JP2011007528A - 静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサ - Google Patents
静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011007528A JP2011007528A JP2009149106A JP2009149106A JP2011007528A JP 2011007528 A JP2011007528 A JP 2011007528A JP 2009149106 A JP2009149106 A JP 2009149106A JP 2009149106 A JP2009149106 A JP 2009149106A JP 2011007528 A JP2011007528 A JP 2011007528A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitance
- proximity
- detection
- charging
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【解決手段】本静電容量センサ1は、人体が近接又は接触する導電体であり、且つ静電容量を充電する充電信号が繰り返し供給される複数の検出電極3a…と、各検出電極に対して、他の各検出電極と異なる時刻に充電信号を供給する充放電手段5と、各検出電極の静電容量の変化を検出する容量検出手段22と、容量検出手段の結果を基に人体の近接又は接触の判定を行う近接判定手段24と、を備え、各検出電極から放射される高周波ノイズが平均化されていることを特徴とする。これにより、複数の検出電極に同時に充電信号を供給させずに、充電信号が重複する期間を減少させることによって、充電信号により検出電極から生じる高周波ノイズの強度変動をより低減させて平均化させることができる。
【選択図】図1
Description
このような近接センサの一種として、人体が近接又は接触する検出電極を備え、人体による浮遊容量又は接地(大地)との間の静電容量の変化を計測することにより人体の近接又は接触を検知する静電容量センサが知られている。このような静電容量センサにおいては、検出電極に生じる静電容量を充放電させることによって電圧や電荷量を計測したり、検出回路のインピーダンスの変化等を利用させたりすることによって静電容量の変化が検出されている。しかし、人体の近接又は接触によって生じる静電容量の変化は微小な値であり、一度の充電又は放電によって精度よく静電容量を計測することは困難であるため、充放電を繰り返すことによって計測精度を向上させるのが一般的である。
例えば、スイッチドキャパシタ方式により検出電極に所定周波数の所定電圧を所定の周期で印加して、微小な静電容量によって生じる電圧値を積分して測定する微小静電容量の測定方法が開示されている(特許文献1を参照)。また、既知のコンデンサとスイッチ手段を備え、人体等によって生じる未知のコンデンサを繰り返し充放電させ、電荷を既知のコンデンサに集積させることによって精度よく計測する電荷移動式キャパシタンス測定回路が知られている(特許文献2を参照)。
静電容量の変化の検出を行うために発振回路でパルス信号を生成して電極に出力するが、検出用の電極がアンテナとして機能し、発振回路のパルス信号が高周波として漏れ出て、周囲に放射する。
このような高周波の放射は、車内の他の電子回路に対するノイズ源となるため、放射を制限した方が好ましい。
更に、液晶表示パネル等の他のノイズ源とタッチセンサパネルとを重ねて設けたタッチパネルの制御装置であり、液晶表示パネルから発せられるノイズによりタッチセンサパネルに支障が出ないように、液晶表示の駆動タイミングに応じたタッチセンサの位置読み込みタイミングの変更を行う制御装置が開示されている(特許文献4を参照)。
更に、特許文献4の静電容量センサは、検出電極自身から発せられるノイズについては、検討されていなかった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、検出電極からのノイズ発生を抑制することができる静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサを提供することを目的とする。
1.人体の近接又は接触を静電容量の変化により検出する静電容量センサであって、人体が近接又は接触する導電体であり、且つ前記静電容量を充電する充電信号が繰り返し供給される複数の検出電極と、各前記検出電極に対して、他の各前記検出電極と異なる時刻に前記充電信号を供給する充放電手段と、各前記検出電極の静電容量の変化を検出する容量検出手段と、前記容量検出手段の結果を基に人体の近接又は接触の判定を行う近接判定手段と、を備え、各前記検出電極から放射される高周波ノイズが平均化されていることを特徴とする静電容量センサ。
2.前記充電信号はパルス信号であり、各前記検出電極に充電信号が供給される期間は、他の各検出電極に充電信号が供給される期間と重複しない上記1.記載の静電容量センサ。
3.各前記検出電極は、1つの検出盤の面上に配列されている上記2.記載の静電容量センサ。
4.車両に搭載される近接センサであって、上記1.乃至3のいずれかに記載の静電容量センサを備えることを特徴とする車両用近接センサ。
検出電極が検出盤の一面に配列される場合は、高周波ノイズの発生源を1箇所のより狭い範囲に集中させることによって、充電信号の供給の有無に伴う高周波電界の強度を本静電容量センサとの距離や角度等の位置関係により変化することなく平均化させることができ、他の電子機器に対するノイズ強度の変動による影響を及ぼしにくくすることができる。
本車両用近接センサによれば、検出電極から放射される高周波ノイズのレベルが平均化されている近接センサを各種車載装置のスイッチ等として用いることができ、周囲の車載電子装置におけるノイズ対策の手段を検討しやすくすることができ、ノイズ強度の変動による影響を及ぼしにくくすることができる。
本発明の静電容量センサは、図1に例示するように、人体の近接又は接触を静電容量Cxの変化により検出する静電容量センサであって、静電容量を充電する充電信号が繰り返し供給される複数の検出電極3a、3b…と、各検出電極に対して、他の各検出電極と異なる時刻に充電信号を供給する充放電手段5と、検出電極の静電容量の変化を検出する容量検出手段22と、容量検出手段の結果を基に人体の近接又は接触の判定を行う近接判定手段24と、を備えることを特徴とする。
本静電容量センサは、各種機器・装置7(例えば、発光器、表示パネル、空調装置及び座席の調整装置等)と接続し、人体の近接又は接触状態と判定した場合には、その判定又は判定による動作をさせるための近接検出信号を近接判定手段から出力するように構成することができる。特に、自動車等の車両に設け、乗員による各種機器・装置の操作に好適に用いることができる。
尚、検出電極への人体の「近接」とは、掌や手指を検出電極の表面に近付ける形態の他、検出電極の表面を覆う絶縁物を介して人体が接触する形態も含むものとする。また、「接触」とは検出電極の表面に直接人体が接触する形態をいうものとする。
