JP2013190404A - 静電容量式センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象を精度良く判別することができる静電容量式センサを提供する。
【解決手段】本発明は、検出電極１１と、基準電極３と、基準電極３との間に電界を形成する電圧印加部２１と、検出電圧の印加により検出電極１１に流れる電流を検出する電流検出部２２と、検出電極１１と基準電極３との間の第１静電容量を検出する容量検出部２３と、第１静電容量に基づいて検出対象を判別する判別部２４と、を備えた静電容量式センサにおいて、検出対象による押圧力に応じて検出電極１１に対して相互的に変位可能に設けられると共に基準電位が与えられたサブ基準電極１３を備え、容量検出部２３は検出電極１１とサブ基準電極１３との間の第２静電容量を検出し、判別部２４は第１静電容量及び第２静電容量に基づき検出対象を判別する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、静電容量により検出対象を判別する静電容量式センサに関する。

静電容量式センサは、２つの電極間の静電容量の変化により検出対象の有無や種類を判別するセンサである。静電容量式センサは、例えばタッチパネルや乗員検知などに利用される。静電容量式乗員検知センサとしては、例えば特開２００８−１１１８０９号公報（特許文献１）に記載されている。静電容量式乗員検知センサは、１つの電極が車両のシート内に配置され、静電容量の変化に基づいて乗員の着座の有無や乗員の種類（大人やチャイルドシート（ＣＲＳ）に搭乗した子供等）を判別する。電極間に介在した検出対象の比誘電率の違い（例えば空気約１、ＣＲＳ約２〜５、大人約５０）から、検出される静電容量に変化が生じ、当該変化により検出対象が判別される。

特開２００８−１１１８０９号公報

しかしながら、静電容量式センサでは、検出対象と接触面（シートの座面やタッチパネルの画面等）との間、又は検出対象と検出電極との間に人体以外の厚いものが介在している場合、静電容量の変化が小さくなり、検出精度が低下してしまう。

乗員検知センサの場合、例えば乗員が厚着であったり座面上に座布団が配置されていると、着座による静電容量の増加量は想定より小さくなる可能性がある。また、子供が座ったＣＲＳが着座している場合、ＣＲＳの導体や周辺の導体と電界形成してしまい、静電容量の増加量が想定より大きくなる可能性がある。これにより、大人とＣＲＳ搭乗の子供との静電容量差が小さくなり、判別精度が低下するおそれがある。

また、タッチパネルの場合、例えば手袋を着けている状態で画面をタッチしても静電容量の増加量が小さく、画面押圧が検出できないおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、検出対象を精度良く判別することができる静電容量式センサを提供することを目的とする。

本発明の静電容量式センサは、検出対象に対向して配置される検出電極（１１）と、基準電位が与えられた基準電極（３）と、前記検出電極（１１）に検出電圧を印加し、前記基準電極（３）との間に電界を形成する電圧印加部（２１）と、前記検出電圧の印加により前記検出電極（１１）に流れる電流を検出する電流検出部（２２）と、前記検出電圧及び前記電流検出部（２２）で検出された電流に基づいて前記検出電極（１１）と前記基準電極（３）との間の第１静電容量を検出する容量検出部（２３）と、前記第１静電容量に基づいて前記検出対象を判別する判別部（２４）と、を備えた静電容量式センサにおいて、前記検出対象による押圧力に応じて前記検出電極（１１）に対して相互的に変位可能に設けられると共に前記基準電位が与えられたサブ基準電極（１３）を備え、前記容量検出部（２３）は前記検出電極（１１）と前記サブ基準電極（１３）との間の第２静電容量を検出し、前記判別部（２４）は前記第１静電容量及び前記第２静電容量に基づき前記検出対象を判別することを特徴とする。

この構成によれば、検出対象の押圧により検出電極及びサブ基準電極が相互的に変位すると、検出電極は、基準電極に加えてさらにサブ基準電極との間に電界を形成する。これにより、第２静電容量の分だけ静電容量の増加量が大きくなり、検出対象を精度良く判別することができる。なお、「対象を判別する」とは、対象の有無及び対象の種類のうち少なくとも一方を判別することを意味する。

