermined distance difference in a direction facing the detection surface in a natural state where no external force is applied to the sensor body 1 and do not contact the shield electrode S. (In other words, the low dielectric constant insulating material 2 and the low dielectric constant insulating material 3 connect the electrodes and support each other so that they are arranged in such a manner). When the detection surface of the sensor body 1 is pressed by contact with an object, as shown by arrows in FIG. 1B, the detection electrode A on the detection surface side and the portion where the low dielectric constant insulating material 2 is pressed (longitudinal) (Part of the direction) is deformed so as to move to the back side, the detection electrode A comes into contact with the detection electrode B on the back side, and only the detection electrodes A and B are in a first operation state in which they are electrically connected to each other. Has been. In addition, even if the force which an object pushes is added diagonally within a certain range (refer FIG.2 (c)), it will be in a 1st operation state similarly. Next, when the detection surface of the sensor body 1 is further pushed by contact with an object, the detection electrode A on the detection surface side and the pressed portion of the low dielectric constant insulating material 2 are pressed as shown by arrows in FIG. While (a part of the longitudinal direction) is further deformed so as to move further to the back side, the projecting portion 7 of the shield electrode S is deformed so as to advance inward, so that the shield electrode S becomes the detection electrode A and the detection electrode B. And the detection electrodes A and B and the shield electrode S are in a second operating state in which they are electrically connected to each other.

なお、センサ本体1は、図4(b)に示すように、車両におけるスライドドア10(リヤドア)の開閉端部にブラケット11を介して取り付けられている。なお図4(b)は、スライドドア10が閉じている状態を示しており、この閉状態でスライドドア10は、Bピラー12(フロントドア13とスライドドア10の中間に位置する、車体側の柱部)を挟むようにしてフロントドア13に僅かな隙間で接合している。また、スライドドア10の開閉端部には、フロントドア13の側に突出するヘム部14が形成され、閉状態においてこのヘム部14の先端がフロントドア13の内側に伸びることによって、スライドドア10とフロントドア13の接合部が車外に対して閉じられる。
そしてセンサ本体1は、ヘム部14よりも内側(車内側)に配置され、その検出面が、ヘム部14よりもさらにフロントドア13側に突出した位置になるように、フロントドア13側に突出するブラケット11の先端に例えば接着等によって取り付けられる。
なお実際には、図5の具体例に示すように、センサ本体1の周囲には、保護用のカバー8(可撓性を持つ非導電性の樹脂やゴムよりなるもの)が装着される。
As shown in FIG. 4B, the sensor main body 1 is attached to an open / close end portion of a slide door 10 (rear door) in a vehicle via a bracket 11. FIG. 4B shows a state in which the slide door 10 is closed. In this closed state, the slide door 10 is located on the B-pillar 12 (between the front door 13 and the slide door 10, on the vehicle body side). It is joined to the front door 13 with a slight gap so as to sandwich the column). Further, a hem portion 14 that protrudes toward the front door 13 is formed at the open / close end portion of the slide door 10, and the tip of the hem portion 14 extends inside the front door 13 in the closed state. And the junction part of the front door 13 is closed with respect to the vehicle exterior.
The sensor main body 1 is disposed on the inner side (vehicle inner side) of the hem portion 14 and protrudes toward the front door 13 so that the detection surface thereof is further protruded toward the front door 13 than the hem portion 14. It attaches to the front-end | tip of the bracket 11 to perform by adhesion | attachment etc., for example.
In practice, as shown in the specific example of FIG. 5, a protective cover 8 (made of flexible non-conductive resin or rubber) is attached around the sensor body 1.

また、センサ本体1とセンサ本体1の周辺部分(ブラケット11やヘム部14の全体、又はこれらのセンサ本体1側の部分)の表面には、例えばシリコンテープが貼着されて撥水加工が施されている。なお、撥水コーティングを施してもよいし、又は/及び、撥油コーティングなどの撥油加工を施してもよい。
このような加工が施されていると、この表面に水滴や油滴が付着し難く、付着したとしても撥水又は撥油作用によって分散して流れ落ち易く、誤動作を起こすような大きな水滴等或いは連続する水滴等が発生しないので、前述した水滴等による誤動作の発生可能性が格段に低減される。
Further, for example, silicon tape is attached to the surface of the sensor body 1 and the peripheral portion of the sensor body 1 (the bracket 11 and the hem part 14 or the part on the side of the sensor body 1) to provide a water-repellent finish. Has been. In addition, you may give water-repellent coating and / or oil-repellent processing, such as oil-repellent coating.
If such a process is applied, it is difficult for water and oil droplets to adhere to this surface, and even if they adhere, they are likely to be dispersed and flowed down due to water or oil repellent action, and large water droplets or the like that cause malfunctions or continuous Therefore, the possibility of malfunction caused by the water droplets described above is greatly reduced.

次に、センサ本体1に接続されてセンサ本体1の駆動及び信号処理を行う回路部について説明する。
この回路部は、図7又は図8〜9に示すように、検出電極Aのパルス駆動回路21A、検出電極Bのパルス駆動回路21B、検出電極Aの電荷積分回路22A、検出電極Bの電荷積分回路22B、差分回路23、検波回路24、平滑回路25、電圧調整回路26A、電圧調整回路26B、減算回路27、増幅回路28、及び判定回路29を備える。
ここで、パルス駆動回路21Aと電荷積分回路22Aは、電圧Vrを基準電圧として検出電極Aが構成する浮遊容量をスイッチドキャパシタ動作により電圧に変換する容量検出回路30A(容量検出回路A)を構成している。また、パルス駆動回路21Bと電荷積分回路22Bは、電圧Vrを基準電圧として検出電極Bが構成する浮遊容量をスイッチドキャパシタ動作により電圧に変換する容量検出回路30B(容量検出回路B)を構成している。また、減算回路27と増幅回路28は、減算増幅回路31を構成している。
またこの場合、増幅回路28までがセンサの検出回路20を構成し、増幅回路28の出力TP7が最終的なセンサ出力となっている。なお、基準電圧として使用される電圧Vrは、図示省略した分圧回路によって電源電圧(例えば5V)から生成される一定の電圧(例えば2.5V)である。
Next, a circuit unit that is connected to the sensor body 1 and drives the sensor body 1 and performs signal processing will be described.
As shown in FIG. 7 or FIGS. 8 to 9, this circuit unit includes a pulse drive circuit 21 A for the detection electrode A, a pulse drive circuit 21 B for the detection electrode B, a charge integration circuit 22 A for the detection electrode A, and a charge integration for the detection electrode B. A circuit 22B, a difference circuit 23, a detection circuit 24, a smoothing circuit 25, a voltage adjustment circuit 26A, a voltage adjustment circuit 26B, a subtraction circuit 27, an amplification circuit 28, and a determination circuit 29 are provided.
Here, the pulse drive circuit 21A and the charge integration circuit 22A constitute a capacitance detection circuit 30A (capacitance detection circuit A) that converts the stray capacitance formed by the detection electrode A into a voltage by a switched capacitor operation using the voltage Vr as a reference voltage. is doing. The pulse drive circuit 21B and the charge integration circuit 22B constitute a capacitance detection circuit 30B (capacitance detection circuit B) that converts the stray capacitance formed by the detection electrode B into a voltage by a switched capacitor operation using the voltage Vr as a reference voltage. ing. Further, the subtraction circuit 27 and the amplification circuit 28 constitute a subtraction amplification circuit 31.
In this case, up to the amplifier circuit 28 constitutes the sensor detection circuit 20, and the output TP7 of the amplifier circuit 28 is the final sensor output. The voltage Vr used as the reference voltage is a constant voltage (for example, 2.5 V) generated from the power supply voltage (for example, 5 V) by a voltage dividing circuit (not shown).

図8に示すように、パルス駆動回路21Aは、図示省略した駆動回路によって駆動されて、検出電極Aの接続を高速で切り替えるスイッチSW−A1よりなる。スイッチSW−A1は、コモン端子、グランド端子、Open端子、及びDPA端子(符合省略)を有し、コモン端子が検出電極Aに接続され、グランド端子が車両グランドに接続され、DPA端子が後述するOPアンプ35Aの反転入力に接続されている。またスイッチSW−A1は、図11の最上段に示すように、コモン端子がグランド端子に導通したGND状態と、コモン端子がOpen端子に導通したOpen状態と、コモン端子がDPA端子に導通したDPA接続状態とに、高速で周期的に切り替わる。なお、図8において符号Caで示すキャパシタンスは、検出電極Aにより構成される浮遊容量を示している。   As shown in FIG. 8, the pulse drive circuit 21A includes a switch SW-A1 that is driven by a drive circuit (not shown) and switches the connection of the detection electrode A at high speed. The switch SW-A1 has a common terminal, a ground terminal, an Open terminal, and a DPA terminal (not shown), the common terminal is connected to the detection electrode A, the ground terminal is connected to the vehicle ground, and the DPA terminal is described later. It is connected to the inverting input of the OP amplifier 35A. Further, as shown in the uppermost stage of FIG. 11, the switch SW-A1 includes a GND state in which the common terminal is electrically connected to the ground terminal, an Open state in which the common terminal is electrically connected to the Open terminal, and a DPA in which the common terminal is electrically connected to the DPA terminal. Switching to the connected state periodically at high speed. In FIG. 8, a capacitance indicated by a symbol Ca indicates a stray capacitance formed by the detection electrode A.