前記「検出盤」は、検出電極を配設する対象であって、その形態及び形状は特に問わない。この例として、各種操作を行うためのスイッチとして検出電極を配列する操作板、人体の近接を検知するセンサとして用いるセンサ素子体等を挙げることができる。
更に、複数の検出電極の配設する場所は任意に選択することができ、1つの検出盤等の任意の配設対象に対して全ての検出電極を配設してもよいし、複数の検出盤に対して検出電極を分散させて設けてもよい。このうち、1つの検出盤の面上に配列することが好ましい。更に、1つの検出盤の面上に検出電極を2以上配列することが好ましい。この検出盤の大きさは、特に問わないが、通常800mm角以内、特に600mm角以内、更に好ましくは500mm角以内が好ましい。検出電極の配設がまばらであると検出電極から発生する高周波ノイズもまばらに発生し、その強度が位置関係によって変化するため好ましくないからである。
また、検出電極の配列は任意に選択することができ、通常、近接センサとして必要とされる目的の形態に配列される。この例として図2及び3に例示するように、任意の数の検出電極3a〜3eを一列に検出盤4に配設することを挙げることができる。また、検出電極を2列以上に分けて配設してもよいし、上下左右の4箇所に十字状に配列したり、円周に沿って配設したりする等を例示することができる。
また、充放電手段は、一の検出電極に対して他の各検出電極と異なる時刻に充電信号を供給することができればよく、充電信号の供給する順番は任意に選択することができる。例えば、図6に示すように、各検出電極3a〜3cに同時刻に充電信号6が出力される場合、高周波電界の強度が充電信号の3つ分の強度となり、無出力のときと比べて高周波電界の強度変化が大きくなるため、特定の周波数においてノイズの強度が大きくなり、他の電子機器のノイズ対策が、様々な強度のノイズに対応する必要が生じるために難しくなる。
また、充電信号がパルス状である場合は、各検出電極の充電信号が他の各検出電極の充電信号と重畳することがないことが好ましい。充電信号の全て又は一部が他の充電信号に重畳すると検出電極から生じる高周波電界の強さが1つ分の充電信号の強さを越え、高周波ノイズが強くなるからである。図4に示すように、1列に配列されている4つの検出電極3a〜3dに対して順に充電信号6a〜6dを供給すると、高周波電界の強度が1つ分の充電信号の強さを越えることがなく、より好ましい。
前記「近接判定手段」の構成も特に限定されず、容量検出手段によって得られた計測値を基に演算、比較等の処理を行って、人体の近接又は接触を判定するように構成することができる。
本静電容量センサ1及びこれを用いた車両用近接センサは、乗用車等の車両に搭載され、人体の近接又は接触を検知して、車載の電子制御される機器装置の操作を行うための近接センサであって、検出電極から周囲に放射される高周波ノイズを低減及び強度の平均化をすることができる近接センサである。
図1に示すように、本静電容量センサ1は、図2及び3に示すように機能別に配列されている複数の検出電極3a〜3fを備える検出盤4、並びに近接検出部2を備える。
検出盤4は、樹脂板であり、ドアの内側やダッシュボード等に嵌め込まれて操作パネルとして使用される。
近接検出部2は、検出盤4の裏側やETCの近辺等の任意の場所に配設され、充放電手段5、容量検出手段22及び近接判定手段24を備える。それぞれの構成及び作用については前述の通りである。
機器装置7としては、自動車内の照明、加飾パネル、表示パネル、空調装置、着座判定装置等に例示される各種車載電子機器・装置を挙げることができる。
測定に用いた検出電極3a〜3fは、図2及び3に示した10mm角の正方形の平板形状の金属であり、検出電極3a〜3fの間隙がそれぞれ10mmとなるように1列に配列させた。また、検出電極3の充電パルス信号の周期は約7μs(周波数:約140kHz)である。
上記構成により、電極面から垂直方向(同3のZ方向)に1m離れた点における高周波信号のレベル、すなわち電極部から放射される輻射ノイズの受信レベルをアクティブアンテナで受信し、測定した。
図8において、本構成による測定値は下段で、比較例の測定値は上段で示されている。同図から、比較例と比べて本構成による輻射ノイズは、平均して約10dB低く抑えられていることが分かる。更に、比較例は、特定の周波数の強度が周辺の周波数に比べて約5dB〜約10dB低下する略弧形状が連続するスペクトルであるが、本構成は、比較例と比べて連続して強度が変化しており、平均化されていることが分かる。
前記結果によって、本発明の静電容量センサは、検出電極からの高周波ノイズの放射の低減及び平均化に効果があることは明らかである。
また、本車両用近接センサは、車両に搭載される近接センサであるが、用途はこれに限定されず、例えば、産業用機械や家庭用電気製品等に用いられる近接センサに適用されてもよい。
Claims (4)
- 人体の近接又は接触を静電容量の変化により検出する静電容量センサであって、
人体が近接又は接触する導電体であり、且つ前記静電容量を充電する充電信号が繰り返し供給される複数の検出電極と、
各前記検出電極に対して、他の各前記検出電極と異なる時刻に前記充電信号を供給する充放電手段と、
各前記検出電極の静電容量の変化を検出する容量検出手段と、
前記容量検出手段の結果を基に人体の近接又は接触の判定を行う近接判定手段と、を備え、
各前記検出電極から放射される高周波ノイズが平均化されていることを特徴とする静電容量センサ。 - 前記充電信号はパルス信号であり、各前記検出電極に充電信号が供給される期間は、他の各検出電極に充電信号が供給される期間と重複しない請求項1記載の静電容量センサ。
- 各前記検出電極は、1つの検出盤の面上に配列されている請求項2記載の静電容量センサ。
- 車両に搭載される近接センサであって、請求項1乃至3のいずれかに記載の静電容量センサを備えることを特徴とする車両用近接センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009149106A JP5561513B2 (ja) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009149106A JP5561513B2 (ja) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011007528A true JP2011007528A (ja) | 2011-01-13 |
JP5561513B2 JP5561513B2 (ja) | 2014-07-30 |
Family
ID=43564384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009149106A Expired - Fee Related JP5561513B2 (ja) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5561513B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2020189175A1 (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | ||
