JP2013098637A - Proximity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検出体との間に静電容量を形成するセンサ構造体と、前記被検出体を前記静電容量に基づいて検出するセンサ回路とを有し、前記センサ構造体が、第1検知電極と、前記第1検知電極に並設してある第2検知電極と、前記第1及び第2検知電極を静電遮蔽する遮蔽電極とを備え、前記センサ回路は、前記被検出体と前記第1検知電極との間に形成される第1静電容量と、前記被検出体と前記第2検知電極との間に形成される第2静電容量とに基づいて、前記被検出体を検出可能に設けてある近接センサに関する。 The present invention includes a sensor structure that forms a capacitance with a body to be detected, and a sensor circuit that detects the body to be detected based on the capacitance. A first sensing electrode; a second sensing electrode arranged in parallel with the first sensing electrode; and a shielding electrode that electrostatically shields the first and second sensing electrodes; And a first capacitance formed between the first sensing electrode and a second capacitance formed between the detected body and the second sensing electrode. The present invention relates to a proximity sensor that can detect a body.
上記近接センサでは、従来、第1及び第2検知電極の寸法に応じた大きさの遮蔽電極を備えたセンサ構造体を設けてある(例えば、特許文献1参照)。 In the proximity sensor, a sensor structure including a shielding electrode having a size corresponding to the dimensions of the first and second detection electrodes is conventionally provided (see, for example, Patent Document 1).
例えば自動車のドア内側に設けてあるドアポケットのような物品収納空間において、その物品収納空間に差し込まれた人体の手指などの被検出体を検出可能な近接センサを設置するために、上述の従来のセンサ構造体を設けてあると、遮蔽電極の大きさが物品収納空間の大きさに比べて小さくなる場合がある。
この場合、第1及び第2検知電極に対して物品収納空間の側とは逆の側に存在する物体、例えばドア本体などの収納物とは異なる物体と物品収納空間の収納物とが容量結合して大きな静電容量を形成し、その物体を物品収納空間に差し込まれた被検出体として誤検出するおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、物品収納空間に差し込まれた被検出体を精度良く検出できる近接センサを提供することを目的とする。
For example, in order to install a proximity sensor capable of detecting an object to be detected such as a human finger inserted into an article storage space in an article storage space such as a door pocket provided inside a door of an automobile, for example, If the sensor structure is provided, the size of the shielding electrode may be smaller than the size of the article storage space.
In this case, an object existing on the side opposite to the article storage space side with respect to the first and second detection electrodes, for example, an object different from the storage article such as the door body, and a storage article in the article storage space are capacitively coupled. As a result, a large electrostatic capacity is formed, and the object may be erroneously detected as a detection object inserted into the article storage space.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a proximity sensor that can accurately detect a detection object inserted in an article storage space.
本発明による近接センサの第1特徴構成は、物品収納空間に差し込まれた被検出体との間に静電容量を形成するセンサ構造体と、前記物品収納空間への前記被検出体の差し込みを前記静電容量に基づいて検出するセンサ回路とを有し、前記センサ構造体が、前記物品収納空間の側方に配設してある第1検知電極と、前記第1検知電極に並設してある第2検知電極と、前記第1及び第2検知電極を前記物品収納空間の側とは逆の側から前記物品収納空間の全体に亘って静電遮蔽する遮蔽電極とを備え、前記センサ回路は、前記被検出体と前記第1検知電極との間に形成される第1静電容量と、前記被検出体と前記第2検知電極との間に形成される第2静電容量とに基づいて、前記物品収納空間に差し込まれた前記被検出体を検出可能に設けてある点にある。 A first characteristic configuration of the proximity sensor according to the present invention includes a sensor structure that forms a capacitance with a detected object inserted into the article storage space, and insertion of the detected object into the article storage space. A sensor circuit that detects based on the capacitance, and the sensor structure is arranged in parallel with the first sensing electrode and the first sensing electrode disposed on the side of the article storage space. A second sensing electrode, and a shielding electrode that electrostatically shields the first and second sensing electrodes from the opposite side of the article storage space over the entire article storage space, The circuit includes a first capacitance formed between the detected body and the first detection electrode, and a second capacitance formed between the detected body and the second detection electrode. The detected object inserted into the article storage space is provided based on There is a point.