パルス駆動回路21Bは、パルス駆動回路21AのスイッチSW−A1と同様のスイッチSW−B1よりなる。スイッチSW−B1は、コモン端子が検出電極Bに接続され、グランド端子が車両グランドに接続され、DPA端子が後述するOPアンプ35Bの反転入力に接続されている。またスイッチSW−B1は、図11の最上段に示すように、スイッチSW−A1と同様に動作する。なお、図8において符号Cbで示すキャパシタンスは、検出電極Bにより構成される浮遊容量を示している。   The pulse drive circuit 21B includes a switch SW-B1 similar to the switch SW-A1 of the pulse drive circuit 21A. The switch SW-B1 has a common terminal connected to the detection electrode B, a ground terminal connected to the vehicle ground, and a DPA terminal connected to an inverting input of an OP amplifier 35B described later. Further, the switch SW-B1 operates in the same manner as the switch SW-A1, as shown in the uppermost stage of FIG. In FIG. 8, the capacitance indicated by the symbol Cb indicates a stray capacitance formed by the detection electrode B.

電荷積分回路22Aは、OPアンプ(オペレーショナルアンプ)35Aと、OPアンプ35Aの帰還回路を構成するスイッチSW−A2及びコンデンサCfaと、OPアンプ35Aの非反転入力にパルス電圧(電圧Vr)を供給する電源回路36Aとを備える。
ここで、コンデンサCfaは、OPアンプ35Aの出力TP1と反転入力間に接続されている。また、スイッチSW−A2は、コンデンサCfaと並列に接続され、コンデンサCfaの両端子間(即ち、OPアンプ35Aの出力と反転入力間)を開閉するスイッチである。またスイッチSW−A2は、図示省略した駆動回路によって駆動され、図11の上から3段目に示すように、スイッチSW−A1がDPA接続状態となる前のOpen状態であるタイミングにおいて、On状態からOff状態に切り替わり、スイッチSW−A1がOpen状態からGND状態に切り替わるタイミングで、Off状態からOn状態に切り替わる。
The charge integration circuit 22A supplies a pulse voltage (voltage Vr) to an OP amplifier (operational amplifier) 35A, a switch SW-A2 and a capacitor Cfa that constitute a feedback circuit of the OP amplifier 35A, and a non-inverting input of the OP amplifier 35A. And a power supply circuit 36A.
Here, the capacitor Cfa is connected between the output TP1 of the OP amplifier 35A and the inverting input. The switch SW-A2 is connected in parallel with the capacitor Cfa and opens / closes between both terminals of the capacitor Cfa (that is, between the output and the inverting input of the OP amplifier 35A). Further, the switch SW-A2 is driven by a drive circuit (not shown) and, as shown in the third stage from the top in FIG. 11, at the timing of the Open state before the switch SW-A1 enters the DPA connection state, the On state Is switched from the Off state to the On state at the timing when the switch SW-A1 is switched from the Open state to the GND state.

また、電源回路36Aの出力は、図11の上から2段目に示すように周期的に変化する。即ち、スイッチSW−A2がOn状態からOff状態に切り替わるタイミングで、グランド電圧から充電電圧(電圧Vr)となり、スイッチSW−A1がDPA接続状態からOpen状態に切り替わった後のタイミングにおいて、充電電圧Vrからグランド電圧に切り替わる。
なお図示省略しているが、シールド電極Sにも同様のパルス電圧(電圧Vr)が供給される。
Further, the output of the power supply circuit 36A changes periodically as shown in the second stage from the top in FIG. That is, at the timing when the switch SW-A2 switches from the On state to the Off state, the charging voltage (voltage Vr) changes from the ground voltage to the charging voltage Vr at the timing after the switch SW-A1 switches from the DPA connection state to the Open state. To the ground voltage.
Although not shown, a similar pulse voltage (voltage Vr) is also supplied to the shield electrode S.

電荷積分回路22Bは、電荷積分回路22Aと同様に、OPアンプ35Bと、その帰還回路を構成するスイッチSW−B2及びコンデンサCfbと、OPアンプ35Bの非反転入力にパルス電圧を供給する電源回路36Bとを備える。
ここで、コンデンサCfbは、OPアンプ35Bの出力TP2と反転入力間に接続されている。また、スイッチSW−B2は、コンデンサCfbと並列に接続され、コンデンサCfbの両端子間(即ち、OPアンプ35Bの出力と反転入力間)を開閉するスイッチである。またスイッチSW−B2は、図11の上から3段目に示すように、スイッチSW−A2と同様に動作する。また、電源回路36Bの出力は、電源回路36Aと同様に、図11の上から2段目に示すように変化する。
Similarly to the charge integration circuit 22A, the charge integration circuit 22B includes an OP amplifier 35B, a switch SW-B2 and a capacitor Cfb constituting the feedback circuit, and a power supply circuit 36B that supplies a pulse voltage to the non-inverting input of the OP amplifier 35B. With.
Here, the capacitor Cfb is connected between the output TP2 of the OP amplifier 35B and the inverting input. The switch SW-B2 is connected in parallel with the capacitor Cfb and opens / closes between both terminals of the capacitor Cfb (that is, between the output and the inverting input of the OP amplifier 35B). Further, the switch SW-B2 operates in the same manner as the switch SW-A2, as shown in the third row from the top in FIG. Further, the output of the power supply circuit 36B changes as shown in the second stage from the top in FIG. 11, similarly to the power supply circuit 36A.

差分回路23は、図8に示すように、OPアンプ37と符合省略した抵抗よりなり、OPアンプ35Aの出力TP1(容量検出回路Aの出力)とOPアンプ35Bの出力TP2(容量検出回路Bの出力)の差分を演算して出力する回路である。この差分回路23は、前記電圧Vrを基準電圧としているため、出力TP1と出力TP2に差がないときには、その出力TP3は基準電圧Vrとなる。
検波回路24は、電圧Vrを基準電圧として差分回路23の出力TP3から信号電圧TP4を抽出する同期検波回路である。この検波回路24は、図11の上から4段目に示すように駆動されるSW−3(各検出電極通電タイミングでオンされるスイッチ)よりなる。
As shown in FIG. 8, the difference circuit 23 is composed of a resistor that is omitted from the OP amplifier 37, and outputs TP1 (output of the capacitance detection circuit A) of the OP amplifier 35A and output TP2 (output of the capacitance detection circuit B of the OP amplifier 35B). This is a circuit that calculates and outputs the difference of the output. Since the difference circuit 23 uses the voltage Vr as a reference voltage, when there is no difference between the output TP1 and the output TP2, the output TP3 becomes the reference voltage Vr.
The detection circuit 24 is a synchronous detection circuit that extracts the signal voltage TP4 from the output TP3 of the difference circuit 23 using the voltage Vr as a reference voltage. The detection circuit 24 is composed of SW-3 (a switch that is turned on at each detection electrode energization timing) as shown in the fourth row from the top in FIG.

平滑回路25は、図8に示すように、OPアンプ38と符合省略した抵抗やコンデンサよりなる積分回路であり、LPF(ローパスフィルタ)として機能して、検波回路24の出力TP4から無用な高周波成分を除去し平滑化する回路である。   As shown in FIG. 8, the smoothing circuit 25 is an integrating circuit composed of a resistor or a capacitor that is omitted from the OP amplifier 38, functions as an LPF (low-pass filter), and uses an unnecessary high-frequency component from the output TP4 of the detection circuit 24. Is a circuit that removes and smoothes.

また、電圧調整回路26A,26Bは、図8に示すように、各検出電極A,Bとグランド間にそれぞれ接続された可変コンデンサVCa,VCbよりなる。これら可変コンデンサVCa,VCbの値は、非検出状態における各容量検出回路A,Bの出力電圧TP1,TP2が等しくなるように、予め設定される。
この電圧調整回路26A,26Bがないと、検出電極Aが検出面近くに配置されていて電荷放出量が多いため、非検出状態であるにもかかわらず、出力電圧TP1の方が出力電圧TP2よりも大きくなってしまう。そこで、これら電圧調整回路26A,26Bを設け、VCa<VCbとして、上記出力TP1,TP2が非検出状態において等しくなるように調整している。
Further, as shown in FIG. 8, the voltage adjustment circuits 26A and 26B are composed of variable capacitors VCa and VCb respectively connected between the detection electrodes A and B and the ground. The values of these variable capacitors VCa and VCb are set in advance so that the output voltages TP1 and TP2 of the capacitance detection circuits A and B in the non-detection state are equal.
Without the voltage adjustment circuits 26A and 26B, the detection electrode A is disposed near the detection surface and the amount of charge emission is large. Therefore, the output voltage TP1 is more than the output voltage TP2 despite the non-detection state. Will also grow. Therefore, these voltage adjustment circuits 26A and 26B are provided to adjust the outputs TP1 and TP2 to be equal in the non-detection state as VCa <VCb.

なお、以上説明した平滑回路25までの回路構成は、先願(WO2004/059343)で提案されたものと基本的に同じ構成である。この先願の明細書には、検波回路24、平滑回路25、及び電圧調整回路26A,26Bに相当する構成要素が開示されていないが、実用的には、このような回路が必要になるのが通常であるからである。但し、上記先願に開示されたものは、差分回路などの基準電圧がグランド電圧(ゼロV)であり、非検出状態におけるセンサ出力がゼロVである点で、本形態例と異なる。   The circuit configuration up to the smoothing circuit 25 described above is basically the same as that proposed in the prior application (WO 2004/059443). The specification of the prior application does not disclose components corresponding to the detection circuit 24, the smoothing circuit 25, and the voltage adjustment circuits 26A and 26B. However, in practice, such a circuit is necessary. This is because it is normal. However, what is disclosed in the prior application is different from the present embodiment in that the reference voltage of the difference circuit or the like is the ground voltage (zero V) and the sensor output in the non-detection state is zero V.