また、本発明の静電容量式センサは、基準電位が与えられた基準電極（３）と、検出対象に対向して配置される第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）、及び前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）に対し前記検出対象から遠ざかる側に配置されると共に前記基準電位が与えられた第一サブ基準電極（１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ）を有する第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）と、前記検出対象に対向し前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）に離間且つ並列して配置される第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）、及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）に対し前記検出対象から遠ざかる側に配置されると共に前記基準電位が与えられた第二サブ基準電極（１３ｂ、１３Ａｂ）を有する第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）と、前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）に検出電圧を印加し、前記基準電極（３）との間に電界を形成する電圧印加部（２１）と、前記検出電圧の印加により前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）に流れる電流を検出する電流検出部（２２）と、前記検出電圧及び前記電流検出部（２２）で検出された電流に基づいて前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）と前記基準電極との間の第１静電容量を検出する容量検出部（２３）と、前記容量検出部で検出された静電容量に基づいて前記検出対象を判別する判別部（２４）と、を備え、前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）及び前記第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）は、前記検出対象による押圧力に応じて相互的に変位可能に設けられ、前記容量検出部は、前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）と前記第二サブ基準電極（１３ｂ、１３Ａｂ）との間の静電容量又は前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）と前記第一サブ基準電極（１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ）との間の静電容量である第２静電容量を検出し、前記判別部は、前記第１静電容量及び前記第２静電容量に基づき前記検出対象を判別することを特徴とする。

この構成によれば、検出対象の押圧により第一センサ部及び第二センサ部が相互的に変位すると、一方の検出電極は、基準電極に加えて他方のサブ基準電極との間に電界を形成する。これにより、第２静電容量の分だけ静電容量の増加量が大きくなり、検出対象を精度良く判別することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第一実施形態の静電容量式センサの構成を示す概念図である。 第一実施形態の静電容量式センサの回路構成を示す概念図である。 第一実施形態のセンサ本体部を示す平面図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 第一実施形態のセンサ本体部の変位前を説明するための概念図である。 第一実施形態のセンサ本体部の変位後を説明するための概念図である。 ＣＲＳが配置された際の第一実施形態のセンサ本体部を示す概念図である。 大人が着座した際の第一実施形態のセンサ本体部を示す概念図である。 第一実施形態の静電容量式センサと従来とにおいて検出される静電容量を示すグラフである。 第二実施形態のセンサ本体部の構成を示す概念図である。 第三実施形態のセンサ本体部を示す平面図である。 図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 第三実施形態のセンサ本体部の変位前を説明するための概念図である。 第三実施形態のセンサ本体部の変位後を説明するための概念図である。 ＣＲＳが配置された際の第三実施形態のセンサ本体部を示す概念図である。 大人が着座した際の第三実施形態のセンサ本体部を示す概念図である。 大人が着座した際の座面に加わる圧力の圧力分布を説明するための概念図である。 ＣＲＳが配置された際の座面に加わる圧力の圧力分布を説明するための概念図である。 第三実施形態のセンサ本体部の変形態様を示す平面図である。

次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。実施形態は、本発明を乗員検知センサに適用したものである。なお、図面は概念図であり、細かな寸法を表すものではない。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の静電容量式センサは、図１及び図２に示すように、センサ本体部１と、乗員検知ＥＣＵ２と、車両ボディ３と、を備えている。センサ本体部１は、フィルム状のセンサマットであり、車両のシート９の座面部９１内に（例えばクッション間に）配置されている。なお、シート９は、座面部９１と、背もたれ部９２と、を備えている。

センサ本体部１は、図３に示すように、車両前後方向にスリットＳが形成された波型に形成されている。具体的に、センサ本体部１は、図４に示すように、検出電極１１と、ガード電極１２と、サブ基準電極１３と、フィルム部材１４〜１７と、を備えている。なお、フィルム部材１４〜１７は、絶縁性材料（例えばＰＥＴ）からなり、上（座面９１１側）から下（車両ボディ３側）に、フィルム部材１４、１５、１６、１７の順に配置されている。フィルム部材１４〜１７間には例えば接着剤が介在している。