本構成の近接センサは、センサ構造体が、物品収納空間の側方に配設してある第1検知電極と、第1検知電極に並設してある第2検知電極と、第1及び第2検知電極を物品収納空間の側とは逆の側から物品収納空間の全体に亘って静電遮蔽する遮蔽電極とを備えている。
このため、第1及び第2検知電極の物品収納空間の側とは逆の側に存在する物体と物品収納空間の収納物との容量結合による大きな静電容量の形成を抑制することができ、その物体を物品収納空間に差し込まれた被検出体として誤検出するおそれがない。
したがって、本構成の近接センサであれば、物品収納空間に差し込まれた被検出体を精度良く検出し易い。
In the proximity sensor of this configuration, the sensor structure has a first detection electrode disposed on the side of the article storage space, a second detection electrode arranged in parallel with the first detection electrode, and first and first (2) A shielding electrode that electrostatically shields the sensing electrode from the opposite side of the article storage space over the entire article storage space.
For this reason, it is possible to suppress the formation of a large capacitance due to capacitive coupling between an object present on the opposite side of the article storage space side of the first and second detection electrodes and an article stored in the article storage space, There is no possibility that the object is erroneously detected as a detection object inserted into the article storage space.
Therefore, with the proximity sensor of this configuration, it is easy to accurately detect the detected object inserted into the article storage space.
本発明の第2特徴構成は、前記物品収納空間の収納口を、前記第1検知電極と前記第2検知電極との並設方向に沿う一端側に形成してあり、前記第1検知電極を、前記収納口の側に片寄らせて配設してある点にある。 According to a second characteristic configuration of the present invention, a storage port of the article storage space is formed on one end side along a parallel arrangement direction of the first detection electrode and the second detection electrode, and the first detection electrode is , In that it is arranged to be offset toward the storage opening.
本構成のように、第1検知電極を収納口の側に片寄らせることで、物品収納空間の全域に対して第1検知電極を設ける必要がなくなり、その小型化(電極面積の小面積化)を図ることができる。
しかも、物品収納空間の収納口は被検出体が差し込まれる部位であるから、被検出体の検出精度を高く維持することができる。
By shifting the first detection electrode toward the storage port as in this configuration, it is not necessary to provide the first detection electrode over the entire area of the article storage space, and the size of the first detection electrode is reduced (the electrode area is reduced). Can be achieved.
Moreover, since the storage port of the article storage space is a part into which the detection object is inserted, the detection accuracy of the detection object can be maintained high.
本発明による近接センサの第3特徴構成は、物品収納空間に差し込まれた被検出体との間に静電容量を形成するセンサ構造体と、前記物品収納空間への前記被検出体の差し込みを前記静電容量に基づいて検出するセンサ回路とを有し、前記センサ構造体が、第1検知電極と、前記第1検知電極に並設してある第2検知電極と、前記第1及び第2検知電極を前記物品収納空間の側とは逆の側から静電遮蔽する遮蔽電極とを、前記物品収納空間の収納口よりも前記被検出体の差し込み方向の上手側に備え、前記センサ回路は、前記被検出体と前記第1検知電極との間に形成される第1静電容量と、前記被検出体と前記第2検知電極との間に形成される第2静電容量とに基づいて、前記物品収納空間に差し込まれた前記被検出体を検出可能に設けてある点にある。 A third characteristic configuration of the proximity sensor according to the present invention includes a sensor structure that forms a capacitance with a detected object inserted into the article storage space, and insertion of the detected object into the article storage space. A sensor circuit for detecting based on the capacitance, wherein the sensor structure includes a first detection electrode, a second detection electrode arranged in parallel with the first detection electrode, and the first and first A sensor electrode that electrostatically shields the two detection electrodes from a side opposite to the side of the article storage space, on the upper side in the insertion direction of the detected object with respect to the storage port of the article storage space; Are a first capacitance formed between the detected body and the first sensing electrode, and a second capacitance formed between the detected body and the second sensing electrode. Based on the above, the object to be detected inserted into the article storage space is provided so as to be detectable. There to that point.