次に、減算回路27は、図9に示すように、OPアンプ39と符合省略した抵抗よりなり、平滑回路25の出力TP5から電圧Vrに相当する値を減算し、この減算結果を増幅(プレ増幅)するものである。
また、増幅回路28は、図9に示すように、OPアンプ40と符合省略した抵抗よりなり、減算回路27の出力TP6からオフセット電圧に相当する値を減算し、この減算結果を増幅(最終増幅)するものである。オフセット電圧は、例えば図9に示すオフセット電圧調整回路41(出力電圧可変式)で生成される。このオフセット電圧調整回路41は、単なる分圧回路(出力電圧が一定のもの)であってもよい。
なお、増幅回路28の出力(OPアンプ40の出力)が、本例におけるセンサ出力TP7となっている。また、上記オフセット電圧は、最終的なセンサ出力TP7を、判定回路29に対応した所定レベルに調整するためのものである。例えば、非検出状態において、平滑回路TP5の出力が電圧Vr(例えば2.5V)のときに、センサ出力TP7が所定の初期値V0(例えば1V)になるように、上記オフセット電圧が設定される。
Next, as shown in FIG. 9, the subtraction circuit 27 is composed of a resistor omitted from the OP amplifier 39, subtracts a value corresponding to the voltage Vr from the output TP5 of the smoothing circuit 25, and amplifies (pre- Amplify).
As shown in FIG. 9, the amplifier circuit 28 is composed of a resistor omitted from the OP amplifier 40, subtracts a value corresponding to the offset voltage from the output TP6 of the subtractor circuit 27, and amplifies the final result (final amplification). ) The offset voltage is generated by, for example, an offset voltage adjustment circuit 41 (variable output voltage type) shown in FIG. The offset voltage adjusting circuit 41 may be a simple voltage dividing circuit (with a constant output voltage).
The output of the amplifier circuit 28 (output of the OP amplifier 40) is the sensor output TP7 in this example. The offset voltage is used to adjust the final sensor output TP7 to a predetermined level corresponding to the determination circuit 29. For example, in the non-detection state, when the output of the smoothing circuit TP5 is a voltage Vr (for example, 2.5V), the offset voltage is set so that the sensor output TP7 becomes a predetermined initial value V0 (for example, 1V). .

以上のように構成された検出回路を含む静電容量センサであると、非検出状態においては、電圧調整回路26A,26Bの作用により各容量検出回路30A,30Bの出力電圧TP1,TP2が等しいため、図11の「初期状態」の個所に示すように、センサの出力(TP3〜TP7までの出力)は基準電圧Vrに対応した値となり、最終的なセンサ出力TP7はこの場合初期値V0(例えば、1V)になる。そして、検出面に物体(誘電体)が接近すると、検出電極A,Bが検出面に対して距離差を持っているため、容量検出回路30Aの出力電圧TP1の方が、容量検出回路30Bの出力電圧TP2よりも大きくなり、その結果、図11の「近接検知状態」の個所に示すように、センサ出力TP7が増大して基準電圧Vrに対応した初期値V0よりも格段に大きくなる。また、検出面に物体(誘電体又は非誘電体)が接触して各検出電極A,Bが相互に接触して導通する第1作動状態になると、電圧調整回路26A,26Bの存在により、出力電圧TP1が出力電圧TP2よりも逆に小さくなり、図11の「タッチ検知状態」の個所に示すように、センサ出力TP7が初期値V0よりも減少してほぼゼロVになる。また、各検出電極A,Bとシールド電極Sが相互に接触して導通する第2作動状態になっても、同様に、センサ出力TP7が初期値V0よりも減少してほぼゼロVになる。   In the case of the capacitance sensor including the detection circuit configured as described above, in the non-detection state, the output voltages TP1 and TP2 of the capacitance detection circuits 30A and 30B are equal due to the action of the voltage adjustment circuits 26A and 26B. 11, the sensor output (outputs from TP3 to TP7) has a value corresponding to the reference voltage Vr, and the final sensor output TP7 in this case is an initial value V0 (for example, 1V). When an object (dielectric material) approaches the detection surface, the detection electrodes A and B have a distance difference with respect to the detection surface, so that the output voltage TP1 of the capacitance detection circuit 30A is higher than that of the capacitance detection circuit 30B. As a result, the sensor output TP7 increases and becomes much larger than the initial value V0 corresponding to the reference voltage Vr, as shown in the “proximity detection state” portion of FIG. Also, when an object (dielectric or non-dielectric) comes into contact with the detection surface and the detection electrodes A and B come into contact with each other and become in a first operating state, the output is caused by the presence of the voltage adjustment circuits 26A and 26B. The voltage TP1 becomes smaller than the output voltage TP2, and the sensor output TP7 decreases from the initial value V0 to almost zero V as shown in the “touch detection state” in FIG. Similarly, even if the detection electrodes A and B and the shield electrode S are brought into contact with each other and become in the second operating state, the sensor output TP7 is reduced from the initial value V0 to almost zero V.

なお、各検出電極A,Bが接触して導通するとセンサ出力TP7がゼロVになる原理は次のように説明できる。即ち、各検出電極A,Bが導通すると、回路としては、図8に点線で示すような接触抵抗が形成されたことになる。このような回路になると、電圧調整回路26Aの可変コンデンサVCaの方が、電圧調整回路26Bの可変コンデンサVCbより小さく設定されているために、出力TP1の方がHPF(ハイパスフィルタ)的特性を示し、出力TP1の方が逆にLPF(ローパスフィルタ)的特性を示すことになって、誘電体の接近状態に無関係に、出力電圧TP1が出力電圧TP2よりも逆に小さくなる。このため、サンプリング時の差分回路23の出力TP3は略ゼロVになり、平滑回路25以降の出力TP5〜TP7は全て略ゼロVになる。
図12(a)は、各検出電極A,Bが導通した状態(タッチ検知状態)における出力電圧TP1,TP2の波形データ例(横軸は時間)である。各検出電極A,Bが導通すると、出力電圧TP1,TP2の関係が必ずこのような大小関係となって、センサ出力TP7がゼロVになる。
The principle that the sensor output TP7 becomes zero V when the detection electrodes A and B come into contact with each other can be explained as follows. That is, when the detection electrodes A and B are brought into conduction, a contact resistance as shown by a dotted line in FIG. 8 is formed as a circuit. In such a circuit, since the variable capacitor VCa of the voltage adjustment circuit 26A is set smaller than the variable capacitor VCb of the voltage adjustment circuit 26B, the output TP1 exhibits HPF (high-pass filter) characteristics. The output TP1 exhibits an LPF (low-pass filter) characteristic on the contrary, and the output voltage TP1 becomes smaller than the output voltage TP2 regardless of the approaching state of the dielectric. For this reason, the output TP3 of the difference circuit 23 at the time of sampling becomes substantially zero V, and the outputs TP5 to TP7 after the smoothing circuit 25 all become substantially zero V.
FIG. 12A is an example of waveform data (the horizontal axis is time) of the output voltages TP1 and TP2 when the detection electrodes A and B are in a conductive state (touch detection state). When the detection electrodes A and B are turned on, the relationship between the output voltages TP1 and TP2 always becomes such a magnitude relationship, and the sensor output TP7 becomes zero V.