検出電極１１は、平板状の導電材料であり、センサ本体部１の波型に沿ってセンサ本体部１内上部に配置されている。検出電極１１は、フィルム部材１４、１５に挟まれて配置されている。検出電極１１は、検出対象に対向して配置される。換言すると、検出電極１１は、検出対象が検出範囲に存在する場合に、当該検出対象に対向するように配置される。本実施形態では、検出電極１１は、検出対象の検出範囲である座面９１１に対向して配置されている。検出電極１１は、後述する電圧印加部２１及び電流検出部２２に接続されている。

ガード電極１２は、検出電極１１と略同構成であって、フィルム部材１５を介して検出電極１１の下方に配置されている。ガード電極１２は、フィルム部材１５、１６に挟まれて配置されている。ガード電極１２は、後述するオペアンプ２５に接続されている。

サブ基準電極１３は、車両ボディ３と略同構成であって、フィルム部材１６を介してガード電極１２の下方に配置されている。サブ基準電極１３は、フィルム部材１６、１７に挟まれて配置されている。サブ基準電極１３は、基準電位である車両接地ＧＮＤに接続されている。

乗員検知ＥＣＵ２は、電子制御ユニットであって、図２に示すように、電圧印加部２１と、電流検出部２２と、容量検出部２３と、判別部２４と、オペアンプ２５と、を備えている。電圧印加部２１は、車両接地ＧＮＤ及び検出電極１１に接続されている。電圧印加部２１は、交流電源であって、検出電極１１に交流電圧（検出電圧）を印加する。これにより、検出電極１１は、車両接地ＧＮＤに接続された車両ボディ４との間（「検出−ボディ間」とも称する）に電界を形成する。

電流検出部２２は、電流センサであって、電圧印加部２１の電圧印加により検出電極１１に流れる電流を検出する。容量検出部２３は、電流検出部２２及び判別部２４に接続されている。容量検出部２３は、電圧印加部２１の印加する電圧と、電流検出部２２が検出した電流とに基づいて、検出電極１１が形成する電界における静電容量を算出する。静電容量は、電圧印加時の電流経路におけるインピーダンスの虚数成分に基づき算出でき、虚数成分は電流と電圧の位相のずれから算出できる。

判別部２４は、容量検出部２３の検出結果と予め設定された閾値とに基づいて、乗員の有無、及び乗員が大人かＣＲＳであるかを判別する。オペアンプ２５は、入力側に電圧印加部２１が接続され、出力側にガード電極１２が接続されたオペアンプである。オペアンプ２５は、検出電極１１に印加される電圧と同電圧をガード電極１２に印加する。これにより、検出電極１１とガード電極１２は、同電位となる。ガード電極１２は、検出電極１１の下側（座面９１１と反対側）で検出電極１１と同電位になることで、検出電極１１が下側で車両ボディ３やサブ基準電極１３と電界を形成することを防止している。つまり、ガード電極１２は、検出電極１１が確実に座面９１１上に電界を形成するためのものである。車両ボディ３は、車両のボディ部分であるとともに電極を構成し、基準電位である車両接地ＧＮＤが与えられている。

ここで、本実施形態の作用効果について説明する。センサ本体部１は、車両前後方向にスリットＳが入っているため、図５に示すように、車両前後に延びた一塊（１セット）の電極１１〜１３同士が左右に隣り合って配置されている。当該隣り合う塊を第一センサ部１ａと第二センサ部１ｂと称する。つまり、第一センサ部１ａは、第一検出電極１１ａと、第一ガード電極１２ａと、第一サブ基準電極１３ａと、を備えている。第二センサ部１ｂは、第二検出電極１１ｂと、第二ガード電極１２ｂと、第二サブ基準電極１３ｂと、を備えている。第一及び第二の各電極（１１ａと１１ｂ、１２ａと１２ｂ、１３ａと１３ｂ）は、一端部で接続されている。検出電極１１ａ、１１ｂはガード電極１２ａ、１２ｂの座面９１１に接近する側（上側）に配置され、ガード電極１２ａ、１２ｂはサブ基準電極１３ａ、１３ｂの座面９１１に接近する側（上側）に配置されている。