本構成の近接センサは、センサ構造体が、第1検知電極と、第1検知電極に並設してある第2検知電極と、第1及び第2検知電極を物品収納空間の側とは逆の側から静電遮蔽する遮蔽電極とを、物品収納空間の収納口よりも被検出体の差し込み方向の上手側に備えている。
このため、第1及び第2検知電極の物品収納空間の側とは逆の側に存在する物体と物品収納空間の収納物との容量結合による大きな静電容量の形成を抑制することができ、その物体を物品収納空間に差し込まれた被検出体として誤検出するおそれがない。
特に、第1検知電極と第2検知電極と遮蔽電極とを物品収納空間の収納口よりも被検出体の差し込み方向の上手側に備えているので、収納口から差し込まれる直前の被検出体を検出して、その検出情報に基づいて、例えば物品収納空間を照らすランプの点灯・消灯動作をタイミング良く制御することが可能になる。
したがって、本構成の近接センサであれば、物品収納空間に差し込まれた被検出体を早いタイミングで精度良く検出し易い。
In the proximity sensor of this configuration, the sensor structure has a first detection electrode, a second detection electrode arranged in parallel with the first detection electrode, and the first and second detection electrodes opposite to the article storage space side. A shielding electrode that electrostatically shields from the side of the object is provided on the upper side in the insertion direction of the detection object with respect to the storage port of the article storage space.
For this reason, it is possible to suppress the formation of a large capacitance due to capacitive coupling between an object present on the opposite side of the article storage space side of the first and second detection electrodes and an article stored in the article storage space, There is no possibility that the object is erroneously detected as a detection object inserted into the article storage space.
In particular, since the first detection electrode, the second detection electrode, and the shielding electrode are provided on the upper side in the insertion direction of the detection object with respect to the storage port of the article storage space, the detection target immediately before being inserted from the storage port is provided. Based on the detected information, for example, it is possible to control the lighting / extinguishing operation of the lamp that illuminates the article storage space with good timing.
Therefore, with the proximity sensor of this configuration, it is easy to accurately detect the detection object inserted into the article storage space at an early timing.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1,図2は、本発明による近接センサAを装備してある物品収納空間としての自動車のドアポケットDを示す。
ドアポケットDは、鋼製外装板1の内側に樹脂などの非導電性材料で形成された内装材2を備えたドアパネル3の内側(内装材2の側)に、樹脂などの非導電性材料で形成されたポケット形成部材4を取り付けてその内側に形成してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 and 2 show a door pocket D of an automobile as an article storage space equipped with a proximity sensor A according to the present invention.
The door pocket D has a non-conductive material such as resin inside the door panel 3 (the
ドアポケットDは、上方に開口する収納口5と、ドアポケットDの内部を照らすドアポケットランプ6と、ドアポケットランプ6の点灯・消灯動作を制御するランプ制御部7とを備えている。
The door pocket D includes a
近接センサAは、収納口5からドアポケットDに差し込まれた被検出体としての例えば人体の手指8を検出可能に設けてある。
ランプ制御部7は、ドアポケットDに差し込まれた手指8の近接センサAによる検出情報に基づいてドアポケットランプ6の点灯・消灯動作を制御する。
The proximity sensor A is provided so as to be able to detect, for example, a human finger 8 as a detected object inserted into the door pocket D from the
The
近接センサAは、ドアポケットDに差し込まれた手指8との間に静電容量を形成するセンサ構造体Bと、ドアポケットDへの手指8の差し込みをセンサ構造体Bに形成された静電容量に基づいて検出するセンサ回路Cとを有している。 The proximity sensor A includes a sensor structure B that forms a capacitance between the finger 8 inserted into the door pocket D and an electrostatic sensor formed by inserting the finger 8 into the door pocket D into the sensor structure B. And a sensor circuit C that detects based on the capacitance.