このため、本例の静電容量センサは、WO2004/059343で提案された静電容量センサ(近接センサとしてのみ機能するもの)と略同等の簡素な構成でありながら、物体の接触を検出するタッチセンサとしても機能する。なお、本願の静電容量センサは、同一の検出回路の出力TP7を物体の接近と接触に対する共通のセンサ出力としており、このセンサ出力TP7が物体の接近と接触に対して基本的に逆方向に変化して物体の接近又は接触を検出するものであるため、検出回路や信号処理の切り替え無しに物体の接近と接触をリアルタイムかつ連続的に検出できるという優れた特長を持つ。
なお、図12(b)は、誘電体がセンサ本体1に接近してきた場合の、センサ出力TP7の変化を示すデータ例である。誘電体がセンサ本体1に接近すると、既述したようにセンサ出力TP7が増加し、近接検知しきい値電圧を超えた時点で近接検知状態となる。そして、誘電体がセンサ本体1の検出面に対してさらに移動し、検出面に接触して検出電極A,Bを導通させると、センサ出力TP7は瞬時に減少して略ゼロVになり、タッチ検知状態となる。このように本センサによれば、物体(誘電体)の接近と接触をリアルタイムかつ連続的に検出できる。
また、図12(c)は、非誘電体がセンサ本体1に接近してきた場合の、センサ出力TP7の変化を示すデータ例である。非誘電体がセンサ本体1に接近する場合、静電容量の変化が無いため、センサ出力TP7は基準電圧に対応した値V0のままに維持され、近接検知状態とはならない。しかし、誘電体がセンサ本体1の検出面に対してさらに移動し、検出面に接触して検出電極A,Bを導通させると、センサ出力TP7は瞬時に減少して略ゼロVになり、タッチ検知状態となる。このように本センサによれば、物体(非誘電体)の接触をリアルタイムで検出できる。
For this reason, the capacitive sensor of this example has a simple configuration substantially equivalent to that of the capacitive sensor proposed in WO 2004/059343 (which functions only as a proximity sensor), but detects a touch of an object. It also functions as a sensor. Note that the capacitance sensor of the present application uses the output TP7 of the same detection circuit as a common sensor output for the approach and contact of an object, and the sensor output TP7 is basically in the opposite direction to the approach and contact of the object. Since it changes and detects the approach or contact of an object, it has an excellent feature that it can detect the approach and contact of an object in real time and continuously without switching a detection circuit or signal processing.
FIG. 12B is a data example showing a change in the sensor output TP7 when the dielectric approaches the sensor body 1. When the dielectric approaches the sensor body 1, the sensor output TP7 increases as described above, and the proximity detection state is entered when the proximity detection threshold voltage is exceeded. When the dielectric further moves relative to the detection surface of the sensor body 1 and makes contact with the detection electrodes A and B by contacting the detection surface, the sensor output TP7 decreases instantaneously and becomes substantially zero V, and touch It becomes a detection state. Thus, according to this sensor, the approach and contact of an object (dielectric material) can be detected continuously in real time.
FIG. 12C is a data example showing a change in the sensor output TP7 when a non-dielectric material approaches the sensor body 1. When the non-dielectric material approaches the sensor main body 1, since the capacitance does not change, the sensor output TP7 is maintained at the value V0 corresponding to the reference voltage and does not enter the proximity detection state. However, when the dielectric further moves relative to the detection surface of the sensor body 1 and makes contact with the detection electrodes A and B by contacting the detection surface, the sensor output TP7 decreases instantaneously and becomes substantially zero V, and touch It becomes a detection state. As described above, according to the present sensor, contact of an object (non-dielectric material) can be detected in real time.

また、本例の静電容量センサは、静電容量センサ(近接センサ)としての基本原理が、WO2004/059343で提案されたものと全く同様であるため、同出願明細書に記載されているように、空間的に開放された領域を検出範囲とし、周囲物体の影響を回避して誤動作の少ない近接検出が可能である(即ち、近接センサとしての本来の機能も高度に発揮できる)。
また、本例の静電容量センサは、平滑回路25の出力から電圧Vrに相当する値を減算し、この減算結果を増幅する減算増幅回路31を設け、この減算増幅回路31の出力をセンサ出力としている。このため、電圧Vrに相当する値が減算されたものが増幅前のセンサ出力とされるため、物体の接近又は接触による変化分だけが増幅前に取り出されて、出力信号の変化幅が必要最小限に抑えられるため、センサ出力の取り扱い(平滑回路後流での既述した信号増幅やオフセット処理、或いは後述する判定処理)が容易になる。
In addition, since the basic principle of the capacitance sensor of this example as a capacitance sensor (proximity sensor) is exactly the same as that proposed in WO 2004/059343, it is described in the specification of the application. In addition, a spatially open area is used as a detection range, and proximity detection with few malfunctions can be performed by avoiding the influence of surrounding objects (that is, the original function as a proximity sensor can be exhibited to a high degree).
Further, the capacitance sensor of this example includes a subtraction amplification circuit 31 that subtracts a value corresponding to the voltage Vr from the output of the smoothing circuit 25 and amplifies the subtraction result, and outputs the output of the subtraction amplification circuit 31 as a sensor output. It is said. Therefore, since the sensor output before amplification is obtained by subtracting the value corresponding to the voltage Vr, only the change due to the approach or contact of the object is taken out before amplification, and the change width of the output signal is the minimum necessary. Therefore, the sensor output can be easily handled (signal amplification and offset processing described later in the downstream of the smoothing circuit, or determination processing described later).

また、本例の静電容量センサは、断線に対する信頼性も高いものとなっている。
まず、検出電極Aが断線している場合(断線箇所が先端側でない場合)には、検出電極Aからの電荷の放出が減少し、センサ出力TP7が定常的に低下するため、これを検出することによって、この検出電極Aの断線が検知できる。また本例では、検出電極Aが断線していてこの断線箇所より先端側で物体の接触があった場合も、第2作動状態となった時点で、検出電極Bとシールド電極Sが導通状態となるため、これによりセンサ出力TP7が略ゼロVになり、確実に物体の接触状態が検出される。検出電極Bとシールド電極Sとが相互に接触して導通すると、検出電極Bからの電荷の放出が増大し、センサ出力が基準電圧Vrに対応した値よりも他方向に変化する(この場合、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であるため、センサ出力TP7は減少してほぼゼロになる)からである。
また、検出電極Bが断線していてこの断線箇所より先端側で物体の接触があった場合も、第2作動状態となった時点で、検出電極Aとシールド電極Sが導通状態となるため、これによりセンサ出力TP7がこの場合最大電圧となり、確実に物体が検出される。というのは、検出電極Aとシールド電極とが相互に接触して導通すると、検出電極Aからの電荷の放出が増大し、センサ出力TP7が基準電圧Vrに対応した値よりも一方向に変化する(この場合、容量検出回路Aの出力が差分回路の非反転入力であるため、増大して最大電圧になる)からである。但し、本例の場合には、センサ出力TP7が増加した場合には、物体の接近としてこの物体の接触が検出される。なお、例えば後述する制御回路50の制御処理によって上記センサ出力TP7の最大電圧への増加を判定することによって、検出電極Bが断線している場合の物体の接触を、接触として検知する構成とすることも可能である。
In addition, the capacitance sensor of this example has high reliability against disconnection.
First, when the detection electrode A is disconnected (when the disconnection portion is not at the tip side), the discharge of electric charge from the detection electrode A is reduced, and the sensor output TP7 is constantly reduced. Thus, disconnection of the detection electrode A can be detected. Further, in this example, even when the detection electrode A is disconnected and an object comes into contact with the tip side of the disconnection point, the detection electrode B and the shield electrode S are in a conductive state when the second operation state is reached. As a result, the sensor output TP7 becomes substantially zero V, and the contact state of the object is reliably detected. When the detection electrode B and the shield electrode S are brought into contact with each other and become conductive, the discharge of charge from the detection electrode B increases, and the sensor output changes in the other direction than the value corresponding to the reference voltage Vr (in this case, This is because the output of the capacitance detection circuit A is a non-inverting input of the difference circuit, so that the sensor output TP7 decreases and becomes almost zero).
In addition, even when the detection electrode B is disconnected and an object is in contact with the tip side of the disconnection point, the detection electrode A and the shield electrode S are in a conductive state at the time when the second operation state is established. Thereby, the sensor output TP7 becomes the maximum voltage in this case, and the object is reliably detected. This is because when the detection electrode A and the shield electrode are brought into contact with each other and conducted, the discharge of charge from the detection electrode A increases, and the sensor output TP7 changes in one direction from the value corresponding to the reference voltage Vr. (In this case, since the output of the capacitance detection circuit A is the non-inverting input of the difference circuit, it increases to the maximum voltage). However, in the case of this example, when the sensor output TP7 increases, the contact of this object is detected as the approach of the object. Note that, for example, by determining the increase in the sensor output TP7 to the maximum voltage by a control process of the control circuit 50 described later, the contact of the object when the detection electrode B is disconnected is detected as a contact. It is also possible.

次に判定回路29について説明する。
判定回路29は、センサ出力TP7が非検出状態での初期値V0(例えば1V)よりも増加方向に変化することに基づいて検出面に物体(誘電体)が接近したと判定し、センサ出力TP7が初期値V0よりも減少方向に変化することに基づいて検出面に物体(誘電体及び非誘電体)が接触したと判定する回路であり、この場合はコンパレータ42,43よりなる。コンパレータ42は、センサ出力TP7と近接検知しきい値電圧(例えば1.2V以上)を比較し、センサ出力TP7が増加して近接検知しきい値電圧を上回ると出力(近接検知出力)をオンする回路である。一方、コンパレータ43は、センサ出力TP7とタッチ検知しきい値電圧(例えば0.5V)を比較し、センサ出力TP7が減少してタッチ検知しきい値電圧を下回ると出力(タッチ検知出力)をオンする回路である。なお、タッチ検知しきい値電圧は、ゼロV〜初期値V0未満の範囲における一定値でよい。但し、近接検知しきい値電圧は、全閉位置付近での周辺部材の影響を考慮して、例えば既述した特許文献3のように、学習データに基づきドア位置に対して変化させてもよい。この場合図10に示すように、近接検知しきい値電圧が最大電圧(例えば、電源電圧である5V)を越える飽和領域は、近接検知ができない。
Next, the determination circuit 29 will be described.
The determination circuit 29 determines that the object (dielectric material) has approached the detection surface based on the sensor output TP7 changing in an increasing direction from the initial value V0 (for example, 1 V) in the non-detection state, and the sensor output TP7. Is a circuit that determines that an object (dielectric material and non-dielectric material) is in contact with the detection surface based on a change in a decreasing direction from the initial value V0. In this case, the circuit includes comparators 42 and 43. The comparator 42 compares the sensor output TP7 with a proximity detection threshold voltage (for example, 1.2 V or more), and turns on the output (proximity detection output) when the sensor output TP7 increases and exceeds the proximity detection threshold voltage. Circuit. On the other hand, the comparator 43 compares the sensor output TP7 with the touch detection threshold voltage (for example, 0.5V), and turns on the output (touch detection output) when the sensor output TP7 decreases and falls below the touch detection threshold voltage. It is a circuit to do. The touch detection threshold voltage may be a constant value in a range from zero V to less than the initial value V0. However, the proximity detection threshold voltage may be changed with respect to the door position based on learning data, for example, as described in Patent Document 3 described above in consideration of the influence of peripheral members near the fully closed position. . In this case, as shown in FIG. 10, the proximity detection cannot be performed in a saturation region where the proximity detection threshold voltage exceeds the maximum voltage (for example, 5 V which is the power supply voltage).