図５に示すように、センサ本体部１が変位（変形）していない状態では、第一センサ部１ａと第二センサ部１ｂとは左右（幅方向）に配置されている。換言すると、第一センサ部１ａ及び第二センサ部１ｂは、離間且つ並列して配置されている。第一センサ部１ａ及び第二センサ部１ｂは、座面９１１の延在方向、座面９１１に平行な平面方向、又は車幅方向に配置されているともいえる。この状態では、通常どおり、各検出電極１１ａ、１１ｂと車両ボディ３との間で電界が形成される。

一方、センサ本体部１が一部変位している状態、例えば第一センサ部１ａが下方に押し込められている状態では、図６に示すように、第一検出電極１１ａは、車両ボディ３に加えさらに第二サブ基準電極１３ｂとの間に電界を形成する。つまり、検出される静電容量は、検出−ボディ間の静電容量（「第１静電容量」に相当する）と、検出電極１１とサブ基準電極１３の間（検出−サブ間とも称する）の静電容量（「第２静電容量」に相当する）との和となる。これにより、乗員の着座による静電容量の増加量は、センサ本体部１が変位していない状態に比べて、センサ本体部１が変位している状態のほうが大きくなる。

ここで、センサ本体部１の配置例及び大人とＣＲＳの判別について説明する。図７に示すように、子供を搭乗させたＣＲＳが座面９１１上に配置された場合、ＣＲＳによる座面９１１への押圧（面圧）はほぼ均等であり、センサ本体部１は、部分的に変位することがほとんどない。一方、図８に示すように、大人が座面９１１上に着座した場合、座面９１１への押圧は、お尻や太股等の座面接触部分のみが大きくなり、センサ本体部１の一部が下方に押し込まれて変位する。これにより、検出−ボディ間に加えて検出−サブ間にも電界が形成され、検出−サブ間の静電容量の分、全体の静電容量の増加量は大きくなる。

図９に示すように、本実施形態によれば、検出される静電容量は、従来と比較して全体的（乗員なし、ＣＲＳ＋１歳児、厚着した大人）に大きくなっている。そして、従来では僅かしかなかったＣＲＳ＋１歳児と厚着した大人との静電容量の差は、大きくなっている。ＣＲＳ＋１歳児と厚着した大人において、本実施形態の静電容量差は、従来の静電容量差の約１０倍となっている。これは、上記のように、大人が着座した場合、センサ本体部１の一部が変位して、検出−サブ間の静電容量が発生し、検出される静電容量が大きくなったことに起因している。静電容量の差が大きいほど、違いが明らかになり、確実に両者を判別することができる。例えば閾値は、両静電容量値の中間に設定しても良い。

このように、本実施形態によれば、厚着等の乗員状況に関わらず、ＣＲＳと大人を精度良く判別することができる。なお、押圧により変位するのは、第一センサ部１ａ、第二センサ部１ｂ、又は両方のセンサ部１ａ、１ｂでも良い。つまり、検出対象の押圧力により、第一センサ部１ａと第二センサ部１ｂとが相互的に変位すれば良い。換言すると、第一センサ部１ａ（第二センサ１ｂ）が第二センサ部１ｂ（第一センサ１ａ）に対して相対的に移動すれば良い。

＜第二実施形態＞
第二実施形態の静電容量式センサについて図１０を参照して説明する。第二実施形態は、第一実施形態と比較して、センサ本体部の電極配置のみ異なっている。したがって、当該異なっている部分のみ説明する。なお、検出電極、ガード電極、及びサブ基準電極は、第一実施形態と同機能を発揮する。

図１０に示すように、第二実施形態のセンサ本体部１Ａは、平面視において第一実施形態同様、平面上で波型に形成されている。センサ本体部１Ａは、第一実施形態同様、車両前後方向に延びる一塊ごとに分けられ、第一センサ部１Ａａと、第二センサ部１Ａｂと、第三センサ部１Ａｃと、を備えている。

第一センサ部１Ａａは、第一検出電極１１Ａａと、第一検出電極１１Ａａの下方に配置された第一ガード電極１２Ａａと、を備えている。第二センサ部１Ａｂは、第二ガード電極１２Ａｂと、第二ガード電極１２Ａｂの下方に配置された第二サブ基準電極１３Ａｂと、を備えている。第三センサ部１Ａｃは、第三検出電極１１Ａｃと、第三検出電極の下方に配置された第三ガード電極１２Ａｃと、を備えている。