センサ構造体Bは、ドアポケットDのドアパネル側横側方に上下方向に沿わせて配設してある矩形板状の第1検知電極9と、第1検知電極9の外周側に上下方向に沿わせて並設してある矩形枠板状の第2検知電極10と、第1及び第2検知電極9,10をドアポケットDの側とは逆の側からドアポケットDの全体に亘って静電遮蔽する矩形板状の遮蔽電極11とをドアパネル3の内装材2に備えている。
したがって、収納口5は、ドアポケットDの第1検知電極9と第2検知電極10との並設方向に沿う上方の一端側に形成してある。
The sensor structure B includes a rectangular plate-shaped
Accordingly, the
第1検知電極9は、ドアポケットDの収納物Eよりも大きな電極面積を有し、ドアポケットDに差し込まれた手指8との間に大きな静電容量を形成する。
このため、第1検知電極9は、ドアポケットDのドアパネル3の側を全面に亘って覆うようにドアポケットDの寸法を越える寸法で形成して、ドアポケットDと外装板1との間の内装材部分に設けてある。
The
For this reason, the
第2検知電極10は、第1検知電極9の外周端縁を板面に沿う方向で一定間隔を隔てて一連に囲む環状に形成して第1検知電極9と面一に配設してあり、電波や環境雑音などの外来雑音を検知する雑音抑止電極を構成している。
The
第2検知電極10は、第1検知電極9の対接地容量に対して充分小さな対接地容量となるように、第1検知電極9よりも充分小さな電極面積を有している。
第1及び第2検知電極9,10は、外来雑音に対して同じレベルで検出することができる電極長を備えている。
The
The first and
遮蔽電極11は、ドアポケットDに差し込まれた手指8以外のドアパネル3の外側の人体や外装板1などの影響を排除できるように、第2検知電極10の外周寸法と同じか第2検知電極10よりも大きな寸法に形成して配設して、第1及び第2検知電極9,10を挟んでドアポケットDの側とは反対側に、第1及び第2検知電極9,10に対して一定間隔で平行な上下方向に沿う姿勢で内装材部分に設けてある。
したがって、ドアポケットDに収納された収納物Eとドアパネル3の外側の人体や外装板1などとの容量結合による大きな静電容量の形成を抑制することができる。
The
Accordingly, it is possible to suppress the formation of a large capacitance due to capacitive coupling between the stored item E stored in the door pocket D and the human body outside the
センサ回路Cは、図2に示すように、ドアポケットDに差し込まれた手指8と第1検知電極9との間に形成される第1静電容量Caと、ドアポケットDに差し込まれた手指8と第2検知電極10との間に形成される第2静電容量Cbとに基づいて、ドアポケットDに差し込まれた手指8を検出可能に設けてある。
すなわち、センサ回路Cは、第1容量検出回路12、第2容量検出回路13、差検出回路14、遮蔽電圧印加回路15、タイミング制御回路16などを備えている。
As shown in FIG. 2, the sensor circuit C includes a first capacitance Ca formed between the finger 8 inserted into the door pocket D and the
That is, the sensor circuit C includes a first
第1及び第2検出電極9,10の夫々は、共通接地電位(共通基準電位)GNDに対して第1及び第2静電容量(対接地容量)Ca,Cbを形成する。
第1静電容量Caは、第1容量検出回路12により検出(測定)され、第2静電容量Cbは、第2容量検出回路13により検出(測定)される。
第1及び第2容量検出回路12,13の夫々は、スイッチドキャパシタ動作により第1,第2静電容量Ca,Cbを検出する。
Each of the first and
The first capacitance Ca is detected (measured) by the first
Each of the first and second
第1及び第2容量検出回路12,13により検出された第1及び第2静電容量Ca,Cbは、差検出回路14に入力される。
差検出回路14は、第1静電容量Caと第2静電容量Cbとの差Vo(Ca−Cb)を、手指8のドアポケットDへの差し込みの有無を反映する検出情報としてランプ制御部7に出力する。
The first and second capacitances Ca and Cb detected by the first and second
The
遮蔽電極11には、遮蔽電圧印加回路15により、第1及び第2検出電極9,10と同じ電位となるように遮蔽電圧が印加される。
したがって、容量検出回路12,13は、第1及び第2検出電極9,10と遮蔽電極11に同じ電位を与えながら第1及び第2静電容量Ca,Cbを検出するので、第1及び第2検出電極9,10と遮蔽電極11との間では電荷の充放電が行われず、その間での静電容量は等価的にキャンセルされる。