そして、上述した判定回路29の判定結果(近接検知出力とタッチ検知出力)は、電動スライドドアの制御回路50において、例えば次のように利用される。即ち、静電容量型近接センサとしての、近接検知が問題なく可能な近接検知領域(例えば、図10に示すようにセンサ出力の飽和が起きない範囲、或いは、既述した機構的ガタなどによる誤検知発生が生じない、より限定された範囲)においては、前記近接検知出力がオンになると挟み込みが発生した(或いは挟み込みの恐れがある)として挟み込み防止動作を実行する。また、図10に示すように、上記近接検知領域を含む全範囲において、前記タッチ検知出力がオンになると挟み込みが発生した(或いは挟み込みの恐れがある)として挟み込み防止動作を実行する。
なお、制御回路50のCPUを含むマイクロコンピュータに、センサ出力TP7の信号(図示省略したD/Aコンバータでデジタル化したもの)を入力し、制御回路50の制御処理(例えば、前述した検出電極Aの断線検知や、検出電極Bが断線しているときの物体接触判定処理)に利用するようにしてもよい。
The determination results (proximity detection output and touch detection output) of the determination circuit 29 described above are used, for example, in the following manner in the control circuit 50 for the electric sliding door. That is, as a capacitive proximity sensor, a proximity detection region in which proximity detection is possible without any problem (for example, a range in which the sensor output does not saturate as shown in FIG. 10 or an error due to the mechanical play described above). In a more limited range in which no detection occurs, when the proximity detection output is turned on, the pinching prevention operation is executed because pinching has occurred (or there is a risk of pinching). Further, as shown in FIG. 10, in the entire range including the proximity detection area, when the touch detection output is turned on, the pinch prevention operation is executed because pinching has occurred (or there is a risk of pinching).
The sensor output TP7 signal (digitized by a D / A converter not shown) is input to a microcomputer including the CPU of the control circuit 50, and the control process of the control circuit 50 (for example, the detection electrode A described above). May be used for detection of disconnection of an object or object contact determination processing when the detection electrode B is disconnected.

以上説明した静電容量センサよりなる挟み込み検知装置であると、次のような効果が得られる。
(1)車両ドアの湾曲した開閉端部に沿うように検出エリアを配置することができる(即ち、不感帯をなくすことができる)とともに、シールド電極Sによって指向性を開閉端部に接近する方向だけに制限することが可能で、誤動作の可能性が低い。
(2)また本センサは、検出電極やシールド電極を含めて本体全体が可撓体で構成されているため、本体が全体的に可撓性を有している。このため、取り付け箇所(ドア端)の形状に合わせて湾曲させた形状に予め成形しておく必要は、必ずしも無く、また各種形状の取り付け箇所に組立現場で柔軟に適合させて取り付けること(現場合わせ)が可能であり、部品の共用化や、このセンサを取り付ける製品(この場合、車両)の生産性向上が図れる。
(3)近接検知領域においては、対象物である人体等の誘電体を非接触で検知できるので、挟み込み又は挟み込み発生の恐れを早期に判断し、挟み込み荷重をほとんど生じることなく、挟み込み防止動作(開閉体の閉動作の停止、或いはさらに所定量の開動作)を実行可能である。
(4)差分電荷転送型の静電容量センサを使用しているので、ノイズに強く高感度な検知が可能である。
With the pinching detection device including the capacitance sensor described above, the following effects can be obtained.
(1) The detection area can be arranged along the curved open / close end of the vehicle door (that is, the dead zone can be eliminated), and the directivity of the shield electrode S only in the direction approaching the open / close end. The possibility of malfunction is low.
(2) In addition, since the entire main body including the detection electrode and the shield electrode is made of a flexible body, the main body has flexibility as a whole. For this reason, it is not always necessary to shape it in advance according to the shape of the attachment location (door end), and it is necessary to flexibly adapt to the attachment location of various shapes at the assembly site. ) Is possible, and it is possible to share parts and improve the productivity of a product (in this case, a vehicle) to which this sensor is attached.
(3) In the proximity detection region, since a dielectric such as a human body that is an object can be detected in a non-contact manner, the risk of pinching or pinching occurrence is determined at an early stage, and pinching prevention operation (with little pinching load) ( The closing operation of the opening / closing body can be stopped, or a predetermined amount of opening operation) can be executed.
(4) Since a differential charge transfer type electrostatic capacity sensor is used, detection with high sensitivity to noise is possible.

(5)静電容量型近接センサとして良好に検出可能な状態(上述した近接検知領域にスライドドアが位置する状態)では、例えば物体が接近したと判定回路29で判定したとき(近接検知出力がオンとなったとき)に、制御回路50で挟み込みが生じたと判定して挟み込み防止動作を実行するようにすれば、挟み込み防止動作が感圧スイッチを使用した従来よりも低い荷重で早く実行できる。また、例えば全範囲において、物体が接触したと判定回路29で判定したとき(タッチ検知出力がオンとなったとき)に、制御回路50で必ず挟み込みが生じたと判定して挟み込み防止動作を実行するようにすれば、静電容量型近接センサとして良好に検出困難な状態(上述した近接検知領域以外にスライドドアが位置する状態)であっても、上記タッチ検知によって誤動作なく的確に挟み込み防止動作が実現できる。また、上記タッチ検知によって、物体がプラスチックなどの低誘電体であっても検知して挟み込み防止動作を確実に実行できるようになる。つまり、本例のセンサを使用した開閉体挟み込み検知装置によれば、タッチセンサ方式の利点と静電容量型近接センサ方式の利点を併せ持つ挟み込み検知装置であって、しかも装置構成は、静電容量型近接センサ方式と同程度の簡素な構成の装置が実現できる。 (5) In a state where it can be satisfactorily detected as a capacitive proximity sensor (a state where the slide door is located in the proximity detection region described above), for example, when the determination circuit 29 determines that an object has approached (the proximity detection output is If the control circuit 50 determines that pinching has occurred and executes the pinching prevention operation when the control circuit 50 is turned on, the pinching prevention operation can be performed earlier with a lower load than the conventional one using a pressure sensitive switch. For example, when the determination circuit 29 determines that an object has touched the entire range (when the touch detection output is turned on), the control circuit 50 always determines that pinching has occurred and executes the pinching prevention operation. By doing so, even if the capacitive proximity sensor is in a state where it is difficult to detect well (a state where the sliding door is located outside the proximity detection area described above), the touch detection can accurately prevent pinching without malfunction. realizable. In addition, by the touch detection, the object can be detected even if it is a low dielectric material such as plastic, and the pinching prevention operation can be reliably executed. In other words, according to the open / closed body pinching detection device using the sensor of this example, the pinching detection device has both the advantages of the touch sensor method and the capacitive proximity sensor method, and the device configuration has a capacitance. A device having a simple configuration similar to that of the type proximity sensor method can be realized.

(6)また本センサは、物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず検出電極Aと検出電極Bが相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、検出電極A、検出電極B、及びシールド電極Sが相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成である。これにより、物体の接触が2段階に検出可能となるため、断線に対して、検出の信頼性が向上する。既述したように、例えば、検出電極Aが断線しても、検出電極Bとシールド電極Sの接触によって、物体の接触を検出可能であり、検出電極Bが断線しても、検出電極Aとシールド電極Sの接触によって、物体の接触を検出可能であり、シールド電極Sが断線しても、検出電極Aと検出電極Bの接触によって、物体の接触を検出可能だからである。 (6) In addition, this sensor is pushed and deformed by the contact of the object from the detection direction. First, the detection electrode A and the detection electrode B come into contact with each other so that the contact of the object can be detected. The detection electrode A, the detection electrode B, and the shield electrode S are in contact with each other so that the contact of the object can be detected. Thereby, since the contact of an object can be detected in two stages, the detection reliability is improved against disconnection. As described above, for example, even if the detection electrode A is disconnected, the contact of the object can be detected by the contact between the detection electrode B and the shield electrode S. Even if the detection electrode B is disconnected, the detection electrode A This is because the contact of the object can be detected by the contact of the shield electrode S, and even if the shield electrode S is disconnected, the contact of the object can be detected by the contact of the detection electrode A and the detection electrode B.