第一検出電極１１Ａａ、第二ガード電極１２Ａｂ、及び第三検出電極１１Ａｃは、略同一平面上に配置されている。同様に、第一ガード電極１２Ａａ、第二サブ基準電極１３Ａｂ、及び第三ガード電極１２Ａｃは、略同一平面上に配置されている。第一センサ部１Ａａと第三センサ部１Ａｃは、着座時の圧力分布に基づいて、大人着座時に座面９１１に圧力が加わる位置に配置され、第二センサ部１Ａｂは圧力が加わりにくい位置に配置されている（図１７参照）。

第二実施形態によれば、大人が座面９１１に着座した場合、センサ本体部１Ａの一部が変位し、第一センサ部１Ａａと第三センサ部１Ａｃが下方に押し下げられる。これにより、第一検出電極１１Ａａ及び第三検出電極１１Ａｃは、第二サブ基準電極１３Ａｂとの間にも電界を形成する。つまり、第二実施形態によっても、第一実施形態同様、検出−ボディ間だけでなく検出−サブ間に電界が形成され、静電容量の増加量が大きくなる。これにより、第二実施形態によっても、第一実施形態同様の効果が発揮される。

＜第三実施形態＞
第三実施形態の静電容量式センサは、第一実施形態と比較して、センサ本体部の電極配置のみ異なっている。したがって、当該異なっている部分のみ説明する。なお、検出電極、ガード電極、及びサブ基準電極は、第一実施形態と同機能を発揮する。

第三実施形態のセンサ本体部１Ｂは、図１１及び図１２に示すように、第一センサ部１Ｂａと、第一センサ部１Ｂａの下方に一部重なって配置された第二センサ部１Ｂｂと、を備えている。第一センサ部１Ｂａは、第一検出電極１１Ｂａと、第一ガード電極１２Ｂａと、第一サブ基準電極１３Ｂａと、を備えている。第一センサ部１Ｂａの各電極１１Ｂａ〜１３Ｂａの配置順は、第一実施形態と同様である。第一サブ基準電極１３Ｂａは、第一検出電極１１Ｂａ及び第一ガード電極１２Ｂａよりも幅（左右方向の長さ）が小さく、第二センサ部１Ｂｂの中央に対向する位置に配置されている。

第二センサ部１Ｂｂは、第二検出電極１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂと、第二ガード電極１２Ｂｂと、を備えている。第二検出電極１１１Ｂｂは、第二センサ部１Ｂｂの幅方向の一方側（図面左側）に配置されている。第二検出電極１１２Ｂｂは、第二検出電極１１１Ｂｂから幅方向に間隔を空けて、第二センサ部１Ｂｂの幅方向の他方側（図面右側）に配置されている。つまり、第二検出電極１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂは、第二センサ部１Ｂｂの幅方向中央に隙間を有している。

第一サブ基準電極１３Ｂａは、第二検出電極１１１Ｂｂと第二検出電極１１２Ｂｂとの間の、検出電極が存在しない位置に対向して配置されている。換言すると、第一サブ基準電極１３Ｂａは、検出電極が存在しない位置の上方に配置されている。第二ガード電極１２Ｂｂは、1枚で構成され、第一検出電極１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ及び両者間の間隔の下方に配置されている。

第二センサ部１Ｂｂは、平面視において、第一センサ部１Ｂａと一部（幅方向一方側部位）が重なり、第一センサ部１Ｂａに対して幅方向他方側（図面右側）にずれて配置されている。したがって、第二検出電極１１２Ｂｂの一部（幅方向他方側部位）は、上方に電極が存在せず、乗員を介して検出−ボディ間に電界を形成する。

図１３に示すように、センサ本体部１Ｂが変位していない状態では、第一検出電極１１Ｂａと第二検出電極１１２Ｂｂの一端部が車両ボディ３と電界を形成する。一方、図１４に示すように、センサ本体部１Ｂが変位した状態、すなわち第一センサ部１Ｂａと第二センサ部１Ｂｂとが相対的に幅方向の離れる方向に変位した状態では、第二検出電極１１２Ｂｂの上方の電極がずれて上方に存在しなくなり、第二検出電極１１２Ｂｂによる検出−ボディ間の静電容量は大きくなる。