A shielding voltage is applied to the shielding
Accordingly, since the
タイミング制御回路16は、第1及び第2静電容量Ca,Cbを検出(測定)する間だけ遮蔽電圧が遮蔽電極11に印加されるように、第1及び第2容量検出回路12,13と遮蔽電圧印加回路15とタイミング同期させる。
The
第1静電容量Caと第2静電容量Cbとの差Voは、手指8がドアポケットDに差し込まれていない状態では小さく、手指8がドアポケットDに差し込まれるに伴って増大する。
したがって、ランプ制御部7は、入力された差Voが所定の値以上になることにより、手指8のドアポケットDへの差し込みを検出して、ドアポケットランプ6を点灯させ、入力された差Voが所定の値未満になることにより、手指8のドアポケットDからの抜き出しを検出して、ドアポケットランプ6を消灯させる。
The difference Vo between the first capacitance Ca and the second capacitance Cb is small when the finger 8 is not inserted into the door pocket D, and increases as the finger 8 is inserted into the door pocket D.
Accordingly, the
〔第2実施形態〕
図3は本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、第1検知電極9を、収納口5の側に片寄らせて配設してある。
すなわち、センサ構造体Bは、ドアポケットDのドアパネル側横側方のうちの収納口5の側に片寄らせて上下方向に沿わせて配設してある矩形板状の第1検知電極9と、第1検知電極9の下側に上下方向に沿わせて並設してある矩形板状の第2検知電極10と、第1及び第2検知電極9,10をドアポケットDの側とは逆の側からドアポケットDの全体に亘って静電遮蔽する遮蔽電極11とを内装材2に備えている。
第2検知電極10は、第1検知電極9よりも充分小さな電極面積を有する帯板状に形成してある。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the
That is, the sensor structure B includes a rectangular plate-shaped
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
〔第3実施形態〕
図4は本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、センサ構造体Bが、第1検知電極9と、第1検知電極9を囲むように当該第1検知電極9に並設してある第2検知電極10と、第1及び第2検知電極9,10をドアポケットDの側とは逆の側から静電遮蔽する遮蔽電極11とを、ドアポケットDの収納口5よりも手指8の差し込み方向の上手側、つまり、収納口5の直上方に沿って収納口5よりも高い位置のドアパネル部分に備えている。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the sensor structure B includes the
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
〔その他の実施形態〕
1.本発明による近接センサAは、センサ構造体Bが物品収納空間Dの下面側側方に配設してある第1検知電極9を備えていてもよい。
2.本発明による近接センサAは、第1静電容量Caと第2静電容量Cbとの合計容量に基づいて、物品収納空間Dに差し込まれた被検出体8を検出可能に設けてあってもよい。
3.本発明による近接センサAは、ドアポケット以外の例えば箱の内部空間などの各種物品収納空間Dに差し込まれた被検出体8を検出可能に設けてあってもよい。
4.本発明による近接センサAは、物品収納空間Dの収納口5を、水平方向に沿う一端側に形成してあってもよい。
5.本発明による近接センサAは、物品収納空間Dに差し込まれた人体の手指以外の各種被検出体8を検出可能に設けてあってもよい。
[Other Embodiments]
1. The proximity sensor A according to the present invention may include a
2. The proximity sensor A according to the present invention may be provided so that the detected object 8 inserted into the article storage space D can be detected based on the total capacity of the first capacitance Ca and the second capacitance Cb. Good.