(7)また本例では、各検出電極A,B及びシールド電極Sの内部に、各電極を構成する可撓体よりも電気抵抗の小さい材料よりなる導線4〜6を、当該センサの長手方向に沿って配設し、これら導線の設置位置を、検出方向と直交する平面での曲げに対する当該センサの中立面付近に設定した。このため、まず第1に、各電極の抵抗分布を低減することができる。一般的に導電性ゴムなど導電性材料は金属導線などに比べて抵抗値が高いため、変調電気駆動した場合その抵抗値の影響で波形がなまってしまい、給電点の近くと遠くでは検知性能に差が出来てしまう。特に長尺になった場合はこの悪影響が大きい。しかし、上述したように導線を設ければ、全体的に抵抗値を下げて、このような弊害を解消できる利点がある。次いで第2に、給電又は信号取り出しのためのケーブルとの接続(検出回路側との接続)が、上記導線を介して容易に可能となる利点がある。
また、上記導線が中立面付近に設置されていることによって、次の効果が得られる。即ち、上記導線が十分な伸縮性を有さない材料よりなる場合であっても、上記曲げによって上記導線に加わる応力はゼロ又は僅かであるため、上記曲げがストレスなく行い易いという本センサの特性を維持することができ、ドア端などの形状に合わせて湾曲させて本センサを取り付けることの容易性を高く維持できる。
(8)また本例のセンサは、表面に撥水加工又は/及び撥油加工が施されている。このため、既述したように、水分又は油分による誤作動の発生可能性を低減できる効果がある
(7) Moreover, in this example, the conducting wires 4 to 6 made of a material having a smaller electric resistance than the flexible body constituting each electrode are provided in the detection electrodes A and B and the shield electrode S in the longitudinal direction of the sensor. The installation position of these conductors was set near the neutral plane of the sensor against bending in a plane orthogonal to the detection direction. For this reason, first, the resistance distribution of each electrode can be reduced. In general, conductive materials such as conductive rubber have a higher resistance value than that of metal conductors, etc., so that when modulated electric drive is applied, the waveform becomes distorted due to the effect of the resistance value. There will be a difference. This adverse effect is particularly significant when the length is long. However, providing a conducting wire as described above has the advantage of reducing such an adverse effect by reducing the overall resistance value. Next, secondly, there is an advantage that connection with a cable for power feeding or signal extraction (connection with the detection circuit side) can be easily performed through the conductive wire.
Moreover, the following effect is acquired because the said conducting wire is installed in the neutral surface vicinity. That is, even if the conducting wire is made of a material that does not have sufficient stretchability, the stress applied to the conducting wire by the bending is zero or slight, so the characteristic of the sensor that the bending is easy to perform without stress. Therefore, it is possible to maintain the ease of attaching the present sensor by curving it according to the shape of the door end or the like.
(8) Further, the sensor of this example is subjected to water-repellent processing and / or oil-repellent processing on the surface. For this reason, as described above, there is an effect of reducing the possibility of malfunction due to moisture or oil.

(第2形態例)
次に、図2によって、第2形態例を説明する。なお、第1形態例と同様の構成については、説明を省略する(他の形態例も同様)。
図2(a)は、本例の静電容量センサにおけるセンサ本体1Aの内部構成を模式的に示す図であり、図2(b)は、センサ本体1Aの第1作動状態(物体により押し潰された状態)を示す図であり、図2(c)は、センサ本体1Aの第1作動状態(物体により斜め方向から押し潰された状態)を示す図であり、図2(d)は、センサ本体1の第2作動状態(物体によりさらに押し潰された状態)を示す図である。
本例は、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず検出電極Aとシールド電極Sが相互に接触した第1作動状態(図2(b)又は図2(c)参照)となって物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、検出電極A、検出電極B、及びシールド電極Sが相互に接触した第2作動状態(図2(d)参照)となって物体の接触が検出可能となる態様である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure similar to a 1st form example (other form examples are also the same).
FIG. 2A is a diagram schematically showing the internal configuration of the sensor main body 1A in the capacitance sensor of this example, and FIG. 2B is a diagram illustrating the first operating state of the sensor main body 1A (crushing by an object). 2 (c) is a diagram illustrating a first operation state of the sensor body 1A (a state in which the sensor body 1C is crushed from an oblique direction), and FIG. It is a figure which shows the 2nd operation state (state which was further crushed by the object) of the sensor main body.
In this example, when the sensor is pushed from the detection direction and deformed by contact with an object, the detection electrode A and the shield electrode S are first in contact with each other (FIG. 2B or FIG. 2C). ))), The contact of the object can be detected, and by further deformation, the detection electrode A, the detection electrode B, and the shield electrode S are in contact with each other (see FIG. 2D). Thus, the contact of the object can be detected.

次に図14(a)は、誘電体が本例のセンサ本体1Aに接近してきた場合の、センサ出力TP7の変化を示すデータ例である。誘電体がセンサ本体1Aに接近すると、既述したようにセンサ出力TP7が増加し、近接検知しきい値電圧を超えた時点で近接検知状態となる。そして、誘電体がセンサ本体1Aの検出面に対してさらに移動し、検出面に接触して検出電極Aとシールド電極Sを接触させ導通させる第1作動状態になると、センサ出力TP7は瞬時に増大して最大となり、近接検知状態が維持される(或いはさらに、例えば制御回路50の処理によって物体が接触したことが判定される)。また、誘電体がさらに移動し、検出電極A、検出電極B、及びシールド電極Sが相互に接触した第2作動状態になると、センサ出力TP7は瞬時に減少して略ゼロVになり、タッチ検知状態となる。このように本センサによれば、物体(誘電体)の接近と接触をリアルタイムかつ連続的に検出でき、しかも接触状態を2段階に検知できる。   Next, FIG. 14A is a data example showing a change in the sensor output TP7 when the dielectric approaches the sensor body 1A of the present example. When the dielectric approaches the sensor body 1A, the sensor output TP7 increases as described above, and the proximity detection state is entered when the proximity detection threshold voltage is exceeded. When the dielectric further moves with respect to the detection surface of the sensor body 1A and comes into contact with the detection surface to bring the detection electrode A and the shield electrode S into contact with each other, the sensor output TP7 increases instantaneously. Thus, the proximity detection state is maintained (or, further, for example, it is determined that the object is in contact by the processing of the control circuit 50). Further, when the dielectric further moves and the detection electrode A, the detection electrode B, and the shield electrode S come into the second operation state, the sensor output TP7 is instantaneously decreased to substantially zero V, and touch detection is performed. It becomes a state. Thus, according to this sensor, the approach and contact of an object (dielectric material) can be detected continuously in real time, and the contact state can be detected in two stages.

また図14(b)は、非誘電体がセンサ本体1Aに接近してきた場合の、センサ出力TP7の変化を示すデータ例である。非誘電体がセンサ本体1Aに接近する場合、静電容量の変化が無いため、センサ出力TP7は基準電圧に対応した値V0のままに維持され、近接検知状態とはならない。しかし、誘電体がセンサ本体1Aの検出面に対してさらに移動し、検出面に接触して検出電極Aとシールド電極Sを接触させ導通させる第1作動状態になると、センサ出力TP7は瞬時に増大して最大となり、近接検知状態となる(或いはさらに、例えば制御回路50の処理によって物体が接触したことが判定される)。また、誘電体がさらに移動し、検出電極A、検出電極B、及びシールド電極Sが相互に接触した第2作動状態になると、センサ出力TP7は瞬時に減少して略ゼロVになり、タッチ検知状態となる。このように本センサによれば、物体(非誘電体)の接触をリアルタイムで、しかも2段階で検出できる。   FIG. 14B is a data example showing a change in the sensor output TP7 when a non-dielectric material approaches the sensor body 1A. When the non-dielectric material approaches the sensor main body 1A, since there is no change in the capacitance, the sensor output TP7 is maintained at the value V0 corresponding to the reference voltage and does not enter the proximity detection state. However, when the dielectric further moves with respect to the detection surface of the sensor body 1A and comes into contact with the detection surface to bring the detection electrode A and the shield electrode S into contact with each other, the sensor output TP7 increases instantaneously. And the proximity detection state is reached (or, further, for example, it is determined that the object has touched by the processing of the control circuit 50). Further, when the dielectric further moves and the detection electrode A, the detection electrode B, and the shield electrode S come into the second operation state, the sensor output TP7 is instantaneously decreased to substantially zero V, and touch detection is performed. It becomes a state. As described above, according to the present sensor, contact of an object (non-dielectric material) can be detected in real time and in two stages.

なお本例では(即ち、図14のようにしきい値を設定した構成では)、第1作動状態になった場合、物体の接触が接近として検知される。しかし、例えば、近接検知しきい値電圧と最大電圧との間(最大電圧の近く)に、第2のタッチ検知しきい値電圧を設定して、上記センサ出力TP7の最大電圧への増加を検出するようにすれば(即ち、例えば、上記第2のタッチ検知しきい値電圧を超えた場合には、接近検知状態からタッチ検知状態に判定結果が切り替わるような判定回路を設けるか、或いは、センサ出力TP7が第2のタッチ検知しきい値電圧を超えたことを制御回路50で読み取ってタッチ検知状態と制御回路50が最終判定する構成とすれば)、物体の接触(第1作動状態)を、接近としてではなく、接触として検知できる。但し、近接検知しきい値電圧は、図10で説明したように、ドアの全閉側に向かって増加させる必要があるため、ドアの全閉近くの範囲では、上記第2のタッチ検知しきい値電圧の設定は困難である。   In this example (that is, in a configuration in which a threshold value is set as shown in FIG. 14), contact with an object is detected as approach when the first operating state is reached. However, for example, a second touch detection threshold voltage is set between the proximity detection threshold voltage and the maximum voltage (near the maximum voltage) to detect an increase in the sensor output TP7 to the maximum voltage. If so, for example, if the second touch detection threshold voltage is exceeded, a determination circuit that switches the determination result from the approach detection state to the touch detection state is provided, or the sensor If the control circuit 50 reads that the output TP7 has exceeded the second touch detection threshold voltage, the touch detection state and the control circuit 50 finally determine), and the contact of the object (first operation state) is determined. , It can be detected as contact, not as approach. However, since the proximity detection threshold voltage needs to be increased toward the fully closed side of the door as described with reference to FIG. 10, the second touch detection threshold is set in the range near the fully closed door. Setting the value voltage is difficult.