さらに、上記状態では、第一サブ基準電極１３Ｂａが相対移動することで、第二検出電極１１１Ｂｂと第一サブ基準電極１３Ｂａが対向する位置（重なる位置）に配置される。変位により、第二検出電極１１１Ｂｂと第一サブ基準電極１３Ｂａの対向面積が増えるともいえる。これにより、第二検出電極１１１Ｂｂと第一サブ基準電極１３Ｂａの間で電界が形成され、検出−サブ間の静電容量が全体の静電容量に追加される。ただし、変位した場合よりも小さいが、変位がない状態でも当該検出−サブ間の静電容量は検出される。このように、第三実施形態によれば、第一及び第二実施形態以上に、大人とＣＲＳの静電容量差を大きくすることができ、判別精度を高めることができる。

第三実施形態の配置例を図１５及び図１６を参照して説明する。図１５に示すように、センサ本体部１Ｂは、複数のセンサ部を有し、第一センサ部１Ｂａと第二センサ部１Ｂｂが１セットとして左右対称に配置されている。以下、図面左側の１セットについて説明し、右側の１セットの説明は省略する。

第一センサ部１Ｂａは、座面部９１の左端部位（ウレタン部位）Ｚに固定されている。第二センサ部１Ｂｂは、第一センサ部１Ｂａの下方且つ左にずれた位置に配置されている。第二センサ部１Ｂｂの右端部は、座面部９１内部中央の固定部位Ｙに固定されている。このように、センサ部１Ｂａ、１Ｂｂの一方の端部は、座面部９１に対して固定されている。

図１５に示すように、座面９１１上にＣＲＳが配置された場合、センサ本体部１Ｂが全体的に押圧され、ほとんど変位しない。この場合、上記のように検出−ボディ間の静電容量と、第二検出電極１１１Ｂｂと第一サブ基準電極１３Ｂａの静電容量が検出される。

一方、図１６に示すように、座面９１１上に大人が着座した場合、お尻等の接触部分が強く押圧され、センサ本体部１Ｂは全体的に変位する。具体的に、第一センサ部１Ｂａの右端が押し下げられ、第一センサ部１Ｂａにより第二センサ部１Ｂｂの左端が押し下げられる。これにより、第二検出電極１１２Ｂｂの上方に電極がなくなり（クッションを介した露出面積が大きくなり）、第二検出電極１１１Ｂｂと第一サブ基準電極１３Ｂａとの対向面積が大きくなる。そして、検出される静電容量は大きくなる。

＜変形態様＞
本発明は、上記実施形態に限らず、上記実施形態を例えば以下のように変形することができる。センサ本体部１、１Ａ、１Ｂは、図１７及び図１８に示すように、座面９１１への着座時の圧力分布に基づいて配置されることが好ましい。図１７及び図１８は模式図であり、点々模様の部分は空白部分よりも圧力が高く、細い斜線部分は点々模様の部分よりも圧力が高く、太い斜線部分は細い斜線部分より圧力が高い（空白＜点々＜細い斜線＜太い斜線）。例えば図８及び図１６に示すように、座面９１１のお尻や太股が当接する部分に応じて配置することでより確実に静電容量の変化量を大きくすることができる。

また、判別部２４は、乗員検知ＥＣＵ２に限らず、他のＥＣＵ（例えばエアバッグＥＣＵ）に配置されていても良い。また、センサ本体部１は、被水検知用の電極（図示せず）を備えていても良い。被水検知用電極は、検出電極１１と略同一平面上で検出電極１１に沿って配置されている。換言すると、被水検知用電極は、検出電極１１から間隔を空けた隣に配置されている。乗員を検知する際は、被水検知電極を検出電極１１と同電位とし、被水を検知する際は、被水検知電極を基準電位とし、検出電極１１と被水検知電極との間（検出−被水間）の静電容量を検出する。検出−被水間の静電容量に基づいて、座面９１１の被水が検知される。