3. The proximity sensor A according to the present invention may be provided so as to be able to detect the detected object 8 inserted into various article storage spaces D such as an internal space of a box other than the door pocket.
4). In the proximity sensor A according to the present invention, the
5. The proximity sensor A according to the present invention may be provided so as to be able to detect various detected bodies 8 other than human fingers inserted into the article storage space D.
5 収納口
8 被検出体
9 第1検知電極
10 第2検知電極
11 遮蔽電極
B センサ構造体
C センサ回路
D 物品収納空間
Ca 第1静電容量
Cb 第2静電容量
5 Storage Port 8
Claims (3)
前記物品収納空間への前記被検出体の差し込みを前記静電容量に基づいて検出するセンサ回路とを有し、
前記センサ構造体が、前記物品収納空間の側方に配設してある第1検知電極と、前記第1検知電極に並設してある第2検知電極と、前記第1及び第2検知電極を前記物品収納空間の側とは逆の側から前記物品収納空間の全体に亘って静電遮蔽する遮蔽電極とを備え、
前記センサ回路は、前記被検出体と前記第1検知電極との間に形成される第1静電容量と、前記被検出体と前記第2検知電極との間に形成される第2静電容量とに基づいて、前記物品収納空間に差し込まれた前記被検出体を検出可能に設けてある近接センサ。 A sensor structure that forms a capacitance with the object to be detected inserted into the article storage space;
A sensor circuit that detects insertion of the detected object into the article storage space based on the capacitance;
The sensor structure includes a first detection electrode disposed on a side of the article storage space, a second detection electrode arranged in parallel with the first detection electrode, and the first and second detection electrodes. A shielding electrode that electrostatically shields the entire article storage space from the side opposite to the article storage space side,
The sensor circuit includes a first capacitance formed between the detected body and the first detection electrode, and a second electrostatic capacity formed between the detected body and the second detection electrode. A proximity sensor provided so as to be able to detect the detected object inserted into the article storage space based on a capacity.
前記第1検知電極を、前記収納口の側に片寄らせて配設してある請求項1記載の近接センサ。 The storage opening of the article storage space is formed on one end side along the juxtaposition direction of the first detection electrode and the second detection electrode,
The proximity sensor according to claim 1, wherein the first detection electrode is arranged so as to be offset toward the storage opening.
前記物品収納空間への前記被検出体の差し込みを前記静電容量に基づいて検出するセンサ回路とを有し、
前記センサ構造体が、第1検知電極と、前記第1検知電極に並設してある第2検知電極と、前記第1及び第2検知電極を前記物品収納空間の側とは逆の側から静電遮蔽する遮蔽電極とを、前記物品収納空間の収納口よりも前記被検出体の差し込み方向の上手側に備え、
前記センサ回路は、前記被検出体と前記第1検知電極との間に形成される第1静電容量と、前記被検出体と前記第2検知電極との間に形成される第2静電容量とに基づいて、前記物品収納空間に差し込まれた前記被検出体を検出可能に設けてある近接センサ。 A sensor structure that forms a capacitance with the object to be detected inserted into the article storage space;
A sensor circuit that detects insertion of the detected object into the article storage space based on the capacitance;
The sensor structure includes a first detection electrode, a second detection electrode arranged in parallel with the first detection electrode, and the first and second detection electrodes from a side opposite to the article storage space side. A shielding electrode for electrostatic shielding is provided on the upper side in the insertion direction of the object to be detected from the storage port of the article storage space,
The sensor circuit includes a first capacitance formed between the detected body and the first detection electrode, and a second electrostatic capacity formed between the detected body and the second detection electrode. A proximity sensor provided so as to be able to detect the detected object inserted into the article storage space based on a capacity.
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