また図13は、本形態例(第2形態例)の変形例であり、物体が接触しセンサを押し込んでも第2作動状態にならない態様(検出電極Aとシールド電極Sのみが接触した状態が維持される構成の場合)の動作を説明する図である。このうち、図13(a)は、誘電体が接近し接触した場合、図13(b)は、非誘電体が接近し接触した場合である。この態様では、物体の接触の程度に無関係に、センサ出力TP7が最大電圧のままとなる。   FIG. 13 is a modification of the present embodiment (second embodiment), in which the second operation state is not achieved even when an object contacts and the sensor is pushed in (only the detection electrode A and the shield electrode S are in contact with each other). It is a figure explaining operation | movement of the case of a structure to be performed. Of these, FIG. 13A shows the case where the dielectric is approaching and contacting, and FIG. 13B is the case where the non-dielectric is approaching and contacting. In this aspect, the sensor output TP7 remains at the maximum voltage regardless of the degree of contact of the object.

(第3形態例)
次に、図3によって、第3形態例を説明する。
図3(a)は、本例の静電容量センサにおけるセンサ本体1Bの内部構成を模式的に示す図であり、図3(b)は、センサ本体1Bの第1作動状態(物体により押し潰された状態)を示す図であり、図3(c)は、センサ本体1Bの第2作動状態(物体によりさらに押し潰された状態)を示す図である。
本例は、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず検出電極Bとシールド電極Sが相互に接触した第1作動状態(図3(b)参照)となって物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、検出電極A、検出電極B、及びシールド電極Sが相互に接触した第2作動状態(図2(c)参照)となって物体の接触が検出可能となる態様である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3A is a diagram schematically showing the internal configuration of the sensor body 1B in the capacitance sensor of this example, and FIG. 3B is a diagram illustrating the first operating state of the sensor body 1B (crushing by an object). 3 (c) is a diagram illustrating a second operating state (a state in which the sensor body 1B is further crushed by an object).
In this example, the sensor is pushed from the detection direction and deformed by the contact of the object, so that the detection electrode B and the shield electrode S are first in a first operation state (see FIG. 3B). The contact of the object can be detected, and further deformation causes the detection electrode A, the detection electrode B, and the shield electrode S to be in the second operating state (see FIG. 2C), and the contact of the object is This is a mode that enables detection.

検出電極Bとシールド電極Sが接触すると、各検出電極A,Bが接触した場合と同様に、センサ出力TP7は瞬時に減少して略ゼロVになる。このため、本例の場合のセンサ出力TP7の変化は、図12(b),(c)に示した第1形態例と同様である。したがって本例でも、物体(誘電体)の接近と接触をリアルタイムかつ連続的に検出でき、しかも接触状態を2段階に検知できる。また、物体(非誘電体)の接触をリアルタイムで、しかも2段階に検出できる。   When the detection electrode B and the shield electrode S are in contact with each other, the sensor output TP7 is instantaneously reduced to substantially zero V as in the case where the detection electrodes A and B are in contact with each other. For this reason, the change of the sensor output TP7 in the case of this example is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. Therefore, also in this example, the approach and contact of the object (dielectric material) can be detected continuously in real time, and the contact state can be detected in two stages. Further, contact of an object (non-dielectric material) can be detected in real time and in two stages.

(第4形態例)
次に、図6(a)によって、第4形態例を説明する。
図6(a)は、コンデンサによる断線検知機能を設けた場合(第4形態例)のセンサの全体構成を示す図である。本例では、検出電極Aと検出電極Bの先端間に、検出電極Aと検出電極B間の静電容量よりも大きな容量をもつコンデンサ61を接続した構成のセンサ本体1Cとして、少なくとも検出電極Bの断線を検知可能とした。この場合、検出電極Bが断線すると、検出電極Bとグランド間の容量が減少する(電荷の放出が少なくなる)ため、差分回路23の出力TP3が増大し、最終出力TP7が基準電圧V0に比較して常時増大した状態(第1形態例の構成の場合、接近検知状態のまま)となる。このため、この状態を例えば制御回路50で判定すれば(例えば、予め設定された時間を超えて接近検知状態が長時間続いた場合、断線と判定する処理を実行する構成とすれば)、検出電極Bの断線が検知可能となり、この断線が発生したことをユーザ等に報知するなどが可能となる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6A is a diagram illustrating an entire configuration of a sensor when a disconnection detection function using a capacitor is provided (fourth embodiment). In this example, at least the detection electrode B is used as the sensor body 1C having a configuration in which a capacitor 61 having a capacitance larger than the capacitance between the detection electrode A and the detection electrode B is connected between the tips of the detection electrode A and the detection electrode B. The disconnection can be detected. In this case, when the detection electrode B is disconnected, the capacitance between the detection electrode B and the ground decreases (charge emission decreases), so that the output TP3 of the difference circuit 23 increases and the final output TP7 is compared with the reference voltage V0. Thus, the state is constantly increased (in the case of the configuration of the first embodiment, the approach detection state is maintained). For this reason, if this state is determined by, for example, the control circuit 50 (for example, if the approach detection state continues for a long time beyond a preset time, a process for determining a disconnection will be executed). The disconnection of the electrode B can be detected, and the user can be notified that the disconnection has occurred.

(第5形態例)
次に、図6(b),(c)によって、第5形態例を説明する。
本例は、検出電極Bに接続した折り返しの電線(断線検出用電線B2)による断線検知機能を設けた態様である。図6(b)は、センサの全体構成を示す図であり、図6(c)は、センサ本体1Dを示す断面図である。
本例では、例えば検出電極Bの導線5を延長するように、断線検出用電線B2が設けられている。断線検出用電線B2は、例えば導線5と同じ材料(一体品でもよい)で形成されたもので、図6(b)に示すように、センサ本体1Dの先端外側で検出電極Bから折り返すようにして、センサ本体1D内(例えば、図6(c)に示すように、低誘電率絶縁材3内)に長手方向に沿って配設されている。そして、この断線検出用電線B2の接続端部は、センサ本体1Dの基端から他の電極と同様に導出され、検出回路20Aに接続されている。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 6B and 6C.
This example is a mode in which a disconnection detection function using a folded electric wire (disconnection detection electric wire B2) connected to the detection electrode B is provided. FIG. 6B is a diagram illustrating the overall configuration of the sensor, and FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating the sensor main body 1D.
In this example, the disconnection detection electric wire B2 is provided so as to extend the conducting wire 5 of the detection electrode B, for example. The disconnection detection electric wire B2 is formed of, for example, the same material as the conductor 5 (may be an integral product), and is folded back from the detection electrode B outside the tip of the sensor body 1D as shown in FIG. 6B. The sensor body 1D is disposed along the longitudinal direction in the sensor body 1D (for example, in the low dielectric constant insulating material 3 as shown in FIG. 6C). And the connection edge part of this electric wire B2 for disconnection detection is derived | led-out from the base end of sensor main body 1D similarly to another electrode, and is connected to the detection circuit 20A.

ここで、検出回路20Aは、図6(b)に示すような断線判定回路70をさらに備える点で、第1形態例の検出回路20と異なる。断線判定回路70は、検出電極B又は断線検出用電線B2にそれぞれ接続される入力端子を有する判定回路73と、この判定回路73の一方の入力端子と断線検出用電線B2との間に順次直列に接続される開閉スイッチ72及び抵抗73とよりなる。そして判定回路73は、適当な時期(例えばドアの開閉が行われていない時)に適宜スイッチ72を閉じて、入力端子間電圧を監視することによって、検出電極B及び断線検出用電線B2の導通状態を判定し、非導通状態であれば検出電極Bの断線と判定する。
このため本例でも、検出電極Bの断線が検知可能となり、この断線が発生したことをユーザ等に報知するなどが可能となる。但し本例の場合には、断線判定回路70を別途設ける必要があるため、コスト面では、第4形態例が格段に有利である。
Here, the detection circuit 20A is different from the detection circuit 20 of the first embodiment in that it further includes a disconnection determination circuit 70 as shown in FIG. The disconnection determination circuit 70 includes a determination circuit 73 having input terminals respectively connected to the detection electrode B or the disconnection detection electric wire B2, and a serial connection between one input terminal of the determination circuit 73 and the disconnection detection electric wire B2. And an open / close switch 72 and a resistor 73 connected to each other. The determination circuit 73 closes the switch 72 at an appropriate time (for example, when the door is not opened or closed) and monitors the voltage between the input terminals, thereby conducting the detection electrode B and the disconnection detection electric wire B2. The state is determined, and if it is a non-conductive state, it is determined that the detection electrode B is disconnected.
For this reason, also in this example, the disconnection of the detection electrode B can be detected, and it is possible to notify the user or the like that the disconnection has occurred. However, in the case of this example, the disconnection determination circuit 70 needs to be provided separately, and therefore the fourth embodiment is particularly advantageous in terms of cost.

なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、判定回路29は、上述したようなコンパレータよりなるものではなく、例えば制御回路50における判定処理により実現することができる。また、減算回路27や増幅回路28は必要に応じて設ければよい。
また、前記形態例では、物体に押されることによって接触して導通する電極の組み合わせや順番が、一定になるものとして説明したが、物体が接触した位置やその力の方向によって、接触する電極の組み合わせや順番が変化する構成もあり得る。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible.
For example, the determination circuit 29 is not composed of the comparator as described above, and can be realized by a determination process in the control circuit 50, for example. Further, the subtraction circuit 27 and the amplification circuit 28 may be provided as necessary.
In the above-described embodiment, the combination and order of the electrodes that are brought into contact with each other by being pushed by the object have been described as being constant, but depending on the position where the object is in contact and the direction of the force, There may be a configuration in which the combination or order changes.

(a)は静電容量センサのセンサ本体の内部構成を模式的に示す図であり、(b)はセンサ本体の第1作動状態を示す図であり、(c)はセンサ本体の第2作動状態を示す図である。(A) is a figure which shows typically the internal structure of the sensor main body of an electrostatic capacitance sensor, (b) is a figure which shows the 1st operation state of a sensor main body, (c) is the 2nd operation | movement of a sensor main body. It is a figure which shows a state. (a)はセンサ本体(第2形態例)の内部構成を模式的に示す図であり、(b),(c)はセンサ本体の第1作動状態を示す図であり、(d)はセンサ本体の第2作動状態を示す図である。(A) is a figure which shows typically the internal structure of a sensor main body (2nd form example), (b), (c) is a figure which shows the 1st operation state of a sensor main body, (d) is a sensor. It is a figure which shows the 2nd operation state of a main body. (a)はセンサ本体(第3形態例)の内部構成を模式的に示す図であり、(b)はセンサ本体の第1作動状態を示す図であり、(c)はセンサ本体の第2作動状態を示す図である。(A) is a figure which shows typically the internal structure of a sensor main body (3rd example), (b) is a figure which shows the 1st operation state of a sensor main body, (c) is the 2nd of a sensor main body. It is a figure which shows an operation state. (a)はセンサ本体の全体を示す斜視図であり、(b)はセンサ本体やその周辺構成を示す図である。(A) is a perspective view which shows the whole sensor main body, (b) is a figure which shows a sensor main body and its periphery structure. センサ本体の内部構成の具体例(実際の構成の例)を示す図である。It is a figure which shows the specific example (example of actual structure) of the internal structure of a sensor main body. (a)は第4形態例のセンサ全体構成を示す図であり、(b)は第5形態例のセンサ全体構成を示す図であり、(c)は第5形態例のセンサ本体を示す断面図である。(A) is a figure which shows the sensor whole structure of a 4th form example, (b) is a figure which shows the sensor whole structure of a 5th form example, (c) is a cross section which shows the sensor main body of a 5th form example. FIG. 本例の静電容量センサを含む挟み込み検知装置(検出回路等含む)の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the pinching detection apparatus (a detection circuit etc. are included) containing the electrostatic capacitance sensor of this example. 検出回路(平滑回路まで)の具体例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific example of a detection circuit (until a smoothing circuit). 検出回路(平滑回路以降)と判定回路の具体例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific example of a detection circuit (after a smoothing circuit) and a determination circuit. 近接検知領域とタッチ検知領域を説明する図である。It is a figure explaining a proximity detection area and a touch detection area. 検出回路の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining operation | movement of a detection circuit. 検出回路の動作を説明するデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data explaining operation | movement of a detection circuit. 検出回路の動作を説明するデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data explaining operation | movement of a detection circuit. 検出回路の動作を説明するデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data explaining operation | movement of a detection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1,
1A,1B,1C,1D センサ本体
2,3 低誘電率絶縁材(非導電性の可撓体)
4,5,6 導線
10 スライドドア(開閉体)
20,20A 検出回路
61 コンデンサ
S シールド電極(導電性の可撓体)
A 検出電極(主電極、導電性の可撓体)
B 検出電極(比較電極、導電性の可撓体)
1,
1A, 1B, 1C, 1D Sensor body 2, 3 Low dielectric constant insulating material (non-conductive flexible body)
4, 5, 6 Conductor 10 Sliding door (opening / closing body)
20, 20A Detection circuit 61 Capacitor S Shield electrode (conductive flexible body)
A Detection electrode (main electrode, conductive flexible body)
B Detection electrode (Comparative electrode, conductive flexible body)

Claims (9)

静電容量の変化を検出するコード型のセンサであって、
静電容量の変化を検出するための複数の検出電極と、静電容量の検出範囲を制限するために、当該センサの長手方向に直交する断面おいて略U字形をし、検出方向に開口部を向けたシールド電極とを、当該センサの長手方向に沿って配設し、
前記検出電極を、前記シールド電極内の開口部に近い位置と、前記シールド電極内の開口部から遠い位置とに配設し、
前記検出電極と前記シールド電極を導電性の可撓体で形成し、
前記検出電極相互、及び前記検出電極と前記シールド電極が、自然状態においては間隔をおいて離れた状態に維持され、当該センサが物体の接触によって検出方向から押されると、前記検出電極相互、又は/及び前記検出電極と前記シールド電極が、相互に接触して物体の接触が検出可能となるように、前記検出電極と前記シールド電極を非導電性の可撓体によって一体に連結したことを特徴とする静電容量センサ。
A code type sensor that detects a change in capacitance,
A plurality of detection electrodes for detecting a change in capacitance and a substantially U-shaped cross section orthogonal to the longitudinal direction of the sensor in order to limit the detection range of the capacitance, and an opening in the detection direction And a shield electrode facing the sensor, along the longitudinal direction of the sensor,
The detection electrode is disposed at a position close to the opening in the shield electrode and a position far from the opening in the shield electrode,
The detection electrode and the shield electrode are formed of a conductive flexible body,
When the detection electrodes are kept apart from each other and the detection electrodes and the shield electrodes are separated from each other in a natural state, and the sensor is pushed from the detection direction by contact with an object, the detection electrodes or The detection electrode and the shield electrode are integrally connected by a non-conductive flexible body so that the detection electrode and the shield electrode are in contact with each other and the contact of the object can be detected. Capacitance sensor.
前記検出電極が、前記シールド電極内の開口部に近い位置に配置される主電極と、前記シールド電極内の開口部から遠い位置であって、前記主電極と前記シールド電極の間の位置に配置される比較電極とからなることを特徴とする請求項1記載の静電容量センサ。 The detection electrode is disposed at a position close to the opening in the shield electrode, and a position far from the opening in the shield electrode, between the main electrode and the shield electrode. The electrostatic capacitance sensor according to claim 1, further comprising a comparison electrode. 当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず前記主電極と前記比較電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、前記主電極、前記比較電極、及び前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成としたことを特徴とする請求項2記載の静電容量センサ。 When the sensor is pushed and deformed from the detection direction by the contact of the object, the main electrode and the comparison electrode are first brought into contact with each other to detect the contact of the object, and further deformed, the main electrode, 3. The capacitance sensor according to claim 2, wherein the comparison electrode and the shield electrode are in contact with each other so that contact of an object can be detected. 当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず前記主電極と前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、前記主電極、前記比較電極、及び前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成としたことを特徴とする請求項2記載の静電容量センサ。 When the sensor is pushed and deformed from the detection direction by the contact of the object, the main electrode and the shield electrode first contact each other to detect the contact of the object, and further deformed, the main electrode, 3. The capacitance sensor according to claim 2, wherein the comparison electrode and the shield electrode are in contact with each other so that contact of an object can be detected. 当該センサが物体の接触によって検出方向から押されて変形することにより、まず前記比較電極と前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となり、さらに変形することにより、前記主電極、前記比較電極、及び前記シールド電極が相互に接触して物体の接触が検出可能となる構成としたことを特徴とする請求項2記載の静電容量センサ。 When the sensor is pushed and deformed by the contact of the object from the detection direction, first, the comparison electrode and the shield electrode come into contact with each other to detect the contact of the object, and further deformed, the main electrode, 3. The capacitance sensor according to claim 2, wherein the comparison electrode and the shield electrode are in contact with each other so that contact of an object can be detected. 前記主電極と前記比較電極の先端間に、前記主電極と前記比較電極間の静電容量よりも大きな容量をもつコンデンサを接続して、少なくとも前記比較電極の断線を検知可能としたことを特徴とする請求項2〜5の何れかに記載の静電容量センサ。 A capacitor having a capacitance larger than the capacitance between the main electrode and the comparison electrode is connected between the main electrode and the tip of the comparison electrode, so that at least disconnection of the comparison electrode can be detected. The capacitance sensor according to any one of claims 2 to 5. 前記検出電極又は/及び前記シールド電極の内部又はその外周面に、前記導電性の可撓体よりも電気抵抗の小さい材料よりなる導線を、当該センサの長手方向に沿って配設し、
この導線の設置位置を、検出方向と直交する平面での曲げに対する当該センサの中立面付近に設定したことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の静電容量センサ。
A conductive wire made of a material having a smaller electric resistance than the conductive flexible body is disposed along the longitudinal direction of the sensor in the detection electrode or / and the outer peripheral surface of the shield electrode.
The capacitance sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein an installation position of the conducting wire is set near a neutral surface of the sensor with respect to bending in a plane orthogonal to the detection direction.
表面に撥水加工を施したことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の静電容量センサ。 The electrostatic capacity sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface is water-repellent. 表面に撥油加工を施したことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の静電容量センサ。
The electrostatic capacity sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein an oil repellent finish is applied to the surface.
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