また、センサ本体部は、塊と塊（第一センサ部と第二センサ部）とが別々に変位可能に分離形成されていれば良い。塊の向かい合う端部同士が分離していれば良い。センサ本体部１は、例えば、柵型に形成されても良く、あるいは複数の塊（第一センサ部１ａと第二センサ部１ｂ）がそれぞれ別体に形成されても良い。別体に形成された場合、各塊が乗員検知ＥＣＵ２に接続され、電圧印加部２１はそれぞれに電圧を印加し、電流検出部２２はそれぞれの電流を検出する。塊それぞれを別体（第一実施形態の場合、例えばそれぞれ長板状）で形成することで、センサ本体部の作成が容易となる上、配置の自由度が大きくなる。

一方、センサ本体部が一体成形（スリット形成）されている場合、部品点数や組み付け工数の削減が可能となる。第三実施形態の場合、センサ本体部を一体成形すると、例えば図１４に示すような構成となる。つまり、塊の一端同士を結合した構成となる。また、ガード電極１２は無くても良い。ただし、ガード電極１２が存在することで、より確実に電界を判別対象を介して形成することができる。

以上変形態様によっても、上記実施形態同様の効果が発揮される。なお、図４を除いて、図面は、フィルム部材を省略したものを表している。

また、本発明は、タッチパネルにおける接触検知センサとしても適用できる。例えば図８や図１６の大人の押圧部分を指とすると、実施形態同様の効果が発揮される。本発明によれば、変位可能なフレキシブルな画面（接触面）を指等で押した場合、画面及びセンサ本体部１、１Ａ、１Ｂが変位し、上記実施形態同様の作用により、静電容量の増加量を大きくすることができる。この場合、例えば本発明の静電容量センサは、画面を有する筐体（本体）内に配置される。当該筐体や座面部９１は、センサ本体部１、１Ａ、１Ｂを収容する本体であり、画面や座面９１１は検出対象が接触する接触面である。

また、本発明は、接触面がないものでも良く、検出対象が直接的に、センサ本体部１、１Ａ、１Ｂ、検出電極１１、第一センサ部１ａ、１Ａａ、１Ｂａ、及び第二センサ部１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂに押圧するものでも良い。つまり、検出対象によるセンサ本体部１、１Ａ、１Ｂへの押圧は、直接的でも、座面９１１や画面等の接触面を介した間接的であっても良い。

１、１Ａ、１Ｂ：センサ本体部、
１１：検出電極、 １２：ガード電極、 １３：サブ基準電極、
１ａ、１Ａａ、１Ｂａ：第一センサ部、 １ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ：第二センサ部、
１Ａｃ：第三センサ部、 １１Ａｃ：第三検出電極、 １２Ａｃ：第三ガード電極、
１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ：第一検出電極、
１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ：第二検出電極、
１２ａ、１２Ａａ、１２Ｂａ：第一ガード電極、
１２ｂ、１２Ａｂ、１２Ｂｂ：第二ガード電極、
１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ：第一サブ基準電極、
１３ｂ、１３Ａｂ：第二サブ基準電極、
２：乗員検知ＥＣＵ、 ２１：電圧印加部、 ２２：電流検出部、
２３：容量検出部、 ２４：判別部、 ２５：オペアンプ、
３：車両ボディ（基準電極）、 ＧＮＤ：車両接地（基準電位）、
９：シート、 ９１：座面部、 ９１１：座面、

Claims (10)