US10915199B2 (en) | 2017-09-27 | 2021-02-09 | Hyundai Motor Company | Input device and control method of the same |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05100778A (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-23 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 半導体出力回路 |
JPH08194025A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Amada Co Ltd | 微小静電容量の測定方法 |
JPH09128146A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-16 | Casio Comput Co Ltd | タッチパネル制御装置 |
JP2002530680A (ja) * | 1998-11-20 | 2002-09-17 | フィリップ・ハラルド | 電荷移動式キャパシタンス測定回路 |
US6466036B1 (en) * | 1998-11-25 | 2002-10-15 | Harald Philipp | Charge transfer capacitance measurement circuit |
JP2005041074A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Sharp Corp | インクジェットヘッド駆動回路 |
JP2007269261A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Aisin Seiki Co Ltd | センサ装置 |
JP2008026249A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可変容量値検出回路およびその駆動方法 |
JP2008224575A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Asmo Co Ltd | 異物検出装置 |
JP2008539444A (ja) * | 2005-04-27 | 2008-11-13 | ローホー,インコーポレイテッド | 近接センサー |
JP2008542765A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-11-27 | シナプティクス インコーポレイテッド | 切替電荷移動法を使用してキャパシタンスを検出するための方法およびシステム |
JP2008292168A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Fujikura Ltd | 障害物近接判定装置および障害物近接判定方法 |
JP2008292446A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Seiko Instruments Inc | 近接検出装置及び近接検出方法 |
WO2009013965A1 (ja) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | 静電容量センサ、位置センサ |
JP2009516295A (ja) * | 2005-11-15 | 2009-04-16 | シナプティクス インコーポレイテッド | ディジタル符号を使用して物体の位置に基づく属性を検出するための方法およびシステム |
-
2009
- 2009-06-23 JP JP2009149106A patent/JP5561513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05100778A (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-23 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 半導体出力回路 |
JPH08194025A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Amada Co Ltd | 微小静電容量の測定方法 |
JPH09128146A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-16 | Casio Comput Co Ltd | タッチパネル制御装置 |
JP2002530680A (ja) * | 1998-11-20 | 2002-09-17 | フィリップ・ハラルド | 電荷移動式キャパシタンス測定回路 |
US6466036B1 (en) * | 1998-11-25 | 2002-10-15 | Harald Philipp | Charge transfer capacitance measurement circuit |
JP2005041074A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Sharp Corp | インクジェットヘッド駆動回路 |
JP2008539444A (ja) * | 2005-04-27 | 2008-11-13 | ローホー,インコーポレイテッド | 近接センサー |
JP2009508086A (ja) * | 2005-06-03 | 2009-02-26 | シナプティクス インコーポレイテッド | 近接度の検出のために電荷移動静電容量センサを保護するための方法およびシステム |
JP2008542765A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-11-27 | シナプティクス インコーポレイテッド | 切替電荷移動法を使用してキャパシタンスを検出するための方法およびシステム |
JP2009516295A (ja) * | 2005-11-15 | 2009-04-16 | シナプティクス インコーポレイテッド | ディジタル符号を使用して物体の位置に基づく属性を検出するための方法およびシステム |
JP2007269261A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Aisin Seiki Co Ltd | センサ装置 |
JP2008026249A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可変容量値検出回路およびその駆動方法 |
JP2008224575A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Asmo Co Ltd | 異物検出装置 |