1. 検出対象に対向して配置される検出電極（１１）と、
   基準電位が与えられた基準電極（３）と、
   前記検出電極（１１）に検出電圧を印加し、前記基準電極（３）との間に電界を形成する電圧印加部（２１）と、
   前記検出電圧の印加により前記検出電極（１１）に流れる電流を検出する電流検出部（２２）と、
   前記検出電圧及び前記電流検出部（２２）で検出された電流に基づいて前記検出電極（１１）と前記基準電極（３）との間の第１静電容量を検出する容量検出部（２３）と、
   前記第１静電容量に基づいて前記検出対象を判別する判別部（２４）と、
   を備えた静電容量式センサにおいて、
   前記検出対象による押圧力に応じて前記検出電極（１１）に対して相互的に変位可能に設けられると共に前記基準電位が与えられたサブ基準電極（１３）を備え、
   前記容量検出部（２３）は前記検出電極（１１）と前記サブ基準電極（１３）との間の第２静電容量を検出し、前記判別部（２４）は前記第１静電容量及び前記第２静電容量に基づき前記検出対象を判別することを特徴とする静電容量式センサ。
2. 前記サブ基準電極（１３）と前記検出対象との間に、前記検出電圧と略同電圧が印加されるガード電極（１２）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式センサ。
3. 前記検出電極（１１）と前記サブ基準電極（１３）の間に、前記検出電圧と略同電圧が印加されるガード電極（１２）が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電容量式センサ。
4. 基準電位が与えられた基準電極（３）と、
   検出対象に対向して配置される第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）、及び前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）に対し前記検出対象から遠ざかる側に配置されると共に前記基準電位が与えられた第一サブ基準電極（１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ）を有する第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）と、
   前記検出対象に対向し前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）に離間且つ並列して配置される第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）、及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）に対し前記検出対象から遠ざかる側に配置されると共に前記基準電位が与えられた第二サブ基準電極（１３ｂ、１３Ａｂ）を有する第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）と、
   前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）に検出電圧を印加し、前記基準電極（３）との間に電界を形成する電圧印加部（２１）と、
   前記検出電圧の印加により前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）に流れる電流を検出する電流検出部（２２）と、
   前記検出電圧及び前記電流検出部（２２）で検出された電流に基づいて前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）及び前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）と前記基準電極との間の第１静電容量を検出する容量検出部（２３）と、
   前記容量検出部で検出された静電容量に基づいて前記検出対象を判別する判別部（２４）と、
   を備え、
   前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）及び前記第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）は、前記検出対象による押圧力に応じて相互的に変位可能に設けられ、
   前記容量検出部は、前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）と前記第二サブ基準電極（１３ｂ、１３Ａｂ）との間の静電容量又は前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）と前記第一サブ基準電極（１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ）との間の静電容量である第２静電容量を検出し、
   前記判別部は、前記第１静電容量及び前記第２静電容量に基づき前記検出対象を判別することを特徴とする静電容量式センサ。
5. 前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）と前記第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）とは別体であり、
   前記電流検出部（２１）は、前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）及び前記第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）それぞれから電流を検出する請求項４に記載の静電容量式センサ。
6. 前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）は、前記第一検出電極（１１ａ、１１Ａａ、１１Ｂａ）と前記第一サブ基準電極（１３ａ、１３Ａａ、１３Ｂａ）との間に第一ガード電極（１２ａ、１２Ａａ、１２Ｂａ）を有し、
   前記第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）は、前記第二検出電極（１１ｂ、１１１Ｂｂ、１１２Ｂｂ）と前記第二サブ基準電極（１３ｂ、１３Ａｂ）との間に第二ガード電極（１２ｂ、１２Ａｂ、１２Ｂｂ）を有する請求項４又は５に記載の静電容量式センサ。
7. 前記検出電極（１１）及び前記サブ基準電極（１３）は、車両のシート（９）の座面部（９１）内に配置され、
   前記基準電極（３）は、車両ボディ（３）であり、
   前記判定部（２４）は、前記第１静電容量及び前記第２静電容量に基づいて乗員を判別する請求項１〜３の何れか一項に記載の静電容量式センサ。
8. 前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）及び前記第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）は、車両のシート（９）の座面部（９１）内に配置され、
   前記基準電極（３）は、車両ボディ（３）であり、
   前記判定部（２４）は、前記第１静電容量及び前記第２静電容量に基づいて乗員を判別する請求項４〜６の何れか一項に記載の静電容量式センサ。
9. 前記検出電極（１１）及び前記サブ基準電極（１３）は、前記乗員の着座時に押圧される位置に基づいて配置されている請求項７に記載の静電容量式センサ。
10. 前記第一センサ部（１ａ、１Ａａ、１Ｂａ）及び第二センサ部（１ｂ、１Ａｂ、１Ｂｂ）は、前記乗員の着座時に押圧される位置に基づいて配置されている請求項８に記載の静電容量式センサ。

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