JP2008292446A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Seiko Instruments Inc | 近接検出装置及び近接検出方法 |
JP2008292168A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Fujikura Ltd | 障害物近接判定装置および障害物近接判定方法 |
WO2009013965A1 (ja) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | 静電容量センサ、位置センサ |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10915199B2 (en) | 2017-09-27 | 2021-02-09 | Hyundai Motor Company | Input device and control method of the same |
JPWO2020189175A1 (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | ||
WO2020189175A1 (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 表示システム、制御装置および制御方法 |
US11561644B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-01-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Display system and control method |
JP7373755B2 (ja) | 2019-03-20 | 2023-11-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 表示システム、制御装置および制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5561513B2 (ja) | 2014-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5369888B2 (ja) | 静電容量センサの電極構造及びそれを用いた車両用近接センサ | |
US10003334B2 (en) | Capacitative sensor system | |
US20110254571A1 (en) | Position detector | |
US20150138144A1 (en) | Coordinate input device and mobile terminal | |
JP2015122141A (ja) | 静電容量センサ電極 | |
JPWO2009044920A1 (ja) | 静電容量型近接センサおよび近接検知方法 | |
CN103914197A (zh) | 触控式输入设备 | |
US8335617B2 (en) | Sensor detection controller and occupant detection apparatus having the same | |
JP5517251B2 (ja) | タッチセンサ及びタッチ検出方法 | |
KR101374384B1 (ko) | 정전용량 방식 터치 패널의 노이즈 제거 장치 및 방법 | |
TW201339936A (zh) | 靜電電容式觸控面板 | |
JP5315529B2 (ja) | 静電容量型近接センサ、近接検知方法および静電容量型近接センサの電極構造 | |
JP2008157920A (ja) | 静電容量検出装置 | |
JP5561513B2 (ja) | 静電容量センサ及びそれを用いた車両用近接センサ | |
US8878550B2 (en) | Sensor device for detecting an object in a detection area | |
WO2018136255A1 (en) | Active proximity sensor with adaptive electric field control | |
JP2015026501A (ja) | タッチスイッチ | |
KR20080010382A (ko) | 이온 컨트롤 센서 | |
JP6379708B2 (ja) | タッチスイッチ | |
JP2010230438A (ja) | 静電容量センサ及び静電容量検出方法 | |
WO2015152363A1 (ja) | 通信制御装置ならびに携帯型通信装置 | |
KR101355939B1 (ko) | 개선된 안테나 패턴 구조를 갖는 타블렛 | |
JP5364926B2 (ja) | パワーシート駆動装置 | |
KR101947042B1 (ko) | 무선 충전 영역 내에 있는 물체를 검출하기 위한 장치 및 방법 | |
JP2020144647A (ja) | 位置検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20101201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110106 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111219 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120802 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121116 |
|
A072 | Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20130319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130402 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130527 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20140307 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140307 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140408 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140513 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140528 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5561513 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |